供水装置(共7篇)
供水装置 篇1
摘要:胶印中供水是确保印刷质量的关键, 正确地调整保证合适的润版液浓度、酸碱度, 在印版上形成均匀的水膜, 是保证良好的印刷品质的重要前提。
关键词:润版水箱,涡轮式供水,调整
1 概述
胶印印刷利用油水不相容原理, 也就是在印版的空白部分亲水斥油, 有图文的部分亲油斥水。这在印刷时印版上就要求存在一个动态平衡, 如果印刷过程中润版液中水量过少, 油墨将进入空白部分造成脏版;反之, 则容易造成冲洗的现象, 导致图文转移效果差, 使纸张伸缩不均影响套印精度。所以在生产印刷中我们要熟悉供水装置的调整技巧以及注意事项。
胶印印刷机的供水装置主要由润版液水箱、印刷机色组水斗、匀水部分、着水部分组成。印刷机色组水斗主要有涡轮式、喷杆式、毛刷式三种方式。匀水部分、着水部分由窜水辊、匀水辊和着水辊组成。涡轮式供水主要适用于需水量大、高速;喷杆式供水量适中、中高速;毛刷式适用于中低速印刷。这三种印刷供水方式在我公司印刷设备上均有应用, 下面笔者将以涡轮式供水方式进行详细介绍。
2 润版液水箱作用及调整
润版液水箱是印刷中润版液和水的来源, 提供水稀释润版原液, 并给润版液制冷, 保证润版液的效果。在印刷产品时出现大面积脏版, 有可能是水箱供水量跟不上, 导致印刷机色组水斗缺水, 实际印刷操作界面上的水量电位计显示的水量少。
1) 检查转化管道出水的流出水量是否够, 如果不足则直接调节球阀开关, 加大供水量。
2) 检查润版水箱的浮子, 如果浮子漂起来, 则表明过滤网脏, 流水过慢, 需要清洗水箱或更换过滤网, 以保证水路循环畅通。
3) 检查是否有足够的润版原液, 如果用完需要及时添加, 并观察润版液的比例是否合适, 一般配比为1.5%~3%;并检查水箱温度是否合适, 要求为12°~15°较合适。如过高, 有可能是下面3个原因。 (1) 有可能设置了不合适的温度, 需要重新设定即可。 (2) 有可能缺少冷却剂氟利昂, 压缩制冷机不能正常制冷, 这时可以通过液视镜观察, 如果看到过多气泡, 就需要立即添加氟利昂。 (3) 有可能压缩机堵塞或者损坏, 影响热量的传递不能及时制冷, 需要清洗并更换。
3 印刷机色组涡轮式供水水斗的组成及调整
涡轮式供水水斗主要由转子辊、水槽、水挡板、链接链条、排水滑阀、水挡板电机、电位计、水辊电机及电机离合器组成。涡轮式供水采用离心旋转原理, 转子辊从水槽中取水, 然后以恒定的速度将细水珠高速甩到窜水辊上, 最后经窜水辊、匀水辊将水珠打匀转移到印版上。转子辊的驱动由1台三相交流电机通过齿形带来传动。窜水辊上水量的大小由水挡板电机通过链条调节水挡板的打开角度进行调控。每个挡板对应一版, 并通过电位计反馈信号。涡轮式供水斗一般有4块水挡板, 每个水挡板的控制都是单独的。
当生产印刷中色组水斗出现以下四种供水故障。
1) 水斗定量空堵塞。检查水斗观察孔, 看其水流量是否正常畅通。当定量孔中水流量不畅通时, 会使旋转辊的淹没液面降低, 从而引起甩水量不足。即使加大开闭板开度, 也不能保证版面不起脏、糊版。一般情况下, 可用高压气管将定量孔吹通, 严重时须拆下水斗彻底清理杂物保证水路畅通。
2) 开闭板的指示板失灵。如果在控制台调节水量时, 指示板没动, 则窜水辊的水量大小无变化。紧急临时处理可以用M5螺栓调节指示板, 顺时针旋转时开闭板开启, 水量加大;逆时针旋转开闭板关闭, 水量减少。手指通过指示板将开闭板缓慢向下压, 保证调节过程中电机跟随一起同步旋转, 否则会损伤驱动电机。
3) 转子辊转动不灵活。有可能是齿形带磨损或轴承损坏, 也有可能是缠绕的定量孔脱落摩擦开闭板, 此时需要及时更换。
4) 检查匀水胶辊的压力是否合适, 如果过大或者过小, 均需调整到操作手册上标明的较为适宜。
4 结语
综上所述, 在印刷生产中, 需要及时观察、定期检查调整以确保各供水运行装置始终是处于良好状态。确保润版液浓度比较合适, 产生合适的酸碱度, 能及时的补充印版上磨损的无机盐层, 保证良好的印刷质量。
参考文献
[1]段爱琴.解决胶版印刷纸伸缩率问题的探讨[J].纸和造纸, 2008 (S1) :9.
[2]白云霄.小胶印机润湿装置的发展[J].今日印刷, 1995 (2) :48-50.
[3]黄汝杰.略谈胶印机生产过程中设备故障的排除[J].广东印刷, 2015 (3) :33-36.
[4]董朝阳, 成刚虎.印刷机故障诊断专家系统的研究开发[J].中国印刷, 2001 (6) :126-128.
供水装置 篇2
压风供水自救装置安装标准
审核人:蒋万成编制人:刘君建
编制日期:2014年1月1日
屏锦镇煤矿压风供水自救装置安装标准
1、压风自救系统的组成压风自救系统一般由压风管路、阀门和自救装置组成。
压风管路敷设要牢固平直,采取保护措施,防止灾变破坏。压风管路每隔3m吊挂固定一次,岩巷段采用金属托管配合卡子固定,煤巷段采用钢丝绳吊挂。压风自救系统的支管不少于一处固定,压风自救系统阀门扳手要在同一方向且平行于巷道。
压风自救系统阀门根据管路材质,规格配备,应安装齐全,阀门扳手要在同一方向,以保证系统正常使用。进入采掘工作面巷口的进风侧设有总阀门。
所有矿井采区避灾路线上均应敷设压风管路,并设置供气阀门,间隔不大于200米。
自救装置有两种类型,一种为ZY-J压风急救袋,安装在掘进巷道内;另一种为ZY-M压风自救器,安装在回采工作面。
ZY-M压风自救器由管路减压阀、开关、送气软管、面罩和保护盒等组成。平常不用时,送气器和开关、送气软管、面罩均放在保护盒中,并关好保护盒。该自救器保护盒用螺栓固定在支架掩护板下两根支柱之间,工作面每隔两架支架安装一个自救器保护盒。一旦发生瓦斯事故,人员迅速打开保护盒,拉出面罩和送气软管,此时减压阀和开关自动打开放气,把吸气面罩戴上,安静地站在支架下等待救援。
矿井压风自救系统有设置在地面的空压机为其供风,空压机的保护装置和风包必须满足要求。
2.基本要求
(1)回采工作面回风巷在距安全出口以外25-40m范围内设置一组
压风自救装置(每组20套),向外每隔50m安装一组压风自救装置(每组5套),回风巷有人固定作业地点安装一组压风自救装置(每组20套);进风巷在安全出口以外50-100m范围内设置一组压风自救装置(每组50套)。
(2)煤巷掘进工作面自掘进面回风口开始,距迎头25-40m的距离设置一组压风自救装置(每组10套),然后每隔50m设置一组压风自救装置(每组5套);岩巷掘进工作面距迎头50-100m安装一组压风自救装置;迎头向外每隔50m和放炮警戒地点各安装一组压风自救装置(每组5套)。
(3)采区巷道每50-100m米要安设一组压风自救装置(每组50套)。
(4)避难硐室安装一组压风自救装置(此组50套)。
(5)压风供应泵站必须设置在地面,压风自救系统安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内压缩空气管道上,安装地点应在宽敞、支护良好、没有杂物堆放的人行道侧,人行道宽度应保持在0.8m以上,管路安装高度应距底板1.5m,便于现场人员自救应用。
3.技术要求
(1)压风自救装置有两种类型:压风自救袋(掘进巷道中)和压风自救器(回采工作面)。
(2)压风自救装置应具有变径、减压、节流、消噪声、过滤和开关等功能。
(3)压风自救装置的外表面应光滑、无毛刺,表面涂、镀层应均匀、牢固,零、部件的连接要可靠,不得存在无风、漏风或自救袋破损长度超过5mm的现象。
(4)压风自救系统适用的压风管道供气压力为0.3~0.7 MPa,在0.3 MPa压力时,每台压风自救装置的供气量不少于100~150 L/min范围内。
(5)压风自救装置工作时的噪声不得大于85 dB(A)。
(6)压风自救系统的管路规格不小于:压风自救主管路(矿井一翼主压风管路)为φ150mm;压风自救分管路(采区主压风管路)及岩巷掘进工作面为φ75mm;煤巷掘进工作面、回采工作面为φ50mm。
4、供水自救装置安装标准
供水自救装置安装标准与压风自救装置标准基本一致,应安装在压风自救装置旁边。
辽西北供水工程TBM步进装置 篇3
关键词:敞开式TBM,步进,步进装置,施工
辽西北引水工程中TBM8标段隧道使用Robbins技术敞开式TBM隧道掘进机进行施工, 通过TBM步进装置进行步进作业。由于TBM步进装置的结构问题, 造成实际施工过程中发生了支撑架变形、拉杆弯曲和震动等不良现象, 影响了敞开式TBM的步进效率和施工进度, 因此, 本文从步进装置的结构及工作原理入手, 结合辽西北引水工程中敞开式TBM步进装置的实际使用情况, 剖析问题的实质, 希望对今后敞开式TBM步进装置的优化设计提供有益的参考。
1 工程概况
辽西北供水工程中TBM8标段主隧洞段施工总长度18.059km, 采用1台敞开式TBM隧道掘进机进行施工, TBM的掘进方向为直线 (无拐点) , 逆坡掘进, 纵坡坡度0.3116‰。开挖洞径D=8.5m, 敞开式TBM刀盘开挖直径D=8.53m (边刀安装新刀时) 。洞口至TBM开挖面采用钻爆法施工, 敞开式TBM需要步进2342.18m到达开挖面。
2 TBM步进装置结构
敞开式TBM隧道掘进机步进装置如图1所示, 主要包括导向底座、前支腿、底部滑板、步进油缸、拉杆、支撑架。导向底座底部与隧洞底部的导向槽配合, 保证TBM沿隧洞轴线步进;前支腿可以通过支撑油缸和收缩油缸实现伸缩动作, 行程50mm, 前支腿一端与护盾焊接在一起, 另一端支撑地面;底部滑板位于导向底座与护盾之间, 上部与护盾连接, 底部与导向底座配合, 当TBM向前步进时, 底部滑板与导向底座之间产生滑动摩擦;拉杆一端与导向底座连接, 另一端与支撑架连接;支撑架与鞍架采用螺栓把合在一起。
3 TBM步进装置工作原理
敞开式TBM隧道掘进机步进装置的主要工作原理是运用钢板与混凝土地面的摩擦系数大于钢板与钢板之间的摩擦系数的特点, 实现步进装置的推进动作。
(1) 底部滑板与导向底座之间以及鞍架滑道产生的摩擦力
式中:μ1-有润滑时钢板与钢板之间摩擦系数0.1~0.12;FN1-TBM主机重力。
(2) 导向底座以及支撑架与混凝土地面之间产生的摩擦力
式中:μ2-钢板与混凝土地面之间摩擦系数0.2~0.3;
FN2-TBM主机以及步进装置的重力之和。
(3) 后配套对步进的阻力
式中:μ3-牵引摩擦因数;
FN3-TBM后配套总重。
(4) 由上述计算可知
所以, 导向底座和支撑架与混凝土地面产生的摩擦力足够克服底部滑板与导向底座之间的摩擦力以及鞍架滑道的摩擦力, 还有后配套带来的阻力, 满足TBM步进动作的推进要求。
TBM步进装置初始状态时后支撑处于提升状态, 支撑架贴紧地面, 前支腿与地面接触;开始步进时前支腿抬起, 然后步进油缸伸出, 此时底部滑板与护盾同时向前移动;TBM整体向前平移1.8m后达到一个行程, 后支撑落下, 将TBM主机后部撑起, 此时支撑架离开地面, 然后前支腿落下撑紧地面, 将TBM主机前部撑起一定距离后, 步进油缸开始收缩, 导向底座向前移动, 并通过拉杆拉动支撑架使鞍架向前移动, 步进油缸收缩1.8m后完成换步动作后, 后支撑提升, 支撑架贴紧地面, 支撑TBM主机后部, 完成一次步进循环作业。
5 TBM步进装置工程实际问题与改进对策
1) 支撑架与连杆在步进过程中产生了严重的变形。主要是结构强度不够造成的, 同时, 连杆与支撑架的铰接点位于支撑架底部, 这也使得支撑架在工作时产生了很大的扭矩, 在以后的设计中需要增加支撑架结构强度;
2) 在换步过程中, 导向底座向前移动时, 步进装置偶尔会产生剧烈震动现象。前支腿底部偶尔也会与混凝土地面产生刮蹭。这主要是由于前支腿的支撑油缸行程不足, 当前支腿支撑地面时, TBM主机前部撑起的高度较低, 从而当混凝土地面不是十分平整的时候会造成导向底座偶尔被卡住, 阻力瞬间增加, 使导向底座向前移动过程中产生了巨大的阻力, 产生震动现象。在以后的设计中可以将支撑油缸的行程加大, 由50mm增加至100mm, 增加前支腿的动作范围, 避免导向底座剧烈震动的同时也可以避免前支腿与混凝土地面刮蹭;
3) 隧洞施工中, 当TBM到达开挖面, 步进工序结束时, 需要将TBM步进装置拆卸下来, 然后运出洞外, 而TBM步进装置的导向底座尺寸较大, 拆卸及运输非常不便。在以后的设计中, 可以将导向底座设计成可拆卸式, 这样会大大节省步进装置的拆卸及运输时间, 提高TBM施工效率;
4) TBM步进装置步进速度比较低, 每个循环平均需要11.5min。根据施工现场的实际情况, 还可以提高推进速度, 可以增加液压系统的流量, 提高步进油缸的推进及收缩速度, 将TBM步进装置每个循环提高至8.5min;
6 结论
辽西北供水工程中TBM8标段步进距离较长, 所以步进工序也是整个施工项目的关键部分之一。本文针对TBM步进装置的结构以及工程实际中所遇到的问题进行了分析, 并提出一些建议, 希望可以为今后TBM步进装置的优化设计提供参考。
参考文献
[1]李南川.西秦岭隧道TBM掘进步进施工技术[期刊论文].隧道建设, 2011, 12.
乳化液泵站机械自动供水配液装置 篇4
在实际生产中, 经常会出现场操作人员忽视液压支架对乳化液的要求, 甚至不明白乳化液的作用, 水箱内直接使用清水, 这完全不符合标准, 《煤矿安全规程》规定乳化液的浓度一般在3%~5%之间, 乳化液的配制、水质、配比等, 必须符合有关要求, 泵箱应设自动给液装置, 防止吸空。因此, 供液这一环节中, 自动配比和自动供液两个重要的课题被提到技术革新的日程上来。根据从事技术工作的经验, 对比以往的自动供液的方法, 经过分析比较, 提出了一套机械式自动供液与自动配比装置的组合, 适合我矿生产经验, 安全性高, 成本低廉, 普采及综采乳化液泵站可通用, 因无任何电气元件, 可靠性强, 且安全系数高, 无防爆性能等苛刻要求。
2 项目概况
在乳化液泵站的控制系统中, 压力和流量的控制取得了长足的发展, 这为液压设备的正常工作提供了可靠的技术保障。然而基于生产和安全的需要, 对于乳化液泵站的要求远不止这些。例如乳化液, 乳化液是液压支架和液压支柱的传动介质, 在液压系统中起血液作用。浓度过低, 会大大缩短设备使用寿命, 容易引起液压系统事故的发生;浓度过高, 会使乳化油的消耗量增加, 从而导致生产成本上升。
这套全机械式自动供水配液装置核心为机械连杆机构, 有效杜绝了工作面泵站只使用清水的现象, 同时避免了无人看管泵站时水箱液体外溢的情况, 乳化液浓度通过节流阀可适当调控。而且制作简易, 工作量小, 实用性强。之前曾经有过电子自动配液装置, 该组合在中性水供液管进入配液阀前加装防爆电磁阀。在以往的电磁阀参与的控制系统中, 电磁阀始终工作于乳动状态, 频繁动作, 极易损坏, 可靠性不高, 而且电磁阀成本高, 导致电子系类整套装置经济型差。
3 研究实施内容
3.1 装置构件
乳化油小箱:体积、形状可根据现场巷道情况自行设计, 直接平放于乳化液大水箱体顶部, 底部钻孔连接一透明软管作为液量管, 用以指示小箱内乳化油余量。
节流阀:节流阀装于乳化油小箱底部, 是乳化油供给及手动调节装置, 通过启闭件改变通道截面积而达到调节流量和压力, 构造简单, 便于制造和维修, 成本低。
机械连杆:固定于水箱内上部, 连接空气球体及自制阀体。
自制阀体:阀体1连接清水管路, 阀体2连接于乳化液小箱节流阀后, 内有活塞, 根据乳化液箱液面高度可在管内做往复慢速运行, 同时自动控制清水及乳化油管路截止及流通。
3.2 工作原理
乳化液箱内安设水浮, 水浮的运动为直线运动, 随液位的高低而变化, 在乳化液箱的顶面装有连杆机构。当水箱内水位下降时空气球体随着水面下沉, 此时打开进水阀体, 清水及乳化油同时注入, 当水位升高时, 球体上浮, 关闭注水, 同时停止注入乳化油。乳化液小箱内的乳化油在节流阀打开的情况下, 可以靠自重流入水箱内, 调节节流阀可控制流量大小, 当液量管指示乳化液不足时要及时添油。水位越低, 自制阀体的活塞越靠下, 清水及乳化油的流量就越大, 一直达到全开状态全力注液, 当液面升至顶部时, 活塞亦升至顶部, 即可全部关闭阀体, 清水及乳化液全部截止, 有效防止了水箱溢水。
4 应用情况
通过2014年在我矿8703综采工作面、-120大巷九层面、3601下面等采煤工作面使用情况来看, 装置制作简易, 安装便捷, 有效避免了乳化液浓度过高、过低及水箱溢水现象, 泵站工只需巡检时观察一下乳化液小箱液面管并及时补充乳化液即可, 既保证了设备正常运行, 也深得干部员工赞同。
5 效益分析
经济效益:因乳化液浓度可始终维持到3%-5%, 提升了液压支护系统润滑性及防锈性, 同时大大延长了乳化液泵站设备的使用寿命;因避免了乳化液浓度过高及水箱溢液现象, 每个采煤工作面平均每月可降低1桶乳化油投入, 以170kg/桶、7.9元/kg计, 一年可节约乳化油材料费用1.6万元, 假设矿井四个采煤工作面同时生产, 一年可节支6.5万元。
社会效益:彻底改善了普通型乳化液泵站的乳化液配制由人工操作, 全部采用容积量比模式配液, 液位无法控制, 用手持式光学折射仪测量其浓度, 配比浓度误差大的缺陷, 泵站工无需频繁观察水箱水位并手动添加乳化油, 因增加乳化油小箱并可调节流速, 添加周期大大延长, 同时劳动强度下降, 加强了人文关怀。
摘要:设计了一套乳化液泵站机械式自动供液与自动配比装置的组合, 有效避免了乳化液浓度过高、过低及水箱溢水现象。
供水装置 篇5
我厂2#输水泵站共有9台东调泵组,原均为定速泵组。随着东市区用水量的变化,泵组的出水量需要不断地调节。现有泵组出水量主要靠调节阀门开启度在运行中调节,但这种调节方式会引起泵组和阀门震动,不仅操作困难而且容易损坏阀门,同时部分能量消耗在阀瓣上,造成能量浪费。我厂输水泵站在2007年的设备改造中,购置了4台HARSVERT-A06变频调速装置,直接接入6kV供电系统。
1 离压变频调速系统工作原理
HARSVERT-A06高压变频调速系统采用单元串联多电平技术,属高-高电压源型变频器,直接6kV输入/输出。主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。该系统结构图如图1所示。
移相变压器为干式变压器,输入侧移相变压器将网侧高压转换为副边多组低压,各副边绕组采用延边三角接法,相互间的相位差为60°/n。
功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路,如图2所示。其输入侧由移相变压器给每个单元供电,输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接形成星形接法给电机供电。每个功率模块结构及电气性能完全一致,可以互换。
控制器核心为高速单片机,控制器还包括1台内置的PLC。柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号的协调都由它来实现。
另外,控制器与功率单元之间采用光纤通讯,具有很好的抗电磁干扰性能。
2 变频装置的控制系统及操作方式
2.1 控制系统
控制系统由主控制器、人机界面(嵌入式工控机)、PLC三大部分构成。人机界面、主控制器及PLC之间均采用数据通讯RS-485。主控制器和PLC之间通讯采用I/O点及模拟信号线。
主控制器从人机界面或PLC接收控制指令,控制所有功率单元,同时监控各功率单元状态,并将其送给人机界面进行显示,通知PLC实施系统保护。
人机界面由变频器提供,它可实现变频器参数设定、功能设定、故障查询、运行记录等。
PLC负责控制变频器内部故障状态,同时和工业现场接口,使变频器满足不同控制要求。
2.2 操作方式
变频器有3种操作方式:本机、就地与远程操作。本机操作是通过嵌入式工控机提供的界面进行启动、停机、调频等操作。就地操作是通过就地操作箱上按钮对变频器进行控制。此外,可以用上位机的RS-485接口,远程监控变频器。如果下位的变频器释放远程控制权限,上位机可以直接对其实现启动、停机、急停等控制。如果下位的变频器设置为远程参数设定允许,则远程计算机还能实现对变频器进行频率设定、功能设定、参数设定、故障查询等各种功能。
2.3 安装注意问题
安装在电机旁的就地操作箱的操作受控制方式的限制,如果变频器操作方式选择“本机控制”时,就不能进行任何操作。在功率柜的柜门上(嵌入式工控机的旁边)安装有一个急停开关,该开关不受控制方式的限制,在变频器运行方式下随时可以使运行的电机停机。但变频装置的安装位置距电机较远。为了保证运行安全,必须在电机旁安装急停按钮,且该按钮的操作不受操作方式与运行方式限制。
3 高压系统运行方式
该变频装置高压系统有2种运行方式:变频器运行与旁路运行。一次侧线路图如图3所示。
在正常情况下,利用变频器控制电机。在变频器出现故障时,利用旁路方式对电机进行控制,让电机直接挂接工频运行。
4 保护定值设置
4.1 变频调速系统的保护设置
变频器自身设有完善的保护,如过载保护:电机额定电流的120%,每10min允许1min(反时限特性),超过则保护停机。过流保护:电机额定电流的150%,允许3s,超过则立即保护停机;变频器输出电流超过电机额定电流的200%,在10μs内保护停机。过压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果超过额定电压的115%,则变频器停机。欠压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果低于设定的数值(65%Un 15s,完全失电3s),则变频器停机。
4.2 高压开关柜保护的设置
由于该套设备有变频器与旁路2种运行方式,在这2种运行方式下,电机的启动电流不同,高压开关柜保护装置所保护的对象也不同,所以应设置2套保护定值。变频装置配合使用的开关柜保护装置是珠海万力达MMPR-10H2型微机电机保护装置,该装置有2个定值区(0、1区),所以在两区分别输入1套定值,以适应2种不同运行方式。
(1)变频器运行方式(使用0区定值)。
速断保护:从变频器自身设置的保护可知,电机发生短路与过负荷时,变频器自身保护会动作并发出停机命令,所以速断定值应针对高压侧与变压器内部故障整定。由于变频器的作用,电机启动电流不会很大,故按躲过移相变压器空投时励磁涌流整定,取变压器额定电流的8倍。即Idzj=8×I4/nTA,t-0s,Ie为移相变压器额定电流。保护装置的灵敏系数按系统最小运行方式下,保护装置安装处两相短路电流校验。。
过流保护:变频器的输入电流基本上反映了电机电流变化的情况,反映正常运转电机的负载变化,故可以参考电机的过电流继电保护算法,按躲过安装保护处的最大负载电流来整定。同时由于变频器的过载能力较差,故动作时间按整流变压器的过电流时间整定,一般整定为0.5s。即:,t=0.5s。Kk可靠系数,取1.05~1.2;Kix为接线系数,接于相电流差时取1.0,接于相电流差时取捂;Kf为返回系数,0.85~0.95;Irel为电机的额定电流。
(2)旁路运行方式(使用1区定值)。
旁路运行时,即相当于高压直接启动电机,所以按照电机的继电保护整定原则整定即可。
速断保护:动作电流按躲过电机的起动电流计算即。式中Krel为可靠系数,对DL-10型继电器采用1.4~1.6,对GL-10型继电器采用1.8~μ2;Kst为电机电流起动倍数。保护装置的灵敏系数为系统最小运行方式下,电机出口两相短路电流。
过电流保护:动作电流的计算同4.2的(1)中的过流保护,动作时间按躲过电机起动及自起动时间整定。
5 结束语
我厂2#输水泵站自这4台变频装置投运后,设备运行稳定,工艺调节更加合理,确保了安全供水。
摘要:阐述变频调速装置的操作、运行方式及与高压电气系统的保护定值配合。
关键词:变频调速系统,操作方式,保护定值
参考文献
[1]工业与民用配电设计手册.中国电力出版社
[2]郭太圣.高压电机应用变频器后的继电保护整定.电工技术,2008(8)
供水装置 篇6
本文介绍了该装置在西南地区某村镇供水工程中的应用情况,现场测试了不同流量下待处理水体中余氯的稳定性,试验研究了消毒剂投加量变化对待处理水体中余氯的影响,同时连续监测了其运行效果,以期为该装置的技术完善和推广应用提供依据。
1 设备结构组成和工作原理
次氯酸钙自动变量投加设备是在原有次氯酸钙加药器的基础上,通过自动变量投加系统设计,组合加工而成。自动变量投加系统通过自动调整原有次氯酸钙加药器的溶药箱中的次氯酸钙溶液投加量来实现自动变量投加,该系统包括次氯酸钙加药器,电磁流量计,控制箱和变频计量投加泵(如图1所示)。次氯酸钙加药器主体分为上下两层,上层为储药篮(底部为网格状结构),由顶盖处添加并储存次氯酸钙复配饼剂;下层为次氯酸钙溶液储存箱,可存储12kg次氯酸钙溶液。进水水流通过水波喷头喷水溶解网格上部的次氯酸钙复配饼剂,溶解后的含氯溶液通过网格侧面出口进入下层为次氯酸钙溶液储存箱[3]。
自动变量投加装置工作原理:安装在清水池进水管道上的电磁流量计在线监测流量的变化,通过控制箱将流量信号传送给变频计量投加泵(该变频泵有自动调节和手动调节两种调节模式,且可同时应用),计量投加泵根据流量信号输入和调节模式,自动调节控制次氯酸钙药液储存箱中的消毒液向清水池进水管道中的投加量,保证清水池进水中余氯的稳定。
该装置具有自动调节和手动调节两种模式。自动调节模式下,用户通过控制器输入设定值,以设定单位体积待处理水的次氯酸钙溶液投加量(单位为L/m3);在手动调节模式下,用户通过调整计量泵的行程,可设定控制器输入的单位体积待处理水次氯酸钙药液投加量的百分比;最终次氯酸钙溶液投加量即为:控制器设定投加量×计量泵设定行程。
2 试点工程及试验方法
2.1 试点工程介绍
试点工程位于西南山丘区,于2014年10月正式通水运行,供水规模约为600m3/d,用水人口约3 400人。水源为水厂10km外山泉水,水源水质指标中浊度及总大肠菌群超标,耗氧量CODMn为2.16mg/L。水源水经管道重力引流至水厂,经一体化净水器(最大处理量30m3/h)处理后进入清水池(体积为300m3)。次氯酸钙自动变量投加设备安装在清水池前,将次氯酸钙消毒液投加再入清水池前管线上,在清水池内接触消毒。消毒后的清水池出水依靠重力自流进入管网输送至各用水户,管网末梢距离水厂约10km。
2.2 现场试验方案
自2014年7月完成次氯酸钙自动变量投加设备的安装及调试以来,笔者一直长期跟踪监测设备运行情况,本文所述监测结果为2014年11月现场测得。
(1)不同流量下待处理水体中余氯的稳定性。设定控制器的自动投加量为0.06L/m3,设定计量泵行程为100%,即次氯酸钙溶液投加量为0.06L/m3。在固定次氯酸钙溶液投加量的条件下,调整逐次调节清水池进水流量,共4次,分别为27.0、21.6、16.0、8.2m3/h,而后测定清水池进水中的余氯值,以监测不同流量下待处理水体中余氯的稳定性。
(2)次氯酸钙溶液投加量变化对待处理水体中余氯的影响。在清水池进水流量约为30m3/h时,设定控制器的自动投加量为0.06L/m3,逐次手动调整计量泵行程为50%、60%、70%、80%、90%和100%,即次氯酸钙溶液投加量分别为0.030、0.036、0.042、0.048、0.054、0.060L/m3,而后测定清水池进水中余氯含量,以试验次氯酸钙溶液投加量变化对待处理水体中余氯的影响。
(3)装置运行效果连续监测。通过控制器和计量泵行程调节旋钮,分别设定次氯酸钙药液投加量分别为0.06和0.036L/m3,在两种投加量条件下,分别稳定运行1d以上,而后开展连续32h运行效果连续监测,即在32h监测时间段内的0、5、10、15、24、29、32h分别测定清水池进水、出厂水和管网末梢水的余氯,测定一体化净水器出水、清水池进水、出厂水和管网末梢水的总大肠菌群,在10、24、32h分别测定出厂水和管网末梢水的消毒副产物(包括三卤甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸)。
2.3 水质检测方法
采用便携式多参数比色计通过DPD比色法现场检测余氯指标。其他水质指标检测所需水样的采集依据《生活饮用水标准检验方法-水样的采集与保存》(GB/T 5750.2-2006)执行。测定方法参照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T5750-2006)执行。
3 结果与分析
3.1 不同流量下待处理水体中余氯的稳定性
在固定次氯酸钙溶液投加量为0.06L/m3的条件下,4种进水流量情况下,清水池进水中余氯含量的变化结果见表1。由表1可知,当流量在8.2~27.0m3/h之间时,清水池进水中余氯含量在0.76~0.98mg/L范围内,中值为0.87mg/L,余氯的波动范围为±12.64%。由此可见次氯酸钙自动变量投加设备能够实现根据流量变化而自动投加相应量的消毒剂,保证清水池进水中余氯的含量相对稳定。特别地,如仅考虑16.0~27.0m3/h的流量变化,则余氯中值为0.79mg/L,余氯的波动范围仅为±4.40%。但清水池进水流量较小(8.2m3/h)时,余氯值波动较其他流量下更为显著,可能是因为当清水池进水流量较小时,进清水池管线中水的流速度较慢,次氯酸钙溶液和水流混合不均匀,导致检测到的余氯浓度偏高。
3.2 次氯酸钙溶液投加量变化对待处理水体中余氯的影响
当清水池进水流量保持在30m3/h时,手动调节计量泵行程分别为50%、60%、70%、80%、90%和100%,即次氯酸钙溶液投加量分别为0.030、0.036、0.042、0.048、0.054和0.060L/m3时,清水池进水中余氯含量随次氯酸钙溶液投加量的变化结果如图2所示。由图2可知,随着次氯酸钙溶液投加量的增加,清水池进水中余氯含量随之增加,二者具有良好的线性相关关系,线性相关系数R约为0.90。这同时说明,计量泵行程在50%~100%范围内调整时,次氯酸钙溶液投加体积与计量泵行程之间具有良好的线性关系。
上述结果表明在清水池进水流量一定时,可根据余氯-次氯酸钙投加量关系曲线,估算出某一次氯酸钙溶液投加量下的余氯值,也可根据需要的余氯值推算出所需的次氯酸钙溶液投加量。
3.3 装置运行效果连续监测
3.3.1 余氯的变化
图3给出了次氯酸钙溶液投加量分别为0.06和0.036L/m3两种条件下,清水池进水、出厂水和管网末梢水余氯值在32h连续运行时间段内的变化情况。
由图3(a)可知,当次氯酸钙溶液投加量为0.06L/m3时,清水池进水中余氯含量在0.67~0.92mg/L范围内波动,中值为0.79mg/L,波动范围为±15.19%。出厂水余氯值在0~10h时间段内缓慢增加,在10~29h时间段内基本保持不变,在29~32h时间段内缓慢增加,总体来看,呈缓慢上升趋势,波动范围在0.46~0.62 mg/L,中值为0.54 mg/L,波动范围为±14.81%;末梢水余氯总体呈缓慢上升趋势,波动范围在0.36~0.47mg/L,中值为0.41 mg/L,波动范围为±13.25%。分析出厂水余氯先缓慢上升而后保持稳定的原因是,初期投加次氯酸钙消毒剂后,水在清水池中停留期间与池壁的还原性物质反应,使得最初余氯消耗量较大,随着池壁还原性物质被逐渐氧化完毕,余氯消耗量逐渐减少,水中余氯出现值缓慢上升直至最终达到基本稳定。而29~32h时余氯值再次上升,则可能是由于次氯酸钙溶液储存箱中次氯酸钙溶液浓度出现波动造成的。
由图3(b)可知,当次氯酸钙投加量由0.036L/m3时,清水池进水中余氯含量在0.45~0.61 mg/L范围内波动,中值为0.53mg/L,波动范围为±15.09%;出厂水余氯总体呈缓慢上升趋势,波动范围在0.35~0.45mg/L,中值为0.40mg/L,波动范围为±12.50%;末梢水余氯总体呈缓慢上升趋势,波动范围在0.21~0.31 mg/L,中值为0.26 mg/L,波动范围为±19.23%。
总体来看,两种次氯酸钙溶液投加量条件下的监测过程中,出厂水余氯含量均大于0.3mg/L,管网末梢余氯含量均大于0.03mg/L,符合《生活饮用水卫生标准》的要求。两次32h的连续监测过程中,清水池进水、出厂水、管网末梢水的余氯值波动范围均在±20%以内。上述结果说明,在次氯酸钙溶液投加量一定的情况下,不仅清水池进水余氯含量稳定,出厂水和管网末梢水余氯也相对稳定。
将两种次氯酸钙溶液投加量条件下,清水池进水中余氯中值进行比较发现:当次氯酸钙溶液投加量由0.06L/m3降低至0.036L/m3,下降率为40%,清水池进水中余氯中值由0.79mg/L下降至0.53mg/L,下降率为32.91%,两者较为接近,这也间接说明次氯酸钙溶液投加量与清水池进水余氯之间具有较好的线性正相关性,与3.2中得到的结果一致。
将两种次氯酸钙溶液投加量条件下,出厂水(即清水池出口水)余氯中值较清水池进水余氯中值的衰减率进行比较发现:当次氯酸钙溶液投加量由0.06L/m3降低至0.036L/m3时,余氯衰减率由31.6%(由0.79mg/L衰减至0.54mg/L)降低至24.5%(由0.53mg/L衰减至0.40mg/L)。也就是说,高浓度余氯在清水池中衰减速度更快,这与曾正仁等的研究结果一致[4]。
3.3.2 总大肠菌群的变化
在次氯酸钙溶液投加量为0.06和0.036L/m3两种条件下连续运行32h时间段内,在0、5、10、15、24、29、32h分别取样测定一体化净水器出水、清水池进水、出厂水和管网末梢水中的总大肠菌群,结果如表2所示。
CFU/mL
注:“-”表示未检出。
由表2可知,在本文所监测的两个32h运行时间段内,一体化净水器出水中总大肠菌群在5.40~9.20CFU/mL之间波动。投加次氯酸钙溶液后,在管道中短暂接触后的清水池进水水样中,绝大多数都未检出总大肠菌群。次氯酸钙溶液投加量为0.06L/m3时、运行32h时清水池进水口水样中总大肠菌群检出结果为0.24CFU/mL,可能是由于此时次氯酸钙消毒剂与待处理水体接触时间过短,原水中的总大肠菌群未被完全灭活。经过在清水池中停留一段时间并充分接触、消毒后,出厂水和管网末梢水在两种次氯酸钙溶液投加量条件下全部未检出总大肠菌群,符合生活饮用水卫生标准要求,说明次氯酸钙消毒效果显著,并且具有较好的持续消毒能力,能够保证出厂水和管网末梢水的微生物安全。
3.3.3 消毒副产物的变化
表3给出了次氯酸钙溶液投加量分别为0.06、0.036L/m3时,不同监测时间点的出厂水及管网末梢水中消毒副产物三卤甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸的监测结果。由表3可知,在两种投加量条件下,出厂水和管网末梢水中二氯乙酸和三氯乙酸浓度均低于生活饮用水卫生标准的限值规定(限制分别为0.1和0.05mg/L),次氯酸钙溶液投加量高时,二氯乙酸、三氯乙酸生成量也较高。当次氯酸钙投加量为0.06L/m3时,出厂水和管网末梢用户水中三卤甲烷浓度分别在1.18~1.22和1.06~1.57mg/L之间,超过生活饮用水卫生标准限值规定(限制为1);而当次氯酸钙投加量降低为0.036L/m3时,出厂水和管网末梢水中三卤甲烷浓度也显著降低,符合标准要求。
注:表中a列表示次氯酸钙投加量为0.06L/m3时的消毒副产物生成量;b列表示次氯酸钙投加量为0.036L/m3时的消毒副产物生成量。
有文献报道使用次氯酸钠对饮用水消毒时,投加量越大,接触时间越长,生成的三氯甲烷和卤乙酸也越多[2,4,5,6,7],本文的试验研究结果与文献报道一致。另外,比较同一监测时间点时出厂水和管网末梢水中的消毒副产物生成量可发现,三卤甲烷,三氯乙酸和二氯乙酸均主要产生在清水池停留阶段而非管道输送阶段。因此,为全面保障供水安全,应将次氯酸钙溶液投加量及其与在清水池中的停留时间控制在合理范围内。
4 结语
将次氯酸钙自动变量投加设备安装应用在某村镇供水工程并连续运行,监测结果表明:①该装置能够实现定比投加,确保在单位水体中投加设定体积的次氯酸钙溶液,当清水池进水流量在8.2~27.0 m3/h变化时,其余氯波动范围为±12.64%;②当调整单位水体中次氯酸钙溶液的投加量时,清水池进水中的余氯值也相应改变,两者呈现良好的线性正相关关系;③连续监测结果表明:该装置投加稳定性较好,清水池进口、出厂水和管网末梢中余氯值波动均在±20%以内,且均符合生活饮用水卫生标准要求;④该装置配合次氯酸钙复配饼剂使用,消毒效果稳定可靠,出厂水和管网末梢水微生物指标均达标,但投加量较大时,可能会出现副产物三卤甲烷超标。综上所述,该装置运行效果稳定可靠,消毒效果达标,在村镇供水工程中具有较大推广价值。
根据笔者对加药器下部次氯酸钙溶液储存箱中有效氯浓度的测定,可推算出在次氯酸钙溶液投加量为0.036m3/L时,以有效氯计的投加量约为0.4~0.6mg/L,根据3.3中余氯、总大肠菌群和消毒副产物的监测结果可知,该供水工程适宜的消毒剂投加量可能在比0.4~0.6mg/L更低的一个区间范围内。建议可针对水处理后出水进行烧杯试验得到需氯量值后,加上清水池出口需要控制的余氯量,计算得到清水池进水需要控制的余氯量,利用本文3.2中的清水池进水余氯-次氯酸钙溶液投加量关系曲线,即可得到需在自动变量投加装置上设定的次氯酸钙溶液投加量,实现在确保消毒效果的基础上,保证消毒副产物达标,全面保障饮水安全。
摘要:介绍了针对传统次氯酸钙投加设备不易调整投加量问题而研发的自动变量投加装置在西南地区某村镇供水工程进行现场应用的相关情况。监测结果表明:该装置能够实现次氯酸钙溶液的定比投加,保证清水池进水中余氯值的波动范围在±20%以内,且该值与次氯酸钙溶液的投加量呈线性正相关关系。连续监测32h结果表明,该装置投加稳定性好,出厂水和管网末梢中余氯值较稳定,且余氯与微生物指标均达标;但投加量过大时,可能会出现副产物三卤甲烷超标。该装置在村镇供水工程中具有推广价值,应用中注意将投加量控制在合理范围内,全面保障饮水安全。
关键词:次氯酸钙,自动变量投加,村镇供水,余氯
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供水装置 篇7
关键词:流量稳定性,多泵供水系统,转速控制
流量计量是计量科学的重要组成部分,而流量标准装置作为流量计量的溯源体系,其研究和应用普遍受到各个国家、各种机构的重视。流量计量精度很大程度上取决于流量标准装置的性能指标[1],而供水系统为流量计的标定过程与科学研究提供稳定的水源,供水系统的流量稳定与否直接关系到流量仪表标定结果的准确性[2,3]。因此流量标准装置供水系统流量稳定性的研究对生产活动具有重要的意义。
装置供水系统主要采用水塔稳压方式、变频稳压方式和变频加稳压容器的稳压方式。其中, 以水塔稳压方式的流量稳定性最高,稳定性水平优于0. 1% 。但由于建设水塔的费用较高、占用空间较大,且压头有限,目前采用较多的供水方式为变频加稳压容器的供水方式。虽然这种方式较水塔法更加经济实用,且可以通过变频控制节约电能,但其流量稳定性与水塔相比仍有一定差距, 目前普遍仅能达到0. 2% 的稳定性水平,而且检定管线口径越大、流量越大,标准装置需要的稳压容器也越大。目前,国内外流量标准装置建设水平较高的有德国联邦物理技术研究院( PTB) 及美国国家标准化局等。其中PTB的可变温动、静态质量法热水流量装置的供水系统,采用水塔与变频相结合 的稳压方 法,测量流量 范围为3 ~ 1 000m3/ h,其扩展不确定度达到了0. 04%[4]。PTB的冷水流量装置,流量稳定性控制回路包括调速泵的转速控制回路、高位水塔的液位控制回路和检定管线上的流量控制回路。通过3个闭环回路的协同作用,共同控制系统的流量稳定性[5]。美国标准化局采用变频稳压的方法,在750 ~ 12 000m3/ h的大流量范围内其水流量标准装置的流量稳定性达到0. 086%[6]。
笔者设计了一种基于水泵转速闭环控制的多泵供水系统控制方案,使流量稳定性优于0. 1% 。
1 供水系统流量稳定性影响因素
图1所示为笔者设计的多泵供水系统结构, 该系统的3台90k W水泵分别由一台90k W的变频器和两台软启动器控制,3台水泵并联使用为DN200 ~ 400mm的检定管线供水。水泵是供水系统的核心设备,水泵自身的输出稳定性直接关系到整个系统的流量稳定性。水泵出水的稳定性受两方面影响,一是水泵的机械结构,二是水泵电机的转动稳定性。
在电机稳定转动的情况下,由水泵叶轮叶片产生的流量高频脉动对流量稳定性影响较小,也可选用品质更好的水泵改善。另外,一般管网和小型消气容器的容积即可平滑这种高频脉动。
由水泵的工作特性可知,水泵电机转速变化直接导致水泵工作点发生移位,导致较大的流量变化。由于供水系统的流量稳定性主要取决于电机转速的稳定性,笔者提出了基于转速控制的变频稳压系统。
2 多泵供水系统控制方案
2. 1 水泵工作点
流量标准装置供水系统水泵工作点由水泵性能曲线和管道系统特性曲线共同决定[7],如图2所示。
水泵特性曲线表示水泵在工作时流量Q与扬程H的关系,如图2中的曲线1所示。水泵特性曲线,在出厂时已确定,一般满足关系式:
式中H0———水泵最大扬程;
Hs———水泵吸水性能参数。
管道特性曲线表征管道中流量Q与扬程H之间的关系,如图2中曲线2所示。
2. 2 水泵相似定律
水泵相似定律表述了满足几何相似、运动相似、动力相似的水泵,其功率P、扬程H、流量Q与转速n之间的关系,是研究水泵供水系统控制方案的重要工具,具体如下:
相似定律可以表征水泵工作在不同转速情况下的功率、扬程、流量之间关系。水泵工作在额定转速n1时的特性曲线方程为:
联立式( 2) 、( 3) 并将式( 5) 代入,可得到不同转速情况下的水泵特性曲线。
因水泵特性曲线式( 5) 满足式( 1) ,任意转速n*情况下水泵特性曲线满足以下公式:
将式( 1) 代入式( 6) ,整理得任意转速情况下的特性曲线公式:
可见,任意转速情况下的特性曲线是额定转速特性曲线平移得到的曲线簇,如图3所示。
2. 3 控制策略及补偿算法
对于多台水泵并联使用的情况,若每台水泵都配有变频器,则每台水泵都可以组成独立的转速反馈控制系统,应用上述方案加以调节。但变频器成本较高,为节约成本,可选择一台水泵用变频器进行调速控制,其他水泵用软启动器完成启、停控制,构成多泵单控控制系统。由于软启泵启动后处于工频运行状态,无法调节转速,一旦其转速产生变化,只有在引起管道压力变化之后,通过主回路的压力反馈控制调速泵。采用PID控制逐步调节,不但存在滞后,而且调节速度慢,无法满足流量标准装置对流量稳定性的要求。因此笔者提出针对软启泵的转速补偿控制方案,系统框图如图4所示。其中,以压力反馈控制作为外环,变频泵转速的设定值为n*,调节流量点。当调节至相应流量点后,进入流量稳定性控制,此时变频泵采用转速反馈控制,软启泵以转速变化作补偿控制。
本方案中软启泵采用补偿控制,与变频泵采用的反馈控制组成复合控制系统。监测软启泵的转速,如果软启泵的转速发生变化,则可以通过水泵的相似定律,直接计算出此时变频泵的转速增量,从而补偿软启泵的转速变化。这比仅仅采用PID反馈调节变频泵转速,明显具有更快的控制速度。
3 多泵供水系统流量稳定性实验
将上述算法扩展到如图1所示的3台水泵并联,其中泵3为变频泵,泵1、2为软启泵。软启泵转速发生变化后,调节变频泵转速进行补偿。
根据文献[8、9]中的相关规定,流量稳定性有两种评价方法,分别为累积时间之内稳定性和累积时间之间稳定性。累积时间之内流量稳定性反映的是标准装置完成一次检定的测量时间之内流量的变化情况。累积时间之间流量稳定性反映 的是标准装置在检定过程中,各次测量之间流量的变化情况。在实际检定中,则取二者中较差的结果作为评价装置最终流量稳定性的指标。每个性能指标都应在最大流量、最小流量下进行测量, 取其中较差的作为衡量指标。
实验中每个流量点检定30min,用数据采集板卡每1s采集一次标准表脉冲,每1min计算一次累积时间之内的流量稳定性,每10min计算一次累积时间之间的流量稳定性。取其中较差的作为流量稳定性衡量指标。标准表为电磁流量计, 安装在被检表之前。
在流量装置DN400mm管线最大 流量点 ( 1 410m3/ h) 连续测试30min,获得的流量稳定性数据见表1。装置各个口径检定管线的流量稳定性见表2。由表2可见,各口径下的流量稳定性均优于0. 1% 。
4 结论
4. 1水流量装置供水系统的流量稳定性主要取决于水泵电机转速的稳定性和管网阻力稳定性。
4. 2供水系统多泵并联,当一台泵可控,其余泵不可控时,可以基于水泵特性曲线和水泵转速检测,利用补偿法,通过调整变频泵转速补偿工频泵的流量变化,提高流量稳定性。
4. 3实验结果表明,在水泵转速闭环控制情况下,进行水泵转速变化精确补偿,水流量装置的累积时间之间流量稳定性优于0. 1% 。
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