给水排水工程仪表与控制 九 水泵及管道系统的控制调节.ppt

给水排水工程仪表与控制,华中科技大学电气与电子工程学院,CH3水泵及管道系统的控制调节,调节的内容与意义水泵-管路的双位控制系统水泵的调速控制恒压给水控制技术污水泵站的变速运行计算机在城市供水系统中的应用,1调节的内容与意义,管道系统通常是由水泵加压供水的有压系统，运行费用中电耗占第一位。采取技术措施，合理地调节水泵、管道系统工况，保证用户的用水要求，并最大限度地节约能耗、降低费用，是十分重要而有意义的工作。,1调节的内容与意义,给水排水工程中的水泵与管道系统主要包括城市供水系统包括输配水管网及二泵站、加压泵站；城市雨水、污水排水系统包括排水管网及雨水泵站、污水泵站小区、建筑的给水系统包括小区、建筑给水管网及加压设施，小区、建筑的排水系统包括排水管网及小区排水泵站、建筑室内污水提升泵。,1调节的内容与意义,按控制调节特点两类对水泵的开停双位控制按照液位、压力值或流量等参数的要求，改变每台水泵的开、停状态或改变水泵的运行台数。对水泵工作点的调节控制按照液位、压力或流量等参数的要求，改变水泵的工作点。这种改变可以通过调节管路系统中阀门的开启度实现，或通过改变水泵转速的方式实现。,2水泵管路系统的双位控制,【例1】排水泵站的控制系统排水泵站设一集水池，汇集从排水管网来的雨、污水。依集水池中水位的高低，排水泵应自动地开、停。为了解决排水泵的控制问题，设高、低两个控制水位a和b。,2水泵管路系统的双位控制,为一有记忆的逻辑控制系统输入逻辑变量a、b、Pt-1；输出逻辑变量P。分析其所有逻辑组合，按真值表、卡诺图法处理。注意有特殊的逻辑状态。设计结果控制原理图。工作过程及原理分析。,2水泵管路系统的双位控制,【例2】建筑物高低水箱的控制系统,2水泵管路系统的双位控制,控制要求（逻辑条件）可以按手动或自动两种方式控制水泵的开停，设手动按钮m、a；在自动控制方式下，水泵可以根据水位变化自动开停，为此设水位开关p、v、h和b。对低位水箱水位的限制当水位低于b时，低位水箱处于缺水状态，水泵必须停止；当水位高于h时，低位水箱处于充满状态，允许水泵启动；对高位水箱水位的限制当水位低于v时，高位水相处于放空状态，水泵可以启动供水，当水位高于p时，高位水箱充满，水泵应该停止供水。,2水泵管路系统的双位控制,更多实例见建筑工程各类水泵电气控制图集,3水泵的调速控制,给排水工程中，一泵站、二泵站、加压泵站、提升泵站等水量非常大，可以达到每日几十万至几百万立方米，往往都采用大型水泵，电耗很高。一般，水泵站电耗占给水系统总电耗的70％以上，在给水系统的运行费用构成中居第一位。其中，有多余的水头。为了节能，应该对水泵的运行工况进行调解。为保持水压力稳定，也应进行水泵工况调节。,3水泵的调速控制,水泵调节的类型视用途不同，水泵调速的控制参数不同。恒压调速恒流调速其它情况,3水泵的调速控制,恒压调速用水量变化越大，情况越严重。文献资料上海地区用水均匀性较强的大型给水系统中，由于水压波动、水泵长期在较低效率下运转等原因导致多耗电约20％。因此，有必要以保证用户水压恒定为目标进行水泵调速。这种调节方式应用较为广泛。,3水泵的调速控制,恒流调速①常水位②设计水位③常水位阀门调节,3水泵的调速控制,其它调速加药泵、加氯泵以调节其它工艺参数为目的。,3水泵的调速控制,水泵调节的类型分驱动电机速度不变和驱动电机速度变化而种。液力耦合器调速、电磁离合器调速、变速箱；串级调速、变频调速。,3水泵的调速控制,水泵调速的运行方式反馈控制系统计算机控制系统定速泵变速泵,4恒压给水控制技术,双位控制vs定值控制变频调速恒压给水工作原理技术特点,4恒压给水控制技术,恒压给水的压力控制点水泵出口压力恒压力变压力（理想变压线和近似变压线）管网最不利压力点,4恒压给水控制技术,气压给水控制系统压力控制点水泵出口或压力最不利点2台同型号水泵的控制图示,5污水泵站的变速运行,在污水提升泵站中，使用微机控制变速与定速水泵组合运行，可以保持近水位稳迂，降低能耗，并提高自动化程度。由于进水量的变化很大，使用多台定速泵的形式，不能合效地控制进水位在警戒线以内，甚至导致上游低洼地区跑冒污水。为了改善这种状况，需选择水泵变速运行并且使用微机控制的方案。,5污水泵站的变速运行,控制策略水量平衡与效率优选由进水位确定进水总流量值Q总；由进出水位之差确定静扬程H静；调数据表查在该静扬程下额定转速时的流量值为Q定；变速泵所需的流量Q变＝Q总Q定；根据每分钟检测水位涨落的多少确定转速的优选范围；在优选范同内找出最高效率点所对应的转速来控制变速泵的运行。,5污水泵站的变速运行,实现无人值守，程序需满足正常管理工作的各种需要，并且对泵站可能出现的故障作出正确的判断和处理。自动报表，记录水位变化、电机工作情况；设置转换开关，在微机系统发生故障时手动运行；实现水泵的自动换车，各台水泵均匀远行；在运行的水泵发生故障时，自动切除故障泵，并发出报警信息。,5污水泵站的变速运行,经济效益和社会效益水位控制效果明显，消除存在多年的运转失调现象，不再发生加泵下游跑水、减泵上游排水困难的问题；优选决定的水泵转速能使水泵效率维持在7981间，节约能耗10；改“值班定岗”改为“巡回检测”，运行管理人员减少2/3；避免机泵的频繁开停，降低设备的维修率，延长设备使用寿命；泵站可以低水位运行，上游重力式管道维持自清流速，减少管道疏通掏挖的上作量；不再需要考虑集水池调蓄容积和机组容量的大小搭配，将集水池容积减少到最低程度，减少泵站的占地、工程量、施工难度和工程造价。,6城市供水自动监测与调度,系统结构与功能数据管理与应用,