供水企业的供水方式与应用变频调速技术的探讨_secret

1、PAGE PAGE 3供水企业的供水方式与应用变频调速技术的探讨在供水企业目前主要采用的是两种供水方式，即重力式供水与压力式供水，其主要区别在于有无大容量蓄水的高位清水池和水塔。为提高服务质量和管网压力的稳定性，节能降耗，许多企业都已采用了变频调速技术，对传统的泵后阀门调压供水系统进行改造，这里结合实际应用，探讨一下供水企业的供水方式和应用变频调速技术应关注的主要问题。一、综合分析供水管网，充分利用城市地形。例如某供水企业水源与供水城市管网之间有一座小山包，在山包上设置有高位清水池，水源水直接送至高位清水池，扬程80米，再由清水池直接送至城市供水管网。这种方式是典型的重力式供水方式，受地形所限

2、同时也是利用地形。水源至清水池之间只需要采用工频运行的水泵全负荷取水，可使水泵发挥最大工效，如果水泵流量选配合适，充分发挥清水池的调蓄能力，水泵启停次数极少。这种环境如果再采用变频调速恒压供水系统就没有任何价值。重力式供水是将能量提前预支到一个高位清水池，作为恒定的水头，而压力式供水则是在边用边供的过程中随用水量转换压力水头，实际上只是距离、时间与流量的区别。在实际用户供水管道中的能量分布基本相同，即楼层之间的高度不同，压力水头值不同，在不同楼层的水龙头上减去楼层高差得到不同的水压，水流在水龙头出口处压力骤降为零，势能转换为动能，表现为低层水流急，高层水流缓。高位清水池至城区管网输水管道的水头

3、损失是控制管网压力的关键，重力式供水无法使管网水压恒定是因为输水管路的阻力损耗与管道中的流量平方成正比，流量越大则损耗越大，管网压力降越大，因而不得不进行二次加压补充压能，但夜间流量小时压力又过大，不得不限流减压来消耗位能。在这一补一耗的过程中，重力式供水的能耗增大。因而高位清水池至城市供水管网的管径、管材阻力系数成为制约重力式供水能耗高低的瓶颈。在地势平坦的地方，只能采用压力式供水，为节约能源可使用变频调速恒压供水系统，适时自动调节入网水量，同时确保压力稳定。二、变频器的选用通过调速改变水泵扬程和压力的原理是根据比例定律，即同一台泵，当叶轮直径不变时，改变转速，其性能可按下述各式换算。Q1/

4、Q2=n1/n2 H1/H2=（ n1/n2）2 Pa1/Pa2=（ n1/n2）3 从改变电机输入电源频率入手，调整电机转速，从上式中可见输入的轴功率与调速前后的转速比值成立方倍关系，节能效果相当明显。但是在变频器的选用中还应该注意以下几点：1、电机和水泵效率问题不容忽视，电机和水泵效率在调速后会下降3%到10%，而转速调整不是无止境的，比较经济的范围应是在额定转速的75%100%。2、国内变频器的技术从90年代后迅速发展，目前技术相对成熟，其价格也已大幅下降，但生产厂家和品牌名目繁多，在选择变频器时就需要考虑生产厂家的技术实力、产品质量、信誉、售后服务等多方面情况，不能只图一时价格便宜，在

5、使用后出现故障无法处理时反而增大了投资。目前国内的变频器生产厂家较多，但关键部件如IGBT功率模块大都还是国外进口产品。3、应该要明确一点，变频器在进行频率变换和控制过程中同样需要消耗电能，与工频时相比，电机使用变频器后增加电流最高约10%。在实施之前，要认真做好基础资料的收集和分析，数据要相对准确，根据水泵特性曲线和管路特性曲线，确定变频器的型号、功率。如果调速范围太小，即实际的水泵扬程、流量需要调整的范围过小，其节约的电能不足以补偿变频器所消耗的电能，就没有实际的意义。4、如果城区供水的日变化系数和时变化系数较大，在使用变频器的同时，还需要考虑用多台不同流量的机泵，或多台水泵并联组，根据流

6、量和压力变化进行自动切换，以满足不同时段用水变化需要，并且使水泵和变频器都处于高效率运行状态。5、针对供水行业，许多变频器生产厂家生产有专用的产品，并具有一拖多、循环软启动、定时轮换、压力闭环控制、夜间休眠等多种特色功能。一些电气和水泵生产厂家还针对高层建筑和小区的恒压供水生产有成套的恒压供水设备，因而变频器的推广应用具有良好的前景。6、变频器的功率选择应以最大流量和最重负荷情况下的功率值确定，留有足够的安全余量。三、变频器使用中应注意的问题在变频器安装和使用过程中应当注意按照说明书要求的注意事项作好设计和安装、调试工作。1、应考虑谐波、噪声、振动等因素对周围环境的影响，做好防雷和接地工作。2、应注意电机的温升问题，特别是在使用通用电机时，在低转速情况下，电机的风量减小，电机温升增加，必要时还应设置独立的散热风扇。3、应注意变频器的使用环境，注意防尘，避免堵塞通风和散热系统，而烧坏变频器。4、为保证供水系统的安全，如在火警和局部爆管情况下，如出现变频器超负荷的故障，可以设置故障自动切换电路，用变频器故障报警信号作为切换工频的启动信号即可实现。5、在压力变送器取样点的设置时应注意，不要距离水泵出口管路太近，以免压力波动太大影响管网压力