低压在给水系统中的合理利用

发布时间：2021-11-10 14:42:26

一．天津纪庄子再生水厂居民区泵房供水现状：

天津纪庄子再生水厂居民区送水泵设计日供水能力为3万吨/日，主要为梅江居住区居民用户提供生活杂用水，小区景体补水，园林绿化及水厂生产用冷却水、循环水。居民区送水泵房采用的设备类型为中开双吸给水泵，其中4台型号HV200-150-400/4P-55KW 卧式泵（2台采用变频控制，2台为定速控制，功率为55KW），2台型号为ESV-80-50-200/2P-18.5KW立式泵（1台为变频器控制，1 台为定速控制，功率为18.5KW）。对外供水系统为恒压供水：由于众多用户不同时刻用水需求不同，供水系统中供水量为实时变化，为保证用户恒压用水需求，就需要变频泵与运行，通过变频器调整电动机频率，改变电动机转速，从而调整送水量，得以维持管网恒压，（即用户用水量瞬间增大，管网压力出现减小趋势，变频器频率增加，电机转速加快，送水泵出水量增加，使管网压力重新回到设定值。反之亦然。）这样能保证所有用户正常用水。

二．低压变频器调速技术原理：

（一）调速就是在同一负载下能得到不同的转速，以满足生产过程的要求。在讨论变频器调速时，首先研究公式：
       n = (1- s ) n0 = (1- s ) 60 f1 / p (1)
       其中： n : 电动机的转速
       n0: 电动机的同步转速
       s : 电动机的转差率
       p: 电动机绕组的极对数
       通过公式（1）表明，改变电动机的转速有三种可能：
       a. 变极调速
       b. 变频调速
       c. 变转差率调速

（二）变频调速技术

近年来变频调速技术发展很快，目前主要采用如下图所示：

变频器是由可控硅整流器和可控硅逆变器组成。整流器先将50HZ的交流电变换为直流电，再由逆变器变换为频率可调、电压有效值也可调的三相交流电，供给异步电动机。由此可得到电动机的无级调速，并具有硬的机械特性。

三．变频器的合理节能利用

（一）送水变频泵流量与转速、频率的关系：
       Q1 = ( n1 / n) Q (2)
       其中： n : 泵的额定转速
       Q ：泵的额定流量
       n1 : 泵在低于额定转速下的某一速度
       Q1：与转速n1对应的出水流量
       根据 n = 60f1 (1- s ) / p (3)
       可得 Q1 = ( f / f1 ) Q (4)
       其中：f 1 :电源的频率（50HZ）
       f ：与电动机某一转速 n1对应的频率

（二）送水变频泵功率与转速、频率的关系
       N1 = （n1 / n）3 N (5)
       其中：N：泵的额定功率
       N1：与转速 n1对应的功率
       根据公式（3）与公式（5）可得到功率与频率之间的关系：
       N1 = （n1 / n）3 N = (f / f1 )3 N (6)

（三）送水泵扬程与转速、频率的关系：
       H1 = (n1 / n )2 H (7)
       其中：H：泵的额定扬程
       H1：与n1对应的扬程
       通过公式（3）与公式（7）可得出：
       H1 = (f / f1 )2 H (8)

（四）使用变频器达到节能目的的结论与措施：
（1）实际运行过程中我们使用小变频泵（18.5KW），在流量为0m3/h~80 m3/h时，对应的频率变化在25HZ~43HZ之间，根据公式（6），理论计算小变频泵的功率变化在2.3~11.76KW之间；而使用大变频泵（55KW），在流量为 0m3/h~80 m3/h时，对应的频率在30HZ~34HZ之间，根据公式（6）计算，大变频泵的最小功率消耗不低于11.88KW。由此可见，当外网需水量为小流量时（如冬季或夜间恒压供水时），我们可运行小变频泵，降低电网消耗。

（2）通过公式（6）与（8）我们可得到送水变频泵功率与扬程的关系：
       N1 / N = （f / f1）3 (9)
       H1 / H = (f / f1 )2 (10)
       N1 /N = (H1 / H )3/2 (11)
由公式（11）可以看出，当扬程降低时，即管网恒压值降低时，变频器的功率消耗也会降低，当我们的供水用户同时用水概率教低时，特别是在夜间，我们可以将管网恒压值设定的适当低一些，会降低变频泵的能量损耗。