恒压调速供水系统在隧道施工中的应用.pdfVIP

（上半月刊） 科技创新 恒压调速供水系统在隧道施工中的应用 □ 韩珠江 （中铁十八局集团有限公司 中国·天津 300222） 摘 要 交流电动机变频调速在我国现代生产生活中应用越来越广泛，而全自动变频调速恒压供水控制设备是变频技术的重要应用之一。我公 司在西（西安）汉（汉中）高速秦岭二号隧道工程中选择了全自动变频调速恒压供水方案, 在施工中体现出了明显的经济效益。 关键词 变频供水 隧道施工 应用 中图分类号：O352 文献标识码：A 文章编号：1672-7894 （2006）05-177-01 秦岭二号隧道位于陕西省宁陕县境内，西汉高速公路户洋段。其中秦 式中P 、H 、Q 为转速n 时的功率、扬程、流量；P 、H 、Q 为转速n 时的功 1 1 1 1 2 2 2 2 岭2 号隧道做为西汉高速公路的控制工程，全长近6000 米, 为上下行双隧 率、扬程、流量。由此可见，当水泵在变负荷工作情况下，采用变频器调节水泵 道，我公司担负2 号上下行线两隧道出口段3000 米施工任务，其中出口端 电机转速时，轴功率随转速比的三次方关系进行变化，节电效果明显。 1400 米为5.6‰上坡，洞内1600 米5‰下坡，掘进采用风枪凿岩，其用水点 变频恒压供水系统的设计针对秦岭二号隧道用水负荷的实际情况，我们 ( ) 主要有隧道施工用水、空压机房和备用发电机冷却用水、碎石厂、机制沙厂、 设计采用了37kW 三垦变频器，压力传感器，微电脑控制器 包括PID 调节 等 拌合站、生活及其他用水。 组成闭环调节垣压控制系统，使水泵恒压供水，其供水压力可调。 现场供水的传统方式为高位水池压差供水，泵组功率和蓄水池大小及 供水控制系统组成方框图及工作原理如下所示： 高度按最大用水流量和最不利配水点所需的流出水头设计并受地理条件限 制。在施工过程中，隧道洞内、洞外用水所需扬程并不是从开工初期就要求 达到的，而是随着施工进度逐步增加的，用水量也是随着施工作业内容的不 同而变化的，这只能靠人工控制阀门开度来适应，因此设备运行效率低、电 耗高；在这种方式下，蓄水池为一次性投入，不能重复使用，管道上下山段为 额外敷设，易造成山体植被破坏；因必须满足最大扬程和流量要求，水泵功 率设定为最大，能源浪费严重。 恒压调速供水系统不需要建高位水池，不需要敷设上下山管道，直接从 水源泵站敷设管道至用水点即可供水。本工程泵站位置距秦岭2 号隧道最 不利配水点约3000 米，最大高差80 米，通过对两种供水方案经济性和可靠 图2 系统框图 性的比较，选用了恒压调速供水方案，即采用了两套HYGS-2-30kw 控制设 如图2 所示，控制器给定水泵管网一供水压力值，变频器根据此值输出一 备及4 台200QJ32-156/ 12 型水泵，分别供秦岭2 号上下行两隧道施工全部 定频率的交流电源至水泵电机，拖动水泵稳定运行，并输出与压力对应的供水 用水。 流量，保证水泵管网的压力与控制器的给定压力平衡。压力传感器时刻检测 水泵变频调速原理作如下分析，变频器调速的原理是：通过整流