高永奇(陜西重型汽車有限公司,西安 710200)
?
變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用探討
高永奇
(陜西重型汽車有限公司,西安 710200)
摘 要:文章針對變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢進行了分析,并探析了變速調速技術在給水系統(tǒng)中的應用,并進行了實例分析,旨在為給水系統(tǒng)設計以及相關技術研究人員提供一定的參考。
關鍵詞:變頻調速技術;給水系統(tǒng);應用
現階段,我國基礎工程建設越來越完善,給水系統(tǒng)工程作為重要的基礎工程建設,在現代城市、工業(yè)給水領域發(fā)揮著至關重要的作用,特別是大工業(yè)廠區(qū)中的應用,能夠對大工業(yè)廠區(qū)的給水結構系統(tǒng)進行改進和完善,達到節(jié)約能源、提高給水系統(tǒng)自動化水平等目的,由此可見變頻調速技術的重要性。因此,文章針對變頻調速技術在給水系統(tǒng)中應用的研究具有非常重要的現實意義。
變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用具有自動化水平高、保護功能、調節(jié)方便、壓力恒定以及節(jié)能效果等眾多優(yōu)點,并且變頻調速技術在給水增壓設備控制中的應用,通過適當的調整能夠顯著的提高給水增壓設備的整體控制性能,同時延長其使用壽命。通常狀況下給水增壓系統(tǒng)采用多泵并聯供水方式,很少采用單泵供水方式,變頻調速技術在積水增壓設備中的應用,能夠采用多樣化的控制方式進行整個給水系統(tǒng)的調控,最常采用的形式表現為:變頻調速泵固定形式,變頻器根據水泵頻率、系統(tǒng)壓力以及轉速等對其他水泵進行調控。
3.1應用原理分析
變頻調速給水是變頻調速控制技術在實踐中的典型應用,在給水系統(tǒng)中通過水壓顯示用戶的用水量變化狀況,通過對水泵的工況進行調整,能夠對給水系統(tǒng)進行合理的調控。變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用,通常采用交流異步電機的同步轉速公式表示:60f(l-s)/p=n(公式1),公式中p表示電動機的極對數、s表示電動機的轉差率、f表示交流異步電動機的頻率、n表示交流異步電動機的轉速,根據公式1可知,通過對電動機極對數、電動機的轉差率以及交流異步電動機的頻率能夠改變電動機的轉速,當點擊生產后后轉差率以及極對數等都是固定的,因此只能通過改變頻率來改變交流異步電動機的轉速,并且交流異步電動機的頻率和水泵電機的轉速呈正比,因此通過對電機電源的頻率進行調整是一種高性能、高效率的調控水泵轉速的方式。變頻器是變頻調速技術的核心部件,變頻器調速給水系統(tǒng)主要包括:壓力變送器、水泵三相電機、吸水井液位傳感器、PLC控制器、狀態(tài)顯示屏、吸水管、閘閥、過濾器、多功能控制閥、電機接線盒、蝶閥、變頻器等,變頻器調速給水系統(tǒng)總共包括兩個水泵,一臺主用一臺備用,兩臺給水泵共同應用一臺變頻器,在水泵出水側的主干管上安裝電節(jié)點壓力表,以此對水泵出水側主管道的水壓數值進行測試,在PLC編制的控制程序中對所測水泵出水側主干管壓力信號與PLC壓力設定值進行比較,并將兩者的差值當作變頻器調速的設定值,并對水泵的轉速進行相應的調整,以此保證供水管網始終處于恒定。
3.2節(jié)能分析
根據水泵的Q-H曲線,一定流量只能對應一個唯一的揚程,為了保證水壓和水量等能夠時刻滿足用戶的實際需求,在進行水泵給水系統(tǒng)設計時,應該從最不利的狀況進行分析,即在最高日用水量、最遠點、最高點也能夠滿足水壓、水量的要求。但是,根據實際統(tǒng)計表明一天中只有很少一部分時間達到最高用水量,如果水泵的流量相對較小,但是揚程增高,將會造成一定能量的浪費。同時,蓄水池的水位并不是固定的,在進行蓄水池設計時應該充分的考慮最不利的狀況,按照最低水位進行水池的設計,當水位最低時揚程最高,但是大多數時間蓄水池并不是出于最低水位,因此在進行凈揚程設計時應該考慮水泵的儲水量,降低設計的凈揚程,通過控制閥門的開合,能夠有效的避免造成不必要的能量浪費。通過對水泵的調節(jié)狀況進行分析,通過對水泵的轉速進行調整,能夠對水泵的工作特性曲線和水泵的工況進行實時的調整,并且通過對水泵出口管路的閥特性進行調整,能夠對管道的特性進行調整,進而實現水泵工況點的調節(jié)。后者的節(jié)能效果相對較低,主要是在閥門調控方面造成了一定能量的浪費,前者是一種節(jié)能效果良好的調整方式。采用變頻調速技術進行給水系統(tǒng)的設計,能夠有效的防止出現水量降低時給水壓力超過設計值,而產生多余能量的消耗,具有非常好的節(jié)能效果。此外,水泵在實際運行的過程中在額定轉速下運行,軸功率消耗比額定功率低,這樣能夠有效的降低水泵運行中的能耗。
3.3實例分析
文章以某大工業(yè)廠區(qū)的給水系統(tǒng)為例(采用傳統(tǒng)的工頻給水系統(tǒng)),自該給水系統(tǒng)采用變頻調速技術后,該給水系統(tǒng)的轉速降低15.2%,水壓力降低27.1%,流量降低13.2%,功率因素提高0.04%,電源頻率降低21.4%,電機定子電流降低42.7%,電源電壓降低4.6%,電機功率降低44.6%。并且變頻調速給水系統(tǒng)安裝非常方便,操作簡單,整個系統(tǒng)運行非常可靠,有效的降低水泵的運行速度,不僅能夠降低水泵噪音,還能夠有效的延長水泵的使用壽命,同時還能夠起到節(jié)能降損的效果。
綜上所述,變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用,充分的利用了微機控制技術、電器技術、機械技術等,采用電機泵、控制電路、變頻調速器以及PLC控制器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),逐漸的取代傳統(tǒng)的氣壓罐、高位水箱以及水塔等供水設備,這樣既能夠始終保持整個給水系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài),滿足變壓供水和恒壓供水的實際需求,同時還能夠起到節(jié)能降損的效果,延長設備的使用壽命,只得將其廣泛的推廣和應用在社會各個領域,特別是需水量較大的大工業(yè)廠區(qū)等。
參考文獻:
[1]劉宣.淺談變頻調速技術在給水系統(tǒng)中的應用[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2014(06):220-221.
[2]錢波.關于工業(yè)廠區(qū)給水系統(tǒng)設計策略研究[J].科技傳播,2014(04):93-94.
[3]趙延紅,王勉之,黃毅超,王晶.變頻調速技術在二次供水改造應用中的探討[A].2011國給水排水技術信息網年會暨技術交流會論文集[C].2011.
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.241