水泵恒压供水方案
一. 泵房供水电机一般以恒定速度运行,用大小泵切换或调节进出水阀的方法调节水压及流量,以满足各种不同的需求.这种低效率控制流量的方法,不能满足实际工作要求,由于工作中水量变化,可能使平均水压升高,一方面造成不必要的能量消耗还会使管网因较大的压力冲击,使管网破裂;另一方面使水压不稳,影响供水品质.
二. 采用变频恒压供水自动化控制的特点:
1. 节省电能,降低能源消耗,能24小时维持恒定压力,并根据压力信号自动启动备用泵,无级调整压力,供水质量好,与传统供水相比,不会造成管网破裂及水龙头共振现象.
2. 启动平滑,减少电机水泵的冲激,延长了电机及水泵的使用寿命,降低了维修成本,避免了传统供水中的水锤现象.
3. 变频恒压供水保护功能齐全,运行可靠,具有欠压,过压,过流,过热等保护功能.可根据用户需要,选择各种附加功能.
三. 供水工况
目前通过二台45KW,二台15KW的水泵(一用一备),工艺要求水压为5Mpa。主要考虑节能及自动化的要求,内置自动节能,PID,简易PLC及通讯接口等功能,可以方便与PLC,现场总线进行通讯,方便操作及监控,同时可以方便地与压力传感器连用。
四、恒压供水原理
当供水系统阻力一定时,水泵转速的变化,将会改变供水系统的压力和流量。如图1所示,当水泵转速由N1提升到N2时,由于阻力曲线R不变,水泵工况由A点移到B点。则流量由Q1提升到Q2,同时扬程也由H1提升到H2。系统阻力不变时,只需调节电动机的转速,即可改变流量与扬程。
H R
H2 N2 P=QⅹHⅹr/102ⅹn (1)
H1 N1 B P:水泵工况点的轴动功率(KW)
H0 A Q:水泵工况点的水压或流量(m³/s )
Q1 Q2 Q H:水泵工况点的扬程(m)
r:输出介质单位体积重量(Kg/m
H0 ( 图1 ) n:水泵工况点的泵效率(%)
根据离心泵的公式
(1)和水阻力特性曲线,我们可以知道,在水阻特性一定时,调速N与流量Q、扬程H、轴功率P之间的关系式为:
Q2/Q1=N2/N1 (2)
H2/H1=(N2/N1)²
P2/P1=(N2/N1)³
公式(2)中,流量Q与转速N成正比,扬程H与转速N的平方成正比;轴功率P与转速N的立方成
正比。由此可见当流量Q的需求量降低时,只需降低转速N,同时功率P的消耗量成立方关系下降。这也就是水泵调速节能的依据。
变频调速是根据交流异步电动机的工作原理,其转速公式为:
N=60f(1-s)/P (3)式中
N:水泵电机的转速(r/min)
f:水泵电机的频率(ＨZ)
S:水泵电机的转差率
P:水泵电机的极对数
由于(3)可知,仅改变交流异步电机定子绕组的电磁频率ｆ,即可以改变
定子绕组旋转磁场的频率,从而改变交流异步电机的转速N。
四、变频恒压的系统组成
恒压供水系统图:
变频 水泵
压力传感器
考虑到水量随着不同时间段波动大的特点,我们选用变频器闭环控制系统。
工作原理:
系统投入运行时,通过变频器控制电机高速运行,并同时检测压力传感器反馈回来的出口,当
检测压力达到设定压力时,变频器控制电机以某一速度运行,当检测压力高于设定压力时,变频器控制电机减速运行,当检测压力低于设定压力时,变频器控制电机加速运行,从而达到出口压力和设定相同,达到恒压供水的目的。
五、投资分析
系统主要由以下几部分组成:
(1)控制对象2台45KW,2台15KW的水泵电机(一备一用);
(2)变频智能控制器:为了节省投资,采用一台变频器控制一台电机的方案,水泵及变频主机的智能保护,时间可调的软启,软停等先进功能, 能保护设备处于平稳,高效,安全,低耗运行状态;
(3)工频控制器,即原有电机启动系统;
(4)压力变送器,用于控制水泵水的压力,并将压力信号变换成对4—20MA的标准电信号,供变频器智能控制用;
(5)工频/变频切换器:选用进口名牌低压电器,确保二套系统互不影响,且切换可靠。
一 整个恒压供水系统2套: 45KW变频器2台、30KW变频1台(控制两台15KW的水泵),压力变送器2个,工频/变频切换器、滤波器、节能芯片2个、低压控制柜1套。
二 节能效益测算:每天工作24小时,每月30天,电价0.6元/Knb
原每当月电量(预估)30*24*45*0.6=19440
假设投资4台3万元,每天工作24小时,每月30天,电价0.6元/Knb,功率因数只按提高95%,节能只按最低20%来计算.
月节电19440-(45*95%*24*30*0.6)+19440*20%=4868
月节省电费:14572*0.6=8743.2元
按投资成本,回报期不到一年
六 系统特点
1、 水压稳定
2 、无人值班
变频器恒压供水３、节电明显
４、对设备磨损小
绍兴阿尔法电控技术有限公司
电话:0575-
1磅/英寸2(psi)=0.兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)
1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)=0.987大气压(atm)
1大气压(atm)=0.兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)=1.0133巴(bar)
4.5mpa=45.9公斤/厘米
地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以向水那样自由的流动，同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，这让人们对大气压有了深刻的认识，但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.01×105Pa。
大气压的变化跟高度有关。大气压是由大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，大气层就越薄，那里的大气压就应该越小。不过，由于跟大气层受到的重力有关的空气密度随高度变化不均匀，因此大气压随高度减小也是不均匀的。
大气压的变化还跟天气有关。在不同时间，同一地方的大气压并不完全相同。我们知道，水蒸气的密度比空气密度小，当空气中含有较多水蒸气时，空气密度要变小，大气压也随
着降低。一般说来，阴雨天的大气压比晴天小，晴天发现大气压突然降低是将下雨的先兆；而连续下了几天雨发现大气压变大，可以预计即将转晴。另外，大气压的变化跟温度也有关系。因气温高时空气密度变小，所以气温高时大气压比气温低时要小些
大气压不是固定不变的。为了比较大气压的大小，在1954年第十届国际计量大会上，科学家对大气压规定了一个“标准”：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。既然是“标准”，在根据液体压强公式计算时就要注意各物理量取值的准确性。从有关资料上查得：0℃时水银的密度为13.595×103千克／米3，纬度45°的海平面上的g值为9.80672牛／千克。于是可得760毫米高水银柱产生的压强为
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