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自来水厂水泵变频器节能改造原理及技术

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2018-06-20 17:26:00    点击数:-   【


  我国70%以上的发电总量都损耗在电动机上,水泵、风机占整个消耗总量的40%.通过电机变频能代替原有流量调节,平均每个小时可以节约300到400亿千瓦。在自来水厂中,变频器主要用来泵房取水、送水,除了节电,它还可以调整平滑取水的流量以及送水压力,进而满足供水工艺与制水要求。

  一、自来水厂水泵变频节能原理

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  在大多数改建、新建的自动化水厂泵房中,都配备了变频器,在改善工艺的同时,进一步降低能耗。在这过程中,变频器控制方式与PLC、手动运行模式基本上一致,通过控制箱就能现场切换。在水厂泵房送水中,通过PLC自控系统以及PID调节,不仅能让变频器进行自动调速,还能保障恒压供水,即使在无人值守的泵房,也能进一步提高水厂生产效率与安全性。在变频器取水中,通过PID以及PLC调节,不仅能让变频器实现自动调速,还能让清水始终处于稳定的状态,在无人值守的泵房中,进行优质、高效的供水。

  在实际工作中,运行点一般由管路对曲线进行阻挡,H到Q之间的交点对其也有重要作用。如:80%以上的运转点不会在C区域,而在D区域。同时,轴功率必须考虑相似的问题,也就是说工作点不能和立方曲线直接交叉。也就是说,在相同的转速下,扬程越大,流量降低的比例就会越大,当转速范围缩小到一定范围时,节能效果也会随之降低。

  在转速节能效果控制与阀门控制中,如果自来水厂流量从1.0转换成0.5,在阀门控制中,利用关小阀门让相关曲线的阻抗由R1变成R2,此时的工作点也会从原来的A点移动到B点;如果使用的是转速控制,在同一阻抗曲线中,R1就会从A点直接移动到B点。在P到Q轴功率特性曲线不变的情况下,100%的阀门转速就会直接从A点移动到B点;在转速控制中,它会在实际扬程的控制功率上,从A点运动到D点,和阀门控制结果相比,它能得到相当于BD一样的节电。如果使用的是变频调速,由于实际扬程相对较小,所以轴功率会越来越接近曲线立方关系,此时调速产生的节能效果就会更大。

  对于自来水厂的水泵,由于需要随时向供水系统补水,所以在不同的时段区域以及不同的季节,用水量存在很大不同,需要补充的系统和流量压力也存在很大差异。传统的节能方法是,调节扬程压力与节水流量,不仅浪费资源,流程也相当麻烦,需要较高的成本,同时还会造成大量的机械损耗。

  二、自来水厂水泵变频器节能改造的工艺要求

  在自来水厂水泵变频器节能改造中,变频器一般使用远程控制与本地控制相结合的方式进行。其中远程控制又包括压力负反馈和频率控制,一般频率调节都在0到50HZ之间。而直接频率控制和压力负反馈远程控制都有PLC进行选择,在运行过程中,也可以根据变频器具体的控制方式选择。本地控制是对面板进行的控制,控制方式调整成LOCAL;在频率调节时,通过手动频率控制,进而保障出厂压力与流量。在对自来水厂变频器改造中,为了保障改造质量,必须根据节能目标满足基本的节能要求,在这过程中,价格合理尤为重要;其次是水泵必须达到高强度的连续、可靠运转,进而保障系统由工频到变频,以及由变频到工频之间的转换,一旦出现瞬时停电现象,通过自动再启动的系统就能正常运行。

  在某自来水厂水泵变频器中,该系统拥有三台水泵,并且每台电机容量都能达到75KW,一台作为备用,另外两台正常工作。具体情况如下:在三台水泵中,对其分别进行定速和调速运行,并且变频器智能作为一台电机的电源。所以每台电机的停止、启动都会相互相应,通过这种逻辑性电路控制,不仅可以保障电路切换,还能达到节能目标。

  在外部接线以及变频器选型中,一般选用风机、水泵类专用的变频器,用PLC进行控制。在变频器接线中,水泵运行中的管压会直接影响水泵运行状况。如果管压高于0.8时,定速、变速、备用各一台;当管压低于0.64时,两台备用,一台变速或者定速;当管压低于0.52时,两台备用,一台作为变速。这三种情况都是根据管道流量以及压力传感器信号,通过函数发生器将其演变成控制信号,进而启动阀门与电动机。对于运行状态的电机,压力信号一般由三种不同的速度进行切换。

  在变频器接线中,电机转向和电源相序连接没有直接关系,一般根据电机连接的方式达到电机转向。在这过程中,需要注意的是:电机端和电源端绝对不能反接,否则就会损坏变频器。对于电源开关、KM1接触器、QF容量则根据自来水厂水泵变频器具体要求选择。通过在变频器上安装功率表、电压表、功率因素表、电流表等模拟类电表,对电机进行细致的监控;对于CM、FWD、C1V1等继电器连接,通常使用灵敏度很高的微型双触点继电器。在频率设置中,可以根据流量、压力对其进行手动切换,为了转换功率因素,必须安装DK线圈,设置报警电路,一旦出现故障,通过声光就能达到报警效果。

  结语

 从自来水厂水泵变频器自身特征来看,它具有很多优点,对安全生产具有重要作用。因此,在实际工作中,必须根据相关要求,从各方面避免水泵压力突破,在保障水压稳定的同时,保障水厂安全生产以及节能降耗等具体要求。