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低壓變頻器在給水系統(tǒng)中的合理利用
  • 企業(yè):羅克韋爾自動化     行業(yè):其他     領(lǐng)域:機(jī)器人    
  • 點(diǎn)擊數(shù):2026     發(fā)布時間:2007-05-25 22:56:11
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低壓變頻器在給水系統(tǒng)中的合理利用



一. 天津紀(jì)莊子再生水廠居民區(qū)泵房供水現(xiàn)狀:

    天津紀(jì)莊子再生水廠居民區(qū)送水泵設(shè)計日供水能力為3萬噸/日,主要為梅江居住區(qū)居民用戶提供生活雜用水,小區(qū)景體補(bǔ)水,園林綠化及水廠生產(chǎn)用冷卻水、循環(huán)水。居民區(qū)送水泵房采用的設(shè)備類型為中開雙吸給水泵,其中4臺型號HV200-150-400/4P-55KW臥式泵(2臺采用變頻控制,2臺為定速控制,功率為55KW),2臺型號為ESV-80-50-200/2P-18.5KW立式泵(1臺為變頻器控制,1臺為定速控制,功率為18.5KW)。對外供水系統(tǒng)為恒壓供水:由于眾多用戶不同時刻用水需求不同,供水系統(tǒng)中供水量為實(shí)時變化,為保證用戶恒壓用水需求,就需要變頻泵參與運(yùn)行,通過變頻器調(diào)整電動機(jī)頻率,改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速,從而調(diào)整送水量,得以維持管網(wǎng)恒壓,(即用戶用水量瞬間增大,管網(wǎng)壓力出現(xiàn)減小趨勢,變頻器頻率增加,電機(jī)轉(zhuǎn)速加快,送水泵出水量增加,使管網(wǎng)壓力重新回到設(shè)定值。反之亦然。)這樣能保證所有用戶正常用水。

二. 低壓變頻器調(diào)速技術(shù)原理:
    (一) 調(diào)速就是在同一負(fù)載下能得到不同的轉(zhuǎn)速,以滿足生產(chǎn)過程的要求。在討論變頻器調(diào)速時,首先研究公式:

    n = (1- s ) n0 = (1- s ) 60 f1 / p     (1)

    其中: n : 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速

    n0: 電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速
   
    s : 電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率
        
    p: 電動機(jī)繞組的極對數(shù)

    通過公式(1)表明,改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種可能:

    a. 變極調(diào)速

    b. 變頻調(diào)速

    c. 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

    (二) 變頻調(diào)速技術(shù)

    近年來變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展很快,目前主要采用如下圖所示:

    變頻器是由可控硅整流器和可控硅逆變器組成。整流器先將50HZ的交流電變換為直流電,再由逆變器變換為頻率可調(diào)、電壓有效值也可調(diào)的三相交流電,供給異步電動機(jī)。由此可得到電動機(jī)的無級調(diào)速,并具有硬的機(jī)械特性。

三. 變頻器的合理節(jié)能利用

    (一) 送水變頻泵流量與轉(zhuǎn)速、頻率的關(guān)系:

    Q1 = ( n1 / n) Q                 (2)
        
    其中:

    n :  泵的額定轉(zhuǎn)速

    Q :泵的額定流量

    n1 : 泵在低于額定轉(zhuǎn)速下的某一速度

    Q1:與轉(zhuǎn)速n1對應(yīng)的出水流量
        
    根據(jù)    n = 60f1 (1- s ) / p            (3)
        
    可得    Q1 = ( f / f1 ) Q              (4)
        
    其中:f 1 :電源的頻率(50HZ)

    f :與電動機(jī)某一轉(zhuǎn)速 n1對應(yīng)的頻率

    (二) 送水變頻泵功率與轉(zhuǎn)速、頻率的關(guān)系

    N1 = (n1 / n)3 N                 (5)
         
    其中:N:泵的額定功率

    N1:與轉(zhuǎn)速  n1對應(yīng)的功率 
         
    根據(jù)公式(3)與公式(5)可得到功率與頻率之間的關(guān)系:
           
    N1 = (n1 / n)3  N = (f / f1 )3 N    (6)

    (三)      送水泵揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速、頻率的關(guān)系:
       
    H1 = (n1 / n )2 H                 (7)
     
    其中:H:泵的額定揚(yáng)程
           
    H1:與n1對應(yīng)的揚(yáng)程
      
    通過公式(3)與公式(7)可得出:
         
    H1 = (f / f1 )2 H                (8)

    (四) 使用變頻器達(dá)到節(jié)能目的的結(jié)論與措施:

    (1)實(shí)際運(yùn)行過程中我們使用小變頻泵(18.5KW),在流量為0m3/h~80 m3/h時,對應(yīng)的頻率變化在25HZ~43HZ之間,根據(jù)公式(6),理論計算小變頻泵的功率變化在2.3~11.76KW之間;而使用大變頻泵(55KW),在 流量為0m3/h~80 m3/h時,對應(yīng)的頻率在30HZ~34HZ之間,根據(jù)公式(6)計算,大變頻泵的最小功率消耗不低于11.88KW。由此可見,當(dāng)外網(wǎng)需水量為小流量時(如冬季或夜間恒壓供水時),我們可運(yùn)行小變頻泵,降低電網(wǎng)消耗。

    (2)通過公式(6)與(8)我們可得到送水變頻泵功率與揚(yáng)程的關(guān)系:

    N1 / N = (f / f1)3                      (9)

    H1 / H =  (f / f1 )2                       (10)

    N1 /N =  (H1 / H )3/2                      (11)

    由公式(11)可以看出,當(dāng)揚(yáng)程降低時,即管網(wǎng)恒壓值降低時,變頻器的功率消耗也會降低,當(dāng)我們的供水用戶同時用水概率教低時,特別是在夜間,我們可以將管網(wǎng)恒壓值設(shè)定的適當(dāng)?shù)鸵恍瑫档妥冾l泵的能量損耗。

四. 變頻器在城市給水系統(tǒng)中合理利用的展望

    現(xiàn)代城市給水系統(tǒng)中,采用變頻泵調(diào)整出水流量,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通過手動調(diào)整出水閥門開度,是近代人類科技不斷進(jìn)步的結(jié)果,同時也降低送水泵的能耗,降低了水廠的運(yùn)行成本,增強(qiáng)對外供水的穩(wěn)定性,可靠性,從電氣角度使水廠向“低耗高效”實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展。如何充分利用好變頻器對水廠運(yùn)行意義重大。

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