加压泵站阀门控制管网余压利用节能试验研究

【摘要】： 管网余压阀门调节节能技术是通过阀门调节利用管网余压的一种加压泵站节能方式。管网余压阀门调节节能技术不但可以节约原来管网向水池进水泄压浪费的能量,又可以避免泵站直抽管网影响周边用户正常用水。 本文基于模型试验,研究了阀门调节在泵站不同运行状态下的节能效果以及各影响效果因素之间的变化关系,对泵站运行参数进行了计算分析,并与余压利用器的节能效果对比,其后还对管网余压利用技术进行了经济技术分析,总结出通过阀门调节利用管网余压最佳运行方案,最后初步完成了最佳运行方案的PLC自动控制系统设计。 模型试验研究结果表明:管网余压利用节能技术受泵站各阀门的开启度、管网余压大小、进水流量、水池水位等因素影响。 通过试验总结出最佳运行方案:当泵站来水量Q1泵站出水量Q时,水池进水阀开启度为2/5,水池出水阀关闭,中间阀全开;当泵站来水量Q1=泵站出水量Q时,水池出水阀与进水阀全部关闭,中间阀全开,加压泵直抽管网;当泵站来水量Q1泵站出水量Q时,水池出水阀开启,满足加压泵吸水量;当管网压力小于满足周边用户正常用水的管网最小压力时,中间阀调节,减小加压泵直抽水量,保证管网最小压力,同时水池出水阀相应开启,满足加压泵吸水量。 阀门调节利用管网余压最佳状态的节能效果优于余压利用器且不影响周边用户正常用水。当泵站来水量Q1≥泵站出水量Q时,阀门调节最佳状态利用的管网余压较高,泵站节能效果显著,在泵站传统运行基础上节能37.08%～50.85%;当泵站来水量Q1泵站出水量Q时,泵站节能效果不明显。 在最佳运行方案基础上,利用PLC对传感器采集压力和流量信号分析处理,发出指令控制阀门开启度,达到方案自动控制要求。 【关键词】：管网余压 节能 阀门调节 加压泵站 PLC自动控制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU991.35
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.1.1 我国供水系统能耗现状10-11
• 1.1.2 我国供水系统节能潜力11
• 1.2 泵站类型11-14
• 1.2.1 取水泵站12
• 1.2.2 送水泵站12-13
• 1.2.3 加压泵站13
• 1.2.4 循环泵站13-14
• 1.3 水泵工作原理14-15
• 1.3.1 水泵的定义和分类14-15
• 1.3.2 离心泵工作原理15
• 1.4 泵站能耗计算15-17
• 1.4.1 水泵能量传递过程16
• 1.4.2 泵站能耗计算16-17
• 1.4.3 泵站效率计算17
• 1.5 泵站节能技术研究现状及发展趋势17-23
• 1.5.1 二次加压泵站节能潜力17-18
• 1.5.2 泵站工艺优化节能18-20
• 1.5.3 泵站运行管理优化节能20-21
• 1.5.4 泵站节能发展趋势21-23
• 1.6 课题的提出及研究目的和内容23-25
• 1.6.1 课题提出23-24
• 1.6.2 研究内容24-25
• 第2章 阀门调节利用余压节能理论25-30
• 2.1 管网余压利用原理25
• 2.2 阀门调节利用余压改造方案25-26
• 2.3 阀门调节自动控制原理26-28
• 2.4 余压利用节能效率公式28
• 2.5 余压利用节能效果影响因素28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 管网余压利用节能模型试验研究30-60
• 3.1 试验装置30-34
• 3.1.1 试验装置系统组成30-33
• 3.1.2 试验装置系统控制33-34
• 3.2 试验内容34-56
• 3.2.1 模型试验说明35
• 3.2.2 余压利用节能效果35-36
• 3.2.3 管网余压与流量的关系36-38
• 3.2.4 管网余压节能与阀门开启度的关系38-51
• 3.2.5 管网余压节能与水池水位的关系51-52
• 3.2.6 正交试验52-54
• 3.2.7 阀门调节与余压节能器对比试验54-56
• 3.3 模型试验经济技术分析56-58
• 3.4 存在问题与改进运行方案58
• 3.4.1 试验存在问题58
• 3.4.2 针对问题的改造措施与运行方案58
• 3.5 本章小结58-60
• 第4章 阀门自动控制系统设计60-69
• 4.1 系统控制方案的选择60-61
• 4.2 系统硬件设计61-64
• 4.2.1 系统硬件组成61-62
• 4.2.2 PLC 系统工作原理62-64
• 4.3 系统软件设计64-68
• 4.4 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-76
• 致谢76

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