《電子技術(shù)應(yīng)用》
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變頻器在污水處理廠的應(yīng)用
摘要: 污水處理廠的設(shè)備是全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的,而且曝氣機(jī)和潛水泵是污水處理的核心設(shè)備,需要用變頻器對曝氣機(jī)的鼓風(fēng)機(jī)(羅茨風(fēng)機(jī))和潛水泵進(jìn)行調(diào)速。
Abstract:
Key words :

一、污水處理工藝過程(活性污泥處理方式,日處理量為8000噸級):

二、變頻器在污水處理設(shè)備上的應(yīng)用
  污水處理廠的設(shè)備是全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的,而且曝氣機(jī)和潛水泵是污水處理的核心設(shè)備,需要用變頻器對曝氣機(jī)的鼓風(fēng)機(jī)(羅茨風(fēng)機(jī))和潛水泵進(jìn)行調(diào)速。
1、變頻器在鼓風(fēng)機(jī)(羅茨風(fēng)機(jī))上的應(yīng)用
  
鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過管道送入曝氣池,讓空氣中的氧溶解在污水中供給活性污泥中的微生物。鼓風(fēng)機(jī)在工頻狀態(tài)下起動時,電流沖擊較大,容易引起電網(wǎng)電壓波動,而鼓風(fēng)機(jī)(羅茨)風(fēng)壓一定,風(fēng)量只能靠工作臺數(shù)及出氣閥來調(diào)節(jié),實際生產(chǎn)運(yùn)行中往往是通過調(diào)節(jié)出氣閥門來控制,即增加管道阻力。因而許多能量多浪費在閥門上。隨著變頻調(diào)速器的廣泛應(yīng)用,利用變頻器的調(diào)速范圍寬,機(jī)械特性硬等特點,在羅茨風(fēng)機(jī)上應(yīng)用了TD2000系列變頻器。由于變頻器的軟啟動大大的減小了電機(jī)起動時對電網(wǎng)的沖擊,而且在正常運(yùn)行的時候,將出氣閥門開到最大,根據(jù)工藝和參數(shù)的要求,適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)(通過控制系統(tǒng)的電位器)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)管道的風(fēng)量,從而來調(diào)節(jié)污水中的氧氣含量。而且可以根據(jù)溶解氧傳感器反饋的信號(4~20MA)很方便的實現(xiàn)閉環(huán)自動控制。免去了許多繁瑣的人工操作,并且具有明顯的節(jié)電效果,以下是風(fēng)機(jī)的節(jié)電率統(tǒng)計。
  用三臺變頻器控制三臺風(fēng)機(jī),其中兩用一備,電機(jī)的功率P=55KW,設(shè)計風(fēng)量為Q。空載損耗為10%,轉(zhuǎn)速1250轉(zhuǎn)/分。若風(fēng)機(jī)正常在970轉(zhuǎn)/分以下連續(xù)可調(diào),污水處理每天所需的供風(fēng)量為1.5Q。

(1)一臺工頻運(yùn)行,一臺變頻運(yùn)行;則全速

    P0=(55-55*10%)=49.5KW
    P1=55KW
    P2=5.5+49.5*(50%)3=11.7KW
    總消耗的功率為67KW

(2)兩臺變頻運(yùn)行時每臺的平均供風(fēng)量為75%Q

    P1+P2=5.5+(75%)3*49.5=26.4KW
    總消耗的功率為52.8KW

(3)三臺變頻運(yùn)行時,每臺的平均供風(fēng)量為50%Q

    P1=P2=P3=[5.5+(50%)]3*49.5=11.7KW
    總消耗的功率為P1+P2+P3=35.4KW

  可見三臺風(fēng)機(jī)全投入變頻運(yùn)行時效果最好。假定每月工作30天,每天工作24小時,按每度0.7元計,則方案三可以比其他兩個方案多節(jié)省電纜8000元左右。

2、變頻器在潛水泵上的應(yīng)用
  潛水泵起動時的電流沖擊及調(diào)節(jié)壓力/流量的方式與鼓風(fēng)機(jī)相似。潛水泵起動時的急扭和突然停機(jī)時的水錘現(xiàn)象往往容易造成管道松動或破裂,嚴(yán)重的可能造成電機(jī)的損壞,且電機(jī)起動/停止時需開啟/關(guān)閉閥門來減小水錘的影響,如此操作一方面工作強(qiáng)度大,且難以滿足工藝的需要。在潛水泵安裝變頻調(diào)速器以后,可以根據(jù)工藝的需要,使電機(jī)軟啟/軟停,從而使急扭及水錘現(xiàn)象得到解決。而且在流量不大的情況下,可以降低泵的轉(zhuǎn)速,一方面可以避免水泵長期工作在滿負(fù)荷狀態(tài),造成電機(jī)過早的老化,而且變頻的軟啟動大大的減小水泵啟動時對機(jī)械的沖擊。并且具有明顯的節(jié)電效果。

三、系統(tǒng)應(yīng)用效果
  
污水處理廠中的鼓風(fēng)機(jī)和潛水泵在使用了TD2000系列變頻器以后,不但免去了許多繁瑣的人工操作,不安全隱患因素,并使系統(tǒng)始終處于一種節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行,延長了設(shè)備的使用壽命,更好的適應(yīng)了生產(chǎn)需要。而且安圣變頻器豐富的內(nèi)部控制功能可以很方便地與其他控制系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)自動控制。從半年運(yùn)行情況來看,效果很好。因此,在污水處理廠或相似的系統(tǒng)中使用變頻器應(yīng)具有很好的推廣價值。

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