污水泵站變頻器的選擇和使用

【摘要】隨著污水處理廠的成本控制的要求逐步提高，對(duì)其中的電能消耗大戶進(jìn)出水泵房的電量必須進(jìn)行有效的控制，而一般的運(yùn)行控制方式不能很好的將實(shí)地改造、節(jié)能降耗和減少設(shè)備故障有效的結(jié)合在一起，使用變頻器卻可以取得較好的效果。本文主要介紹了南京市江心洲污水處理廠進(jìn)水泵房潛水離心泵變頻器的選擇和使用效果。

【關(guān)鍵詞】污水廠；潛水泵；變頻器；節(jié)能

控制成本是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)于污水處理廠而言，主要成本包括能源消耗、藥劑消耗、維修費(fèi)用、大修改造費(fèi)用、人員費(fèi)用等，其中最大的生產(chǎn)運(yùn)行成本——電能源消耗是首先需要控制的成本要素。污水廠的用電主要集中在進(jìn)出水泵房和曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)可以依靠工藝調(diào)控控制開啟臺(tái)數(shù)和時(shí)間，而進(jìn)出水泵房就要依靠控制水泵運(yùn)行在高效區(qū)來減少能源消耗。

一、進(jìn)水泵房的進(jìn)水特點(diǎn)和控制系統(tǒng)的選擇

由于污水收集具有一定的周期性、季節(jié)性和不確定性，一般進(jìn)水泵房依靠水位儀監(jiān)控水位，根據(jù)水位開停水泵來控制水位，但頻繁的開停水泵對(duì)設(shè)備本身會(huì)造成如電機(jī)過熱、啟動(dòng)電流增大、影響供電線路、絕緣老化、電能浪費(fèi)等不利影響，為了避免這些不利因素就必須依靠先進(jìn)的調(diào)控系統(tǒng)，控制水位符合水泵運(yùn)行的最低水位要求和污水收集系統(tǒng)的最高水位要求，并盡可能控制在高效水位。

南京市江心洲污水處理廠在對(duì)多種控制方式進(jìn)行比較后，認(rèn)為現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣的變頻器由于控制功能豐富、體積小、精度高、操作簡(jiǎn)便、保護(hù)齊全、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)使其優(yōu)于以往的調(diào)速方式，不僅可以降低設(shè)備故障率，還可以大幅減少電能消耗，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行，在水泵的控制和節(jié)能方面能發(fā)揮重要而穩(wěn)定的作用，最終選擇了變頻調(diào)控作為江心洲污水廠進(jìn)水泵房的調(diào)控方式。

二、變頻器的選型

在考慮選擇變頻器的型號(hào)時(shí)，主要應(yīng)以實(shí)際水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流和運(yùn)行電流作為參考，并且應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流值，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率會(huì)變壞，因此用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流增加10%而溫升增加約20%。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠，所以變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

江心洲污水處理廠進(jìn)水泵房使用的是ABS潛水離心泵，主要參數(shù)為額定電流I=497A，P=250KW，H=19m，Q=3610m3/h，實(shí)際運(yùn)行電流一般為450A。由于江心洲污水廠進(jìn)水主要為生活污水，選擇了ABB輕載變頻器ACS800-0320-04P-3+P901，額定功率250KW，額定電流521A。

三、節(jié)能理論值和實(shí)際使用效果

1.交流電機(jī)變頻調(diào)速原理

經(jīng)比較，同等水量下，使用變頻后江心洲污水處理廠電能節(jié)約近10%，按用電情況，每天可節(jié)電4000度左右，每年可節(jié)約費(fèi)用約120萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

四、結(jié)論

目前江心洲污水處理廠只是將兩個(gè)進(jìn)水泵房共16臺(tái)泵中的1臺(tái)改為變頻，節(jié)能效果已能令人滿意，達(dá)到了預(yù)期的效果，現(xiàn)在正計(jì)劃進(jìn)行第二臺(tái)潛水離心泵的變頻改造，使泵站的集水池水位可以達(dá)到完全控制的目的。

這樣不但免去了許多繁瑣的人工監(jiān)控水位和水泵的頻繁啟停操作，降低了不安全隱患因素，也使污水輸送系統(tǒng)始終處于節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減小了維修工作量和維修頻率，還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟和軟停，不僅可以使起動(dòng)電壓降低，減小對(duì)電網(wǎng)的大電流沖擊，也能讓出水止回閥減少回水時(shí)的振動(dòng)，減少故障的發(fā)生，更好地適應(yīng)了連續(xù)生產(chǎn)的需要。因此，在污水輸送泵站使用變頻器作為水泵的控制系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。