变频器在水处理系统中的应用
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。