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低压变频器在给水系统中的合理利用

信息来源:plantb2b.com  时间:2010-12-10  浏览次数:82

  一.天津纪庄子再生水厂居民区泵房供水现状:
  天津纪庄子再生水厂居民区送水泵设计日供水能力为3万吨/日,主要为梅江居住区居民用户提供生活杂用水,小区景体补水,园林绿化及水厂生产用冷却水、循环水。居民区送水泵房采用的设备类型为中开双吸给水泵,其中4台型号HV200-150-400/4P-55KW卧式泵(2台采用变频控制,2台为定速控制,功率为55KW),2台型号为ESV-80-50-200/2P-18.5KW立式泵(1台为变频器控制,1台为定速控制,功率为18.5KW)。对外供水系统为恒压供水:由于众多用户不同时刻用水需求不同,供水系统中供水量为实时变化,为保证用户恒压用水需求,就需要变频泵参与运行,通过变频器调整电动机频率,改变电动机转速,从而调整送水量,得以维持管网恒压,(即用户用水量瞬间增大,管网压力出现减小趋势,变频器频率增加,电机转速加快,送水泵出水量增加,使管网压力重新回到设定值。反之亦然。)这样能保证所有用户正常用水。
  二.低压变频器调速技术原理:
  (一)调速就是在同一负载下能得到不同的转速,以满足生产过程的要求。在讨论变频器调速时,首先研究公式:
  n = (1- s ) n0 = (1- s ) 60 f1 / p (1)
  其中: n : 电动机的转速
  n0: 电动机的同步转速
  s : 电动机的转差率
  p: 电动机绕组的极对数
  通过公式(1)表明,改变电动机的转速有三种可能:
  a. 变极调速
  b. 变频调速
  c. 变转差率调速
  (二)变频调速技术
  近年来变频调速技术发展很快,目前主要采用如下图所示:
  变频器是由可控硅整流器和可控硅逆变器组成。整流器先将50HZ的交流电变换为直流电,再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相交流电,供给异步电动机。由此可得到电动机的无级调速,并具有硬的机械特性。
  三.变频器的合理节能利用
  (一)送水变频泵流量与转速、频率的关系:
  Q1 = ( n1 / n) Q (2)
  其中: n : 泵的额定转速
  Q :泵的额定流量
  n1 : 泵在低于额定转速下的某一速度
  Q1:与转速n1对应的出水流量
  根据 n = 60f1 (1- s ) / p (3)
  可得 Q1 = ( f / f1 ) Q (4)
  其中:f 1 :电源的频率(50HZ)
  f :与电动机某一转速 n1对应的频率
  (二)送水变频泵功率与转速、频率的关系
  N1 = (n1 / n)3 N (5)
  其中:N:泵的额定功率
  N1:与转速 n1对应的功率
  根据公式(3)与公式(5)可得到功率与频率之间的关系:
  N1 = (n1 / n)3 N = (f / f1 )3 N (6)
  (三) 送水泵扬程与转速、频率的关系:
  H1 = (n1 / n )2 H (7)
  其中:H:泵的额定扬程
  H1:与n1对应的扬程
  通过公式(3)与公式(7)可得出:
  H1 = (f / f1 )2 H (8)
  (四) 使用变频器达到节能目的的结论与措施:
  (1)实际运行过程中我们使用小变频泵(18.5KW),在流量为0m3/h~80 m3/h时,对应的频率变化在25HZ~43HZ之间,根据公式(6),理论计算小变频泵的功率变化在2.3~11.76KW之间;而使用大变频泵(55KW),在 流量为0m3/h~80 m3/h时,对应的频率在30HZ~34HZ之间,根据公式(6)计算,大变频泵的最小功率消耗不低于11.88KW。由此可见,当外网需水量为小流量时(如冬季或夜间恒压供水时),我们可运行小变频泵,降低电网消耗。
  (2)通过公式(6)与(8)我们可得到送水变频泵功率与扬程的关系:
  N1 / N = (f / f1)3 (9)
  H1 / H = (f / f1 )2 (10)
  N1 /N = (H1 / H )3/2 (11)
  由公式(11)可以看出,当扬程降低时,即管网恒压值降低时,变频器的功率消耗也会降低,当我们的供水用户同时用水概率教低时,特别是在夜间,我们可以将管网恒压值设定的适当低一些,会降低变频泵的能量损耗。
  四. 变频器在城市给水系统中合理利用的展望
  现代城市给水系统中,采用变频泵调整出水流量,代替传统的通过手动调整出水阀门开度,是近代人类科技不断进步的结果,同时也降低送水泵的能耗,降低了水厂的运行成本,增强对外供水的稳定性,可靠性,从电气角度使水厂向“低耗高效”实现了跨越发展。如何充分利用好变频器对水厂运行意义重大。

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