一、引言

在工廠供水和生活用水中，流量、壓力、揚(yáng)程等參數(shù)都常隨工況的改變而變化，過去由于技術(shù)水平的限制，沒有一種合適的調(diào)速方法可以解決因這些時(shí)變量而帶來的負(fù)面影響，因此采用人工投切水泵，當(dāng)用水量小的時(shí)候，切除多余的水泵；當(dāng)用水量大的時(shí)候，投入必要的水泵。由于水泵的大小是固定的，某種用水量時(shí)，投入一臺供水量又多，切出一臺供水量又不足。由此可見，這種方法調(diào)節(jié)的精度低，還會造成電能浪費(fèi)，水泵投切時(shí)對整個(gè)管網(wǎng)的沖擊大,水泵和電機(jī)一直處于高速運(yùn)行中，縮短了機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的正常工作壽命。

近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)已十分成熟，實(shí)踐證明在風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載中應(yīng)用變頻調(diào)速可以節(jié)約20%～50%的電能，并且應(yīng)用變頻調(diào)速以后可以帶來以下好處，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有明顯的節(jié)能效果及改善生產(chǎn)工藝，保持穩(wěn)定壓力，不用人為的調(diào)節(jié)，使整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了自動化。

1、對現(xiàn)有電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起，軟停。解決電機(jī)因直接起動時(shí)對水泵和管網(wǎng)沖擊而產(chǎn)生的滴、漏、冒。在電機(jī)起動時(shí)對電網(wǎng)無任何的沖擊。

2、對電機(jī)實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能，由于變頻器是集電力電子微控技術(shù)為一體的先進(jìn)設(shè)備，它通過CPU所建立的電機(jī)模型與運(yùn)行實(shí)測電機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確的矢量控制，并對電機(jī)進(jìn)行完善的保護(hù)，如電機(jī)過載、過壓、欠壓、過熱、接地、電源缺相等。

3、根據(jù)工廠需要一次性完成參數(shù)設(shè)定，以后由變頻器根據(jù)供水的實(shí)際情況自動完成對水泵時(shí)變參數(shù)的調(diào)整，全部過程實(shí)現(xiàn)自動化。

4、延長了水泵和電機(jī)的使用壽命，變頻器自動調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率減緩水泵的磨損和電機(jī)老化；使整個(gè)管網(wǎng)始終保持在正常壓力下工作，減少維修量。

二、恒壓供水系統(tǒng)變頻改造方案

系統(tǒng)主要由3臺水泵、1臺森蘭SB200變頻器、壓力變送器、PLC等組成。鋼鐵企業(yè)的用水量都很大，水泵容量大，與此相配的管網(wǎng)的管徑也大，因此，在投切水泵時(shí)要控制閥門，投泵時(shí)遵循“先投泵，在開閥”，切除泵時(shí)“先關(guān)閥，后停泵”，這時(shí)需用PLC來進(jìn)行控制。系統(tǒng)控制原理如圖5所示：

圖5變頻恒壓供水系統(tǒng)圖

圖5中，由變頻器鍵盤設(shè)定壓力給定值，壓力變送器PT送回管網(wǎng)壓力的反饋值，變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器根據(jù)給定值與壓力變送器的反饋值進(jìn)行比較，由此來控制水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速以及臺數(shù)，變頻泵在調(diào)速運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力恒定。如果是小容量的水泵，無需用PLC控制閥門，多泵投切功能均可以用森蘭變頻器內(nèi)置的恒壓供水軟件元實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用簡單，維護(hù)方便。

三、節(jié)能

為了適應(yīng)實(shí)際用水量的變化，以往采用人工投切水泵的臺數(shù)來調(diào)節(jié)管網(wǎng)的水壓和流量。這就造成了處于管網(wǎng)不同出口處的壓力變化，有時(shí)超壓，有時(shí)欠壓。水泵機(jī)組應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，即通過調(diào)節(jié)輸入電機(jī)電源的頻率來改變水泵的轉(zhuǎn)速。離心水泵屬平方轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載，電動機(jī)消耗的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，變頻調(diào)速后，可節(jié)省大量的電能，達(dá)到節(jié)能增效的目的。