CN110618719A - 一种大型输调水提水系统流量控制的装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道输调水资源技术领域，具体为一种大型输调水提水系统流量控制的装置及其操作方法，其目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型输调水提水系统流量控制的装置及操作方法，根据水泵进出口压力差的变化和水泵的差异性及各主泵流量的不统一，通过调节主泵电机的运行频率，达到能够有效调节提水泵站流量的作用；所述进口水池内安装有第一液位计，所述出口水池内安装有第二液位计，所述提水管上安装有流量计，所述电机的前端安装有变频器，所述第一液位计、第二液位计、流量计和变频器与控制器通过电性连接；其有益效果在于：解决了枯水期和丰水期提水泵站流量不统一的问题。

Description

一种大型输调水提水系统流量控制的装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及管道输调水资源技术领域，具体为一种大型输调水提水系统流量控制的装置及其操作方法。
背景技术
跨流域调水是水资源得到合理的开发利用的调水方式，指某一流域的多水区向其他流城的缺水区补充水源。而调水往往需通过泵站来完成。目前，我国跨流域调水工程己具有相当规模。山西省万家寨引黄工程属于跨流域调水工程，由黄河万家寨水库引水，分别向太原、大同和平朔3个地区供水，引水线路总长约452km,年设计引水量12亿m3。东深工程从广东东莞市桥头镇取东江水，经东江、司马、雁田等8个梯级站，供水至深圳，送往香港，线路全长83km，每年为香港供水11亿m3，占香港总用水量的70％。引黄济青工程由山东博兴县引黄河水，经惠民、东营、潍坊、青岛4地市，线路全长290km，沿线建造4个梯级站，安装34台大型机组，每天为青岛供水30万m3对于梯级泵站，其中任一级发生问题，都会影响到整个工程的正常调水。另一方面，泵站每提高1％的运行效率，每年即可节省数千万元的运行费用。因此，工程要求泵站在保证运行可靠性的前提下，提高运行效率，降低调水成本。
国内外调水工程大多设计有提水泵站，实际运行过程中，由于丰水期与枯水期的存在，可能会导致水泵的进口水池和出口水池的水位变化比较大，可能会存在几十米的差距，这样就导致在丰水期和枯水期水泵的实际提升扬程区别较大，且由于工况条件的不同以及设备制造、安装的差异性，导致水泵实际流量存在差别，长期运行将导致上下游流量不匹配。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型输调水提水系统流量控制的装置及操作方法，根据水泵进出口压力差的变化和水泵的差异性及各主泵流量的不统一，通过调节主泵电机的运行频率，达到能够有效调节提水泵站流量的作用。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种大型输调水提水系统流量控制的装置，包括进口水、出口水池和控制器，所述进口水池与出口水池之间通过提水管连接，所述提水管靠近进口水池的一端连接有主泵，所述主泵与电机连接，所述电机与控制器通过电性连接，其特征在于：所述进口水池内安装有第一液位计，所述出口水池内安装有第二液位计，所述提水管上安装有流量计，所述电机的前端安装有变频器，所述第一液位计、第二液位计、流量计和变频器与控制器通过电性连接。
一种大型输调水提水系统流量控制的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：所述电机的前端加装变频器，将普通电机改为变频电机；
步骤(2)：根据计算和实际需要调节电机的启动或者运行频率，因提水管路存在沿程阻力损失和局部阻力损失，实际电机启动或运行频率稍高于计算频率；
步骤(3)：所述第一液位计用于测量进口水池的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器，所述第二液位计用于测量出口水池的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器，控制器将进口水池的水位值与出口水池的水位值进行对比，如果两者的差值大于控制器内设定的水位差值时，控制器控制主泵降低频率运行；如果两者的差值等于控制器内设定的水位差值时，控制器控制主泵保持运行频率；如果两者的差值小于控制器内设定的水位差值时，控制器控制主泵提高运行频率；
步骤(4)：所述流量计用于测量提水管内的流量大小值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器，控制器将提水管内的流量大小值与控制器内的设定流量值进行对比，如果提水管内的流量大小值小于控制器内的设定流量值时，控制器控制主泵提高频率运行；如果提水管内的流量大小值等于控制器内的设定流量值时，控制器控制主泵保持频率运行；如果提水管内的流量大小值大于控制器内的设定流量值时，控制控制主泵降低频率运行。
本发明的有益效果在于：经安装使用，测试效果良好，根据计算结果设置电机启动或运行频率，基本满足生产需求；解决了枯水期和丰水期提水泵站流量不统一的问题；降低了电量使用成本、降低了生产运行成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中所示：进口水池 1、主泵 2、出口水池 3、提水管 4、电机 5、变频器 6、流量计7、控制器 8、第一液位计 101、第二液位计 601。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中涉及的零部件、结构、机构等，如无特殊说明，则均为常规市售产品。
实施例1：
一种大型输调水提水系统流量控制的装置，如图1所示，包括进口水池1、出口水池3和控制器8，所述进口水池1与出口水池3之间通过提水管4连接，所述提水管4靠近进口水池1的一端连接有主泵2，所述主泵2与电机5连接，所述电机5与控制器8通过电性连接，所述进口水池1位于本级泵站，为主泵2提供水源，所述出口水池3位于下级泵站，用于接收主泵2提供的水，所述提水管4用于将水从进口水池1输送到出口水池3，实现水资源的输送，所述主泵2用于将进口水池1内的水吸入提水管4中，所述电机5用于为主泵2提供动力，其特征在于：所述进口水池1内安装有第一液位计101，所述第一液位计101用于测量进口水池1的水位值，所述出口水池3内安装有第二液位计601，所述第二液位计601用于测量出口水池3的水位值，所述提水管4上安装有流量计7，所述流量计7用于测量流量计7内的水流流速，所述电机5的前端安装有变频器6，所述变频器6可调节电机5的启动或运行频率，从而控制主泵2的扬程，所述第一液位计101、第二液位计601、流量计7和变频器6与控制器8通过电性连接。
在提水泵站主泵电机前端加装变频器，根据需要调节电机启动或运行频率，电机频率调节大致如下：
电机转速与频率的公式为n＝60f/p，式中n—电机的转速(转/分)；60—每分钟(秒)；f—电源频率(赫兹)；p—电机旋转磁场的极对数。
即由上式可知，同一电机，转速与频率成正比，即电源频率越高电机转速越高，电源频率越低，电机转速越低。
扬程与转速的关系为：H1/H2＝(n1/n2)2，即扬程与转速为二次方关系，即电机转速越高，扬程越大，反之，电机转速越低，扬程越小。
电机启动频率可根据如下公式进行初调，
上述公式中，在已知水泵扬程、进口水池水位的情况下，可计算出电机启动频率。其中，水泵扬程是设计要求值，而进口水池水位值可由第一液位计101测量得到。
在实际运行过程中，当提水泵站达到所需流量以后，适当提高运行频率，在一定范围内可以提高水泵流量。
当提水管段为空管时，可以低频率启动主泵运行，逐步提高运行频率，直至提水管段充满水。
一种大型输调水提水系统流量控制的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：所述电机5的前端加装变频器6，将普通电机改为变频电机；
步骤(2)：根据计算和实际需要调节电机5的启动或者运行频率，因提水管路存在沿程阻力损失和局部阻力损失，实际电机启动或运行频率稍高于计算频率；
步骤(3)：所述第一液位计101用于测量进口水池1的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器8，所述第二液位计601用于测量出口水池3的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器8，控制器8将进口水池1的水位值与出口水池3的水位值进行对比，如果两者的差值大于控制器8内设定的水位差值时，控制器8控制主泵2降低频率运行；如果两者的差值等于控制器内设定的水位差值时，控制器8控制主泵2保持运行频率；如果两者的差值小于控制器内设定的水位差值时，控制器8控制主泵2适当提高运行频率；
步骤(4)：所述流量计7用于测量提水管4内的流量大小值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器8，控制器8将提水管4内的流量大小值与控制器8内的设定流量值进行对比，如果提水管4内的流量大小值小于控制器8内的设定流量值时，控制器8控制主泵2提高频率运行；如果提水管4内的流量大小值等于控制器8内的设定流量值时，控制器8控制主泵2保持频率运行；如果提水管4内的流量大小值大于控制器8内的设定流量值时，控制器8控制主泵2高降低频率运行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大型输调水提水系统流量控制的装置，包括进口水池(1)、出口水池(3)和控制器(8)，所述进口水池(1)与出口水池(3)之间通过提水管(4)连接，所述提水管(4)靠近进口水池(1)的一端连接有主泵(2)，所述主泵(2)与电机(5)连接，所述电机(5)与控制器(8)通过电性连接，其特征在于：所述进口水池(1)内安装有第一液位计(101)，所述出口水池(3)内安装有第二液位计(601)，所述提水管(4)上安装有流量计(7)，所述电机(5)的前端安装有变频器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种大型输调水提水系统流量控制的装置，其特征在于：所述第一液位计(101)、第二液位计(601)、流量计(7)和变频器(6)与控制器(8)通过电性连接。
3.一种大型输调水提水系统流量控制的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：所述电机(5)的前端加装变频器(6)，将普通电机改为变频电机；
步骤(2)：根据计算和实际需要调节电机(5)的启动或者运行频率，因提水管路存在沿程阻力损失和局部阻力损失，实际电机启动或运行频率稍高于计算频率；
步骤(3)：所述第一液位计(101)用于测量进口水池(1)的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器(8)，所述第二液位计(601)用于测量出口水池(3)的水位值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器(8)，控制器(8)将进口水池(1)的水位值与出口水池(3)的水位值进行对比得到差值，并将两者的差值与控制器(8)内设定的差值进行对比，然后根据对比结果控制主泵(2)的频率。
步骤(4)：所述流量计(7)用于测量提水管(4)内的流量大小值，并将测量值通过电信号的形式传送给控制器(8)，控制器(8)将提水管(4)内的流量大小值与控制器(8)内的设定流量值进行对比，然后根据对比结果控制主泵(2)的频率。
4.根据权利要求3所述的一种大型输调水提水系统流量控制的操作方法，其特征在于：在步骤(3)中，如果两者的差值大于控制器(8)内设定的水位差值时，控制器(8)控制主泵(2)降低频率运行；如果两者的差值等于控制器内设定的水位差值时，保持运行频率；如果两者的差值小于控制器内设定的水位差值时，控制器(8)控制主泵(2)提高运行频率。
5.根据权利要求3所述的一种大型输调水提水系统流量控制的操作方法，其特征在于：在步骤(4)中，如果提水管(4)内的流量大小值小于控制器(8)内的设定流量值时，控制器(8)控制主泵(2)以低频率运行；如果提水管(4)内的流量大小值等于控制器(8)内的设定流量值时，控制器(8)控制主泵(2)保持频率运行；如果提水管(4)内的流量大小值大于控制器(8)内的设定流量值时，控制器(8)控制主泵(2)降低频率运行。
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