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双泵恒压供水是高楼二次供水设备实现增压供水的一种常见方式

发布日期:2024-06-05浏览次数:1

双泵恒压供水是高楼二次供水设备实现增压供水的一种常见方式


    双泵恒压供水是高楼二次供水设备实行供水的一种方式。它是保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。

一、变频调速恒压供水的特点及分析
    用户用水量一般是动态的,因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,即用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。

    变频调速恒压供水系统对于用户是非常重要的。在生产生活供水时,若自来水供水因故压力不足或短时断水,可能影响生活质量,严重时会影响生存安全,如发生火灾时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以,用水区域采用正艺恒压供水系统,能产生较大的经济效益和社会效益。

    随着电力技术的发展,变频调速技术的日臻完善,以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,终达到高效率的运行目的。

二、变频调速恒压供水的变频应用方式
    通常在同一路供水系统中,设置多台常用泵,供水量大时多台泵全开,供水量小时开一台或两台。在采用变频调速进行恒压供水时,就用两种方式,其一是所有水泵配用一台变频器;其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号,通过PID运算自动调整变频器输出频率,改变电动机转速,最终达到管网恒压的目的,就一个闭环回路,较简单,但成本高。前种方法成本低,性能不比后种差,但控制程序较复杂,是未来的发展方向,比如上海正艺信息科技的恒压供水控制系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

三、变频调速恒压供水PID控制原理
    根据反馈原理:要想维持一个物理量不变或基本不变,就应该引这个物理量与恒值比较,形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定,因此就必须引入水压反馈值与给定值比较,从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统,在压力波动较大时使用模糊控制,以加快响应速度;在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可实现该算法,同时对PLC的编程来实现泵的工频与变频之间的切换。实践证明,使用这种方法是可行的,而且造价也不高。

    要想维持供水网的压力不变,根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件,由于供水系统管道长、管径大,管网的充压都较慢,故系统是一个大滞后系统,不易直接采用PID调节器进行控制,而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

四、变频控制原理
    用变频调速来实现恒压供水,与用调节阀门来实现恒压供水相比,节能效果十分显著(可根据具体情况计算出来)。其优点是:
1、 起动平衡,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;
2、 由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;
3、 可以消除起动和停机时的水锤效应;
    一般地说,当由一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时,可考虑适当减小变频器的容量,但应注意留有足够的容量。

    虽然水泵在低速运行时,电动机的工作电流较小。但是,当用户的用水量变化频繁时,电动机将处于频繁的升、降速状态,而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流,导致电动机过热。因此,电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升,变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的,所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

    在主要功能预置方面,频率应以电动机的额定频率为变频器的工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下,升、降速时间应尽量设定得短一些,以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时,只要在预置时设定PID功能有效,则所设定的升速和降速时间将自动失效。

五、变频调速恒压供水系统特点
1、 节电:优化的节能控制软件,使水泵实现限度地节能运行;
2、 节水:根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象;
3、 运行可靠:由变频器实现泵的软起动,使水泵实现由工频到变频的无冲击切换,防止管网冲击、避免管网压力超限,管道破裂。
4、 联网功能:采用全中文工控组态软件,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。
5、 控制灵活:分段供水,定时供水,手动选择工作方式。
6、 自我保护功能完善:如某台泵出现故障,主动向上位机发出报警信息,同时启动备用泵,以维持供水平衡。万一自控系统出现故障,用户可以直接操作手动系统,以保护供水。

六、变频调速恒压供水应用范围
1、 自来水厂、加压泵房
2、 居民生活区、宾馆及其它建筑
3、 企业生产用水
4、 锅炉循环水系统
5、 农田灌溉系统

同其它供水方式相比较,中赢供水变频恒压供水系统,除了具有显著的节能效果外,还有以下显而易见的优势:
1、恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。
2、由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。
3、水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。消除水锤现象。
4、实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。
    早期的恒压供水系统一般是由PLC或单片机为主,加以复杂的控制设备得以实现。而随着变频器技术的不断发展,功能的不断完善,简单的恒压供水系统不再依赖PLC或单片机控制系统。而仅仅依靠变频器的内置功能即可实现这一控制任务。利用变频器你的PID闭环控制功能,配以压力传感器作为反馈装置,即实现对电机速度控制。从而实现供水压力的恒定。

PID控制原理及相关参数的设置:
1、比例P增益:调节量按误差比例输出,纯比例控制时,误差不会为零。
2、积分I控制:调节量按误差的积分输出,误差为零时,输出恒定。
3、微分D控制,调节量按误差的微分输出,误差突变时,能及时控制。
PID控制:组合三者优势,获得的控制性能。
变频器应用与恒压供水系统的有点包含:减小工程人员的劳动强度、缩短调试时间、减少投资、节省电能、使用户使用更便捷!同时变频器的多种保护功能对电动机起到良好的保护,缩减了设备维护率、提高了经济效益!
变频器恒压供水PID控制,在运行调试方面也尤为重要,尤其是P增益与I积分,需要在不同的阶段观察采样调试!以确保设备运行在最的环境下!




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