给水变频控制系统安装调试施工工法

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 148、安全措施 159、环境措施 1510、经济效益分析 1611、应用实例 171、前言 1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性能够承受。使用水泵

2、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） ，即降低29.6% ;因此节约电费，投资回收一般3在612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、电冰箱、城市和工业污水处理等领域。 2、 工法特点2 本

3、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。、 适用范围3 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

4、展空间和利润空间。、 工艺 原理4 原理变频节电4.1水泵4.1.1 :流量与转速成正比（1）离心水泵基本方程nQ 22 （4.1.1 ）nQ 114.1.2离心水泵基本方程（2）:扬程与转速的平方成正比32 nH22n H（4.1.2） 114.1.3离心水泵基本方程（3）:消耗的功率与转速的立方成正比3nP22. 1nP ）（4.1.3-1 133学资学习网n PqPn q）（4.1.3-2 ii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）P/P 121. 00.7290.5120.34302160.125nn/n （/）QQ221 图：4.1.3式中：4

5、:nn:为水泵电机变速后转速。为水泵电机额定转速；21：:hh为水泵变速后压力为水泵额定压力；。2 1:QQ为水泵额定流速。；为水泵变速后给水流速。21、PP为水泵变速后消耗的功率。为水泵电机额定消耗功率；：、2 1如果按照有关工艺参数（如供水压力、流量）改变拖动水泵运4.1.4 ;降低幅学资学习网度十分可观。转电机的转速，就可以达到降低水泵消耗功率过去一般 采用过变阻变速、变极调速，差转离合调整电机转速，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；同时控制设备消耗相当大的电这些方式，除了硬件设施价格昂贵外，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

6、频 技术的应用，改变电机转速的 技术有了突破性的改进。变频调节电机转速原理4.1.5三相异步鼠笼电动机同步转速的理论公式如下：60 f p . （4.1.5 =） n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 5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

7、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 的电流信号。（流量工艺参数为间接参数：流体通过节 mA）2 0 （ 4 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 学资学习网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。6给水压力表4.2.4水泵流

8、量信号变频控制系统原理给水系统 工频电源缓闭止回阀水锤消除器三阀组（也可为压力控制系统）变频器流量孔板学资学习网正压差变送器弦电压调节器波直-20mA （电流信号变频电源a 4 ZK泵流 调工 水泵电机开方器作节电 源器市政供水系统流量显示频率调 节器）424mAi流彳t号b （直流电变频器内部线路 工频电力电缆和变频电力电缆10V图例 仪表直流工作电源电缆信号电缆水管道系统)(图 4.2.4 74.3 、安装、调试操作工艺原理）（图4.3电气改造接线图:380V交流工频电源.变频控制箱Q S T A B C PE 指示灯V器互感压表电EV2000-4120 K1 comMQCQMJX0mA

9、CCLCMDJC10V8置 备用系启压动装统主供自耦降 ,水泵 .备用水泵电水泵电机机图（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。按照本图进行电气接线安装。910、施工工艺及操作要点55.1 水泵变频控制系统安装工艺5.1.1 工艺流程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、1) 管道、 电气安装等分项工程配合施工。以设备安装为主线设备安装主要工艺过程有：基础检查、设备清点，运输就位校) 2 正，调整固定、清洗加油等。电气安装主要工序有：管线预埋，穿电线电缆，盘柜安装，检) 3 查、接线、试验等。管道安装主要工序有：支架、

10、管道、 阀门安装，试压冲洗。)4 控制系统安装是水泵变频控制系统安装中，技术难度较大的关5) 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

11、图施工准备 管道安装 基础检查、设备清点支架制作安装 运输就位 校正管道阀门安装调整、联动试车效果测试、试验水泵安装电气安装管线预埋盘柜安装 清洗、加油 检查、接线试 压 冲 洗冲洗单机试车冲洗控制系统安仪表校验、管线预控制设备安仪表调控制系统式投图：5.1.21.1.3 水泵变频控制系统元件和部件的选择：本系统是在一般水泵供 水系统安装基础上进行改进，水泵设备、电气设备、管道阀门安装工 艺。1.1.4 关键在变频器和控制仪表的选择。变频器选择：一次电流要求：满足电机全负荷运行要求。一般要求载学资学习网流量为电机额定电流的1.21.5倍。变频器一次线路设备的耐（电）压强度为电机 电压1.5倍。

12、频率调节要求：要求在 050 Hz之间。变频器、仪表工作和控制系统工作电压、电流要求：DC 10V, 420mA1.1.5 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11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）。仪表电缆、直流电源电缆采用 KVV-1000/600电缆；穿金属管敷设。1.1.6 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，具安装可 以在垂直管段或水平管段，但是应离主管道阀门或管件500mmz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#

13、无缝钢管0 15*2.5 ;压差变送器、开方器采用DDZ-m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5.2.1 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 1

14、0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。 125.2.3 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DD理仪表的要求采用标准电流发生器和电流表进行校

15、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.

16、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（依次打开平衡阀，正压阀门、负压阀门、13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420mAffi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420m砒量 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

17、统，直接通过压力变送器将压力转变为 420m嫡量学资学习网信号电流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 人员职资质要数备1机械工程师1机械安装施工员2给排水工程师1给排水施工员 工业自动化工程师3 1仪表安装施工员四级工4钳工22 四级工5电工2管道工四级工617四级工仪表工、 材料与设备6表6序号 工具、仪器、仪表名称 规格型号 数量 用途管道设备安装 套51管道工、钳工工具；2仪表三阀组：DN10PN2.51套143 10#无缝钢管；0 15*2.5 1套序号 工具、仪器、仪表名称 规格型号 数量 用途4压差变送DDZ!或压力变送

18、5开方器采用配套仪DD乙6变频控制DDZII配控制系统电气系统,2套7电工工具 安装8电焊机BX330 3台各工种共用9标准信号电流发生器UPSII型1件 仪表校验水泵与电机连轴器10联轴器校正架 自制1件校正水泵与电机连轴器 01件2 mm 11百分表校正12数字万用电表F186 1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-500 1件系统绝缘测量15接地电阻测试仪ZC-500 1件 接地系统测量16施工用电移动式配电盘30KW 1件 施工用电17水压试验泵02.5MPa1件管道试压、质量控制77.1 水泵安装、固定校正符合有关水泵施工验收规范要求。

19、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）。学资学习网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、15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

20、规程、和维修保养说明书等交付使用单位。、安全措施88.1 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。8.4 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。9.1 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

21、。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。 169.4 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。、效益分析10 水泵系统变频控制系统的节能效果是毫无疑问的，比较传统控制方式可节约电能30340%fc右。贵阳医学院药学楼生活水泵：电机额定功率15KW使用高峰满负荷运行时间：上午8:0012:00（4小时）；下午2:0018:00（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