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變頻調(diào)速給水設(shè)備是如何解決高層用水難題的? 市政給水?dāng)[在我們面前的一道難題就是能夠盡可能滿足用水供應(yīng)的前提下,又可以環(huán)保節(jié)能(Energy saving),這使得變頻調(diào)速給水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,目前變頻器技術(shù)已很成熟,在市場上有很多國內(nèi)外品牌(pǐn pái)的變頻器,這為變頻調(diào)速供水提供了充份的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。變頻器已在國民經(jīng)濟(jì)(jīng jì)各部門廣泛使用。市政供水系統(tǒng)也開始運(yùn)用變頻調(diào)速供水,并取得了很好的效果。 1、何謂變頻調(diào)速給水 由水泵-管道供水(Water supply)原理可知,調(diào)節(jié)供水流量,原則上有兩種方法; 一是節(jié)流調(diào)節(jié)(adjust),開大供水閥,流量上升;關(guān)小供水閥 ,流量下降(descend)。 二是調(diào)速調(diào)節(jié),水泵轉(zhuǎn)速 升高,供水流量增加;轉(zhuǎn)速下降,流量降低(reduce),對于用水流量常常變化的場合(例如生活用水),采用調(diào)速調(diào)節(jié)流量,具有優(yōu)良的節(jié)能效果(xiàoguǒ)。 變頻調(diào)速給水設(shè)備裝置由氣壓罐、水泵、電控柜、壓力控制(control)器、安全閥、壓力表、止回閥(check valve;reflux valve)、閘閥及管道等組成一個完善自動給水裝置。當(dāng)水泵啟動后,通過(tōng guò)補(bǔ)氣罐及進(jìn)氣閥同時向罐內(nèi)補(bǔ)氣補(bǔ)水,隨著水位的不斷增高,罐內(nèi)的氣體體積不斷濃縮;壓力不斷增高,當(dāng)壓力達(dá)到社定最高壓力時,通過壓力傳感操縱水泵關(guān)閉。在水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)的時間里,由于被擠壓的空氣具有膨脹(inflate)力,擠壓罐內(nèi)的水具有一定壓力而不斷送至用戶使用。隨著水的流出,罐內(nèi)水的體積減少,空氣的體積增大,既罐內(nèi)壓力逐漸降低,當(dāng)罐內(nèi)壓力降到社定的最低壓力時,通過壓力傳感操縱水泵啟動,這樣往返不斷的停止起動至使管內(nèi)達(dá)到理想的供水(Water supply)效果。 2、變頻調(diào)速給水的優(yōu)勢 (1)變頻(frequency conversion)調(diào)速給水的供水壓力可調(diào),可以方便地滿足各種供水 壓力的需要。無塔供水設(shè)備顧名思義其實就是用無負(fù)壓氣壓罐代替了傳統(tǒng)的水塔或者蓄水池,也叫做變頻無負(fù)壓供水設(shè)備。傳統(tǒng)的供水方式離不開蓄水池,蓄水池中的水一般自來水管供給,這樣有壓力的水進(jìn)入水池后變成零,造成大量的能源白白浪費(fèi)。在設(shè)計階段可以降低對供水壓力計算準(zhǔn)確度的 要求,因為隨時可以方便地改變供水壓力。但在選泵時應(yīng)注意 ,泵的揚(yáng)程宜大一些,因為變頻調(diào)速其最大壓力受水泵限制 。最低使用壓力也不應(yīng)太小,因為水泵不允許在低揚(yáng)程大流量(單位:立方米每秒) 下長期超負(fù)荷工作,否則應(yīng)加大變頻器(Variable-frequency Drive)和水泵電機(jī)的容量, 以防止發(fā)生過載。 (2)變頻調(diào)速恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能(Energy saving)效果(xiàoguǒ)。變頻恒壓供水節(jié)能的效果主要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配,為了使變頻 恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果,變頻恒壓供水宜采用多泵并 聯(lián)的供水模式。由多泵并聯(lián)恒壓變頻供水理論可知多泵并聯(lián)恒 壓供水,只要其中一臺泵是變頻泵,其余全是工頻泵,可以實現(xiàn)恒壓變量供水 。在變頻恒壓變量供水當(dāng)中,變頻泵的流量是變化的,當(dāng)變 頻泵是各并聯(lián)泵中最大,即可保證恒壓供水。多泵并聯(lián)恒壓供 水,在設(shè)計上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變,并使之處于高效率區(qū)工作(gōng zuò),變頻泵的流量是變化的 ,其工作效率隨流量而改變。 3、變頻調(diào)速給水的工作模式 對于變頻恒壓變量給水通常有兩種工作模式 ,一是變頻泵固定方式,二是變頻循環(huán)軟啟動(start up)工作方式。在變頻泵固定方式中,各并聯(lián)水泵是按工頻方式自動(automatic)投入或超出的。因為變頻泵固定不變,當(dāng)用水流量變化,變頻泵始終處于運(yùn)行狀態(tài),因此變頻泵的運(yùn)行時間最長。為了均衡各水泵的 運(yùn)行時間,對于變頻泵固定運(yùn)行方式,可以設(shè)計成變頻泵定時 輪換運(yùn)行方式。即當(dāng)某一臺變頻泵運(yùn)行一定時間后,由變頻 控制(control)器控制變頻泵自動進(jìn)行輪換。 (1)當(dāng)用水流量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量,由一臺變頻泵 調(diào)速恒壓供水;當(dāng)用水流量增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速自動上升; 當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速,為用水流量進(jìn)一步增大,由 變頻供水控制器控制,自動啟動一臺工頻泵投入,該工頻泵 提供的流量是恒定的(工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量),其余各并聯(lián)工 頻泵按相同的原理投入。 (2)在多泵并聯(lián)變頻(frequency conversion)恒壓變量的供水情況下,當(dāng)用水流量下降 ,變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降(變頻器供電頻率下降);當(dāng)頻率下降 到零流量的時候,變頻供水控制器(Controller)發(fā)出一個指令,自動關(guān)閉一 臺工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動投入或超 出時的沖擊(水力的或電流(Electron flow)的沖擊)。在投入時,變頻泵的轉(zhuǎn)速 自動下降,然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求。在超出時, 變頻泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)自動上升,然后慢慢下降以滿足恒壓供水的 要求。上述頻率自動上升,下降由供水變頻控制器控制。 (3)恒壓變量循環(huán)狀啟動并先開先停的工作模式。無負(fù)壓供水設(shè)備是一種理想的節(jié)能供水設(shè)備,它是一種能直接與自來水管網(wǎng)連接,對自來水管網(wǎng)不會產(chǎn)生任何副作用的二次給水設(shè)備,在市政管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上直接疊壓供水,節(jié)約能源,并且還具有全封閉、無污染、占地量小、安裝快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。在這種供水模式中,當(dāng)供水流量少于變頻(frequency conversion)泵 在恒壓工頻下的流量時,由變頻泵自動調(diào)速供水,當(dāng)用水流 量增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速 ,由變頻供水控制器控制把該臺水泵(water pump)切換到由工頻電網(wǎng)直接 供電(不通過變頻器(Variable-frequency Drive)供電)。變頻器則另外啟動一臺并聯(lián)泵投入 工作。隨用水流量增大,其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方式軟 啟動投入。這就是循環(huán)軟啟動投入方式。當(dāng)用水流量減少,各并聯(lián)工頻泵按次序關(guān)泵超出,并泵超出的順序按先投入先關(guān)泵超出的原則由變頻控制器單板計算機(jī)控制。 4、變頻調(diào)速給水的工作原理 按變頻器(Variable-frequency Drive)工作原理,微機(jī)設(shè)定給水泵工作壓力,既用戶(user)用水壓力。無負(fù)壓供水設(shè)備是一種理想的節(jié)能供水設(shè)備,它是一種能直接與自來水管網(wǎng)連接,對自來水管網(wǎng)不會產(chǎn)生任何副作用的二次給水設(shè)備,在市政管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上直接疊壓供水,節(jié)約能源,并且還具有全封閉、無污染、占地量小、安裝快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。生活給水時,設(shè)備運(yùn)行在低壓變頻狀態(tài),有變頻器時刻監(jiān)控管網(wǎng)壓力,對反饋值和設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算和比較計算,若管網(wǎng)壓力高于用戶所需壓力(設(shè)定壓力)則自動減少輸出(Output)頻率,從而使泵的轉(zhuǎn)速減少,出水量減少。若管網(wǎng)壓力低于用戶所需壓力(設(shè)定壓力)則自動增加輸出頻率,從而是泵的轉(zhuǎn)速增加,出水量增加,當(dāng)一臺泵運(yùn)行滿足不了用戶需要時,其他各臺泵自動投入,以保證用戶的使用壓力。當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力升高到達(dá)與用戶使用壓力時候,變頻器經(jīng)過一段延時后便降低轉(zhuǎn)速直到停機(jī)。只有當(dāng)壓力降到某一設(shè)定壓力值時,變頻器才重新開始工作。變頻泵組的工作知識滿足擁護(hù)的用水壓力與管網(wǎng)壓力之差。大大節(jié)約了電能。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓低于一個大氣壓時,安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓消除器自動打開,使氣體進(jìn)入流量調(diào)節(jié)器內(nèi),消除負(fù)壓。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力升高時,又可以將多余的氣體排除流量調(diào)節(jié)器外,使流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水,以備下次用水高峰期時使用。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水后,安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓消除器自動關(guān)閉,防止溢流。 總之,“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”與普通加壓泵站給水系統(tǒng)基本上是一樣的,只是在“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”中增加了一套控制微機(jī)和變頻器(Variable-frequency Drive),指揮“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”在運(yùn)行過程中根據(jù)生活(生活)用水系統(tǒng)對水量、水壓的實際變化要求(即給水系統(tǒng)用水量的大、小和壓力的高、低變化)進(jìn)行工作,即指揮控制“變頻器”調(diào)節(jié)電動機(jī)的供電(powered by)頻率、使電動機(jī)帶動水泵不按“水泵特性曲線”運(yùn)行,而按給水系統(tǒng)實際用水量的大、小和壓力高、低變化參數(shù)進(jìn)行變壓、變流量供水,以滿足生活給水系統(tǒng)的用水要求。變頻供水設(shè)備由變頻控制柜、無負(fù)壓裝置,自動化控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、水泵機(jī)組、穩(wěn)壓補(bǔ)償器、負(fù)壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統(tǒng)等組成。 |