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1、水泵恒压供水方案 一. 泵房供水电机一般以恒定速度运行,用大小泵切换或调节进出水阀的方法调节水压及流量,以满足各种不同的需求.这种低效率控制流量的方法,不能满足实际工作要求,由于工作中水量变化,可能使平均水压升高,一方面造成不必要的能量消耗还会使管网因较大的压力冲击,使管网破裂;另一方面使水压不稳,影响供水品质.二. 采用变频恒压供水自动化控制的特点:1. 节省电能,降低能源消耗,能24小时维持恒定压力,并根据压力信号自动启动备用泵,无级调整压力,供水质量好
2、,与传统供水相比,不会造成管网破裂及水龙头共振现象.2. 启动平滑,减少电机水泵的冲激,延长了电机及水泵的使用寿命,降低了维修成本,避免了传统供水中的水锤现象.3. 变频恒压供水保护功能齐全,运行可靠,具有欠压,过压,过流,过热等保护功能.可根据用户需要,选择各种附加功能.三. 供水工况目前通过二台45KW,二台15KW的水泵(一用一备),工艺要求水压为5Mpa。主要考虑节能及自动化的要求,内置自动节能,PID,简易PLC及通讯接口等功能,可以方便与PLC,现场总线进行通讯,方便
3、操作及监控,同时可以方便地与压力传感器连用。四、恒压供水原理当供水系统阻力一定时,水泵转速的变化,将会改变供水系统的压力和流量。如图1所示,当水泵转速由N1提升到N2时,由于阻力曲线R不变,水泵工况由A点移到B点。则流量由Q1提升到Q2,同时扬程也由H1提升到H2。系统阻力不变时,只需调节电动机的转速,即可改变流量与扬程。HRH2N2P=QⅹHⅹr/102ⅹn(1)H1N1BP:水泵工况点的轴动功率(KW)H0AQ:水泵工况点的水压或流量(m³/s)Q1Q2QH:水泵工况点的扬程(m)r:输出介质单位
4、体积重量(Kg/mH0(图1)n:水泵工况点的泵效率(%)根据离心泵的公式(1)和水阻力特性曲线,我们可以知道,在水阻特性一定时,调速N与流量Q、扬程H、轴功率P之间的关系式为:Q2/Q1=N2/N1(2)H2/H1=(N2/N1)²P2/P1=(N2/N1)³公式(2)中,流量Q与转速N成正比,扬程H与转速N的平方成正比;轴功率P与转速N的立方成正比。由此可见当流量Q的需求量降低时,只需降低转速N,同时功率P的消耗量成立方关系下降。这也就是水泵调速节能的依据。变频调速是根据交流异步电动机的工作原理,
5、其转速公式为:N=60f(1-s)/P(3)式中N:水泵电机的转速(r/min)f:水泵电机的频率(ＨZ)S:水泵电机的转差率P:水泵电机的极对数由于(3)可知,仅改变交流异步电机定子绕组的电磁频率ｆ,即可以改变定子绕组旋转磁场的频率,从而改变交流异步电机的转速N。四、变频恒压的系统组成恒压供水系统图:变频水泵压力传感器 考虑到水量随着不同时间段波动大的特点,我们选用变频器闭环控制系统。工作原理:系统投入运行时,通过变频器控制电机高速运行,并同时检测压力传感器反馈回来的出口,当检测压力达到设定压力时
6、,变频器控制电机以某一速度运行,当检测压力高于设定压力时,变频器控制电机减速运行,当检测压力低于设定压力时,变频器控制电机加速运行,从而达到出口压力和设定相同,达到恒压供水的目的。五、投资分析系统主要由以下几部分组成:(1)控制对象2台45KW,2台15KW的水泵电机(一备一用);(2)变频智能控制器:为了节省投资,采用一台变频器控制一台电机的方案,水泵及变频主机的智能保护,时间可调的软启,软停等先进功能,能保护设备处于平稳,高效,安全,低耗运行状态;(3)工频控制器,即原有电机启动系统;(4)压力变
7、送器,用于控制水泵水的压力,并将压力信号变换成对4—20MA的标准电信号,供变频器智能控制用;(5)工频/变频切换器:选用进口名牌低压电器,确保二套系统互不影响,且切换可靠。一整个恒压供水系统2套:45KW变频器2台、30KW变频1台(控制两台15KW的水泵),压力变送器2个,工频/变频切换器、滤波器、节能芯片2个、低压控制柜1套。二节能效益测算:每天工作24小时,每月30天,电价0.6元/Knb原每当月电量(预估)30*24*45*0.6=19440假设投资4台3万元,每天工作24小时,每月30天,
8、电价0.6元/Knb,功率因数只按提高95%,节能只按最低20%来计算.月节电19440-(45*95%*24*30*0.6)+19440*20%=4868月节省电费:14572*0.6=8743.2元按投资成本,回报期不到一年六系统特点1、水压稳定2 、无人值班３、节电明显４、对设备磨损小绍兴阿尔法电控技术有限公司电话:0575-851169211兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(
