变频调速技术在给水系统中的应用探讨

高永奇（陕西重型汽车有限公司，西安 710200）



变频调速技术在给水系统中的应用探讨

高永奇
（陕西重型汽车有限公司，西安 710200）

摘 要：文章针对变频调速技术在给水系统中的应用优势进行了分析，并探析了变速调速技术在给水系统中的应用，并进行了实例分析，旨在为给水系统设计以及相关技术研究人员提供一定的参考。

关键词：变频调速技术；给水系统；应用

1　前言

现阶段，我国基础工程建设越来越完善，给水系统工程作为重要的基础工程建设，在现代城市、工业给水领域发挥着至关重要的作用，特别是大工业厂区中的应用，能够对大工业厂区的给水结构系统进行改进和完善，达到节约能源、提高给水系统自动化水平等目的，由此可见变频调速技术的重要性。因此，文章针对变频调速技术在给水系统中应用的研究具有非常重要的现实意义。

2　变频调速技术在给水系统中的应用优势分析

变频调速技术在给水系统中的应用具有自动化水平高、保护功能、调节方便、压力恒定以及节能效果等众多优点，并且变频调速技术在给水增压设备控制中的应用，通过适当的调整能够显著的提高给水增压设备的整体控制性能，同时延长其使用寿命。通常状况下给水增压系统采用多泵并联供水方式，很少采用单泵供水方式，变频调速技术在积水增压设备中的应用，能够采用多样化的控制方式进行整个给水系统的调控，最常采用的形式表现为：变频调速泵固定形式，变频器根据水泵频率、系统压力以及转速等对其他水泵进行调控。

3　变频调速技术在给水系统中的应用分析

3.1应用原理分析

变频调速给水是变频调速控制技术在实践中的典型应用，在给水系统中通过水压显示用户的用水量变化状况，通过对水泵的工况进行调整，能够对给水系统进行合理的调控。变频调速技术在给水系统中的应用，通常采用交流异步电机的同步转速公式表示：60f（l-s）/p=n（公式1），公式中p表示电动机的极对数、s表示电动机的转差率、f表示交流异步电动机的频率、n表示交流异步电动机的转速，根据公式1可知，通过对电动机极对数、电动机的转差率以及交流异步电动机的频率能够改变电动机的转速，当点击生产后后转差率以及极对数等都是固定的，因此只能通过改变频率来改变交流异步电动机的转速，并且交流异步电动机的频率和水泵电机的转速呈正比，因此通过对电机电源的频率进行调整是一种高性能、高效率的调控水泵转速的方式。变频器是变频调速技术的核心部件，变频器调速给水系统主要包括：压力变送器、水泵三相电机、吸水井液位传感器、PLC控制器、状态显示屏、吸水管、闸阀、过滤器、多功能控制阀、电机接线盒、蝶阀、变频器等，变频器调速给水系统总共包括两个水泵，一台主用一台备用，两台给水泵共同应用一台变频器，在水泵出水侧的主干管上安装电节点压力表，以此对水泵出水侧主管道的水压数值进行测试，在PLC编制的控制程序中对所测水泵出水侧主干管压力信号与PLC压力设定值进行比较，并将两者的差值当作变频器调速的设定值，并对水泵的转速进行相应的调整，以此保证供水管网始终处于恒定。

3.2节能分析

根据水泵的Q-H曲线，一定流量只能对应一个唯一的扬程，为了保证水压和水量等能够时刻满足用户的实际需求，在进行水泵给水系统设计时，应该从最不利的状况进行分析，即在最高日用水量、最远点、最高点也能够满足水压、水量的要求。但是，根据实际统计表明一天中只有很少一部分时间达到最高用水量，如果水泵的流量相对较小，但是扬程增高，将会造成一定能量的浪费。同时，蓄水池的水位并不是固定的，在进行蓄水池设计时应该充分的考虑最不利的状况，按照最低水位进行水池的设计，当水位最低时扬程最高，但是大多数时间蓄水池并不是出于最低水位，因此在进行净扬程设计时应该考虑水泵的储水量，降低设计的净扬程，通过控制阀门的开合，能够有效的避免造成不必要的能量浪费。通过对水泵的调节状况进行分析，通过对水泵的转速进行调整，能够对水泵的工作特性曲线和水泵的工况进行实时的调整，并且通过对水泵出口管路的阀特性进行调整，能够对管道的特性进行调整，进而实现水泵工况点的调节。后者的节能效果相对较低，主要是在阀门调控方面造成了一定能量的浪费，前者是一种节能效果良好的调整方式。采用变频调速技术进行给水系统的设计，能够有效的防止出现水量降低时给水压力超过设计值，而产生多余能量的消耗，具有非常好的节能效果。此外，水泵在实际运行的过程中在额定转速下运行，轴功率消耗比额定功率低，这样能够有效的降低水泵运行中的能耗。

3.3实例分析

文章以某大工业厂区的给水系统为例（采用传统的工频给水系统），自该给水系统采用变频调速技术后，该给水系统的转速降低15.2%，水压力降低27.1%，流量降低13.2%，功率因素提高0.04%，电源频率降低21.4%，电机定子电流降低42.7%，电源电压降低4.6%，电机功率降低44.6%。并且变频调速给水系统安装非常方便，操作简单，整个系统运行非常可靠，有效的降低水泵的运行速度，不仅能够降低水泵噪音，还能够有效的延长水泵的使用寿命，同时还能够起到节能降损的效果。

4　结束语

综上所述，变频调速技术在给水系统中的应用，充分的利用了微机控制技术、电器技术、机械技术等，采用电机泵、控制电路、变频调速器以及PLC控制器组成闭环控制系统，逐渐的取代传统的气压罐、高位水箱以及水塔等供水设备，这样既能够始终保持整个给水系统处于最佳的运行状态，满足变压供水和恒压供水的实际需求，同时还能够起到节能降损的效果，延长设备的使用寿命，只得将其广泛的推广和应用在社会各个领域，特别是需水量较大的大工业厂区等。

参考文献：

［1］刘宣.浅谈变频调速技术在给水系统中的应用［J］.中小企业管理与科技（中旬刊），2014（06）：220-221.

［2］钱波.关于工业厂区给水系统设计策略研究［J］.科技传播，2014（04）：93-94.

［3］赵延红，王勉之，黄毅超，王晶.变频调速技术在二次供水改造应用中的探讨［A］.2011国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集［C］.2011.

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