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餘姚變頻調速供水設備原理

時間:2020-04-08 11:34來源:未知 作者:admin 點擊:

TAGS標簽: 水泵設備變頻調速


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變頻調速供水設備概述

變頻調速供水設備是指在供水網係中用水量發生變化時,出口壓力保持不變的供水方式。供水網係的出口壓力值是根據用戶需求確定的。傳統的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設施實現的。

近年來,隨著變頻調速技術的日益成熟,其顯著的節能效果和可靠穩定的控製方式,在供水係統中得到廣泛的應用。變頻調速供水設備對水泵電機實行無級調速,依據用水量及水壓變化通過微機檢測、運算,自動改變水泵轉速保持水壓恒定以滿足用水要求,是目前最先進,合理的節能供水係統。與傳統的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較,不論是投資、運行的經濟性、還是係統的穩定性、可靠性、自動化程度等方麵都具有優勢。

變頻調速供水設備的特點

a、自動隔離閥或節流裝置(選購件):用於隔離市政水餘姚變頻調速供水設備原理源,可任意設定動作壓力,當市政水源壓力低於該值時,隔離裝置動作,切換到水源罐或承壓水池供水。也可考慮使用廉價的節流裝置代替隔離閥,限製最大進水流量,供水不足部分靠水源罐補償。

b、水源罐:給水運行時罐內全部容積充滿了水,由於無壓縮空氣貯能,對各種衝擊的緩衝作用和對市政水源的動態補償效果不如緩衝罐。但當市政水源壓力太低,水源罐出水(供水)大於進水量時,罐內貯水容積可全部用來補償市政水源的不足。水源罐提供補償水量期間,靠真空抑製器使空氣自動進入罐體,可避免對高下管網造成負壓抽吸作用(即所謂無負壓無吸程)。水源罐隻能串接在進水管路中使用。

c、承壓水池:一般為鋼筋混凝土結構,與水源罐工作原理相同,因其容積大,對市政供水具有很好的削峰填穀作用,適用於全國各地各種市政水源情況。當市政供水管網因故停水期間可由承壓水池提供一定時間的供水水源,適用於客戶要求高可靠供水的場合。

d、水泵機組:選用本公司具有非過載特性的水泵,其工作特性可適應市政水源的較大範圍內的壓力變化,不會產生過載現餘姚變頻調速供水設備原理象。

e、氣壓罐:其作用與通常2次增壓供水設備中的氣壓罐相同,標準產品設計中采用隔膜微型氣壓罐,主要利用其保壓功能,有利於設備的智能化自動節能控製。

f、變頻控製櫃:可選擇采用全變頻技術方案,即所有水泵均采用變頻拖動,也可采用部分變頻技術方案(隻有一台泵為變頻調速拖動)。

g、旁通管路:如果市政供水平時滿足水氣要求,僅在供水高峰時壓力不足,可加載旁通管路,使市政直接供水與增壓供水自動切換運行。在非消防狀態時,采用TH-F係列自動巡檢成套給水設備組成的消防自動巡檢控製設備,可對消防泵做自動巡檢運行。自動巡檢周期為數小時至數百小時任選,周期時鍾自動啟動巡檢程序且具有手動巡檢功能。巡檢時數字智能消防巡檢控製器會對消防控製櫃的主回路進行檢測確認正常後,逐台驅動消防泵使之低速運行,此時驅動功率很小,約是泵電機額定功率的百分之一左右,所以節能顯著。由於轉速低,所以不會對供水管網增壓。若在巡檢時接到消防運行命令,則本控製裝置會立即中斷巡檢運行,控製設備會以工頻驅動消防泵投入消防命令運行。隻有到了下一個巡檢周期且無消防事件發生時,才開始一個新的巡檢運行過程。巡檢時,若水泵發生故障會給出故障報警信息。當發生輸入過電壓、欠壓、缺相、輸出過電流、短路時TH-F係列控製器會向消防中心發出報警信息。這種自動巡檢的結果可確保消防水泵不會產生鏽蝕、鏽死現象,使消防給水設備“養兵千日,用兵一時”成為現實。本設備還具有主備泵自動互換,當主泵故障後,備用泵自動投入。主備電源自動互投,當主電源故障後,備用電源會自動投入等功能,TH-F係列數字智能消防巡檢控製器組成的消防自動巡檢控製設備會對上述所有功能提供數據遠傳、圖像監控、故障報警、信息打印等功能。

變頻調速供水設備變頻控製原理

用變頻調速來實現恒壓供水,與用調節閥門來實現恒壓供水相比,節能效果十分顯著(可根據具體情況計算出來)。其優點是:

1、可以消除起動和停機時的水錘效應;

一般地說,當由一台變頻器控製一台電動機時,隻需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一台變頻器同時控製兩台電動機時,原則上變頻器的配用電動機容量應等於兩台電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩台水泵全速供水量相差很多時,可考慮適當減小變頻器的容量,但應注意留有足夠的容量。

雖然水泵在低速運行時,電動機的工作電流較小。但是,當用戶的用水量變化頻繁時,電動機將處於頻繁的升、降速狀態,而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流,導致電動機過熱。因此,電動機的熱保護是必需的。對於這種由於頻繁地升、降速而積累起來的溫升,變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的,所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。

在主要功能預置方麵,最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下,升、降速時間應盡量設定得短一些,以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時,隻要在預置時設定PID功能有效,則所設定的升速和降速時間將自動失效。

2、起動平衡,起動電流可限製在額定電流以內,從而避免了起動時對電網的衝擊;

3、由於泵的平均轉速降低了,從而可前郭爾羅斯泵和閥門等的使用壽命;

餘姚變頻調速供水設備安裝使用及保養張經理18932453205

1餘姚變頻調速供水設備安裝應選擇通風良好、灰塵少、不潮濕的場地,環境濕度為-10℃-40℃。在室外應設防雨,防雷等設施。

2、為方便餘姚變頻調速供水設備安裝、保養、設備四周應留70cm空間,人孔處應保留1.5m空間,四周地麵應設排水溝。

3、選定餘姚變頻調速供水設備場地後,要處理好地基、在用砼澆注或用磚石砌築罐體支承座。待基座完全固化後,再吊裝罐體並放穩,隨後安裝附件,接通電源。

4、在試車前,應先關閉供水閥,檢查餘姚變頻調速供水設備各密封閥情況,不允許有泄露現象,開車後,應注意機泵轉向。當壓力表指針到上限時,機泵自動停止。打開供水閥,即可正常供水、如需定時供水,可把選擇開關扳到手動位置。

5、餘姚變頻調速供水設備泵機組應經常檢查,定期保養並加注潤滑油。離心泵和止回閥如發現漏水現象,應及時緊固法蘭螺絲或更換隴西根,檢查機泵底腳螺栓不能鬆動,以防損壞餘姚變頻調速供水設備。

6、餘姚變頻調速供水設備係統,應防水、防塵、經常檢查線路絕緣情況,連接螺栓是否鬆動和保險絲完好等情況。壓力表外部用透明材料包裹,以防損壞餘姚變頻調速供水設備。

7、罐體如發現漆皮脫落,應及時塗漆保養,以前郭爾羅斯餘姚變頻調速供水設備使用壽命。

變頻調速供水設備節能原理

由水泵的工作原理可知:水泵的流量與水泵(電機)的轉速成正比,水泵的揚程與水泵(電機)的轉速的平方成正比,水泵的軸功率等於流量與揚程的乘積,故水泵的軸功率與水泵的轉速的三次方成正比(既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。根據上述原理可知改變水泵的轉速就可改變水泵的功率。

流量基本公式:Q∝NH∝N2KW=Q*H∝N3

以上Q代表流量,N代表轉速,H代表揚程,KW代表軸功率。

例如:將供電頻率由50HZ降為45HZ,

則P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50;

將供電頻率由50HZ降為40HZ,

則P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50。

水泵一般是按供水係統在設計時的最大工況需求來考慮的,而用水係統在實際使用中有很多時間不一定能達到用水的最大量,一般用閥門調節增大係統的阻力來節流,造成電機用電損失,而采用變頻器可使係統工作狀態平緩穩定,通過改變轉速來調節用水供應,並可通過降低轉速節能收回投資。

變頻調速供水設備的成本回收核算:張經理18932453205

變頻調速供水設備根據已知泵類在不同控製方式下的流量-負載關係曲線和現場運行的負荷變化情況進行計算。以山陰30kW型離心泵為例。根據運行要求,水泵連續24小時運行,其中每天3小時運行在90%負荷(用水高峰),11小時運行在50%負荷(正常用水);8小時運行在20%負荷(夜間用水);全年運行時間在365天。

變頻調速供水設備則每年的節電量為:W1=30X3×3×(100%-90%)×365=36135kW·h

W2=30X3×11×(100%-50%)×365=180675kW·h

W3=30X3×8×(100%-20%)×365=210240kW·h

W=W1+W2+W3=36135+180675+210240=427050kW·h

變頻調速供水設備每度電按0.5元計算,則每年可節約電費213525萬元。

變頻調速供水設備投資回收:按設備運行每天節省的費用=213525/365=585(元)

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不鏽鋼變頻調速供水設備

不鏽鋼變頻調速供水設備一般由緩衝罐、水泵機組、氣壓罐控製櫃及控製儀表組成,各部分說明如下:

a、緩衝罐:是接在設備入口處的氣壓罐,簡稱緩衝罐,給水運行時餘姚變頻調速供水設備原理罐內部分容積為壓縮空氣,靠壓縮空氣的貯能,對各種突變衝擊具有很好的減緩消除作用,同時對市政供水具有一定動態補償作用。

有兩種不同結構的緩衝罐,隔膜緩衝罐采用天然橡膠隔膜材料,因完全密閉更有利於保持水質標準,普通鋼製緩衝罐內壁塗有符合衛生標準的防腐塗料,但補氣時會與外界空氣接觸。

緩衝罐即可串接使用(如圖2-1所示),也可並接使用(進出水為同一管道,作為分支與市政管路相接,如圖2-2所示)

b、水泵機組:選用滬龍公司具有非過載特性的水泵,其工作特性可以適應水源的較大範圍內的壓力變化,不會產生過載現象。

c、氣壓罐:其作用與通常2次增壓供水設備中的氣壓罐相同,本係列標準產品采用的隔膜式微型氣壓罐,主要利用其保壓功能,有利於設備的智能化自動節能控製。

d、變頻控製櫃:可采用全變頻控製係統,即所有水泵均采用變頻調速拖動,也可采用部分變頻控製係統(樣本標準產品隻有1台泵為變頻調速拖動)。

e、旁通管路:如果市政供水平時能夠滿足水壓要求,僅在供水高峰時壓力不足,可加載旁通管路,可使市政下拉供水與增壓供水實現自動切換運行。

(1)當市政管網高壓時,設備處於停機狀態,市政水源過緩衝罐、旁通管路直接向用戶管網供水。

(2)當市政管網欠壓時,設備自動啟動,在原不水壓基礎上變頻調速增壓(恒壓)供水,由於是按“差多少,補多少”的原則增壓,所以在全流量範圍即滿足了用戶恒壓供水的需求,同時又實現了高效節能運行。運行過程中密閉的緩衝罐相當一段管路,新鮮衛生的自來水不斷流過水源罐,不會遭受外界汙染。

(3)供水設備運行中,緩衝罐部分容積為壓縮空氣(其壓力與市政水壓相同),因而貯存了一定壓力勢能,靠此貯能可大大減緩各種衝擊對市政水源的影響,同時對市政供水具有動態的削峰補償作用。當市政服務壓力從P2降至P1時,緩衝罐提供的最大補償水量與緩衝罐總容積關係為:

V#=(1-P1/P2)V總=KV總

V#-供水高峰市政壓力從P2降至P1期間水源罐給出的補償水量(m3)

P1-市政供水高峰期最低壓力(絕對壓力)

P2-市政供水高峰期前的壓力(絕對壓力)

V總-水源罐的總容積(m3)

例:供水高峰期,市政水源壓力從20mH2O降至mH2O,則在該期間水源罐給出的補償水量為

V#=(1-15/30)V總=0.5V總(m3),占總容積的50%。顯然這是一種切實有效的動態補償作用,如果所有供水設備用戶的增壓設備均具有這種補償作用,則總體上對市政供水可起到一定削峰填穀的效果,高峰期間管網服務壓力不至於下降得太低。

(4)緩衝罐上配有控製儀表,當市政管網壓力低於設定下限值時可自動停機(禁止運行),防止過度抽吸市政水源及防止抽水運行。

百富策略论坛變頻調速供水設備節能案例分析

百富策略论坛變頻調速供水設備方案選用管網疊壓(無負壓)節能型變頻供水設備,可充分利用自來水管網原有壓力,在此基礎上差多少,補多少。

貴單位是選用兩套設備分別增壓(按選用2台3kw水泵變頻供水,供水高度為45.2m,),在用水高峰期市政管網壓力按15m計算,中峰期按20m計算,低峰期按30m計算。下麵以下為例:

1、入住率100%的用水流量及電費

高峰期:

開山陰泵兩台工頻,一台變頻運行,用水最大流量Q=30.66m3/h,揚程H=45.2-15=30.2m,η=0.60(根據產品樣本和性能曲線),α=0.80,T=4h。

耗電為W1=QHTα/367η

=30.66×30.2×4×0.80/(367×0.6)=13.46Kw?h.

中峰期:

開兩台泵一台工頻,一台變頻運行,用水最大流量Q=15.33m3/h,揚程H=45.2-20=25.2m,η=0.65(根據樣本和性能曲線),α=0.75,T=7h。

耗電為W2=QHTα/367η

=15.33×25.2×7×0.75/(367×0.65)=8.51Kw?h.

低峰期:

開一台泵變頻運行,用水最大流量Q=7.67m3/h,揚程H=45.2-30=15.2m,η=0.50(根據樣本和性能曲線),α=0.70,T=7h。

耗電為W3=QHTα/367η

=7.67×15.2×7×0.70/(367×0.65)=2.40Kw?h.

休眠期:

水泵停機或偶爾使用,保壓時間約6h,耗電忽略不計

總電費計算:

每天電耗:W=W1+W2+W3=13.46+8.51+2.40=24.37Kw?h/天。

年電費計算:E=24.37Kw?h×365天×0.6元=5337.03元/年。

每戶年電費:E1=5337.03÷300≈17.79元/戶。

變頻供水設備,通過變頻控製,采取了自動控製水泵,不浪費電,不浪費水。

變頻調速供水設備的控製過程

用水需求↑——管路水壓↓——壓力設定值與返饋值的差值↑——PID輸出↑——變頻器輸出頻率↑——水泵電機轉速↑——供水流量↑——管路水壓趨於穩定節能係統特點A.變頻器界麵為LED顯示,設定參數豐富;鍵盤布局簡潔、易於操作。B.變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護裝置,並具有故障報警輸出功能,可有效保護供水係統的正常運作;C.專用數字PID調節器為LED雙屏顯示,參數設定方便,易於監控;D.加裝變頻節能器後,水泵電機具有軟啟動及變頻調速功能,可有效降低係統的機械磨損,同時減輕管路負擔。E.有“手動”“自動”兩種工作模式,在變頻器出現故障的情況下,仍可按原有工作方式繼續運行。

變頻調速供水設備工作原理

變頻調速供水設備投入運行前,首先應設定變頻調速供水設備的工作壓力等相關運行參數,變頻調速供水設備運行時,由壓力傳感器連續采集供水管網中的水壓及水壓變化率信號,並將其轉換為電信號傳送至變頻控製係統,控製係統將反饋回來的信號與設定壓力進行比較和運算,如果實際壓力比設定壓力低,則發出指令控製水泵加速運行,如果實際壓力比設定壓力高,則控製水泵減速運行,當達到設定壓力時,水泵就維持在該運行頻率上。如果變頻水泵達到了額定轉速(頻率),經過一定時間的判斷後,如果管網壓力仍低於設定壓力,則控製係統會將該水泵切換至工頻運行,並變頻啟動下一台水泵,直至管網壓力達到設定壓力;反之,如果係統用水量減少,則係統指令水泵減速運行,當降低到水泵的有效轉速後,則正在運行的水泵中最先啟動的水泵停止運行,即減少水泵的運行台數,直至管網壓力恒定在設定壓力範圍內。主泵停止工作,副泵進行供水也為變頻恒壓供水方式,進一步提高了工作效率,節約了能源。

長沙百富策略论坛供水設備有限公司研製生產的變頻調速供水設備是在組合式不鏽鋼水箱和變頻恒壓供水的基礎上開發研製的,並加裝防負壓、防倒流、防水質惡化等控製裝置。該變頻恒壓供水設備與普通的變頻供水設備和無負壓供水設備相比,具有節能顯著、噪音低、占地少、可靠性高等優點,是目前最先進的供水模式。該變頻恒壓供水設備采用國際知名品牌優質變頻器(瑞士ABB),內置PID控製器,依據PLC對市政管網壓力和實際所需壓力數據的采集、分析和判斷,使供水壓力始終恒定在預先設定的壓力值範圍內,整套係統技術先進,設計合理,運行可靠,高效節能。

變頻調速供水設備變頻應用方式張經理18932453205

通常在同一路供水係統中,設置多台常用泵,供水量大時多台泵全開,供水量小時開一台或兩台。在采用變頻調速進行恒壓供水時,就用兩種方式,其一是所有水泵配用一台變頻器;其二是每台水泵配用一台變頻器。後種方法根據壓力反饋信號,通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率,改變電動機轉速,最終達到管網恒壓的目的,就一個閉環回路,較簡單,但成本高。前種方法成本低,性能不比後種差,但控製程序較複雜,是未來的發展方向,我公司開發BC2100係列恒壓供水控製係統就可實現一變頻器控製任意數馬達的功能。下麵講到的原理都是一變頻器拖動多馬達的係統。

變頻調速供水設備的特點及分析張經理18932453205

用戶用水量一般是動態的,因此供水不足或供水過剩的情況時有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上,即用水多而供水少,則壓力低;用水少而供水多,則壓力大。保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間保持平衡,即用水多時供水也多,用水少時供水也少,從而提高了供水的質量。

變頻調速供水設備對於用戶是非常重要的。在生產生活供水時,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水,可能影響生活質量,嚴重時會影響生存安全,如發生火災時,若供水壓力不足或或無水供應,不能迅速滅火,可能引起重大經濟損失和人員傷亡。所以,用水區域采用恒壓供水係統,能產生較大的經濟效益和社會效益。

隨著電力技術的發展,變頻調速技術的日臻完善,以變頻調速為核心的智能供水控製係統取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備,起動平穩,起動電流可限製在額定電流以內,從而避免了起動時對電網的衝擊;由於泵的平均轉速降低了,從而可前郭爾羅斯泵和閥門等東西的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩單縣全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能,將使供水實現節水、節電、節省人力,最終達到高效率的運行目的。

變頻調速供水設備獨特優勢:增加流道設計,比傳統蝶閥流道加大

三片式止回蝶閥帶來的優點1、生產加工本裝置時,具有省時,省工,縮短加工時間的優點。2、整體式結構,方便維修與拆卸。更具互換性。3、止回閥采用球麵拱形設計,擴展了流道;流道加大,省去了普通蝶閥閥芯占空間的問題。4、三片式止回蝶閥采用衛生級不鏽鋼拋光技術,更衛生,更美觀。5、與傳統相比較,省去了兩片法蘭與一個短接。

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