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水泵控制系統中的變頻調速技術

分類:
技術中心
發布時間:
2013/11/13 17:19
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【摘要】:
水泵電力消耗占水廠制水成本的30%--50%,如何降低電耗降低成本是每個水廠致力研究的問題,本文通過具體的實例初步探討如何合理選配水泵,達到節能降耗的目的●! ∫弧⑶把裕骸 ∷檬浅鞘薪o水系統中最主要的耗能設備,根據對多個送水泵房中運行水泵的調查發現,大多數水泵的實際運行揚程小于水泵的銘牌揚程,有的甚至相差30%以上。因此導致了水泵運行效率降低,能源浪費嚴重,電機時常超負荷運行,産生這種現象的原因

  水泵電力消耗占水廠制水成本的30%--50%,如何降低電耗降低成本是每個水廠致力研究的問題,本文通過具體的實例初步探討如何合理選配水泵,達到節能降耗的目的。

  一、前言:

  水泵是城市給水系統中最主要的耗能設備,根據對多個送水泵房中運行水泵的調查發現,大多數水泵的實際運行揚程小于水泵的銘牌揚程,有的甚至相差30%以上。因此導致了水泵運行效率降低,能源浪費嚴重,電機時常超負荷運行,産生這種現象的原因除市政基礎設施應具有超前性、水量預測偏大以外,選泵方法不合理、水泵搭配不當也是重要原因之一。

  目前給水管網大都爲無水塔直供管網,現有規範規定按最高日最高時流量來計算揚程選泵,而在最高時以外的絕大多數工況下,其所需揚程低于最高時計算揚程。而當最高時工況下的水泵工作點在高效區時,則水泵在平時大部分時間工況點將會移至高效區之外,從而水泵運行效率較低,造成能量的浪費。改進的方法是選擇水泵時,其揚程依據主要應以平均時用水量來計算揚程,水泵台數不宜太少且應不同型號的水泵相互搭配。

  本文將通過實例來探討如何恰當選用水泵降低能耗以適應城市用水量變化的需求。

  二、實例:

  某一水廠原設計供水能力10萬M3/日,送水泵房選用5台單級雙吸中開式離心泵,分別爲600S-75AT水泵3台,水泵揚程58M,流量3000M3/h,配用電機功率630KW;350S-75B水泵2台,水泵揚程55M,流量1080M3/h,水泵效率78%,配用電機功率220KW;目前城市實際需水量在2.6---3.6萬M3/日之間,小時流量在1600M3/h--3000M3/h之間,水泵出口壓力在0.4MPa左右,時流量在2000M3/h左右全年有8個月時間。

  1、存在问题:由于原设计水量偏大,目前平时一般是开1台小的水泵即350S-75B即可满足需求,由于原设计水泵扬程偏高,实际需求扬程较低(出厂压力0.40MPa),当水泵出口阀门全部打开管网压力低时,水泵小时流量可达到1600M3/h,产生气蚀现象,水泵效率严重偏离高效区,并且电机超负荷运行,电机发热,极易发生烧坏电机现象。当需水量达到1700--2000M3/h时,就必须开2台小的350S-75B水泵,这时2台水泵全部要关小出口阀门的办法来进行流量调节,以满足管网压力需求,这时2台水泵效率极低,大量的能量消耗在阀门上,并且阀门损坏严重。   2、解决问题的办法:首先我们对350S-75B进行改造,在不更换原有电机的前提下,重新选用1台KBS300-435AT水泵扬程43M,流量1577M3/h,水泵效率86.5%,这样平时开1台水泵即可满足用水需求,并且水泵也能运行在高效区;再次对原来大的600S-75AT水泵进行改造(此水泵没有安装配套电机),更换1台KBS400-500水泵扬程42M,流量2980M3/h,水泵效率85%,配用电机450KW,并且在此机组上安装变频调速装置,以适应各种用水量变化的需求,通过以上改造,完全可以适应今后3--5年内城市用水变化的需求。

  3、能量消耗計算:

  依据供水水量的不同,在扬程40M的条件下,根据水泵的性能曲线,电机效率按92%计算,按照公式W=QH/102η(KWh)分别计算改造前后水泵的单耗,计算结果见表,从表中可以看出改造前后的效果。   式中Q——泵站出水量(L/s);   H——水泵的实际运行扬程(M);   η——水泵综合效率,η=η1?η2   η1——水泵运行效率;   η2——水泵电机效率;   四、结论   根据以上计算分析结果,提出如下合理选择水泵的原则:

  1、目前我國絕大多數城鎮供水管網均不設水塔,由泵站直接供應滿足用戶用水需求,爲了適應不同用水量的需求,選用水泵台數不宜太少,且應大小型號水泵合理搭配,實行階梯式供水,以保證城市用水需求。

  2、采用大小型號水泵搭配,小型號水泵流量應爲大泵流量的40%~60%,太小或太大都會使水泵不同組合間的水量階梯不均勻,從而降低水泵運行效率。

  3、在可能的情況下對電機盡量采用調速裝置,並且調速裝置應安裝在較大的機組上,調速的範圍應控制在60%--100%之間。