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变频器在南太子湖污水处理厂的应用

更新:2020-01-24

  1、污水处置工艺进程(氧化沟二级处置方式,日处置为10万吨级):  南太子湖污水处置厂是武汉市座氧化沟工艺处置污水的二级污水处置厂,是武汉市个处置后的污水经由过程潜污泵排进长江的污水处置厂。是武汉市实现国家及地域水情况达标的重点工程,总投资约1.7亿元,工程完工后日处置污水10万吨.南太子湖污水处置厂建成后,将截住汉阳地域北起汉江、南至南太子湖、西至墨水湖、东抵长江的20多平方千米内的年夜部门生活污水,让26万市平易近直接受益。  2、出水泵房潜污泵在运行中存在的问题:  1.为了庇护生态情况,南太子湖污水处置厂已于2005年7月正式投进使用,而自动化需10月份投进使用。南太子湖污水处置厂进水泵房采用4台67KW、3台105KW潜污泵,出水泵房采用4台120KW、2台150KW潜污泵运行,由于进、出水泵房潜污泵不匹配(出水泵房前池小,无缓冲余地。水位上升、下降快,后果要末淹厂区要末缺水数分钟烧水泵),造成出水泵房一台潜污泵运行,水位不竭上涨;而两台潜污泵运行,水位迅速下降,致使其中一台潜污泵每30分钟启动一次运行10分钟就必需停机,如斯频仍开停机,给操作人员带来相当年夜的工作强度,并给装备带来很是年夜的损害。  造成这类现象的缘由在于进出水泵房潜污泵扬程纷歧致,系统运行效率低。这是由于系统单机选型匹配不妥、系数裕渡过年夜和不合理的调理方式所造成。参数裕渡过年夜由两方面造成:一是设计规范的裕度系数过年夜,“宽打窄用”;另外一是系统中单机选型过年夜,向上靠档、宁年夜勿小。终造成整套系统“年夜马拉小车”负载运行的不匹配状态。  2.污水处置厂的装备是全天候运转的,而且潜污泵是污水处置的焦点装备,对于这个问题可以经由过程两种方案解决:一个是压出水闸门,另外一个需要用变频器对潜污泵进行调速。  由于水泵类年夜多为平方转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当水泵转速下降时,消耗的功率也年夜年夜下降。经测算,当机泵的流由100降到50时,若划分采用出口和进口闸阀的节省调理方式,则此时机电的输进功率划分为额定功率的84和60,而此时机泵的轴功率仅为12.5,即损失功率划分为71.5和47.5,这说明即使机泵的设计效率为100,在不采用进步前辈的调理措施时,其现实的运行效率可能只有百分之十几或更低。  水泵要靠闸阀来节省,工钱地增加管网阻力以减小流,是以阻力损失响应增加,而此时水泵的特征曲线不变,叶片转速不变,系统输进功率并没有削减,而是白白地损失在节省进程中。在节省调理方式中,电念头、水泵等持久处于高速、年夜负载下运行,造成维护工作年夜,装备寿命低,而且运行现场噪声年夜,影响情况。  3、变频器在出水泵房潜污泵的运用:  1.在工控制领域,变频调速普遍使用于各类调速系统中,它具有体积小、重轻、安装操作简单、数据靠得住、性能稳定、节电效果显著等特点。用在水泵调速控制系统中具有软起动功能,削减了对电网的污染。同时,单台变频器既可用于多台水泵软起动又可用于对某台水泵调速。这样既可以减小装备的投进,又可以减小机电起动对电网的冲击电流影响。  2.潜污泵起动时的急扭和突然停机时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂,严重的可能造成机电的损坏,且机电起动/遏制时需开启/关闭闸阀来减小水锤的影响,如斯操作一方面工作强度年夜,且难以知足工艺的需要。在潜污泵安装变频调速器以后,可以凭据工艺的需要,使机电软启/软停,从而使急扭及水锤现象获得解决。而且在流不年夜的情况下,可以下降泵的转速,一方面可以免水泵持久工作在满负荷状态,造成机电过早的老化,而且变频的软启动年夜年夜的减小水泵启动时对机械的冲击。而且具有较着的节电效果。  3.变频潜污泵的节电原理就是用调速控制取代闸阀控制流,这是一个节电的有用途径。水泵的特征曲线如图1所示。在用闸阀控制额定流Q1=100输出时,则轴功率N1与面积AH1OQ1成正比,若流减半Q2=50输出时,则轴功率N2与面积BH2OQ2成正比,它比N1削减不多,这是由于需要克服闸阀阻力增年夜出水压力而至。若是采用调速控制一样流减半输出时,转数由n1降至n2,按水泵参数比例定律画出n2时的特征曲线,C点为新的工况点,这时候轴功率N2与面积CH3OQ2成正比,在知足一样流Q2情况轴功能下降很多,节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比,可见节电效果十分显著。    4.流体力学的概念:  流∝转速  压力∝转速2  轴功率∝转速3  若转速下降20,则功率下降到51.2  若转速下降50,则轴功率下降到12.5  即使斟酌调速装配自己的消耗等身分,节电也是相当可观的。  4、变频泵的化设置装备摆设  有一种变频模式凡是叫做恒水位变轮回状启动并先开先停的工作模式。在这类排水运行模式中,当来水流少于变频泵在恒水位工频下的流时,由变频泵自动调速排水,当来水流增年夜,变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速,由变频排水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电(欠亨过变频器供电)。变频器则另外启动一台并联泵投进工作。随来水流增年夜,其余各并联泵均按上述不异的方式软启动投进。这就是轮回软启动投进方式。  可是,在任一台泵变频运行时,万一水泵故障有可能使变频器庇护跳闸而遏制工作。各并联水泵是由变频器控制运行的;当变频器跳闸,必然使所有并联水泵停机而中断排水,造成厂区淹水。  是以,当水泵的靠得住性一定,具有自动轮换控制功能的变频恒水位的靠得住性将低于不具有自动轮换控制功能的变频恒水位机。是以从平安生产的角度,我们不主张采用一拖几系统。而计划在出水泵房选用2台变频潜污泵各自自力运行来提高平安系数。并在进水泵房安装2台变频潜污泵调理水。  5、自动化控制的实现  凭据出水泵房前池的水位,经由过程改变潜污泵电念头供电电源的频率来调整潜污泵的转速,从而控制排水,因而变频必需遭到水位反馈旌旗灯号的控制,以组成水位自动控制系统。  经常使用的闭环控制方案是采用线性反馈控制系统。这类系统虽然能够实现恒液位自动控制,可是存在以下不足:  ①成本高,这是由于线性液位(压力)传感器及调理器价格昂贵;  ②靠得住性低,由于线性液位(压力)传感器必需沉进水底且与水充实接触才能丈到水的高度(或压力),是以传感器的丈孔被泥沙梗塞而容易发生丈误差,致使被控水位偏离期看值;  ③现场调试复杂,被控对象的非线性和年夜惯性身分给调理器的参数设置装备摆设带来了坚苦,有可能影响系统的稳定性和动态性能。总之,对于这样一个非线性、年夜惯性进程采用线性反馈控制是不合理的,在经济上不合算,在性能上不越,而且调试不利便。  南太子湖决议采用一种结构简单、运行靠得住、成本低廉的非线性反馈变频调速系统,成功地克服了线性反馈控制存在的问题。在该系统中,采用国产的变频器控制潜污泵,经由过程一套超声波液位传感器组成非线性反馈控制系统,将水位控制在极限环内。  在出水泵房前池上安装一套超声波液位传感器,它可以丈4个液位。凡是运行时水位将在2SL和3SL之间波动,当有年夜扰动时1SL或4SL实现运行频率自整定和水位报警功能,该超声波液位传感器输出旌旗灯号被输送到电气控制单元,实现继电器型非线性反馈特征,并与变频器控制端子相连系,形成非线性控制。  6、系统运用效果:  由于变频器每千瓦的成本随着其功率增年夜而削减,变频调速装配的经济性也随着机电功率的增年夜而提高。变频调速装配投资收受接管期为一年左右,使用寿命约10年。  本潜污泵24小时运行,每月30天,本变频控制柜在恒水位运行区的综合节电率约在20左右,由此:  每月节电总=120KW×20×24×30=17280度  按每度电以0.75元计较,则:  潜污泵的节电资金:0.75×17280度=12960元/每月  变频调速除节电外,还有增产、降耗、的效果。由于它具有体积小、重轻、精度高、通用性强、工艺进步前辈、功能丰硕、庇护齐全、靠得住性高、操作简洁等点,深受使用人员接待,变频调速确是节能、降耗、、高产的理想装备。  竣事语:南太子湖污水处置厂出水泵房的潜污泵在使用了EV2000系列变频器以后,不单免往了许多繁琐的人工操作,不平安隐患身分,并使系统始终处于一种节能状态下运行,延长了装备的使用寿命,更好的顺应了生产需要。而且通用型变频器丰硕的内部控制功能可以很利便地与其他控制系统实现闭环自动控制。从运行情况来看,效果很好。是以,在污水处置厂或相似的系统中使用变频器应具有很好的推行价值。