给水变频控制系统安装调试施工工法知识交流.docx

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1、给水变频控制系统安装调试施工工法目录1、前言 22、工法特点 23、适用范围 34、工艺原理 35、施工工艺及操作要点 96、材料与设备 137、质量控制 14&安全措施 159、 环境措施 1510、 经济效益分析 1611、 应用实例 171、F前言在节能建筑的实践中， 给水系统要求要有比较稳定的压力、 充 足的流量，以满足用户的需要； 同时需要尽量节约电能， 节约用水。 在变频技术、 计算机自动化控制技术已经成熟的今天， 变频控制水 泵电机与给水专业技术相结合， 达到节约电能， 延长电机和控制设 备的使用寿命，解决这些问题，已经不是高难度的技术。在工业民 用建筑中， 用户对此项一次性经济

2、性能够承受。 使用水泵变频控制 节能技术， 虽然一次性的硬件投入， 工程造价略高于传统的水泵控 制方式，但是在系统运行中节能（节省运行费用） ，延长硬件设备 寿命等方面，有十分明显的效果。如果某大楼给水水泵， 平均每天高峰用水时间 （满负荷运行） 约3小时，其余时间用量只占高峰用水期的 3040 %,采用变频 恒压控制方式，水泵转速只需 1/3 （转速降低了 2/3 ），则电机功 率消耗降低（ 2/3 ）3,即降低 29.6% ；因此节约电费,投资回收 一般在 6 12 个月,以变频控制器使用寿命 10 年计,其净收益在 10 倍投资额以上。目前变频技术还广泛应用于电梯、中央空调、冷热泵机组、

3、电冰箱、城市和工业污水处理等领域。2、工法特点本工法以“贵阳医学院药学楼”给水系统为例，将工业自动化仪 表以及变频技术应用于民用建筑和公共建筑中， 总结了给水泵变频控 制技术节电的原理、系统的安装、调试的工艺方法。本工法符合建设 部2005年十项新技术中有关节能的要求，在国家大力发展节能建筑 的形势下，具有比较长远的积极意义。3、适用范围本工法以民用建筑给水系统的水泵电机变频控制系统实践，介绍 了给水泵变频技术节电的原理、系统的安装、调试的工艺方法，适用 于给水泵恒压（或恒流）控制系统安装和调试，如果举一反三，可将 电机变频控制节能技术，较大范围地应用在工业给水、中央空调（送 风系统变风量、空

4、调冷热水变流量调节）等方面。将为施工企业创造 了广泛的业务发展空间和利润空间。4、工艺原理4.1水泵变频节电原理4/.1离心水泵基本方程（1）：流量与转速成正比(4.1.1 )Q2n2Qini4.1.2离心水泵基本方程（2）：扬程与转速的平方成正比H i I n i 丿 （4.1.2）4.1.3离心水泵基本方程（3）:消耗的功率与转速的立方成正比P2PP2Pn2（4.131）（4.132）经过计算：流量变化比在（01）在区间，电机消耗功率曲线如下:（图：4.1.3）0n/n 1（q/q）图：4.1.3式中:ni:为水泵电机额定转速；n2:为水泵电机变速后转速。円：为水泵额定压力；辻：为水泵变速

5、后压力。Q1 :为水泵额定流速。；、Q2：为水泵变速后给水流速。Pi：为水泵电机额定消耗功率；、P2为水泵变速后消耗的功率。4.1.4如果按照有关工艺参数（如供水压力、流量）改变拖动水泵运 转电机的转速，就可以达到降低水泵消耗功率；降低幅度十分可观。调整电机转速，过去一般采用过变阻变速、变极调速，差转离合 器调速。给水系统流量调节，也有采用自动调节阀进行控制等方式； 这些方式，除了硬件设施价格昂贵外，同时控制设备消耗相当大的电 能，所以节能效果不显著、自动化程度不高。随着大功率晶闸管（可控硅）变频技术的应用，改变电机转速的 技术有了突破性的改进。4.1.5变频调节电机转速原理三相异步鼠笼电动机

6、同步转速的理论公式如下：n = 60 f p （4.1.5 ）式中：n转速转/分钟f 交流电频率Hzp 三相异步电机定子绕组磁极对数4.1.6根据上述公式，目前我国市电供应为 50 Hz。，因给水流量（或 压力）参数变化，通过自动化仪表控制改变交流电频率，即可改变电 机转速，适应用水量大幅度变化的工况，从水泵基本方程可以得出， 水泵转速降低导致消耗的功率降低， 达到既满足供水要求，又节约能 源的目的。4.2 给水泵变频控制原理4.2.1 水泵流量、压力或温度调节均有十分相似处， 控制信号是流量、 压力或温度等实际工艺参数， 通过变送器将上述信号变为与其成比例 的（42 0 mA）电流信号。（流

7、量工艺参数为间接参数：流体通过节 流孔板前后压差， 通过变送器后还应经过开方器才能使电流信号与实 际流量信号成线性比例）。4.2.2 信号电流控制了电压调节器和频率调节器 （可控硅触发电路 ） 输 出的控制信号 , 这个信号通过脉冲电流相位移动，控制可控硅变频电 路输出的动力电源的频率和电压 ,实现使电机转速随工艺参数变化。4.2.3 水锤消除器、管路缓闭止回阀防止给水管路受冲击后对管路和 零部件损坏； 并防止水泵在低负荷、 低转速运行时可能出现电机反转 损坏变频系统。（图 424 ）4.3、安装、调试操作工艺原理电气改造接线图：（图4.3 ）380V交流工频电源 自耦降压启启备用水泵电机按照

8、本图进行水泵水泵电机图（4.3 ）本变频控制原理图还包括电机变频软启动功能。调试成功后可以拆除原水泵电机自耦降压启动系统 电气接线安装。5、施工工艺及操作要点5.1水泵变频控制系统安装工艺5.1.1工艺流程1) 建筑给水系统水泵电机变频控制系统，安装工艺必须与水泵、管道、电气安装等分项工程配合施工。以设备安装为主线，2) 设备安装主要工艺过程有：基础检查、设备清点，运输就位校 正，调整固定、清洗加油等。3) 电气安装主要工序有：管线预埋，穿电线电缆，盘柜安装，检查、接线、试验等。4) 管道安装主要工序有：支架、管道、阀门安装，试压冲洗。5) 控制系统安装是水泵变频控制系统安装中，技术难度较大的

9、关 键工序，分仪表校验、管线预埋，控制设备安装，仪表模拟调 试，系统投入等。6) 单机试车：必须由各专业施工达到条件，配合进行单机试车。7) 联动试车过程中控制系统投入要求，先将显示仪表陆续投入， 试运正常后，从手动控制切换到自动控制，再采取人工缓慢开闭水 泵出口阀门的方式，模拟供水需求变化工况，变频控制设备应当正 确响应变化工况，控制水泵电机转速连续变化，达到检查变频控制设备系统的目的。然后投入正常运行，在48小时内观察运行工况，记录水泵出口压力变化，计算系统耗电量，观察供水最不利点的效 果。5.1.2工艺流程图图：5.1.25.1.3水泵变频控制系统元件和 择：本系统是在一般水泵供水系统安

10、装 水泵设备、电气设备、管道阀门安装工 5.1.4关键在变频器和控制仪表的选 变频器选择：一次电流要求：满足电机 一般要求载流量为电机额定电流的 器一次线路设备的耐（电）压强度为电 倍。频率调节要求：要求在 050 Hz之间管道安装 部件的选支架制作安装基础上进行改进，| I艺。管道阀门安装 择。试压冲洗全负荷运行要求。1.21.5倍。变频机电压1.5联动试车效果测试变频器、仪表工作和控制系统工作电压、电流要求：DC 10V, 420mA5.1.5 一次导线或电缆选择：工作电压 600V;电缆（、导线的载流量为水泵 电机额定电流的1.5倍（根据电缆导线敷设方式，可查询有关电缆、导线使 用手册）

11、。仪表电缆、直流电源电缆采用 KVV-1000/600电缆；穿金属管敷设。5.1.6控制仪表选择：缓闭止回阀、流量孔板公称压力等级和直径，与管道相同，其安装可以在垂直管段或水平管段，但是应离主管道阀门或管件500mn以上,防止管道内介质流速突变，导致发生过大的测量误差；仪表三阀组：DN10 PN2.5;仪表导压管：10#无缝钢管 15*2.5 ; 压差变送器、开方器采用DDZ-皿配套仪表。水锤消除器排水口直径应为主管道直径 5080%消除器在管道系统发 生水锤现象时，自动开启，排除大量水，消除水锤，因此其排水管道必须接入 地面水池或给水管道的入口。5.2 水泵电机控制设备的安装工艺操作要点5.

12、2.1 电气、仪表测量、信号管线预埋配合土建地面、墙面施工进行。设备、电 气元件、仪表、控制设备必须符合设计或批准文件；设备、电气元件、仪表、控制设备、材料必须具备合格证或质量证明书。 仪表校验后，应由校验单位出具校验报告。阀门现场水压试验后，应作详细记录。水泵电气动力和控制设备（控制箱）安装在水泵同一间房屋内，距水泵 10 米以内，相对干燥的地方。使用、检查、维修方便。5.2.2 电气的动力、控制盘柜、元件必须符合有关设计或改造方案。具有合格 证、说明书、电气原理图、接线图等技术文件。5.2.3 电气的动力、控制盘柜内部仪表齐全，接线正确，绝缘良好（仪表信号、控制电缆线路对地和相间绝缘电阻应

13、大于20MQ）。一次动力线路、仪表控制线路接线正确、牢固、绝缘良好。主要线路接线端子必须有线路标志（或相色标 志）。5.2.4 动力、控制盘柜，电气线路金属穿线管、电缆桥架，电机、水管道可靠 接地，管件连接处、电缆桥架接头处安装接地跨接线。5.2.5压差变送器、开方器应按照 DDZ型仪表的要求采用标准电流发生器和电 流表进行校验和模拟试验（保证与测量数据所对应的420mA的信号电流输出）； 其他现场仪表：电压表、电流表、压力表、水锤消除器应在安装前送有关技术监督部门进行校验。5.2.6 水泵校正后，螺栓固定；轴线、标高允差： +5mm、 -10 mm主轴水平度允差 1%；盘动主轴转动自如，无卡

14、涩、无杂声。加装说明书 规定的润滑油。5.2.7 各类水管道焊接（或）丝口连接应严密、可靠。 阀门应进行强度和严密性水压试验， 强度压力试验压力为阀门公称压力的1.5 倍。管道系统安装后， 进行系统强度和严密性水压试验。 试验时必须认真检 查缓闭止回阀开闭情况，防止管道系统发生水锤现象导致电机带电反转，造成 电气线路、控制仪表、元件的损坏。5.3 系统调试5.3.1 电气动力系统、仪表、水泵和水管道系统安装完毕后，应进行单机试验： 先甩开仪表测量回路、变频系统，进行工频运转 2 小时试验（包括电机空转试 车、带动水泵试车、止回阀和水锤消除器开闭试验） 。5.3.2 仪表现场试验，操作三阀组（依

15、次打开平衡阀，正压阀门、负压阀门、 关闭平衡阀），接通变频器的直流电源。此时，孔板测出压差信号发送到压差变 送器，转变为420mA压差信号电流（a,此电流变化与流量变化的平方成正比） 信号电流（a）开方器转变为420mA流量信号电流（b,此电流变化与流量变 化成正比）。可以从流量显示仪表读出瞬时流量参数（通过切换还可读出累计流 量数据）。压力控制系统，直接通过压力变送器将压力转变为 420mA流量信号电流。5.3.3 切断工频电源,投入变频电源系统正常工作。5.4 劳动力组织表 5.4劳动力组织情况表序人员职务资质要求数量备注1机械安装施工员机械工程师12给排水施工员给排水工程师13仪表安装施

16、工员工业自动化工程师14钳工四级工25电工四级工26管道工四级工27仪表工四级工16、材料与设备序号工具、仪器、仪表名称规格型号数量用途1管道工、钳工工具5套管道设备安装2仪表三阀组：；DN10PN2.51套310#无缝钢管； 15*2.51套序号工具、仪器、仪表名称规格型号数量用途4压差变送器DDZ-m1套或压力变送器5开方器采用配套仪表DDZ-m1套6变频控制器DDZ-m配套1套7电工工具2套控制系统、电气系统 安装8电焊机BX3303台各工种共用9标准信号电流发生器upsq 型1件仪表校验10联轴器校正架自制1件水泵与电机连轴器 校正11百分表02 mm1件水泵与电机连轴器 校正12数字

17、万用电表F1861件仪表校验13机械转速表TMM型1件电机转速测量14绝缘电阻测试仪（MQ表）ZR-5001件系统绝缘测量15接地电阻测试仪ZC-5001件接地系统测量16施工用电移动式配电盘30KW1件施工用电17水压试验泵0 2.5MPa1件管道试压7、质量控制7.1 水泵安装、固定校正符合有关水泵施工验收规范要求。7.2 水泵电机经工频动力电源单机2h试车合格（电流、转速测量合格）。7.3 水锤消除器、压力表、缓闭式止回阀试验合格。7.4 各类仪表的校正、电气安装、管道的水压试验等过程，由专业的仪表工、 电工、管道工、钳工等严格按照操作规程作业，保证接线正确、安装精度、 试验效果等符合有

18、关质量标准。7.5 对照仪表显示的参数测量，认真观察、分析水泵和水泵电机从启动到运 行的压力、流量、电流、频率、电压的各参数，分析系统节能的效果。7.6 绘制竣工图、控制系统原理图、接线图；收集整理水泵电机从启动到运 行的压力、流量、电流、频率、电压的各（包括各种工况下）运行参数、零部件清单。编写运行操作规程、和维修保养说明书等交付使用单位。8、安全措施8.1钳工、管道工、仪表工等严格按照有关操作程序、操作规程作业8.2 施工用电必须保证安全，实行三相五线制、正确施工，正确使用仪表、 仪器。8.3 焊接、起重运输、电工操作、仪表校验和单机、联动试车后立即切断相 关工作或调试电源，防止触电。8.

19、4 发现系统、 盘柜、元件和机械故障，应先切断工作电源， 才能进行检查、 检修；严禁带电、带负荷、带压力和在运行中进行电气、控制系统、设备、 管道的检修作业。9、环境措施9.1 合理安排施工现场平面布置，材料、设备有序堆放和安装；保证仪表检 查、校验场所干燥、清洁。9.2 现场动火施工必须实行申报、批准、监护制度，防止污染环境。9.3 各工种相互配合，交叉施工、保护建筑、设备、电气、管道工程的成品 和半成品。9.4 施工边、 角、废料和垃圾必须集中处理。 管道系统试压废水应集中沉淀， 有序排放或回收。注意施工场地通风，防止中毒、疾病（职业病）发生。10、效益分析水泵系统变频控制系统的节能效果是

20、毫无疑问的，比较传统控制方式可节约电能30340%左右。贵阳医学院药学楼生活水泵：电机额定功率15KV，使用高峰满负荷运行时间:上午 8:0012:00（4 小时） ；下午2:00 18:00（4 小时） ；为8小时；其 余使用负荷 30%。经计算：每天耗电为： 174度。比较传统的给水泵控制方式，每天节约用电： 114度采用本工法， 在保证系统安全使用功能情况下， 可以自行选择控制方式、 仪表系统的相关重要元件，为企业拓展利润和业务空间。本公司已经在上世纪 80、90 年代成功安装和调试了贵州有机化工厂自备电站WG35/3.82锅炉和WG75/3.82锅炉给煤机可控硅调速控制系统、煤气气 源

21、厂双向皮带机的可控硅调速系统、原料皮带机的除铁器可控硅整流系统。近年来，随着大功率可控硅变频技术的发展，本公司有关技术人员将可 控硅变频技术运用于“白云东方广场” 、 “贵阳富中创业大厦” 、 “贵阳医学院 药学楼”等项目的供水、消防系统，经济效益非常可观。本公司“白云东方广场” 建筑工程，被评为 2007年建设部新技术示范工 程；“贵阳富中创业大厦”被评为 2007 年贵州省优质工程。11、应用实例（近3年）表11序项目名称运用部位变频控制器造价（万元）经 济效益1贵阳医学院药学楼给水系统2.2每日预计节电19%2贵阳医学院药学楼自动喷水灭火系统4.5（额定功率KVy每次运行预计节电22%3

22、贵阳医学院药学楼消火栓系统6.2（额定功率KVy每次运行预计节电22%4东方广场A栋商住楼给水系统3.2每日预计节电30%5东方广场A栋商住楼自动喷水灭火系统6.5（额定功率KVy每次运行预计节电32%6东方广场A栋商住楼消火栓系统4.2（额定功率KVy每次运行节电32%6贵阳富中创业大厦给水系统3.6每日节电22%7贵阳富中创业大厦自动喷水灭火系统4.7（额定功率KVy每次运行节电20%8贵阳富中创业大厦消火栓系统6.8（额定功率KVy每次运行节电19%注：1、“贵阳医学院药学楼建筑工程”获得 2005年全国安全文明工地称号2、“贵阳白云东方广场建筑工程”获得全国第五批新技术示范工程的称号3、“贵阳富中创业大厦建筑工程”被评为 2007年贵州省优质工程