變頻恒壓供水試驗裝置設計及能耗分析
發(fā)布時間:2021-01-27 06:08
本文歸納了傳統(tǒng)二次供水方式,指出了傳統(tǒng)二次供水存在水資源和電能浪費、水質二次污染等問題。而變頻恒壓供水方式既能夠滿足用戶用水的水量和水壓需求,也能夠很好地解決傳統(tǒng)二次供水能耗高、效率低的問題。本文對變頻恒壓供水方式的組成、工作原理、使用范圍、技術優(yōu)勢進行了系統(tǒng)介紹,并通過搭建供水裝置平臺,對變頻恒壓供水和傳統(tǒng)的全速節(jié)流供水進行研究比較,同時對變頻恒壓供水方式的最不利點恒壓和泵出口恒壓控制方法進行了對比研究。本文通過試驗和模擬兩種方法進行對比研究。首先針對存在問題,提出研究方案,設計并搭建了變頻恒壓供水試驗裝置,且進行了試驗。研究了在相同流量下不同供水方式供水系統(tǒng)能耗和水泵運行的效率。其次通過FLOWMASTER軟件,對試驗裝置進行建模仿真研究,模擬變頻恒壓供水方式下泵出口恒壓和最不利供水點恒壓時供水系統(tǒng)的能耗和水泵運行的效率,并將模擬所得結果并與試驗測試結果進行了比較。對研究結果進行了分析,總結出研究結論,為工程實際運行提供參考。試驗和模擬結果表明:(1)相較于傳統(tǒng)的恒速恒頻二次供水方式,變頻恒壓供水可以按需供水,能夠滿足用戶水壓、流量的要求,同時供水效率也有顯著提高,因而在很大的程度...
【文章來源】:西華大學四川省
【文章頁數】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單臺水泵與管路聯(lián)合工作曲線圖
變頻恒壓供水試驗裝置設計及能耗分析10造成一定的影響。在實際工作中,水泵的工作點與水泵性能特性、管路的水力損失及實際揚程密切相關,水泵的實際運行工況隨著這三種因素的改變相應地發(fā)生變化。(1)水泵工作點的確定水泵的性能曲線QH和管路特性曲線R、泵的效率曲線Q在坐標系中如圖2.2所示。泵的特性曲線和管路特性曲線交點E即是泵的工作點。E點在圖中所對應的揚程為EH,流量為0Q,效率為E。圖2.2水泵工作點的確定Fig.2.2Determinationofpumpoperatingpoint從圖2.2中可以看出,水泵在工作點E的輸出流量與用戶所需的流量相等,即用水量的供需達到了平衡,當這個平衡點因水泵運行工況點相關參數的變化發(fā)生改變時,變頻泵進行自動調整,形成新的平衡點。(2)泵工作點的調節(jié)從式(2.1)中可知,電動機的轉速隨著轉差率的改變而發(fā)生相應的改變。變頻器通過對電壓頻率比(V/F)曲線的選擇,設定加減速時間以及轉矩補償曲線,當電機啟動時,變頻泵的轉速是從零開始逐漸升高,實現(xiàn)軟啟動,減少了啟動電流。在變頻調速恒壓給水系統(tǒng)中,除了轉差率的影響,電源頻率f的改變使電機的轉速n也發(fā)生改變,電機轉速的增減直接改變水泵轉速的增減。在水泵轉速增減的過程中,水泵的流量、揚程和消耗的功率都可以隨其轉速的變化而變化,達到調節(jié)水泵工況的目的,擴展了水泵的高效運行范圍。
西華大學碩士學位論文112.3.2泵出口恒壓節(jié)能分析圖2.3所示為變頻調速泵出口恒壓供水工況調節(jié)原理圖。圖2.3變頻調速泵出口恒壓供水Fig.2.3Constantpressurewatersupplyattheoutletofthevariablefrequencyspeedregulatingpump由圖2.3可知,當流量從1Q減小到2Q時,管道系統(tǒng)要求1E點所具有的壓力為0H,而泵的運行點壓力在1D,泵出口的壓力為eH,因此,多余的壓力損耗在出口調節(jié)閥或管網末端處,即;e0H=HH(2.3)因此,在時間0t內泵的平均水力功率為:00000000111ddttPQHtQHtttHC===(2.4)由式(2.4)可知,功率P與所設定的恒定壓力0H和流量Q隨時間的變化規(guī)律有關,而與管路系統(tǒng)特性無關。這種供水方式與水泵全速節(jié)流供水方式相比,通常能顯著節(jié)約能耗,但節(jié)能的大小與管路系統(tǒng)的特性曲線和變頻調速裝置的效率有關。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]供水泵站變頻調速系統(tǒng)節(jié)能運行研究[J]. 路文梅,彭程,陳歡歡,劉風華. 水電能源科學. 2018(11)
[2]動力分布式系統(tǒng)中用戶背壓及其變化的討論[J]. 賈云飛,吳志湘,翟夢嫻,于鵬飛. 節(jié)能. 2017(01)
[3]二次供水管理模式分析與建議[J]. 刁俊峰. 給水排水. 2015(09)
[4]民用建筑生活二次加壓供水幾種方式的探討[J]. 李強. 科技風. 2015(05)
[5]變給定調節(jié)的變頻調速供水控制系統(tǒng)[J]. 郭榮祥,辛琰,劉愛平,王建華. 安陽工學院學報. 2014(06)
[6]對高層建筑給水排水設計的分析[J]. 高華杰. 中華民居(下旬刊). 2014(10)
[7]管網疊壓供水設備的合理選用[J]. 林玉妹. 天津科技. 2014(06)
[8]管網疊壓在超高層建筑供水系統(tǒng)中的應用[J]. 楊政忠,翟加君. 中國給水排水. 2013(24)
[9]基于管網水力模型的水箱式二次供水運行優(yōu)化[J]. 祁司亮,徐強,陳求穩(wěn). 給水排水. 2013(S1)
[10]基于市政管網余壓的建筑供水節(jié)能實驗研究[J]. 周渤寅,張永明,邵方,王慶宇,王霖. 節(jié)能技術. 2013(01)
博士論文
[1]并聯(lián)泵組高效高可靠性運行問題研究[D]. 武鵬.浙江大學 2013
碩士論文
[1]面向系統(tǒng)節(jié)能的智能供水泵組自適應控制技術研究[D]. 蒙晨.浙江大學 2018
[2]變頻供水技術的優(yōu)化研究[D]. 柯圣華.長安大學 2016
[3]賓館類建筑二次給水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化[D]. 張昊.天津大學 2014
[4]高層辦公樓二次供水系統(tǒng)節(jié)能及設計優(yōu)化研究[D]. 魯帥.天津大學 2014
[5]建筑給水節(jié)能新技術實際應用研究[D]. 黃偉樂.華南理工大學 2013
[6]基于變頻調速的高樓供水系統(tǒng)變壓運行機理及控制策略研究[D]. 劉汪龍.中南大學 2012
[7]基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究[D]. 王兵.青島大學 2012
[8]智能建筑供水系統(tǒng)的研究與設計[D]. 錢宇達.東華大學 2009
[9]高層建筑疊壓供水方式分析及動態(tài)模擬[D]. 樊戶江.合肥工業(yè)大學 2007
[10]模糊控制在供水系統(tǒng)中的應用研究[D]. 宋英哲.遼寧工程技術大學 2007
本文編號:3002571
【文章來源】:西華大學四川省
【文章頁數】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單臺水泵與管路聯(lián)合工作曲線圖
變頻恒壓供水試驗裝置設計及能耗分析10造成一定的影響。在實際工作中,水泵的工作點與水泵性能特性、管路的水力損失及實際揚程密切相關,水泵的實際運行工況隨著這三種因素的改變相應地發(fā)生變化。(1)水泵工作點的確定水泵的性能曲線QH和管路特性曲線R、泵的效率曲線Q在坐標系中如圖2.2所示。泵的特性曲線和管路特性曲線交點E即是泵的工作點。E點在圖中所對應的揚程為EH,流量為0Q,效率為E。圖2.2水泵工作點的確定Fig.2.2Determinationofpumpoperatingpoint從圖2.2中可以看出,水泵在工作點E的輸出流量與用戶所需的流量相等,即用水量的供需達到了平衡,當這個平衡點因水泵運行工況點相關參數的變化發(fā)生改變時,變頻泵進行自動調整,形成新的平衡點。(2)泵工作點的調節(jié)從式(2.1)中可知,電動機的轉速隨著轉差率的改變而發(fā)生相應的改變。變頻器通過對電壓頻率比(V/F)曲線的選擇,設定加減速時間以及轉矩補償曲線,當電機啟動時,變頻泵的轉速是從零開始逐漸升高,實現(xiàn)軟啟動,減少了啟動電流。在變頻調速恒壓給水系統(tǒng)中,除了轉差率的影響,電源頻率f的改變使電機的轉速n也發(fā)生改變,電機轉速的增減直接改變水泵轉速的增減。在水泵轉速增減的過程中,水泵的流量、揚程和消耗的功率都可以隨其轉速的變化而變化,達到調節(jié)水泵工況的目的,擴展了水泵的高效運行范圍。
西華大學碩士學位論文112.3.2泵出口恒壓節(jié)能分析圖2.3所示為變頻調速泵出口恒壓供水工況調節(jié)原理圖。圖2.3變頻調速泵出口恒壓供水Fig.2.3Constantpressurewatersupplyattheoutletofthevariablefrequencyspeedregulatingpump由圖2.3可知,當流量從1Q減小到2Q時,管道系統(tǒng)要求1E點所具有的壓力為0H,而泵的運行點壓力在1D,泵出口的壓力為eH,因此,多余的壓力損耗在出口調節(jié)閥或管網末端處,即;e0H=HH(2.3)因此,在時間0t內泵的平均水力功率為:00000000111ddttPQHtQHtttHC===(2.4)由式(2.4)可知,功率P與所設定的恒定壓力0H和流量Q隨時間的變化規(guī)律有關,而與管路系統(tǒng)特性無關。這種供水方式與水泵全速節(jié)流供水方式相比,通常能顯著節(jié)約能耗,但節(jié)能的大小與管路系統(tǒng)的特性曲線和變頻調速裝置的效率有關。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]供水泵站變頻調速系統(tǒng)節(jié)能運行研究[J]. 路文梅,彭程,陳歡歡,劉風華. 水電能源科學. 2018(11)
[2]動力分布式系統(tǒng)中用戶背壓及其變化的討論[J]. 賈云飛,吳志湘,翟夢嫻,于鵬飛. 節(jié)能. 2017(01)
[3]二次供水管理模式分析與建議[J]. 刁俊峰. 給水排水. 2015(09)
[4]民用建筑生活二次加壓供水幾種方式的探討[J]. 李強. 科技風. 2015(05)
[5]變給定調節(jié)的變頻調速供水控制系統(tǒng)[J]. 郭榮祥,辛琰,劉愛平,王建華. 安陽工學院學報. 2014(06)
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[7]管網疊壓供水設備的合理選用[J]. 林玉妹. 天津科技. 2014(06)
[8]管網疊壓在超高層建筑供水系統(tǒng)中的應用[J]. 楊政忠,翟加君. 中國給水排水. 2013(24)
[9]基于管網水力模型的水箱式二次供水運行優(yōu)化[J]. 祁司亮,徐強,陳求穩(wěn). 給水排水. 2013(S1)
[10]基于市政管網余壓的建筑供水節(jié)能實驗研究[J]. 周渤寅,張永明,邵方,王慶宇,王霖. 節(jié)能技術. 2013(01)
博士論文
[1]并聯(lián)泵組高效高可靠性運行問題研究[D]. 武鵬.浙江大學 2013
碩士論文
[1]面向系統(tǒng)節(jié)能的智能供水泵組自適應控制技術研究[D]. 蒙晨.浙江大學 2018
[2]變頻供水技術的優(yōu)化研究[D]. 柯圣華.長安大學 2016
[3]賓館類建筑二次給水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化[D]. 張昊.天津大學 2014
[4]高層辦公樓二次供水系統(tǒng)節(jié)能及設計優(yōu)化研究[D]. 魯帥.天津大學 2014
[5]建筑給水節(jié)能新技術實際應用研究[D]. 黃偉樂.華南理工大學 2013
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[7]基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究[D]. 王兵.青島大學 2012
[8]智能建筑供水系統(tǒng)的研究與設計[D]. 錢宇達.東華大學 2009
[9]高層建筑疊壓供水方式分析及動態(tài)模擬[D]. 樊戶江.合肥工業(yè)大學 2007
[10]模糊控制在供水系統(tǒng)中的應用研究[D]. 宋英哲.遼寧工程技術大學 2007
本文編號:3002571
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