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                    自來水廠水泵變頻器節能改造原理及技術

                    文章出處:   責任編輯:   發布時間:2018-06-20 17:26:00    點擊數:-   【


                      我國70%以上的發電總量都損耗在電動機上,水泵、風機占整個消耗總量的40%.通過電機變頻能代替原有流量調節,平均每個小時可以節約300到400億千瓦。在自來水廠中,變頻器主要用來泵房取水、送水,除了節電,它還可以調整平滑取水的流量以及送水壓力,進而滿足供水工藝與制水要求。

                      一、自來水廠水泵變頻節能原理

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                      在大多數改建、新建的自動化水廠泵房中,都配備了變頻器,在改善工藝的同時,進一步降低能耗。在這過程中,變頻器控制方式與PLC、手動運行模式基本上一致,通過控制箱就能現場切換。在水廠泵房送水中,通過PLC自控系統以及PID調節,不僅能讓變頻器進行自動調速,還能保障恒壓供水,即使在無人值守的泵房,也能進一步提高水廠生產效率與安全性。在變頻器取水中,通過PID以及PLC調節,不僅能讓變頻器實現自動調速,還能讓清水始終處于穩定的狀態,在無人值守的泵房中,進行優質、高效的供水。

                      在實際工作中,運行點一般由管路對曲線進行阻擋,H到Q之間的交點對其也有重要作用。如:80%以上的運轉點不會在C區域,而在D區域。同時,軸功率必須考慮相似的問題,也就是說工作點不能和立方曲線直接交叉。也就是說,在相同的轉速下,揚程越大,流量降低的比例就會越大,當轉速范圍縮小到一定范圍時,節能效果也會隨之降低。

                      在轉速節能效果控制與閥門控制中,如果自來水廠流量從1.0轉換成0.5,在閥門控制中,利用關小閥門讓相關曲線的阻抗由R1變成R2,此時的工作點也會從原來的A點移動到B點;如果使用的是轉速控制,在同一阻抗曲線中,R1就會從A點直接移動到B點。在P到Q軸功率特性曲線不變的情況下,100%的閥門轉速就會直接從A點移動到B點;在轉速控制中,它會在實際揚程的控制功率上,從A點運動到D點,和閥門控制結果相比,它能得到相當于BD一樣的節電。如果使用的是變頻調速,由于實際揚程相對較小,所以軸功率會越來越接近曲線立方關系,此時調速產生的節能效果就會更大。

                      對于自來水廠的水泵,由于需要隨時向供水系統補水,所以在不同的時段區域以及不同的季節,用水量存在很大不同,需要補充的系統和流量壓力也存在很大差異。傳統的節能方法是,調節揚程壓力與節水流量,不僅浪費資源,流程也相當麻煩,需要較高的成本,同時還會造成大量的機械損耗。

                      二、自來水廠水泵變頻器節能改造的工藝要求

                      在自來水廠水泵變頻器節能改造中,變頻器一般使用遠程控制與本地控制相結合的方式進行。其中遠程控制又包括壓力負反饋和頻率控制,一般頻率調節都在0到50HZ之間。而直接頻率控制和壓力負反饋遠程控制都有PLC進行選擇,在運行過程中,也可以根據變頻器具體的控制方式選擇。本地控制是對面板進行的控制,控制方式調整成LOCAL;在頻率調節時,通過手動頻率控制,進而保障出廠壓力與流量。在對自來水廠變頻器改造中,為了保障改造質量,必須根據節能目標滿足基本的節能要求,在這過程中,價格合理尤為重要;其次是水泵必須達到高強度的連續、可靠運轉,進而保障系統由工頻到變頻,以及由變頻到工頻之間的轉換,一旦出現瞬時停電現象,通過自動再啟動的系統就能正常運行。

                      在某自來水廠水泵變頻器中,該系統擁有三臺水泵,并且每臺電機容量都能達到75KW,一臺作為備用,另外兩臺正常工作。具體情況如下:在三臺水泵中,對其分別進行定速和調速運行,并且變頻器智能作為一臺電機的電源。所以每臺電機的停止、啟動都會相互相應,通過這種邏輯性電路控制,不僅可以保障電路切換,還能達到節能目標。

                      在外部接線以及變頻器選型中,一般選用風機、水泵類專用的變頻器,用PLC進行控制。在變頻器接線中,水泵運行中的管壓會直接影響水泵運行狀況。如果管壓高于0.8時,定速、變速、備用各一臺;當管壓低于0.64時,兩臺備用,一臺變速或者定速;當管壓低于0.52時,兩臺備用,一臺作為變速。這三種情況都是根據管道流量以及壓力傳感器信號,通過函數發生器將其演變成控制信號,進而啟動閥門與電動機。對于運行狀態的電機,壓力信號一般由三種不同的速度進行切換。

                      在變頻器接線中,電機轉向和電源相序連接沒有直接關系,一般根據電機連接的方式達到電機轉向。在這過程中,需要注意的是:電機端和電源端絕對不能反接,否則就會損壞變頻器。對于電源開關、KM1接觸器、QF容量則根據自來水廠水泵變頻器具體要求選擇。通過在變頻器上安裝功率表、電壓表、功率因素表、電流表等模擬類電表,對電機進行細致的監控;對于CM、FWD、C1V1等繼電器連接,通常使用靈敏度很高的微型雙觸點繼電器。在頻率設置中,可以根據流量、壓力對其進行手動切換,為了轉換功率因素,必須安裝DK線圈,設置報警電路,一旦出現故障,通過聲光就能達到報警效果。

                      結語

                     從自來水廠水泵變頻器自身特征來看,它具有很多優點,對安全生產具有重要作用。因此,在實際工作中,必須根據相關要求,從各方面避免水泵壓力突破,在保障水壓穩定的同時,保障水廠安全生產以及節能降耗等具體要求。

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