变频技术在曝气风机节能改造中应用探究

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1、变频技术在曝气风机节能改造中应用探究摘要：污水处理是现代城市不可缺少的部分，往污水好氧池加入氧气，加压风机是不可或缺的设备之一，由于风机的容量必须按照最恶劣的天气设计，而实际运行时往往满负载运行的情况不到全年时间的20%,其电能消耗非常大。在传统污泥处理工艺中，风机的电耗占到整个处理工艺能耗的40%以上，所以对曝气风机节能改造的意义重大。关键词：PLC；变频器；节能改造Abstract：thesewagetreatmentisanindispensablepartofmoderncity,tosewageaerobicpooladdingoxygen,

2、pressurizationfanisanindispensableequipment,duetothefancapacitymustbeinaccordancewiththemostsevereweatherisdesigned,andtheactualoperationisoftenfullloadsituationaroundtheyear20%,theelectricenergyconsumptionisverylarge・Inthetraditionalactivatedsludgetreatmentprocess,fanenergycons

3、umptionaccountedfortheentireprocessover40%ofenergyconsumption,sotheaerationfanenergysavingissignificant.Keywords：PLC；frequencyconverter；energysaving中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：引言：污水处理是现代城市不可缺少的部分，往污水池加入空气，加压风机是不可或缺的设备之一，由于风机的容量必须按照最恶劣的天气设计，而实际运行时往往满负载运行的情况不到全年时间的20%,其电能消耗非常大，因而对风机系统进行

4、变频改造，其经济效益是相当可观的。工艺流程介绍图1系统流程图如图1所示：该系统有三个风机组成，设计为2用一备,风机功率为75KW,采用软启动启动，启动后切换到旁路，全功率运行。两台风机全负载运行为设计的最大运行量(即最恶劣情况)。平时大部分时间，一台全功率运行，另一台只要运行10%-30%之间。所以对风机的控制进行变频的节能改造是非常有必要的。变频调速节能原理三相异步电动机的转速公式为：n=nl(1一s)=60f(1—s)/p(1)式中：n—电机的转速，r/rainnl—同步转速。r/minP一磁极对数s—转差率.%f一频率，Hz由转速公式（1）可知，

5、可以通过改变极对数、转差率和频率的方法实现对异步电机的调速。前两种方法转差损耗大，效率低，对电机特性都有一定的局限性。变频调速是通过改变定子电源频率来改变同步频率实现电机调速的。在调速的整个过程中，从髙速到低速可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（10%〜100%）和精度高等性能，节电效果20%〜30%。系统改造方案设备控制方案改造，竟可能减少对原有系统的改动，所以保留原有的软启动控制柜，新增一个变频控制柜。控制方式可以进行工频和变频的切换，切换到工频模式时，沿用原有的软启动控制系统，节约改造成本。同时为长远考虑，新增柜可以有A.B两路供电，

6、A路变频时，B路工频，B路变频时A路工频。这样一个控制柜可以同时控制两台风机。如图2,所示。图2A.B回路切换示意图如图3所示，电机一变频时，电机二工频，电机二变频时电机一工频。图3电机回路切换示意图4.系统硬件配置系统控制采用PLC加触摸屏的控制方式，同时配置电力参数仪表，实时监测计量风机的电流，电压电量等参数，并通过RS485通讯的方式将参数传送到PLC,通过触摸屏外置的USB存储器将数据进行记录。便于计量。系统硬件配置如下：1.变频器配置西门子75KWMM4302.PLC配置西门子S7-2003.人机界面配置KICONMT4512TE10寸触摸屏

7、4.电力参数表配置施耐德PM210电力参数表硬件系统配置如图4所示：主控制器为PLC,工频和变频通过变频器，软启动来实现，人机界面为触摸屏，两个回路风别配置电力参数表，电力表，触摸屏通过RS485通讯方式和PLC连接。图4系统硬件配置示意图软件开发%1输入输出功能介绍由图5-6接线示意图可知，系统包含5数字输入；8数字输出（其中一路作为脉冲输出）；3模拟量输入；2模拟量输出。输入输出功能如表1所示：表1输入输出功能表%1PLC控制程序根据系统的主要部件和各部件的功能，程序大致可分为：两路供电系统变频和工频的切换，两个电机变频和工频的切换。变频器频率的调

8、节程序，触摸屏通讯程序，两个电力参数表的通讯程序。具体的程序参看附录PLC程序。%1触摸屏程序