中贏新時代恒壓給水設備節(jié)電改造方案
中贏新時代恒壓給水設備節(jié)電改造方案
一、 恒壓給水設備節(jié)能分析
在恒壓給水設備中，最基本的控制對象是流量，恒壓給水設備的基本任務就是要滿足用戶對流量的需求。目前，常見的流量控制方式有閥門控制和轉(zhuǎn)速控制兩種。
1. 閥門控制
即通過調(diào)節(jié)閥門開度來控制流量。此時，供水系統(tǒng)的管道阻力將隨閥門開度的改變而改變，而揚程特性保持不變。
在恒壓給水設備設計時，其水泵揚程及供水流量都是以滿足用戶的最大可能需求而選定的，且留有一定余量。而實際應用當中，系統(tǒng)在大部分時間里都是非滿負荷運行的，這就必須要減小閥門開度，調(diào)整供水流量。這樣，管道阻力隨之增大，從而產(chǎn)生大量的截流損失。這種控制方式不僅會浪費許多電機輸出功率，而且因為管阻特性的改變，整個系統(tǒng)的供水效率也會大為降低。
2. 轉(zhuǎn)速控制
即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門的開度保持不變（一般保持最大開度）。當水泵轉(zhuǎn)速改變時，供水系統(tǒng)的揚程特性隨之改變，而管阻特性不變。
在這種控制方式下，通過變頻調(diào)速技術(shù)改變水泵電機的轉(zhuǎn)速，水泵的供水流量可隨著用水流量的改變而改變，達到真正的供需平衡，在節(jié)能的同時，也可使整個系統(tǒng)達到最佳工作效率。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，這種控制方式得到了越來越多的推廣應用。
3. 恒壓給水設備節(jié)能理論依據(jù)
由流體力學理論可知，大部分流體傳輸設備（如離心式水泵、風機等）的輸出流量Q與其轉(zhuǎn)速n成正比；輸出壓力或揚程P與其轉(zhuǎn)速n的平方成正比；輸出功率N與其轉(zhuǎn)速n的三次方成正比，用數(shù)學公式可表示為：
Q ＝ K1 × n
P ＝ K2 × n2
N ＝ Q × P ＝ K3 × n3 （K1、 K2 、K3為比例常數(shù)）
由上述原理可知，降低水泵的轉(zhuǎn)速，水泵的輸出功率將下降更多。例如，將電機的供電頻率由50Hz降為40Hz，則理論上，頻率改變后與改變前的輸出功率之比為 （40/50）3 = 51.2%。
長期實踐證明，在供水系統(tǒng)中接入變頻節(jié)能系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)管道中的流量，以取代閥門調(diào)節(jié)方式，能取得明顯的節(jié)能效果，一般節(jié)電率都在30％以上。另外，變頻器的軟啟動功能及平滑調(diào)速的特點可實現(xiàn)對流量的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，同時減少啟動沖擊并延長機組及管組的使用壽命。
二、恒壓給水設備節(jié)能方案
如上所述，流量是恒壓給水設備的基本控制對象，供水流量需要隨時滿足用水流量。在供水系統(tǒng)中，管道中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關(guān)系：
若 供水流量 > 用水流量 → 管道水壓上升↑
若 供水流量 < 用水流量 → 管道水壓下降↓
若 供水流量 = 用水流量 → 管道水壓不變
所以,保持管道中的水壓恒定，就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求，這就是恒壓供水系統(tǒng)所要達到的目的。
恒壓給水設備，供水壓力由用戶在PID調(diào)節(jié)器上設定，同時壓力傳感器將管路的實際壓力反饋給PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)過PID算法得出的比較變量將以模擬量的形式接入到變頻器的頻率設定端，再由變頻器控制電機及水泵的轉(zhuǎn)速、最終調(diào)節(jié)水泵的輸出流量達到恒壓供水目的，滿足供水及用水平衡。
整個控制過程如下：
用水需求↑ —— 管路水壓↓—— 壓力設定值與返饋值的差值↑ —— PID輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 水泵電機轉(zhuǎn)速↑ —— 供水流量↑—— 管路水壓趨于穩(wěn)定
電器控制方案
以上數(shù)據(jù)表明，貴司恒壓給水設備都為多泵供水系統(tǒng)，用水需求有一定變化，因每組水泵的數(shù)量不多，所以水泵的起停切換頻率不會太高，從投資效益方面考慮，建議貴司采用“一拖二”節(jié)能控制模式：
即設置為一臺變頻器控制兩臺水泵，兩臺水泵均設置為變頻泵，變頻器RT1連接A泵變頻控制，RT2連接A泵工頻控制，RT3連接B泵變頻控制，RT4連接B泵工頻控制。
該方案中，MC1與MC2實現(xiàn)互鎖，變頻器工作時，原軟啟動電路處于斷開狀態(tài)；變頻器停止工作，線路斷開時，原軟啟動電路處于接通狀態(tài)。
變頻恒壓給水設備中，通過鍵盤數(shù)字設定供水壓力，壓力傳感器反饋壓力倒變頻器AI1模擬量輸入端子，通過變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運算控制繼電器RT1、RT2、RT3、RT4的通斷，進而控制交流接觸器的通斷，達到對A、B兩泵的控制。
當反饋壓力小于設定壓力，供水系統(tǒng)供水量小于用水量，A、B兩水泵依次啟動，直到反饋壓力等于設定壓力，系統(tǒng)達到相對平衡，A、B兩泵穩(wěn)定在當前狀態(tài)運行。
當反饋壓力大于設定壓力，A、B兩水泵依次降頻運行，直到反饋壓力等于設定壓力，系統(tǒng)達到相對平衡，A、B兩泵穩(wěn)定在當前狀態(tài)運行。
該方案的特點是投入設備少，操作簡單，故障率低，非常適合水泵數(shù)量較少的恒壓供水系統(tǒng)。
恒壓給水設備節(jié)能系統(tǒng)特點
A. 變頻器界面為LED顯示，設定參數(shù)豐富；鍵盤布局簡潔、易于操作。
B. 變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護裝置，并具有故障報警輸出功能，可有效保護供水系統(tǒng)的正常運作；
C. 專用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為LED雙屏顯示，參數(shù)設定方便，易于監(jiān)控；
D. 加裝變頻節(jié)能器后，水泵電機具有軟啟動及變頻調(diào)速功能，可有效降低系統(tǒng)的機械磨損，同時減輕管路負擔。
E. 有“手動”“自動”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按原有工作方式繼續(xù)運行。
優(yōu)質(zhì)的售后服務
技術(shù)培訓
1．培訓相關(guān)操作人員，教授控制技術(shù)；
2．提供節(jié)能控制系統(tǒng)電氣控制原理圖；
3．提供變頻器使用說明書、數(shù)字PID調(diào)節(jié)器使用說明；
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