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4、通过转速来实现流量调节
改变转速时,压力特性曲线随之改变,当管网阻力不变时,其特性曲线如下图所示。
改变水泵转速的特性曲线
当水泵的转速定为n1、n2、n3时,每个转速都对应其相应的压力特性曲线,在管网阻力R不变的情况下,工况点随之改变为M1、M2,其对应的流量变为Q1、Q2。
采用变频器即可在管网阻力不变的情况下调节流量。
5、流量一定,定速与调速的比较
当供水泵的额定转速为n1,出口门全开管网压力为R1,额定流量为Q1时,通过调节阀门改变管网压力和变频调节转速两种方式,同样将输出流量改变为Q2,其运行工况的差异如下图所示。
从图中可以看出,在输出流量相同情况下,用阀门调节的工况点是M3,运行时压力为Hf(高)。用变频调节的工况点是M2,运行时压为H2(低)。
6、耗能一定,阀门调节和变频调速的差异:
由上分析可见,调节阀门与调节转速的最大差异在于压力,两种运行方式水泵消耗的轴功率差异为:ΔP=Q×ΔH/100η1η2
其中Q为流量,ΔH为两种方式所产生泵出口压力差,Η1为电机效率,η2为水泵效率。
7、水泵类负载与转速的关系
水泵出口流量与转速的一次方成正比,出口压力与转速的二次方成正比,而轴功率与转速的三次方成正比。
由此可见,在较低转速下输送同样流量可节约大量电能。
五、供水泵变频改造方案
增加两台变频柜,在控制室墙上安装独立操作箱,箱体面板设触摸屏,通过通讯方式与两台变频器和PLC相连,可对变频器进行远方操作和监视。液晶屏可实现变频器的启停、频率调整、以及变频器输出端电流、频率及状态的监视。
六、改造后的试运行及节能分析
1)两台泵并列运行的工变频对比
从上可见,在较宽泛的流量变化范围内,水泵均可变频运行,在流量750M3以下的范围内,水泵可以单台变频运行;在流量890M3以下的范围内,水泵可以两台并列变频运行。通过变频运行,产生了较大的节能空间。变频改造前,在单台泵通过阀门调节的情况下,在流量550M3情况下,电机电流已达额定值,如果此时增加阀门开度,电机就会迅速超电流;两台泵并列工频运行时,单纯通过阀门调节,在母管流量达到800M3时电机电流已达额定值。但变频试运经验证明,当变频运行时,出口门全开,母管流量达760M3时电机侧电流才达额定值,该流量已经与两台工频泵并列额定运行的流量相近。通过采用变频装置可实现25-40%的节能效益。
七、总体评价
通过对四水厂两台升压泵实施变频改造,首先从技术角度提供了节能的手段;同时通过合理调度,低电价时段多补水,高电价时段不补或少补水,将可实现在保证管路安全情况下,不但连续变频供水而且高效节能,经济效益将十分可观。
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