专用变频器的供水装置论文
“一氧化碳”通过精心收集,向本站投稿了13篇专用变频器的供水装置论文,下面小编给大家整理后的专用变频器的供水装置论文,供大家阅读参考。
篇1:专用变频器的供水装置论文
专用变频器的供水装置论文
一、回顾
一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水,其余上部各层均须“提升”水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱,或气压罐式增压设备,但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量,其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展,变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备,降低成本,保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比,不论是设备的投资,运行的经济性,还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势,而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性,引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视,并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
目前该产品正向着高可靠性、全数字化微机控制,多品种系列化的方向发展。追求高度智能化,系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发`智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
在短短的几年内,调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程,早期的单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替。虽然单泵产品系统设计简易可靠,但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低,而多泵型产品投资更为节省,运行效率高,被实际证明是最优的系统设计,很快发展成为主导产品。
二、变频控制恒压供水控制方式
众所周知,水泵消耗功率与转速的三次方成正比。即N=KN3N:为水泵消耗功率;n:为水泵运行时的转速;K为比例系数。而水泵设计是按工频运行时设计的,但供水时除高峰外,大部分时间流量较小,由于命名用了变频技术及微机技术有微机控制,因此可以使水泵运行的转速随流量的变化而变化,最终达到节能的目的。实践证明,使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频转速降低20%,从而大大降低能耗,节能率可达20%-40%。
目前国内各厂家生产的供水设备电控柜,除采用落后继电接触器控制方式外,大致有以下四类:
逻辑电子电路控制方式:
这类控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节。往往采用一台泵固定于变频状态,其余泵均为工频状态的方式。因此控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵起动有冲击、抗干扰能力较弱。但成本较低。
单片微机电路控制方式:
这类控制电路优于逻辑电路,但在应付不同管网、不同供水情况时调试较麻烦,追加功能时往往要对电路进行修改,不灵活也不方便。电路的可靠性和抗干扰能力都不是很高。
带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制方式:
该方式变频器的作有是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无级调速,从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制程序的计算,输出给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器,由PID回路调节器在调节器内部进行运算后,输入给变频器一个转速调节信号。
由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的,所以对可编程控制器来计时,既要有模拟量输入接口,又要有模拟量输出接口。由于带模拟量输入/输出接口的可编程控制器价格很高,这无形中就增加了供水设备的成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的可编程控制器,则要在可编程控制器的数字量输出口另接一块PWM调制板,将可编程控制器输出的数字量信号转变为控制器的成本没有降低,还增加了连线和附加设备,降低了整套设备的可靠性。如果采用一个开关量输入/输出的可编程控制器和一个PID回路调节器,其成本也和带模拟量输入/输出的可编程控制器差不多。所以,在变频调速恒压给水控制设备中,PID控制信号的产生和输出就成为降低给水设备成本的一个关键环节。
新型变频调速供水设备:
针对传统的变频调供水设备的不足之处,国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品,如华为的TD2100;施耐德公司的Altivar58泵切换卡;SANKEN的SAMCO-I系列;ABB公司的ACS600、ACS400系列产品;富士公司的G11S/P11S系列产品;等等。这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器内,形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于PID运算在变频器内部,这就省去了对可编程控制器存贮容内部,这就省去了对可编程控制器存贮容量的要求和对PID算法的编程,而且PID参数的在线调试非常容易,这不仅降低了生产成本,而且大大提高了生产效率。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法,所以使水压的调节十分平滑,稳定。同时,为了保证水压反馈信号值的准确、不失值,可对该信号设置滤波时间常数,同时还可对反馈信号进行换算,使系统的.调试非常简单、方便。这类变频器的价格仅比通用变频器略微高一点,但功能却强很多,所以采用带有内置PID功能的变频器生产出的恒压供水设备,降低了设备成本,提高了生产效率,节省了安装调试时间。在满足工艺要求的情况下应优先采用。
三、供水专用变频器的功能
供水专用变频器=普通变频器+PLC,是集供水控制和供水管理一体化的系统。内置供水专用PID调节器,只需加一只压力传感器,即可方便地组成供水闭环控制系统。传感器反馈的水压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口,而压力设定既可以使用变频器的键盘设定,也可以采用一只电位器以模拟量的形式送入。每日可设定多段压力运行,以适应供水压力的需要。也可设定指定日供水压力的需要。也可设定指定日供水压力控制。面板可以直接显示压力反馈值(Mpa)。
系统供水有两种基本运行方式:变频泵固定方式和变泵循环方式。变频泵固定方式最多可以控制7台泵,可选择“先开先关”和“先开后关”(适用泵容量不用场合)2种水泵关闭顺序。变频泵循环方式最多可以控制4台泵,系统以“先开先关”的顺序关泵。灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眼泵,便于实现供水泵房全面自动化。工作泵与备用泵不固死,可自动定时轮换。可以有效地防止因为备用泵长期不用时发生的锈死现象,提高了设备的综合利用率,降低了维护费用。工作小时自动累计功能,方便节能分析和设备状况维护。夜间供水量急剧减少时,可方便指定每日休眼工作的起始/停止时刻,并可设定休眼时的压力给定值。休眼期间,只有休眼水泵工作,变频器只监测管网压力,当压力低于设定压力时,系统自动唤醒。变频泵投入工作,当压力高于设定值时,系统再次进入休眠状态,只有休眠水泵运行。这样,能最大限度地节水节电功效。具有零星停机功能,在用户不用水的情况下会自动停机。故障泵退出功能,水泵出现损坏时,让故障泵自动退出工作。有消防信号外部输入接口,当有火警或消防信号到来时,系统能自动世换到消防模式,有多种消防工作模式可选,主要根据消防和生活管网是否共用,以及进水池是否共用等条件来进行选择。另有消防泵自动巡检功能,定时巡检周期可设定。
利用通讯功能,可实现联网控制。便于楼宇自动化和管理。
另外还有一些功能,如排污泵控制功能、进水池液位检测及控制、管网超压/欠压保护功能、温差及压差控制、故障自动电话拨号(当供水系统或变频器发生故障时,通过内置的RS232C串行通讯接口,与外接的MODEM设备进行信号连接,自动启动预先设定的电话号码和信息,及时通知设备维护人员进行相应处理,可以方便地实现泵房无人职守运行)。
由此可见,供水专用变频器具有强大的功能,能满足供水系统的各种控制方案。若加上小型PLD,就可以满足更复杂的工艺要求。
篇2:饮用水装置专用涂料
饮用水装置专用涂料
由陕西源源化工有限责任公司研制开发的无毒饮用水装置专用涂料投入批量生产。 该产品是以改性环氧树脂为主要成膜物质制成的专用于生活用水系统的`防腐涂料。生产配方中全部采用无毒原料,成膜后涂层完全无毒,机械性能高,附着力强,耐水性好,防腐性能优异。主要用于生活饮用水系统的各种管道和贮罐内壁防腐抗渗保护。 联系人:李红生王文丽 单位:陕西源源化工有限公司 地址:陕西省合阳县黄河路 邮编: 715300 电话:(0913)552
作 者: 作者单位: 刊 名:技术与市场 英文刊名:TECHNOLOGY AND MARKET 年,卷(期):2001 01(1) 分类号:F1 关键词:篇3:供水工程施工论文
供水工程牵涉到的方面比较广泛,且供水工程一般规模较大,要想保质保量的完成供水工程施工必须要遵循一定的施工原则,具体来说,应该做到以下几点。
2.1 材料检验
材料检验是供水工程施工必须要做的事前准备工作之一,材料的质量直接关系到施工工程的总体质量。在工程开始前,施工人员必须按照一定的规范和图纸要求对供水工程相关材料进行检验,仔细审核材料的相关证件是否齐全,如安全证书、质量合格证书等等,同时,审核材料本身是否与合格证书上的指标相符合,如果检查出存在问题的材料应该及时与相关工作人员联系并妥善处理。管材是供水工程中的重要原材料,因此,材料检验环节应该做好管材的'质量检验工作。管材的质量如果达不到施工要求就容易产生漏水现象,不仅会腐蚀管道,缩短管材使用寿命,还会影响供水工程功能的发挥,因此,加强和重视管材的质量检验工作非常必要。此外,检查后的资料不能随意堆放,应该按照施工规定将这些合格的材料进行合理堆放,并将不合格材料单独堆放等候处理。
2.2 测量放线
做好测量放线工作是保证工程顺利开展的重要措施,为了节约空间和土地,供水工程一般位于地下,施工条件比较复杂,因此,做好测量放线工作非常必要。测量放线过程中能够及时找到工程中存在的难点,提前解决,以免影响工程进度。如果供水工程与旧路改造工程同时进行,测量放线时应该注意避免与其他线路重合,对道路未来可能做的改动进行了解并标记下来,如果需要供水管线做出避让,应该与相关工作人员做好沟通,及时做好设计变更。
2.3 沟槽施工
沟槽施工是供水工程中的重点内容之一,施工前应该对工程所在地的实际情况进行了解,同时检查工程所在地的地质条件,如果遇到软弱地基,则应该加深沟槽深度,同时通过软弱地基处理措施将沟槽修整平整。沟槽施工中应该对水压和软弱地基混合料填充的问题,保证沟槽施工质量。
2.4 管道及附件安装
管道和附件安装也是供水工程施工中的重要内容之一,为了保证质量,必须严格要求工作人员。工程开始前要求工作人员准备好自己的上岗资格证书,要求工作人员在开展作业时必须按照国家相关规范进行。工作开展过程中和开展后应该做好检查工作,特别是对隐蔽工程的检查。质量合格后才能够进行下一道工序,所有检查过的施工环节都应该进行标记,避免漏检,同时做好复检工作。
2.5 管道施工
管道施工是供水工程施工的重要组成部分,也是关键内容,管道水压试验、冲刷消毒管道系统试压应分段进行,以便对管口的检查及出现问题及时处理,分段长度≤1.00 km。管道试压前2-3 d,向试压管道内注满水并浸泡≥24 h,用试压泵加压到所需的压力值,水压升至试验压力后,观察10min压力下降值<0.05MPa为合格。管道冲刷在本工程管道铺设完毕后进行。
2.6 采用新方法、新技术、新材料
随着时代的发展,新技术、新方法和新材料不断出现,供水工程施工也应该与时俱进,积极引用新技术和新材料,提高施工效率,保证工程安全。近年来,许多新型管道开始出现,如 PE管,这种管材的柔韧性较好,因此,适用性较强且成本不高,在供水工程中得到了广泛的应用,可以预测,在未来一段时间内都将是供水管材的重要使用类型。
3 供水工程管理与质量控制的侧重点
3.1 前期阶段工程管理与质量控制
供水工程施工是一项复杂的工程,因此,加强对前期阶段的质量控制非常必要。供水工程前期阶段的质量控制重点应该放在取水工程上,目前,常见的两种取水方式是地下和地表取水两种,这两种取水方式各有优势和缺陷,地下取水方式成本较高,但是相对稳定,地表取水方式相对简单,但是容易受到外界因素的影响。在具体的实践中需要根据工程的实际情况选择合适的取水方式。
3.2 设计阶段工程管理与质量控制
根据调查分析,设计阶段的工程质量对于整个工程的施工质量都有着重要的影响,因此,做好供水工程设计阶段的质量管理工作非常必要。设计是工程开始的前提和基础,设计单位积极配合其他部门做好设计工作,只有这样才能够提高供水工程设计的科学性和合理性,提高工程质量和水平。此外,设计单位还应该重视设计前期工作,配合设计单位搞好现场测量和查勘,减少不必要的设计变更。
3.3 水处理施工阶段工程管理与质量控制
水处理施工质量管理比较困难,因为水的变化比较快,且容易受到外界因素的影响,通常情况下,供水工程规模较大,占用的土地也较多,因此,水处理施工较难,质量控制也相对复杂。工作人员在工程开始前对工程所在地的水文、地质条件进行调查和研究,找到合适的水处理措施,提高水处理阶段质量。3.4 竣工验收阶段工程管理与质量控制竣工验收阶段的质量控制是供水工程质量控制的关键,竣工验收是工程的最后环节,工作人员应该做好收尾工作,对供水工程的所有环节进行检查,同时,仔细核对工程实际情况与资料是否符合。
4 结语
总而言之,供水工程施工水平和管理效果是一个地区经济发展和人们生活品质的重要体现,工作人员应该积极创新施工技术,做好供水工程全过程质量控制工作。鉴于供水工程施工和管理对于我国城市发展的重要性,因此,文章研究这个课题具有非常重要的现实意义。
篇4:供水工程施工论文
1 工程概况
11月23日输管线试通水, 年 12 月 12 日全面正式通水。该项目现资金完成总投资5482万元,其中:输管线完成资金4445万元,水厂完成资金185万元,洛香、肇兴片区完成资金696万元,贯洞片区将完成资金156万元。
篇5:变频器特点及其应用论文
有关变频器特点及其应用论文
摘要:综合本公司实际生产情况和本人多年工作经验知,生产中使用变频器具有绝对重要性,希望业内人士广泛使用之。
关键词:变频器供水行业应用
引言
一般城市管网的水压无法完全满足所有用水居民的用水需求,绝大部分用户须通过提升水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔,高位水箱等等增压设备,它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力提升水量,其结果大大增加了能量损耗。
一、新、旧泵的测试
例如,我公司对6sh-655kw成套机电设备做如下测试:
75KW三垦变频器直拖旧泵测试数据表:
75KW三垦变频器直拖新泵测试数据表
由上述测试结果可得老式供水方式被全新变频供水方式取代具有多项优点:
1.1变频供水能灵活控制供水压力。
1.2采用变频供水节电效果明显。
1.3当异步电机在全压启动时从静止状态加速到额定转速所需时间小于0.5秒,这意味着在不足0.5秒的'时间里,水的流量从零猛增到额定流量,在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击,压力过高会爆管而过低导致管子的瘪塌。直接停机同样会引起压力冲击。从上表测试结果可见使用变频器调速后,可通过对加减速时间的合理预置来延长启动和停止过程,合理控制供水压力减少管道冲击,最大限度保护管网,管件,同时也提高电机水泵的使用寿命。从上述测试还可以看出泵老化时严重影响出水量供水压力,维护维修不及时泵效率会大幅降低。
二、变频器的节能效果
变频器节能效果实际工作中更可观。例如,我公司有一水厂,水厂原供水方案为280KW机电系统一工一变两套系统向市区管网以0.18Mpa压力供水,工频供水系统为控制供水压力要采用勒阀门的方法。去年经技术改造改为两套供水系统均用变频器供水,严禁勒阀门通过变频器调频来控制供水压力。改变供水方法后该水厂当月电费较前月少近五万元,当年公司电费较上年减少近六十万元,可见使用变频器供水节能效果很明显,长期使用变频器经济效益可观。
变频调速恒压供水系统,经历了逐步完善的过程。综合早期的单泵恒压供水系统与近几年来被行业内人士普遍使用的多泵恒压调速供水系统诸多供水方式来看,我认为最优的恒压供水系统应为单泵直拖恒压供水系统。
三、各种供水方式比较
例如,我单位现使用以下几种供水方式(以富士变频器为例):
3.1变频器直拖电机变压(变流量)供水:优点:接线简单,使用电器件少,完全启用变频器自身功能运行稳定,节电效果较明显,维修率较低。缺点:只能变压(流量)运行,节能空间有剩余。
3.2多泵运行方式:控制回路用PLC(可编程控制器)设计以三泵为例:优点:可控制实现恒压(恒流量)供水。缺点:只有一台泵变频调速运行,其余各泵均工频运行,节能一般,部分能量未被挖掘出来。维修工作量较大,运行稳定性较好。:
3.3一拖一单泵运行方式:启用变频器内置PID功能或外用PLC(可编程控制器)均能实现恒压(流量)供水。此方案要求用户量与机电设备工作能力匹配。该方式接线简单使用电器件少,运行稳定,无管线冲击,维修工作量小,节能效果较其它方案优秀等特点。
综合本公司实际生产情况和本人多年工作经验知,生产中使用变频器具有绝对重要性,希望业内人士广泛使用之。
篇6:变频器的运用及其发展趋势论文
在供热工程中的应用
1控制电机的启动电流
在供热企业中,以使电机启动时通常使用工频直接进行启动,工频直接启动时会产生较大的电流,从而导致电机的温升较高,对电机的寿命有较大的损害。应用变频器的电机的调速可以在零速零压下进行,所以一旦频率和电压的关系建立,变频器就可以按照v/f或矢量控制带动负载进行工作,从而有效的避免了启动时电流的冲击力,控制了电机的温升的稳定,减少了电机故障率的发生,长了电机的使用寿命。
2降低电力线路的电压波动,改善电网质量
电机在使用变频调速技术后,在零频零压下启动,避免了电流剧增引起的电压波动,从而避免了同一系统中电压敏感设备故障跳闸及异常的事故的发生,保证了电压的稳定性。
3启动时需要的功率更低
在用工频启动时,电机所需要的功率较大,在启动时会对其他设备产生影响,甚至会影响到变压器,影响电网的稳定性,但应用变频器进行启停时,同对电机所需要的功率较低,不会引起电涌现象。
4可调的加减速功能、运行速度及转矩极限
目前变频器的调速技术已日趋完善,在供热过程中,可以根据锅炉的运行情况自由地进行加减速设置,同时在调速过程中不会引起电流电压的波动,电机也会不会产生振动,机械部分也没有明显的振动,从而有效的降低了故障及机械的损耗。同时可以通过变频器调速技术进行转矩极限的设置,从而有利的保护了电机机械部位的磨损,增加了供热的稳定性和连续性。
关于变频器的节能
目前我国北方供热期变为五个月,在较为暖和的月份,实际是有节能空间的。风机、水泵的负载特性属于平方转矩型,其性能参数的变化遵循比例定律:流量与转速的一次方成正比;压头(扬程)与转速的.二次方成正比;轴功率与转速的三次方成正比。当通过降低电机转速调节流量时,可以大幅降低电机输出功率,达到节能的目的。但在实际应用中,由于风机(水泵)受系统参数及运行工况限制,不能简单套用比例定律估断节能效果,应将实际工况转化成相似工况后,再用比例定律计算。在节能效果的考核方面,除考虑变频调速节约能源外,还需要综合考虑应用变频器的综合经济效益。应用变频器后,抵消除供水系统中的水锤效应,从而延长水泵、管路、阀门的使用寿命。采用变频调速后,生产机械在运行过程中的平均转速下降,故磨损减少,寿命延长。而且,有经验表明,当锅炉鼓、引风机采用变频控制,可以使煤燃烧充分,烟囱里不再冒黑烟,并且因为平均转速降低了,噪音也大为下降。
篇7:变频器的运用及其发展趋势论文
目前,我国的城市化进程不断的加快,对城区的改扩建工程不断的增加,城市的建设和拆迁基本上是在同步进行的,这就增加了很多不确定的因素,同时在建筑中多层建筑和高层建筑处于共存的状态,这二种不同的建筑结构对于供热的热水参数也有较大的差别,特别是出回水的压力及补水的压力,都需要满足不同的用户要求,否则会产生较大的矛盾。同时,近几年来很多城市存在着开发热,开发的面积越来越大,每年的供热面积都在增加,同时在开发的前几年因入住率达不到,所以供热面积都会处于一个较低的水平,这样就对供热设备提出了较高的要求,需要其具有较强的可调节性,在这种前提下,变频器起到了关键的作用。
随着科学技术的快速发展,各行各业都在发展过程中充分利用科学技术,有效的节约人力,使其工作实现智能化,这就需要在工作时接受模拟量的自动信号,这是传统的设备无法满足的,因此只有变频器技术可以有效的解决这一问题。近年来,随着社会的不断发展,国家和地方的法规也在不断的完善,目前对于所有新建的住宅楼在供热上都需要进行分户计量,这样住宅里的住户就可以随时关闭和调节自家的供热阀门,但相对于老住宅来说,对只能接受管网内的热水流量,无法进行调节,这样整个管网将处于一种失控的状态,严重影响系统的稳定性,在这种情况下,就需要智能系统的大量应用,从而实现供热系统的稳定性,变频器技术在这时就发挥了其最大的功能性。总之随着变频器技术的快速发展,不仅在供热系统,在各行各业都将得到广泛的应用。(本文作者:王庆国 单位:哈尔滨市直属房产经营公司通达分公司)
篇8:区域供水水资源论文
区域供水水资源论文
1供水存在问题供水存在问题如下
(1)水量危机加剧。现状供水规模及水源水量都不能满足城市发展的需要,存在城市供水与农业灌溉的争水问题;为满足城市供水的要求,所选择新的供水水源地会占用农业灌溉的水源。随着城市的发展,农业灌溉的统筹规划要开展,并促使农业灌溉水源替代工程上马;区域内缺乏工农业及生活节水措施,产业结构和产品结构调整方案不健全、贯彻执行不认真,不利于城市供水新水源地的开辟运用;尤其是农业灌溉水量损失大。
(2)水质污染严重。城市供水水源地缺乏长期的水质监测,上游污染源没能有效防治,农业面源污染严重;养殖生物链不合理;水的利用效率低,缺少污水处理回用系统;目前缺乏一整套用水调度机制,水资源的统一调度和管理体系不够完善,缺乏监管制度。
2解决途径
2.1做好供水水源规划
明光区域水资源划分计算片为清流河支流片、南沙河片、涧溪河片、石坝河片、池河片、淮河片。规划供水水源考虑采用地表水,优先利用区域内水资源,利用南沙河及附近中型水库水源,在内部水资源不足时考虑利用过境水量,确保城镇供水需求,满足区域经济社会的发展。明光市城区供水水源近期新增石坝水库为供水水源,对石坝水库灌区灌溉水源进行替代;新增林东水库水源,新建林东水库向南沙河供水管线工程;扩大南沙河取水规模,抬高南沙河拦河坝蓄水位;新增女山湖水源,供城市产业用水。中期新增分水岭水库为中心城区供水水源,新建分水岭水库灌区灌溉水源替代工程;加大女山湖取水量。远期扩大分水岭水库取水量,新增淮河水源,保证明光市供水安全。
2.2水源工程措施
供水水源工程规划有现状供水水源续建工程、供水水源替代工程、节水改造及引淮工程等。供水水源续建工程主要为南沙河拦河坝的蓄水位抬高工程、林东水库用供水管线向凯发新泉水厂供水工程;随着城市的发展,部分灌溉面积因城市建设用地刚性需求逐步减少,主要有石坝水库灌区、分水岭水库灌区,替代面积5233hm2,供水水源替代配套工程;节水改造工程主要为林东水库、分水岭水库、燕子湾水库等灌区进行节水改造,中远期进一步节约当地优质水资源。进行农业结构调整,实施高效农业节水灌溉设施,扩大灌区塘坝有效蓄水量;引淮为中长期区域经济社会的发展规划确定,远期新增淮河水源规模为8×104m3/d,年取水量2086×104m3。
2.3备用水源及调度
从水质水量综合考虑,女山湖、淮河水质逐年得到改善,可作为备用水源地;女山湖和淮河水量丰富(考虑南水北调东线调水工程的补给),可满足水量要求。女山湖两岸的乡镇供水管网有条件的'应形成联网,个别乡镇应急备用水源可以地下水为应急备用水源。应急水源预案。明光市主城区供水水源近期主要为南沙河(含林东水库)及石坝水库,从理论上分析,若突发事件发生,河道内水源全部受到污染,南沙河拦河坝的蓄水无法使用,首先启用林东水库为明光城区供水,若林东水库水量不满足需求或林东水库水质也受到污染,将启动女山湖或淮河备用水源,重点是女山湖东岸的以女山湖为水源的水厂与明光市城区供水的管网联网工程,实施应急供水;若仅南沙河遭到污染而林东水库水量不足,可动用林东水库或石坝水库死水位以下水量满足供水量要求,若还不能满足供水要求将启用淮河备用水源应急供水。若遇大旱年份,南沙河、石坝水库及林东水库来水量大量减少,供水量不足,为保证明光市供水量要求,启动备用水源,加大从女山湖、淮河引水量,保证主城区供水和潘村、女山湖及石坝镇的供水要求;涧溪镇经七里湖引淮河水;张八岭及三界等乡镇可开采地下水应急供水,并动用水库死库容,压缩水源地向农业供水的水量。远期有条件时可以实现供水区域联网、并网拟建崔家湾水库工程。
3结束语
区域的水资源合理配置应严于国家3条红线实施,不仅保障区域经济的稳步发展和城镇化及工业化发展,同时还是建设环境友好型社会建设的基础工程。
篇9:高压变频器在恒压供水方面的前期管理
引言
大中型自来水厂的水泵驱动电机一般是由高压电机驱动,其供水压力与流量的调节大多采用传统的方式,通过控制水泵的运行台数,辅助于阀门的开度变化的方式进行调节,由于供水时间相对集中,一日内的负荷变化较大,特别是在午夜与凌晨的时段,产生大马拉小车的现象,这种情况在春冬两季更为明显,既浪费能源,又使供水管网的压力波动,为了解决这一问题,平顶山煤炭集团自来水厂领域决定选用安邦信的AMB-HV1型高压变频器,对原有的水泵驱动电机进行变频节能改造。
系统概况
原高压电机以工频电源驱动时,电机定速运行,只能靠水泵出口侧的阀门来调节供水流量,不仅浪费能源,而且会产生“水锤效应”和“憋泵”现象,对此,我们采用安邦信高压变频器内置PID功能进行节能改造。
PID功能介绍:水泵变频调速是一个压力闭环控制系统,设定水泵出工侧压力参数为控制对象,当实际压力与设定压力发生偏差±H时,高压变频器则根据压力传感器反馈的信号,自动调节变频器的输出频率与电压,从而改变水泵驱动电机的转速,使水泵出口侧的压力维持恒定。
风机泵类负载变频调速的节能原理
风机泵类负载一般是通过改变阀门挡板的开度进行流量、压力调节的。图-1为泵(风机)扬程流量特性曲线(H-Q)图。在阀门控制的方式下,当系统流量从Qmax减少到Q1时,必须相应地关小阀门。这时,阀门的阻力变大,流体的节流损失增加,流道的阻力线从A0到A2。
泵(或风机)运行的工况点,从b点移到c点,扬程从H0上升到H2,而实际需要的工况点为d点。
根据泵(风机)的功率计算工式:式中:
P—水泵使用工况轴功率(KW)
ρ—输出介质的密度(kg/m3)
Q—使用工况点的流量(m3/s)
g—动力加速度(m/s2)
η—使用工况点泵的效率。
可求出运行在c点和d点泵的轴功率分别为:
Pc=PgQ1H2/1000η; Pd=PgQ1H1/1000η;
两者之差为ΔP=Pc-Pd=PgQ(H2-H1)/1000η
上式说明,用阀门控制流量时,有ΔP的功率被损耗浪费掉了。而且,随着阀门不断关小,这个损耗还要增加。
用变频调速控制时,当流量从Qmax减少到Q,由于阀门的开度没有变化,管网的阻力曲线不变,泵的特性曲线随转速由n0变化到n1。泵(风机)运行的工况点,则从b点移到d点,扬程从H0下降到H1,而用转速控制时,根据流量Q,扬程H,功率P和转速N之间的关系:
Q1/Q2=n1/n2; H1/H2=(n1/n2)2; P1/P2=(n1/n2)3
可知:流量Q与转速N的一次方成正比;扬程H与与转速N成平方比;而功率P与转速N成立方比,若转速下降20%,则轴功率对应下降49%,由此可见,采用变频调速可以大幅降低电机的电耗,节省能源,降低企业成本。
高压变频器的选型:
高压变频器是价格不菲的传动控制设备。因此,我们在设备的选型上要慎之又慎。国际知名的电气公司诸如:ABB,西门子,富士都在生产6KV系列高压变频器,而且在国内企业均有成功应用的例子,但它们的产品一般都售价高昂,同时在技术支持及售后服务方面不及国内便捷。近年,国内企业生产的高压变频器,经不断完善,其技术与十分成熟。综合产品价格、售后服务、设备的可靠性诸方面因素,最终我们选用了AMB-HV1型变频器。AMB-HV1型高压变频器采用了工业控制领域已广泛应用的成熟,可靠技术,诸如移相整流技术,H桥单相逆变技术等,因而具有很高的可靠性。
安邦信高压变频器与国外某品高压变频器性能对照表
AMB-HV1型高压变频器的基本原理与技术特点:
电源侧与逆变功率单元之间,设置了移相整流变压器,移相变压器边各绕阻之间互相错开一定的电角度,给逆变功率单元供电,各功率与移相变压器连线如图-2所示,
移相变压器的多重二次绕组对电网而言,类同多相负载,它即为逆变功率单元的电压叠加提供了条件,又解决了电源网侧的谐波问题。对AMB-HV1型高压变频器而言,每相有6个不同的相位组,形成了36脉冲的二极管整流电路。因此,它的基波电流值高,理论上讲35次以下的谐波可以消除电流的畸变率 THPi<190.
AMB-HV1型高压变频器采用载波移相技术,各功率单元在主控CPU发生的控制电平下,依次导通关断。各功率单元输出的1,0,-1电平叠加后,形成了频率电压可调的多重化阶梯形,得到了几近完美的正弦波形。逆变功率单元由整流电路,电解电容滤波电路,H桥逆变路构成,其基本原理如图-3所示。
各功率单元的输入电压为590V,功率模块为低饱合压降,耐压为1700V的IGBT,功率单元与控CPU板之间监控电平由光纤传递,使布线的杂散电感减至最少,杜绝噪声损耗。
因为每相的逆变功率单元按一定的相位差串联,其输出的电压波形是多段阶梯波,且等效的开关频率很高。因此,它没有通用变频器6脉波逆变电路产生的 6K±1的高次谐波产生的转矩脉动问题,避免了谐波电流引起的电机发热,杜绝了共模电压与dv/dt应力对电机与电缆的损害。因此,系统不需要再配置电抗器,滤波器。
实际使用情况:
系统采用2台水泵驱动电机共用一台高压变频器的形式,高压变频器分别控制2台水泵驱动电机的启动与调速及工频/变频的切换。
高压电机铭牌标定参数
额定电压:UN=6KV;额定电压IN=27A;额定转速NN=1475r/min;额定功率PN=220KW
电机启动平稳,消除了刺耳的启动噪音。
原高压电机工频启动时,由于起动时间短,起动冲击电流大(IN5~7倍),电机与水泵振动较大,会产生刺耳的噪音。使用高压变频器后,这些现象彻底消除。使用变频器后,电机启动时,电机的转速在高压变频器设定的范围内,从零开如平缓上升,电机电流亦随之平稳变化,电流表的指针平稳偏转,杜绝了工频启动时对电网的冲击。
电机启动时,水泵出口侧阀门关闭,变频器输出超始频率为2Hz,电机相电流为0.6A,1分钟以后,输出频率为43Hz,电机的相电流为18A。未采用变频器时,每当用水量大,水压低时,值班人员要及时开大水泵出口侧阀门,加大出水量;而当用水量小,水压电时,值班操作人员要及时关小水泵出口侧阀门,减小出水量。采用变频器后,网管水压通过压力闭环控制系统自动控制,供水压力始终保持在0.45MPa的设定压力上。而且,泵的启停台数由PLC根据工况情况自动控制,使系统由人力控制的方式上升到自动化控制的台阶。
节省电能降低企业设备运行成本
原高压电机以工频电源驱动时,电机定速运行,只能靠水泵出口侧的阀门来调节供水流量,不仅浪费能源,而且会产生“水锤效应”和“憋泵”现象,使用高压变频器,不仅解决了这些问题,而且可以根据供水管网所需流量,自动调节电机转速,从而节省电能,减少企业供水产生成本。解决了“水锤效应”“憋泵”水压忽高忽低的问题,减少管网爆管,水的“跑、冒、滴、漏”,可见使用变频器也利于节水。
表2为30天时内,工频与变频时电机的对照表,该表说明使用了变频器后水泵的电耗降低了30%,以当地电价0.55元/KWH计算,每月可节省27000元左右。
原高压电机未装置功率因数补偿电容,盘面上的功率因数表的读数在0.85的刻度上,使用高压变频器后,因高压逆变功率单元内均装置有大的电解电容,相当于在电网侧与机之间加入了一级容性隔离。使整个系数的效率大为提高。现在功率表的读数在0.95以上。可见,高压变频器不仅调频、调压、调速,软起动的功能,而且具有功率因数补偿的功能。
结束语:
我们这次装置AMB-HV1系列高压变频器一次调试成功,说明安邦信的高压变频器具有很高的可靠性,高压变频器的成功运行,不仅为企业带来了节能效益,减少了设备维修,而且提高了供水系统的自动化水平。可以说高压变频调速为企业节能降耗,提高经济效益开掘了新途径。
参考文献:
1、安邦信高压变频器AMB——HVI使用说明书 深圳市安邦信电子有限公司
篇10:MTBE装置节能降耗探讨论文
MTBE装置节能降耗探讨论文
摘要:MTBE作为最常用的化学试剂和反应溶剂在化工产业中的应用非常广泛。由于MTBE能够对环境产生污染,所以必须要加强MTBE装置的节能降耗处理。本文通过对于MTBE装置节能降耗进行分析,明确其节能降耗的主要措施,从而增强化工产业绿色发展的水平。
关键词:MTBE装置;节能降耗技术;存储管理
1、MTBE概述
工业甲基叔丁基醚(MTBE)主要以炼油液化气混合碳四和工业甲醇为原料,由于液化气碳四中的硫化物绝大部分富集到了MTBE中,因此,以炼油混合碳四为原料生产的MTBE的硫含量较高,一般低的在100μg/g左右,高的可达-3000μg/g。随着经济不断发展和对环保要求的不断加强,车用汽油的硫含量指标越来越严。目前在北京、上海、广州等经济发达的城市,车用汽油己执行硫含量小于10μg/g的国V排放标准,天津、河北、山东、长三角、珠三角实施汽油国V排放标准的时间也己提前。MTBE作为清洁汽油的调和组分,加入量一般在10-20%之间,因此将MTBE的硫含量降低到1Oμg/g以下,也是汽油质量升级到国V排放标准的必然要求。如果MTBE用作化工原料,则硫含量一般要求低于5μg/gMTBE中硫化物主要来源于生产原料混合碳四。在MTBE的生产过程中,MTBE比碳四烃对硫化物有更高的溶解性,且绝大部分硫化物的沸点较碳四烃的沸点高,因此,进料碳四中的硫化物绝大部分被富集到MTBE产品中。MTBE降硫有两个方向:一是降低原料的硫含量(即前脱硫工艺);二是对高硫MTBE进行脱硫处理(即后脱硫工艺)。河北精致科技有限公司,为适应国IV汽油质量升级开发了液化气深度脱硫技术(专利ZL10250279.8)。采用该项技术,一般催化液化气的总硫可降低到5μg以下,焦化液化气的总硫可降低到50μg/g以下。与该技术配套生产的MTBE产品总硫,可降低到了50μg/g以下,最低达到20μg/g。但针对国V汽油质量升级,目前国内使用的MTBE前脱硫工艺,存在着投资大、运行费用高、产品质量不稳定等缺点,为此,河北精致科技有限公司又开发了“一种低含硫甲基叔丁基醚的生产方法”专利技术。该技术工艺简单,对原料MTBE硫含量的适应范围宽(20-1200μg/g),产品质量稳定(硫含量控制在10μg/g或5μg/g以下均可),投资少,运行费用抵,无三废排放。配合液化气深度脱硫技术使用,还可大幅降低从液化气脱硫醇到MTBE后脱硫工艺过程的脱硫能耗,进一步降低低硫MTBE的生产成本。液化气经过脱硫醇后,液化气中的硫醇硫等活性硫化物,可以被彻底脱除,转化成高沸点的二硫化物,大部分被反抽提油带走,少量的留在液化气当中。经气分和MTBE生产过程后,由于MTBE比醚后碳四对硫化物有更高的溶解性,液化气中这些高沸点硫化物全部富集到了产品MTBE当中。根据沸点差,含硫MTBE经过蒸馏将高沸点硫化物从MTBE当中切除,是MTBE萃取蒸馏降总硫专利技术(专利公告号:10397611.0)的基本原理。对MTBE实施萃取再蒸馏,低硫的MTBE从塔顶蒸出,高硫馏分在塔底循环,高度富集了含硫化合物的副产物部分从塔底抽出,可作为加氢装置的原料。为了提高脱硫效果,降低MTBE损失,防止塔底发生生成胶质、缩聚、结焦反应,加入萃取防胶剂,优化工艺技术,是MTBE萃取再蒸馏技术有效手段。采用本项专利技术可生产硫含量10μg/g的MTBE产品,产品收率达到99%以上。适当降低收率时,硫含量可小于5μg/g。既可满足国V清洁汽油的调合,也可以满足作为化工原料的要求。
2、MTBE装置存在的主要问题
2.1甲醇回收系统腐蚀
由于MTBE装置在长时间使用之后设备会出现腐蚀的问题,其中甲醇回收系统的萃取塔受到腐蚀影响非常严重。通常情况下,如果萃取塔被腐蚀之后必须要针对萃取塔进行清理。在清理的过程中发现有鳞片状的黑色堵塞物和红褐色的锈蚀物,并且塔内的筛孔会被黑褐色的碎渣进行堵塞。通过对于这些物质进行磁性分析,能够进一步判断这些物质属于四氧化三铁。
2.2MTBE装置蒸汽用量存在问题
MTBE装置中通过异丁烯进行转化,是放热反应,生产的热量能够有效实现降低能耗。由于MTBE装置运行阶,段蒸汽消耗存在于甲醇回收塔以及催化蒸馏塔之间,所以催化蒸馏塔对低压蒸汽进行消耗。通过对蒸馏塔进行数据分析可以将不同的进料温度和塔底的'重沸器进行联系,通过灵敏板温度串级控制催化蒸馏塔蒸汽的流量,能有效的减少蒸汽量的使用量。
3、节能降耗的对策
3.1腐蚀问题的解决对策
首先如果MTBE装置的萃取塔发生腐蚀问题,是必须要加强对净化器的净化功能。通过进行有效过滤能够将甲醇的金属离子和碱性物质含量降低。同时要将甲醇萃取水的酸碱值进行重点监控,并且要定期检查萃取水的酸碱值。如果发现萃取水酸碱值过高,则必须要对甲醇回收系统进行定期换水,必要的情况下可以加入碱来中和控制萃取水的酸值,但是避免加入的碱过量。在MTBE装置开工之前,首先要加强磺酸基的控制与处理,所以必须要严格控制原料的预热温度,降低离子过滤器的反应温度。要严格控制醇烯比,通过有效控制甲醇醚化反应生成的水。可以避免因为弱水浸泡而出现酸基团脱落的现象。对于MTBE装置甲醇回收系统会受到吸氧腐蚀的影响,所以必须要通过在甲醇回收装置中安装除氧设备,保证设备的安全运转,同时也可以降低进料的温度。避免氧活性的提升,减轻管线腐蚀程度。
3.2提升进料温度
通过采取逆流的方式进行换热,在冷热物料温度不变的情况下,加强对于冷物料的出口温度管理,首先利用翅片式的换热器来扩大散热面积,促进流体的湍流保证散热效率的提升,其次,可以将传热表面制作成为凹凸不平的形状实现增加扰动的效果,降低边界厚度来加强热传导的效率。还可以利用小金属颗粒涂抹在传热表面,从而有效提升传热面积也能够增加散热器的效率,利用流体扰动,对不同的异型管安装螺旋圈或金属卷片,提高流体扰动速度。减少对于热阻的传导影响。在蒸馏塔进料量与催化蒸馏塔底液位设置串级控制系统;塔顶压力用间接调节冷凝器冷却面积的方式控制;为保证回流罐顶不形成负压,采用热旁路的方式进行控制;为防止紧急情况下,热旁路调节不能解决回流罐顶负压的问题时,可用手操器控制,以在回流罐顶补入氮气的方式解决;塔顶回流采用了流量和塔顶温度串级调节的方式控制;产品外送采用了流量和塔顶回流罐液位串级调节的方式控制;塔底温度采用了温度一流量串级调节。
4、MTBE的存储管理
由于MTBE属于无色液体,但是具有醚样气味,所以具有易燃的特点,尤其是其蒸汽能够与空气形成爆炸混合物,通常情况下。MTBE能够挥发成蒸汽,其蒸汽能对眼睛黏膜及上呼吸道产生强烈刺激,所以必须要加强,对于MTBE的包装有效管理,避免对环境造成污染。如果发生MTBE物质泄漏的问题,应该迅速撤离,泄漏污染区的人员至安全区,并且进行隔离,严格限制人员出入,切断火源,避免发生爆炸事故,对应急处理人员应该佩戴正压式呼吸器,并且穿戴消防服,尽可能快速的切断泄漏源,防止MTBE进入到下水道和排水沟等空间。如果发生小量的泄漏,可以采用沙土等其它惰性材料吸收,如果发生大规模的泄漏事故,则应该通过构筑围堤或者挖坑的方式,对泄漏出的MTBE进行回收。利用泡沫覆盖的方法,可以避免MTBE产生蒸汽与空气发生结合,防止引发爆炸事故。对于现场的操作,应该加强通风,并且对相关人员进行专门培训,严格提高专业技术,通过将操作参数控制在正常范围,对温度、流量和压力等参数曲线自动调节。同时不允许超出工艺设置的参数,保障设备与人员安全。设备全部采用露天布置,以利通风、散热。按有关规定设计消防系统,保证出现事故时,能进行有效的消防。依托现有装置进行职业卫生设计,达到安全卫生的要求。压力设备需设置安全阀。装置需设有可燃气体报警仪。储存、处理和输送易燃、易爆、物料的设备、管道需采取静电接地和防雷措施。
5、结语
本文通过对于MTBE装置的甲醇回收系统设备腐蚀以及蒸汽用量的影响入手,通过针对性的措施,来降低MTBE装置中催化蒸馏的进料温度,可以有效的节省蒸汽用量提高节能降耗的效果,但需要注意的是,在此过程中,不应该过度提高进料温度,因为很多没有转换的异丁烯在蒸馏塔中,会发生放热反应,并且会导致MTBE产品的二聚物含量增加。
参考文献:
[1]王照,孔祥军,李煜童.泄漏检测与修复技术在MTBE装置的应用研究[J].环境研究与监测,,30(02):60-62.
[2]计洪旭,纪燕飞.迷宫压缩机在MTBE装置热泵系统中的工业应用研究[J].压缩机技术,2017(01):34-36.
[3]刘初春.气体分馏、MTBE、烷基化装置组合优化,提高碳四资源利用水平[J].当代石油石化,,24(12):15-20.
[4]李红军.锦西石化MTBE装置应用脱酸剂改善萃取水水质降低设备腐蚀[J].化工管理,2016(11):6+8.
篇11:变频器的谐波干扰及对策论文
变频器的谐波干扰及对策论文
摘要:通过对变频器谐波干扰的产生、危害以及应对方法的分析,了解在使用变频器时我们应注意的问题,从而提高变频器的效能。
关键词:变频器;谐波干扰;测量;措施
一、谐波的产生
一般电压在300~500V的低压变频器,其主电路都采用交.直一交电压型的,输入为不可控的整流电路,输出用IGBTPWM逆变电路。所以输入电压是正弦的,输入电流是非正弦的。输出电压是非正弦的,输出电流近似正弦(SPWM调制)。
总之,不论输入、输出都存在非正弦,要产生谐波,尤其是输出,影响较大。当变频器容量不大于10%电源变压器容量时,影响不大,当容量超过该值时,按具体情况,可能引起不良后果,就有必要采取一定的防止措施。
根据谐波分析,上述电路不含3次及3的倍数次谐波分量,在三相对称系统中,3的整数倍谐波可自行消除,不必考虑。同时,上述电路无偶次谐波。
一般变频器的出厂的谐波值THD%是控制在3%~5%以内。
(一)使电源电压畸变,电压品质下降,造成线损增大。
(二)使电动机发热增大(电流谐波增加铜损,电压谐波增加铁损),效率下降,功率因数减小。
(三)使电动机振动增大,转速产生抖动,不稳定。
(四)使电动机噪声增大。
(五)谐波与电线电容谐振产生过电压,危害绝缘,耐压降低,以致造成过电压击穿。
(六)对电容器产生过热,增加损耗,以致产生电击穿或热击穿。
(七)使电路三相输入电流不平衡度加大。
(八)干扰计算机系统正常工作,对电子线路设备造成不稳定工作状态,严重时以致无法正常工作,或设置参数波动较大,影响正常使用。
二、谐波的对策
(一)从设计制造角度选用IGBT功率器件,空间电压矢量控制,多
相叠加,如六相、十二相,多重化移相,调制过程中选择合理参数值等。
(二)从使用安装角度采用进线AC电抗器、出线DC电抗器,输出正弦滤波器,不共用地线,分开供电电源(变频器i受干扰电气设备),开关电源供计算机或电子仪器仪表,用隔离变压器供电,出线和进线分开一定距离电动机外壳接地,变频器单独接地,采用绝缘性电源变压器,缩短线路长度,信号线不接地而连接于信号公用线等。必要时还可使用零序电抗器、浪涌吸收器、浪涌抑制器、输入抑制电抗器,以及用绞合线布线等。也可人为减低变频器的载波频率(1~15HZ)消除干扰影响,一般频率低干扰下降,但燥声可能要大些,电流波形平滑性要差一些,具体值可现场调试而定。必要时选用专用的变频电动机。
三、谐波的标准及限值
中国国家标准GB12668-1990《变频器标准及产品实验要求》的具体规定如下:
电压畸变≤10%,奇次≤5%,偶次≤2%,短时≤10%0 ‘按实际运行经验,谐波在下列范围内,一般可以正常使用:对电动机:谐波值在10%~20%电子开关,但当>20%时就要误动作;对仪表;电压畸变<10%,电流畸变<10%,这时误差<1%的;对计算机:超过5%要产生干扰。
四、高压变频器的谐波问题
高压变频器一般是指电压级为3KV、6KV、10KV,功率为300~10000KW的交频器,因其电压高、频率大,谐波问题更应该引起重视,一旦有干扰,影响更大,危害更严重。目前,高压变频器产品的主要参数都已达标或超标,具体势值如下:
(一)采用30脉冲变频,可不加任何谐波滤波器就能满足供电部门对电压和电流失真最严格的要求。
(二)采用多重化的脉宽调制技术,因而输出波形为非常完美的正弦波。
(三)功率因数≥0.95。
(四)效率:变频器为98%。系统为96.5%。
(五)噪声:<75dB。
(六)频率精度:<0.5%。
(七)转矩脉动:0.1%(0~500HZ)。
(八)完美无谐波,总电流失真为0.8%,总电压失真为1.2%。
五、变频器的谐波特性、抑制方法及测量
(一)变频器的谐波
低压变频器的主电路大都选用交,直.交电压源型的。其输入部分:电压波形是正弦的,但电流波形是非正弦的,因有非线性二极管组成三相桥式整流电路,电容滤波及二极管的参数离散所引起的。
其输出部分:电压是按正弦脉宽调制规律,且幅值相等宽度不等距形波,其等效后是连续的矩形波,而三相的相电压是阶梯波,因此是非线性的,电流是近似正弦波,但载波频率值越高,越接近正弦波。
总之,变频器输入电流是非正弦的,输出电压是非正弦的,既然有非正弦存在,就存在谐波电流与谐波电压。随着变频器在各行各业的应用面扩大及单机容量的加大和使用变频器的总容量的增大,谐波污染电源及对周围其他使用设备的影响就日益严重,甚至因使用变频器后造成其他精密设备、电子仪器仪表、计算机等不能正常的工作,因此,要由变频器本身的谐波控制标准及抑制和减少谐波造成干扰两个方面来着手解决问题,才是有效途径。
(二)变频器谐波的特性
众所周知,不论是变频器的输入端还是输出端都是三相,对称的电压或电流波形只有5、7、11、13、17--次谐波及其基波存在。在较低频率运行时谐波造成的电动机发热、无功损耗增大、功率因数减小的影响更大些输出频率高,比输出频率低的谐波造成的影响要小。
一般配电系统变压器的容量远大于变频器的容量(如10倍以上),谐波的'影响就小,如10倍以下建议加进线交流电抗器。但当单台变频器容量为300~500KW时,可考虑使用单独供电变压器,更经济适用或多台变频器总容量较大时,也可考虑用单独供电变压器。
总之,输入侧因电流的非正弦所引起的谐波,会使电网电压畸变,从而造成对其它用电设备的影响,,所以对每台变频器有谐波电流合成总量THD%占基波值的百分比要求一般为3%~5%,即在此范围内电压畸变是允许的。
输出侧因电压的非正弦所引起的谐波,对电动机的运行是不利的,原因是谐波电压易产生电动机端电压过高,当线路过长大于100米时易发生尖脉冲过电压,尤其对旧电动机绝缘有威胁,甚至击穿,并易发生电动机过热,所以对变频器的谐波电压合成总量THD%也有要求,一般为5%~7%,并建议尽可能提高载波频率值,使输出电流尽可能正弦化,对电动机减小噪声振动也有好处。
下面谈谈交流电抗器与直流电抗器对谐波的抑制作用。交流电抗器串接与三相的输入电路中,它的滤波效果不是很好,用后能将功率因数提高到0.75~0.85,其主要作用如下:
1、当电压为380V,变频器容量在500KVA以上,或大于变频器容量的十倍时,配电变压器容量及变频器容量与选用电抗器之间会有一定的匹配关系。
2、电源输出电压三相不平衡不大于3%。
3、当配电变压器有功率因数补偿电容时,或有晶闸管(SCR)整流装置时电抗值的大小与各次谐波电流之间存在一定关系,分析表明,交流电抗器对抑制5~19次谐波效果很显著,一般选用时使电抗器上的电压降大于额定电压的3%为宜。当然也可串接于变频器的输出电路中,它的作用主要是抑制变频器的发射干扰和感应干扰,抑制电动机的电压波动效应,其装置方式为:额定功率不大于18.5KW的变频器,一般内置;额定功率不小于22KW的变频器,一般外置,也有需要另外配置的。
(三)变频器的谐波测量
对新购买的变频器及在使用中的变频器,往往要作各次滤波电流或电压的测量,以改变人们只作定性分析谐波的状况,从而走向定量分析谐波的过程,并能进一步控制变频器本身的谐波质量指标,以及在使用变频器过程中,对电网的影响及对其他设备的影响。通过定量分析,可进一步提出合理、有效措施,发挥变频器更有效的功能,是件非常重要的事。如果我们利用仪器仪表得知谐波的频率、相对量值等数字量,再对测量参数进行综合判断,就能很快决定变频器有关谐波实际量值与标准对比。
六、高压变频器的谐波
高压变频器是指二次输出是交流l、3、6、10KV电压等级,功率为500~10000KW的变频器,其显著特点是电压高、功率大。按使用的重要性、发生故障时的后果严重性、产生较大经济损失等原因,对高压变频器有较为严格的技术要求。应考虑使用的可靠性、冗余度大小、载波频率大小、对电网的污染程度、输入的功率因数、、共模电压值、系统的效率高低、能否四象限运行、主电路是电压源型还是电流源型等,都应该考虑。高压变频器由于工作电压高、功率大,使用载波频率低,一次高压直接接在电网上,因此造成谐波分量值较大,同时对电网的影响,以及对共模电压的影响等原因,对电动机的影响更为严重,所以,高压变频器谐波分量大小,是衡量经济运行的重要指标之一。
谐波形成的原因,是因为存在非正弦的一次电压、一次电流、二次电压、及二次电流。其频谱是基波,谐波是5、7、11、13、17、19、23--次,不存在偶次及3的整数倍次谐波,但主电路结构不同,谐波的次数也是不同的。
七、抑制变频器电磁干扰的有效方法
在使用变频器过程中,常碰到变频器谐波所产生的电磁干扰问题,这种干扰只要采取一定的有效措施,是可以抑制的。
八、变频器电磁千扰的产生
如前所述,应用变频器输入、输出都会产生谐波,尤其是对输出干扰影响较大。变频器产生的电磁干扰能量主要是经电动机电缆线、电源线、接地线的传导向外传播的。当变频器容量大于等于电源变压器容量的10%,且输出线路长度大于100米及附近有较高敏感度的电子器件、仪表等设备,而电动机的功率为几十到几百千瓦时,电磁干扰问题就不能忽视了,必须采取一定的有效抑制方法。
易受电磁干扰影响的电气设备主要有:
(一)弱信号模拟测量电路,如热敏电阻等;
(二)频带较宽的模拟信号电路,如音频电路等;
(三)视频电路,如闭路电视等;
(四)数据传输线未加屏蔽或布线不适当时;
(五)无线电通讯设备。
变频器在使用过程中除了谐波所产生的电磁干扰外,还有射频干扰的问题。我们知道变频器的整流电路和逆变电路都是由非线性器件构成的。因此,变频器运行时,由于变频器运行在高频开关状态,会引起电网电压、电流波形发生畸变,产生高次谐波。相反,电网电压、电流的波形发生畸变,产生的高次谐波会增加变频器输入侧的无功功率,从而降低功率因数(主要是频率较低的高次谐波),另外还会对其他设备形成电磁干扰和射频干扰。电磁干扰会通过电路传导和电磁感应传播,射频干扰会通过空中辐射传播。
变频器的抗干扰措施有以下方法:
l、一般措旋
(1)信号线。信号线不能与未屏蔽的电动机电缆或未经滤波的电源线平行。
(2)接地。变频器和电动机一定要可靠接地。
(3)电源滤波器。在变频器的输入侧与输出侧设置噪声滤波器(输入电抗器和输出电抗器)。
2、强化措施
(1)降低载波频率。电磁干扰强度与逆变电路的载波频率成正比。原则是载频高,干扰大,但电流波形好,噪声小,可适当选取,两者兼顾就可。
(2)屏蔽电动机电缆。注意屏蔽层应分别接变频器和电动机的接地端且两端都应接地。当易受干扰的电路或装置远离,要保持一定间距。
(3)对电磁干扰非常敏感装置的措施。L般情况下,在距离变频器10米处能无干扰。
九、共模及差模干扰
共模干扰是指三相中任一相对大地或中性线对大地之间干扰。其具有同方向性,产生于同一条电源线,衰减小,影响大。共模干扰的危害在于:
(一)产生高频漏电流;
(二)产生传导性或放射性的电磁干扰;
(三)电动机绕组的复合老化;
(四)电动机产生轴电压或轴承电流。
由中性线对大地引起的共模干扰,对大功率电动机和高压变频器影响较大。差模干扰是指相线与中性线或相与相之间的干扰,具有反方向性,是由空间辐射或导线分布电容耦合到电路中来的干扰,衰减大,影响较小。
十、共模干扰电压的抑制方法
(一)增加电路阻抗;
(二)在串联谐振电路中,插入阻尼电阻,成为共模变压器;
(三)使用隔离变压器;
(四)使用不间断电源UPS或EPS。
参考文献:
[1]何超.交流变频调速技术[M].北京航空航天大学出版社,,05
[2]张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M],机械工业出版社,2006,01
篇12:供水管网改造研究论文
供水管网改造研究论文
摘要:城市供水管网改造是提升水质的重要保证,加强水质监管力度是开展供水管网改造的推动力,是实现“城市供水一张网”的重要保障。推动城市供水管网改造,避免水质在管网中受二次污染,解决水压低问题,从而保障城市居民饮用水安全。
关键词:供水管网;用水量;树状管网;中小城市
1 供水管网现状
随着改革开放不断深入,城市化规模不断扩大,人民生活水平不断提高,用水量也在不断增加,使得原有的供水管网已不能满足用水的要求。城市供水管网需要大幅度地进行改造,以达到节水、节能、节资的目的。目前,中小城市大多采用树状管网的供水方式,其具有管线短、投资省等优点,但供水安全性较差。树状管网设计和改造中,常出现以下问题:其一,局部改造只将旧钢管更换为同直径的塑料管,原供水压力不变,致使供水时总水量大大增加,用水量超标,造成水资源浪费;其二,在供水端水塔高度设计时,根据设计原理,考虑了最不利管线的用水压力和用水量的要求,但在管路运行时,却出现有的出水量超标,有的用水量不足的问题。
2 树状管网计算实例
2.1实例资料
给水系统管网布置及供水点的用水量和供水末端高。原管材为钢管,管网改造中采用新型管材UPVC管(其与传统的金属管、水泥管相比,具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、综合节能性好、运输安装方便、使用寿命长等优点)。要求各供水点自由水头为8.0m,确定各管段的直径d和供水头H。方案一:考虑使用原水塔供水;方案二:重新设计新的供水压力。
2.2树状管网计算程序要点
计算程序主要有:首先,根据供水区域的供水要求及地形情况,做好管网布置,确定各管段长度;其次,调查用水情况,确定各供水点所需水量,由连续性条件确定各管段流量和供水总量,正确选用经济流速,计算和选用管材和管径,然后计算各支管的水头损失;最后,根据各支管的水头损失、端点所需自由水头和地面高程,确定最不利管路,计算供水点的水头H。
2.3计算公式
对于管径的确定需要正确选择经济流速。采用一定的流速使供水的总成本(包括管网建设费用和管网运行费用)最低,这种流速称为经济流速。经济流速涉及的因素很多,综合实际设计经验及技术经济资料,对于中小直径的给水管路,当直径D为100~400mm时,Ve=0.5~1.0m/s;当直径D>400mm时,Ve=1.0~1.4m/s,但这也因地因时而略有不同。
为保证各管路的供水量及端点水头,以各分叉串联管路计算中所需水头最大的管线作为设计管路或称为设计最不利管路。最不利管路上水源与该管路自由端点的能量方程为:H=hfj+he+ze。
H为供水点到某一基准面的总水头,m;hfj为支管j管段的水头损失,m;i为1m管长的水头损失,m;Q为管段计算流量,m3/s;dj为管道内径,m;Lj为j段管长,m;he和Ze为计算管路上端点自由水头、地面高程。
2.4管材为钢管时管径及水头损失计算
具体计算公式如前所示,计算结果。初选经济流速为:Ve=1.0m。
对于线3-2-1-A:H=hfj+he+Ze=9.09+1.08+1.09+8+15=34.26(m)
对于线4-2-1-A:H=hfj+he+Ze=8.50+1.08+1.09+8+14=32.67(m)
对于线5-1-A:H=hfj+he+Ze底=1.91+1.09+8+12=23.0(m)
由上述计算可知,管线3-2-1-A的总水头最大,则以此为设计依据。考虑局部水头及流速水头的影响,计入沿程水头损失的5%~10%,则供水水头为34.83~35.4m。
2.5管材为UPVC管时管径及水头损失计算
当管材为UPVC管时,各管段的直径及水头损失计算。
对于线3-2-1-A:H=hfj+he+Ze=4.10+0.52+0.53+8+15=28.15(m)
对于线4-2-1-A:H=hfj+he+Ze=3.78+0.52+0.53+8+14=26.83(m)
对于线5-1-A:H=hfj+he+Ze=0.90+0.53+8+12=21.43(m)
管线3-2-1-A总水头28.15为最大,以此作为设计依据。考虑局部水头及流速水头的影响,计入沿程水头损失的5%~10%,总水头为28.41~28.66m。
3 结果分析
3.1钢管和UPVC塑料管材的比较
钢管供水水头为34.26m,所需水塔高度为14.26m,而UPVC塑料管材需要的供水水头为28.15m,水塔高度只需8.15m,比钢管小得多。这是由于糙率减小、水流能量损失减小所致。对于UPVC塑料管材。
各用水点的出口自由水压he、高程Ze和管长L、管径不变时,供水头H与流量Q成一定的'比例关系,当水头增大,流量也增大。如果还用原来的供水水头34.26m,则各用水点的出水量增加,必然造成水量和电力资源的浪费。特别是学校、医院、宾馆等公共场所,水管出口用手动阀控制流量,出水量增加很多,用水超标最为严重。因而对于供水管网,只要增加和减少一个支线管路均要重新进行管路计算,采取有效措施,保证正常供水。
3.2校核各出水点的水头
采用UPVC塑料管材,供水水头取28.6m。但还有新的问题,在28.6m供水水头作用下,计算各支线末端剩余水头,发现有两个支线超过要求的出口自由水头8.0m,特别如支线A-1-5,5出口水头为15.17m,超出要求的自由水头7.17m。
对于管段1-5,当hfj=7.17+0.9=8.07(m),Lj=200m,d=150mm=0.15m,代入式得流量Q=52L/s,大大超出了原来要求的出水量,因而必须对该管道进行调节。首先考虑调节直径。取供水位为28.6m。对于本例各个支管超出水头的计算。管5-1直径由原来的150mm调为100mm,可改变水量的不平衡状态,而且节省了管材的费用。因而在管路设计时,对于树状管网,必须核算各个管段,将输入流量大于所需流量的管道直径重新设计、调整。必须注意的是,有时超出水头并不大管径不能调节,则可在各个支管处安装调节阀,调节流量使其达到设计要求即可。
4 结论
4.1树状管网供水系统的改造和重建工程,要正确选用供水水量、供水水头,必须重新设计。
在设计时,必须计算校核各支线及出口的供水水头是否与原计算相符,如有变化应及时调整管径或采用其他措施,以达到满足供水且节水、节资的要求。
4.2在树状管网运行中,只要有一个单位的用水量超标,就会波及别的用户的用水量
,因而还需要采取以下措施:
一是加强用水管理,加强城市各方面用水监测和用水量控制。二是在管网的各支管处和各个用户取水处加设调节阀,既可以在检修时使用,也可以起到调节水量和压力的作用。三是大力宣传节约用水,发挥城市生活用水水价的调控作用,加强节水宣传和梯级水价的实施,强化节水措施。四是大力推广节水器具,如节水卫生器具和节水龙头等。
参考文献
[1]张耀先,丁新求.水力学[M].郑州:黄河水利出版社,:149-150.
[2]上海工程设计研究院.给排水设计手册:城镇给水[M].北京:中国建筑工业出版社,:24-25.
[3]吕宏兴,裴国霞,杨玲霞.水力学[M].北京:中国农业出版社,2002:152-153.
[4]吴季松,冯广志.水利技术标准汇编:供水节水卷[M].北京:中国水利电力出版社,2002:525-526.
篇13:水库应急供水可靠性分析论文
作为集中饮用水水源地的外度水库,其水质自2008年开始进行全年跟踪检测。水质检测报告显示:外度水库水体常年超标的污染物为TP和TN,是影响水质的主要污染物,其他指标基本符合Ⅲ类水质标准。后溪水库库周及上游分布的村落及居民点稀少,生态环境整体保持良好,水质良好且稳定。后溪水库水质检测的数据只有2010年8~10月、2012年1~9月,指标基本符合Ⅲ类水质标准。通过整理,2010年以来外度水库和后溪水库主要污染物总磷和总氮对比如图1所示。通过后溪水库与外度水库的污染物对比分析可以看出;外度水库污染物总磷平均值0.072mg/L,最大值0.15mg/L;污染物总氮平均值1.121mg/L,最大值1.85mg/L。后溪水库污染物总磷平均值0.033mg/L,最大值0.05mg/L;污染物总氮平均值0.596mg/L,最大值0.932mg/L。后溪水库水质总体上优于外度水库水质,可作为外度水库的应急水源。一旦外度水库水质出现异常,可以通过后溪应急供水管道直接向下游外度渠道提供源水,同时起到双水源的供水保障作用。及时做好后溪应急供水工程的建设,将明显提高外度水库的供水安全性,因此工程建设是十分必要的。
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