1、概述 变频调速恒压供水控制装置能够极大地改善给水管网的供水环境,该系统可根据管网瞬间压力变化,自动调节水泵电机的转速和多台水泵电机的投入及退出,使管网主干出口端保持在恒定的设定压力值,整个供水系统始终保持高效节能和运行在最佳状态。河北省节能技术服务中心应用微机控制变频调速恒压供水控制系统,为很多家企事业单位安装了变频恒压供水控制装置。收到了较好的节能效果。 2、水泵变频调速节电原理
1、概述
变频调速恒压供水控制装置能够极大地改善给水管网的供水环境,该系统可根据管网瞬间压力变化,自动调节水泵电机的转速和多台水泵电机的投入及退出,使管网主干出口端保持在恒定的设定压力值,整个供水系统始终保持高效节能和运行在最佳状态。河北省节能技术服务中心应用微机控制变频调速恒压供水控制系统,为很多家企事业单位安装了变频恒压供水控制装置。收到了较好的节能效果。
2、水泵变频调速节电原理
异步电动机采用变频器调速的原理是:通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变桥变换为频率可调的交流,作为交流异步电动机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率。
水泵供水系统具有管网特性曲线,即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线,它同时表明水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差,液体在管道中流动的阻力。
水泵运行工作点位置与水泵负载有关,在水泵负载经常变化的情况下,水泵不能总处在高效区域里工作。为使水泵适应外界负载变化的要求。我们可采用变速调节,即在管网特性曲线基本不变时,采用改变水泵转速来改变泵的Q—H特性曲线。从而改变它的工作点,达到即改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。
3、白楼宾馆供水泵组工作的现状与问题
石家庄市白楼宾馆水泵房现有供水水泵三台,型号为65DL-4,额定扬程64m,流量30m3/h,转速1450r/min,电机功率11kW,沈阳马二家水泵厂生产。由于宾馆用水水量极不稳定,早、晚用水高峰常常是平时用量的二倍,而后半夜用水水量仅为平时用量的三分之一,而且用水流量变化快,稳压时间短。目前,采期电接点压力表控制各泵的启停,但当用水负荷变化较大的,水泵电机启停频繁,造成电动机及控制开关故障频繁,而且供水压力不稳定。根据以上情况,我们给三台水泵采用一套变频调速恒压供水控制装置。在保证供水管网压力恒定的情况下,根据水流量的大小实现三台水泵的循环软启动,圆满地解决了白楼宾馆供水系统不稳定的大问题。
4、变频恒压供水系统的设计
针对白楼宾馆供水泵组存在的问题和用水负荷的实际情况,我们设计采用11kW富士变频器,压力传感器,微电脑控制器(包括PID调节)等组成闭环调节垣压控制系统,使水泵恒压供水,其供水压力可调。
4.1、压力传感器时刻检测管网压力,并反馈至控制器,控制器根据反馈压力与给定压力的差值,控制变频器的输出频率,实现电机的速度调节,改变水泵流量,保证供水管网压力始终稳定在给定值附近,实现了变频调速恒压供水系统的闭环调节。3台泵在控制器控制下,均由变频器实现软起动。
5、变频调速后的节能效果及分析
5.1、直接经济效益
目前的控制方式下,三台泵平均输入功率20kW,供水压力3.7~5.8kg/cm2,年耗电175200kWh,按0.5元/kWh计算,每年电费9.6万元。采用变频恒压供水控制装置后,三台泵平均输入功率16kW,供水压力4.5kg/cm2,年耗电140160kWh,电费7.7万元,年节约电费开支1.9万元。该项目改造投资3.2万元。
由此可知,采用变频恒压供水控制装置后,每年节约电能35040kWh,节电率20%,投资回收期1.7年。
5.2、间接经济效益
5.2.1、按用水实际需要定压供水,可以自动保证宾馆的正常用水需要,即不会发生因瞬间用水量增加而引起的供水不足,也不会因瞬间用水量减少,管网出现超压引起设备损坏,并且克服了原有控制方式下水压在3.7~5.8kg之间的较大波动。
5.2.2 电机循环软启动,避免了在频繁启动时,较大的启动电流对供电系统、配电设备和电机的冲击,延长了电气设备、水泵及管网的使用寿命,减少了检修维护费用及工作量,提高了供水安全。
5.2.3、实现闭环自动控制后,提高了供水质量,减轻了劳动强度,可实现无人值班,节约管理费用。
6、结论
我国风机、水泵的用电量约占发电量的31%,目前大多数风机、水泵仍采用节流调节,节能潜力巨大,因此采用变频调速装置改造风机、水泵运行方式,是目前企业节约电能,提高经济效益的重要措施之一。