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　　一、自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻節能原理

　　在大多數改建、新建的自動(dòng)化水廠(chǎng)泵房中，都配備了變頻器，在改善工藝的同時(shí)，進(jìn)一步降低能耗。在這過(guò)程中，變頻器控制方式與PLC、手動(dòng)運行模式基本上一致，通過(guò)控制箱就能現場(chǎng)切換。在水廠(chǎng)泵房送水中，通過(guò)PLC自控系統以及PID調節，不僅能讓變頻器進(jìn)行自動(dòng)調速，還能保障恒壓供水，即使在無(wú)人值守的泵房，也能進(jìn)一步提高水廠(chǎng)生產(chǎn)效率與安全性。在變頻器取水中，通過(guò)PID以及PLC調節，不僅能讓變頻器實(shí)現自動(dòng)調速，還能讓清水始終處于穩定的狀態(tài)，在無(wú)人值守的泵房中，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)、高效的供水。在自動(dòng)化水泵房控制設計中，通常由清水位控制送水泵房壓力控制和變頻器頻率，通過(guò)改變送水泵房變頻器工作狀態(tài)，影響水壓力，它清水池時(shí)間滯后影響尤為突出，同時(shí)還會(huì )絮凝池、平流池、濾池水流量對水位的影響也很大。因此，用清水池水位對水泵房機組節能的方法對節能改造沒(méi)有太理想的效果。負載轉矩和轉速的平方以正比例關(guān)系呈現是水泵的主要特點(diǎn)，同時(shí)，軸功率和轉速的立方額成正比例關(guān)系。Q：Qo=n：no，H：Ho=(n：no)2，P：Po=(n：no)3，其中no為額定基準轉速，n是運行轉速，Ho是no的揚程，Qo是no的流量，H是n的揚程，Po是no的功率，同時(shí)P也是n的功率。對于現實(shí)中的泵負載，有一個(gè)和高低差具有實(shí)際聯(lián)系的揚程，在變頻運行或者調速中必須特別注意。

　　在實(shí)際工作中，運行點(diǎn)一般由管路對曲線(xiàn)進(jìn)行阻擋，H到Q之間的交點(diǎn)對其也有重要作用。如：80%以上的運轉點(diǎn)不會(huì )在C區域，而在D區域。同時(shí)，軸功率必須考慮相似的問(wèn)題，也就是說(shuō)工作點(diǎn)不能和立方曲線(xiàn)直接交叉。也就是說(shuō)，在相同的轉速下，揚程越大，流量降低的比例就會(huì )越大，當轉速范圍縮小到一定范圍時(shí)，節能效果也會(huì )隨之降低。

　　在轉速節能效果控制與閥門(mén)控制中，如果自來(lái)水廠(chǎng)流量從1.0轉換成0.5，在閥門(mén)控制中，利用關(guān)小閥門(mén)讓相關(guān)曲線(xiàn)的阻抗由R1變成R2，此時(shí)的工作點(diǎn)也會(huì )從原來(lái)的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn);如果使用的是轉速控制，在同一阻抗曲線(xiàn)中，R1就會(huì )從A點(diǎn)直接移動(dòng)到B點(diǎn)。在P到Q軸功率特性曲線(xiàn)不變的情況下，100%的閥門(mén)轉速就會(huì )直接從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn);在轉速控制中，它會(huì )在實(shí)際揚程的控制功率上，從A點(diǎn)運動(dòng)到D點(diǎn)，和閥門(mén)控制結果相比，它能得到相當于BD一樣的節電。如果使用的是變頻調速，由于實(shí)際揚程相對較小，所以軸功率會(huì )越來(lái)越接近曲線(xiàn)立方關(guān)系，此時(shí)調速產(chǎn)生的節能效果就會(huì )更大。

　　對于自來(lái)水廠(chǎng)的水泵，由于需要隨時(shí)向供水系統補水，所以在不同的時(shí)段區域以及不同的季節，用水量存在很大不同，需要補充的系統和流量壓力也存在很大差異。傳統的節能方法是，調節揚程壓力與節水流量，不僅浪費資源，流程也相當麻煩，需要較高的成本，同時(shí)還會(huì )造成大量的機械損耗。

　　二、自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻器節能改造的工藝要求

　　在自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻器節能改造中，變頻器一般使用遠程控制與本地控制相結合的方式進(jìn)行。其中遠程控制又包括壓力負反饋和頻率控制，一般頻率調節都在0到50HZ之間。而直接頻率控制和壓力負反饋遠程控制都有PLC進(jìn)行選擇，在運行過(guò)程中，也可以根據變頻器具體的控制方式選擇。本地控制是對面板進(jìn)行的控制，控制方式調整成LOCAL;在頻率調節時(shí)，通過(guò)手動(dòng)頻率控制，進(jìn)而保障出廠(chǎng)壓力與流量。在對自來(lái)水廠(chǎng)變頻器改造中，為了保障改造質(zhì)量，必須根據節能目標滿(mǎn)足基本的節能要求，在這過(guò)程中，價(jià)格合理尤為重要;其次是水泵必須達到高強度的連續、可靠運轉，進(jìn)而保障系統由工頻到變頻，以及由變頻到工頻之間的轉換，一旦出現瞬時(shí)停電現象，通過(guò)自動(dòng)再啟動(dòng)的系統就能正常運行。

　　在某自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻器中，該系統擁有三臺水泵，并且每臺電機容量都能達到75KW，一臺作為備用，另外兩臺正常工作。具體情況如下：在三臺水泵中，對其分別進(jìn)行定速和調速運行，并且變頻器智能作為一臺電機的電源。所以每臺電機的停止、啟動(dòng)都會(huì )相互相應，通過(guò)這種邏輯性電路控制，不僅可以保障電路切換，還能達到節能目標。

　　在外部接線(xiàn)以及變頻器選型中，一般選用風(fēng)機、水泵類(lèi)專(zhuān)用的變頻器，用PLC進(jìn)行控制。在變頻器接線(xiàn)中，水泵運行中的管壓會(huì )直接影響水泵運行狀況。如果管壓高于0.8時(shí)，定速、變速、備用各一臺;當管壓低于0.64時(shí)，兩臺備用，一臺變速或者定速;當管壓低于0.52時(shí)，兩臺備用，一臺作為變速。這三種情況都是根據管道流量以及壓力傳感器信號，通過(guò)函數發(fā)生器將其演變成控制信號，進(jìn)而啟動(dòng)閥門(mén)與電動(dòng)機。對于運行狀態(tài)的電機，壓力信號一般由三種不同的速度進(jìn)行切換。

　　在變頻器接線(xiàn)中，電機轉向和電源相序連接沒(méi)有直接關(guān)系，一般根據電機連接的方式達到電機轉向。在這過(guò)程中，需要注意的是：電機端和電源端絕對不能反接，否則就會(huì )損壞變頻器。對于電源開(kāi)關(guān)、KM1接觸器、QF容量則根據自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻器具體要求選擇。通過(guò)在變頻器上安裝功率表、電壓表、功率因素表、電流表等模擬類(lèi)電表，對電機進(jìn)行細致的監控;對于CM、FWD、C1V1等繼電器連接，通常使用靈敏度很高的微型雙觸點(diǎn)繼電器。在頻率設置中，可以根據流量、壓力對其進(jìn)行手動(dòng)切換，為了轉換功率因素，必須安裝DK線(xiàn)圈，設置報警電路，一旦出現故障，通過(guò)聲光就能達到報警效果。

　　結束語(yǔ)

　　從自來(lái)水廠(chǎng)水泵變頻器自身特征來(lái)看，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，對安全生產(chǎn)具有重要作用。因此，在實(shí)際工作中，必須根據相關(guān)要求，從各方面避免水泵壓力突破，在保障水壓穩定的同時(shí)，保障水廠(chǎng)安全生產(chǎn)以及節能降耗等具體要求。