宿舍楼智能化恒压供水论文.doc

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1、ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE毕业设计（论文）题目： 宿舍楼智能化恒压供水 系 （部）： 电气工程系 专业班级： 发电厂及电力系 姓 名： 龚 强 学 号： 201006026 指导教师： 彭学虎 2013年 5 月 19 日摘要随着经济发展就目前的形势看来传统的供水方式已经不能满足高楼上的水能够恒压供给。因此在很多高楼上恒压供水比较需求，能源紧张。变频恒压供水装置已经技术成熟，在市场上得到良好反映，从节能运行到系统稳定可靠得到社会认可。本系统利用PLC、传感器、电气控制设备、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，使供水管网压力保

2、持恒定由于具有 自动化程度高、高效节能、安全卫生.而且这个系统采用3台水泵.实现两用一备可以大大提高供水效率以及控制相对方便快捷.Abstract：Along with the economic development of present situation of traditional water seems can not satisfy the high water supply to constant pressure. So many buildings in the constant pressure water supply and demand of energy compa

3、red. Frequency constant pressure water supply device has mature technology in the world market, get good reflected from the energy-saving running into the system is stable and reliable socially approved.This system USES PLC, sensors, electrical control equipment, inverter and pump unit composed of c

4、losed-loop control system, make water supply pipe pressure constant. Because it has a high degree of automation, energy efficient, safe health. And this system USES 3 pump. Realizing a ready and can improve the efficiency of water supply and control, convenient. Key words：Maintains a constant pressu

5、re A high degree of automation, high efficiency and energy saving目 录摘要-3关键词-3Abstract-4Key Words-5引言-8第1章 设计任务书-1.1 概述-91.2 设计目的与要求-91.3 设计内容与示意图- 10第2章 调查与核算-113.1 楼宇概况调查-3.2 水泵功率计算-173.3 水泵的选型与布置-20第3章 恒压供水的电气设计-17 2.3 电气设计概述-123.4 电气主回路-243.5 电气控制回路-37 2.4 变频器过滤机电控要求- 2.5 变频器过滤版说明书-第4章 恒压供水流程图附录毕

6、业设计总结-47参考文献-48引 言本次对水利水电恒压供水系统初步设计是根据我校(浙江水利水电专科学校电气工程系)毕业设计任务书恒压供水系统改造要求编拟的。我的本次设计的主要内容是对水利水电教学楼供水系统电气一、二次及水泵选型和布置进行设计。在本次的设计中，我将本着贯彻经济发展，安全经济合理，综合考虑发展等要求规划设计。本次设计对我学过的专业性强，涉及专业知识十分广泛，是大学三年所学专业知识的大综合，通过本次设计，我对本专业的主要课程将有一个更为全面和系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了实际工程的意识，锻炼了独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为以后的实际从事电力相关工作奠定了坚实的

7、基础。在本次设计中，得到了彭学虎老师的全面辅导和热情帮助，特别是我在设计中碰到的困难和问题都得到了指导老师的帮助，才能使本次设计得以顺利完成，在此我对指导老师的无私帮助表示由衷的谢意！本次设计由于设计资料不足以及我的能力有限，因此在设计中存在疏漏和错误在所难免，敬请各位老师批评和指正。第一章 毕业设计任务书1.1 概述：设计任务：水利水电教学楼供水系统改造设计目的要求1恒压供水的必要性由于城市市政自来水管网压力的限制。一般高层建筑住宅小区5层以上的楼层供水均需采用加压供水。而居民小区的分时用水量随着季节和作息时间而变化。例如，夏季的用水量比冬季高，早晨和晚上用水量比白天和凌晨高。冈此，用水量时

8、间曲线不是一条平缓的曲线，而是有一定陡度的峰谷明显的曲线。当然，由于各个小区楼盘档次不同，居民的生活习惯不一样，造成各个小区的用水量时间曲线也是不同的。一般情况下，可以考虑水泵的特性是不变的，即H=KQ2。此时水泵的QH特性曲线见附图。当水泵运行在工频时，其Q_T特性曲线见曲线IlD。扬程与流量呈反方向变化。即Qt，则HJ。QJ，则Ht。也就是说，在额定工频运行工况下，随着居民生活用水量的改变，水泵的扬程必然随之改变。造成供水压力的不稳定，同时造成电能的浪费。2变频恒压供水的节能原理由于水泵的流量与供电频率呈正比例关系，即QdQ广-nJnx。因此，可以通过改变电源频率来调节水泵的转速，进而达到

9、调节水泵供水量Q的目的。由水泵的的特性，可以导出以下两个公式：(1)扬程与频率的平方成正比例关系，即HnHx=(rmnxy2目前恒压供水系统还有以下优点：1、节能，可以实现节电20%-40%。能实现绿色用电。2、占地面积小，投入少，效率高。3、配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。4、运行合理，由于是软起和软停，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭曲矩和磨损小，减少了维修量和维修费用。并且水泵的寿命大大提高。5、由于变频恒压调速直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。6、通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。变频调速恒压供水设备的主要应

10、用场合1、 高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水；2、 各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；3、 中央空调系统；4、 自来水厂增压系统；1.2 设计内容：对水利水电4栋教学楼进行恒压供水设计。本设计采用3台水泵运作。首先由外来水管通往楼宇附近造一较大水池。再由水池抽水并利用现代科技PLC与常规电气连接控制水泵，从而对大楼分别进行恒压供水。每个水泵的功率以及各楼层的高度.所需要的压力都经过精密计算然后再选定需要的元器件以及接线方式。 示意图如下：第二章 调查与核算2.1.用水状况说明1、楼高：每幢楼高约23米2、用水性质：生活用水3、用水户数/人数：分四幢楼，其

11、中一幢楼28间*6层+底层1间；其余三幢均为24间*6层。并且每间所需要水龙头分3档：（1）3个普通放水龙头（2）1个淋浴蓬头（3）1个便器冲水用龙头.4幢宿舍楼间距分别为25米、20米、20米2.2.用水额定计算1、根据给水排水手册查得用水定额，并用下列公式计算其用水量，确定地形扬程。最高日用水量：（m3/d）用水定额：，可查表取值，注意不同的用水性质。1000升 = 1 立方米用水单位：，根据项目需要，一般是人数。最大小时生活用水量：(m3/h)小时变化系数：，可查表。每日用水时间：2.3水泵扬程和流量（出水量）估算生活给水设计秒流量： 604个寝室，普通住宅，有大便器、淋浴设备，生活卫生

12、器具为：每个宿舍洗手盆水龙头1个，淋浴器1个，洗脸龙头1个，大便器冲水1个，灌水龙头1个。A、建筑物用途系数：；（查表）B、根据上述条件计算管段卫生器具给水当量总数卫生器具当量查手册上表1-16：洗手盆水龙头：0.75，淋浴器:0.75，洗脸龙头1.0，大便器（冲洗式）0.5，灌水龙头1.2。Ng=604（0.75+0.75+1.0+0.5+1.2）=6044.2=2536.8Qg=0.21.022536.8+0.00452536.8=21.61Ls=21.6136001000= 77.8mh1、使用在管线未定情况下，选择水泵的方法进行计算。设计算水泵总扬程时，选择阻力系数为1.3，水泵管道损

13、失为3米，每米阻力为3.5毫米水柱，设备扬程（末端压力）取2米。（近似估算的一般方法，因为确切计算需要进行水力计算，非本专业要求。计算参考水泵选择计算资料）若现在的大楼高21最远管长设为230米，则有：H=211.32303.510003227m2.4确定水泵台数及水泵选型。2、根据管道总供水量和设计方案中的水泵数确定每台泵的出水量。据手册2中P37的水泵出水量选择规定：变频系统按秒流量计算。若安装两台同等容量的水泵，则根据已算出的流量，若最大流量为77.8须提供38.93、根据水泵扬程和出水量计算查表选择水泵根据手册11可选择水泵。如对上面的流量和扬程可选择IS型单级单吸悬臂式离心泵，查表1

14、-1得：IS50-32-200。2.5电动机确定由所选水泵确定参考功率，从而选择电机。据上水泵须5.5kw电动机，效率48%。查表可选Y132S1-2，满足转速和功率要求。第三章 恒压供水的电气设计3.1电气设计概述：本装置采用了三台水泵实行两用一备的方式。并且连结变频器根据各楼层用水量多少自动调节实施工频与变频运行.3.2.电气主回路图3.3电气控制回路图要求 解答1图中元件说明M为电机、PC为变频器、KT为时间继电器、KA为中间继电器、S开关电源、FM蜂鸣器、PLC可编程、FR热继电器、KM接触器、QF空气开关2工作原理说明变频器调速恒压供水系统是采用先进的变频装置、压力传感器及性能优良的

15、PID控制仪，与水泵机组构成机电一体化全自动供水系统。在供水过程中变频器根据压力反馈信号与压力给定信号相比较得到的偏差信号，判断管网中水量的大小，通过改变变频器输出的工作频率来控制调节水泵电机变速运行。由于变频器频率的变化几乎是连续的（可精确到0.1HZ）使水泵电机的转速可以再0到电机额定转速的范围内任意变化.使水泵转速方便的随水量的变化而变化，避免了水泵电机的频繁启动，从儿实现恒压供水的目的。这样不管是用户端用水量大或小，总是能保持管网中水压的基本恒定.因此，既可以满足各部位的用户对水的需求量，又不使电机空转，造成不必要的但能浪费，从而达到节能效果。第四章 恒压供水流程图附录：设计总结随着社

16、会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控；同时系统具有良好的节能效果，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义民用建筑工程，包括高层住宅、写字楼等一般都需要加压供水，而用水量的变化在不同时间段差别很大，且是一个连续变化的量。变

17、频调速技术的运用不仅能够确保供水压力的稳定，而且可以显著节约电能。变频技术除在建筑给水系统上的运用，在中央空调系统中也得到大力推广。如，空调供回水系统的流量自动调节、送回风系统变风量机组的风量自动调节等。变频技术与建筑智能化控制技术的结合，将能够极大的提高建筑物的生活品质。为小区居民和各校公寓提供高品质又节能的生活环境和工作环境，从而提升楼盘档次，为产品和服务增加附加值。参考文献1 孙平.可编程控制器原理及应用.第一次印刷.高等教育出版社.2008.2 魏涤非.电机技术. 第六次印刷.中国水利水电出版社.20083 李澄.机械制图.第八次印刷.高等教育出版社.20064 李华德，电机拖动控制系统，第四版，北京:电子工业出版社，2001，5电子文档 .给水排水设计手册。第二册建筑给水排水6 电子文档.给水排水手册第11册；常用设备7 姚锡禄.变频器控制技术入门与应用实例 版次:1 出版社:中国电力出版社. 20098王建. 三菱PLC入门与典型应用. 第1版. 出版社：中国电力出版社. 20099 唐永进. 压力管道应力分析. 第二版. 出版社:中国石化出版社. 201010 刘家春. 水泵运行原理与泵站管理. 第一版. 出版社：水利水电出版社 2009