變頻調速技術在給水系統中的應用探討

高永奇（陜西重型汽車有限公司，西安 710200）

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變頻調速技術在給水系統中的應用探討

高永奇
（陜西重型汽車有限公司，西安 710200）

摘 要：文章針對變頻調速技術在給水系統中的應用優勢進行了分析，并探析了變速調速技術在給水系統中的應用，并進行了實例分析，旨在為給水系統設計以及相關技術研究人員提供一定的參考。

關鍵詞：變頻調速技術；給水系統；應用

1　前言

現階段，我國基礎工程建設越來越完善，給水系統工程作為重要的基礎工程建設，在現代城市、工業給水領域發揮著至關重要的作用，特別是大工業廠區中的應用，能夠對大工業廠區的給水結構系統進行改進和完善，達到節約能源、提高給水系統自動化水平等目的，由此可見變頻調速技術的重要性。因此，文章針對變頻調速技術在給水系統中應用的研究具有非常重要的現實意義。

2　變頻調速技術在給水系統中的應用優勢分析

變頻調速技術在給水系統中的應用具有自動化水平高、保護功能、調節方便、壓力恒定以及節能效果等眾多優點，并且變頻調速技術在給水增壓設備控制中的應用，通過適當的調整能夠顯著的提高給水增壓設備的整體控制性能，同時延長其使用壽命。通常狀況下給水增壓系統采用多泵并聯供水方式，很少采用單泵供水方式，變頻調速技術在積水增壓設備中的應用，能夠采用多樣化的控制方式進行整個給水系統的調控，最常采用的形式表現為：變頻調速泵固定形式，變頻器根據水泵頻率、系統壓力以及轉速等對其他水泵進行調控。

3　變頻調速技術在給水系統中的應用分析

3.1應用原理分析

變頻調速給水是變頻調速控制技術在實踐中的典型應用，在給水系統中通過水壓顯示用戶的用水量變化狀況，通過對水泵的工況進行調整，能夠對給水系統進行合理的調控。變頻調速技術在給水系統中的應用，通常采用交流異步電機的同步轉速公式表示：60f（l-s）/p=n（公式1），公式中p表示電動機的極對數、s表示電動機的轉差率、f表示交流異步電動機的頻率、n表示交流異步電動機的轉速，根據公式1可知，通過對電動機極對數、電動機的轉差率以及交流異步電動機的頻率能夠改變電動機的轉速，當點擊生產后后轉差率以及極對數等都是固定的，因此只能通過改變頻率來改變交流異步電動機的轉速，并且交流異步電動機的頻率和水泵電機的轉速呈正比，因此通過對電機電源的頻率進行調整是一種高性能、高效率的調控水泵轉速的方式。變頻器是變頻調速技術的核心部件，變頻器調速給水系統主要包括：壓力變送器、水泵三相電機、吸水井液位傳感器、PLC控制器、狀態顯示屏、吸水管、閘閥、過濾器、多功能控制閥、電機接線盒、蝶閥、變頻器等，變頻器調速給水系統總共包括兩個水泵，一臺主用一臺備用，兩臺給水泵共同應用一臺變頻器，在水泵出水側的主干管上安裝電節點壓力表，以此對水泵出水側主管道的水壓數值進行測試，在PLC編制的控制程序中對所測水泵出水側主干管壓力信號與PLC壓力設定值進行比較，并將兩者的差值當作變頻器調速的設定值，并對水泵的轉速進行相應的調整，以此保證供水管網始終處于恒定。

3.2節能分析

根據水泵的Q-H曲線，一定流量只能對應一個唯一的揚程，為了保證水壓和水量等能夠時刻滿足用戶的實際需求，在進行水泵給水系統設計時，應該從最不利的狀況進行分析，即在最高日用水量、最遠點、最高點也能夠滿足水壓、水量的要求。但是，根據實際統計表明一天中只有很少一部分時間達到最高用水量，如果水泵的流量相對較小，但是揚程增高，將會造成一定能量的浪費。同時，蓄水池的水位并不是固定的，在進行蓄水池設計時應該充分的考慮最不利的狀況，按照最低水位進行水池的設計，當水位最低時揚程最高，但是大多數時間蓄水池并不是出于最低水位，因此在進行凈揚程設計時應該考慮水泵的儲水量，降低設計的凈揚程，通過控制閥門的開合，能夠有效的避免造成不必要的能量浪費。通過對水泵的調節狀況進行分析，通過對水泵的轉速進行調整，能夠對水泵的工作特性曲線和水泵的工況進行實時的調整，并且通過對水泵出口管路的閥特性進行調整，能夠對管道的特性進行調整，進而實現水泵工況點的調節。后者的節能效果相對較低，主要是在閥門調控方面造成了一定能量的浪費，前者是一種節能效果良好的調整方式。采用變頻調速技術進行給水系統的設計，能夠有效的防止出現水量降低時給水壓力超過設計值，而產生多余能量的消耗，具有非常好的節能效果。此外，水泵在實際運行的過程中在額定轉速下運行，軸功率消耗比額定功率低，這樣能夠有效的降低水泵運行中的能耗。

3.3實例分析

文章以某大工業廠區的給水系統為例（采用傳統的工頻給水系統），自該給水系統采用變頻調速技術后，該給水系統的轉速降低15.2%，水壓力降低27.1%，流量降低13.2%，功率因素提高0.04%，電源頻率降低21.4%，電機定子電流降低42.7%，電源電壓降低4.6%，電機功率降低44.6%。并且變頻調速給水系統安裝非常方便，操作簡單，整個系統運行非常可靠，有效的降低水泵的運行速度，不僅能夠降低水泵噪音，還能夠有效的延長水泵的使用壽命，同時還能夠起到節能降損的效果。

4　結束語

綜上所述，變頻調速技術在給水系統中的應用，充分的利用了微機控制技術、電器技術、機械技術等，采用電機泵、控制電路、變頻調速器以及PLC控制器組成閉環控制系統，逐漸的取代傳統的氣壓罐、高位水箱以及水塔等供水設備，這樣既能夠始終保持整個給水系統處于最佳的運行狀態，滿足變壓供水和恒壓供水的實際需求，同時還能夠起到節能降損的效果，延長設備的使用壽命，只得將其廣泛的推廣和應用在社會各個領域，特別是需水量較大的大工業廠區等。

參考文獻：

［1］劉宣.淺談變頻調速技術在給水系統中的應用［J］.中小企業管理與科技（中旬刊），2014（06）：220-221.

［2］錢波.關于工業廠區給水系統設計策略研究［J］.科技傳播，2014（04）：93-94.

［3］趙延紅，王勉之，黃毅超，王晶.變頻調速技術在二次供水改造應用中的探討［A］.2011國給水排水技術信息網年會暨技術交流會論文集［C］.2011.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.241