自动化变频控制系统在消防稳压系统中的应用
更新时间:2016-02-24

 一、改造原因

我国大多数原来的高压消防水稳压系统是一个简单的位式动作控制系统,由2台功率为15KW的稳压泵、一台2.4m3的稳压罐、一台电控箱、1块电接点压力表及管网组成。当高压消防水系统压力低于设定值(0.8MPa)时,电接点压力表下限触点动作,给电控箱内的PLC送‘压力低’信号,PLC按照预定程序发出启动信号,启动1#稳压泵。1#稳压泵启动给管网增压的同时向稳压罐储能,此时若外部无用水(或用水量较少)情况,待系统压力升高到设定值(1.2MPa)后电接点压力表上限触点动作,给设于电控箱内的PLC送‘压力高’信号,一台安全高效的自动化变频控制柜,是保障高压消防系统的可靠运行的必要。

并且由于不断受到震动,电接点压力表经常失灵导致高压消防系统误动作而造成315KW高压消防电动泵的启动,而每次高压电动泵启动后需要岗位操作工先通过调度确定外部无火情后才能到现场去停泵,不但耗费了大量的电能也给岗位操作工增加了不少作量。

怎样防止止回阀和软连接的频繁损坏?如何解决电接点压力表因受震失灵而造成的误动作?既然稳压泵的启动和停止过程所产生的水锤效应是止回阀和压力表的损坏直接原因,那想办法不让稳压泵在启停时水锤产生也就从根本上解决了这个问题。考虑到400单元470搅拌器电气控制改造后闲置了的415KW郑州景和电气设备有限公司提供的变频器,还有变频调装置对反馈信号具备响应快速、调节精确的优点,作者决定利用变频调速技术对稳压系统进行改造。

二、系统组成及工作原理

此次改造所利用的郑州景和电气设备有限公司提供的变频器原本是为470搅拌器的调速控制选配的,这一款变频器更主要强调的是机械性能,不具备如:周期倒泵、一拖二等专用于恒压供水使用的一些功能。所以在系统组成时主要利用郑州景和电气设备有限公司提供的变频器的变频调速功能和过程PID控制功能与原系统PLC相结合,组成一个自动的变频器-PLC恒压控制系统。

由此可见,该系统主要由2台稳压泵、一台稳压罐、一台带变频器、PLC控制器的电控柜、1块电接点压力表、1台压力变送器和管网组成。新系统与原系统相比增加了1台变频器、1台压力变送器。改造后变频器根据压力变送器检测的管网压力信号自动调节输出频率控制1台稳压泵运行,使管网压力稳定在1.0MPa

三、效益分析

1.电能节约

以外部无用水并且系统完好的工况分析:

原系统:每2分钟启动一次,每次运行30秒,并考虑稳压泵电机在启动5秒钟内的6倍额定电流,在加上高压清洗机工作时一台稳压泵连续运行,此时按每次10小时,全年30次考虑

平均功率P1=Pe*(30/120+5x6/120)+Pe*10x30/7200=15x0.5+15x0.042=8.13KW

变频系统:实测电流为15A, cosφ按0.8考虑

P2=1.732UIcosφ=1.732x0.38x15x0.8=7.9KW

ΔP=P2-P1=7.9-8.13=-0.23KW

全年节约电量ΔQ=ΔPx7200=1656 KWh

节约电费ΔQx0.529=1656x0.529=876

2.稳压系统材料损耗

原系统:

20094月至201010月共18个月,已累计损坏电接点压力表3块、出口逆止阀8台、软连接6个。

电接点压力表每块3,300元,止回阀每台900

共损耗材料费用:3x3300+8x900=17,100元,相当于年损耗17100x12/18=11,400

变频系统:

由于变频稳压系统是通过采用变频器自动调节输出频率控制稳压泵运行,稳压泵一直保持连续平稳运行状态,不再产生水锤现象,所以压力表、止回阀、软连接几乎不会有损耗。

综合比较电能和材料损耗,采用变频器稳压系统全年可节约出费用12,276元,这还不考虑当原系统中电接点压力表受震损坏后误动作造成消防主泵启动的电能消耗。

四、结束语

由运行效果和效益分析可见,自动化变频控制系统在消防稳压系统中的使用,既可以很好的保持消防管网对水压要求,减少系统误动作发生,减轻操作工人劳动量,同时还可以减少材料设备的损坏,节约维护维修费用,并且这次改造的成功也为自动化变频技术的应用又提供了一个很好实例。

郑州景和电气设备有限公司