變頻器在曝氣風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

王曉靜

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司，河南平頂山 467013)

0 引言

曝氣風(fēng)機(jī)是廢水處理工藝中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)控制曝氣風(fēng)量的大小(即氧氣的多少)來(lái)控制曝氣池中耗氧細(xì)菌分解有機(jī)物的活動(dòng)，以達(dá)到去除廢水中有機(jī)物的目的。

裝置中共有8個(gè)曝氣池，曝氣量由5臺(tái)75 kW風(fēng)機(jī)和1臺(tái)30 kW風(fēng)機(jī)組成，正常運(yùn)行時(shí)30 kW風(fēng)機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，另外5臺(tái)開(kāi)3備2，該裝置從2007年6月投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行基本穩(wěn)定，但是出風(fēng)量一直存在一個(gè)問(wèn)題:按照上述的運(yùn)行方式，出風(fēng)量偏大，造成能源浪費(fèi);如果30 kW風(fēng)機(jī)不投運(yùn)的話，出風(fēng)量又偏小，不能達(dá)到工藝要求，造成出水指標(biāo)不合格。

為了解決存在的問(wèn)題，達(dá)到既節(jié)能又合格排放，我們要對(duì)其進(jìn)行改造，計(jì)劃對(duì)其中的1臺(tái)75 kW風(fēng)機(jī)采用變頻控制。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

原控制方式是直接啟動(dòng)，采用蘇州萬(wàn)龍ST522電機(jī)綜合保護(hù)器，可以實(shí)現(xiàn)本地/遠(yuǎn)程的啟動(dòng)/停止、過(guò)載/缺相/欠壓/堵塞等保護(hù)、電流輸出、故障記錄等功能。控制原理圖見(jiàn)圖1。

預(yù)想的改造方案是將電機(jī)綜合保護(hù)器脫開(kāi)，完全采用變頻器控制，但是實(shí)施起來(lái)，難度較大，工期長(zhǎng)，且一次電纜要重新敷設(shè)。只能采用以下方案:

變頻器采用ABB ACS550(由于是風(fēng)機(jī)負(fù)載，故變頻器功率選擇為75 kW)，一次電纜從抽屜柜出線引入變頻器輸入端(新增電纜)，原電機(jī)電纜接至變頻器輸出端?？刂菩盘?hào)作以下改變:

①啟動(dòng)、停止不變，仍然接至電機(jī)綜合保護(hù)器，變頻器的啟動(dòng)、停止輸入端接的信號(hào)取自主回路接觸器輔助觸點(diǎn)(NO);②回路電流輸出用變頻器電流輸出信號(hào)(由于原電機(jī)綜合保護(hù)器電流輸出已經(jīng)不能正確測(cè)量實(shí)際的負(fù)載電流);③變頻器的遠(yuǎn)程調(diào)速，采用的方式是:PLC增加一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)(AO)，接至變頻器模擬量輸入端;④變頻器的啟動(dòng)方式設(shè)置為上電自啟動(dòng)。

圖1 變頻器控制原理圖

2 調(diào)試

2.1 回路檢查

按照接線回路圖，逐一檢查接線，并記錄，未發(fā)現(xiàn)接線錯(cuò)誤。

2.2 空載實(shí)驗(yàn)

將馬達(dá)的負(fù)載—風(fēng)機(jī)脫開(kāi)，即皮帶卸下。確認(rèn)后通電，啟動(dòng)后首先確認(rèn)轉(zhuǎn)向，確認(rèn)轉(zhuǎn)向正確后，空載運(yùn)行了30 min，在這個(gè)過(guò)程中，測(cè)試了就地調(diào)速、遠(yuǎn)程調(diào)速，最后采用了就地停止方式，未見(jiàn)明顯異常。

2.3 帶載實(shí)驗(yàn)

將負(fù)載帶上皮帶復(fù)位，由生產(chǎn)操作人員確認(rèn)閥門(mén)狀態(tài)后通電，現(xiàn)場(chǎng)操作柱啟動(dòng)正常，但是隨后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)出口壓力迅速上升，達(dá)到了0.07 MPa(正常為0.05 MPa)，采取緊急停車措施，查找原因?yàn)槌隹陂y門(mén)開(kāi)度較小。調(diào)整開(kāi)度后，現(xiàn)場(chǎng)再次啟動(dòng)，運(yùn)行正常，出口壓力穩(wěn)定在0.05 MPa左右，大概20 min后操作柱停止。然后做了MCC啟動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、停止實(shí)驗(yàn)，正常。最后作了PLC啟動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、停止實(shí)驗(yàn)，正常。

3 運(yùn)行

帶載實(shí)驗(yàn)完成之后，交付生產(chǎn)部，從2010年6月2日開(kāi)始正式投運(yùn)，轉(zhuǎn)速基本控制在40 Hz左右，運(yùn)行電流105.2 A(改造前電流為119.3 A)，電機(jī)溫升正常，無(wú)異音;出風(fēng)量平穩(wěn)，系統(tǒng)運(yùn)行正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)曝氣風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速改造，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)控制送風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)曝氣池中的氧氣含量，使耗氧細(xì)菌在適宜的條件下生長(zhǎng)，分解有機(jī)物。并且還實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源的效果。近9個(gè)月的正常運(yùn)行證明，變頻控制在廢水處理裝置曝氣系統(tǒng)中的應(yīng)用是可行的。同時(shí)，也為同類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有益的參考。