净水厂水泵机组变频调速设计运行总结

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1、净水厂水泵机组变频调速设计运行总结2009-10-169:57:19净水厂水泵机组变频调速设计运行总结李大勇［1］温奇志⑴李克菲［2］李昕［3］李德普［3］王永成［4］［1］中国市政工程东北设计院［2］吉林曲水务集团［3］人连市水务集团［4］阜新市水务集

2、才

3、摘要：木文结介吉林市第三净水厂变频调速设讣的实例，介绍了多电平拓扑电路原理及特点。应用变频器的节能分析，以及提出送水泵房优化控制的想法，并口介紹了调速系统的标准配置。关键词：变频设备脉冲宽度调制拓扑电路小压变频器一、前言高压变频器的产业化在80年代中期才开始形成，但随着大功率电力电犷器件的迅速发展

4、和巨大的市场推动力，髙压变频器十多年來的发展非常迅速，使用器件已经从SCR、GTR、GTO发展到IGBT、IECT、IGCT（SGCT）等，功率范围从儿百千瓦到儿I•兆瓦，技术已经成熟，可靠性得到保证，应用越來越广。国内外生产高压变频器的厂家很多，如西门子公可、ABB公司、依林公司、日本的日立公司、国内的利徳华福公司等均生产高压变频器。从1984年开始，在沈阳市、哈尔滨市、大连市、鞍山市等城市的供水工程小不同时期先后选用了不同型号，一次侧为10kV的变频调速装置。其中哈尔滨第三净水厂用的是奥地利ELEN公司的设备（奥地利政府贷款）鞍山市三家净水厂用的是

5、徳国西门子公司80年代末的设备（口元贷款）。大连沙河第二净水厂用的是徳国西门子公司1998年以后推出的最新的SIMOVERT（日元贷款）。吉林市第二净水厂及第三净水厂分别于2002年、2004年选用了和美国罗宾康技术等同的利徳华福公司的10kV变频调速设备。吉林市第三净水厂产品新颖、运行可靠、技术先进、节能优点显著。另外，以前我们对西门子公司不同时期的产品介紹很多，2005年美国罗宾康公司被西门子公司收购，所以本文重点介绍吉林市第三净水厂水泵机纽•的变频调速，其很具有代表性，而且实际意义也很大。吉林市自來水集团有限公司在考察对比了国内外多家高压变频器生

6、产厂家后，决定选用北京利徳华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A系列高压变频器。2002年先在二水厂选用一台，两年來运行效果很好，2004年决定在三水厂再选用两台。HARSVERT-A系列高压变频器技术先进，可靠性高，输岀电压波形好，并且已在电力、冶金、石化、币政供水、水泥等多个领域成功应用，得到了用户的普遍认可和山场的长久考验。二、工程概况吉林市于1998年建成二水厂（净水厂），于2004年建成三水厂（净水厂及原水给水厂），二水厂与法国得利满公司合作，V型滤池计算机系统山设计院和法国得利满联介设计。V型滤池用的设备（阀门、仪表、控制台）材料，

7、送水泵房的水泵，高压10kV电机，中控室计算机系统及模拟屏、投影设备均由法国得利满公司供货。儿年来，通过与外方合作，去国内外水厂考察调研，学习到了国内外水厂的长处，积累了丰富的经验，尤其是时间已进入了二十一世纪，在设计三水厂时，必须以“高起点、上水平、创特色”为宗旨，厚积薄发，开拓创新，要设计、建设最好的水厂，让市民满意的水厂。三、节能原理同中国其他城市-•样，吉林市城市用水量是不均匀的，这是由于气候和人们生活以及生产规律所决定的。山于流最的变化从而影响到管网水头损火的变化，尤其是地势平坦的市区，在儿何扬程很小的情况下，送水泵站出11所盂压力随流量的变

8、化更为显著。水泵站的装机是按域不利条件下、最大时流量和所需相应扬程决定的。而实际上每天内只有很短时间能达到最大时流量，大多数时间里，水泵站都处在小流量下工作。为了适应流量的变化,许多泵站在运行中采取关小出口闸门的办法来控制流量，从而造成出口闸门前后的压力差值（少则多米，多则儿十米）就白白地浪费于闸门阻力上（如图1）。图1：川水泵出口闸门调节水泵运行情况图2：调节水泵台数和出口闸门适应流量变化当水泵台数足够多时，是可以很好地适应水量变化的，但是水泵型号是有限的，装机台数过多，不仅管理不便，而且会无谓地增人建筑而积，提髙工程造价，即使这样，也无法做到完全适

9、应水量变化，还需耍用闸门来调节水量（如图2）o很多水厂切削水泵叶伦适应工作点需要，因水泵工作点不连续照样有能最损失。为此，采用水泵机组无级调速技术，可连续地改变水泵转数，來变更水泵工况，使其流量与扬程适应于管网用水暈的变化，才能捉高机组效率，维持管网压力恒定，达到节能的效果。节能原理如图3所示。AB为全速泵特性曲线,AnBn为调速泵特性曲线,CBnB为管路特性曲线,CO为儿何扬程（含地形差和口由水头），当用水量从Qmax减少到Qmin的过程中，全速泵的扬程将沿BAIlli线上升，而管网所需扬程将沿BBn曲线下降，这两条曲线纵坐标的差值就意味着全速泵扬程

10、的浪费。应用水泵调速技术时，当用水量从Qmax变动到Qmin的过程屮，水泵转数随流量从额定位n