自来水供水中水泵变频调速技术分析.pdf

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1、至Q堕篁簋!g翅f望差212期j逗亘建堑擅王撞壅自来水供水中水泵变频调速技术分析●藏博●河北省秦皇岛市自来水有限公司，河北秦皇岛066000摘要：水泵对自来水供水系统来讲具有重要作用，为提高供水可靠性，需要根据给水系统最不利工况下流量、扬程等来确定水泵类型。但是就管网实际运行状态来看，高峰用水量多但是持续时间段，大部分时间用水量小于最不利工况流量，这样就导致大部分时间下设备均处于部分负荷状态，必须要对其运行状态进行科学调节。变频调速技术的应用，不仅可以满足自来水给水需求，同时还能够达到节能效果．具有广阔的应用前景，本文对此进行了简单分析。关键词：自来永给水系统变频调速变频调速技术现在已经被广泛

2、的应用到多个领域中，并且取得了良好的效果，具有明显的节能优势，以及满足自动化控制要求。想要将变频调速技术有效应用到自来水给水系统中，就需要确定变频调速原理，确定技术应用方向与要点，并对常见问题进行分析，保证应用方案编制结果具有较高可行性，取得最佳应用效果。1变频调速运行原理变频调速供水系统水泵运行一般均是利用鼠笼式异步电动机驱动，并且电机与水泵两者保持一体，然后变频器可以调节异步电动机转速，满足水泵运行工况的调节控制。即变频调速对自来水供水系统水泵的控制，即对异步电动机转速的控制，可通过改变定子供电频率来实现。其转速公式为：n=60f(1一S)／P，其中f表示异步电机定子电源频率；S表示异步电

3、机转差率；n表示异步电机转子转速；P表示异步电机极对数⋯。当P固定不变时，异步电机转子转速会与定子电源频率呈正相关，因此可以通过对异步电动机电源频率的控制，达到电机同步转速连续调节目的，有效控制转子转速。变频调速技术在自来水供水水泵运行管理中的应用，即利用系统内安装的压力传感器，对压力信号进行有效检测，并将其与设定信号对比，由控制器对变频器调节输出频率。即实测信号大于设定值时，降低变频器输出频率，减小水泵转速；实测信号小于设定值时，提高变频器输出频率，增加水泵转速。2变频调速供水现存不足虽然变频调速技术现在已经得到了广泛应用，但是就自来水供水系统建设与运营现状来看，此方面应用还存在一定不足，如

4、控制技术水平低、设备老旧、自动化水平低等。现在存在很多自来水厂因为专业思想意识不足，各项专项技术投入不足，供水加压泵站设计不当，水泵调速控制不科学，不仅不能满足实际供水需求，还会产生大量的能源损耗。就现状来看，离心泵与泵站运行过程中常见问题主要包括以下几个方面：第一，水泵实际工况与设计工况差异较大，运行效率降低，产生更多能源损耗。第二，离心泵转速变化，应用相似律对水泵效率进行计算时，存在较大偏差，再加上很多设计人员过分重视经验，导致供水加压系统实际运行存在问题。第三，水泵并联供水系统内，调速控制不科学，导致水泵出水流量受阻，运行振动加剧，产生较大噪声，同时还伴随着汽蚀、污染等问题，严重缩短了水

5、泵服务年限，且出现故障的概率增加。第四，变频器价格普遍比较高，再加上国内变频调速技术水平较低，水泵组并联运行供水，其中大部分泵站采用单变频调速运行方式旧J。即一台水泵转速可调节，其他水泵维持工频运行或者单变频调速运行方式，很大程度上对水泵调速范围产生了限制，仅仅能够在部分流量段维持高效作业状态。3变频调速供水优化措施3．1变频器选择(1)Q—H特性曲线。水泵运行特性曲线形状众多，按照Q—H特性曲线可以划分为单调下降型、驼峰型以及平坦型三种形式。其中，单调下降型特性曲线，当Q=o时，水泵扬程最大，并且在流量增加时扬程逐渐降低，变化比较明显，为一种稳定性比较高的特性曲线”I。平坦型曲线变化不明显，

6、扬程随流量产生的变化比较小。驼峰型曲线扬程会随着Q的增大在某点为最大值，在达到最大值后，扬程会随着流量的增加而降低。并且扬程大于Q=0扬程部分，每个扬程均对应两个流量，稳定性差。对比三种特性曲线，应尽量不选择驼峰型特性曲线，避免在运行过程中出现稳定性差问题。对于自来水供水系统来讲，不同时间段流量变化差异大，但是系统所需扬程变化不大，应尽量选择平坦以及稳定性高的特性曲线，可以更好的应对流量变化对扬程产生的影响。(2)比转数n。。利用相似定律可以推导出一个表征各种几何相似的泵，工况相似的综合数据，即比转数，可用n。表示，计算公式为：，其中：H表示扬程，单位m，多级泵取值单级扬程；Q表示流量，单位m

7、3／s，双吸泵取值Q／2；n表示转速，单位r／min。ns为水泵相似准则，可以根据运动相似以及几何相似两个方面完成水泵分类，其中几何相似将运动相似作为前提，其特性曲线受几何形状影响L4]。就经验数据分析，比转数较小的水泵，其Q—H特性曲线存在驼峰，比转数较大的混流泵以及轴流泵，随着流量的减小其运行功率会逐渐增大，均不宜用于变频调速供水系统，应尽量选择中、高比转数离心泵。作为供水系统调速泵应用。3．