尤向陽，葛笑寒

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

在當今企業(yè)生產(chǎn)中，一般的供水系統(tǒng)存在著各種各樣的缺點，因此，為了更好的發(fā)展，大部分企業(yè)已經(jīng)采用了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，能保持管網(wǎng)中水壓的基本恒定，既能滿足用戶的需求，又達到了節(jié)省電能的目的[1]。本文采用內(nèi)置恒壓控制板的變頻器作為核心控制元件構(gòu)成的供水控制系統(tǒng)，實現(xiàn)恒壓控制，滿足了企業(yè)鍋爐供水系統(tǒng)的需求。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

在熱力公司鍋爐恒壓/恒液位供水系統(tǒng)設(shè)計中，變頻器選風機泵類專用型，一用一備變頻器恒壓供水系統(tǒng)的主電路如圖1所示。系統(tǒng)中，M1為主泵電動機，M2為備用泵電動機，當M1系統(tǒng)故障或定期檢修時，備用泵M2投入使用。該主電路中的QF為低壓斷路器，KM0-KM4為接觸器，F(xiàn)R1和FR2為熱繼電器。

該恒壓供水系統(tǒng)為主泵電機配備了一臺備用泵電機，加強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，通過撥碼開關(guān)設(shè)定開關(guān)量，能實現(xiàn)變頻和工頻的自動切換，利用撥碼開關(guān)輸出的RL1和RL2來控制系統(tǒng)中的一用一備兩臺電機，從而實現(xiàn)自動切換。系統(tǒng)中，液位給定、壓力反饋補償以及液位反饋壓力給定等都可通過電位器R1和R2實現(xiàn)。系統(tǒng)的工作狀態(tài)、控制信號的給定壓力、實際液位、實際壓力和給定液位等，都可以通過顯示面板進行顯示。鍋爐中的水位可通過液位傳感器來檢測，水泵電機在變頻器的控制下，有水時自動啟動，無水時自動停機。同時，供水系統(tǒng)要具備必要的電動機保護功能[2]。

2 設(shè)備選型

2.1 變頻器選型

電動機和泵的型號及參數(shù)中，主電動機泵功率為55 kW，具體如表1所示。恒載連續(xù)運行時，所需匹配的變頻器容量計算公式如式（1—3）：

式中，PCN為變頻器額定容量，ICN為變頻器額定電流，PM為電動機的軸輸出功率，η為電動機的效率（通常取值為0.88），IM為電動機額定電流，修正系數(shù)k為1.05，cosφ功率因數(shù)取值為0.75；UM是電動機電壓。

由表1和公式（1—3）可計算結(jié)果，選擇取額定容量為75 kW，額定電流110 A，所選變頻器為西門子公司MM430變頻器，訂貨號為6SE6430-2AD35-5FA0。

表1 電動機和泵的選取

2.2 傳感器的選型

壓力變送器的選型直接影響控制的精度，壓力傳感器種類繁多，有遠傳壓力表、壓力傳感器和電接點壓力表3種。本次所設(shè)計的系統(tǒng)需要將壓力信號直接輸出為標準電信號，因此，選擇壓力傳感器，便于直接和變頻器相連接，使用非常方便。

在設(shè)計中選用CYZ103高溫防腐壓力傳感器，量程為0～1 MPa。CYZ103為高溫壓力傳感器，為了保證耐受介質(zhì)高溫工況，對其外殼結(jié)構(gòu)進行了獨特設(shè)計，可加長傳感器的壓力接口部分配加散熱片等降溫設(shè)計，使系統(tǒng)具備良好的溫度性能，供水壓力回路接線如圖2所示。

圖2 供水壓力回路接線

2.3 液位傳感器的選型

本設(shè)計選擇CYZ302隔離式液位傳感器，量程為0～100 mH20，采用不銹鋼隔離充油，其背壓通氣電纜導(dǎo)通大氣，具備三級機械密封性能，有較好的抗腐蝕性、較高的檢測精度，廣泛適用于對各種液體介質(zhì)的測量與控制，其MTBF值大于105 h。

2.4 顯示儀表選型

本設(shè)計選擇XMB帶變送顯示表，可顯示壓力，也可顯示液位。XM智能數(shù)字顯示儀表是智能型、高精度的數(shù)顯壓力、溫度、液位測量與控制的儀表，與溫度傳感器、液位傳感器配接，可構(gòu)成各種量程和規(guī)格的壓力、溫度、液位測控系統(tǒng)。

3 面板控制的接線方式

變頻器控制系統(tǒng)中，參數(shù)的設(shè)置和系統(tǒng)調(diào)試均通過BOP-2面板進行，調(diào)試時，先拆下SDP，再裝上BOP-2即可。BOP-2具有7段顯示的5位數(shù)字，可以顯示報警和故障信息、參數(shù)序號和數(shù)值以及設(shè)定值和實際值。利用面板控制時，變頻器的接線方式如圖3所示，主要控制信號通過5號、6號、7號3個端子輸入變頻器。5號端子負責啟?？刂?，6號端子為故障復(fù)位，7號段子為開環(huán)和閉環(huán)控制方式的選擇。

圖3 變頻器端子接線

4 節(jié)能效果

在不同轉(zhuǎn)速下提供相同容積的水作為比較的基礎(chǔ)，進行節(jié)能效果測算。設(shè)V為需要充滿水的容積，Q1為轉(zhuǎn)速等于n1時的流量，t1為以流量Q1供滿容積V的水所需的時間，Q2為轉(zhuǎn)速等于n2時的流量，t2為以流量Q2供滿容積V的水所需的時間，則：

如果電動機的轉(zhuǎn)速下降了20%，則供滿容積V所需的時間t＇＝1/0.8 h＝1.25 h，消耗電功率W'=0.512PN×1.25=0.64W。兩者相比較，可節(jié)約電能ΔW=W－W'=0.36W。節(jié)能比例達36%，節(jié)能效果是相當可觀的。除此之外，變頻調(diào)速時，還可以避免由于起動比較頻繁或起動電流大而引起的功率損耗。

5 結(jié)語

節(jié)能是變頻調(diào)速系統(tǒng)的最大優(yōu)點，本文設(shè)計的恒壓供水系統(tǒng)配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。該系統(tǒng)在某熱力公司運行以來，達到了設(shè)計效果，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益。