变频恒压供水技术在葛泉矿工业的应用范文

【摘要】应用变频技术对广场供水，取消井下供水系统，在工人村供广场管网的末端增加恒压管道泵，抽水打入广场供水管网，增加管网供水流量，管道泵应用变频技术，实现无塔恒压供水。

【关键词】管道泵；变频；恒压；供水

1应用背景：

葛泉矿工业广场供水由两部分形成工人村山顶水池的水，通过地埋直径150mm的焊管，利用供水管路自然80m的高差自流到广场阀门间，通过3个阀门流到广场供水管网，满足广场生产及生活用水需要。30m井下的井下水，由高压清水泵打到地面水池，再由地面清水泵房(水泵参数：380V扬程5m，流量100m3/h，功率30kW，型号IS125-100-400)的清水泵打到25m高的水塔，水由水塔的自然高差及储水量补充广场管网水量及水压，虽然说压力不稳定，新办公楼五层经常水流少，偶尔没水，冲厕有时冲不净，但是基本满足了广场生产生活用水需求。

2应用原因

由于井下水源点使用日久，淤泥堵塞严重，造成水量不足。同时副井筒输水管路也使用多年，损坏严重，导致井下不能提供清水，如果清理巷道，安装清水管路，需要投入大量资金。随着我矿服务年限的增加，用水点增多，用水量不断增大，原有供水系统的压力也不能充足满足工业广场正常用水需要，影响少部分职工正常生活用水。只靠工人村管路提供的清水，将严重影响广场生产生活用水，如图1所示。

3分析问题

广场目前实际难题：一是水塔高度25m，管网压力不能增大；二是工人村到广场管路管径固定不能加粗，增加一趟输水管费用太高。为了解决以上问题，我们经过实际水管出口安装水表，设置不同放水时间，经过多次测算得出结论：必须采取措施，工人村输水管路流量才能达到100m3以上。查阅资料知道，管径固定，想增加流通单位时间流量，需要增大水的流速，增加流速有2个方法：一是管路进口增加水泵，增大管道内水流速；二是管路出口安装管道泵抽水，二次加压。考虑工人村水池到广场高差80m，广场清水管网使用日久，如果某时用水量小，管路承受不了高压，管网损坏，影响供水。我们采取第二个方法，工人村输水管路的出口安装水泵抽水。采用无塔变频恒压供水技术在广场进行应用改造的方案。采用管路出口安装管道泵，加装全自动变频无塔恒压供水设备，变频器控制水泵运行，供水管网实现恒压供水。广场安装全自动变频无塔恒压供水设备后，关闭水塔底部阀门，甩掉水塔，由全自动变频恒压供水设备对广场供水管网进行二次加压，增加水量，提高管网压力，满足广场正常供水。根据广场实际情况，确定选用变频恒压供水设备一套。考虑以后广场用水量的增加，以及水压问题，确定采样型号为MJHG300-50-3恒压供水设备，配套设施包括变频控制柜、变频器ABB、配套水泵、恒压罐、水泵机组及压力表、信号线、仪表等其他安装辅材，电控成套配置。

4无塔变频恒压供水技术在广场的应用实施过程

在工人村—广场供水主管末端安装全自动变频恒压供水设备，水泵抽水直接进供水管网，对管路内水进行二次加压，管网压力设定为0.3MPa。当管网水压低于0.3MPa时，水泵运行频率升高；当管网水压高于0.3MPa时，水泵运行频率降低，控制管网水压始终在0.3MPa附近运行，不再使用水塔。具体实施如下。(1)水塔供水管路底部安装一个DN200蝶阀，阀门关闭，控制管网水进水塔，确保管网压力恒定。(2)安装变频恒压供水泵组一套，直接从工人村—广场主管末端抽水，输入广场用水管网，进行二次加压。(3)管网改造，阀门间原有3路供水管路，关闭最南端一路不用，断开最北侧一路，在总供水管路上加阀门、水表，阀门控制工业广场用水，水表随时计量观察工业广场用水量。断开中间一路，安装水泵，工人村来水端并列加3个DN150闸阀分别于变频恒压供水设备的3台水泵的进水口相连，广场用水端和供水设备出水管路东侧出水口相连(泵组出水管路西侧出水口堵住)，水泵出水管路上安装远传压力表，如图2所示。

5无塔变频恒压供水技术在葛泉矿工业广场供水应用后的效果

葛泉矿工业广场供水应用无塔变频恒压供水技术后，成效显著：避免井下水源点维修费用预计100万元，副井筒上水管路的安装费用20多万元，设备及安装费用5万多元，此项目共节约投资资金100多万元。此项目每月节约电量消耗计算如下。井下水泵节省电费：井下清水泵功率为280kW，每天运行4h，1月按30d，每1kW•h电价按1元计算，每月节省电费：280(kW)×4(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=33600(元)。广场泵房原来水泵电费：功率为30kW，每天运行1h，1月按30d，每1kW•h电价按1元计算，每月用电费：30(kW)×1(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=900(元)。新装广场恒压泵电费：功率为22kW，负荷率为70%，每天运行20h，1月按30d，每1kW•h电价按1元计算，每月用电费：22(kW)×70%×20(h/d)×1(元/kW•h)×30(d/月)=9240(元)。综上，每月节省电费：33600(元)+900(元)-9240(元)=25260(元)。节省劳动用工：水塔液位低到一定位置时，无需值班泵工操作按钮启动水泵；液位高到一定位置，也无需值班泵工操作按钮停止水泵运行，井上清水泵房停用，节省劳动用工3人。井下清水泵停用，节省职工3人。合计节省职工6人，每人每月工资平均按4000元计算，每月节省人工费4000(元)×6(人)=24000(元)。使用全自动无塔变频供水，广场供水管网水压保持在3MPa上下5%范围内，水量保持在100m3左右。满足了广场生产生活用水需要，解决了办公楼高层间断性没水的情况，确保职工正常生活用水。提高了职工的安全系数。以前水塔液位传感器损坏时，职工需要上水塔维修液位传感器，存在安全隐患。

参考文献

[1]韩雪涛．变频器技术快速入门[M]．北京：机械工业出版社，2016．

[2]方大千，朱丽宁．变频器、软启动器及PLC使用技术手册[M]．北京：化学工业出版社，2014．

[3]宋爽，周乐挺．变频技术及应用[M]．北京：高等教育出版社，2008．

作者：谭瑞强 单位：河北冀中能源股份有限公司