水泵恒壓供水設備實(shí)施方案及供水工況
2013-4-28 12:36:13??????點(diǎn)擊：
水泵恒壓供水設備實(shí)施方案及供水工況
一. 泵房供水電機一般以恒定速度運行,用大小泵切換或調節進(jìn)出水閥的方法調節水壓及流量,以滿(mǎn)足各種不同的需求.這種低效率控制流量的方法,不能滿(mǎn)足實(shí)際工作要求,由于工作中水量變化,可能使平均水壓升高,一方面造成不必，要的能量消耗還會(huì )使管網(wǎng)因較大的壓力沖擊,使管網(wǎng)破裂;另一方面使水壓不穩,影響供水品質(zhì).
二. 采用變頻恒壓供水自動(dòng)化控制的特點(diǎn):
1. 節省電能,降低能源消耗,能24小時(shí)維持恒定壓力,并根據壓力信號自動(dòng)啟動(dòng)備用泵,無(wú)級調整壓力,供水質(zhì)量好,與傳統供水相比,不會(huì )造成管網(wǎng)破裂及水龍頭共振現象.
2. 啟動(dòng)平滑,減少電機水泵的沖激,延長(cháng)了電機及水泵的使用壽命,降低了維修成本,避免了傳統供水中的水錘現象.
3. 變頻恒壓供水保護功能齊全,運行可靠,具有欠壓,過(guò)壓,過(guò)流,過(guò)熱等保護功能.可根據用戶(hù)需要,選擇各種附加功能.
三. 水泵恒壓供水設備供水工況
目前通過(guò)二臺45KW,二臺15KW的水泵(一用一備),工藝要求水壓為5Mpa。主要考慮節能及自動(dòng)化的要求,內置自動(dòng)節能,PID,簡(jiǎn)易PLC及通訊接口等功能,可以方便與PLC,現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通訊,方便操作及監控,同時(shí)可以方便地與壓力傳感器連用。
四、水泵恒壓供水設備供水原理
當供水系統阻力一，定時(shí),水泵轉速的變化,將會(huì )改變供水系統的壓力和流量。如圖1所示,當水泵轉速由N1提升到N2時(shí),由于阻力曲線(xiàn)R不變,水泵工況由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。則流量由Q1提升到Q2,同時(shí)揚程也由H1提升到H2。系統阻力不變時(shí),只需調節電動(dòng)機的轉速,即可改變流量與揚程。
H R
H2 N2 P=QⅹHⅹr/102ⅹn (1)
H1 N1 B P:水泵工況點(diǎn)的軸動(dòng)功率(KW)
H0 A Q:水泵工況點(diǎn)的水壓或流量(m3/s )
Q1 Q2 Q H:水泵工況點(diǎn)的揚程(m)
r:輸出介質(zhì)單位體積重量(Kg/m
H0 ( 圖1 ) n:水泵工況點(diǎn)的泵效率(%)
根據離心泵的公式
(1)和水阻力特性曲線(xiàn),我們可以知道,在水阻特性一，定時(shí),調速N與流量Q、揚程H、軸功率P之間的關(guān)系式為:
Q2/Q1=N2/N1 (2)
H2/H1=(N2/N1)2
P2/P1=(N2/N1)3
公式(2)中,流量Q與轉速N成正比,揚程H與轉速N的平方成正比;軸功率P與轉速N的立方成正比。由此可見(jiàn)當流量Q的需求量降低時(shí),只需降低轉速N,同時(shí)功率P的消耗量成立方關(guān)系下降。這也就是水泵調速節能的依據。
變頻調速是根據交流異步電動(dòng)機的工作原理,其轉速公式為:
N=60f(1-s)/P (3)式中
N:水泵電機的轉速(r/min)
f:水泵電機的頻率(ＨZ)
S:水泵電機的轉差率
P:水泵電機的極對數
由于(3)可知,僅改變交流異步電機定子繞組的電磁頻率ｆ,即可以改變
定子繞組旋轉磁場(chǎng)的頻率,從而改變交流異步電機的轉速N。
四、水泵恒壓供水設備的系統組成
考慮到水量隨著(zhù)不同時(shí)間段波動(dòng)大的特點(diǎn),我們選用變頻器閉環(huán)控制系統。
水泵恒壓供水設備工作原理:
系統投入運行時(shí),通過(guò)變頻器控制電機高速運行,并同時(shí)檢測壓力傳感器反饋回來(lái)的出口,當檢測壓力達到設定壓力時(shí),變頻器控制電機以某一速度運行,當檢測壓力高于設定壓力時(shí),變頻器控制電機減速運行,當檢測壓力低于設定壓力時(shí),變頻器控制電機加速運行,從而達到出口壓力和設定相同,達到恒壓供水的目的。
五、水泵恒壓供水設備投資分析
水泵恒壓供水設備系統主要由以下幾部分組成:
(1)控制對象2臺45KW,2臺15KW的水泵電機(一備一用);
(2)變頻智能控制器:為了節省投資,采用一臺變頻器控制一臺電機的方案,水泵及變頻主機的智能保護,時(shí)間可調的軟啟,軟停等先進(jìn)功能, 能保護設備處于平穩, 安全,低耗運行狀態(tài);
(3)工頻控制器,即原有電機啟動(dòng)系統;
(4)壓力變送器,用于控制水泵水的壓力,并將壓力信號變換成對4—20MA的標準電信號,供變頻器智能控制用;
(5)工頻/變頻切換器:選用知名品牌低壓電器,確保二套系統互不影響,且切換可靠。
一 整個(gè)恒壓供水系統2套: 45KW變頻器2臺、30KW變頻1臺(控制兩臺15KW的水泵),壓力變送器2個(gè),工頻/變頻切換器、濾波器、節能芯片2個(gè)、低壓控制柜1套。
二 節能效益測算:每天工作24小時(shí),每月30天,電價(jià)0.6元/Knb
原每當月電量(預估)30*24*45*0.6=19440
假設投資4臺3萬(wàn)元,每天工作24小時(shí),每月30天,電價(jià)0.6元/Knb,功率因數只按提高95%,節能只按較低20%來(lái)計算.
月節電19440-(45*95%*24*30*0.6)+19440*20%=4868
月節省電費:14572*0.6=8743.2元
按投資成本,回報期不到一年
六 水泵恒壓供水設備系統特點(diǎn)
1、 水壓穩定
2 、無(wú)人值班
３、節電明顯
４、對設備磨損小
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