大功率水泵的調(diào)速應(yīng)用總結(jié)
離心泵基本介紹
離心泵介紹：離心其實是物體慣性的表現(xiàn)，比如雨傘上的水滴，當(dāng)雨傘緩慢轉(zhuǎn)動時，水滴會跟隨雨傘轉(zhuǎn)動，這是因為雨傘與水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉(zhuǎn)動加快，這個摩擦力不足以使水滴在做圓周運動，那么水滴將脫離雨傘向外緣運動，就象用一根繩子拉著石塊做圓周運動，如果速度太快，繩子將會斷開，石塊將會飛出。這個就是所謂的離心。離心泵之所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿水形成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動時，葉片促使水快速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水源的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實現(xiàn)連續(xù)抽水。
東湖泵站采用4臺調(diào)速機(jī)組和2臺定速機(jī)組，設(shè)計供水能力為108萬m3/d。簡要介紹了該泵站的調(diào)速系統(tǒng)、節(jié)能效果、存在問題及其維護(hù)管理方法。
概況 東湖泵站位于深圳水庫大壩下面，是一個原水泵站。由于深圳地區(qū)嚴(yán)重缺水，其自來水水源來自鄰近的東莞，途經(jīng)83km，經(jīng)八級提升至深圳水庫，再供給深港兩地。深圳特區(qū)內(nèi)每天供水量為100多萬m3，主要由東湖泵站提供原水。由于近年來，深圳地區(qū)降雨量過于集中，造成大部分時間干旱缺水，因此東湖泵站除了供應(yīng)特區(qū)內(nèi)各水廠的原水，還要向?qū)毎驳貐^(qū)供水，東深供水工程檢修前還要向梅林水庫蓄水以備檢修期間使用。因此，東湖泵站供水的特點是：供水量大，每天供水量為100多萬m3；年度內(nèi)供水揚程變化大，泵站機(jī)組中心標(biāo)高為6m，水廠配水井標(biāo)高為20～40m，而梅林水庫標(biāo)高則為58m ，取水點深圳水庫水位標(biāo)高在16～27m之間變化。因此泵站的機(jī)組是很有必要采用調(diào)速裝置以適應(yīng)不同揚程變化和水量變化的。
東湖泵站由北京市政工程設(shè)計研究院設(shè)計，于1992年初開工，1993年底完工試運行，1994 年5月正式運行。泵房安裝有6臺臥式離心泵，單機(jī)功率為1 600kW，4用2備，其中4臺調(diào)速機(jī)組選用瑞典ABB產(chǎn)品，配套水泵選用日本KUBOTA產(chǎn)品。2臺作為備用的定速機(jī)組為湘潭電機(jī)和長沙水泵。泵站設(shè)計供水能力為108萬m3/d，現(xiàn)已基本達(dá)到滿負(fù)荷。
1 調(diào)速系統(tǒng)特性 東湖泵站所采用的調(diào)速裝置為串級調(diào)速系統(tǒng)，是ABB公司90年代新產(chǎn)品，在技術(shù)上有一定先進(jìn)性。其主要控制部分采用微電腦控制，串級調(diào)速系統(tǒng)的功能設(shè)置、參數(shù)設(shè)定、運行數(shù)據(jù)顯示等都集中在一塊操作屏上，具有靈活、直觀的特性。在對電機(jī)的監(jiān)測和保護(hù)方面，它也是采用以微電腦為核心的綜合保護(hù)儀，從而取代了大量的中間繼電器，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。 機(jī)組在運行時，微電腦動態(tài)檢測串調(diào)系統(tǒng)的各種參數(shù)，在顯示屏上可以以條狀圖或數(shù)值的方式顯示，操作人員可以隨時通過按鍵查看所要的參數(shù)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動記錄故障信息，故障內(nèi)容以文字的形式顯示在操作屏上，隨時可以調(diào)用，以協(xié)助診斷故障原因。控制系統(tǒng)中還集成有一個六通道記錄儀，可以任意選擇六個參數(shù)與之相連，在液晶顯示屏上以曲線的形式實時顯示參數(shù)的變化情況。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，通道記錄儀可以鎖定故障發(fā)生前和后一段時間內(nèi)的信息，通過研究參數(shù)變化情況，了解故障發(fā)生的原因。 在整流橋和逆變橋設(shè)計方面，ABB采用了可控的整流橋，通過對整流橋和逆變橋可控硅導(dǎo)通時序的控制，確保逆變橋不會通過整流橋短路。消除了整流橋和逆變橋之間可能存在的環(huán)流，在兩橋之間通常所采用的直流平波電抗器也可以省去，這樣可以節(jié)省費用、減少安裝空間及平波電抗器的功率消耗、逆變橋和逆變變壓器的損耗減少，總體效率提高，因為沒有電抗器，整個串級調(diào)速系統(tǒng)對供電電源的波動不致于太敏感。此系統(tǒng)具有三種工作模式，即CASCADE(串調(diào))、BYPASS(旁路)、SCRO(轉(zhuǎn)子短路)。三種工作模式既互相聯(lián)系，又有區(qū)別，三者之間可以平滑切換。串調(diào)運行時，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到最低串調(diào)速度時，串調(diào)系統(tǒng)投入，電機(jī)速度可以在最高與最低調(diào)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；旁路運行時，電機(jī)帶起動電阻起動，然后起動電阻短接，電機(jī)全速運行；轉(zhuǎn)子短路運行時，介于串調(diào)和旁路方式之間，在調(diào)速范圍內(nèi)時，和串調(diào)運行方式相同，當(dāng)給定值大于最大調(diào)速范圍時，自動轉(zhuǎn)入旁路運行，串調(diào)系統(tǒng)脫開，當(dāng)給定值在調(diào)速范圍內(nèi)時，串調(diào)系統(tǒng)又自動投入，機(jī)組運行在串調(diào)方式。
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