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变频调速技术在供水系统中的应用
变频调速技术在供水系统中的应用

时间:2017/6/23 10:01:56

  核心提示:变频调速水泵的台数确定冶金自动化与微机应用变铎调速技术在供水系统中的应用调速水泵的台数主要由供水系统自身的具体运行条件确定,主要有以下几点:调速水泵的容量应该是泵站供水机组容量的最大者。...

变频调速技术在供水系统中的应用

  在许多重工业企业中,供水系统是耗能大户,而其中90%以上是用于机泵提水,如何采取合理有效的方式提高机泵运行效率、降低能耗是提高企业经济效益的重要环节。供水系统中调节水量的方式有很多。而变频调速技术由于其较高的可靠性。较好的节能效果和低廉的价格等优点,正在逐渐被广大=5接受。

  1水泵需要调速的基本条件在供水系统中,管网中的流量是经常变化的,管网中流量的变化会造成供水压力有较大的变化。不能满足供水用户的需求3控制流量变化的方法传统上主要有以下两种。

  1.1采用调节出水阀的开启度来控制输水量的变化,这是靠改变管道特性曲线的形状来适应管网中流量的变化。

  管道特性曲线形状的变化是依靠增加或者减少出水阀门的传输阻力得到的3因此。在出水阀门的两侧就产生了一个压差AH.这个AH与即时输水量Q的乘积。AHQ便是出水阀门在调节时的能量损失:这一部分的能量损失由电动机向电源索取3因此,在流量调小时,电机的吸取功率并不按比洌地减小,这是因为出水阀门在这种情况下消耗了相当数量的电能=有关资料表明,当流量调节范围在50%90%时,消耗在出水阀门上的功率可达电机输人功率的20% 60%,显然。这是一种很不经济的控制方式。

  1.2采用改变供水机组并列运行的台教来控制管网、压力的变化:一般的洪水泵房内都设置数台机组,它们的水量可以不同。但额定扬程基本相同:采用各种不同的组台方式以满。不同流量的要求:这种控制方式也有其弊端,即当运行的机组台数少于设定值时,运行机泵的工作扬程会低于其额定扬程,从而使其处于低效率运行状态。供水量的变化会造成水泵工况点的变化。尤其是当管道上的传输损失占有相当大的比重时,工况点的变化更为明显,而水栗跌人低效区运行会更深:对于上述情采用调速控制装置进行调节可有效提高泵组的运行效率。目前供大系统中采用的调速装置主要有三种:(1)可控硅串级调违2)变频调速;液力耦合器调速。其中液力耦合器调速属于机械调速。由于其机械结构复杂、调速效果不佳而逐渐被淘汰:串级调速,尤其是内反馈串级调速,主要应用于一些调速精度要求不高、调速范围不大的高压设备上=在中小型低压电机上,变频调速技术由于调速范围广、精度高、易实现自动控制而逐渐被广泛应用。本文主要针对变频调速装置进行分析。

  2变频调速水泵的台数确定冶金自动化与微机应用变铎调速技术在供水系统中的应用调速水泵的台数主要由供水系统自身的具体运行条件确定,主要有以下几点:调速水泵的容量应该是泵站供水机组容量的最大者。

  水泵调速的范围应考虑它调速后仍在高效区运行,水泵应有的调速比要满足下式要求。

  Kn-应有的调速比H-调速前水泵工作全扬程;Hmax-在水泵所推荐的工作区内,全扬程的上限值;Hmin -在水泵所推荐的工作区内,全扬程的下限值。

  根据上式确定调速比后,相应水泵的流量调节值也已经确定。若管网中需要调节的流量大于此值时,则调节泵的台数应作相应的增加,其计算式为:n-调节泵的台数;AQ管网中所需的调节流量;Q,-每台调速泵在高效调速范围内的流量调节值。

  3变频调速水泵节能原理及效益分析变频调速水泵节能体现在以下几个方面。

  3.1与工频泵相比,水泵调速后,水泵工况点发生变化,进入高效区,水泵效率因此而变高。

  3.2在满足供i压力的前提下,水泵由于调速使供水分别为对应于其转速下的扬程一流量曲线,uk2、k3分别为水泵等效点轨迹曲线,根据相似定律之比例有:H=k,Q2.因此,对于额定曲线上任何一点,其相似的工况点(等效点)的轨迹为一条过该点与原点的抛物线。为管道阻力曲线,H.,所要求的净供水压力。实际上,由于供水管网的复杂性,一般不存在这么一条理想的阻力曲线,此处将用户作集中处理,管网简化为一条主干线。

  由可知,当流量为Q,时,水栗扬程为H,运行效率为当流量变为时,如果水泵为工频运行,运行扬程为,效率为工作点a);将转速下调至于n3,则当流量为化时,水泵运行扬程为H,运行效率为工作点c)。

  对于流量为Q:时,调速前后的能耗之差为:(H2-H,)Q:流量单位以l3m3/d,扬程单位MPa. N,乘以运行的时间,定在该流量运行时节电量。

  当流量由下降至Qh时,如采用恒压供水,转速下调至,此时供水扬程仍为H,。显然,在保证供水压力的前提下,恒压供水考虑到因为流量减少引起水泵扬程增加而产生的富余压力(中ah段),但未考虑因水量减少而引起的管道水头损失也减少而增加富余水压。因此,对于供水系统中管道传输损失占相当比例的情况,压力取点位置最好设在供水干线的末端。

  变频调速装置自身的损耗,一般为4%-5%,在进行效益分析时,也应考虑此因素。

  4使用变频调速装置需注意的几点问题4.1使用变频调速装置要针对各供水系统工艺的自身特点,确定合理的方案,尽量避免调速泵长时间运行于高效区外或投资回收期过长(一般不应超过5年)。

  4.2在实际运行中。各供水系统中使用的变频器所设定的参数值要根据其不同的工艺特点而定。例如,对于供水干线恒压供水,所设定的加、减速时间不能太小,否则在供水量波动幅度较大时,电机常会出现超负荷工作的状况,而对于泵站吸水井恒液位供水,加减速时间可适当减小,从而降低调速时间,以使水位波动幅度降至最低。

  4.3在许多重工业企业的供水系统中,设备的工作环境较差,粉尘、环境温度、环境湿度都会对变频器的使用寿命产生较大的影响,在使用中应重视这些问题。

  3责编苗龙军)文1汪光焘等。城市供水行业2000年技术进步发展规划。中国建筑工业出版社,1992凌兵善,工程师。1991年毕业于天津城建学院给排水专业。现在天铁集团水电厂从事给排水技术工作。

  冶金自动化与微机应用

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