深井无塔变频供水设备控制原理图

深井无塔变频供水设备主要配件：

深井无塔变频供水设备工作条件：

●   不含固体颗粒或纤维的稀薄清洁的非腐蚀性液体
●   液体温度：高+35℃
●   大工作压力：38巴
●   pH值：6.5~8.5

深井无塔变频供水设备控制原理图：

第一章 设计基础数据

1.1地区自然条件

1.2  电源
      低压电：380V  50Hz 三相
              220V  50Hz 单相

1.3 防护要求
IP54
第二章器件选择

1.1水泵的选择：

1.1.1用户供水量的确定：
设计流量应按生活用水的设计秒流量计算。新建筑或生活小区已经由专业设计人员算出，不用单独计算，对于改造类型需重新计算。
本设计小区人数：m＝150000/12＝12500人
      小区户数：f＝12500/3.5＝3571户   （每户平均3.5人）
高日生活用水量QD＝mqd/1000=rfqd/1000
               其中：qd—用水定额（Ⅲ类住宅，qd＝190L/人）
                     M—设计小区内的人数
                     r—平均居住人数（通常r=3.5人/户）
                     f—居民区的户数
                 QD＝3.5×3571×190/1000=2375m3/d
则大小时流量QH＝KH×QD/T
                =2.3*2375/24
                =227.6 m3/h
                =63.2L/S
                其中：T＝24h为每日用水时间
                      KH—时间常数（Ⅲ类住宅，KH＝2.3）
秒流量计算公式：
Ⅲ类：Qq＝1.02×0.2× ＋0.0045Nq
     其中Nq为用水当量
     Nq＝n×f＝4×3571＝14284
         （nⅢ类＝4，每户平均用水量）
       Qq＝1.02×0.2× ＋0.0045Nq
         ＝1.02×0.2× ＋0.0045×14284
         ＝24.378＋71.42
         ＝95.8L/S
由于f＝3571户》3000户，所以取QH与Qq中较大者作为供水标准，流量取Qq。
考虑选泵时留有裕度10％～15％，所以Qq按Qq×（1＋10％）＝Qq×110％＝105.4L/S选泵。
消防用水量根据规范，人类小于2.5万人时，一次灭火用水量为15L/S，本小区人 数为12500人，消防用水量选为15L/S,选泵时留有裕度10％，所以Qq消防＝Qq×110％＝15×110％＝16.5L/S。

1.1.2供水的扬程计算：
    在供水系统中，一般把远高层作为计算依据。如果小区远点的建筑不是高的建筑，则必须选择两个不利点分别计算供水扬程，并以供水扬程较大的建筑远点供水扬程。
    理论上，若0.1Pa的压力可以获得10m扬程，因此，供水扬程可计算如下：
H＝P/0.01
    H—供水扬程
    P—供水压力
0.01MPa扬程为1M，此设计给定水压为0.28Mpa，所以扬程H为28M。

1.1.3泵的选择：
在水泵并联时，多台水泵的流量并不等于多台水泵每台水泵出水量之和。根据公式，两台水泵并联时流量为单台的190％，三台水泵并联时，流量为单台的     251％，四台水泵并联流量为单台的320％。
本设计流量为Qq×3.6＝105.4×3.6＝379.44M3/h。
选四台水泵每台水泵流量为379.44/3.2=118.575M3/h
IS型单级单吸清水离心泵：适用于工业制药，饮料，化工等工矿和城市给水，排水，亦可用于农业排灌，结构简单，单级单吸轴向吸入。
根据流量与扬程，生活泵选用IS100—80—160型水泵四台。
IS100—80—160型水泵参数如下：流量为120M3/h，扬程为30M，转速为2900r/min，效率为78％，气蚀余量4.0，轴功率为11.2KW，电动机功率为15KW，重量为195Kg。
小区消防用水Qq＝16.5L/S，查规范有：六层不利配水点，消火栓剩余压力为0.23Mpa，所以选水泵扬程为28＋23＝51M。
消防泵选用自吸水泵XFZ100—50型水泵一台。
XFZ100—50型水泵适用工厂，矿山，城市生活给排水，消防水，农用排灌，加热冷却，增压系统等，自吸水泵性能稳定，允许调速，断水自负水压稳定。
消防泵参数：流量60M3/h,扬程54M，转速2940r/min，效率61％，轴功率14.1KW，电动机功率22KW。

1.2电动机的选择：
1.2.1电动机容量的选择：
电动机的容量可以根据水泵的轴功率和电动机与水泵转速一致来选择
1.2.3电动机的选择：
生活供水水泵电动机选Y系列（IP23）三相异步电动机，Y160M—2型电动机四 台。
电机参数：额定功率15KW，满载时：定子电流为29A，转速为2910r/min，效率为88％，功率因数为0.88，启动电流为额定电流的7倍，启动转矩为额定转矩的1.7倍，大转矩为额定转矩的2.2倍。
消防泵电机选用Y系列（IP23）三相异步电动机。
Y360M—2型三相异步电动机额定功率为22KW，额定电压为380V，满载时，电流为43A，转速为2940r/min，效率为88％，功率因数为0.89，大转矩为额定转矩的2倍。

1.3变频器的选择：
1.3.1变频器介绍：
近年来，许多变频器生产厂家都推出了专用于风机，水泵类负载的变频器，如中国佳灵公司生产的JPGCT9系列，日本富士公司生产的P99系列，日本三菱公司的A140E系列，ABB公司的ACF601系列等，均可选用。变频器容量只需与说明书上表明的配用电动机容量相符即可。
1.3.2变频器选择：
森兰SBG+/P+系列变频器由高性能数字处理器DSP控制，功能齐全，操作简单，并严格按照GB/T12668.2—2002标准研制开发。生活泵电动机功率15KW，电压380V，定子电流29A，容量为S＝U×I＝380×29＝11.02KVA
根据电动机功率，容量与定子电流值选森兰SB60P＋型变频器。
参数如下：电动机功率15KW，额定容量20KVA，额定电流30A，电压0～380V，0.1～400HZ，过载能力120％，1分钟，输入电源三相380/60HZ。

1.4可编程控制器PLC的选择：
根据供水系统的控制要求，列出该系统的输入/输出表：

输出点

表2－1

输入口

表2－2

1.1水泵的选择：

1.1.1用户供水量的确定：
设计流量应按生活用水的设计秒流量计算。新建筑或生活小区已经由专业设计人员算出，不用单独计算，对于改造类型需重新计算。
本设计小区人数：m＝150000/12＝12500人
      小区户数：f＝12500/3.5＝3571户   （每户平均3.5人）
高日生活用水量QD＝mqd/1000=rfqd/1000
               其中：qd—用水定额（Ⅲ类住宅，qd＝190L/人）
                     M—设计小区内的人数
                     r—平均居住人数（通常r=3.5人/户）
                     f—居民区的户数
                 QD＝3.5×3571×190/1000=2375m3/d
则大小时流量QH＝KH×QD/T
                =2.3*2375/24
                =227.6 m3/h
                =63.2L/S
                其中：T＝24h为每日用水时间
                      KH—时间常数（Ⅲ类住宅，KH＝2.3）
秒流量计算公式：
Ⅲ类：Qq＝1.02×0.2× ＋0.0045Nq
     其中Nq为用水当量
     Nq＝n×f＝4×3571＝14284
         （nⅢ类＝4，每户平均用水量）
       Qq＝1.02×0.2× ＋0.0045Nq
         ＝1.02×0.2× ＋0.0045×14284
         ＝24.378＋71.42
         ＝95.8L/S
由于f＝3571户》3000户，所以取QH与Qq中较大者作为供水标准，流量取Qq。
考虑选泵时留有裕度10％～15％，所以Qq按Qq×（1＋10％）＝Qq×110％＝105.4L/S选泵。
消防用水量根据规范，人类小于2.5万人时，一次灭火用水量为15L/S，本小区人 数为12500人，消防用水量选为15L/S,选泵时留有裕度10％，所以Qq消防＝Qq×110％＝15×110％＝16.5L/S。

1.1.2供水的扬程计算：
    在供水系统中，一般把远高层作为计算依据。如果小区远点的建筑不是高的建筑，则必须选择两个不利点分别计算供水扬程，并以供水扬程较大的建筑远点供水扬程。
    理论上，若0.1Pa的压力可以获得10m扬程，因此，供水扬程可计算如下：
H＝P/0.01
    H—供水扬程
    P—供水压力
0.01MPa扬程为1M，此设计给定水压为0.28Mpa，所以扬程H为28M。

1.1.3泵的选择：
在水泵并联时，多台水泵的流量并不等于多台水泵每台水泵出水量之和。根据公式，两台水泵并联时流量为单台的190％，三台水泵并联时，流量为单台的     251％，四台水泵并联流量为单台的320％。
本设计流量为Qq×3.6＝105.4×3.6＝379.44M3/h。
选四台水泵每台水泵流量为379.44/3.2=118.575M3/h
IS型单级单吸清水离心泵：适用于工业制药，饮料，化工等工矿和城市给水，排水，亦可用于农业排灌，结构简单，单级单吸轴向吸入。
根据流量与扬程，生活泵选用IS100—80—160型水泵四台。
IS100—80—160型水泵参数如下：流量为120M3/h，扬程为30M，转速为2900r/min，效率为78％，气蚀余量4.0，轴功率为11.2KW，电动机功率为15KW，重量为195Kg。
小区消防用水Qq＝16.5L/S，查规范有：六层不利配水点，消火栓剩余压力为0.23Mpa，所以选水泵扬程为28＋23＝51M。
消防泵选用自吸水泵XFZ100—50型水泵一台。
XFZ100—50型水泵适用工厂，矿山，城市生活给排水，消防水，农用排灌，加热冷却，增压系统等，自吸水泵性能稳定，允许调速，断水自负水压稳定。
消防泵参数：流量60M3/h,扬程54M，转速2940r/min，效率61％，轴功率14.1KW，电动机功率22KW。

1.2电动机的选择：
1.2.1电动机容量的选择：
电动机的容量可以根据水泵的轴功率和电动机与水泵转速一致来选择
1.2.3电动机的选择：
生活供水水泵电动机选Y系列（IP23）三相异步电动机，Y160M—2型电动机四 台。
电机参数：额定功率15KW，满载时：定子电流为29A，转速为2910r/min，效率为88％，功率因数为0.88，启动电流为额定电流的7倍，启动转矩为额定转矩的1.7倍，大转矩为额定转矩的2.2倍。
消防泵电机选用Y系列（IP23）三相异步电动机。
Y360M—2型三相异步电动机额定功率为22KW，额定电压为380V，满载时，电流为43A，转速为2940r/min，效率为88％，功率因数为0.89，大转矩为额定转矩的2倍。

1.3变频器的选择：
1.3.1变频器介绍：
近年来，许多变频器生产厂家都推出了专用于风机，水泵类负载的变频器，如中国佳灵公司生产的JPGCT9系列，日本富士公司生产的P99系列，日本三菱公司的A140E系列，ABB公司的ACF601系列等，均可选用。变频器容量只需与说明书上表明的配用电动机容量相符即可。
1.3.2变频器选择：
森兰SBG+/P+系列变频器由高性能数字处理器DSP控制，功能齐全，操作简单，并严格按照GB/T12668.2—2002标准研制开发。生活泵电动机功率15KW，电压380V，定子电流29A，容量为S＝U×I＝380×29＝11.02KVA
根据电动机功率，容量与定子电流值选森兰SB60P＋型变频器。
参数如下：电动机功率15KW，额定容量20KVA，额定电流30A，电压0～380V，0.1～400HZ，过载能力120％，1分钟，输入电源三相380/60HZ。
从表中可得出该系统得输入/输出数，并且全为数字量输入/输出,属于小型的控制系统。这种系统用一般的PLC均可满足要求，依据经济性原则选择，三菱系列PLC，型号为：FX2N－48M，继电器输出型，价格便宜，易于操作，结构小巧，可靠性高，适宜于点数较少的单机控制场合。
1.5其它电气元件的选择：
1.5.1熔断器：
选择熔断器的条件：
（1）熔断器的额定电压不低于线路的额定电压；
（2）熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流；
（3）熔断器类型应符合安装条件（户内或户外）及被保护设备，对保护的要求根据INfe》＝I30，INfe》KIpk.启动时间在三秒以下轻载，启动K＝0.25～0.35。用于保护电动机的熔断器，应考虑夺过电动机启动电流的影响，一般选熔断器熔体额定电流应为电动机额定电流的1.5～2.5倍，对于多台电动机
Ife》＝（1.5～2.5）Imemax＋∑Ime
Ime为多台中大容量电机额定电流，∑Ime为其余电机额定电流之和。
熔断器额定电压与线路电压相同。
1～3FU1选RC1A－200型；
1～3FU2选RC1A－15；
FU3控制电路RT16－32X
1.5.2低压断路器的选择：
低压断路器QF是保护消防电动机过电流，短路和欠压电压的保护设备，QF在电机主回路中，额定电压U应为AC380V，因电动机功率Pe为22KW，电机额定电流为 ：I＝Pe×1000/U=22*1000/380=57.9A
QF的额定电流只要大于57.9A就可正确动作，故选用DZ10－10－200/33型低压断路器，其额定电压为380V，额定电流为60A，符合要求。

1.5.3交流接触器的选择：
    该控制系统中的接触器均选交流接触器。电机所选用的接触器主触头在主电路中，所以主触头通断负载额定电压为被控制线路额定电压AC380V，线圈在控制回路中（注意：在本系统中，控制回路电压为AC22V，但有时控制回路也有AC380V的电压），线圈电压取AC220V。
    主触头额定电流经验公式ICN＝PN×103/KUN
    通常KUN取1～1.4
    ICN为主触头额定电流（A）
PN为被控制器件额定功率（KW）
通过计算选择：KM1，1～4KM2，1～4KM3，1～4KM4，1～4KM5，1～4KM6，        1～4KM8，KM11，均选CJ10－40型接触器；
KM9，KM10选择CJ10－5型接触器；
KM12，KM16选择CJ10－150型接触器；
KM13，KM14，KM15选择CJ10－60型接触器。
1.5.4中间继电器的选择：
中间继电器在继电接触器系列电控系统中主要具有控制电路传递与转换信号，扩大控制路数，将小功率控制信号转换为大容量的触头控制，扩充交流接触器及其它电器控制作用的功能。
变频器故障输出电路中KA选用JZ7－80，其参数为吸引线圈额定电压AC220V，额定电流1.6A。
1.5.5时间继电器的选择：
根据控制回路所需要的延时方式（得电延时或断电延时），触点数量以及种类（延时触点数量，种类和瞬时动作的触点数量和种类）来选择时间继电器。
本系统中时间继电器的延时方式均为得电延时型。
消防泵电机得星角启动控制电路中时间继电器KT得电，需用到1个常闭触点，1个常开触点。可选用型号为SST－1A型。该时间继电器额定电压为AC220V，额定 
 
电流为5A，延时0.4～60S。时间继电器得延时时间整定值在现场调试时可按工艺得具体要求设定。
1.5.6热继电器得选择：
本系统中热继电器1～4FR1，FR2是保护水泵电机过载和断相保护的元件。一般情况下，可按电动机额定电流选取若继电器，热继电器的整定值为电动机额定电流的0.95～1.05倍，则生活水泵电机额定电流为29A，消防泵电机额定电流为43A。
取系数为1，则热继电器的整定值分别为29A，43A。经查阅资料，1～4FR1选       JR16－30/3,FR2选JR16－45/3。

1.5.7信号灯的选择：
    在电控系统中，经常通过信号灯闪亮，告知操作者某种信息。当需要引起操作者注意时（如报警），可采用红色信号灯，表示准备好或安全用绿色指示灯，所有信号灯都选取AD16－22型信号灯。其中HL2，HL3，HL10，HL11为红色信号灯；HL1，HL4，HL5，HL6，HL7，HL8，HL9，HL12，HL13，HL14，HL15，HL16，HL17，HL18，HL19选绿色信号灯。
1.5.8控制按钮的选择：
    按钮是短时切换小电流控制电路的开关，依据控制功能，选择按钮的结构形式及颜色，如果急操作选择蘑菇形钮帽的紧急按钮，特殊需要选择带指示灯的按钮，停止按钮用红色，启动按钮用绿色。可根据同时控制的路数，通或断选择触头对数及种类，确定所需型号的按钮。
其中：
     SB1，SB4停止按钮，选LAY37型红色按钮；
     SB5，SB6，SB7，SB11，SB13，SB15，SB17，SB9启动按钮，选用LAY37绿色按钮；
     SB2，SB3为联动按钮，选LA25－11型绿色按钮。

1.5.9其它器件：
     电流表只需选用读数范围与线路电流相等即可，选用42L6－A型电流表；
     频率表只要考虑量程满足即可。选用HB962型
     远传压力表选YST－150型
     液位继电器选用HHY11PG型，适用于排水给水，AC220V
     电铃，选用直径d＝75mm，额定电压为AC220V
     由于供水系统工作在潮湿环境，所以对于导线的选择应选择防水型导线。
     A1～A8电缆选择BBLX－3×50，Ic＝101A
     B0～B2电缆选择BBLX－3×150，Ic＝208A
      C     电缆选择BBLX－3×95，Ic＝163A

1.4 海拔高度
     1600m
室内安装

2 设计制造中执行的标准、规范

2.1  材料标准：择优选用国标、部标、行业标准。

2.2  泵
ISO5199           离心泵技术条件（Ⅱ类）
GB/T13006-91       离心泵、混流泵和轴流泵汽蚀余量
GB/T13007-91       离心泵效率
GB3216-89          离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法
JB/T4297-92        泵产品涂漆技术条件
JB/T6880.1-93      泵用灰铸铁件
JB/T6880.2-93      泵用铸钢件
JB/T8687-1998      泵类产品抽样检查
JB/T1050-93        单级双吸清水离心泵形式与基本参数
JB/T6878.2-93      管道式离心泵技术条件
JB/T8857-1999      离心式污水潜水电泵形式与基本参数
JB/T8097-95        泵的振动测量与评价方法
JB/T8098-1999      泵的噪音测量与评级方法

2.2 电机
GB755-2000     《旋转电机定额和性能》
GB10068.1-3    《旋转电机振动测量方法及限值》
GB3836.1-2000  《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》
GB3836.2-2000    《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d”》
GB50058-1992     《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB10069.1-3    《旋转电机噪音测量方法及限值》

2.3 标准优先原则：
泵严格按GB和JB标准执行，其余上述标准如有新版本，按合同签订之日生效的新版本作为执行标准，当不同的标准有不同的要求时，采用有利于保证质量性能的较高要求的标准。当上述文件发生矛盾时，其优先原则是：（1）技术协议；（2）设备数据表。

3. 设计参数及技术要求

3.1 装置的设计、制造、检验和测试应符合有关标准、规范和本技术规定的要求，满足严格的要求。
3. 2采用变频技术，PID调节技术，改传统的气压式供水为变频恒压供水。
3.3无塔供水，系统闭环控制，实现无人值守。
3.4自动检测管网的压力，达到恒压供水的目的。所采用的自动检测系统须稳定可靠，无故障运行时间不少于5h/次
3. 5 泵与电机的匹配以及泵和电机的良好机械性能均应由供货方保证。
3. 6 所有界面连接管道和接头应该符合国家标准。设备（泵、电机）应有足够的吊装点和所有必要的单点吊装设备。
3.7 提供泵体和叶轮用耐磨环。所有设备应适合在当地环境中连续运行。
3.8 设备主体（包括辅助设备）的短设计使用寿命应为20年。

4.  电机技术要求及附属设备
4.1 技术数据：详见恒压连续供水设施表。

5. 强度、密封、温度要求

5.1 泵体、活塞、十字头、进排液阀组件等受压零件在正式装配前应经1.5倍工作压力的液压强度试验合格。
5.2 泵内及流程等各固定连接处和密封处，在额定工作压力下不渗水、不漏油。
5.3 填料部位水的泄漏量，不应超过水泵额定流量的0.01%。
5.4 轴承、十字头、导轨孔、填料函的温度不超过70℃。

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