變頻技術(shù)在變水位取水泵站的節(jié)能應(yīng)用研究

【摘要】：在一些取水工程中，取水水源水位會(huì)隨季節(jié)有較大波動(dòng)，或在一段降雨豐沛時(shí)間內(nèi)水位上升幅度較大。泵站往往以最不利工況作為設(shè)計(jì)依據(jù)，泵站常年中運(yùn)行在最不利工況下的時(shí)間很少，水泵機(jī)組多余的輸出功率浪費(fèi)在閥門(mén)上。為提高泵站的能源利用率，同時(shí)也為了提高機(jī)組的使用壽命，宜使用變頻調(diào)速運(yùn)行的方式。所以需要深入研究水泵機(jī)組變頻調(diào)速運(yùn)行的特性，及在水源水位較大波動(dòng)的情況下的系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)目刂品绞健? 本文研究了取水水泵的基本特性及變頻調(diào)速運(yùn)行下的特性，運(yùn)用數(shù)學(xué)擬合的方法，對(duì)水泵的基本特性曲線進(jìn)行了擬合；并推導(dǎo)了變速運(yùn)行下的特性曲線方程，對(duì)其等效率曲線、高效區(qū)間進(jìn)行了分析。研究了電機(jī)效率和變頻器效率隨調(diào)速比的變化規(guī)律及對(duì)水泵機(jī)組總能耗的影響。 由于實(shí)際應(yīng)用中一般需要多臺(tái)水泵并聯(lián)工作，所以本文推導(dǎo)了多臺(tái)水泵并聯(lián)同步調(diào)速運(yùn)行的性能曲線方程，對(duì)其運(yùn)行特性進(jìn)行了分析。建立了理論節(jié)能率計(jì)算數(shù)學(xué)模型；并引入了變頻器效率和電機(jī)效率，建立了綜合節(jié)能率計(jì)算模型。并結(jié)合工程案例，對(duì)泵站變頻調(diào)速運(yùn)行的理論節(jié)能率和綜合節(jié)能率進(jìn)行了計(jì)算分析。 取水工程的實(shí)際情況千差萬(wàn)別，水源水位變幅有小有大，水位變幅較小的泵站使用變頻調(diào)速運(yùn)行未必節(jié)能。故本文就節(jié)能運(yùn)行的條件進(jìn)行了探討，并給出了判定公式。最后根據(jù)節(jié)能運(yùn)行的要求，提出了由水位變化幅度決定是否變頻調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能控制方式，并給出了控制策略。 【關(guān)鍵詞】：取水泵站 水位變化 節(jié)能率 控制策略
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TU991.1;TV675
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 變頻水泵的特性研究11-13
• 1.2.2 水泵站的優(yōu)化運(yùn)行13-14
• 1.2.3 水泵變頻調(diào)速的控制方法14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 取水泵變頻調(diào)速特性分析17-33
• 2.1 取水泵工作特點(diǎn)及特性曲線分析17-19
• 2.2 取水泵的變頻調(diào)速原理與節(jié)能原理19-20
• 2.2.1 水泵變頻調(diào)速原理19
• 2.2.2 取水泵變頻調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理19-20
• 2.3 取水水泵變頻調(diào)速的基本特性研究20-26
• 2.3.1 變頻水泵的性能曲線方程20-22
• 2.3.2 取水水泵變頻調(diào)速的等效率曲線22-23
• 2.3.3 取水水泵變頻調(diào)速的高效區(qū)間23-25
• 2.3.4 取水水泵調(diào)速運(yùn)行時(shí)最高效率點(diǎn)變化趨勢(shì)25-26
• 2.4 變頻調(diào)速取水水泵的能耗分析26-31
• 2.4.1 水泵并聯(lián)定速運(yùn)行的性能曲線方程27-29
• 2.4.2 同型號(hào)水泵并聯(lián)同步調(diào)速運(yùn)行的性能曲線方程29-31
• 2.5 同型號(hào)取水水泵并聯(lián)運(yùn)行的特性分析31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 水位變化水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的建立33-50
• 3.1 單臺(tái)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的建立33-40
• 3.1.1 節(jié)能率計(jì)算模型的建立33-36
• 3.1.2 約束條件36
• 3.1.3 單臺(tái)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的建立36-37
• 3.1.4 數(shù)學(xué)模型求解的邏輯圖37-38
• 3.1.5 單臺(tái)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的案例分析38-40
• 3.2 多臺(tái)同型號(hào)水泵并聯(lián)同步調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的建立40-47
• 3.2.1 節(jié)能率計(jì)算模型的建立40-41
• 3.2.2 約束條件41-42
• 3.2.3 多臺(tái)水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的建立42-43
• 3.2.4 數(shù)學(xué)模型求解的邏輯圖43
• 3.2.5 多臺(tái)水泵并聯(lián)同步調(diào)速節(jié)能運(yùn)行案例分析43-47
• 3.3 水泵調(diào)速節(jié)能運(yùn)行的綜合節(jié)能率計(jì)算的數(shù)學(xué)模型47-49
• 3.3.1 系統(tǒng)綜合效率分析47-48
• 3.3.2 考慮綜合效率的數(shù)學(xué)模型48-49
• 3.3.3 考慮綜合效率的案例分析49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 節(jié)能運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的適用性分析50-57
• 4.1 取水系統(tǒng)運(yùn)行能耗分析50-51
• 4.1.1 常規(guī)運(yùn)行能耗分析50
• 4.1.2 變頻調(diào)速運(yùn)行能耗分析50-51
• 4.2 變頻調(diào)速運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的適用性分析51-56
• 4.2.1 變頻調(diào)速運(yùn)行數(shù)學(xué)模型的適用性分析判定公式51-52
• 4.2.2 水位變化時(shí)節(jié)能運(yùn)行模型適用性分析52-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第5章 取水泵站節(jié)能運(yùn)行的控制策略57-65
• 5.1 控制策略57-64
• 5.1.1 變頻調(diào)速技術(shù)在取水系統(tǒng)控制系統(tǒng)中的特點(diǎn)57-58
• 5.1.2 控制系統(tǒng)水位信號(hào)的作用58-59
• 5.1.3 取水控制系統(tǒng)的組成及工作方式59-61
• 5.1.4 取水控制系統(tǒng)主要功能61-62
• 5.1.5 取水系統(tǒng)控制策略62-64
• 5.2 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71

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