給水排水工程儀表與控制 九 水泵及管道系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)ppt課件

1、給水排水工程儀表與控制華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院.CH3 水泵及管道系統(tǒng)的控制調(diào)理調(diào)理的內(nèi)容與意義水泵-管路的雙位控制系統(tǒng)水泵的調(diào)速控制恒壓給水控制技術(shù)污水泵站的變速運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)算機(jī)在城市供水系統(tǒng)中的運(yùn)用.1 調(diào)理的內(nèi)容與意義管道系統(tǒng)通常是由水泵加壓供水的有壓系統(tǒng)，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用中電耗占第一位。采取技術(shù)措施，合理地調(diào)理水泵、管道系統(tǒng)工況，保證用戶(hù)的用水要求，并最大限制地節(jié)約能耗、降低費(fèi)用，是非常重要而有意義的任務(wù)。.1 調(diào)理的內(nèi)容與意義給水排水工程中的水泵與管道系統(tǒng)主要包括：城市供水系統(tǒng)包括輸配水管網(wǎng)及二泵站、加壓泵站；城市雨水、污水排水系統(tǒng)包括排水管網(wǎng)及雨水泵站、污水泵站：小區(qū)、建筑的給水系統(tǒng)包括小

2、區(qū)、建筑給水管網(wǎng)及加壓設(shè)備，小區(qū)、建筑的排水系統(tǒng)包括排水管網(wǎng)及小區(qū)排水泵站、建筑室內(nèi)污水提升泵。.1 調(diào)理的內(nèi)容與意義按控制調(diào)理特點(diǎn)兩類(lèi)：對(duì)水泵的開(kāi)停雙位控制：按照液位、壓力值或流量等參數(shù)的要求，改動(dòng)每臺(tái)水泵的開(kāi)、停形狀或改動(dòng)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)。對(duì)水泵任務(wù)點(diǎn)的調(diào)理控制：按照液位、壓力或流量等參數(shù)的要求，改動(dòng)水泵的任務(wù)點(diǎn)。這種改動(dòng)可以經(jīng)過(guò)調(diào)理管路系統(tǒng)中閥門(mén)的開(kāi)啟度實(shí)現(xiàn)，或經(jīng)過(guò)改動(dòng)水泵轉(zhuǎn)速的方式實(shí)現(xiàn)。.2 水泵管路系統(tǒng)的雙位控制【例1】 排水泵站的控制系統(tǒng)排水泵站設(shè)一集水池，聚集從排水管網(wǎng)來(lái)的雨、污水。依集水池中水位的高低，排水泵應(yīng)自動(dòng)地開(kāi)、停。為理處理排水泵的控制問(wèn)題，設(shè)高、低兩個(gè)控制水位 a 和

3、b 。.2 水泵管路系統(tǒng)的雙位控制為一有記憶的邏輯控制系統(tǒng)輸入邏輯變量 a、b、Pt-1；輸出邏輯變量 P。分析其一切邏輯組合，按真值表、卡諾圖法處置。留意有特殊的邏輯形狀。設(shè)計(jì)結(jié)果控制原理圖。任務(wù)過(guò)程及原理分析。.2 水泵管路系統(tǒng)的雙位控制【例2】 建筑物高低水箱的控制系統(tǒng).2 水泵管路系統(tǒng)的雙位控制控制要求邏輯條件可以按手動(dòng)或自動(dòng)兩種方式控制水泵的開(kāi)停，設(shè)手動(dòng)按鈕m、a；在自動(dòng)控制方式下，水泵可以根據(jù)水位變化自動(dòng)開(kāi)停，為此設(shè)水位開(kāi)關(guān)p、v、h和b。對(duì)低位水箱水位的限制：當(dāng)水位低于b時(shí)，低位水箱處于缺水形狀，水泵必需停頓；當(dāng)水位高于h時(shí)，低位水箱處于充溢形狀，允許水泵啟動(dòng)；對(duì)高位水箱水位的限

4、制：當(dāng)水位低于v時(shí)，高位水相處于放空形狀，水泵可以啟動(dòng)供水，當(dāng)水位高于p時(shí)，高位水箱充溢，水泵應(yīng)該停頓供水。.2 水泵管路系統(tǒng)的雙位控制更多實(shí)例見(jiàn)：建筑工程各類(lèi)水泵電氣控制圖集.3 水泵的調(diào)速控制給排水工程中，一泵站、二泵站、加壓泵站、提升泵站等水量非常大，可以到達(dá)每日幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)立方米，往往都采用大型水泵，電耗很高。普通，水泵站電耗占給水系統(tǒng)總電耗的70以上，在給水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用構(gòu)成中居第一位。其中，有多余的水頭。為了節(jié)能，應(yīng)該對(duì)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)工況進(jìn)展調(diào)解。為堅(jiān)持水壓力穩(wěn)定，也應(yīng)進(jìn)展水泵工況調(diào)理。.3 水泵的調(diào)速控制水泵調(diào)理的類(lèi)型視用途不同，水泵調(diào)速的控制參數(shù)不同。恒壓調(diào)速恒流調(diào)速其它情況.3

5、 水泵的調(diào)速控制恒壓調(diào)速用水量變化越大，情況越嚴(yán)重。文獻(xiàn)資料：上海地域用水均勻性較強(qiáng)的大型給水系統(tǒng)中，由于水壓動(dòng)搖、水泵長(zhǎng)期在較低效率下運(yùn)轉(zhuǎn)等緣由導(dǎo)致多耗電約20。因此，有必要以保證用戶(hù)水壓恒定為目的進(jìn)展水泵調(diào)速。這種調(diào)理方式運(yùn)用較為廣泛。.3 水泵的調(diào)速控制恒流調(diào)速常水位設(shè)計(jì)水位常水位+閥門(mén)調(diào)理.3 水泵的調(diào)速控制其它調(diào)速加藥泵、加氯泵以調(diào)理其它工藝參數(shù)為目的。.3 水泵的調(diào)速控制水泵調(diào)理的類(lèi)型分驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度不變和驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度變化而種。液力耦合器調(diào)速、電磁離合器調(diào)速、變速箱；串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速。.3 水泵的調(diào)速控制水泵調(diào)速的運(yùn)轉(zhuǎn)方式反響控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)定速泵+變速泵.4 恒壓給水控制技

6、術(shù)雙位控制 vs 定值控制變頻調(diào)速恒壓給水任務(wù)原理技術(shù)特點(diǎn).4 恒壓給水控制技術(shù)恒壓給水的壓力控制點(diǎn)水泵出口壓力恒壓力變壓力理想變壓線和近似變壓線管網(wǎng)最不利壓力點(diǎn).4 恒壓給水控制技術(shù)氣壓給水控制系統(tǒng)壓力控制點(diǎn)：水泵出口 或 壓力最不利點(diǎn)2臺(tái)同型號(hào)水泵的控制圖示：.5 污水泵站的變速運(yùn)轉(zhuǎn)在污水提升泵站中，運(yùn)用微機(jī)控制變速與定速水泵組合運(yùn)轉(zhuǎn)，可以堅(jiān)持近水位穩(wěn)迂，降低能耗，并提高自動(dòng)化程度。由于進(jìn)水量的變化很大，運(yùn)用多臺(tái)定速泵的方式，不能合效地控制進(jìn)水位在警戒線以?xún)?nèi)，甚至導(dǎo)致上游低洼地域跑冒污水。為了改善這種情況，需選擇水泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)并且運(yùn)用微機(jī)控制的方案。.5 污水泵站的變速運(yùn)轉(zhuǎn)控制戰(zhàn)略：水量平衡

7、與效率優(yōu)選由進(jìn)水位確定進(jìn)水總流量值Q總；由進(jìn)出水位之差確定靜揚(yáng)程H靜；調(diào)數(shù)據(jù)表查在該靜揚(yáng)程下額定轉(zhuǎn)速時(shí)的流量值為Q定；變速泵所需的流量Q變 Q總Q定；根據(jù)每分鐘檢測(cè)水位漲落的多少確定轉(zhuǎn)速的優(yōu)選范圍；在優(yōu)選范同內(nèi)找出最高效率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制變速泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。.5 污水泵站的變速運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，程序需滿足正常管理任務(wù)的各種需求，并且對(duì)泵站能夠出現(xiàn)的缺點(diǎn)作出正確的判別和處置。自動(dòng)報(bào)表，記錄水位變化、電機(jī)任務(wù)情況；設(shè)置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，在微機(jī)系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；實(shí)現(xiàn)水泵的自動(dòng)換車(chē)，各臺(tái)水泵均勻遠(yuǎn)行；在運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)切除缺點(diǎn)泵，并發(fā)出報(bào)警信息。.5 污水泵站的變速運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益水位控制效果明顯，消除存在多年的運(yùn)轉(zhuǎn)失調(diào)景象，不再發(fā)生加泵下游跑水、減泵上游排水困難的問(wèn)題；優(yōu)選決議的水泵轉(zhuǎn)速能使水泵效率維持在7981%間，節(jié)約能耗10%；改“值班定崗改為“巡回檢測(cè)，運(yùn)轉(zhuǎn)管理人員減少2/3；防止機(jī)泵的頻繁開(kāi)停，降低設(shè)備的維修率，延伸設(shè)備運(yùn)用壽命；泵站可以低水位運(yùn)轉(zhuǎn)