图2-3 1#和2#机组工作过程流程图
2.2变频调速的基本调速调速原理
水泵机组应用变频调速技术。即通过改变电动机定子电源效率来改变电动机转速可以相应的改变水泵转速及工况,使其流量与扬程适应管网用水量的变化,保持管网最不利点压力恒定,达到节能效果。
如图2.4所示,n为水泵特性曲线,A管路特性曲线,H0为管网末端的服务压力,H1为泵出口压力。当用水量达到最大Qmax时,水泵全速运转,出口阀门全开,达到了满负荷运行,水泵的特性n0和用水管特性曲线A0汇交于b点,此时,水泵输出口压力为H,末端服务压力刚好为H0.当用水量从Qmax减少到Q1的过程中,采用不同的控制方案,其水泵的能耗也不同。
图2-4节能分析曲线图
(1)水泵全速运转,靠关小泵出口阀门来控制;此时,管路阻力特性曲线变陡(A2),水泵的工况点由b点上滑到c点,而管路所需的扬程将由b点滑到d点,这样c点和d点扬程的差值即为全速水泵的能量浪费。
(2)水泵变速运转,靠泵的出口压力恒定来控制;此时,当用水量由Qmax下降时,控制系统降低水泵转速来改变其特性。但由于采用泵出口压力恒量方式工作。所以其工况点是在H上平移。在水量到达Q1时,相应的水泵特性趋向为nx。而管路的特性曲线将向上平移到A1,两线交点e即为此时的工况点,这样,在水量减少到Q1时,将导致管网不利点水压升高到H0﹥H1,则H1即为水泵的能量浪费。
(3)水泵变速运转,靠管网取不利点压力恒定来控制;此时,当用水量由Qmax下降到Q1时,水泵降低转速,水泵的特性曲线n1,其工况点为d点,正好落在管网特性曲线A0上,这样可以使水泵的工作点式中沿着A0滑动,管网的服务压力H0恒定不变,其扬程与系统阻力相适应,没有能量的浪费。此方案与泵出口恒压松散水相比,其能耗下降了h1.
根据水泵相似原理:Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=(n1/n2)*2
P1/P2=(n1/n2)*3
式中,Q、H、P、n分别为泵流量、压力、轴功率和转速。即通过控制转速可以减少轴功率。根据以上分析表明,选择供水管网最不利点允许的最低压力为控制参数,通过压力传感器以获得压力信号,组成闭环压力自控调速系统,以使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配,使调速技术和自控技术相结合,达到最佳节能效果。此外,最不利点的控制压力还保证了用户水压的稳定,无论管路特性等因素发生变化,最不利点的水压是恒定