供水企業(yè)的供水方式與應用變頻調(diào)速技術的探討_secret

1、PAGE PAGE 3供水企業(yè)的供水方式與應用變頻調(diào)速技術的探討在供水企業(yè)目前主要采用的是兩種供水方式，即重力式供水與壓力式供水，其主要區(qū)別在于有無大容量蓄水的高位清水池和水塔。為提高服務質(zhì)量和管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定性，節(jié)能降耗，許多企業(yè)都已采用了變頻調(diào)速技術，對傳統(tǒng)的泵后閥門調(diào)壓供水系統(tǒng)進行改造，這里結合實際應用，探討一下供水企業(yè)的供水方式和應用變頻調(diào)速技術應關注的主要問題。一、綜合分析供水管網(wǎng)，充分利用城市地形。例如某供水企業(yè)水源與供水城市管網(wǎng)之間有一座小山包，在山包上設置有高位清水池，水源水直接送至高位清水池，揚程80米，再由清水池直接送至城市供水管網(wǎng)。這種方式是典型的重力式供水方式，受地形所限

2、同時也是利用地形。水源至清水池之間只需要采用工頻運行的水泵全負荷取水，可使水泵發(fā)揮最大工效，如果水泵流量選配合適，充分發(fā)揮清水池的調(diào)蓄能力，水泵啟停次數(shù)極少。這種環(huán)境如果再采用變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)就沒有任何價值。重力式供水是將能量提前預支到一個高位清水池，作為恒定的水頭，而壓力式供水則是在邊用邊供的過程中隨用水量轉(zhuǎn)換壓力水頭，實際上只是距離、時間與流量的區(qū)別。在實際用戶供水管道中的能量分布基本相同，即樓層之間的高度不同，壓力水頭值不同，在不同樓層的水龍頭上減去樓層高差得到不同的水壓，水流在水龍頭出口處壓力驟降為零，勢能轉(zhuǎn)換為動能，表現(xiàn)為低層水流急，高層水流緩。高位清水池至城區(qū)管網(wǎng)輸水管道的水頭

3、損失是控制管網(wǎng)壓力的關鍵，重力式供水無法使管網(wǎng)水壓恒定是因為輸水管路的阻力損耗與管道中的流量平方成正比，流量越大則損耗越大，管網(wǎng)壓力降越大，因而不得不進行二次加壓補充壓能，但夜間流量小時壓力又過大，不得不限流減壓來消耗位能。在這一補一耗的過程中，重力式供水的能耗增大。因而高位清水池至城市供水管網(wǎng)的管徑、管材阻力系數(shù)成為制約重力式供水能耗高低的瓶頸。在地勢平坦的地方，只能采用壓力式供水，為節(jié)約能源可使用變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，適時自動調(diào)節(jié)入網(wǎng)水量，同時確保壓力穩(wěn)定。二、變頻器的選用通過調(diào)速改變水泵揚程和壓力的原理是根據(jù)比例定律，即同一臺泵，當葉輪直徑不變時，改變轉(zhuǎn)速，其性能可按下述各式換算。Q1/

4、Q2=n1/n2 H1/H2=（ n1/n2）2 Pa1/Pa2=（ n1/n2）3 從改變電機輸入電源頻率入手，調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，從上式中可見輸入的軸功率與調(diào)速前后的轉(zhuǎn)速比值成立方倍關系，節(jié)能效果相當明顯。但是在變頻器的選用中還應該注意以下幾點：1、電機和水泵效率問題不容忽視，電機和水泵效率在調(diào)速后會下降3%到10%，而轉(zhuǎn)速調(diào)整不是無止境的，比較經(jīng)濟的范圍應是在額定轉(zhuǎn)速的75%100%。2、國內(nèi)變頻器的技術從90年代后迅速發(fā)展，目前技術相對成熟，其價格也已大幅下降，但生產(chǎn)廠家和品牌名目繁多，在選擇變頻器時就需要考慮生產(chǎn)廠家的技術實力、產(chǎn)品質(zhì)量、信譽、售后服務等多方面情況，不能只圖一時價格便宜，在

5、使用后出現(xiàn)故障無法處理時反而增大了投資。目前國內(nèi)的變頻器生產(chǎn)廠家較多，但關鍵部件如IGBT功率模塊大都還是國外進口產(chǎn)品。3、應該要明確一點，變頻器在進行頻率變換和控制過程中同樣需要消耗電能，與工頻時相比，電機使用變頻器后增加電流最高約10%。在實施之前，要認真做好基礎資料的收集和分析，數(shù)據(jù)要相對準確，根據(jù)水泵特性曲線和管路特性曲線，確定變頻器的型號、功率。如果調(diào)速范圍太小，即實際的水泵揚程、流量需要調(diào)整的范圍過小，其節(jié)約的電能不足以補償變頻器所消耗的電能，就沒有實際的意義。4、如果城區(qū)供水的日變化系數(shù)和時變化系數(shù)較大，在使用變頻器的同時，還需要考慮用多臺不同流量的機泵，或多臺水泵并聯(lián)組，根據(jù)流

6、量和壓力變化進行自動切換，以滿足不同時段用水變化需要，并且使水泵和變頻器都處于高效率運行狀態(tài)。5、針對供水行業(yè)，許多變頻器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)有專用的產(chǎn)品，并具有一拖多、循環(huán)軟啟動、定時輪換、壓力閉環(huán)控制、夜間休眠等多種特色功能。一些電氣和水泵生產(chǎn)廠家還針對高層建筑和小區(qū)的恒壓供水生產(chǎn)有成套的恒壓供水設備，因而變頻器的推廣應用具有良好的前景。6、變頻器的功率選擇應以最大流量和最重負荷情況下的功率值確定，留有足夠的安全余量。三、變頻器使用中應注意的問題在變頻器安裝和使用過程中應當注意按照說明書要求的注意事項作好設計和安裝、調(diào)試工作。1、應考慮諧波、噪聲、振動等因素對周圍環(huán)境的影響，做好防雷和接地工作。2、應注意電機的溫升問題，特別是在使用通用電機時，在低轉(zhuǎn)速情況下，電機的風量減小，電機溫升增加，必要時還應設置獨立的散熱風扇。3、應注意變頻器的使用環(huán)境，注意防塵，避免堵塞通風和散熱系統(tǒng)，而燒壞變頻器。4、為保證供水系統(tǒng)的安全，如在火警和局部爆管情況下，如出現(xiàn)變頻器超負荷的故障，可以設置故障自動切換電路，用變頻器故障報警信號作為切換工頻的啟動信號即可實現(xiàn)。5、在壓力變送器取樣點的設置時應注意，不要距離水泵出口管路太近，以免壓力波動太大影響管網(wǎng)壓力