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公司：長沙中贏供水設備(bei)有限公司
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自動化低壓變頻器在高層給水系統中的合理利用
時間:2020-09-27 17:19 來源:中贏供水 作者:中贏供水 點擊:
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自動化(hua)低(di)壓變頻器在高層給水系統中的合理利用
天津某居民區泵房供水現狀：
天津(jin)居(ju)(ju)民(min)(min)(min)區送(song)水(shui)(shui)泵(beng)設計日供(gong)水(shui)(shui)能力(li)為(wei)(wei)3萬噸/日，主要為(wei)(wei)梅(mei)江居(ju)(ju)住(zhu)區居(ju)(ju)民(min)(min)(min)用(yong)(yong)(yong)戶提供(gong)生活雜用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)，小區景(jing)體補水(shui)(shui)，園林綠化(hua)及水(shui)(shui)廠生產用(yong)(yong)(yong)冷(leng)卻水(shui)(shui)、循環水(shui)(shui)。居(ju)(ju)民(min)(min)(min)區送(song)水(shui)(shui)泵(beng)房采(cai)用(yong)(yong)(yong)的設備類型為(wei)(wei)中開雙吸給(gei)水(shui)(shui)泵(beng)，其中4臺(tai)型號HV200-150-400/4P-55KW臥(wo)式泵(beng)（2臺(tai)采(cai)用(yong)(yong)(yong)變(bian)頻(pin)控(kong)制(zhi)(zhi)，2臺(tai)為(wei)(wei)定(ding)速(su)控(kong)制(zhi)(zhi)，功(gong)率(lv)為(wei)(wei)55KW），2臺(tai)型號為(wei)(wei)ESV-80-50-200/2P-18.5KW立式泵(beng)（1臺(tai)為(wei)(wei)變(bian)頻(pin)器控(kong)制(zhi)(zhi)，1臺(tai)為(wei)(wei)定(ding)速(su)控(kong)制(zhi)(zhi)，功(gong)率(lv)為(wei)(wei)18.5KW）。對(dui)外高層(ceng)給(gei)水(shui)(shui)系統為(wei)(wei)恒壓(ya)(ya)供(gong)水(shui)(shui)：由于眾(zhong)多用(yong)(yong)(yong)戶不同(tong)時刻(ke)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)需求(qiu)不同(tong)，供(gong)水(shui)(shui)系統中供(gong)水(shui)(shui)量(liang)為(wei)(wei)實時變(bian)化(hua)，為(wei)(wei)保(bao)證(zheng)用(yong)(yong)(yong)戶恒壓(ya)(ya)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)需求(qiu)，就需要變(bian)頻(pin)泵(beng)參與運行，通過(guo)變(bian)頻(pin)器調整電(dian)動(dong)機頻(pin)率(lv)，改變(bian)電(dian)動(dong)機轉速(su)，從而調整送(song)水(shui)(shui)量(liang)，得以(yi)維持管(guan)網(wang)恒壓(ya)(ya)，（即用(yong)(yong)(yong)戶用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)量(liang)瞬間增(zeng)大(da)，管(guan)網(wang)壓(ya)(ya)力(li)出現減小趨(qu)勢(shi)，變(bian)頻(pin)器頻(pin)率(lv)增(zeng)加(jia)，電(dian)機轉速(su)加(jia)快，送(song)水(shui)(shui)泵(beng)出水(shui)(shui)量(liang)增(zeng)加(jia)，使(shi)管(guan)網(wang)壓(ya)(ya)力(li)重新回(hui)到設定(ding)值。反之(zhi)亦然。）這樣能保(bao)證(zheng)所有用(yong)(yong)(yong)戶正(zheng)常用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)。
低壓變(bian)頻器高(gao)層給(gei)水(shui)系(xi)統調速技術原(yuan)理：
（一）調速就是在(zai)同(tong)一負載(zai)下能得(de)到不同(tong)的轉速，以滿足生產過程的要求。在(zai)討論變頻器(qi)調速時(shi)，首先研究公式：
n = (1- s ) n0 = (1- s ) 60 f1 / p (1)
其(qi)中(zhong)： n : 電動機(ji)的轉速(su)
n0: 電動機的同步轉(zhuan)速
s : 電動機的轉差(cha)率
p: 電(dian)動機繞組的極對數
通過公式(shi)（1）表明，改變(bian)電動機(ji)的轉速有三種(zhong)可能：
a. 變(bian)極調(diao)速
b. 變頻調速(su)
c. 變轉差率調速(su)
（二(er)）高層給水系統變頻(pin)調速技術
近(jin)年來變(bian)頻調速技術發展很(hen)快(kuai)，目(mu)前主要采用如下圖(tu)所示：
變(bian)頻器是由可(ke)(ke)控硅整(zheng)流(liu)器和可(ke)(ke)控硅逆變(bian)器組成。整(zheng)流(liu)器先(xian)將50HZ的(de)交流(liu)電(dian)變(bian)換(huan)為直流(liu)電(dian)，再由逆變(bian)器變(bian)換(huan)為頻率(lv)可(ke)(ke)調(diao)、電(dian)壓有效值(zhi)也可(ke)(ke)調(diao)的(de)三相交流(liu)電(dian)，供給異步(bu)電(dian)動(dong)機。由此可(ke)(ke)得到電(dian)動(dong)機的(de)無級調(diao)速，并具有硬(ying)的(de)機械特性。
高層給水系統變頻器的合理節能(neng)利用
（一）送水變頻泵流(liu)量與轉速、頻率(lv)的關系(xi)：
Q1 = ( n1 / n) Q (2)
其中： n : 泵的額定轉速
Q ：泵(beng)的額(e)定流(liu)量
n1 : 泵在(zai)低于(yu)額定轉速(su)下的某一(yi)速(su)度
Q1：與轉(zhuan)速n1對(dui)應的出水(shui)流量
根據 n = 60f1 (1- s ) / p (3)
可(ke)得 Q1 = ( f / f1 ) Q (4)
其(qi)中(zhong)：f 1 :電源的頻率（50HZ）
f ：與電動機某一轉速 n1對應的頻率
（二）送水(shui)變(bian)頻泵(beng)功(gong)率(lv)與轉(zhuan)速(su)、頻率(lv)的關系
N1 = （n1 / n）3 N (5)
其(qi)中：N：泵的額定功率
N1：與轉速 n1對應的功率
根(gen)據公式（3）與(yu)公式（5）可得(de)到功率與(yu)頻率之間的關系：
N1 = （n1 / n）3 N = (f / f1 )3 N (6)
(三) 送水泵揚程與轉速、頻率的關系：
H1 = (n1 / n )2 H (7)
其中(zhong)：H：泵(beng)的額(e)定揚程(cheng)
H1：與n1對(dui)應的揚(yang)程
通過公式（3）與(yu)公式（7）可(ke)得出：
H1 = (f / f1 )2 H (8)
(四) 高層給水系統使用變頻(pin)器(qi)達到節能目的(de)的(de)結論(lun)與措施(shi)：
（1）實際運(yun)行過程中我們使(shi)用小(xiao)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)泵(beng)（18.5KW），在(zai)(zai)(zai)流(liu)量為0m3/h~80 m3/h時(shi)，對應(ying)的頻(pin)(pin)(pin)率變(bian)(bian)化在(zai)(zai)(zai)25HZ~43HZ之(zhi)間，根據公(gong)式（6），理論計算(suan)小(xiao)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)泵(beng)的功率變(bian)(bian)化在(zai)(zai)(zai)2.3~11.76KW之(zhi)間；而使(shi)用大變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)泵(beng)（55KW），在(zai)(zai)(zai) 流(liu)量為0m3/h~80 m3/h時(shi)，對應(ying)的頻(pin)(pin)(pin)率在(zai)(zai)(zai)30HZ~34HZ之(zhi)間，根據公(gong)式（6）計算(suan)，大變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)泵(beng)的 小(xiao)功率消(xiao)耗不(bu)低于(yu)11.88KW。由此可見(jian)，當外(wai)網需水(shui)量為小(xiao)流(liu)量時(shi)（如冬(dong)季(ji)或(huo)夜(ye)間恒壓供(gong)水(shui)時(shi)），我們可運(yun)行小(xiao)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)泵(beng)，降低電網消(xiao)耗。
（2）通過公式（6）與（8）我們可(ke)得到送水(shui)變頻(pin)泵功率與揚程的關(guan)系：
N1 / N = （f / f1）3 (9)
; H1 / H = (f / f1 )2 (10)
N1 /N = (H1 / H )3/2 (11)
由公式（11）可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，當揚程降(jiang)低(di)時(shi)，即管網恒壓值降(jiang)低(di)時(shi)，變頻器的(de)(de)功率(lv)(lv)消耗也會(hui)降(jiang)低(di)，當我們的(de)(de)供(gong)水用(yong)戶同時(shi)用(yong)水概(gai)率(lv)(lv)教低(di)時(shi)，特別是在(zai)夜間，我們可(ke)以(yi)將管網恒壓值設(she)定(ding)的(de)(de)適當低(di)一些(xie)，會(hui)降(jiang)低(di)變頻泵的(de)(de)能量(liang)損耗。
變頻器(qi)在(zai)城市高層給水系(xi)統(tong)中(zhong)合理利用的展(zhan)望
現代(dai)城(cheng)市高層給水(shui)(shui)系統中(zhong)，采用變(bian)頻泵(beng)調整出(chu)(chu)水(shui)(shui)流量(liang)，代(dai)替傳統的通過手動調整出(chu)(chu)水(shui)(shui)閥(fa)門(men)開(kai)度，是(shi)近代(dai)人類科技不斷進步的結(jie)果(guo)，同時也降(jiang)低送水(shui)(shui)泵(beng)的能耗(hao)，降(jiang)低了水(shui)(shui)廠的運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)，增強對外供水(shui)(shui)的穩(wen)定性，可靠性，從電氣角(jiao)度使水(shui)(shui)廠向“低耗(hao)高度有效”實現了跨越(yue)發展。如何充分利用好變(bian)頻器對水(shui)(shui)廠運(yun)行(xing)意義重大。
高(gao)層供水系(xi)統概述
長(chang)沙中贏供(gong)水(shui)設備(bei)有限公司研(yan)制生產的(de)高層給水(shui)系統是在組合式不銹鋼(gang)水(shui)箱和變頻恒壓(ya)供(gong)水(shui)的(de)基(ji)礎上開發研(yan)制的(de)，并加裝防負壓(ya)、防倒流、防水(shui)質惡化(hua)等控制裝置(zhi)。與普通的(de)變頻供水設備和(he)高層給水(shui)系(xi)統(tong)(tong)相比(bi)，具(ju)有(you)節(jie)能顯著、噪音低、占地少、可(ke)靠(kao)性高等優點，是目前較(jiao)先(xian)進(jin)的(de)供(gong)水(shui)模式(shi)。 高層給水(shui)系(xi)統(tong)(tong)采(cai)用(yong) 知名品牌 變頻器（瑞(rui)士ABB）， 內(nei)置PID控制(zhi)器，依據PLC對市(shi)政管網(wang)壓(ya)(ya)(ya)力和(he)實際所需壓(ya)(ya)(ya)力數據的(de)采(cai)集、分析和(he)判斷，使(shi)供(gong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力始終恒定在預先(xian)設定的(de)壓(ya)(ya)(ya)力值范圍(wei)內(nei)，整套系(xi)統(tong)(tong)技(ji)術(shu)先(xian)進(jin)，設計合理，運行可(ke)靠(kao)，高度有(you)效(xiao)節(jie)能。
高層給水系統產品(pin)特(te)點(dian)
1、一體化專業設計(ji)，結(jie)構緊湊，系統(tong)直接安裝在水箱里（如在室外可減少泵房(fang)的建設）投資少，安裝方(fang)便，外形美(mei)觀。
2、利用(yong)管網壓(ya)力的疊加以及自動變(bian)頻運行方式，節(jie)能效(xiao)果得到顯著提(ti)高(大干40%)。
3、配套(tao)安(an)裝方便，只有(you)一個(ge)市政管網(wang)進(jin)口和一個(ge)供水(shui)出(chu)口。
4、運行穩定，振動小，噪(zao)音低（噪(zao)音值低于(yu)50分貝）。
5、系統供水(shui)(shui)穩定(ding)（即使管網臨時斷水(shui)(shui)，也能通(tong)過(guo)水(shui)(shui)箱正常供水(shui)(shui)），充分保證(zheng)系統末端壓(ya)力 。
6、可(ke)附加自動(dong)巡檢功能，降(jiang)低物業管理費(fei)用(yong)。
7、采用PLC可編程控制全(quan)自(zi)動運(yun)行，操作維護方便(bian)。
高層供水系統適用(yong)范圍
⑴ 新建(jian)、擴建(jian)和(he)改造(zao)的住宅樓、住宅小區、辦公樓等；
⑵ 賓館、飯(fan)店等(deng)；
⑶ 學校(xiao)、部隊、機關、集(ji)體宿舍等用(yong)水比較密集(ji)場(chang)合(he)；
⑷ 醫院、商場(chang)、會(hui)展中心、體育館、公(gong)共浴室等公(gong)共場(chang)合；
⑸ 城(cheng)市自來水(shui)壓力不能(neng)滿(man)足消(xiao)火(huo)栓給水(shui)系統或自動噴(pen)水(shui)滅火(huo)系統等用(yong)水(shui)要(yao)求的(de)消(xiao)防用(yong)水(shui)；
⑹ 大(da)型(xing)工廠、加(jia)壓泵站、開發(fa)區等大(da)流量(liang)集中供(gong)水；
⑺ 工礦企業的生(sheng)產、生(sheng)活用水；
⑻ 各種循環(huan)水系統；
⑼ 尤其適應于(yu)對水(shui)質要求特(te)別嚴格(ge)的供水(shui)場(chang)合。
高層(ceng)供水系統產品(pin)組(zu)成部分
1、組合(he)式不銹鋼水(shui)箱(xiang)（帶泵房）。
2、智能化電氣控(kong)制系統。
3、低噪音不銹鋼多(duo)級離心泵（GRUNDFOS格蘭富系列）。
4、無負(fu)壓(ya)進水裝(zhuang)置及防倒(dao)流裝(zhuang)置。
5、不銹(xiu)鋼成套管路。
6、壓力(li)、液(ye)位(wei)信號采集、反饋設(she)施(shi)。
高層給水系統工作原理(li)
1、當(dang)檢測到(dao)自來水(shui)壓力能(neng)滿足用戶用水(shui)壓力時，系統直(zhi)接通過市政(zheng)管網(wang)給(gei)用戶供(gong)水(shui)。
2、當檢測到自(zi)來水壓(ya)力(li)低于用戶用水壓(ya)力(li)時，系統通過(guo)疊加、變頻給用戶供水。
3、當檢(jian)測到自來水壓力低且接近零時，切斷市政管網，進水，系統通過水箱變頻(pin)方式給用戶供水。 ;
4、高層給(gei)水系統(tong)為(wei)防止二次污染，定時通過水箱直接為(wei)用戶供水。
