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森蘭變頻器用於恒液位供水

發布時間:2020-06-15 20:09瀏覽次數:278

一、現場情況

某工礦地處遠離城市的山區中,不可能使用市政的自來水管網,那就自建一個小型的供水係統。一般的情況是,在靠近河邊建一個取水站,將河水抽到半山腰的水處理站,經過沉澱、加氯消毒後,再由水泵送到山頂的高位水池,利用山頂與用戶之間的高差實現自流供水。本例用戶的取水站建在山下的河邊上,離半山腰的水處理站直線距離在800米以上,取水站有3台揚程110米的30kW水泵,二用一備。取水站無人值守,水處理站有人值班,取水站的水泵的起、停控製也是由水處理站的值班人員擔任。值班人觀察水處理沉澱池的水位,如果沉澱池快要抽滿或抽水量不足時,值班人員就步行1公裏多路程到取水站進行相應的操作。對於沉澱池快要抽滿的情況,有時處理不及時,沉澱池水滿後就流失了較多的水,這不僅浪費電能,也造成水資源損失。水處理站將處理好的水送往高位水池,有2台揚程80米的45kW水泵一用一備,也同樣有高位水池水滿後造成水資源損失和電能的浪費。

二 控製方案

因為存在以上的問題,需要做改造,用戶的要求是:

1. 取水站無人值守;

2. 沉澱池、高位水池水位自動控製;

3. 有一定限度的節能。

考慮到取水站無人值守,選擇啟動設備時著重可靠性,就選用軟啟動器,每台水泵配1台,共3台。沉澱池內設有“高”、“中”、“低”3個水位點,用PLC根據沉澱池水位的高低來決定1台水泵運行或2台水泵運行,還可通過編程控製使3台水泵使用的時間盡量相同。水泵的運行信號、故障信號通過電纜送到水處理站顯示。取水站的抽水水位比水泵安裝位置低2米,水泵初次起動或停止後再起動,都可能形成“真空”而吸不上水,原來的方式是靠人工注水。無人值守後必須自動地完成注水排氣這個過程,其方法是采用間接檢測方式,即檢測水泵電機的運行電流。如果管道有“真空”,則電機近似於空載運行,電流較小;如果管道沒有“真空”,則電機接近滿載運行,電流基本上為額定電流,二者的差值較大。用電流檢測來確定電機或抽水管道有無真空,如有問題,PLC給出報警信號,通知值班人員處理。

圖4 取水站控製係統圖

為節能考慮,水處理站往高位水池送水的水泵用變頻器驅動,選用森蘭SB200係列變頻器。高位水池的水位信號也通過電纜送到水處理站,與變頻器組成一個水位閉環控製係統,適當調節水位閉環控製係統的給定,可有不錯的節能效果。

三 節能效果

高位水池的容積有400m3,如果關閉高位水池出水閥門,45kW水泵工作4小時可將高位水池抽滿,消耗的電能為:

W=45×4COSη=162kWh           (設COSη=0.9)

采用森蘭變頻器後,調節變頻器的頻率在43Hz,水泵調節後揚程H1為水泵設計揚程H的74%,已無較多的富餘揚程,水泵調節後流量Q1為水泵設計流量Q的0.86,45kW水泵工作4.65小時可將高位水池抽滿,所消耗的電能為:

W1=(0.86)3×45×4.65×COSη=119.2kWh      (設COSη=0.9)

抽滿一池水降低電耗42.8kWh。實際上,不可能關閉高位水池出水閥門,一般情況是水泵在向高位水池供水時,也同時給用戶供水。每天的節能可從用戶的用水量估計。流量表上顯示,該用戶每天用水量在800m3左右,按800m3計算,每天節電85.6kWh,年節電85.6×365=31244kWh。

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