变频器在水处理系统中的应用 点击:0 | 回复:0



汇尼克

    
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发表于:2003-07-24 14:11:00
楼主
摘 要:本文介绍了基于变频器技术的水处理系统,汲取了近年来水处理技术各方面的取得的成就,在此基础上,形成了一套完善的水处理方案。 关键词:变频器 超声波 可编程控制器 PID调节器。 Abstract:This article introduces a set of water-deposing system based on the inverter technology, Which absorbs the achievements on the various aspects of water-deposing system. on this basis, it constitute a set of perfect scheme on water-deposing system   Keywords:Inverter Ultrasonic Programmable Logic Contract 1 引言 改革开放以来,我国国民经济迅速发展,能源工业发展满足不了需要,而且相当一个时期内能源缺口大的状态不会改观,因此国家以“开发与节约并重”的能源政策为主。其中尤以节约宝贵的二次能源――电能为要,我国生产的电能最大的用户是电机,约占50%,其中风机水泵的耗电占全部电能的30%,并且通常在设计中,用户风机水泵设计的容量都要比实际需要高出很多,这样容易形成人们常说的“大马拉小车”的现象,造成电能的大量浪费,而且无计可施,利用风机水泵专用变频器可以通过调节变频器的V/F曲线,利用风机水泵负载轻的特性,采用变转矩的方法,如下图: 从上图的曲线我们可以看到,变转矩与恒转矩的区别在相同的频率下,变转矩的输出电压比恒转矩的要低,力矩下降,因为风机,水泵的负载轻,所以,不 会影响风机水泵的正常使用,并且由于马达的转速只与电源频率有关,电源频率不变,所以不会改变风机水泵的转速。传统的风机水泵风量、水流量的调节是靠风门、节流阀的调整,当风量、水量的需要减少时,风门、阀的开度减少,但马达的运行功率并没有降低,多余的能量消耗在风门、阀上,所以,风机水泵的节能潜力很大,一般在30%以上。   2 系统原理图 该污水处理厂是一个刚投入使用才2年多的现代化企业,其回流池的控制是传统的继电器逻辑控制方式。采用液位开关给出两个开关信号,直接启停马达,由于马达功率较大,达55kW,并且回流池的容量较小,水流很急,液面波动很大,所以马达频繁启动,对市电电网造成很大的冲击,故障率高。由于生活污水排放的周期性很强,用水高峰时一台不够,用水量少时,不够一台泵的水量。针对现场实际情况,特提出了如下的技改方案: 3 系统特点 (1) 主要电气控制部分采用先进的可编程控制器(PLC)和变频调速器(VVVF)。系统有两种工作方式:自动运行和手动运行。正常情况下系统采用自动运行,此时系统处于闭环控制状态,能根据污水水位的变化调整投入运行水泵的转速和台数,使污水池的水位在一定范围内保持稳定;在系统故障时,可以用手动运行,单独启/停每一台水泵。 (2) 满足考虑到污水池容量小、水流急、马达功率大,一般情况下一台马达满频运行满足要求的事实,为了避免水泵频繁启动,特采用超声波液位传感器(YC)(带液位开关信号)控制,反馈信号准确、快速。经PLC控制,使液位保持在目标范围,此时水泵处于自动运行状态。当污水池中水位上升,变频泵上升到满频运行已不能满足需要,水位进一步上升到设定的最高液位,则变频泵切换为工频运行,变频启动备用泵。两台泵都启动后,如果水位下降到液位的最低设置值,则自动关闭工频泵为备用泵。工作过程如下: (3) 改善机组起停特性:利用变频达到软启动,避免大启动电流对供电系统、配电设备和机泵的冲击,延长设备使用寿命,降低检修费用。 (4) 两台泵互为备用:如果一台泵连续工作了设定时间,则自动切换到另一台泵,避免了备用泵长时间闲置而损坏。 (5) 本系统有两套报警装置:缺水报警和系统故障报警。当水池中水位保持最低液位超过规定时间(这时变频泵工作频率为10Hz),系统发出缺水报警,但不影响系统工作,当水位正常后能自动复位;当电网过流、过压等引起变频器进入保护状态,系统能自动复位。如果多次复位失败(可设定),则系统进入备用无变频两泵系统,并发出声光报警,让管理人员来处理。 4 控制程序 本系统采用了三菱的FX0S-20MR可编程控制器,该可编程控制器编程指令丰富,程序内存大,并配有相应的编程软件,可以通过PC机编程,然后下载输入到PLC,用笔记本电脑可在现场更改,调试非常方便在程序的编写过程中,读者应充分考虑PLC的程序执行方式。由于可编程控制器采用的是顺序扫描方式,所以语句的顺序将会影响到输出结果,有可能出现不正确的结果。 5 结论 该系统运行半年以来,系统工作稳定、可靠。不要进行过维修,跟去年同期所用电费比,节电达35%,估计一年就可收回投资。系统跟处理厂的中控室上位机联机后,能够远程监控现场的工作情况,极大地方便了用户的日常使用和维护。


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