變頻調速(su)器在無負壓穩(wen)流供水(shui)系(xi)統(tong)中的應用

1、無負壓(ya)穩流供水系統概述

　　無(wu)負壓(ya)(ya)穩(wen)流供水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)供水(shui)(shui)控制(zhi)裝置能(neng)夠(gou)極大地改善給水(shui)(shui)管(guan)網的(de)供水(shui)(shui)環(huan)境(jing)，該系(xi)(xi)統(tong)可(ke)根據(ju)管(guan)網瞬間壓(ya)(ya)力(li)變(bian)化，自動調節(jie)(jie)水(shui)(shui)泵電機的(de)轉速和(he)多臺水(shui)(shui)泵電機的(de)投入(ru)及退出，使管(guan)網主干出口端保(bao)持(chi)在(zai)恒定(ding)的(de)設定(ding)壓(ya)(ya)力(li)值，整(zheng)個無(wu)負壓(ya)(ya)穩(wen)流供水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)始終保(bao)持(chi)高效(xiao)節(jie)(jie)能(neng)和(he)運行在(zai)最佳(jia)狀態。節(jie)(jie)能(neng)技術服務(wu)中心應(ying)用微機控制(zhi)變(bian)頻調速無(wu)負壓(ya)(ya)穩(wen)流供水(shui)(shui)系(xi)(xi)統(tong)，為(wei)很多家企事業單位(wei)安(an)裝了變(bian)頻恒壓(ya)(ya)供水(shui)(shui)控制(zhi)裝置。收到了較好的(de)節(jie)(jie)能(neng)效(xiao)果。

2、水泵(beng)變頻調速節電原理

　　異步電(dian)動機(ji)采(cai)用變頻(pin)器調速(su)的原理是：通過整流(liu)(liu)(liu)橋(qiao)(qiao)將工頻(pin)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)壓(ya)變為直流(liu)(liu)(liu)電(dian)壓(ya)，再由逆變橋(qiao)(qiao)變換為頻(pin)率(lv)可調的交流(liu)(liu)(liu)，作為交流(liu)(liu)(liu)異步電(dian)動機(ji)的驅動電(dian)源，使電(dian)動機(ji)獲(huo)得無級(ji)調速(su)所需(xu)的電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)(liu)(liu)和頻(pin)率(lv)。

　　水(shui)泵供水(shui)系統(tong)具(ju)有管網特性曲(qu)線，即通道(dao)管網的(de)流量與所(suo)消(xiao)耗的(de)能(neng)量之間的(de)關(guan)系曲(qu)線，它(ta)同時(shi)表明水(shui)泵的(de)能(neng)量用(yong)來克服(fu)泵系統(tong)的(de)水(shui)位及壓力(li)差，液(ye)體在(zai)管道(dao)中流動的(de)阻力(li)。

　　水(shui)(shui)泵(beng)運行(xing)工(gong)作點位置與水(shui)(shui)泵(beng)負載(zai)有(you)關，在水(shui)(shui)泵(beng)負載(zai)經常(chang)變化的情況下，水(shui)(shui)泵(beng)不(bu)能(neng)總處(chu)在高效區域里工(gong)作。為使水(shui)(shui)泵(beng)適應外界負載(zai)變化的要求(qiu)。我(wo)們可采(cai)用變速調節，即(ji)在管(guan)網特性(xing)曲線(xian)基(ji)本不(bu)變時，采(cai)用改變水(shui)(shui)泵(beng)轉速來改變泵(beng)的Q—H特性(xing)曲線(xian)。從而改變它的工(gong)作點，達到即(ji)改變流量又能(neng)保證水(shui)(shui)泵(beng)恒定和輸入(ru)功率減少(shao)的目的。

3、賓(bin)館(guan)供水泵組工作的現(xian)狀(zhuang)與問(wen)題

　　賓(bin)館水(shui)(shui)泵(beng)房現有供水(shui)(shui)水(shui)(shui)泵(beng)三(san)(san)臺，型號為65DL-4，額定(ding)揚程(cheng)64m，流(liu)量(liang)(liang)30m3/h，轉(zhuan)速(su)1450r/min，電(dian)機功率11kW。由于(yu)賓(bin)館用(yong)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)(liang)極不穩(wen)定(ding)，早、晚用(yong)水(shui)(shui)高峰常(chang)(chang)常(chang)(chang)是平時(shi)用(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)二倍，而(er)后半夜用(yong)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)(liang)僅為平時(shi)用(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)三(san)(san)分(fen)之一，而(er)且用(yong)水(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)變(bian)化快，穩(wen)壓(ya)時(shi)間短。目前，采期電(dian)接點壓(ya)力表控制(zhi)(zhi)各泵(beng)的(de)(de)啟停(ting)，但當(dang)用(yong)水(shui)(shui)負荷(he)變(bian)化較大的(de)(de)，水(shui)(shui)泵(beng)電(dian)機啟停(ting)頻(pin)繁，造(zao)成電(dian)動機及控制(zhi)(zhi)開關故障(zhang)頻(pin)繁，而(er)且供水(shui)(shui)壓(ya)力不穩(wen)定(ding)。根據以上情況，我們給三(san)(san)臺水(shui)(shui)泵(beng)采用(yong)一套(tao)變頻調速無負壓穩流供水(shui)系統(tong)。在保證(zheng)供水(shui)管(guan)網壓力恒定的(de)情(qing)況下，根(gen)據水(shui)流量的(de)大小實現三(san)臺水(shui)泵(beng)的(de)循環軟啟動，圓(yuan)滿地解決了賓館供水(shui)系(xi)統不穩定的(de)大問(wen)題。

4、無負(fu)壓穩流(liu)供(gong)水系統的設計(ji)

　　針對賓館供水(shui)(shui)(shui)泵組(zu)存(cun)在的問題和用水(shui)(shui)(shui)負荷的實(shi)際情況，我們設計采用11kW富士變頻器(qi)，壓(ya)力(li)傳感(gan)器(qi)，微電腦控制器(qi)（包括PID調節）等組(zu)成(cheng)閉(bi)環調節垣壓(ya)控制系統，使(shi)水(shui)(shui)(shui)泵恒壓(ya)供水(shui)(shui)(shui)，其(qi)供水(shui)(shui)(shui)壓(ya)力(li)可調。

　　4.1、壓(ya)力(li)傳(chuan)感器(qi)時刻檢測管網壓(ya)力(li)，并反饋至控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)，控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)根據反饋壓(ya)力(li)與給(gei)定壓(ya)力(li)的(de)差值(zhi)(zhi)，控(kong)制(zhi)(zhi)變頻器(qi)的(de)輸出頻率，實(shi)(shi)現電機的(de)速(su)度調(diao)節，改(gai)變水泵(beng)流(liu)量，保(bao)證供(gong)水管網壓(ya)力(li)始終(zhong)穩(wen)定在給(gei)定值(zhi)(zhi)附(fu)近，實(shi)(shi)現了(le)變頻調(diao)速(su)恒壓(ya)供(gong)水系統的(de)閉環調(diao)節。3臺(tai)泵(beng)在控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)下，均由(you)變頻器(qi)實(shi)(shi)現軟起動。

5、無負壓穩流供(gong)水系統(tong)變(bian)頻(pin)調速(su)后的節能(neng)效(xiao)果及分析

　　賓館采(cai)用變頻調速無負壓穩流供(gong)水系統后，解決了(le)目(mu)前存在(zai)的供(gong)水管(guan)網系統水壓不穩定，設(she)備故(gu)障頻出等問題， 取得了(le)良好的節(jie)能效果和(he)經濟效益。

　　5.1、直接經(jing)濟效益(yi)

　　目(mu)前的控制方(fang)式下，三臺泵平均輸入功率20kW，供水壓力3.7～5.8kg/cm2，年耗(hao)電(dian)175200kWh，按(an)0.5元(yuan)/kWh計算，每年電(dian)費(fei)9.6萬元(yuan)。采(cai)用無負(fu)壓穩流供水系統裝(zhuang)置后，三臺泵平均輸入功率16kW，供水壓力4.5kg/cm2，年耗(hao)電(dian)140160kWh，電(dian)費(fei)7.7萬元(yuan)，年節(jie)約(yue)電(dian)費(fei)開(kai)支(zhi)1.9萬元(yuan)。該項目(mu)改造(zao)投(tou)資3.2萬元(yuan)。

　　由此可知，采用無負壓穩(wen)流供水(shui)系(xi)統后，每年節約電能35040kWh，節電率20％，投資回收期1.7年。

　　5.2、間(jian)接經濟效益

　　5.2.1、按(an)用(yong)水(shui)(shui)(shui)實際(ji)需要定壓(ya)(ya)供水(shui)(shui)(shui)，可以(yi)自動保證賓館(guan)的(de)正常用(yong)水(shui)(shui)(shui)需要，即不(bu)會發生因瞬間(jian)用(yong)水(shui)(shui)(shui)量增加而引起的(de)供水(shui)(shui)(shui)不(bu)足，也(ye)不(bu)會因瞬間(jian)用(yong)水(shui)(shui)(shui)量減少，管網出現超壓(ya)(ya)引起設備損壞(huai)，并(bing)且克(ke)服了原有控制(zhi)方(fang)式(shi)下水(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)在3.7～5.8kg之間(jian)的(de)較大波(bo)動。

　　5.2.2　電機(ji)循(xun)環軟啟動，避(bi)免了(le)在頻繁啟動時，較(jiao)大的(de)(de)啟動電流對供電系(xi)統、配電設備(bei)和(he)電機(ji)的(de)(de)沖擊，延長(chang)了(le)電氣(qi)設備(bei)、水(shui)泵及管網的(de)(de)使用壽命，減少了(le)檢修維(wei)護費用及工(gong)作量，提高了(le)供水(shui)安全。

　　5.2.3、實現閉環自動控制后，提高了(le)供水質量，減(jian)輕了(le)勞動強(qiang)度，可實現無(wu)人值班(ban)，節約管(guan)理(li)費用(yong)。

6、結(jie)論

　　賓館采用變頻(pin)調(diao)速無負壓(ya)穩流(liu)供水系統裝置(zhi)改(gai)造水泵(beng)組(zu)的(de)(de)運(yun)行取得了較好的(de)(de)綜合效果。我國風(feng)機(ji)、水泵(beng)的(de)(de)用電量約占發電量的(de)(de)31%，目(mu)前大多數風(feng)機(ji)、水泵(beng)仍采用節(jie)流(liu)調(diao)節(jie)，節(jie)能潛力巨大，因此采用變頻(pin)調(diao)速裝置(zhi)改(gai)造風(feng)機(ji)、水泵(beng)運(yun)行方式，是目(mu)前企業節(jie)約電能，提高經(jing)濟效益的(de)(de)重要措施之一。