概述
一般水厂供水,多为根据用水量调节开停泵数量,压力偏小时加泵,压力偏高时减泵。传统的控制方式为人工手动控制,存在着如下缺点: 操作方式落后,人为因素很大;
管理方式落后,无法建立严格的科学管理体制;
设备运行不合理,维修量大,使用寿命短;
能耗高、机械磨损大,生产成本高;
系统结构
系统采用一台变频器控制多台水泵以循环工作的方式,中心控制器为PLC可编程控制器,以设定压力和反馈压力为控制目标,以PID为控制算法组成闭环控制系统。以降压启动柜或软启动器作为工频运行回路或独立的后备系统。实时采集水网参数、电网参数、电机温度、设备运行状态,达到优化运行、可靠保护、确保供水、节约电耗。
控制方式
以清水池水位,出口总管网水压为控制目标,以供水时间、季节为参考值,合理组合开泵台数,减少开停泵次数,达到稳定水压、节电供水之目的。
1、通过调节开、停泵组数量和变频调速泵的转速,达到调节管网水压目的,稳定供水压力。
2、调节精度:-0.01Mpa~+0.01Mpa。
3、以管网水压为控制目标,达到高效节能供水。
4、以24小时为周期,根据用水量不同可上分段设定供水压力,PLC依据设定值自动运行。
时间 设定压力
5:00---8:30 0.6MPa
11:00---13:00 0.6MPa
17:00---23:00 0.6MPa
8:30---11:00 0.5MPa
13:00---17:00 0.5MPa
23:00---5:00 0.42MPa 5、水泵机组均为软启动工作。
6、以“先入先出”为准则,对水泵进行优化组合,循环投切。 通过对变频机组负荷的实时计算,确定各泵的开、停时间,使各泵在高效区段工作并磨损均匀。
7、阀门自动控制。、工作程序为:
开泵----检测泵出口水压----压力达到设定值时开阀----检测阀门开尽限位。
关阀----检测阀门关尽限位----停泵。
8、通过PLC精确控制,使泵组的变、工频运行实现无扰动切换。并保证各泵的磨损均匀,
9、通过对供水量的计算,限制泵组在临界状态的频繁起停。
10、每台泵组后备手动软起控制功能,确保故障的情况下不间断供水。
11水压异常报警,低水池水位过低自动停机,用水量极小时自动停机。
12、软启动,减少了单泵启动电流、冲击和水泵机械磨损,延长设备的使用寿命。
13、PLC与上位监控站连网功能。
14、自动运行,远程运行,手动运行。手动运行为最高优先权。
15、 监测所有设备的相关参数:电机电压、电流、温 度、运行时间、运行状态、出口水压、阀门 状态、阀门故障、水池水位、管网水压、水质参数。 中心控制室进行网络通讯,协调生产
16、 对排污泵进行实时监控和自动控制。
技术经济指标分析
一、对于水泵其扬程(H)、流 量(Q)、转速(N)和轴功率(P)之间存在如下关系: Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
可以看出,水泵出口流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,消耗的轴功率与转速的三次方成正比。对水泵进行调速运行,不仅对供水流量与压力进行调节,而且有着非常明显的节能效果。
当变频泵运行45Hz时。比工频运转节电27%。
P(45)/p(50)=(45/50)3=73%
二、应用变频调速可以根据用水需求量对水泵流量进行无级调整,减少开停工频泵的次数,减少对电网及水泵机械的冲击,延长设备的使用寿命,大大减少爆管的危险性,减少工程维修费用和跑水的浪费,间接节约了成本。
三、根据我们在众多水厂施工的经验和运行数据分析,一般每天可分为三个档次的压力供水,其直接节电率在10%以上。考虑减少维修费用,延长设备使用寿命,提高管理水平和自动化监控能力等间接节能效率,总节能率可达18%以上。一年半内可收回投资成本。
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