給水變頻控制系統(tǒng)安裝調試施工工法

1、給水變頻控制系統(tǒng)安裝調試施工工法目 錄1、前言 22、工法特點 23、適用范圍 34、工藝原理 35、施工工藝及操作要點 96、材料與設備 137、質量控制 148、安全措施 159、環(huán)境措施 1510、經濟效益分析 1611、應用實例 171、前言 1在節(jié)能建筑的實踐中，給水系統(tǒng)要求要有比較穩(wěn)定的壓力、充足的流量，以滿足用戶的需要；同時需要盡量節(jié)約電能， 節(jié)約用水。在變頻技術、計算機自動化控制技術已經成熟的今天，變 頻控制水泵電機與給水專業(yè)技術相結合， 達到節(jié)約電能，延長電機和 控制設備的使用壽命，解決這些問題，已經不是高難度的技術。在工業(yè)民用建筑中，用戶對此項一次性經濟性能夠承受。使用水泵

2、變頻控制節(jié)能技術，雖然一次性的硬件投入，工程造價略高于傳統(tǒng)的水泵控制方式，但是在系統(tǒng)運行中節(jié)能（節(jié)省運行費用），延長硬件設備壽命等方面，有十分明顯的效果。如果某大樓給水水泵，平均每天高峰用水時間（滿負荷運行）約 3 小時，其余時間用量只占高峰用水期的 3040%,采用變頻恒壓控制方式， 水泵轉速只需1/3（ 轉速降低了2/3） ， 則電機功率消耗降低（ 2/3） ，即降低29.6% ;因此節(jié)約電費，投資回收一般3在612個月，以變頻控制器使用壽命10 年計，其凈收益在10 倍投資額以上。目前變頻技術還廣泛應用于電梯、中央空調、冷熱泵機組、電冰箱、城市和工業(yè)污水處理等領域。 2、 工法特點2 本

3、工法以“貴陽醫(yī)學院藥學樓”給水系統(tǒng)為例，將工業(yè)自動化儀表以及變頻技術應用于民用建筑和公共建筑中，總結了給水泵變頻控制技術節(jié)電的原理、系統(tǒng)的安裝、調試的工藝方法。本工法符合建設部2005年十項新技術中有關節(jié)能的要求，在國家大力發(fā)展節(jié)能建筑的形勢下，具有比較長遠的積極意義。、 適用范圍3 本工法以民用建筑給水系統(tǒng)的水泵電機變頻控制系統(tǒng)實踐，介紹了給水泵變頻技術節(jié)電的原理、系統(tǒng)的安裝、調試的工藝方法，適用于給水泵恒壓（或恒流）控制系統(tǒng)安裝和調試，如果舉一反三，可將電機變頻控制節(jié)能技術，較大范圍地應用在工業(yè) 給水、中央空調（送風系統(tǒng)變風量、空調冷熱水變流量調節(jié)）等方面。將為施工企業(yè)創(chuàng)造 了廣泛的業(yè)務發(fā)

4、展空間和利潤空間。、 工藝 原理4 原理變頻節(jié)電4.1水泵4.1.1 :流量與轉速成正比（1）離心水泵基本方程nQ 22 （4.1.1 ）nQ 114.1.2離心水泵基本方程（2）:揚程與轉速的平方成正比32 nH22n H（4.1.2） 114.1.3離心水泵基本方程（3）:消耗的功率與轉速的立方成正比3nP22. 1nP ）（4.1.3-1 133學資學習網n PqPn q）（4.1.3-2 ii經過計算：流量變化比在（01）在區(qū)間，電機消耗功率曲線如下：（圖：4.1.3）P/P 121. 00.7290.5120.34302160.125nn/n （/）QQ221 圖：4.1.3式中：4

5、:nn:為水泵電機變速后轉速。為水泵電機額定轉速；21：:hh為水泵變速后壓力為水泵額定壓力；。2 1:QQ為水泵額定流速。；為水泵變速后給水流速。21、PP為水泵變速后消耗的功率。為水泵電機額定消耗功率；：、2 1如果按照有關工藝參數(shù)（如供水壓力、流量）改變拖動水泵運4.1.4 ;降低幅學資學習網度十分可觀。轉電機的轉速，就可以達到降低水泵消耗功率過去一般 采用過變阻變速、變極調速，差轉離合調整電機轉速，器調速。給水 系統(tǒng)流量調節(jié)，也有采用自動調節(jié)閥進行控制等方式；同時控制設備消耗相當大的電這些方式，除了硬件設施價格昂貴外，能，所以節(jié)能效果不顯著、自動化程度不高。隨著大功率晶閘管（可控硅）變

6、頻 技術的應用，改變電機轉速的 技術有了突破性的改進。變頻調節(jié)電機轉速原理4.1.5三相異步鼠籠電動機同步轉速的理論公式如下：60 f p . （4.1.5 =） n式中：n 轉速轉/分鐘.f交流電頻率Hzp三相異步電機定子繞組磁極對數(shù)4.1.6根據(jù)上述公式，目前我國市電供應為 50 Hz。，因給水流量（或 壓力）參數(shù)變化，通過自動化儀表控制改變交流電頻率，即可改變電 機轉速，適應用水量大幅度變化的工況，從水泵基本方程可以得出， 水泵轉速降低導致消耗的功率降低， 達到既滿足供水要求，又節(jié)約能 5源的目的。4.2 給水泵變頻控制原理4.2.1 水泵流量、壓力或溫度調節(jié)均有十分相似處，控制信號是流

7、量、 壓力或溫度等實際工藝參數(shù)，通過變送器將上述信號變?yōu)榕c其成比例 的電流信號。（流量工藝參數(shù)為間接參數(shù)：流體通過節(jié) mA）2 0 （ 4 流孔板前后壓差，通過變送器后還應經過開方器才能使電流信號與實 學資學習網際流量信號成線性比例）。4.2.2 信號電流控制了電壓調節(jié)器和頻率調節(jié)器（可控硅觸發(fā)電路）輸 出的控制信號，這個信號通過脈沖電流相位移動，控制可控硅變頻電 路輸出的動力電源的頻率和電壓，實現(xiàn)使電機轉速隨工藝參數(shù)變化。4.2.3 水錘消除器、管路緩閉止回閥防止給水管路受沖擊后對管路和 零部件損壞；并防止水泵在低負荷、低轉速運行時可能出現(xiàn)電機反轉 損壞變頻系統(tǒng)。6給水壓力表4.2.4水泵流

8、量信號變頻控制系統(tǒng)原理給水系統(tǒng) 工頻電源緩閉止回閥水錘消除器三閥組（也可為壓力控制系統(tǒng)）變頻器流量孔板學資學習網正壓差變送器弦電壓調節(jié)器波直-20mA （電流信號變頻電源a 4 ZK泵流 調工 水泵電機開方器作節(jié)電 源器市政供水系統(tǒng)流量顯示頻率調 節(jié)器）424mAi流彳t號b （直流電變頻器內部線路 工頻電力電纜和變頻電力電纜10V圖例 儀表直流工作電源電纜信號電纜水管道系統(tǒng))(圖 4.2.4 74.3 、安裝、調試操作工藝原理）（圖4.3電氣改造接線圖:380V交流工頻電源.變頻控制箱Q S T A B C PE 指示燈V器互感壓表電EV2000-4120 K1 comMQCQMJX0mA

9、CCLCMDJC10V8置 備用系啟壓動裝統(tǒng)主供自耦降 ,水泵 .備用水泵電水泵電機機圖（4.3）本變頻控制原理圖還包括電機變頻軟啟動功能。調試成功后可以拆除原水泵電機自耦降壓啟動系統(tǒng)。按照本圖進行電氣接線安裝。910、施工工藝及操作要點55.1 水泵變頻控制系統(tǒng)安裝工藝5.1.1 工藝流程建筑給水系統(tǒng)水泵電機變頻控制系統(tǒng)，安裝工藝必須與水泵、1) 管道、 電氣安裝等分項工程配合施工。以設備安裝為主線設備安裝主要工藝過程有：基礎檢查、設備清點，運輸就位校) 2 正，調整固定、清洗加油等。電氣安裝主要工序有：管線預埋，穿電線電纜，盤柜安裝，檢) 3 查、接線、試驗等。管道安裝主要工序有：支架、

10、管道、 閥門安裝，試壓沖洗。)4 控制系統(tǒng)安裝是水泵變頻控制系統(tǒng)安裝中，技術難度較大的關5) 鍵工序，分儀表校驗、管線預埋，控制設備安裝，儀表模擬調試，系統(tǒng)投入等。6)單機試車：必須由各專業(yè)施工達到條件，配合進行單機試車。7)聯(lián)動試車過程中控制系統(tǒng)投入要求，先將顯示儀表陸續(xù)投入，試運正常后，從手動控制切換到自動控制，再采取人工緩慢開閉水泵出口閥門的方式，模擬供水需求變化工況，變頻控制設備應當正確響應變化工況，控制水泵電機轉速連續(xù)變化，達到檢查變頻控制設備系統(tǒng)的目的。然后投入正常運行， 在 48 小時內觀察運行工況，記錄水泵出口壓力變化，計算系統(tǒng)耗電量，觀察供水最不利點的效果。5.1.2工藝流程

11、圖施工準備 管道安裝 基礎檢查、設備清點支架制作安裝 運輸就位 校正管道閥門安裝調整、聯(lián)動試車效果測試、試驗水泵安裝電氣安裝管線預埋盤柜安裝 清洗、加油 檢查、接線試 壓 沖 洗沖洗單機試車沖洗控制系統(tǒng)安儀表校驗、管線預控制設備安儀表調控制系統(tǒng)式投圖：5.1.21.1.3 水泵變頻控制系統(tǒng)元件和部件的選擇：本系統(tǒng)是在一般水泵供 水系統(tǒng)安裝基礎上進行改進，水泵設備、電氣設備、管道閥門安裝工 藝。1.1.4 關鍵在變頻器和控制儀表的選擇。變頻器選擇：一次電流要求：滿足電機全負荷運行要求。一般要求載學資學習網流量為電機額定電流的1.21.5倍。變頻器一次線路設備的耐（電）壓強度為電機 電壓1.5倍。

12、頻率調節(jié)要求：要求在 050 Hz之間。變頻器、儀表工作和控制系統(tǒng)工作電壓、電流要求：DC 10V, 420mA1.1.5 一次導線或電纜選擇：工作電壓 600V;電纜（、導線的載流量 為水泵11電機額定電流的1.5倍（根據(jù)電纜導線敷設方式，可查詢有關電纜、 導線使用手冊）。儀表電纜、直流電源電纜采用 KVV-1000/600電纜；穿金屬管敷設。1.1.6 控制儀表選擇：緩閉止回閥、流量孔板公稱壓力等級和直徑，與管道相同，具安裝可 以在垂直管段或水平管段，但是應離主管道閥門或管件500mmz上,防止管道內介質流速突變，導致發(fā)生過大的測量誤差；儀表三閥組：DN10 PN2.5;儀表導壓管：10#

13、無縫鋼管0 15*2.5 ;壓差變送器、開方器采用DDZ-m配套儀表。水錘消除器排水口直徑應為主管道直徑 5080%消除器在管道系統(tǒng) 發(fā)生水錘現(xiàn)象時，自動開啟，排除大量水，消除水錘，因此其排水管 道必須接入地面水池或給水管道的入口。5.2 水泵電機控制設備的安裝工藝操作要點5.2.1 電氣、 儀表測量、信號管線預埋配合土建地面、墻面施工進行。設備、電氣元件、儀表、控制設備必須符合設計或批準文件；設備、電氣元件、儀表、控制設備、材料必須具備合格證或質量證明書。儀表校驗后，應由校驗單位出具校驗報告。閥門現(xiàn)場水壓試驗后，應作詳細記錄。水泵電氣動力和控制設備（控制箱）安裝在水泵同一間房屋內，距水泵 1

14、0米以內，相對干燥的地方。使用、檢查、維修方便。5.2.2 電氣的動力、控制盤柜、元件必須符合有關設計或改造方案。具有合格證、說明書、電氣原理圖、接線圖等技術文件。 125.2.3 電氣的動力、控制盤柜內部儀表齊全，接線正確，絕緣良好 （儀表信號、控制電纜線路對地和相間絕緣電阻應大于20MQ）。一次動力線路、儀表控制線路接線正確、牢固、絕緣良好。主要線路接線端子必須有線路標志（或相色標志）。5.2.4 動力、控制盤柜，電氣線路金屬穿線管、電纜橋架，電機、水管道可靠接地，管件連接處、電纜橋架接頭處安裝接地跨接線。5.2.5 壓差變送器、開方器應按照DD理儀表的要求采用標準電流發(fā)生器和電流表進行校

15、驗和模擬試驗（保證與測量數(shù)據(jù)所對應的420mA的信號電流輸出）；其他現(xiàn)場儀表：電壓表、電流表、壓力表、水錘消除器應在安裝前送有關技術監(jiān)督部門進行校驗。5.2.6 水泵校正后，螺栓固定；軸線、標高允差：+5mm、 -10 mm主軸水平度允差1%；盤動主軸轉動自如，無卡澀、無雜聲。加裝說明書規(guī)定的潤滑油。5.2.7 各類水管道焊接（或）絲口連接應嚴密、可靠。閥門應進行強度和嚴密性水壓試驗，強度壓力試驗壓力為閥門公稱壓力的 1.5 倍。管道系統(tǒng)安裝后，進行系統(tǒng)強度和嚴密性水壓試驗。試驗時必須認真檢查緩閉止回閥開閉情況，防止管道系統(tǒng)發(fā)生水錘現(xiàn)象導致電機帶電反轉，造成電氣線路、控制儀表、元件的損壞。5.

16、3 系統(tǒng)調試5.3.1 電氣動力系統(tǒng)、儀表、水泵和水管道系統(tǒng)安裝完畢后，應進行單機試驗：先甩開儀表測量回路、變頻系統(tǒng)，進行工頻運轉2 小時試驗（包括電機空轉試車、帶動水泵試車、止回閥和水錘消除器開閉試驗） 。5.3.2 儀表現(xiàn)場試驗，操作三閥組（依次打開平衡閥，正壓閥門、負壓閥門、13關閉平衡閥），接通變頻器的直流電源。此時，孔板測出壓差信號發(fā)送到壓差變送器，轉變?yōu)?20mAffi差信號電流（a,此電流變化與流量變化的平方成正比），信號電流（a）開方器轉變?yōu)?20m砒量 信號電流（b,此電流變化與流量變化成正比）?？梢詮牧髁匡@示儀表 讀出瞬時流量參數(shù)（通過切換還可讀出累計流量數(shù)據(jù)）。壓力控制系

17、統(tǒng)，直接通過壓力變送器將壓力轉變?yōu)?420m嫡量學資學習網信號電流5.3.3 切斷工頻電源，投入變頻電源系統(tǒng)正常工作。5.4 勞動力組織表5.4勞動力組織情況表 人員職資質要數(shù)備1機械工程師1機械安裝施工員2給排水工程師1給排水施工員 工業(yè)自動化工程師3 1儀表安裝施工員四級工4鉗工22 四級工5電工2管道工四級工617四級工儀表工、 材料與設備6表6序號 工具、儀器、儀表名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 用途管道設備安裝 套51管道工、鉗工工具；2儀表三閥組：DN10PN2.51套143 10#無縫鋼管；0 15*2.5 1套序號 工具、儀器、儀表名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 用途4壓差變送DDZ!或壓力變送

18、5開方器采用配套儀DD乙6變頻控制DDZII配控制系統(tǒng)電氣系統(tǒng),2套7電工工具 安裝8電焊機BX330 3臺各工種共用9標準信號電流發(fā)生器UPSII型1件 儀表校驗水泵與電機連軸器10聯(lián)軸器校正架 自制1件校正水泵與電機連軸器 01件2 mm 11百分表校正12數(shù)字萬用電表F186 1件 儀表校驗13機械轉速表TMM型1件電機轉速測量14絕緣電阻測試儀（MQ表）ZR-500 1件系統(tǒng)絕緣測量15接地電阻測試儀ZC-500 1件 接地系統(tǒng)測量16施工用電移動式配電盤30KW 1件 施工用電17水壓試驗泵02.5MPa1件管道試壓、質量控制77.1 水泵安裝、固定校正符合有關水泵施工驗收規(guī)范要求。

19、7.2 水泵電機經工頻動力電源單機2h試車合格（電流、轉速測量合 格）。學資學習網7.3 水錘消除器、壓力表、緩閉式止回閥試驗合格。7.4 各類儀表的校正、電氣安裝、管道的水壓試驗等過程，由專業(yè)的儀表工、15電工、管道工、鉗工等嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)，保證接線正確、安裝精度、試驗效果等符合有關質量標準。7.5 對照儀表顯示的參數(shù)測量，認真觀察、分析水泵和水泵電機從啟動到運行的壓力、流量、電流、頻率、電壓的各參數(shù)，分析系統(tǒng)節(jié)能的效果。7.6 繪制竣工圖、控制系統(tǒng)原理圖、接線圖；收集整理水泵電機從啟動到運行的壓力、流量、 電流、 頻率、 電壓的各 （包括各種工況下）運行參數(shù)、零部件清單。編寫運行操作

20、規(guī)程、和維修保養(yǎng)說明書等交付使用單位。、安全措施88.1 鉗工、管道工、儀表工等嚴格按照有關操作程序、操作規(guī)程作業(yè)。8.2 施工用電必須保證安全，實行三相五線制、正確施工，正確使用儀表、儀器。8.3 焊接、起重運輸、電工操作、儀表校驗和單機、聯(lián)動試車后立即切斷相關工作或調試電源，防止觸電。8.4 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、盤柜、元件和機械故障，應先切斷工作電源，才能進行檢查、檢修；嚴禁帶電、帶負荷、帶壓力和在運行中進行電氣、控制系統(tǒng)、設備、管道的檢修作業(yè)。9.1 合理安排施工現(xiàn)場平面布置，材料、設備有序堆放和安裝；保證儀表檢查、校驗場所干燥、清潔。9.2 現(xiàn)場動火施工必須實行申報、批準、監(jiān)護制度，防止污染環(huán)境

21、。9.3 各工種相互配合，交叉施工、保護建筑、設備、電氣、管道工程的成品和半成品。 169.4 施工邊、角、廢料和垃圾必須集中處理。管道系統(tǒng)試壓廢水應集中沉淀，有序排放或回收。注意施工場地通風，防止中毒、疾?。殬I(yè)?。┌l(fā)生。、效益分析10 水泵系統(tǒng)變頻控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是毫無疑問的，比較傳統(tǒng)控制方式可節(jié)約電能30340%fc右。貴陽醫(yī)學院藥學樓生活水泵：電機額定功率15KW使用高峰滿負荷運行時間：上午8:0012:00（4小時）；下午2:0018:00（4小時）；為 8 小時；其余使用負荷30%。經計算：每天耗電為：174度。比較傳統(tǒng)的給水泵控制方式，每天節(jié)約用電：114度采用本工法，在保證系統(tǒng)安全使用功能情況下，可以自行選擇控制