变频调速装置在城市供水泵站中的应用
一、采用变频调速装置的必要性
安阳市供水管网属多水源供水管网,送水二级泵房受管网的影响较大,压力和流量随用户用水量变化而变化。根据送水泵房原始资料分析,用水量zui大时发生在每日上午10—11时和下午5—7时两个时段,供水量zui小发生在4—7时,时变化系数K时=1.2。为了满足城市居民生活及工业用水,水厂在管理操作过程中,根据管网压力和流量的变化,采用人工调节水泵运行台数的方法来实现出厂水压力的基本稳定。该控制方法存在主要问题是由于单台水泵调节幅度大,压值时常高于或低于所需要压力值。这种运行方式,不仅不能很好地保证服务压力,而且能量浪费严重。为解决这一问题,我们曾采过切削水泵叶轮办法和更换水泵机组的办法,来达到稳定服务压力值的目的。然而,这些方法,经实践证明均达不到理想的效果,为此我们结合本单位实际,设计了变频调速装置。
在城市供水系统中,二级泵站的设计通常是按zui大时用水量进行考虑,这样水泵在正常运行中,除短时的高峰期用水外,其余时间均长期处于你负荷运行状态,经常性的能量消耗极大。
根据我公司运行状况分析,泵站的经常运行费用占供水成本50%——70%,一九九五年千吨水耗电已达306,9KWH,全年总耗电量为2831.59万KWH。因此,如何使二级泵站运行在*状态,具有重要的经济意义。
二、安装变频调速装置技术方案及控制原理
在对调查收集*手技术资料分析的基础上,采用进口日本富士变频调速装置和PLC控制器,利用原有设备,经过技术改造,组成一个恒压变量供水,定值闭环控制系统。整个水泵机组6台,电机均为75千瓦,水泵型号为10sh—9。其中3台水泵采用变频调速,别外3台为恒速泵运行方式。3台恒速泵为常开泵,其余3台为变频调速泵。当用水量等于3台泵总供水量时,由3台恒速泵供水(通过查阅资料分析,*水厂供水低谷时,zui小流量均大于3台泵供水量。);当实际用水量大于3台泵总供水量时,压力低于0.3Mpa时,变频调速机组1号泵自动启动,这时频率、电流、流量由零逐步上升,倘若压力增加到所设定水压值(0.3 Mpa)时,变频调速将保持相应的频率、电流、转矩、转速等运行状态参数;当用水量继续增加,出厂压力下降,小于设定压力值时,变频调速1号水泵相应频率、流量、电流增加;当用水量继续增加到大于4台泵供水量时,这时如果出厂水压力小于设定压力值,1号变频泵转入恒频状态,变频调速装置自动启动2号泵,直至到达0.3 Mpa值时,保持相应的频率、电流等参数;倘若用水量减少,出厂水压力将增加,此时,2号水泵机组停止运行,2号水泵机组仍处于变频调速状态,随用水量的增加或减少来稳定出厂压力。
在设备运行过程中,由于用水量的变化,随之产生压力的变化,其差值通过传感器,将压力信号传给PLC控制调节器,经过运算、比较、放大,一是将信号传给变频器(VVVF)控制输出频率,二是通过开关切换控制多台泵组的起停,从而达到恒压变量供水。该系统主要由压力传感器、PLC控制、开关切换组件(断电保护、信号设备、开关等)、交流变频器、电动机执行机构、被控现场组成(详见图1)
该“变量恒压供水系统”采用了微机控制的正弦波脉宽调制(PWM)技术和大功率晶体管(GTR)技术,是微电子技术和功率电子技术的结晶,特别是采用了PLC控制调节器控制数台水泵软启动方式,消除了直接起动时电机电流对电网的冲击和干扰,提高了工作效率和电机水泵的使用寿命。
系统软件由主程序及各子程序组成,主程序是一循环程序,它是程序组织的主体,控制着变频运行的全过程,从初始开始,对系统参数初始化进入循环程序,周而复始的对整个过程运行情况逐一检测,控制处理。
在程序控制中,设定水压P值、频率HZ值、清水池上限水位h1值及下限水位H2值。由传感器传来水压PI值和水位HI值后,经参数比较,若P1
安阳市供水管网属多水源供水管网,送水二级泵房受管网的影响较大,压力和流量随用户用水量变化而变化。根据送水泵房原始资料分析,用水量zui大时发生在每日上午10—11时和下午5—7时两个时段,供水量zui小发生在4—7时,时变化系数K时=1.2。为了满足城市居民生活及工业用水,水厂在管理操作过程中,根据管网压力和流量的变化,采用人工调节水泵运行台数的方法来实现出厂水压力的基本稳定。该控制方法存在主要问题是由于单台水泵调节幅度大,压值时常高于或低于所需要压力值。这种运行方式,不仅不能很好地保证服务压力,而且能量浪费严重。为解决这一问题,我们曾采过切削水泵叶轮办法和更换水泵机组的办法,来达到稳定服务压力值的目的。然而,这些方法,经实践证明均达不到理想的效果,为此我们结合本单位实际,设计了变频调速装置。
在城市供水系统中,二级泵站的设计通常是按zui大时用水量进行考虑,这样水泵在正常运行中,除短时的高峰期用水外,其余时间均长期处于你负荷运行状态,经常性的能量消耗极大。
根据我公司运行状况分析,泵站的经常运行费用占供水成本50%——70%,一九九五年千吨水耗电已达306,9KWH,全年总耗电量为2831.59万KWH。因此,如何使二级泵站运行在*状态,具有重要的经济意义。
二、安装变频调速装置技术方案及控制原理
在对调查收集*手技术资料分析的基础上,采用进口日本富士变频调速装置和PLC控制器,利用原有设备,经过技术改造,组成一个恒压变量供水,定值闭环控制系统。整个水泵机组6台,电机均为75千瓦,水泵型号为10sh—9。其中3台水泵采用变频调速,别外3台为恒速泵运行方式。3台恒速泵为常开泵,其余3台为变频调速泵。当用水量等于3台泵总供水量时,由3台恒速泵供水(通过查阅资料分析,*水厂供水低谷时,zui小流量均大于3台泵供水量。);当实际用水量大于3台泵总供水量时,压力低于0.3Mpa时,变频调速机组1号泵自动启动,这时频率、电流、流量由零逐步上升,倘若压力增加到所设定水压值(0.3 Mpa)时,变频调速将保持相应的频率、电流、转矩、转速等运行状态参数;当用水量继续增加,出厂压力下降,小于设定压力值时,变频调速1号水泵相应频率、流量、电流增加;当用水量继续增加到大于4台泵供水量时,这时如果出厂水压力小于设定压力值,1号变频泵转入恒频状态,变频调速装置自动启动2号泵,直至到达0.3 Mpa值时,保持相应的频率、电流等参数;倘若用水量减少,出厂水压力将增加,此时,2号水泵机组停止运行,2号水泵机组仍处于变频调速状态,随用水量的增加或减少来稳定出厂压力。
在设备运行过程中,由于用水量的变化,随之产生压力的变化,其差值通过传感器,将压力信号传给PLC控制调节器,经过运算、比较、放大,一是将信号传给变频器(VVVF)控制输出频率,二是通过开关切换控制多台泵组的起停,从而达到恒压变量供水。该系统主要由压力传感器、PLC控制、开关切换组件(断电保护、信号设备、开关等)、交流变频器、电动机执行机构、被控现场组成(详见图1)
该“变量恒压供水系统”采用了微机控制的正弦波脉宽调制(PWM)技术和大功率晶体管(GTR)技术,是微电子技术和功率电子技术的结晶,特别是采用了PLC控制调节器控制数台水泵软启动方式,消除了直接起动时电机电流对电网的冲击和干扰,提高了工作效率和电机水泵的使用寿命。
系统软件由主程序及各子程序组成,主程序是一循环程序,它是程序组织的主体,控制着变频运行的全过程,从初始开始,对系统参数初始化进入循环程序,周而复始的对整个过程运行情况逐一检测,控制处理。
在程序控制中,设定水压P值、频率HZ值、清水池上限水位h1值及下限水位H2值。由传感器传来水压PI值和水位HI值后,经参数比较,若P1
全年征稿/资讯合作
联系邮箱:1271141964@qq.com
- 凡本网注明"来源:智能制造网"的所有作品,版权均属于智能制造网,转载请必须注明智能制造网,https://www.gkzhan.com。违反者本网将追究相关法律责任。
- 企业发布的公司新闻、技术文章、资料下载等内容,如涉及侵权、违规遭投诉的,一律由发布企业自行承担责任,本网有权删除内容并追溯责任。
- 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。