變頻恒壓供水技術在葛泉礦工業的應用范文

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【摘要】應用變頻技術對廣場供水，取消井下供水系統，在工人村供廣場管網的末端增加恒壓管道泵，抽水打入廣場供水管網，增加管網供水流量，管道泵應用變頻技術，實現無塔恒壓供水。

【關鍵詞】管道泵；變頻；恒壓；供水

1應用背景：

葛泉礦工業廣場供水由兩部分形成工人村山頂水池的水，通過地埋直徑150mm的焊管，利用供水管路自然80m的高差自流到廣場閥門間，通過3個閥門流到廣場供水管網，滿足廣場生產及生活用水需要。30m井下的井下水，由高壓清水泵打到地面水池，再由地面清水泵房(水泵參數：380V揚程5m，流量100m3/h，功率30kW，型號IS125-100-400)的清水泵打到25m高的水塔，水由水塔的自然高差及儲水量補充廣場管網水量及水壓，雖然說壓力不穩定，新辦公樓五層經常水流少，偶爾沒水，沖廁有時沖不凈，但是基本滿足了廣場生產生活用水需求。

2應用原因

由于井下水源點使用日久，淤泥堵塞嚴重，造成水量不足。同時副井筒輸水管路也使用多年，損壞嚴重，導致井下不能提供清水，如果清理巷道，安裝清水管路，需要投入大量資金。隨著我礦服務年限的增加，用水點增多，用水量不斷增大，原有供水系統的壓力也不能充足滿足工業廣場正常用水需要，影響少部分職工正常生活用水。只靠工人村管路提供的清水，將嚴重影響廣場生產生活用水，如圖1所示。

3分析問題

廣場目前實際難題：一是水塔高度25m，管網壓力不能增大；二是工人村到廣場管路管徑固定不能加粗，增加一趟輸水管費用太高。為了解決以上問題，我們經過實際水管出口安裝水表，設置不同放水時間，經過多次測算得出結論：必須采取措施，工人村輸水管路流量才能達到100m3以上。查閱資料知道，管徑固定，想增加流通單位時間流量，需要增大水的流速，增加流速有2個方法：一是管路進口增加水泵，增大管道內水流速；二是管路出口安裝管道泵抽水，二次加壓。考慮工人村水池到廣場高差80m，廣場清水管網使用日久，如果某時用水量小，管路承受不了高壓，管網損壞，影響供水。我們采取第二個方法，工人村輸水管路的出口安裝水泵抽水。采用無塔變頻恒壓供水技術在廣場進行應用改造的方案。采用管路出口安裝管道泵，加裝全自動變頻無塔恒壓供水設備，變頻器控制水泵運行，供水管網實現恒壓供水。廣場安裝全自動變頻無塔恒壓供水設備后，關閉水塔底部閥門，甩掉水塔，由全自動變頻恒壓供水設備對廣場供水管網進行二次加壓，增加水量，提高管網壓力，滿足廣場正常供水。根據廣場實際情況，確定選用變頻恒壓供水設備一套。考慮以后廣場用水量的增加，以及水壓問題，確定采樣型號為MJHG300-50-3恒壓供水設備，配套設施包括變頻控制柜、變頻器ABB、配套水泵、恒壓罐、水泵機組及壓力表、信號線、儀表等其他安裝輔材，電控成套配置。

4無塔變頻恒壓供水技術在廣場的應用實施過程

在工人村—廣場供水主管末端安裝全自動變頻恒壓供水設備，水泵抽水直接進供水管網，對管路內水進行二次加壓，管網壓力設定為0.3MPa。當管網水壓低于0.3MPa時，水泵運行頻率升高；當管網水壓高于0.3MPa時，水泵運行頻率降低，控制管網水壓始終在0.3MPa附近運行，不再使用水塔。具體實施如下。(1)水塔供水管路底部安裝一個DN200蝶閥，閥門關閉，控制管網水進水塔，確保管網壓力恒定。(2)安裝變頻恒壓供水泵組一套，直接從工人村—廣場主管末端抽水，輸入廣場用水管網，進行二次加壓。(3)管網改造，閥門間原有3路供水管路，關閉最南端一路不用，斷開最北側一路，在總供水管路上加閥門、水表，閥門控制工業廣場用水，水表隨時計量觀察工業廣場用水量。斷開中間一路，安裝水泵，工人村來水端并列加3個DN150閘閥分別于變頻恒壓供水設備的3臺水泵的進水口相連，廣場用水端和供水設備出水管路東側出水口相連(泵組出水管路西側出水口堵住)，水泵出水管路上安裝遠傳壓力表，如圖2所示。

5無塔變頻恒壓供水技術在葛泉礦工業廣場供水應用后的效果

葛泉礦工業廣場供水應用無塔變頻恒壓供水技術后，成效顯著：避免井下水源點維修費用預計100萬元，副井筒上水管路的安裝費用20多萬元，設備及安裝費用5萬多元，此項目共節約投資資金100多萬元。此項目每月節約電量消耗計算如下。井下水泵節省電費：井下清水泵功率為280kW，每天運行4h，1月按30d，每1kW•h電價按1元計算，每月節省電費：280(kW)×4(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=33600(元)。廣場泵房原來水泵電費：功率為30kW，每天運行1h，1月按30d，每1kW•h電價按1元計算，每月用電費：30(kW)×1(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=900(元)。新裝廣場恒壓泵電費：功率為22kW，負荷率為70%，每天運行20h，1月按30d，每1kW•h電價按1元計算，每月用電費：22(kW)×70%×20(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=9240(元)。綜上，每月節省電費：33600(元)+900(元)-9240(元)=25260(元)。節省勞動用工：水塔液位低到一定位置時，無需值班泵工操作按鈕啟動水泵；液位高到一定位置，也無需值班泵工操作按鈕停止水泵運行，井上清水泵房停用，節省勞動用工3人。井下清水泵停用，節省職工3人。合計節省職工6人，每人每月工資平均按4000元計算，每月節省人工費4000(元)×6(人)=24000(元)。使用全自動無塔變頻供水，廣場供水管網水壓保持在3MPa上下5%范圍內，水量保持在100m3左右。滿足了廣場生產生活用水需要，解決了辦公樓高層間斷性沒水的情況，確保職工正常生活用水。提高了職工的安全系數。以前水塔液位傳感器損壞時，職工需要上水塔維修液位傳感器，存在安全隱患。

參考文獻

[1]韓雪濤．變頻器技術快速入門[M]．北京：機械工業出版社，2016．

[2]方大千，朱麗寧．變頻器、軟啟動器及PLC使用技術手冊[M]．北京：化學工業出版社，2014．

[3]宋爽，周樂挺．變頻技術及應用[M]．北京：高等教育出版社，2008．

作者：譚瑞強 單位：河北冀中能源股份有限公司