恒压供水节能改造方案

随着节能法的颁布与实施，节能作为企业提高生产效率，降低能源消耗、降低经营成本的重要手段，已普遍被人们所认识和接受，节能不但利国利民，增加企业经济效益，也有利于树立企业社会形象、产生良好的社会效益，同时提高设备自动化水平，降低设备维修率，延长设备使用寿命，此乃一举多得、一箭多雕之善举。
深圳市森海实业发展有限公司是多年从事变频节能技术研究、开发与应用的实业公司，已成功为多家企业进行了节能改造项目，为其取得了显著的经济效益和良好的社会效应。

一、节能原理简介
1.变频节能功能
通常在设计中，用户水泵设计扬程比实际需要的扬程高出很多，这样容易形成了人们常说的“大马拉小车”的现象，造成电能的浪费，而且无计可施，利用变频器可以通过适当降低水泵电机的运行频率，恰到好处地满足供水扬程的需求，从而轻易地将此部分电能节约下来。
2.动态功率补偿功能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低，降低了电网的有功功率，S2=P2+Q2，当COSФ≈1时，Q=S×sinФ≈0,此时有功功率P≈S。变频器的动态功率因数补偿功能可使无功功率近似为0，从而增大电网的有功功率，减少了无功损耗。另外，功率因数的改善还可节省很大一部分电网容量，直观的体现在水泵电机温升降低、噪音降低，供电发电机机组温升降低、噪音降低，大大地延长设备维修周期及使用寿命。
3、软启动器节电功能
由于电机全压启动时，启动电流等于（7～8）倍额定电流，因此通常在电机启动时，会对电机和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动对设备的使用寿命极为不利。因变频器的软启动功能将使得启动电流远远低于额定电流，实现电机真正意义上的软启动，不但减少了对电网的冲击和对供电容量的要求，更对设备的使用将有明显改善。

二、恒压供水系统可行性分析
水泵是贵公司的用电量大的设备。其扬程同压力成正比关系。水泵全速运转，扬程大，压力高。不能根据需要准确调节扬程，造成电能大量的消耗。
根据水泵机械定理：
P（功率）=Q（流量）×H（水压）（水压和扬程成正比关系）
当水泵转速从n度到n’时，流量Q，水压H，及轴功率P的变化关系如下：Q’=Q（n/n），H’=H（n/n）2，P’= P（n/n）3。由此可见，当水泵转速从n变到n’时，其功率成立方的比例下降。

三、系统介绍
我司设计的变频给水设备控制器采用最新微电脑处理设计制造，配备液晶中文显示器，应用简单方便，其主要特点有：
1、外部接线简单。控制器已将各种复杂的逻辑控制软件化，用户只需通过菜单设置，可使控制器适用于不同的供水控制系统特别是当要求改变控制方式时在大多数情况下，只需在显示器上改变菜单的设置，即可达到目的，而无需改变外部复杂的外部接线。
2、可靠性高。由于控制器已将各种功能模块集成于内部，外部配件少、使用低压控制电源（+24V）及接口连线简单，进一步降低了整个系统出现故障的机会。
3、调试简单方便（见6.3节“控制柜的整体调试”）。根据使用经验，大多数控制系统在完成外部接线后，在泵组及管网正常的情况下，极短时间内（小于半小时）即可调整完毕。
4、丰富而完美的汉字提示，使一般的操作人员无需经过复杂的培训，也能对各项操作应用自如。汉字直接显示系统的运行工况，使操作者能够清楚地了解设备当前的运行状态，减少了人为的，因操作失误所造成的故障。
5、水压设定控制直观、准确、操作方便简单。内置多种水压设置方式（包括分时动态设定及定时启动、停止控制器运行等），以适应于不同的控制系统，同时可采用开关信号自动转换水压控制值，而且水压控制准确、稳定在所需压力范围之内。
6、同步、准确、无误的压力显示。控制器内部采用查表法求取实际压力，就算采用一般误差较大的远程压力表，也能使水压显示值与管网压力表的指针保持一致；使操作者能够准确无误地了解管网的实际压力情况，使系统设备显得更加先进及精密靠。
7、系统功能完善。与目前国内同类设备比较，本设备更显示出其独特的优点。在设备工作现场，工程人员可根据泵组的实际情况在显示屏的提示下，随时改变各种控制参数，由此保证泵组处于最优化的运行状态；而一般的可编程控制器必须通过改变程序，才能达到，对于现场作业，带来很大的麻烦。
8、系统保护功能齐全。除具有一般的电器保护功能外，在系统的技术参数设置方面，对已设定完毕的参数具有二级密码保护，非操作人员无法随意改变，使系统的正常运行更加可靠。
9、控制精度高。本控制程序中所有的模拟量均为数码处理。改良的PID字控制系统能够避免一般PID死区（对水泵控制而言）所带来的控制误差，使系统的供水压力更加稳定。
10、有的机组睡眠功能的最新应用。可使机组在每天的零流量的区域中自动启、停、间歇型的供水方式，使节电效果更佳，使控制系统更加受直接用户欢迎。
11、控制功能先进。控制系统可在汉字显示屏上明确显示其工频、变频、转换的运行工况。以最先进的控制技术、最优化的运行方式使泵组自动“交替循环”运行。本系统还具有锁泵功能，用户可根据情况任意选择泵组参与运行，或锁住需要停止运行的泵组。在任何受控水泵出现故障的情况下，可运行的泵组正常循环运行，不影响系统的正常工作，同时，系统采用了最优化的循环运行方式。
12、维修简单方便。独有的系统故障检测、明确的故障部位（中文）提示，使工程人员能够清楚地了解故障所在。同时，可以在显示屏上直接查看外部接线端子的输入输出状态，帮助维修人员检查故障发生的部位和原因。

四、系统运行原理
系统采用目前世界上最新变频调速的技术，对水泵电机进行无级调速；通过压力传感器反馈管网压力的信号，根据用水量的变化，由控制器和变频器配合控制两台水泵的运行，以实现管网水压的恒定供水。
１．当用水量增加时，7.5KW水泵的转速也跟随加快，当7.5KW的变频器工作于最大转速（50Hz运行）仍然无法满足用水泵要求时，7.5KW变频泵切换为工频运行。（主回路切换至三相工频电源），１１ＫＷ泵随即进入变频运行，以增加供水量，此过程称为加泵；当用水量减少时，１１ＫＷ变频泵的转速也跟随降低，当１１ＫＷ变频泵进行于较低频率时，由于管网存在一定的水压，变频泵实际上已不能向水管注入供水，此时减少7.5KW泵组的运行数量。当水量不足时，１１ＫＷ泵组又变为工频运行。7.5KW变为变频运行。这样就达到了循环恒压供水．节能的目的。
２．控制保压管网的２.２KW水泵用一台变频器控制，原理同上。

五．总结
总之，节能降耗，降低成本，不仅给贵公司带来明显的经济效益，而且还可以给贵公司显著的社会效益，如此利国、利民又利己，一举多得之事，何乐而不为之！深圳市森海实业发展有限公司愿与贵公司携手共进，在节能领域中共创美好未来！