恒壓供水技術在濟南市板橋加壓站的應用
一、工程概況
山東省濟南市供水集團有限責任公司板橋加壓站,設計日供水能力15萬立方米/日。加壓站分為串聯加壓和從清水池吸水加壓兩種形式,串聯加壓直接從管網吸水。泵房配置6臺臥式離心泵(電機220KW/380V3臺 280KW/380V3臺),根據工藝流程分為2組,每組3臺泵。每組的1號泵配1套變頻調速裝置,2號、3號電機共用1套軟啟動裝置(1拖2)。
二、變頻、軟啟設備的選型
采用變頻設備的目的不外乎兩個,其一是為了節能降耗,其二是為了工藝的需要或優化。經過各種性能指標的綜合比較以及方便今后的維護、保養,板橋加壓站采用了ABB公司的ACS800變頻器、PSTB470/570軟啟動器及主要元器件(斷路器、接觸器等)。
PSTB470/570軟啟動器性能穩定可靠,操作直觀,能自行實現對水泵的軟啟軟停,既能實現水泵的無機械應力啟動及有效防止停泵時水錘對水泵的危害,并具有各種保護過載、短路等功能。ACS800變頻器不但節能效果好,而且具有調速平滑、運行平穩等優點。它能準確地判斷電機負載的變化,使輸出頻率、電流與電壓關系達到優化;同時,在控制電路中運用微處理器的高度智能性,結合軟件設計使變頻控制更加靈活方便;具有豐富的信號采集處理與輸出能力,全面的保護功能與故障處理能力。ACS800交流變頻器不僅只是一臺變頻設備,還相當一臺高性能且使用方便的智能控制設備。
三、恒壓供水的實現方式
?。保刂圃?BR> 恒壓供水就是利用變頻器的PID或PI功能實現的工業過程的閉環控制。即將壓力控制點測的壓力信號(4~20mA)直接輸入到變頻器中,由變頻器將其與用戶設定的壓力值進行比較,并通過變頻器內置PID運算將結果轉換為頻率調節信號調整水泵電機的電源頻率,從而實現控制水泵轉速。
2.壓力控制點的選擇
恒壓供水系統按壓力控制點位置不同,可分兩類:一是將控制點設在最不利處,直接按最不利點水壓進行工況調節;二是將控制點設于泵站出口,按該點的水壓進行工況調節,間接的保證最不利點的水壓穩定。
壓力控制點設在水泵出口,按此壓力設定值變頻調節水泵工況是常用方式。這種設置管理方便,但其技術、經濟性能不十分理想,對用戶而言水壓波動范圍大,并在一定程度上導致了靜揚程的浪費,影響了變頻系統先進性能的充分發揮。將壓力控制點設在最不利處,可以保證用戶水壓的穩定,無論供水管路等因素發生什么變化,最不利點的水壓是恒定的,但這種控壓方式又由于存在電纜過長、信號易干擾等問題而受到限制。
濟南水司根據多年的使用經驗,將壓力控制點設在了出廠口管網上,盡可能將壓力控制點靠近最不利點。這種方案對給水設備本身無顯著的影響與改變,又可盡可能的發揮出變頻調速供水的先進性和經濟性。
?。常刂七^程
板橋加壓站在正常供水情況下只運行串聯加壓泵組,以充分利用進水管網中的水頭,只有在供水量不能滿足使用要求時才再開啟另一清水池加壓泵組。變頻泵擁有優先使用權,在開機時,首先啟動串聯加壓泵組1號變頻泵,如不能滿足供水要求,再由軟啟動器啟動2號工頻泵或3號工頻泵。
作為被控制量的水壓設定值一般由人工設定并保持不變,但這種方式并不是最理想方案。我公司通過總結多年使用經驗,在板橋加壓站恒壓供水系統中采用了壓力設定值由中心控制室的PLC系統根據管網來水流量、供水流量及用水時段等綜合因素計算出,并通過現場總線自動傳給變頻器,實現了在高峰和低峰供水時段自動變壓變量供水,在夜間不會由于供水量的減少而產生多余的靜揚程,既延長了設備、管線的壽命,又達到了節能降耗的目的。經過3個多月的試運行,實踐證明效果非常明顯。
四、結束語
板橋加壓站恒壓供水系統是濟南水司憑借自身技術力量和實踐經驗成功開發的,它不但為企業帶來了高效益、高自動化,也為交流變頻設備在供水行業中的應用方式做了有益的探索。隨著供水行業應用者水平的不斷提高,供水工藝的不斷革新,必將有越來越多的新技術、新方案得到開發、使用。
山東省濟南市供水集團有限責任公司板橋加壓站,設計日供水能力15萬立方米/日。加壓站分為串聯加壓和從清水池吸水加壓兩種形式,串聯加壓直接從管網吸水。泵房配置6臺臥式離心泵(電機220KW/380V3臺 280KW/380V3臺),根據工藝流程分為2組,每組3臺泵。每組的1號泵配1套變頻調速裝置,2號、3號電機共用1套軟啟動裝置(1拖2)。
二、變頻、軟啟設備的選型
采用變頻設備的目的不外乎兩個,其一是為了節能降耗,其二是為了工藝的需要或優化。經過各種性能指標的綜合比較以及方便今后的維護、保養,板橋加壓站采用了ABB公司的ACS800變頻器、PSTB470/570軟啟動器及主要元器件(斷路器、接觸器等)。
PSTB470/570軟啟動器性能穩定可靠,操作直觀,能自行實現對水泵的軟啟軟停,既能實現水泵的無機械應力啟動及有效防止停泵時水錘對水泵的危害,并具有各種保護過載、短路等功能。ACS800變頻器不但節能效果好,而且具有調速平滑、運行平穩等優點。它能準確地判斷電機負載的變化,使輸出頻率、電流與電壓關系達到優化;同時,在控制電路中運用微處理器的高度智能性,結合軟件設計使變頻控制更加靈活方便;具有豐富的信號采集處理與輸出能力,全面的保護功能與故障處理能力。ACS800交流變頻器不僅只是一臺變頻設備,還相當一臺高性能且使用方便的智能控制設備。
三、恒壓供水的實現方式
?。保刂圃?BR> 恒壓供水就是利用變頻器的PID或PI功能實現的工業過程的閉環控制。即將壓力控制點測的壓力信號(4~20mA)直接輸入到變頻器中,由變頻器將其與用戶設定的壓力值進行比較,并通過變頻器內置PID運算將結果轉換為頻率調節信號調整水泵電機的電源頻率,從而實現控制水泵轉速。
2.壓力控制點的選擇
恒壓供水系統按壓力控制點位置不同,可分兩類:一是將控制點設在最不利處,直接按最不利點水壓進行工況調節;二是將控制點設于泵站出口,按該點的水壓進行工況調節,間接的保證最不利點的水壓穩定。
壓力控制點設在水泵出口,按此壓力設定值變頻調節水泵工況是常用方式。這種設置管理方便,但其技術、經濟性能不十分理想,對用戶而言水壓波動范圍大,并在一定程度上導致了靜揚程的浪費,影響了變頻系統先進性能的充分發揮。將壓力控制點設在最不利處,可以保證用戶水壓的穩定,無論供水管路等因素發生什么變化,最不利點的水壓是恒定的,但這種控壓方式又由于存在電纜過長、信號易干擾等問題而受到限制。
濟南水司根據多年的使用經驗,將壓力控制點設在了出廠口管網上,盡可能將壓力控制點靠近最不利點。這種方案對給水設備本身無顯著的影響與改變,又可盡可能的發揮出變頻調速供水的先進性和經濟性。
?。常刂七^程
板橋加壓站在正常供水情況下只運行串聯加壓泵組,以充分利用進水管網中的水頭,只有在供水量不能滿足使用要求時才再開啟另一清水池加壓泵組。變頻泵擁有優先使用權,在開機時,首先啟動串聯加壓泵組1號變頻泵,如不能滿足供水要求,再由軟啟動器啟動2號工頻泵或3號工頻泵。
作為被控制量的水壓設定值一般由人工設定并保持不變,但這種方式并不是最理想方案。我公司通過總結多年使用經驗,在板橋加壓站恒壓供水系統中采用了壓力設定值由中心控制室的PLC系統根據管網來水流量、供水流量及用水時段等綜合因素計算出,并通過現場總線自動傳給變頻器,實現了在高峰和低峰供水時段自動變壓變量供水,在夜間不會由于供水量的減少而產生多余的靜揚程,既延長了設備、管線的壽命,又達到了節能降耗的目的。經過3個多月的試運行,實踐證明效果非常明顯。
四、結束語
板橋加壓站恒壓供水系統是濟南水司憑借自身技術力量和實踐經驗成功開發的,它不但為企業帶來了高效益、高自動化,也為交流變頻設備在供水行業中的應用方式做了有益的探索。隨著供水行業應用者水平的不斷提高,供水工藝的不斷革新,必將有越來越多的新技術、新方案得到開發、使用。
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