小区变频恒压供水系统
摘要:介绍了变频调速技术节能分析,阐述了小区变频恒压供水系统基本构成和控制参量选择、变频器运行参量设置的要点,并就小区变频恒压供水系统的优点进行了分析。
一、概述
交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。由于电子技术的飞速发展,变频器的机能有了极大提高,它可以实现控制设备软启软停,不仅可以降低设备故障率,还可以大幅减少电耗,确保系统安全、稳定、长周期运行。
长期以来地区范围的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计,然后泵组根据流量变化情况来选配,并确定抽水机的运行方式。由于小区用水有着季候和时段的明显变化,日常供水运行控制就常采用抽水机的运行方式调整加之出口阀开度调节供水的水量水压,大量能量因消耗在出口阀而浪费,并且存在着水池"二次污染"的问题。
变频调速技术在给抽水机站上应用,成功地解决了能耗和污染的两大难题。
二、变频节能定见
1、交流电机变频调速原理
交流电机转速特征:
n=60f(1-s)/p,其中n为电机转速,f为交流电频率,s为转差率,p为极对数。
电机选定然后s、p则为定值,电机转速n和交流电频率f成正比,使用变频器来改变交流电频率,即可实现对电机变频无级调速。
2、根据离心泵的负载工作原理可知:
流量与转速成正比:Q∝N
转矩与转速的平方成正比:T∝N2
功率与转速的三次方成正比:P∝N3
并且变频调速自身的能量损耗极低,在各类转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率,由此可知在使用变频调速技术供水时,系统中流量变化与功率的瓜葛:
P变=N3P额=Q3P额
采用出口阀控制流量的方式,电机在工频运行时,系统中流量变化与功率的瓜葛:
P阀=(0.4+0.6Q)P额其中,P为功率;N为转速;Q为流量
例如设定当前流量为抽水机额定流量的60%,则采用变频调速时P变=Q3P额=0.216P额,而采用阀门控制时P阀=(0.4+0.6Q)P额=0.76P额,节电=(P阀-P变)/P阀*100%=71.6%。流量%1009080706050节电率%022.541.861.571.682.1
由此可见从定见计算结果可以看到节能效果非常显著,并且在实际运行中小区变频恒压供水技术比传统的加压供水系统还有自动控制恒压、无污染等明显优势。
并且新型的小区变频恒压供水系统能自动地控制一至多台主泵和一台休眠泵的运行。在管网用水量减少到单台主泵流量的约1/6-1/8时,系统自动遏制主泵,启动小功率的休眠泵工作,保证系统小流量供水,解决小流量甚或零流量供水时大量电能的浪费问题,从运行控制上进一步节能。
三、变频恒压供水系统及控制参量选择
1、变频恒压供水系统组成
小区变频恒压供水系统通常是由水池、离心泵(主泵+休眠泵)、压力传感器、PID调节器、变频器(主泵+休眠泵)、管网组成(如图1)。工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化导致的水压变化,及时将信号(4-20mA或0-10V)反馈PID调节器,PID调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令,改变抽水机的运行或转速,使得管网的水压与控制压力一致。
2、变频恒压供水系统的参量拔取
⑴、合理拔取压力控制参量,实现系统低能耗恒压供水。这个目的的实现关键就在于压力控制参量的拔取,通常管网压力控制点的选择有两个:一个就是管网最不利点压力恒压控制,另一个就是泵出口压力恒压控制。选择管网最不利点的最小水头为压力控制参量,形成闭环压力自控系统,使得抽水机的转速与PID调节器设定压力相匹配,可以达到最大节能效果,并且实现了恒压供水的目的。
(2)、变频器在投入运行后的调试是保证系统达到最佳运行状态的必要手段。变频器根据负载的转动惯量的大小,在启动和遏制电机时所需的时间不相同,设按时间过短会导致变频器在加快时过电流、在减速时过电压保护;设按时间过长会导致变频器在调速运行时使系统变得调节缓慢,反应迟滞,应变能力差,系统易处在短时间不稳定状态中。
为了变频器不跳闸保护,现场使用傍边的许多变频器加减速时间的设置过长,它所带来的问题很容易被设备外表的正常而掩盖,但是变频器达不到最佳运行状态。以是现场使用时要根据所驱动的负载性质不同,测试出负载的许可最短加减速时间,进行设定。对抽水机电机,加减速时间的选择在0.2-20秒之间。
四、变频恒压供水系统的优点相对与传统的加压供水方式,变频恒压供水系统的优点突出的体现在以下几个方面:（选型报价可电：189643 624 46，02169592448）
1、高效节能变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能,节能量通常在10-40%。从单台抽水机的节能来看,流量越小,节能量越大。
2、恒压供水变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化,从而可以保证用户任何时候的用水压力,不会出现在用水岑岭期热水器不克不及正常使用的情况。
3、安全卫生系统实行闭环供水后,用户的水全部由管道直接供给,取消了水塔、天面水池、大气的压力罐等设施,避免了用水的"二次污染",取消了水池定期清理的工作。
4、自动运行、管理简便新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵按时轮换控制、密码设定等功能,功能完美,全自动控制,自动运行,泵房不设岗位,只需派人定期检查、调养。
5、延伸设备生存的年限、保护电网稳定使用变频器后,机泵的转速不再是长期维持额定转速运行,减少了机械磨损,降低了机泵故障率,并且主泵按时轮换控制功能自动按时轮换主泵运行,保证各泵磨损均匀且不锈死,延伸了机泵使用生存的年限。变频器的无级调速运行,实现了机泵软启动,避免了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击,消除了抽水机的水锤效应。
6、占地少、投资回收期短新型的小区变频恒压供水系统采用水池上直接安装立式泵,控制间只要安放一到两个控制柜,体积很小,整个系统占地就非常小,可以节流投资。另外不用水塔或天面水池、控制间不设专人管理、设备故障率极低等方面都实现了进一步减少投资,运行管理费低的特点,再加之变频供水的节能优点,都决议了小区变频恒压供水系统的投资回收期短,一般约2年。
变频供水设备请找上海春姜，02l-39l60599。
|
