變頻供水技術的優化研究

       隨著變頻調速技術的快速發展,變頻調速供水技術得到越來越廣泛的應用,與恒速供水系統相比,變頻調速供水具有節能效率高、能實現自動化控制等優點。但是目前變頻調速供水技術在運行過程中也存在一些技術難關,沒能盡顯變頻供水設備的功效,沒有全面達到節能效果。本文首先根據目前變頻供水的現狀及存在的問題,指出了變頻供水的調速范圍不可以隨意調節,如果水泵的調速比過低,會出現水泵機組效率急劇下降,甚至會出現流量阻塞、流量振蕩等不穩定運轉的工況。在變頻供水技術中,水泵的性能直接關系到調速系統的節能效果。本文通過對水泵Q-H特性曲線形狀及不同比轉數水泵性能的分析,指出比轉數ns=100~350的中、高比轉數離心泵適合作為調速泵。關于變頻供水控制方式的選擇,本文通過對控制點設在水泵出口的恒壓控制和變壓控制,以及控制點設在最不利點的控制方式進行分析,指出了目前變頻供水技術中水泵出口恒壓控制應用最廣泛的原因。在變頻恒壓供水系統中,主、輔泵之間的切換點一直比較模糊,為了使主、輔泵高效銜接,小泵的設計流量值應該為大泵退出頻率時對應的流量,此頻率稱為閾值頻率。在單變頻技術中當變頻泵啟動或變頻泵由變頻切換為工頻狀態時存在著電流沖擊問題,本文針對此問題提出了軟啟動、軟切換的原理,從而避免了巨大的電流沖擊。分析指出在單變頻供水技術中,由于系統存在流量失調區,無法保證系統高效運轉。從而提出兩種優化方案。一種方案是同型號的雙變頻調速供水技術,此方案中的水泵性能需要滿足條件:通過Q-H特性曲線的左、右高效端點的相似工況拋物線系數之比KA/KB≥4;另一種方案為不同型號的水泵并聯,其中大型號泵為調速泵,小型號泵為恒速泵。本文最后通過同型號的雙變頻調速供水技術引申出數字化集成全變頻恒壓供水技術。通過對全變頻恒壓供水技術特點、控制方式及節能性分析,全面闡述了全變頻恒壓供水技術的高效性及優越性。