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《市政供水變頻節能》專欄

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-09-22   瀏覽次數:2288
《市政供水變頻節能》專欄——游慶元總工

導讀

    《變頻器世界》是由中國自動化學會專家咨詢委員會、中國電工技術學會支持,中自傳媒和廣東省自動化學會共同創辦,旨在深度報道及分析變頻技術各領域的最新發展及應用,多年來與變頻器技術同步發展與成長,在行業內已具較高的影響力和品牌效應。

   本欄目特邀市政供水變頻節能方面的專家游慶元總工,他畢業于華中科技大學機械工程學院,長期工作在水處理第一線,理論和實操經驗豐富。曾在長沙水司和惠州水司工作研究管網壓力控制模型40年,受邀在供水行業講座30余場,在主流期刊發表相關論文40多篇,2007年由廣東南海市自來水公司投入高壓變頻器,變頻控制泵群沿管網壓力控制曲線模型運行滿足用戶流量壓力需要又無多余揚程而節能,單耗降低了10%,年節電180萬度,在行業處于領先地位。

 

   當前各個行業都在抓緊制定轉型升級戰略,城市供水行業也不例外,正搶抓當前有利時機,遵循節能、綠色、環保,提升研發技術,加大研發投入和人才儲備,提升創新能力,以生產效率的提升抵消、對沖成本上升帶來的壓力。隨著我國產業轉型升級以及社會經濟的發展,城市建設發展十分迅速,同時也對基礎設施建設提出了的要求。城市供水系統的建設是其中的一個重要方面,供水的可靠性、穩定性、經濟性直接影響到用戶的正常工作和生活。隨著人們對供水質量和供水系統可靠性要求的不斷提高,利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術,設計出現代化的高性能、高節能、能適應復雜環境的恒壓供水系統成為必要,創新發展是供水企業的必由之路。

   變頻調速是當今國際上一項效益高、性能好、應用廣、有發展前途的電機調速技術,其應用非常廣泛,在石油、化工、冶金、供水等行業均有經典應用,且各行業應用的目的和需求又有差異,供水低碳自動調度控制系統自然離不開變頻調速技術。有幸邀請到市政供水系統自動化專家游慶元總工,請他為我們開辟專欄,為廣大讀者推送市政供水行業的應用技術及經典案例,以期得到行業企業和讀者的關注與互動,為水處理行業的改革貢獻一份力量,凝心聚力,攻堅克難,努力譜寫新時代水務轉型升級新篇章。

   本專欄共分八章,敬請關注與指導,可以為您提供城市供水的節能應用及其解決方案。

 

前言

   建設智能水務實現低碳自動調度控制已成行業發展趨勢,自來水公司也會對變頻器及自動化廠商有更高要求。基于宏觀模型和SCADA大數據離線構建末端壓力與出廠壓力流量關系模型(管網壓力控制曲線,見附圖),變頻控制泵群沿此曲線運行實現出廠壓力隨流量變化而自動調節并滿足遠端服務壓力且無多余揚程而節能,并以簡捷模式將供水管網、供水泵站、取水泵站、加壓泵站、清水池水位、遠端高位水池水塔各單元納入低碳自動調度控制(見附圖)。

   建模仿真是供水低碳自動調度控制系統(見附圖)開發設計主要方法。并為前期經濟技術論證。

 

       附圖  供水低碳自動調度控制系統

   提供數據支持。主要步驟是:

      (1)依據供水系統SCADA數據建立并求解管網宏觀模型;

      (2)基于宏觀模型優化工況點(以小時計全年8760個)離線構建管網末端壓力與出廠壓力流量關系模型,稱管網末端壓力恒定控制曲線模型(簡稱管網壓力控制模型)。它是PLC內運行的控制程序基礎模型。

      (3)仿真建立水泵、電機、變壓器運行數學模型。

      (4)供水系統(僅指供水泵站+管網)變頻控制仿真,顯示現有機電設備沿管網壓力控制曲線運行的年用電量、年節電量。

   本系列文章共分八章。

      第一章 實例介紹供水管網宏觀模型建模過程;

      第二章 實例介紹管網宏觀模型求解算法;

      第三章 實例介紹供水過程非線性規劃建模;

      第四章 簡例介紹非線性規劃、簡化梯度法簡介;

      第五章 實例介紹供水非線性規劃模型實例求解;

      第六章 實例介紹管網壓力控制曲線建模撿驗與節能運行;

      第七章 實例介紹基于管網壓力控制模型的低碳自動調度與控制;

      第八章 實例介紹供水泵房機電運行過程仿真。

 

   希望拙文能對水工業變頻節能起一點拋磚引玉作用。

 
 
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