簡述變頻器在供水行業(yè)中的應用

[關 鍵 詞] 變頻器；供水行業(yè)；應用

[中圖分類號] TV21 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）18-0171-01

臺山市臺城供水廠位于臺山市臺城鎮(zhèn)，工程規(guī)模為24萬噸/日，供水泵房安裝臥式離心泵6臺，其中5臺250kW/380V水泵，1臺315kW/380V水泵。每臺水泵出口有一個電動蝶閘，出廠主水管裝有壓力傳感器，供水管網(wǎng)安裝壓力測量裝置，利用無線傳輸方式將各項檢測數(shù)據(jù)傳到中控室，中控室通過電腦管理系統(tǒng)控制每臺水泵的開停，使出廠水壓力被控制在0.36～0.43Mpa。從全天來看，用戶白天用水比晚上多，全年來看夏季用水比冬季用水多。因此在用水高峰期往往出現(xiàn)水壓不足的問題。如果僅僅依靠人工調節(jié)出口閥門開度及頻繁開停泵來調節(jié)供水量，很難準確快速的調節(jié)，那么有可能在用水高峰期時不能滿足用戶用水量，給居民用水造成不便，用水低峰期時供水過多，造成水管壓力過大。這不僅造成了水資源的嚴重浪費，而且存在巨大的事故隱患，比如壓力過高容易造成管爆事故，同時也會引起電機、水泵、閘門故障率增加，維修費用加大。所以采用傳統(tǒng)調節(jié)的方式，已經(jīng)造成了大量能源浪費。

為解決供水過程中出現(xiàn)的此類問題，一種解決方法就是安裝變頻器，可以將變頻器應用在水泵、閘門等處，以實現(xiàn)平滑調節(jié)供水流量、緩解供水壓力，同時達到節(jié)能的目的。

變頻器的使用，可以滿足各種供水壓力的需要。在實際生產(chǎn)操作過程中，水泵流量需時常調整，之前主要通過人工調大或者調小閥門來實現(xiàn)，速度慢，也會縮短閥門的壽命。而使用變頻器就可以方便地調整水泵流量。這是為什么呢？首先，我們先來了解一下變頻器的工作原理。變頻器的一個重要部件是半導體器件，一般是GTO、GTR或IGBT，采用微處理器編程的正弦脈寬調制（SPWM）方法，將直流電變成可變電壓和可變頻率的正弦交流電，以驅動異步電機，實現(xiàn)無級調速。

變頻器的使用減少了設備損耗，從而大大減少了企業(yè)的維修成本。電機正常直接運行時，由于直接啟動，啟動時的大電流帶來的巨大沖力會導致傳動機械的嚴重磨損，進而影響電機和其他相關設備的壽命，所以維修工作量大，維修成本高。當電機采用變頻器進行調速運行后，由于變頻器對電機實現(xiàn)了軟啟動，啟動電流大大減小，降低了對電機的沖擊，也相應延長了設備的使用壽命，大大減小了電機維護的工作量，減少了電機維護成本。采用變頻器后，可有效降低對管道的沖擊。有數(shù)據(jù)顯示，原來泵組在工頻啟動時，出水壓力基本為達到正常壓力的1.35倍左右，持續(xù)大約2分鐘左右；變頻啟動時出水壓力沒有明顯變化。

變頻器的使用節(jié)約了能源，從而大大減少了企業(yè)的制水成本。在供水系統(tǒng)中取水泵、供水泵的耗電量占整個用電設備能耗的40%左右，電費在自來水廠甚至約占制水成本的50%左右?？梢?，如果要減少制水成本，就必須減少企業(yè)的耗電量，那么首先我們需要知道的是“電”都被“耗”在什么地方了。用戶用水量的時刻變化，需要泵機輸出不同的流量，所以自來水廠的耗電量才十分巨大。采用變頻器對取水泵、供水泵進行速度控制后，能夠達到良好的節(jié)能效果。臺山市臺城供水廠安裝變頻器后，每年節(jié)約電費十幾萬元，大幅度降低了自來水廠的制水成本。

變頻器的使用提高了生產(chǎn)效率，減輕了從業(yè)人員的工作強度。變頻器是一種智能化設備，和許多先進的生產(chǎn)設備一樣，采用計算機控制，調速精度高，調速系統(tǒng)在運轉設備與備用設備之間用計算機控制，這樣就實現(xiàn)了設備的自動運行，還可以針對相應的故障進行報警和保護，操作方式可由手動控制轉變?yōu)樽詣颖O(jiān)控控制。變頻器的這一功能，大大減少了工作人員的工作量，改善了工人的工作環(huán)境，提高了工廠的自動化水平，提高了生產(chǎn)效率。

綜上所述，變頻器的應用實現(xiàn)了對水泵流量的控制，延長了設備的使用壽命，同時維護量減小，提高了系統(tǒng)的自動化程度，節(jié)約了大量電能和水資源，切實響應了國家節(jié)能降耗的號召，大大提高了生產(chǎn)效率。

我國很多水廠建設于二十世紀八九十年代，設備老舊，國家現(xiàn)在提倡企業(yè)節(jié)能減排。對于自來水廠來講，面臨的主要問題就是設備改造問題。不少自來水廠選擇了安裝變頻器這一途徑，起到了良好的效果。當然，從經(jīng)濟效益角度講，安裝變頻器前期投資較大，所以部分水廠沒有安裝，但是我們應當看到的是改造后所帶來的經(jīng)濟效益大大彌補了這一缺點，變頻器投資的成本相較于后期節(jié)約的電費、維修費等是九牛一毛。

既然變頻器的成本略高，我們在使用過程中更要注意保護它，使它能更久更好地為我們服務。所以我們應該在使用過程中注意以下問題：

（1）不要讓變頻器長時間的過載工作，這可能會損壞變頻器，縮短變頻器的使用壽命。（2）不要讓變頻器在溫度過高的環(huán)境中工作，可能會造成風機被堵轉，溫度傳感器性能不良等問題。（3）不要在變頻器的電源電壓、發(fā)電機組側電壓不夠的情況下工作，這會出現(xiàn)變頻器頻繁欠壓的問題，極易導致內部元件損壞；反之，如果電源電壓、發(fā)電機組側電壓過高，則會出現(xiàn)變頻器過壓問題，也極易導致內部元件損壞。（4）不要讓變頻器的電器元件長期處于潮濕的環(huán)境中，可能會影響變頻器線路板，造成線路板損壞。（5）如果使用者不按廠家要求檢查和定期維護變頻器，或多年不更換風機，不給變頻器清掃，不檢查螺絲的松動，長年累月的如此會大大縮短變頻器的壽命。（6）如果參數(shù)沒有設置成最佳使用狀態(tài)，長期使變頻器過流、過壓等頻繁跳保護，變頻器電子模塊、元件也會提前老化、損壞。

總之，變頻器在當前節(jié)能降耗大環(huán)境下是一種有發(fā)展?jié)摿Φ脑O備，目前不僅被應用于市政供水行業(yè)，還被廣泛應用于電力、石油、石化、冶金、化工、礦山、有色、水泥、紡織、造紙、印染、船舶、鐵路等多個行業(yè)。所以我們理應熟悉變頻器的工作特性，使變頻器能夠真正地發(fā)揮作用。

參考文獻：

張維東.恒流變頻控制系統(tǒng)在供水中的應用[J].商情，2012（38）：171.