变频调速在供水行业的应用

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1、变频调速在供水行业的应用-建筑给排水论文摘要：供水行业的调查结果表明，变频调速是一项有效的节能降耗技术，其节电率很高，几乎能将因设计冗余和用量变化而浪费的电能全部节省下来；又由于其具有调速精度高、功率因数高等特点，使用它可以提高产品质量、产量，并降低物料和设备的损耗，同时也能减少机械磨损和噪音，改善车间劳动条件，满足生产工艺要求。以下是变频器在供水企业生产过程各个环节中的应用情况。关键词：变频供水行业变频调速1大功率变频器在城市供水中，大功率变频器主要应用在水泵上，由于水泵流量随着外界用水情况不断变化，扬程也因流量和吸水井水位的变化而变化，因此设备不可能总保持在一个高效工作点运

2、行，需要进行控制。为使水泵能够运行在其特性曲线的高效区，过去多采用阀门控制与台数控制，效果不能令人满意。为满足工艺要求和适应运行工况的改变，需要水泵调速使机组尽可能始终运行在高效区内，以达到节约电能的目的。下面是几种常见的大功率变频器。1.1大功率交—直—交电压型、电流型变频器大功率交—直—交电压型变频器主结线图见图1。此类变频器采用几个功率单元多重化并联而成，达到低谐波、大电流的输出目的。若中间耦合电路电容较大，使逆变输入端直流电压保持恒定，不受负载变化的影响，则逆变器的输入端可以看成是一个电压源，这就是电压变频器，在深圳市梅林水厂安装有四台1000kWSIEMENS电压型变

3、频器。若中间耦合电路电感较大，则逆变器输入端就可以看成是一个电流源，这就是电流型变频器，在北京市第九水厂安装有四台2500kWSIEMENS电流型变频器。1.2完美无谐波变频器大功率完美无谐波变频器主线图见图2。该变频器由多个功率单元串联而成，由低压单元叠加达到高压输出的目的，各个功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，二次线圈互相存在一个相位差，实现输入多重化，叠加得到多种不同的电压等级，合成正弦输出电压波形，由此可以消除各单元产生的谐波。每个功率单元都是由IGBT构成三相输入、单相输出的PWM型变频器，根据电机的电压等级确定每相串联功率单元的数量。目前上海大场水厂安

4、装有两台美国ROBICON公司生产的1350kW变频器。统计表明，应用大功率变频调速节能效果非常显著，梅林水厂送水机组的单位配水电耗始终保持在0.35kW·h/(m3·MPa)左右。交—直—交电压型、电流型变频器多用于新建水厂，采用高—低形式，直接选用中、低压电机；而完美无谐波变频器更适合于改造项目，无须更换原有的高压电机或另加升压变压器。在采用大功率变频器时，首先要考虑采用调速系统的节能潜力，其次要考虑到谐波对电网的影响，选择合适的容量与台数。2中小功率变频器中小功率变频器大多采用了高密度集成电路和高效率冷却技术，体积小，安装容易，维护方便，操作简单。变频器提供了丰富的

5、频率控制端子，以便用户根据实际情况选择合适的控制方式。通常变频器都设有0～10V或4～20mA的频率控制端子以及数字通讯接口。变频器的闭环频率控制系统主要包括被控对象、测量元件、变送器、调节器和执行机构。调速电机所传动的生产机械控制对象有温度、位置、压力和流量等，变频器和电机构成的传动机构是闭环系统中的执行机构，变频器接受调节器所输出的信号，调节电机转速，维持被控量的设定值。控制框图见图3中小功率变频器应用十分广泛。2.1空压机空压机在供水行业的应用较多，如用于控制滤池恒水位过滤与反冲洗各气动阀门与闸板、污泥脱水压滤机的隔膜挤压等气源供给。空压站采用变频调速可以使空压机在低于额

6、定压力又满足生产要求的任何压力下运行，再辅以压力闭环控制，可实现空压机的供气压力——转速的动态匹配，减少电机的实际输入功率，达到节能目的，另外还具有供气压力稳定、配用电机实现软启动、降低机械磨损等优点。2.2混合池搅拌机在给水处理中，加药混合工艺对后续絮凝沉淀工艺的效能产生极为重要的影响。若以变频器驱动搅拌装置，通过调节和选择合适的速率，就可以达到所期望的G值和GT值，得到良好的混凝效果和节能效果，同时也降低了机械磨损。变速搅拌装置在欧美、日本早有使用，在梅林水厂也已采用。2.3排泥行车平流沉淀池的排泥对沉淀的效能影响较大，及时排除积泥是保证沉淀池正常运行的必要条件，积泥过

7、多将导致沉淀池有效深度和容积减小，水力停留时间缩短，降低沉淀效率，影响出水水质。采用机械吸泥排泥行车排泥可靠性较高，目前基本采用往复式“M”形4个行程的排泥方法。这样控制较复杂，行车行走距离又长，机械磨损较大，常出现行车咬轨甚至脱轨现象。采用变频调速改造可以根据积泥深度调节行车的行走速度(递增或递减)，一个行程就可以将泥排尽。积泥深度可以用污泥界面仪测得或经验估计，以此作为变频器的给定输入、比例调节变频器的输出频率。2.4药剂投加混凝剂、石灰的投加，需要根据原水水质与水量的变化