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跟著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，新的工業(yè)區(qū)不斷涌現(xiàn)，居民的寓居也益發(fā)密布，小區(qū)及高層建筑不斷添加，因而對(duì)供水也提出了更高的請(qǐng)求。但在居民生活用水、工業(yè)用水、消防、各類自來(lái)水廠、油庫(kù)、恒壓補(bǔ)水噴淋等供水體系中，現(xiàn)在都是選用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓增壓等設(shè)備進(jìn)行供水，這些設(shè)備不只維護(hù)量大，出資多，占地面積大，能量糟蹋嚴(yán)峻，并且還不能滿意工業(yè)消防等高水壓、大流量和主動(dòng)改動(dòng)供水流量以習(xí)慣小區(qū)或高層建筑內(nèi)天天24小時(shí)不斷改動(dòng)的用水量的請(qǐng)求，更達(dá)不到高功率和節(jié)能的請(qǐng)求， 因而，尋求一種有用、可靠、經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)完成流量的調(diào)理， 從而使水泵一直高效作業(yè)， 并能進(jìn)步泵站的各項(xiàng)技能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，到達(dá)節(jié)能的意圖顯得尤為重要。

1泵站自動(dòng)化供水泵站體系存在的疑問(wèn)某供水泵站于1999年建成?，F(xiàn)泵房?jī)?nèi)設(shè)備4臺(tái)6kV臥式離心水泵電動(dòng)機(jī)組，單機(jī)容量1250kW，工程供水規(guī)劃310m3/s。正常情況下，體系規(guī)劃投入3臺(tái)機(jī)組，1臺(tái)備用，由定速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。水泵站裝機(jī)按最不利條件下、最大時(shí)流量和所需相應(yīng)揚(yáng)程決議。泵站供水方針用水量不均勻，實(shí)踐上天天只要很短時(shí)刻能到達(dá)最大流量，大多數(shù)時(shí)刻里，水泵站都處在小流量下作業(yè)。流量改動(dòng)影響管網(wǎng)水頭丟失改動(dòng)，尤其是地勢(shì)平整區(qū)域，在幾許揚(yáng)程很小的情況下，送水泵站出口所需壓力隨流量改動(dòng)更顯著。為習(xí)慣流量改動(dòng)，泵站運(yùn)轉(zhuǎn)中多采納關(guān)小出口閥門操控流量。由此發(fā)生以下疑問(wèn)：

為處理以上疑問(wèn)，泵站自動(dòng)化將3#機(jī)改為變頻調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，使用高壓變頻器對(duì)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻操控，完成供水流量的變負(fù)荷調(diào)理，到達(dá)恒壓供水方針。不只處理了閥門調(diào)理線性度差的疑問(wèn)，還進(jìn)步了體系運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性；更重要的是減小了因調(diào)理閥門孔口改動(dòng)造成的壓力丟失，減輕了閥門磨損，降低了體系對(duì)管路密封功能的損壞，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，減少了維護(hù)量，改進(jìn)了體系的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)省了能源，為降低廠用電率供給了杰出的路徑。

2變頻調(diào)速節(jié)能剖析依據(jù)泵與風(fēng)機(jī)學(xué)的類似規(guī)律，水泵體系選用變頻調(diào)理時(shí)，直接經(jīng)過(guò)改動(dòng)水泵電機(jī)頻率改動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以滿意不一樣運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要。此刻電機(jī)耗費(fèi)的能量已與電機(jī)轉(zhuǎn)速立方的關(guān)系降低，變頻調(diào)速節(jié)省用電效果從原理上剖析十分顯著。

變頻體系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泵站出口壓力保持不變。給定出口壓力為Hg。當(dāng)流量Q變動(dòng)時(shí)，因轉(zhuǎn)速改動(dòng)致使揚(yáng)程特性H1～Q上下移動(dòng)，泵作業(yè)點(diǎn)在H=Hg線上作水平移動(dòng)（A、B、C、D）。經(jīng)過(guò)特性曲線能夠清楚地看出水泵耗費(fèi)軸功率的改動(dòng)，即選用變頻調(diào)速確保壓力安穩(wěn)與流量需要。原規(guī)劃單臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，H=Hg=60m，Q=Qg=3960m3/h。聯(lián)系本項(xiàng)目改造水泵特性實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)定在38Hz（確保壓力需要），依據(jù)公式 ，水泵流量和電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，可核算出不一樣轉(zhuǎn)速下的流量：Q=Qa=3960m3/h，na=998rpm（50Hz），N軸=743kW；Q=Qb=3564m3/h，nb=898rpm（45Hz），N軸=540kW；Q=Qc=3166m3/h，nc=798rpm（40Hz），N軸=380kW；Q=Qd=3000m3/h，nd=758rpm（38Hz），N軸=326kW。

3恒壓供水計(jì)劃及PID調(diào)整經(jīng)歸納思考，水泵高壓變頻體系選用恒壓供水方式，丈量元件選用壓力傳感器，裝設(shè)在水泵機(jī)組出水口處，供水壓力V作為輸出量，Vi為安穩(wěn)供水壓力設(shè)定值，悉數(shù)體系構(gòu)成閉環(huán)操控方式。高壓變頻器內(nèi)部?jī)?nèi)嵌式可編程操控器收集供水壓力值V與給定值Vi進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)PID調(diào)整，將調(diào)整成果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)理信號(hào)傳送至變頻器，直至到達(dá)供水壓力給定值Vi。不論體系供水流量如何改動(dòng)，供水壓力值V一直保持在給定壓力值Vi鄰近。

高壓變頻器依據(jù)誤差相應(yīng)調(diào)理體系PID參數(shù)。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)遠(yuǎn)離方針參數(shù)時(shí)，調(diào)理起伏加速，跟著誤差逐步挨近，盯梢起伏逐步減小，挨近持平時(shí)，體系將到達(dá)一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，供水體系將到達(dá)恒壓運(yùn)轉(zhuǎn)安穩(wěn)狀況。

4泵站自動(dòng)化高壓變頻器技能實(shí)施計(jì)劃4.1技能參數(shù)裝備4臺(tái)相同離心水泵（3用1備），水泵類型28SH—12，額外流量1.1m3/s，額外揚(yáng)程60m，額外功率743kW；電動(dòng)機(jī)類型YRKK630—6，額外電壓6kV，額外功率1250kW，額外電流145A，轉(zhuǎn)速998r/min，功率因數(shù)0184。高壓變頻器類型HINV—06/1570B，額外容量1570kVA，額外電流150A，額外電壓6kV，輸出頻率0～50Hz，加減速時(shí)刻0～3200s，過(guò)載能力125%/min，具過(guò)壓維護(hù)、欠壓維護(hù)、過(guò)電流維護(hù)等功能。

4.2泵站自動(dòng)化技能計(jì)劃思考高壓變頻設(shè)備使用率最大化與遠(yuǎn)期變頻使用等，將變頻體系計(jì)劃裝備為“一拖二”，一套變頻體系拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)，另一臺(tái)可工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，即一臺(tái)水泵由變頻器拖，別的一臺(tái)水泵由6kV高壓電源直接驅(qū)動(dòng)。遠(yuǎn)期計(jì)劃中，將拖動(dòng)方針中的負(fù)載改為不一樣母管下的水泵，以習(xí)慣供水負(fù)荷的改動(dòng)。 　　變頻體系計(jì)劃闡明：M1變頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，斷開(kāi)QS3、QS6、QF2，閉合QS2、QS5、QF1；M2變頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，斷開(kāi)QS2、QS5、QF1，閉合QS3、QS6、QF2；M1/M2工頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（體系維修或毛病運(yùn)轉(zhuǎn)狀況），斷開(kāi)QS2、QS3、QS5、QS6，閉合QS1/QS4。6/10kV電源經(jīng)用戶輸入真空開(kāi)關(guān)QF1，經(jīng)過(guò)變頻設(shè)備進(jìn)線刀閘QS2到高壓變頻調(diào)速設(shè)備，變頻設(shè)備輸出經(jīng)出線刀閘QS5送至電動(dòng)機(jī)M1；經(jīng)用戶輸入真空開(kāi)關(guān)QF2，經(jīng)過(guò)變頻設(shè)備進(jìn)線刀閘QS3到高壓變頻調(diào)速設(shè)備，變頻設(shè)備輸出經(jīng)出線刀閘QS6送至電動(dòng)機(jī)M2；還能夠經(jīng)旁路刀閘QS1、QS4直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1、M2. 　　變頻設(shè)備的刀閘QS1和刀閘QS2相互閉鎖，即QS2和QS1不能一起閉合；刀閘QS3和刀閘QS4相互閉鎖，即QS3和QS4不能一起閉合。 　　旁路柜效果如下：當(dāng)變頻設(shè)備工程維修時(shí)，可手動(dòng)操作刀閘，構(gòu)成顯著斷電點(diǎn)，確保人身安全；當(dāng)變頻設(shè)備呈現(xiàn)毛病時(shí)，也可手動(dòng)操作刀閘，阻隔變頻設(shè)備，使負(fù)載在工頻電源下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保出產(chǎn)安全、繼續(xù)進(jìn)行。

5經(jīng)濟(jì)效益剖析變頻改造前后泵站運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

注： 均勻日供水量215 68418，t 運(yùn)轉(zhuǎn)壓力014 MPa，單位電耗= 用電量/供水量。

依據(jù)泵站供水體系改造報(bào)表統(tǒng)計(jì)，改造前水的單位電耗為0.34kWh/t，改造后均勻?yàn)?.306kWh/t，一年可節(jié)省電能183萬(wàn)kWh（年均運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻250天）。按電價(jià)0.5元/kWh核算，年可節(jié)省電費(fèi)近91.5萬(wàn)元，最多1年半內(nèi)即可回收悉數(shù)出資本錢。 　　結(jié)語(yǔ)總歸，變頻器是一項(xiàng)集現(xiàn)代化領(lǐng)先電力電子技能和核算機(jī)技能于一體的高效節(jié)能技能，大大改進(jìn)了供水出產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，不只發(fā)生了極好的節(jié)能效益，還優(yōu)化了出產(chǎn)工藝。PLC操控技能、Profibus總線技能和高壓變頻技能的完美聯(lián)系，使出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)集成主動(dòng)化程度更高，運(yùn)轉(zhuǎn)更安穩(wěn)，操作更簡(jiǎn)單泵站自動(dòng)化。