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一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備節(jié)能技術(shù)分析與應(yīng)用

2013/11/11 10:08:48??????點擊:

一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備節(jié)能技術(shù)分析與應(yīng)用

 

1 一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備水泵的變頻調(diào)速的節(jié)能方法與原理

  根據(jù)流體力學(xué)可以得知,H(壓力) ×Q(流量) = P(功率);其中,轉(zhuǎn)速N的二次方和壓力H成正比;轉(zhuǎn)速N和流量Q成正比;轉(zhuǎn)速N的三次方和功率P成正比;假設(shè)水泵效率為定值時,當(dāng)將流量調(diào)節(jié)下降的時候,轉(zhuǎn)速N也將跟著成正比下降;此時的軸所輸出的功率P也將成三次方的關(guān)系下降。也就是說,水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和其所消耗的電功率成三次方比例關(guān)系。即將流量采用閥門控制的時候,功率被損耗給浪費(fèi)掉了;同時,隨著不斷的將閥門關(guān)小,這一損耗還會相應(yīng)的增大。當(dāng)采用轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的時候,因為轉(zhuǎn)速n的二次方和揚(yáng)程H成正比例關(guān)系,轉(zhuǎn)速n和流量Q成正比例關(guān)系;轉(zhuǎn)速n的三次方和功率成正比例關(guān)系,也就是轉(zhuǎn)速n和功率成三次方關(guān)系下降。若并非采用將閥門關(guān)小的方法,而采用降下電機(jī)的轉(zhuǎn)速;則在轉(zhuǎn)運(yùn)等量的流量這一情況之下,原本在閥門所消耗的功率則能夠全部避免;并能獲取很好的節(jié)能效果;這則是水泵的調(diào)速節(jié)能的原理。

  有很多種方法可以對水泵進(jìn)行調(diào)速,這些方法主要可以分為兩大類。第一類,直接將電機(jī)轉(zhuǎn)速改變;例如,變頻調(diào)速和可控硅地串級調(diào)速等;第二類,電機(jī)地轉(zhuǎn)速不變,經(jīng)過附加的裝置把水泵轉(zhuǎn)速改變,例如,變速箱地調(diào)速,電磁離合器地調(diào)速,以及液力耦合器地調(diào)速等均是這一類。在水泵站地應(yīng)用當(dāng)中,前者是應(yīng)用的很多也很常見。

一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備節(jié)能技術(shù)分析與應(yīng)用

2 一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備變頻調(diào)速的控制系統(tǒng)分析

  當(dāng)前,在我國水泵的控制系統(tǒng)當(dāng)中,絕大多數(shù)是于開環(huán)的狀態(tài)之下采取變頻調(diào)速的技術(shù);也就是人為的依據(jù)外界條件、工藝地變化,將變頻器頻率值改變;以此達(dá)到調(diào)速的效果。其系統(tǒng)主要有調(diào)節(jié)器,控制對象,壓力測量的變送器以及變頻的調(diào)速器等四個部分組成。

  控制系統(tǒng)的過程是:水管出口的壓力由壓力測量的變送器測量出來,接著將其轉(zhuǎn)換成為和它對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的4至20mA電信號;傳至調(diào)節(jié)器進(jìn)行和工藝需要的指標(biāo)做對對,取得偏差。所得偏差值依照預(yù)先所定調(diào)節(jié)地規(guī)律有調(diào)節(jié)器進(jìn)行運(yùn)算,獲取調(diào)節(jié)的信號并傳輸至變頻的調(diào)速器;進(jìn)而致使變頻器把輸入的380.0V/50.0Hz交流電,轉(zhuǎn)換為輸出是0.0—380.0V/0.0~400.0Hz地連續(xù)頻率交流電和可調(diào)的電壓;并直接的供應(yīng)給水泵的電機(jī)。

  將變頻的調(diào)速其安裝至水泵的電機(jī)之上后,通過相關(guān)實測,其節(jié)能的效果很好;與未裝之前相比節(jié)能約有53%,同時生產(chǎn)的工業(yè)也很穩(wěn)定;其表現(xiàn)主要有:在采用了變頻調(diào)速的技術(shù)之后,有非常顯著的節(jié)能效果;把電機(jī)功率因素提高了,并將無功的功率消耗降低了。平均每月的節(jié)電率有53%,經(jīng)濟(jì)效率非常的顯著。采取變調(diào)技術(shù)之后,因為全開水泵的出口閥,將閥門因為節(jié)流所產(chǎn)生的噪音消除了;使工作的環(huán)境得到改善。此外,還將因為調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障而對生產(chǎn)造成的影響克服了。采取變調(diào)技術(shù)之后,降低了57%的水泵壓力;下降了490%的電源頻率;下降了64%的電機(jī)定子的電流。此外,因為調(diào)速平穩(wěn)與變頻器的啟動,將電網(wǎng)沖擊減少了。

  于系統(tǒng)當(dāng)中采取閉環(huán)的控制,使得參數(shù)超調(diào)地波動范圍不大,能及時的進(jìn)行偏差的控制??梢罁?jù)工藝需要自動地調(diào)節(jié)變頻器地加、減速,高精度的控制,保障了生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定;使得產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量得到提高。此外,因為變調(diào)器具備非常靈敏的故障診斷,檢測以及數(shù)字顯示等功能,使得電機(jī)水泵地運(yùn)行可靠性得到了很大的提高。

 

3 一控二一控三恒壓變頻供水設(shè)備應(yīng)用需考慮的問題

  通常,水泵調(diào)速所考慮的是減速的問題;在采取變調(diào)時,原本依照工頻所設(shè)計的電機(jī)和泵運(yùn)行的參數(shù)都產(chǎn)生了很大變化;此外定速泵和管路的特性曲線等也會給調(diào)速造成影響。導(dǎo)致超范圍的調(diào)速很難將節(jié)能目的實現(xiàn)。所以,無法無限制地進(jìn)行變調(diào)。通常情況,變調(diào)不能低于50%的額定轉(zhuǎn)速,應(yīng)在75%到100%之內(nèi);同時與實際的計算相結(jié)合進(jìn)行確定。

3.1 調(diào)速范圍較小的場合

  將閥門調(diào)節(jié)時,于管網(wǎng)、閥門之內(nèi)所產(chǎn)生阻力的損失減少,是采取調(diào)速的目的。若調(diào)節(jié)的翻過較小,這部分地壓降則不大,損耗也相應(yīng)較??;則不必采取復(fù)雜調(diào)速的裝置。所以,通常情況之下,若選擇的水泵合適,且流量于100%至90%這一范圍之內(nèi)發(fā)生變化的時候;則可以不采取調(diào)速的方式。

3.2 系統(tǒng)中要求具備固定的靜壓

  我們將不隨著流量和轉(zhuǎn)速的變化而變化地固定壓力成為靜壓。如,需要向一定高度輸送流體。若采取調(diào)速的裝置,那么,出口的壓力則會隨著轉(zhuǎn)速成二次方的關(guān)系發(fā)生變化;這則很可能無法滿足預(yù)定工藝的要求。所以,在工藝需要靜壓地變動不大、穩(wěn)定的時候,其調(diào)速的方案需依照負(fù)荷的曲線進(jìn)行慎重的選定。

3.3容量大水泵  

  當(dāng)采取大容量水泵的時候,有很高的運(yùn)行可靠性的要求;因此需慎重的采取調(diào)速的裝置。若流量、揚(yáng)程常出現(xiàn)變化,采取調(diào)速的裝置其節(jié)電效果顯著。此外,可增設(shè)應(yīng)急的可靠措施于調(diào)速的裝置之上,貨采取一備一用的方式,將其可靠性提高。

3.4 泵機(jī)配套不合理

  在對老設(shè)備進(jìn)行改造的時候,將水泵更換了,未更換小容量的相應(yīng)電動機(jī);原設(shè)計的時候,選擇過大的電機(jī)、泵;導(dǎo)致泵機(jī)的不配套。則應(yīng)將電動機(jī)或者水泵更換,使其相互配套。此外,泵機(jī)雖然配套,而實際的運(yùn)行處于低負(fù)荷區(qū);則需采取將車削葉輪、水泵型號更換等措施,比采取調(diào)速的方式經(jīng)濟(jì)許多。

3.5 系統(tǒng)中定速泵對于調(diào)速范圍所產(chǎn)生的影響

  在實際當(dāng)中,供水的系統(tǒng)通常采取多臺的水泵并聯(lián)進(jìn)行供水;因為投資太大,無法把全部水泵均調(diào)速;因此,通常采取定速、調(diào)速泵混合進(jìn)行供水。于此系統(tǒng)當(dāng)中,需注意當(dāng)定速、調(diào)速泵均可處于高效段運(yùn)行保證;同是將系統(tǒng)最優(yōu)實現(xiàn)。在這時,調(diào)速泵則會被和其并列運(yùn)行的定速泵嚴(yán)重的影響。其主要情況有:

  型號不同的水泵,在一定一調(diào)并列的運(yùn)行的時候;如果可以使得定速泵的高效段的左端點的揚(yáng)程和調(diào)速泵于額定轉(zhuǎn)速的時侯高效段的右端點的揚(yáng)程相等。就能夠?qū)⒄{(diào)速運(yùn)行的最大范圍實現(xiàn)。但是,此時絕不允許將定速泵和調(diào)速泵互換之后,在并列的運(yùn)行。型號相同一定一調(diào)并列的運(yùn)行的時候;調(diào)度雖然靈活,但是,因為不能將定速泵和調(diào)速泵高效的工作段兼顧;所以,這種情況之下,調(diào)速的運(yùn)行范圍不大。

 

小結(jié):

  在水泵的控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用變調(diào)技術(shù),具備著運(yùn)行的工藝可靠安全,顯著的節(jié)能效果以及性能良好的調(diào)速等優(yōu)點;在如今,能源節(jié)約已被大力的提倡;將這一種把現(xiàn)代先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)與電子電力技術(shù)集合到一起的高科技的節(jié)能裝置推廣應(yīng)用,將對降低耗能與將勞動的生存率提高具備這非常重要的意義。

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