加压泵站阀门控制管网余压利用节能试验研究

论文摘要

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。

论文目录

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