论文基于变频技术的工厂化水产养殖车间恒压供水系统的应用，本文是水产养殖类论文怎么撰写和恒压供水和变频技术和水产有关论文范文资料.
周勇,谢刚,刘克明,蔡超
(天津市水产研究所,天津 300221)
工厂化水产养殖车间用水的水源具有多样性的特点,但一般都需要配置一个专门的水处理池,对水源水进行预处理,并将处理后的水用水泵送到高位水塔或高位水槽,目的是保证工厂化水产养殖车间用水管道内保持一定的压力,方便车间用水.通过工程实例将变频恒压技术引入到工厂化水产养殖车间中,取得了良好的经济效益和社会效益.
工厂化水产养殖车间的进水水源有自来水水源、地热水水源、地下机井水源、池塘水或河流水水源.各类水源的使用有一共同特点就是需要进行预处理,去除水源中的杂质、藻类和氨氮、硫化氢、余氯等对水产养殖动物有害的物质.因此,在水产养殖车间室外常常会专门设置一个水处理池,且大部分水处理池的高程相对低于工厂化水产养殖车间,再将处理过的水用水泵输送到高位水塔或水槽中向车间供水,工厂化水产养殖车间用水具有大流量集中性、小流量不间断性和临时性的特点,因此要确保给水管道中保持一定的压力,从而满足工厂化水产养殖车间给水的稳定性.
高位水塔或水槽工程建设内容涉及到选址、结构及荷载的计算、土建基础工程、钢筋混凝土浇筑、密封防水工程等等,具有投资大、风险高、维护难的特点,因此对于空间不足,不具备相关条件,预算有限的养殖户来说,建设有一定的困难.我们尝试将变频技术引入到工厂化水产养殖车间供水系统中,通过对潜水泵、变频器、管道、阀门等设备材料选型装配,实现工厂化水产养殖车间从低位到高位的恒压稳定供水,不仅节省了高位水塔的建造费用,还具有明显的节能、节水的作用,在生产实践中起到很好的应用效果.
1工作原理及系统结构
变频技术的工作原理是一方面对电动机进行控制,根据实际使用负载来调节电机转速,不再空负载浪费电能；另一方面对电动机进行变频供电,使电动机改变转速,根据实际用电需要来供电,让电机只做有用功.
变频器是恒压供水系统中的核心设备.如图1所示,安装在主给水管路上的压力开关实时检测给水管内部的压力,当管路内部压力有变化时通过模拟信号及时反馈给PID控制器,PID控制器通过运行指令和频率指令调节变频器频率来控制水泵转速,实现了一个闭环控制系统.
2设备选型原则：
2.1潜水泵的选择
潜水泵的选择,需要综合考虑电压（V）、功率（kW）、口径（英寸）、流量（m3/h）、扬程（M）五个重要指标.
2.1.1流量的选择应根据实际需要确定流量（m3/h）指标,即车间内的总用水量/潜水泵流量（m3/h）,计算出车间内的养殖池从无水到灌满所需要的耗费时间,这个耗时是否在可接受范围内.
2.1.2扬程的选择要根据给水管的布置情况选择潜水泵的扬程.垂直方向的给水管按照实际长度计算,如垂直方向上的给水管长度M m,扬程折合为M m.水平方向上的给水管以及各类管件综合起来,按照每7 m折合成1 m扬程来计算,如水平方向上的给水管长度为N m,扬程折合为N/7 m.确保潜水泵扬程＞M+N/7,差值越大流速越有保证.
2.1.3口径的选择潜水泵的口径选择,要尽量与给水管路的管径相同,方便安装和对接.
2.1.4电压（V）和功率（kW）的选择潜水泵的电压和功率要根据现场的供电情况选择380 V或220 V供电,并根据上述流量、扬程、口径、电压等尽量在满足需要的情况下选择功率偏小的潜水泵,达到节能的目的.
2.2变频柜的选择
变频柜是由防水柜体、散热风扇、防尘罩、指示灯、开关旋钮、高精度矢量变频器、操控面板、电气元器件等组成,其核心设备是高精度矢量变频器.
变频器是整个变频柜的核心设备,在功率选择上要根据潜水泵的功率来确定,保证能正常负载接入的潜水泵并留有一定的冗余.
变频柜的散热,变频器的发热是由内部的损耗产生的.必须对变频器进行散热处理,通常采用风扇来给变频器进行强行散热.
由于变频柜一般在养殖车间内,环境潮湿,因此柜体应选用防水、防结露、防尘、防腐处理的柜体.
注意电磁干扰问题,变频柜系统中要避免高频冲击负载,如电焊机、电镀电源.变频器本身会因为干扰而出现保护,从而停止运行,影响变频柜的正常工作.
变频柜中的元器件要根据使用功能进行设置,常用的元器件有电源总开关,电源输入端口、电机输出端口、压力表接口、液位开关接口、指示灯、旋钮开关.
2.3供电及给水管的选择
室外给水管建议使用PE给水管,考虑到降低造价,室内给水管建议采用U-PVC给水管,两种材质的给水管道的接口建议采用金属法兰进行承接.管材的口径视空间允许程度和流量需求而定,PE给水管要熔接牢固,U-PVC给水管要黏结牢固,管道如需架设可采用金属三脚架进行牢固.考虑的到北方冬季防冻的因素,室外给水管埋设深度应该在70 cm以上且管道沿着水平方向往池塘方向倾斜,避免冬季管道内的存水结冰破坏管材及管件（《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2009）,同时,应该在给水管路的较高点设置放气口,便于清除管道内的存水.
供电电缆的线径应根据变频柜的功率和电缆长度而定,埋设时应该增加金属套管进行保护或者直接采用铠装电缆进行敷设,埋设深度不小于70 cm（《电力工程电缆设计标准》GB 50217-2018）.
2.4水产养殖车间供水系统的集成
将潜水泵固定在浮床上,位置尽量放置在水面以下50 cm.
将潜水泵的电源线接到变频柜的电机输出端口；将潜水泵的泵口接到给水管路上.
在主给水管路上安装压力开关,并用电缆将压力开关接到变频柜中的压力表端口.
在给水管靠近潜水泵的适当位置安装止回阀.
将电源引入变频柜的电源输入端口,确保所有端口安装牢固后,给变频柜加电.
根据变频器的说明书,调节压力阀值,为保证UPVC及连接件的抗压安全,建议将压力阀值设定为0.6 Mpa左右.
旋动变频柜的旋钮开关,此时,压力表应该显示管路内压力增加,打开或关闭给水管的出水阀门,系统正常取水或闭水.
3工程实例
工厂化水产养殖车间有两个圆形水池每天需要进行补水,且每天的补水量不确定,每个圆形池的直径为6.8 m、设计水深1.2 m、水体总体积为87.12 m3.工程实施前采用临时接管的方式,操作人员大量精力用在架管、固定、接线、接泵、给电、进水、监控水位、关泵、断电、撤线、撤管等工作上,浪费大量的人力资源.
工程实例根据现场实际情况,选用上海人民QY25-17-2.2型号,扬程17 m、流量25 m3/h、口径2.5英寸、电压380 V、功率2.2 kW的潜水泵.考虑到今后备用潜水泵的冗余,实例选用深圳民控的MK-55-1-1型成套变频柜,配置5.5 kW高精度矢量变频器.并按相关安装规范敷设了给水管路和供电管路.系统运行稳定,大幅度减少了操作人员的劳动强度,取得了较好的经济效益和社会效益.
（收稿日期：2018-08-16）
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参考文献：
1、 水厂PLC变频恒压供水技术的应用 梁庆燊（广东顺控发展股份有限公司,广东 佛山 528000）摘要文章以实际工作经验为基础,首先阐述了水厂变频恒压供水技术的基本原理及其操作方式,探讨了变频恒压供水技术在水厂供水管网的应用,并提出了系统.
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