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恒压供水改造
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水泵恒压供水变频节能改造方案

一、水泵使用情况概述

工业企业生产设备的负荷大部分是交流异步电动机,仅电动机的耗电量约占企业全部电耗的65%左右,尤其水泵类负荷的效率比较低。在2002年中国加入世贸组织之后,企业必须通过降低成本来提高经济效益。才能增强竞争力,在降低生产成本中,节约用电是一个重要的经济举措。例如某一供水站,供水系统是根据用水量的需求进行调节,是采用调整泵出口阀门来调节流量,需要专人值守,在不同的用水情况下,人工开关阀门。劳动强度较大,同时,由于阀门的强制节流使管道内形成旋涡冲击,电动机产生了强烈的振动和噪声,降低了水泵和管网的使用寿命、增加了维护修理的成本。再就是由于电动机的转矩基本恒定,这种调节方式形成的供水压力较高,造成严重的节流功率损失,泵的效率降低,造成电力的浪费严重。

二、水泵变频节能改造的调速性能

水泵在改变转速时,其内部几何尺寸没有改变,所以,据水泵的相似原理可知:当转速变化时,流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,得出:同一台泵当转速变化时,水泵的主要性能参数将接上述比例定律而变化,并且,在变化过程中可保持效率基本不变,若水泵机组转速可调,玛雅彩票app就可以改变某台水泵的转速以适应当时需水量的变化,这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载,另一方面,也可以避免供水压力偏高所造成的浪费。同时,水泵随着转速的变慢而使轴功率大为减少,电动机输入功率也随之减少,这就是调速水泵在供水系统中所起的节能作用。

三、水泵变频节能改造的机泵原理

根据交流电动机工作原理中的转速关系,n=60f(1-s)/p,从公式中得出:均匀改变电动机定子绕组的电源频率,就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢,轴功率就相应减少,电动机输入功率也随之减少,这就是水泵调速的节能作用。

交流电动机转速特性为一条稍向下倾斜的曲线,如图A所示,调速时的特性仍为稍向下倾斜曲线,是在不同频率时相互平等的一组曲线,如图B所示:

恒压供水改造

从图 A、图B中可以看出,变频器的调速特性基本保持了电动机固有的转速特性,它是一组不同频率时相互平行的特性曲线。

变频调速具有以下优点:

  • 转差率小,转差损失小,效率可高达90~95%以上。
  • 实现平滑地无级调速,精度高,调速范围宽(0~100%),频率变化范围大(0~50Hz)。
  • 起动转矩大(可达额定值的1.1倍),实现软启动减轻启动电流的冲击。
  • 提高电网侧功率因数。
  • 变频器可采用高速度的16位CPU与专用的大规模集成电路配合,用软件实现V/f自动调整,具有与计算机可编程控制器联机控制的功能,容易实现生产过程的自动控制。
  • 安装容易,调试方便,操作简单。
  • 不仅适用于水泵,风机类负荷的节能调速,而且也适用于旧设备的改造,对改善工艺条件,提高玛雅彩票app质量都有其明显作用。

四、水泵恒压供水变频控制原理

恒压供水的实质是为了满足用水流量的要求并实现自动控制。因为供水管道中水压的大小与供水能力和用水需求,最终反映在水压的变化上,所以通常都是用水压来间接控制用水流量的大??;即只要保持供水管道上的压力,也就保证了该管道中的供水流量与用水流量的平衡。也就达到了恒压供水的目的。原理图如下:

恒压供水改造

1、系统稳定时

水泵供水流量与用水流量处于平衡状态时,供水压力稳定在设定值,且无变化。此时供水压力测量信号(反馈信号)与给定信号(目标信号)基本相等,水泵在变频器输出的某一频率下运行。

2、用水流量减小时

用水流量的减小将导致水泵供水流量大于用水流量,则供水压力上升,供水压力测量信号(反馈信号)增大,则设定值与供水压力测量信号之差减小,变频器内置PID产生负的控制量,结果使变频器的输出频率下降,电动机的转速也下降,水泵的供水流量也下降,水压也开始下降使之回复到给定区(目标值),系统又处于平衡状态。

3、用水流量增加时

当用水流量增加时,供水压力会下降,则供水压力测量信号(反馈信号)减小,则设定值与供水压力测量信号之差增大,变频器内置P1D产生正的控制量,结果使变频器的输出频率上升,电动机的转速也上升,水泵的供水流量增加,供水压力也开始上升使之回复到给定值(目标值),系统又处于平衡状态。

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