變頻調(diào)速在供水行業(yè)的應(yīng)用

變頻調(diào)速在供水行業(yè)的應(yīng)用摘要：供水行業(yè)的調(diào)查結(jié)果表明，變頻調(diào)速是一項(xiàng)有效的節(jié)能降耗技術(shù)，其節(jié)電率很高，幾乎能將因設(shè)計(jì)冗余和用量變化而浪費(fèi)的電能全部節(jié)省下來(lái)；又由于其具有調(diào)速精度高、功率因數(shù)高等特點(diǎn)，使用它可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，并降低物料和設(shè)備的損耗，同時(shí)也能減少機(jī)械磨損和噪音，改善車(chē)間勞動(dòng)條件，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求。以下是變頻器在供水企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)中的的應(yīng)用情況。關(guān)鍵字：變頻供水行業(yè)變頻調(diào)速1大功率變頻頻器

在城市供水水中，大功率率變頻器主要要應(yīng)用在水泵泵上，由于水水泵流量隨著著外界用水情情況不斷變化化，揚(yáng)程也因因流量和吸水水井水位的變變化而變化，因因此設(shè)備不可可能總保持在在一個(gè)高效工工作點(diǎn)運(yùn)行，需需要進(jìn)行控制制。為使水泵泵能夠運(yùn)行在在其特性曲線線的高效區(qū)，過(guò)過(guò)去多采用閥閥門(mén)控制與臺(tái)臺(tái)數(shù)控制，效效果不能令人人滿(mǎn)意。為滿(mǎn)滿(mǎn)足工藝要求求和適應(yīng)運(yùn)行行工況的改變變，需要水泵泵調(diào)速使機(jī)組組盡可能始終終運(yùn)行在高效效區(qū)內(nèi)，以達(dá)達(dá)到節(jié)約電能能的目的。下下面是幾種常常見(jiàn)的大功率率變頻器。1.1

大功率交—直—交電壓型、電電流型變頻器器大功率交—直—交電壓型變變頻器主結(jié)線線圖見(jiàn)圖1。

此類(lèi)類(lèi)變頻器采用用幾個(gè)功率單單元多重化并并聯(lián)而成，達(dá)達(dá)到低諧波、大大電流的輸出出目的。若中中間耦合電路路電容較大，使使逆變輸入端端直流電壓保保持恒定，不不受負(fù)載變化化的影響，則則逆變器的輸輸入端可以看看成是一個(gè)電電壓源，這就就是電壓變頻頻器，在深圳圳市梅林水廠廠安裝有四臺(tái)臺(tái)10000kWSSIEMENNS電壓型變頻頻器。若中間間耦合電路電電感較大，則則逆變器輸入入端就可以看看成是一個(gè)電電流源，這就就是電流型變變頻器，在北北京市第九水水廠安裝有四四臺(tái)25000kWSSIEMENNS電流型變頻頻器。1.2

完完美無(wú)諧波變變頻器大功率率完美無(wú)諧波波變頻器主線線圖見(jiàn)圖2。

該變變頻器由多個(gè)個(gè)功率單元串串聯(lián)而成，由由低壓?jiǎn)卧B疊加達(dá)到高壓壓輸出的目的的，各個(gè)功率率單元由輸入入隔離變壓器器的二次隔離離線圈分別供供電，二次線線圈互相存在在一個(gè)相位差差，實(shí)現(xiàn)輸入入多重化，疊疊加得到多種種不同的電壓壓等級(jí)，合成成正弦輸出電電壓波形，由由此可以消除除各單元產(chǎn)生生的諧波。每每個(gè)功率單元元都是由IGBT構(gòu)成三相輸輸入、單相輸輸出的PWM型變頻器，根根據(jù)電機(jī)的電電壓等級(jí)確定定每相串聯(lián)功功率單元的數(shù)數(shù)量。目前上上海大場(chǎng)水廠廠安裝有兩臺(tái)臺(tái)美國(guó)ROBICCON公司生產(chǎn)的13500kW變頻器。

統(tǒng)計(jì)表明，應(yīng)應(yīng)用大功率變變頻調(diào)速節(jié)能能效果非常顯顯著，梅林水水廠送水機(jī)組組的單位配水水電耗始終保保持在0.35kW·h//(m3·MPaa)左右。交—直—交電壓型、電電流型變頻器器多用于新建建水廠，采用用高—低形式，直直接選用中、低低壓電機(jī)；而而完美無(wú)諧波波變頻器更適適合于改造項(xiàng)項(xiàng)目，無(wú)須更更換原有的高高壓電機(jī)或另另加升壓變壓壓器。在采用用大功率變頻頻器時(shí)，首先先要考慮采用用調(diào)速系統(tǒng)的的節(jié)能潛力，其其次要考慮到到諧波對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)的影響，選選擇合適的容容量與臺(tái)數(shù)。2

中小功率變頻器

中小功率變頻器大多采用了高密度集成電路和高效率冷卻技術(shù)，體積小，安裝容易，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單。變頻器提供了豐富的頻率控制端子，以便用戶(hù)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的控制方式。通常變頻器都設(shè)有0～10V或4～20mA的頻率控制端子以及數(shù)字通訊接口。變頻器的閉環(huán)頻率控制系統(tǒng)主要包括被控對(duì)象、測(cè)量元件、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)速電機(jī)所傳動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械控制對(duì)象有溫度、位置、壓力和流量等，變頻器和電機(jī)構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是閉環(huán)系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，變頻器接受調(diào)節(jié)器所輸出的信號(hào)，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，維持被控量的設(shè)定值?？刂瓶驁D見(jiàn)圖3中小功率變頻器器應(yīng)用十分廣廣泛。2.1

空空壓機(jī)

空壓機(jī)在供供水行業(yè)的應(yīng)應(yīng)用較多，如如用于控制濾濾池恒水位過(guò)過(guò)濾與反沖洗洗各氣動(dòng)閥門(mén)門(mén)與閘板、污污泥脫水壓濾濾機(jī)的隔膜擠擠壓等氣源供供給?？諌赫菊静捎米冾l調(diào)調(diào)速可以使空空壓機(jī)在低于于額定壓力又又滿(mǎn)足生產(chǎn)要要求的任何壓壓力下運(yùn)行，再再輔以壓力閉閉環(huán)控制，可可實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)機(jī)的供氣壓力力——轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)態(tài)匹配，減少少電機(jī)的實(shí)際際輸入功率，達(dá)達(dá)到節(jié)能目的的，另外還具具有供氣壓力力穩(wěn)定、配用用電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟軟啟動(dòng)、降低低機(jī)械磨損等等優(yōu)點(diǎn)。2.2

混合池?cái)嚢璋铏C(jī)

在給水處理理中，加藥混混合工藝對(duì)后后續(xù)絮凝沉淀淀工藝的效能能產(chǎn)生極為重重要的影響。若若以變頻器驅(qū)驅(qū)動(dòng)攪拌裝置置，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)和選擇合適適的速率，就就可以達(dá)到所所期望的G值和GT值，得到良良好的混凝效效果和節(jié)能效效果，同時(shí)也也降低了機(jī)械械磨損。變速速攪拌裝置在在歐美、日本本早有使用，在在梅林水廠也也已采用。2.3

排泥行車(chē)

平流沉淀池池的排泥對(duì)沉沉淀的效能影影響較大，及及時(shí)排除積泥泥是保證沉淀淀池正常運(yùn)行行的必要條件件，積泥過(guò)多多將導(dǎo)致沉淀淀池有效深度度和容積減小小，水力停留留時(shí)間縮短，降降低沉淀效率率，影響出水水水質(zhì)。采用用機(jī)械吸泥排排泥行車(chē)排泥泥可靠性較高高，目前基本本采用往復(fù)式式“M”形4個(gè)行程的排排泥方法。這這樣控制較復(fù)復(fù)雜，行車(chē)行行走距離又長(zhǎng)長(zhǎng)，機(jī)械磨損損較大，常出出現(xiàn)行車(chē)咬軌軌甚至脫軌現(xiàn)現(xiàn)象。采用變變頻調(diào)速改造造可以根據(jù)積積泥深度調(diào)節(jié)節(jié)行車(chē)的行走走速度(遞增或遞減)，一個(gè)行程程就可以將泥泥排盡。積泥泥深度可以用用污泥界面儀儀測(cè)得或經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)估計(jì)，以此此作為變頻器器的給定輸入入、比例調(diào)節(jié)節(jié)變頻器的輸輸出頻率。2.4

藥劑投加

混凝劑、石石灰的投加，需需要根據(jù)原水水水質(zhì)與水量量的變化及時(shí)時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行行調(diào)節(jié)。投加加混凝劑計(jì)量量泵、投加石石灰螺桿泵、加加石灰給料機(jī)機(jī)等利用變頻頻器輸出頻率率范圍寬(0～200HHz)的性能，可可高于工頻運(yùn)運(yùn)行，使得投投加量的調(diào)整整范圍變寬，滿(mǎn)滿(mǎn)足工藝要求求，降低藥耗耗。其中混凝凝劑的投加控控制：以原水水流量作為變變頻器的輸入入信號(hào)比例調(diào)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的的轉(zhuǎn)速，用混混合水SCD值的反饋量量比例積分調(diào)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的的沖程，兩者者配合組成前前饋、反饋調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。石石灰的投加控控制：用原水水流量作為給給料機(jī)變頻器器的輸入信號(hào)號(hào)比例調(diào)節(jié)給給料量，改變變石灰液濃度度；用投加點(diǎn)點(diǎn)的pH值反饋量作作為螺桿泵變變頻器的輸入入信號(hào)比例積積分調(diào)節(jié)石灰灰液的投加量量，改變?cè)畃H值，這在梅梅林水廠使用用效果良好。2.5

濾池反沖洗

濾池反沖洗是恢復(fù)和繼續(xù)發(fā)揮濾池功能十分重要的手段，濾池的效率要依靠有效的清洗來(lái)實(shí)現(xiàn)。反沖洗強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致濾池清洗不徹底、堵塞較快、產(chǎn)生泥球等，影響過(guò)濾性能；反沖洗強(qiáng)度太大則會(huì)造成濾料層、承托層翻動(dòng)，膨脹太高，出現(xiàn)跑砂、配水系統(tǒng)故障或漏砂等現(xiàn)象。濾池反沖洗基本上都是公用一套反沖洗設(shè)備，單個(gè)濾池的反沖洗氣水管路有所不同，得到的反沖洗強(qiáng)度也大不一樣；另外隨著水溫的變化，水的粘滯性變化較大，反沖洗強(qiáng)度也隨之改變；理論設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用還存在著差別。如果采用變頻器驅(qū)動(dòng)反沖洗的水泵、風(fēng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)頻率，單個(gè)濾池得到合適的反沖洗強(qiáng)度，既滿(mǎn)足了工藝要求，又節(jié)約了能源、水量，這在廣州市西洲水廠已經(jīng)試用。2.6

橋式吊車(chē)

目前使用的橋式吊車(chē)大多數(shù)采用繼電器、接觸器控制，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，使用中故障頻繁。如果采用三臺(tái)變頻器分別驅(qū)動(dòng)升降電機(jī)、大車(chē)行走電機(jī)、小車(chē)行走電機(jī)，在頻繁使用的情況下，這種改造顯得非常優(yōu)越，調(diào)整范圍廣，調(diào)速精度高，啟動(dòng)、加速、減速、制動(dòng)平穩(wěn)，沒(méi)有大電流