摘要：目前，變頻器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，在城市供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平得到了很大的發(fā)展 。

　　關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速,恒壓,供水系統(tǒng)

　　前言：隨著電力電子器件向大功率化、高頻化、模塊化、智能化方向發(fā)展，極大地促進(jìn)了變頻調(diào)速整機(jī)系統(tǒng)性能的提高，變頻器整機(jī)的控制性能、自診斷和自保護(hù)功能越來(lái)越強(qiáng)。一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設(shè)備，但它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力來(lái)“提升”水量，其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能量損耗。自從通用變頻器問(wèn)世以來(lái)，恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。4

　　.111變頻器的節(jié)能效果m

　　1.1 一般城市管網(wǎng)的水壓無(wú)法完全滿足所有用水居民的用水需求，絕大部分用戶須通過(guò)提升水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔，高位水箱等等增壓設(shè)備，它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力提升水量，其結(jié)果大大增加了能量損耗。

　　1.2 變頻供水能靈活控制供水壓力。

　　當(dāng)異步電機(jī)在全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需時(shí)間小于0.5秒，這意味著在不足0.5秒的時(shí)間里，水的流量從零猛增到額定流量，在極短時(shí)間內(nèi)流量的巨大變化將引起對(duì)管道的壓強(qiáng)過(guò)高或過(guò)低的沖擊，壓力過(guò)高會(huì)爆管而過(guò)低導(dǎo)致管子的癟塌。直接停機(jī)同樣會(huì)引起壓力沖擊。使用變頻器調(diào)速后，可通過(guò)對(duì)加減速時(shí)間的合理預(yù)置來(lái)延長(zhǎng)啟動(dòng)和停止過(guò)程，合理控制供水壓力減少管道沖擊，最大限度保護(hù)管網(wǎng)，管件，同時(shí)也提高電機(jī)水泵的使用壽命。

　　1.3 采用變頻供水節(jié)電效果明顯。

　　變頻器節(jié)能效果實(shí)際工作中更可觀。以水廠為例，一水廠原供水方案為280KW機(jī)電系統(tǒng)一工一變兩套系統(tǒng)向市區(qū)管網(wǎng)以0.18Mpa壓力供水，工頻供水系統(tǒng)為控制供水壓力要采用勒閥門的方法。經(jīng)技術(shù)改造改為兩套供水系統(tǒng)均用變頻器供水后，該水廠當(dāng)月電費(fèi)較前月少近五萬(wàn)元，當(dāng)年公司電費(fèi)較上年減少近六十萬(wàn)元，可見(jiàn)使用變頻器供水節(jié)能效果很明顯，長(zhǎng)期使用變頻器經(jīng)濟(jì)效益可觀。

　　2各種供水方式比較

　　2.1 變頻器直拖電機(jī)變壓(變流量)供水： 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，使用電器件少，完全啟用變頻器自身功能運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)電效果較明顯，維修率較低。缺點(diǎn)：只能變壓(流量)運(yùn)行，節(jié)能空間有剩余。

　　2.2 多泵運(yùn)行方式：控制回路用PLC(可編程控制器)設(shè)計(jì)以三泵為例：優(yōu)點(diǎn)：可控制實(shí)現(xiàn)恒壓(恒流量)供水。缺點(diǎn)：只有一臺(tái)泵變頻調(diào)速運(yùn)行，其余各泵均工頻運(yùn)行，節(jié)能一般,部分能量未被挖掘出來(lái)。維修工作量較大，運(yùn)行穩(wěn)定性較好。

　　2..3 一拖一單泵運(yùn)行方式： 啟用變頻器內(nèi)置PID功能或外用PLC(可編程控制器)均能實(shí)現(xiàn)恒壓(流量)供水。此方案要求用戶量與機(jī)電設(shè)備工作能力匹配。該方式接線簡(jiǎn)單使用電器件少，運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)管線沖擊，維修工作量小，節(jié)能效果較其它方案優(yōu)秀等特點(diǎn)。

　　3 變頻控制恒壓供水控制方式

　　目前國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的供水設(shè)備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：

　　3.1邏輯電子電路控制方式：

　　這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié)。往往采用一臺(tái)泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵起動(dòng)有沖擊、抗干擾能力較弱。但成本較低。

　　3.2單片微機(jī)電路控制方式：

　　這類控制電路優(yōu)于邏輯電路，但在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí)調(diào)試較麻煩，追加功能時(shí)往往要對(duì)電路進(jìn)行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。

　　3.3帶PID回路調(diào)節(jié)器和/或可編程序控制器(PLC)的控制方式：

　　該方式變頻器的作有是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的 計(jì)算 ，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。

　　3.4還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)。

　　4變頻器系統(tǒng)供水運(yùn)行方式和功能：

　　4.1變頻泵固定方式。

　　變頻泵固定方式最多可以控制7臺(tái)泵，可選擇“先開(kāi)先關(guān)”和“先開(kāi)后關(guān)”(適用泵容量不用場(chǎng)合)2種水泵關(guān)閉順序。

　　4.2 變泵循環(huán)方式。變頻泵循環(huán)方式最多可以控制4臺(tái)泵，系統(tǒng)以“先開(kāi)先關(guān)”的順序關(guān)泵。靈活配置常規(guī)泵、消防泵、排污泵、休眼泵，便于實(shí)現(xiàn)供水泵房全面自動(dòng)化。工作泵與備用泵不固死，可自動(dòng)定時(shí)輪換。可以有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L(zhǎng)期不用時(shí)發(fā)生的銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。工作小時(shí)自動(dòng)累計(jì)功能，方便節(jié)能 分析 和設(shè)備狀況維護(hù)。夜間供水量急劇減少時(shí)，可方便指定每日休眼工作的起始/停止時(shí)刻，并可設(shè)定休眼時(shí)的壓力給定值。休眼期間，只有休眼水泵工作，變頻器只監(jiān)測(cè)管網(wǎng)壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)喚醒。變頻泵投入工作，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有休眠水泵運(yùn)行。

　　4.3 變頻器供水系統(tǒng)具有零星停機(jī)功能，在用戶不用水的情況下會(huì)自動(dòng)停機(jī)。故障泵退出功能，水泵出現(xiàn)損壞時(shí)，讓故障泵自動(dòng)退出工作。有消防信號(hào)外部輸入接口，當(dāng)有火警或消防信號(hào)到來(lái)時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)世換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據(jù)消防和生活管網(wǎng)是否共用，以及進(jìn)水池是否共用等條件來(lái)進(jìn)行選擇。另有消防泵自動(dòng)巡檢功能，定時(shí)巡檢周期可設(shè)定。 畢業(yè)論文網(wǎng)lw54.com

　　4.4利用通訊功能，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制，便于樓宇自動(dòng)化和管理。另外還有一些功能，如排污泵控制功能、進(jìn)水池液位檢測(cè)及控制、管網(wǎng)超壓/欠壓保護(hù)功能、溫差及壓差控制、故障自動(dòng)電話撥號(hào)(當(dāng)供水系統(tǒng)或變頻器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)內(nèi)置的RS232C串行通訊接口，與外接的MODEM設(shè)備進(jìn)行信號(hào)連接，自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼和信息，及時(shí)通知設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)處理，可以方便地實(shí)現(xiàn)泵房無(wú)人職守運(yùn)行)。

　　由此可見(jiàn)，供水專用變頻器具有強(qiáng)大的功能，能滿足供水系統(tǒng)的各種控制方案。若加上小型PLD，就可以滿足更復(fù)雜的工藝要求。

　　5 運(yùn)用變頻器的效果

　　水泵經(jīng)變頻調(diào)速以后，除了具有很好的節(jié)能效果外，在以下性能指標(biāo)上獲得了提高:

　　5.1實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng);工作電流下降，電機(jī)運(yùn)行溫度明顯下降，同時(shí)減少了機(jī)械磨損，機(jī)械檢修工作量也大幅減少。

　　5.2各種保護(hù)功能完善，沒(méi)有再發(fā)生因過(guò)載、單相運(yùn)行而燒毀電機(jī)的現(xiàn)象，確保了安全運(yùn)行。

　　5.3實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，避免了無(wú)調(diào)速水泵啟動(dòng)對(duì)周邊設(shè)備及電網(wǎng)的沖擊。

　　5.4 能自動(dòng)維持恒壓供水并無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水壓;供水質(zhì)量好，由于取消了高位水箱，防止了水的二次污染。

　　5.5 自動(dòng)化程度提高，提高了水泵的運(yùn)行效率。 畢業(yè)論文 http://www.lw54.com

　　6 結(jié)語(yǔ)

　　根據(jù)以上論述，供水系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)有一定的普及程度，但還有很大潛力，繼續(xù)在供水系統(tǒng)中普及應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是明顯的，技術(shù)優(yōu)勢(shì)也是明顯的，尤其是具有較大幅度的節(jié)能效果。

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