变压变频技术在二次供水系统中的应用分析

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:徐骏
[导读] 摘要:从实际情况来看,用户在不同的季节与不同的时段当中的用水量有明显的区别,所以供水过程中会出现不同时段的用水量变化较大的情况。
        合肥供水集团有限公司  安徽合肥  230000
        摘要:从实际情况来看,用户在不同的季节与不同的时段当中的用水量有明显的区别,所以供水过程中会出现不同时段的用水量变化较大的情况。大多数市政二次供水设备在大多数时间都处于小流量状态当中,但是在设计过程中却是根据最大流量进行设计的,所以需要实现二次供水系统的给水压力能够随着用户的需求量改变,而应用变压变频技术可以解决这一问题,因此本文将对变压变频技术在二次供水系统中的应用进行简要分析。
        关键词:变压变频技术;二次供水系统;用水量
        前言
        变压变频供水与恒压供水有较大的差别,应用变压变频技术可以根据用户需求调整供水压力,这样不仅可以节约水资源,也可以节约电能,因此研究变压变频技术在二次供水系统中的应用具有重要意义。
        1.变压变频技术概述
        变压变频技术是一种能够让出厂水压力随着送水量的改变而改变的技术,可以有效节约电能【1】。在衡量供水系统的工作质量时需要参考这一标准,即供水系统需要满足自身最不利用水点的用水需要,即最不利用水点需要具有一定的供水压力。如果这一供水压力过低的话,就无法满足供水可靠性的要求,但如果这一供水压力过高的话,就可能会出现压力浪费的情况,继而降低供水的经济性。
        2.二次供水建设分析
        二次供水指的是单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压等方式通过管道再供用户或自用。二次供水有利于补偿市政供水管线的压力,会应用到多种设备。常用的设备有无负压供水设备、囊式气压供水设备、变频恒压设备、强制叠压设备以及箱式无负压设备等。在进行二次供水建设时需要确保二次供水系统能够与市政供水管网的供水能力和用户的用水需求相匹配,能够满足安全、节能、节水以及节材等要求。其次,在进行二次供水建设时需要坚持安全可靠、标准化、一控一变频调速等原则。此外,需要做好泵的配置工作、市政管网压力保护工作、远程监控工作、智能控制工作。
        3.恒压变频供水与变压变频供水的对比
        二次供水系统当中常用的供水方式主要包括恒压变频供水与变压变频供水这两种类型,其中恒压变频供水的应用范围更加广泛,但是变压变频供水的技术理念较为合理,但是应用难度相对较大。
        在恒压变频供水当中,离心泵具有流量大时扬程低,流量小时扬程高的特点,恒压变频供水可以根据这一特点控制变频系统,使水泵运行扬程在流量出现变化时保持不变,这就使设计扬程。
        而变压变频供水的控制原理与恒压变频供水的控制原理相似,所以从某种程度上来说变压变频供水仍然属于恒压变频供水,但是变压变频供水的供水压力不同,可以保证管网最不利用水点的压力恒定【2】。在变压变频供水当中,水泵扬程可以根据流量的变化而变化,即流量大时管损大、流量小时管损小,这就可以从理论上减少流量小时的扬程浪费情况,具有较好的节能效果。

如果管路的阻力较大,且管路特性曲线十分陡峭的话,变压变频供水就会展现出良好的节能优势。
        在恒压变频供水方式当中,泵组出口的压力是稳定不变的,所以只需要在水泵的出口处放置一个压力传感器并科学设置压力控制值,这样就可以实现恒压控制。
        总之,相比于恒压变频供水,变压变频供水可以有效节约末端压头升高导致的管道损失,所以变压变频供水方式更加优质,不仅能够节能,也能够保障管道的安全稳定运行。
        4.变压变频供水的实现策略
        变压变频供水方式就是根据实际供水需求设置相应的管网初始压力。若想将水输送到最不利用水点的话,供水主管网就需要根据流量的变化改变初始压力。HA=HM+HST+SQ2这一公式当中的HA表示管网的初始压力,HM表示最不利用水点的压力值,HST表示最不利用水点的静扬程,而S与Q分别表示管网的阻力系数与管网流量。
        分析供水特点可以发现,很难实现对管路特性曲线的变压控制,所以需要进行线性化变压线控制或变压曲线控制,即控制系统可以根据用水量的实际情况设置不同的主干管初始压力值,并对水泵转速进行有效调整,从而节约能源。相比于恒压变频供水,在变压变频供水当中,控制系统需要计算管网的需求流量,这样才能够及时监控用水量的变化。
        计算管网需求流量是至关重要的一步,若利用增加流量计量这种方式进行计算不仅会增加成本也无法检测小流量。所以,若想准确计算出管网需求流量就需要在控制系统当中设置流量预测模型。而泵特性曲线是实现流量预测模型的基础。泵特性曲线当中的H、Q呈一元二次方程的关系,且a、b、c都是常数,n代表的是额定转速,属于任意转速。在额定转速之下,可以利用以下公示表示H、Q、a、b、c之间的关系,即H=aQ2+bQ+c,而在任意转速之下需要利用H=aQ2+b()Q+c()2这一公式进行计算【3】。在固定的供水设备当中,无论是a、b、c还是n的值都是固定的,在初始压力恒压运行之下,H的值也是确定的,所以只需要检测nr就可以明确Q的值。在明确流量Q值之后,技术人员就可以综合分析管网特性明确管损,继而设置H的值,之后系统就可以转变到变压电压力恒压运行的状态当中。
        结语
        近年来,社会对供水行业的节能能力提出了较高的要求,用户也对供水体验提出了高要求,所以利用变压变频技术将成为主要趋势。在二次供水系统当中应用变压变频技术具有重要意义,为此应当科学计算管网需求流量,但是当前对于变压变频技术的应用还不够深入,需加大研究力度。
        参考文献:
        [1]姜峰,唐建兴,龚文军.变压变频技术在二次供水系统中的应用[J].城镇供水,2019,000(001):13-14,17.
        [2]杜乃成.智能全变频恒压供水技术在二次供水中的应用[J].自动化与仪表,2017,32(008):57-59.
        [3]周植清.浅析高层办公楼二次供水系统压力控制方案[J].建筑工程技术与设计,2017,000(024):2655-2655.
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