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恒压供水系统及其设计选型

2018-11-26 16:21:01 深圳市晟益机电设备有限公司 阅读

常用供水工艺:

水箱/水塔供水:重力供水。

特点:供水压力比例恒定,有储水;

缺点:要建水塔或水箱,面积大,不美观等。

气压供水:管道加压。

特点:灵活,建设快,无污染,改变压力罐,压力来改变供水压力;深圳喷泉水泵

缺点:需要压力罐,投资大,压力变化大,运行效率低,能耗大。

压力水罐供水:潜水泵打水到水罐,加压,进行供水。

深圳变频恒压供水:深圳排污泵

恒压要求:随供用水量等参数变化,保持供水压力不变;恒压供水控制系统构成:变频器,PLC,电控器件。

主要应用场合:高层建筑,居民小区,企事业等用水,工业需要恒压供水,冷却水循环,热力水循环,锅炉补水等。

中央空调系统,自来水厂增压系统,农田灌溉,污水处理,人造喷泉,各种流体恒压控制系统。

水泵机械特性:

水泵供水基本模型及参数:

流量,m3/S;扬程,M;全扬程,M;实际扬程,M;损失扬程,M;管阻;压力。

供水系统特性:

管阻特性:流量越大,扬程越大,曲线1;

扬程特性:流量越大,系统扬程越小,曲线2;

系统工作点:

扬程曲线和管阻曲线的交点,供水工作点,A;

阀门开度100%,转速100%,额定工作点,自然工作点;

供水功率:PG=CPHTQ

Cp为比例常数;深圳恒压供水设备

供水系统的额定功率与面积ODAG成正比。

节能原理:

调节流量:

阀门控制法:泵供水能力不变,改变管阻力来改变供水量;管阻特性随阀门开度改变而改变,扬程特性不变。流量从QA→QB,管阻曲线从2→3,供水功率与面积OEBF正比。

转速控制法:改变泵的扬程来适应用户对流量的要求;

泵转速改变,扬程特性改变,管阻特性不变。

流量从QA→QB,管阻曲线从1→4,供水功率与面积OECH正比。

节能理解:供水功率的比较;

节约的功率与HCBF成正比。

泵的工作效率的比较:

Y=C1(Q/N)-C2(Q/N)

C1、C2为常数。

电动机效率的比较:裕量大,效率和功率低;低频低压,提高效率。

根据水泵流量Q,扬程H,功率P和转速N之间的关系:

Q1/Q2=n1/n2;

H1/H2=(n1/n2)2;

P1/P2=(n1/n2)3

可知:流量Q与转速N的一次方成正比;扬程H与与转速N成平方比;而功率P与转速N成立方比。

若转速下降20%,则轴功率对应下降49%,由此可见,采用变频调速可以大幅降低电机的电耗。

变频调速恒压供水系统:

恒压供水的目的:满足用户对流量的需求。流量为供水系统的基本控制对象;管道供水压力,作为控制流量大小的参变量;利用变频器内部PID调节压力。

多台水泵变频调速时的切换控制:

多台水泵同时供水,多用多开,少用少开:1控1;2控3;2控4;3控5;1控X。

1控X切换过程分析:

电磁过渡过程:发电状态。

定子绕组电动势在不同时刻的计算数据,如下表:

拖动系统制动过程:

自由制动转速,Nt=NMNe^(-T/tM),tM机械时间常数

不同机械tM差别很大,水泵tM≥0.7~1s。

切换注意事项:

一般,电机切换时的转速不低于额定转速的80%;

避免切换冲击电流;

切换接触器触点电流加大,1.5~2.5倍。

水箱水位控制:

水箱水位控制:水面(或液面)的位置限制在一定范围内的控制。

应用场合:水塔供水;锅炉或其他水位或液面控制;

水塔供水:水面(或液面)的位置限制在一定范围内的控制。

当水位低于下限时LL时,启动水泵;当水位高于LH时,停水泵,每次启动都是提供一定容积的水。

水箱水位控制节能分析:

分析依据:

不同转速下,提供相同容积的水作为比较的基础;

转速N1,流量Q1,提供容积V所需时间t1;

转速N2,流量Q2,提供容积V所需时间t2;

那么,V=Q1*t1=Q2*t2

节能举例:

额定转速n1=nN下,以额定流量供容积V所需时间t1=1h,那么消耗电功率为额定功率,消耗的电能为W1=P1*1;

转速下降为n2=0.8nN下,那么供水流量Q2=0.8Q1,供容积V所需时间t2=t1/0.8=1.25h,那么消耗电功率P2=0.8^3*P1=0.512P1,供容积V的水消耗的电能为W2=P2*1.25=0.512P1*1.25=0.64W1

那么,两者比较节能为36%。

中央空调系统构成:

冷冻水循环系统;冷却水循环系统;

水泵的转速只改变流量,与扬程无关。

流量与转速成正比,水泵功率与转速的二次方成正比。

冷冻水循环系统:

压差控制:以压差作为控制依据,保证最高楼层的冷冻水足够的压力。深圳QSP喷泉水泵

温度或温差控制:保证房间的温度。

综合控制:

压差为主,温度为辅;

温度为主,压差为辅

变频恒压供水通常有两种工作模式:

1.变频泵固定工作模式:

投入:当用水量小于一台泵在工频恒压条件下的流量,由一台变频泵调速恒压供水;当用水量增大时,变频泵的转速上升,当变频泵转速上升到工频转速,而用水量进一步增大,由变频供水控制器自动启动一台工频泵投入,该工频泵提供的流量是恒定的(工频转速恒压下的流量),其余各并联工频泵按相同的原理投入。

退出:当用水量下降,变频调速泵的转速下降,当频率下降 到零流量的时候,变频供水控制器发出一个指令,自动关闭一台工频泵使之超出并联供水。为了减少工频泵自动投入或超出时的冲击(水力的或电流的冲击)。在投入时,变频泵的转速 自动下降,然后慢慢上升以满足恒压供水的要求。

2.变频循环软启动工作模式

投入:在这种供水模式中,当供水流量小于变频泵在恒压工频下的流量时,由变频泵自动调速供水,当用水流量增大,变频泵的转速升高,郭鹏学暖通当变频泵的转速升高到工频转速,由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电(不通过变频器供电)变频器则另外启动一台并联泵投入工作。随着用水流量继续增大,其余各并联泵均按上述相同的方式软启动投入。

退出:当用水流量减小,各并联工频泵按次序关泵退出,并且泵退出的顺序按先投入先关泵退出的原则由变频控制器单板计算机控制。

PID控制的基本原理与在恒压供水中的应用:

PID控制算法可以通过计算机软件编制,由于软件系统的灵活性,还可以进行修正和完善,从而使数字PID具有很大的灵活性和适应性。

PID调节是:Proportional(比例),Integral(积分),

Differential(微分)。

PID算法:在连续控制系统中采用的PID控制规律为:




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