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行业应用

306

产品名称: 恒压供水

发布日期: 2016-03-14

点击数: 4399

二维码:

简述: 随着我国经济的高速发展,能源(水、电、油)消耗在企事业单位生产成本中所占的比重越来越高,如何有效地降低企业的生产成本,开发企业的第二利润中心,愈来愈受到企事业的重视。

产品详情

       随着我国经济的高速发展,能源(水、电、油)消耗在企事业单位生产成本中所占的比重越来越高,如何有效地降低企业的生产成本,开发企业的第二利润中心,愈来愈受到企事业的重视。
       根据流体力学原理,水泵的流量与电机转速成正比,压力与电机转速的平方成正比,变频恒压供水设备由水泵、风机类专用型交流变频调速器、PLC可编程控制器、远传压力传感器,PID调节控制器,调节阀门、泵组等构成。根据不同的需要,可采取恒压控制、恒流量控制等多种闭环自动控制方法。水泵采用变频调速技术后,节能效果比传统调压调流方式可节电40%~50%,节约用水约量8%。
 

恒压供水控制水泵设计及控制方法
       恒压供水系统主要组成是变频器、压力传感器(或远传压力表)和循环水泵,而风机水泵类机械性能曲线如图1,其流量与转速成正比,转速-力矩特性为二次方递减力矩,所需要的轴功率与转速的三次方成正比。即:
       q∝n, h∝n2 , p∝n3
       q:流量, h:扬程, p:轴功率, n:转速
       数学关系式为:p=0.163•q•h/ηp(kW)
       其中:p:轴功率,q:流量,h:扬程,ηp: 泵效率

       传统的方法是电机转速恒定不变,使用阀门的开启度(增大或减小管阻)实现流量控制(俗称憋泵),其扬程-流量特性见图2,例如需要额定流量的 100%、80%、40%流量时,使用阀门调节的方法,其工作点对应图中A、B、C点。这样造成供水管网压力不稳,工作效率低、启动电流大、工作噪声大、电能耗量大等特点。
       采用变频调速控制时,设定供水压力,根据用水量的大小,变频器改变输出频率,使电机的运转速度保证供水量,从而使供水系统工作压力维持动态平衡,见图2,其工作点对应A、D、E。而对应的阀门控制和速度控制对应的数学关系如下:
       Pm=q•h/(η/η0) 工作点的轴功率
       PIN(V)=Pm/ηm 阀门控制时消耗的电功率
       PIN(I)=Pm/(η1m•ηINV ) 速度控制时消耗的电功率
       P0=0.163•Q0•H0/η0 额定工作点的轴功率
       这里:ηINV:变频器效率,η1m:变频器拖动对应工作点电机效率,ηm:工频拖动对应工作点电机效率

       例如:电机功率P=15kW,效率η0=0.9,电压U=380V,电流I=29.4A,转速N=1440rpm,极数pole=4;Y132S2-2型水泵,流量Q=107m3/h=1.87m3/min,扬程H=32m,泵效率ηpump=0.65,泵性能曲线如图1,泵的扬程-流量特性曲线如图2,可计算得表1泵的不同工作点与轴功率及表2泵不同工作点消耗电能比较:
◆ 表1 泵不同工作点与轴功率:

工作点

水泵额定值

阀门控制


变频器控制


流量Q

1.87

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0.71m3/min

1。43m3/min

0。71m3/min

转速n

1440rpm

彩83彩票开户 1440rpm

彩83彩票开户 1440rpm

1252rpm

936rpm

扬程h

彩83彩票开户 32

35.5

40

25

彩83彩票开户 16

泵效率ηpump

0。65

0.66

0.48

0。66

0.62

彩83彩票开户 轴功率P

彩83彩票开户 14.3

12.4

9.68

彩83彩票开户 8。72

3

◆ 表2 泵不同工作点消耗电能比较:

控制方式

阀门控制

变频器控制

流量

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0.71m3/min

1.43m3/min

0。71m3/min

消耗电功率

13.8

11。1

10

4

电机效率

0.9

0.88

0。87

0.75

变频器效率



彩83彩票开户 0.95

0.92

        由表1和表2可知,水泵电机消耗的电功率与频率的三次方成正比,在保证压力恒定的情况下, 降低电机的工作频率, 可有明显的节能效果:
◆ 流量为额定流量的80%时,变频控制比阀门控制节能为:13.8/14.3-10.0/14.3=26.6%
◆ 流量为额定流量的40%时,变频控制比阀门控制节能为:11.1/14.3-4.00/14.3=49.6%
        据统计一年中水泵电机负载率在50%以下的时间占总运行时间的50%以上,因此变频控制系统节能效果相当明显。

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