金宝佳恒压供水节电改造方案

一、 供水系统节能分析
     在供水系统中，最基本的控制对象是流量，供水系统的基本任务就是要满足用户对流量的需求。目前，常见的流量控制方式有阀门控制和转速控制两种。
   1. 阀门控制
     即通过调节阀门开度来控制流量。此时，供水系统的管道阻力将随阀门开度的改变而改变，而扬程特性保持不变。
       在供水系统设计时，其水泵扬程及供水流量都是以满足用户的最大可能需求而选定的，且留有一定余量。而实际应用当中，系统在大部分时间里都是非满负荷运行的，这就必须要减小阀门开度，调整供水流量。这样，管道阻力随之增大，从而产生大量的截流损失。这种控制方式不仅会浪费许多电机输出功率，而且因为管阻特性的改变，整个系统的供水效率也会大为降低。
   2. 转速控制
     即通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持最大开度）。当水泵转速改变时，供水系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。
       在这种控制方式下，通过变频调速技术改变水泵电机的转速，水泵的供水流量可随着用水流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到最佳工作效率。随着变频调速技术的日趋成熟，这种控制方式得到了越来越多的推广应用。
   3. 节能理论依据
     由流体力学理论可知，大部分流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力或扬程P与其转速n的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为：
     Q ＝ K1 × n
     P ＝ K2 × n2
     N ＝ Q × P ＝ K3 × n3    （K1、 K2 、K3为比例常数）
     由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率将下降更多。例如，将电机的供电频率由50Hz降为40Hz，则理论上，频率改变后与改变前的输出功率之比为 （40/50）3 = 51.2%。
       金宝佳长期实践证明，在供水系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。另外，变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。
   二、恒压供水节能方案
     如上所述，流量是供水系统的基本控制对象，供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中，管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系：
     若   供水流量 > 用水流量   →   管道水压上升↑
     若   供水流量 < 用水流量   →   管道水压下降↓
     若   供水流量 = 用水流量   →   管道水压不变
     所以,保持管道中的水压恒定，就可保证该处供水能力恰好满足用水需求，这就是恒压供水系统所要达到的目的。
   
恒压供水系统框图
       上图为恒压供水系统框图，供水压力由用户在PID调节器上设定，同时压力传感器将管路的实际压力反馈给PID调节器，经过PID算法得出的比较变量将以模拟量的形式接入到变频器的频率设定端，再由变频器控制电机及水泵的转速、最终调节水泵的输出流量达到恒压供水目的，满足供水及用水平衡。
       整个控制过程如下：
     用水需求↑ —— 管路水压↓—— 压力设定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ —— 变频器输出频率↑ —— 水泵电机转速↑ —— 供水流量↑—— 管路水压趋于稳定
   电器控制方案
     水泵电机清单如下：

       以上数据表明，贵司供水系统都为多泵供水系统，用水需求有一定变化，因每组水泵的数量不多，所以水泵的起停切换频率不会太高，从投资效益方面考虑，建议贵司采用“一拖二”节能控制模式：
       即设置为一台变频器控制两台水泵，两台水泵均设置为变频泵，变频器RT1连接A泵变频控制，RT2连接A泵工频控制，RT3连接B泵变频控制，RT4连接B泵工频控制。
       其电路如下：

         该方案中，MC1与MC2实现互锁，变频器工作时，原软启动电路处于断开状态；变频器停止工作，线路断开时，原软启动电路处于接通状态。
       变频供水中，通过键盘数字设定供水压力，压力传感器反馈压力倒变频器AI1模拟量输入端子，通过变频器内置PID调节器运算控制继电器RT1、RT2、RT3、RT4的通断，进而控制交流接触器的通断，达到对A、B两泵的控制。
       当反馈压力小于设定压力，供水系统供水量小于用水量，A、B两水泵依次启动，直到反馈压力等于设定压力，系统达到相对平衡，A、B两泵稳定在当前状态运行。
当反馈压力大于设定压力，A、B两水泵依次降频运行，直到反馈压力等于设定压力，系统达到相对平衡，A、B两泵稳定在当前状态运行。
       该方案的特点是投入设备少，操作简单，故障率低，非常适合水泵数量较少的恒压供水系统。
   节能系统特点
A. 变频器界面为LED显示，设定参数丰富；键盘布局简洁、易于操作。
B. 变频器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可有效保护供水系统的正常运作；
C. 专用数字PID调节器为LED双屏显示，参数设定方便，易于监控；
D. 加装变频节能器后，水泵电机具有软启动及变频调速功能，可有效降低系统的机械磨损，同时减轻管路负担。
E. 有“手动”“自动”两种工作模式，在变频器出现故障的情况下，仍可按原有工作方式继续运行。
   三、工程投资及效益
   工程投资分析
     此项目采用CHV160恒压供水专用变频器，全工程配件及价格如下：
   
工程效益预测
     根据贵司所提供的供水系统参数及我司以往工程改造经验，每月平均节电率预设为30％，可推出下表：
   
   四、优质的售后服务
   技术培训
1．培训相关操作人员，教授控制技术；
2．提供节能控制系统电气控制原理图；
3．提供变频器使用说明书、数字PID调节器使用说明；
   售后服务
1．售出设备壹年半内免费保修；
2．设备发生故障，接报后工作日24小时内到现场，及时处理维修。