采用恒壓變頻無塔供水設(shè)備技術(shù)點
采用恒壓變頻無塔供水設(shè)備技術(shù)點
為改進(jìn)出產(chǎn)環(huán)境，某公司出資清洗水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬頓的供水體系，別離建設(shè)了抽水泵體系、加壓泵體系和高位水池。依據(jù)公司用水需要特色，從抽水泵體系過來的水一部分直接供應(yīng)中贏供水部分，一部分則需經(jīng)過加壓泵輸送到高位水池，而供應(yīng)中贏供水部分的水壓與供應(yīng)高位水池的水壓相差較大。一起高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里，高位水池的液位凹凸和加壓泵體系的描繪以及怎么與抽水泵體系“聯(lián)動”也是較難處理的。
鑒于以上特點，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟實用角度綜合考慮，我們設(shè)計了用PLC恒壓變頻控制柜與變頻器恒壓變頻無塔供水設(shè)備相結(jié)合的自動恒壓恒壓變頻控制柜供水系統(tǒng)，同時通過主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟地實現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動”的恒壓變頻控制柜目的。
變頻無塔供水設(shè)備系統(tǒng)方案
系統(tǒng)主要由西門子公司的PLC恒壓變頻控制柜器、ABB公司的變頻器、軟啟動器、無負(fù)壓水泵電機保護(hù)器、數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成
變頻無塔供水設(shè)備抽水泵系統(tǒng)
整個抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵無負(fù)壓水泵電機四臺，90KW深井泵無負(fù)壓水泵電機兩臺，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺無負(fù)壓水泵電機均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺150KW和一臺90KW的軟起動150KW和90KW的無負(fù)壓水泵電機。當(dāng)變頻器工作在50HZ，供水設(shè)備管道壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時，軟起動器便自動起動一臺無負(fù)壓水泵電機投入到工頻運行，當(dāng)壓力達(dá)到高限時，自動停掉工頻運行無負(fù)壓水泵電機。
變頻無塔供水設(shè)備系統(tǒng)為每臺無負(fù)壓水泵電機配備無負(fù)壓水泵電機保護(hù)器，是因為無負(fù)壓水泵電機功率較大，在變頻器的恒壓變頻控制柜下穩(wěn)定運行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運行也在變頻器的恒壓變頻控制柜下穩(wěn)定運行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運行也不能保證供水設(shè)備管道的壓和穩(wěn)定時，恒壓變頻控制柜器的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時被 PLC檢測到，PLC自動將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運行，以保持壓力的連續(xù)性，同時將一臺備用的泵用變頻器起動后投入運行，以加大供水設(shè)備管道的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺泵運轉(zhuǎn)仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運行，而將另一臺備用泵投入變頻運行。當(dāng)用水量減少時，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在較低速信號有效，這時壓力上限信號如仍出現(xiàn)，PLC首先將工頻運行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個信號仍存在時，PLC再停掉一臺工頻運行的無負(fù)壓水泵電機，直到末后一臺泵用主頻器恒壓供水。另外，恒壓變頻控制柜系統(tǒng)設(shè)計六臺泵為兩組，每臺泵的無負(fù)壓水泵電機累計運行時間可顯示，24小時輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運行時間，確保了泵的可靠壽命。
變頻無塔供水設(shè)備半自動運行
當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，自動恒壓變頻控制柜系統(tǒng)失靈，這時候系統(tǒng)工作處于半自動狀態(tài)，即一臺泵具有變頻自動恒壓恒壓變頻控制柜功能，當(dāng)用水量不夠時，可手動投入另外一臺或幾臺工頻泵運行。
手動
當(dāng)壓力傳感器故障或變頻器故障時，為確保用水，六臺泵可分別以手動工頻方式運行。
變頻無塔供水設(shè)備實施效果
實際運行證明本恒壓變頻控制柜系統(tǒng)構(gòu)成了多臺深井泵的自動恒壓變頻控制柜的較經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，在軟件設(shè)計中充分考虎變頻與工頻在切換時的瞬間壓力與電流沖擊，每臺泵均采用軟起動是解決該問題關(guān)鍵。變頻器工作的上下限頻率及數(shù)字PID恒壓變頻控制柜的上下限恒壓變頻控制柜點的設(shè)定對系統(tǒng)的誤差范圍也有不可忽視的作用。
采用變頻變頻無塔供水設(shè)備，消除了主供水設(shè)備管道壓力波動，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主供水設(shè)備管道及其閥門的使用壽命。
采用變頻變頻無塔供水設(shè)備，消除了主供水設(shè)備管道壓力波動，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主供水設(shè)備管道及其閥門的使用壽命。
用穩(wěn)壓減壓閥經(jīng)濟地解決了不同用水壓力的問題。
拓寬運用變頻恒壓恒壓變頻控制柜原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵房的遠(yuǎn)程通訊總是并達(dá)到異地連鎖恒壓變頻控制柜的目的。
在抽水泵房設(shè)置連續(xù)液位顯示，并將信號傳與PLC，防止泵缺水燒壞無負(fù)壓水泵電機，設(shè)定的取水位置，確保水的質(zhì)量。
過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、無負(fù)壓水泵電機空轉(zhuǎn)等情況下為確保無負(fù)壓水泵電機的良好使用條件，達(dá)到延長無負(fù)壓水泵電機的使用壽命的目的。
變頻無塔供水設(shè)備系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進(jìn)行高低位報警，同時通過PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控，同時也保護(hù)無負(fù)壓水泵電機制正常運轉(zhuǎn)工況。
變頻無塔供水設(shè)備系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。
不同壓力供水需求的解決
為穩(wěn)定可靠地滿足公司內(nèi)部分區(qū)域供水太力（0.4~0.45Mpa）低于主供水設(shè)備管道水壓力（0.8~0.9Mpa）的要求，配備穩(wěn)壓減壓閥來調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為0.1~0.8Mpa。
變頻無塔供水設(shè)備加壓泵系統(tǒng)
由于抽水泵房距離高位水池較遠(yuǎn)，直接供水到高位水池抽水泵的揚程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺（一用一備）無負(fù)壓水泵電機功率為75KW，揚程36米。該加壓泵的恒壓變頻控制柜系統(tǒng)需考慮以下條件：
（1）若高位水池水位低和主管有水，則打開進(jìn)水電動蝶閥和起動加壓泵向高位水池供水；
（2）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報警信號并關(guān)閉加壓泵和進(jìn)水電動蝶閥；
（3）若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水， 須開啟出水電動蝶閥由高位水池向主管補充不。
像抽水泵一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎悠骱蜔o負(fù)壓水泵電機保護(hù)器，確保加壓泵長期可靠地運轉(zhuǎn)，同時配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)顯儀和缺水傳感器。
為保證整個主水供水設(shè)備管道的恒壓供不，當(dāng)高位水池滿且主水管有水時，加壓泵停止，此時主管壓力將“憋壓”， 終導(dǎo)致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的恒壓變頻控制柜系統(tǒng)檢測到此壓力進(jìn)行恒壓變頻恒壓變頻控制柜，進(jìn)而達(dá)到整個主供水設(shè)備管道的恒壓供水，這是整個恒壓變頻控制柜系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。
變頻無塔供水設(shè)備系統(tǒng)實現(xiàn)功能
自動平穩(wěn)切換，恒壓恒壓變頻控制柜
主水供水設(shè)備管道壓力傳感器的壓力信號4~20mA送給數(shù)字PID恒壓變頻控制柜器，恒壓變頻控制柜器根據(jù)壓力設(shè)定值與實際檢測值進(jìn)行PID運算，并給出信號直接恒壓變頻控制柜變頻器的轉(zhuǎn)速以使供水設(shè)備管道的壓力穩(wěn)定。當(dāng)用水量不是很大時，一臺泵在
無負(fù)壓水泵電機既有無負(fù)壓水泵電機保護(hù)器，又有軟起動器，克服了起動時的大電流沖擊，相對延長了無負(fù)壓水泵電機制使用壽命。
由于采用PLC恒壓變頻控制柜的壓力自動恒壓變頻控制柜，可以實現(xiàn)無人遠(yuǎn)程操作，系統(tǒng)的PLC預(yù)留有RS485接口，可與公司總調(diào)度室計算機網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)如圖所示的人機恒壓變頻控制柜系統(tǒng)：
由于系統(tǒng)采用閉環(huán)恒壓恒壓變頻控制柜，無負(fù)壓水泵電機在滿足主水很容易網(wǎng)的壓力的前提下，節(jié)能效果顯著，年節(jié)電61萬度，折合為人民幣36萬元。
通過采用變頻器恒壓變頻控制柜，可在不同季節(jié)、節(jié)假日、日夜及上下班等全面調(diào)控水量，按日節(jié)水100噸計，則年可節(jié)水36500噸。
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