應(yīng)用范圍:
本設(shè)備適用于各種住宅小區(qū)、學(xué)校、賓館、醫(yī)院等高層建筑生活供水、各類自來(lái)水廠二次加壓泵站及其他需作二次水壓提升的各類供水場(chǎng)合。
設(shè)備簡(jiǎn)介:
變頻調(diào)速就是在給水時(shí)設(shè)定一個(gè)恒壓點(diǎn),當(dāng)管網(wǎng)實(shí)際壓力比恒壓點(diǎn)高時(shí),微機(jī)控制變頻器的頻率輸出下降,使水泵轉(zhuǎn)速降低,從而使壓力降低。反之,則讓頻率輸出上升。從而實(shí)現(xiàn)恒壓給水。根據(jù)流體力學(xué)的基本原理,當(dāng)水泵變頻調(diào)速替代閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí),節(jié)能效果十分顯著。
設(shè)備優(yōu)點(diǎn):
一、直接與自來(lái)水管網(wǎng)串聯(lián)對(duì)接,不用建水池、設(shè)水箱。
二、節(jié)水13%以上,與調(diào)節(jié)閥門相比,可省電40%~50%。。
三、綜合投資節(jié)省60%以上。
四、給水安全、水質(zhì)好。
五、電腦智能化控制,不作無(wú)用功設(shè)備壽命延長(zhǎng)5倍以上。
六、停電后仍恢復(fù)自來(lái)水原有壓力照常給水,停電不停水。
七、全自動(dòng)。
根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。
例如:將供電頻率由50HZ降為45HZ,則P45/P50=453/503=0.729,即P45=0.729P50
將供電頻率由50HZ降為40HZ,則P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50,依上述公式計(jì)算。
供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是按現(xiàn)場(chǎng)zui大供水需求(及zui大工況)來(lái)考慮的,供水水泵的運(yùn)行工況也相同,即按單機(jī)的zui大供水需求量來(lái)考慮的;在實(shí)際使用中有很多時(shí)間水泵都需要根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)節(jié),傳統(tǒng)的做法是用開(kāi)停補(bǔ)(減)泵及開(kāi)關(guān)閥門的方式進(jìn)行調(diào)節(jié),用開(kāi)停補(bǔ)(減)泵會(huì)有啟動(dòng)沖動(dòng)電流,開(kāi)關(guān)閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)增大了系統(tǒng)的節(jié)流損失,且對(duì)系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的,調(diào)節(jié)速度緩慢,減少損失的能力很有限也使整個(gè)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài),對(duì)于供水系統(tǒng)超壓爆管這類故障幾乎無(wú)能為力。
而通過(guò)在供水水泵加裝變頻調(diào)速器裝置,則可以一勞永逸的解決好這個(gè)問(wèn)題,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定,并可通過(guò)變頻節(jié)能收回投資。變頻節(jié)能的效果是十分顯著的,特別是調(diào)節(jié)范圍大的系統(tǒng)及設(shè)備,通過(guò)上表及圖一可以直觀的看出在流量變化時(shí)只要對(duì)轉(zhuǎn)速(頻率)稍作改變就會(huì)使水泵軸功率有更大程度上的改變,就因有此特點(diǎn)使得變頻調(diào)速方式成為一種趨勢(shì),并且不斷深入的應(yīng)用于各行業(yè)及各種調(diào)速領(lǐng)域。
二.供水系統(tǒng)的改造方案介紹
根據(jù)供水系統(tǒng)的實(shí)際裝機(jī)情況我們?cè)诠┧到y(tǒng)各裝二套傳動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵型S變頻調(diào)速控制柜,其中1#變頻柜供兩臺(tái)55KW水泵切換(循環(huán))使用;2#變頻柜供兩臺(tái)93KW水泵切換(循環(huán))使用,兩套變頻調(diào)速控制柜共用一套自動(dòng)控制系統(tǒng)及*電腦監(jiān)控系統(tǒng)(工控機(jī))(如圖二所示)
(1) 系統(tǒng)控制
整個(gè)系統(tǒng)控制信號(hào),包括壓力設(shè)定信號(hào),工頻和變頻故障信號(hào)處理,水位故障檢測(cè)處理均由主控PLC或監(jiān)控電腦設(shè)定,上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)*電腦監(jiān)控系統(tǒng)(工控機(jī))完成對(duì)工藝流程參數(shù)的檢測(cè)、各機(jī)組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務(wù),下位機(jī)PLC主要完成數(shù)據(jù)采集,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制及連鎖等功能。 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行綜合,尤其是當(dāng)出現(xiàn)故障狀態(tài)時(shí)的系統(tǒng)處理操作,是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分。
(2) 變頻器內(nèi)部控制
變頻器內(nèi)部控制及功能,主要是指變頻器內(nèi)部PID功能模塊,內(nèi)部PID功能使現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員設(shè)置和調(diào)試方便,相對(duì)于原來(lái)的硬件PID板控制,省去了硬件維護(hù)需要,節(jié)省了成本。主控環(huán)節(jié)的壓力設(shè)定信號(hào)與系統(tǒng)壓力信號(hào)反饋形成閉環(huán)以維持管網(wǎng)恒定壓力(簡(jiǎn)稱閉環(huán)控制)。變頻器還具有休眠功能,內(nèi)置RS485或RS232通訊接口,采用聯(lián)機(jī)控制。
(3) 電機(jī)控制
本方案的控制方式將按恒壓供水系統(tǒng)的通用自動(dòng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。
變頻節(jié)能系統(tǒng)是在保留原有工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝的,(SD-YP)風(fēng)機(jī)水泵型變頻器本身就還具有工頻、變頻轉(zhuǎn)換功能,變頻節(jié)能系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能與原工頻系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能相同,變頻節(jié)能系統(tǒng)與原工頻系統(tǒng)之間要設(shè)置聯(lián)鎖以確保系統(tǒng)工作安全。
(4)系統(tǒng)執(zhí)行控制
用壓力傳感器對(duì)供水系統(tǒng)母管(供水管道)出口的水壓進(jìn)行采樣,轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)后送至PID控制器,控制器將該信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算后輸出一類比信號(hào)(一般為4—20MA、0—10V)給變頻器,變頻器根據(jù)該類比信號(hào)決定其輸出頻率,改變水泵轉(zhuǎn)速并調(diào)節(jié)供水壓力(供水量)以達(dá)到恒壓供水的目的(如圖三所示)。
(5)PLC硬件設(shè)計(jì)
PLC選用天津羅升公司的豐煒PLC-VB系列產(chǎn)品,水泵M1、M2、M3、M4、可變頻運(yùn)行,也可工頻運(yùn)行,需要PLC的四個(gè)輸出信號(hào)控制,變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷全由PLC的一個(gè)輸出信號(hào)控制,變頻器極限頻率的檢測(cè)信號(hào)占用PLC的一個(gè)輸入點(diǎn),設(shè)定水壓的上、下限壓力值,當(dāng)管網(wǎng)壓力處于上、下限位置時(shí),傳感器分別輸出頻率檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入PLC的兩個(gè)輸入點(diǎn),與變頻器一起實(shí)現(xiàn)。保證管網(wǎng)的壓力平穩(wěn)。
供水系統(tǒng)的變頻節(jié)能系統(tǒng)在實(shí)際使用中要考慮水泵的轉(zhuǎn)速與揚(yáng)程的平方成正比的關(guān)系,以及水泵的轉(zhuǎn)速與管損平方成正比的關(guān)系;在水泵的揚(yáng)程隨轉(zhuǎn)速的降低而降低的同時(shí)管道損失也在降低,因此,系統(tǒng)對(duì)水泵揚(yáng)程的實(shí)際需求一樣要降低;而通過(guò)設(shè)定變頻器下限頻率的方法又可保證系統(tǒng)對(duì)水泵揚(yáng)程的zui低需求。供水壓力的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)量可以通過(guò)PID參數(shù)的調(diào)整。當(dāng)供水需求量減少時(shí),管道壓力逐漸升高,內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器輸出頻率降低,當(dāng)變頻器輸出頻率低至0HZ時(shí),而管道在一設(shè)定時(shí)間內(nèi)還高于設(shè)定壓力,變頻器切斷當(dāng)前變頻控制泵,轉(zhuǎn)而控制下一個(gè)原工頻控制泵,變頻器在水泵控制轉(zhuǎn)換過(guò)程中,逐漸輪換使用水泵,使每個(gè)水泵的利用率均等,增加系統(tǒng)、管道壓力的穩(wěn)定性和可靠性。
2.實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng),延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊;
3.內(nèi)置PID功能,可接受多種給定、反遺信號(hào);
4.具有節(jié)電、市電和停止三位鎖定開(kāi)關(guān),便于轉(zhuǎn)換及管理;
5.保護(hù)功能完善,可遠(yuǎn)程控制;
6.操作簡(jiǎn)單,具有鍵盤鎖定功能,防止誤操作;
7.*優(yōu)化設(shè)計(jì),降低電機(jī)噪聲;
8.高效節(jié)能,投資回收快,環(huán)保*,可實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%~40%。