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变(biàn)频调速技术在供水系统中的应用

文章出处:深圳市一和成科技有限(xiàn)公(gōng)司官方(fāng)网站   发表时间:2021-01-19

  

  在许多重工业(yè)企业中,供(gòng)水系统是(shì)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(hěn)多。而变频调速(sù)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(bèng)需要调速的基本条件在(zài)供水系统中,管网中的流量是经常变化(huà)的,管网中(zhōng)流(liú)量的变(biàn)化会造(zào)成供水压力有较大的变化。不能满足供水用户的需(xū)求3控制流量变化的方法传统上主要有以(yǐ)下两(liǎng)种。

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

  管道特性曲线(xiàn)形状的变化是依靠增加或者减少出水阀门的传输(shū)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(shí)输水量Q的乘积。AHQ便是出水阀门在调节时的(de)能量损失:这一部分的能量(liàng)损失由电动机向电源索取3因(yīn)此,在流量调小时,电机的(de)吸(xī)取功率并不按比洌地(dì)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(xiāo)耗在出水阀门上的功率可达电(diàn)机输人功率的20% 60%,显然。这是一种很(hěn)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(yī)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(yào)求:这种控制方(fāng)式也有其弊端(duān),即当运行的机(jī)组台数少于设定值时,运行机(jī)泵的工作扬(yáng)程会(huì)低于其额定(dìng)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(de)传输损失占有相当大的比重时(shí),工况点的(de)变化更为明显,而水栗跌(diē)人低(dī)效区运(yùn)行(háng)会更深:对于上(shàng)述情采用调速控制装置进行调(diào)节可有效提高泵组(zǔ)的运行效率。目前(qián)供大系统中采用的(de)调(diào)速装(zhuāng)置(zhì)主要有三种:(1)可控硅串级调违2)变频调(diào)速;液力耦合器调速。其中液力(lì)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(qí)是内反馈串(chuàn)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(xíng)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(ér)逐渐被广泛应(yīng)用。本文主要(yào)针对变频调速装置进行(háng)分析。

  2变频调速水(shuǐ)泵的台数(shù)确定冶金自动化与(yǔ)微机应用变铎调速技术在(zài)供水系统中的应用(yòng)调速水泵的台数主要由供水系统自身的具体(tǐ)运行条件确定,主要有以下几点:调速水泵的容量应该(gāi)是泵站供水机组容量(liàng)的最大者。

  水(shuǐ)泵(bèng)调速的范(fàn)围(wéi)应考虑它调速后(hòu)仍在高效区运行,水泵应(yīng)有的调速比要满足下式要(yào)求。

  Kn-应有的(de)调速比H-调速前水泵工作全扬(yáng)程;Hmax-在水泵所推荐的工作(zuò)区(qū)内,全扬程(chéng)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(yīng)水泵的流量调节值也已经确定。若管网中需要调节的流量(liàng)大于此值时,则(zé)调节泵的台数(shù)应(yīng)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(bèng)在高效调速范围(wéi)内的流量调(diào)节值。

  3变频调速水泵节能原理及效益分析变频(pín)调速水泵节能体现(xiàn)在以下几个方面。

  3.1与工频(pín)泵相比,水泵(bèng)调速后,水泵工况点发生变化(huà),进入高(gāo)效区,水泵效率因此而变高。

  3.2在满足供i压力的(de)前提下,水泵(bèng)由于调速使供水(shuǐ)分别为(wéi)对应于其转速下(xià)的扬程一流量曲线,uk2、k3分别(bié)为水泵等效点轨(guǐ)迹(jì)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(hé)一点,其相似(sì)的工况(kuàng)点(等效点)的轨迹为一条过该点与原点的抛(pāo)物(wù)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(zài)这(zhè)么一条理想的阻力曲线,此处将用(yòng)户作集中处(chù)理,管网简化(huà)为一条主(zhǔ)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(lǜ)为工(gōng)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(yáng)程单位MPa. N,乘以运行的时间(jiān),定在该(gāi)流量运(yùn)行时节电量。

  当流量由下降至Qh时,如(rú)采用恒压供水,转速下调至,此时供水扬程仍为H,。显然(rán),在保证供水压力的前提下,恒压(yā)供水考(kǎo)虑到因(yīn)为流量减(jiǎn)少引起水泵扬程增加(jiā)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(jiā)富余(yú)水(shuǐ)压。因此,对于供水系统中管(guǎn)道传输损失(shī)占相当(dāng)比例的情况,压力取点位置最好设在供水(shuǐ)干线(xiàn)的末端(duān)。

  变频(pín)调速装置自身的(de)损耗,一般为4%-5%,在进行效益分析时,也(yě)应(yīng)考虑此因素。

  4使(shǐ)用变(biàn)频调速装置需注意的几(jǐ)点问题4.1使用变频调速装置要针对各供(gòng)水系统工艺的自身特(tè)点,确(què)定合理(lǐ)的方案(àn),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(chāo)过5年)。

  4.2在实际运行中。各供(gòng)水系统中使用的变频器所设定的(de)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(shè)定的加、减速时间不能太小,否则在供水量波动幅度(dù)较大时,电机常会出现超负(fù)荷工作的状况,而对于泵(bèng)站吸水井恒液位供水,加减速(sù)时间可适当减小,从而降低调速(sù)时间,以使(shǐ)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(tǒng)中,设备的工作环境(jìng)较差,粉尘、环境温度、环境湿度都会(huì)对变频器的(de)使用寿命产生较大的(de)影响,在使用中应重视这些问题。


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