水泵恒壓供水設(shè)備實(shí)施方案及供水工況
2013/4/28 12:36:13??????點(diǎn)擊：
水泵恒壓供水設(shè)備實(shí)施方案及供水工況
一. 泵房供水電機(jī)一般以恒定速度運(yùn)行,用大小泵切換或調(diào)節(jié)進(jìn)出水閥的方法調(diào)節(jié)水壓及流量,以滿足各種不同的需求.這種低效率控制流量的方法,不能滿足實(shí)際工作要求,由于工作中水量變化,可能使平均水壓升高,一方面造成不必，要的能量消耗還會(huì)使管網(wǎng)因較大的壓力沖擊,使管網(wǎng)破裂;另一方面使水壓不穩(wěn),影響供水品質(zhì).
二. 采用變頻恒壓供水自動(dòng)化控制的特點(diǎn):
1. 節(jié)省電能,降低能源消耗,能24小時(shí)維持恒定壓力,并根據(jù)壓力信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵,無(wú)級(jí)調(diào)整壓力,供水質(zhì)量好,與傳統(tǒng)供水相比,不會(huì)造成管網(wǎng)破裂及水龍頭共振現(xiàn)象.
2. 啟動(dòng)平滑,減少電機(jī)水泵的沖激,延長(zhǎng)了電機(jī)及水泵的使用壽命,降低了維修成本,避免了傳統(tǒng)供水中的水錘現(xiàn)象.
3. 變頻恒壓供水保護(hù)功能齊全,運(yùn)行可靠,具有欠壓,過(guò)壓,過(guò)流,過(guò)熱等保護(hù)功能.可根據(jù)用戶需要,選擇各種附加功能.
三. 水泵恒壓供水設(shè)備供水工況
目前通過(guò)二臺(tái)45KW,二臺(tái)15KW的水泵(一用一備),工藝要求水壓為5Mpa。主要考慮節(jié)能及自動(dòng)化的要求,內(nèi)置自動(dòng)節(jié)能,PID,簡(jiǎn)易PLC及通訊接口等功能,可以方便與PLC,現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊,方便操作及監(jiān)控,同時(shí)可以方便地與壓力傳感器連用。
四、水泵恒壓供水設(shè)備供水原理
當(dāng)供水系統(tǒng)阻力一，定時(shí),水泵轉(zhuǎn)速的變化,將會(huì)改變供水系統(tǒng)的壓力和流量。如圖1所示,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速由N1提升到N2時(shí),由于阻力曲線R不變,水泵工況由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。則流量由Q1提升到Q2,同時(shí)揚(yáng)程也由H1提升到H2。系統(tǒng)阻力不變時(shí),只需調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,即可改變流量與揚(yáng)程。
H R
H2 N2 P=QⅹHⅹr/102ⅹn (1)
H1 N1 B P:水泵工況點(diǎn)的軸動(dòng)功率(KW)
H0 A Q:水泵工況點(diǎn)的水壓或流量(m3/s )
Q1 Q2 Q H:水泵工況點(diǎn)的揚(yáng)程(m)
r:輸出介質(zhì)單位體積重量(Kg/m
H0 ( 圖1 ) n:水泵工況點(diǎn)的泵效率(%)
根據(jù)離心泵的公式
(1)和水阻力特性曲線,我們可以知道,在水阻特性一，定時(shí),調(diào)速N與流量Q、揚(yáng)程H、軸功率P之間的關(guān)系式為:
Q2/Q1=N2/N1 (2)
H2/H1=(N2/N1)2
P2/P1=(N2/N1)3
公式(2)中,流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比,揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比;軸功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比。由此可見(jiàn)當(dāng)流量Q的需求量降低時(shí),只需降低轉(zhuǎn)速N,同時(shí)功率P的消耗量成立方關(guān)系下降。這也就是水泵調(diào)速節(jié)能的依據(jù)。
變頻調(diào)速是根據(jù)交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,其轉(zhuǎn)速公式為:
N=60f(1-s)/P (3)式中
N:水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)
f:水泵電機(jī)的頻率(ＨZ)
S:水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)差率
P:水泵電機(jī)的極對(duì)數(shù)
由于(3)可知,僅改變交流異步電機(jī)定子繞組的電磁頻率ｆ,即可以改變
定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率,從而改變交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速N。
四、水泵恒壓供水設(shè)備的系統(tǒng)組成
考慮到水量隨著不同時(shí)間段波動(dòng)大的特點(diǎn),我們選用變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)。
水泵恒壓供水設(shè)備工作原理:
系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí),通過(guò)變頻器控制電機(jī)高速運(yùn)行,并同時(shí)檢測(cè)壓力傳感器反饋回來(lái)的出口,當(dāng)檢測(cè)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí),變頻器控制電機(jī)以某一速度運(yùn)行,當(dāng)檢測(cè)壓力高于設(shè)定壓力時(shí),變頻器控制電機(jī)減速運(yùn)行,當(dāng)檢測(cè)壓力低于設(shè)定壓力時(shí),變頻器控制電機(jī)加速運(yùn)行,從而達(dá)到出口壓力和設(shè)定相同,達(dá)到恒壓供水的目的。
五、水泵恒壓供水設(shè)備投資分析
水泵恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:
(1)控制對(duì)象2臺(tái)45KW,2臺(tái)15KW的水泵電機(jī)(一備一用);
(2)變頻智能控制器:為了節(jié)省投資,采用一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電機(jī)的方案,水泵及變頻主機(jī)的智能保護(hù),時(shí)間可調(diào)的軟啟,軟停等先進(jìn)功能, 能保護(hù)設(shè)備處于平穩(wěn), 安全,低耗運(yùn)行狀態(tài);
(3)工頻控制器,即原有電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng);
(4)壓力變送器,用于控制水泵水的壓力,并將壓力信號(hào)變換成對(duì)4—20MA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào),供變頻器智能控制用;
(5)工頻/變頻切換器:選用知名品牌低壓電器,確保二套系統(tǒng)互不影響,且切換可靠。
一 整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)2套: 45KW變頻器2臺(tái)、30KW變頻1臺(tái)(控制兩臺(tái)15KW的水泵),壓力變送器2個(gè),工頻/變頻切換器、濾波器、節(jié)能芯片2個(gè)、低壓控制柜1套。
二 節(jié)能效益測(cè)算:每天工作24小時(shí),每月30天,電價(jià)0.6元/Knb
原每當(dāng)月電量(預(yù)估)30*24*45*0.6=19440
假設(shè)投資4臺(tái)3萬(wàn)元,每天工作24小時(shí),每月30天,電價(jià)0.6元/Knb,功率因數(shù)只按提高95%,節(jié)能只按較低20%來(lái)計(jì)算.
月節(jié)電19440-(45*95%*24*30*0.6)+19440*20%=4868
月節(jié)省電費(fèi):14572*0.6=8743.2元
按投資成本,回報(bào)期不到一年
六 水泵恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)特點(diǎn)
1、 水壓穩(wěn)定
2 、無(wú)人值班
３、節(jié)電明顯
４、對(duì)設(shè)備磨損小
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