三墾變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用_上海辛格林納新時(shí)達(dá)

1、新時(shí)達(dá)AS160變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用上海辛格林納新時(shí)達(dá)電機(jī)有限公司是一家致力于變頻器的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售的高科技 企業(yè)，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和雄厚的技術(shù)實(shí)力。針對(duì)傳統(tǒng)供水模式中存在的操作方式落后、壓力控制不 穩(wěn)定的現(xiàn)狀，公司經(jīng)過深入研究，結(jié)合AS160變頻器，推出了完整的恒壓供水解決方案。一、國(guó)內(nèi)供水行業(yè)現(xiàn)狀： 水是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活不可或缺的重要組成部分?？墒牵L(zhǎng)期以來我國(guó)在市政供水、高層 建 筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)比較落后，自動(dòng)化程度低。特別是在一些中小城市的老水廠， 機(jī)組的控制主要依賴值班人員的手工操作?？刂七^程繁瑣，而且手動(dòng)控制無法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力和水位變化及時(shí)、

2、恰當(dāng)?shù)淖龀龇磻?yīng)。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低谷期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況。此時(shí)不但會(huì)造成電能浪費(fèi)，同時(shí)有可能導(dǎo)致水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增長(zhǎng)以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。二、傳統(tǒng)供水模式簡(jiǎn)介：l 一臺(tái)恒速泵直接供水系統(tǒng)水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用供水管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。水泵工頻額定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，只有在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。這種供水系統(tǒng)

3、形式簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，但耗電、耗水嚴(yán)重，水壓不穩(wěn)定，供水質(zhì)量差。l 恒速泵+水塔的供水方式水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。水塔最低水位高度要略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。儲(chǔ)滿水后水泵停止。當(dāng)水位低于某一位置時(shí)再啟動(dòng)水泵，水泵處于斷續(xù)工作狀態(tài)。這種供水方式供水壓力比較穩(wěn)定，但是基建設(shè)備投資大，占地面積大，水壓不可調(diào)，還存在能量損失和二次污染問題。l 射流泵+水箱的供水方式利用射流泵本身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作，利用壓差和進(jìn)、出水管的變徑工藝來實(shí)現(xiàn)供水。但是由于其技術(shù)和工藝的不完善，加之該方式會(huì)出現(xiàn)有壓（壓力）無量（流量）現(xiàn)象，無法滿足高層供水的需要，存在局限性。l 恒速泵+高位水箱的供水方式這種方式與

4、水塔原理相同，只是水箱設(shè)在建筑物的頂層。高層建筑還可分層設(shè)立水箱。占地面積與設(shè)備投資都有所減少，但這對(duì)建筑物的造價(jià)與設(shè)計(jì)都有影響，同時(shí)水箱受建筑物的限制，容積不能過大，所以供水范圍較小且存在二次污染問題。水箱的水位監(jiān)控裝置容易損壞，系統(tǒng)的開、停，完全由人工操作，供水質(zhì)量差。l 恒速泵+氣壓罐供水方式利用封閉的氣壓罐代替高位水箱蓄水，通過監(jiān)測(cè)罐內(nèi)壓力來控制泵的開、停。罐的占地面積較大， 運(yùn)行部穩(wěn)定、頻繁啟動(dòng)，供水質(zhì)量差、而且噪音大。三、傳統(tǒng)供水模式存在的問題：l 操作方式落后，自動(dòng)化成度低傳統(tǒng)供水模式人為因素很大，主要依賴人工調(diào)節(jié)閥門開啟度來調(diào)節(jié)供水的壓力，過程繁瑣，自動(dòng)化程度低。l 工頻啟動(dòng)沖

5、擊電流大電機(jī)工頻啟動(dòng)電流高達(dá)5-8倍額定電流，即使采用Y-減壓?jiǎn)?dòng)，起動(dòng)電流仍然很大，對(duì)電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩(wěn)，威脅電網(wǎng)中其他用電設(shè)備的安全運(yùn)行。l 壓力輸出不穩(wěn)定傳統(tǒng)供水模式輸出壓力的調(diào)節(jié)主要是通過調(diào)節(jié)閥門的開啟度來實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)速度慢，波動(dòng)大，精度低，輸出壓力不穩(wěn)定。l 設(shè)備維護(hù)量大工頻電機(jī)帶動(dòng)水泵額定速度運(yùn)行，軸承磨損大，部件易老化，設(shè)備維護(hù)量大。l 浪費(fèi)電能、噪音大電機(jī)持續(xù)工頻高速運(yùn)行，不僅浪費(fèi)了電能，而且電機(jī)一直運(yùn)行在額定頻率，噪音很大。l 用水易被二次污染四、變頻恒壓控制原理變頻恒壓控制原理圖變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對(duì)象，由變頻器、壓力傳感器、電機(jī)組成的閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng)，工

6、作壓力值可由操作面板直接設(shè)置，現(xiàn)場(chǎng)壓力由壓力傳感器來檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后反饋到變頻器。變頻器通過內(nèi)置PID進(jìn)行比較計(jì)算，從而調(diào)節(jié)其輸出頻率，達(dá)到恒壓供水和節(jié)能的目的。五、變頻器恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：l 操作簡(jiǎn)單，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)接收到傳感器反饋的壓力信號(hào)后，變頻器利用其內(nèi)置的PID進(jìn)行比較計(jì)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出頻率對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，自動(dòng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力的恒定，解放了人力。l 啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)五沖擊變頻器可以使電機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)，加載時(shí)電流平緩上升，沖擊很小，且可使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟停，避免反生電勢(shì)造成的危害，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。l 輸出壓力穩(wěn)定變頻調(diào)速系統(tǒng)將管網(wǎng)壓力作為控制對(duì)象，裝在管網(wǎng)中的壓力傳感器將管網(wǎng)的壓

7、力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送給變頻器進(jìn)行PID運(yùn)算，與壓力給定值進(jìn)行比較，并根據(jù)差值的大小，產(chǎn)生控制信號(hào)去調(diào)節(jié)變頻器的輸出電壓和逆變頻率，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使實(shí)際壓力始終維持在給定壓力。壓力頻率PID曲線圖l 設(shè)備維護(hù)量小變頻啟動(dòng)電流小，小于2倍額定電流，流量閥無需反復(fù)動(dòng)作。變頻器根據(jù)用水量自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，運(yùn)行頻率低，轉(zhuǎn)速慢，軸承磨損小，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，維護(hù)工作量變小。l 節(jié)能、噪音低由流體力學(xué)知識(shí)我們知道：泵類設(shè)備屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其流量Q、揚(yáng)程H、功率P與轉(zhuǎn)速N之間存在如下關(guān)系： 式中，、為工頻時(shí)的流量、揚(yáng)程、功率，、為變頻后的流量、揚(yáng)程、功率。即：流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比

8、，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。當(dāng)用水量下降時(shí)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以節(jié)約大量能源。例如：當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的512，去除機(jī)械損耗、電機(jī)銅損、鐵損以及變頻器自身的損耗等影響，節(jié)電效率也接近40。同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行速度降低，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)噪音也因此變小。l 潔凈衛(wèi)生構(gòu)成連續(xù)密閉的增壓供水方式，完全保持了市政水源的國(guó)家水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，從而避免了增壓系統(tǒng)造成的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)降低和水源污染問題總之，采用變頻控制系統(tǒng)后，不但可以節(jié)約一筆數(shù)目可觀的電力費(fèi)用，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，還可實(shí)現(xiàn)恒壓供水的目的，提高供水效率和供水質(zhì)量。五、AS160變頻器特點(diǎn)及水泵專用功能：l 多種保護(hù)功能：電機(jī)過熱保護(hù)、過載保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)。l 操作面板LCD中文顯示。l 參數(shù)拷貝功能。標(biāo)準(zhǔn)操作面板可實(shí)現(xiàn)參數(shù)上傳、下載，有拷貝進(jìn)度指南。l 多種VF曲線，尤其適合水泵等變轉(zhuǎn)矩類負(fù)載。l PID給定、反饋具有單位顯示，簡(jiǎn)潔直觀 。支持兩種運(yùn)行命令相互切換。l 無需PLC或供水控制器，即可實(shí)現(xiàn)多種常用