變頻調(diào)速在福建恒源自來水廠的設(shè)計(jì)應(yīng)用

三化，三鋼為自來水廠的兩個(gè)供水大戶。其中兩廠的情況如下：

　　1．自來水廠的主要供水單位有兩家，而兩家共用一個(gè)進(jìn)水母管。

　　2．三化，三鋼的母管揚(yáng)程大約差4米左右，三鋼為揚(yáng)程低者。

　　3．三鋼由于過去需水量比較大，而且由于特殊工況要求，水量補(bǔ)充不允許中斷，因此廠內(nèi)在近年建立了一個(gè)比較大的蓄水池，因次所需水量較小，而三化所需水量較大，三化所需水量大約為三鋼的1-2倍。

　　4．由于過去通過調(diào)節(jié)閥門控制水量大小，現(xiàn)在兩廠閥門皆沒處在全開狀態(tài)。

　　5．由于兩廠水量調(diào)節(jié)需通過用戶觀察員，用戶操作員，用戶調(diào)度，水廠調(diào)度，水廠操作員幾個(gè)環(huán)節(jié)，信息流通不是很快捷，閥門調(diào)節(jié)比較頻繁。

　　6．三化總共有九個(gè)進(jìn)水閥門，其中6個(gè)供清水用，3個(gè)供鋼廠工業(yè)用水，但清水用水比較少，而閥門卻多，工業(yè)用水需求量大，而閥門卻少，這就造成蓄水池大量溢水，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

　　高壓變頻器是一種新型的高科技節(jié)能產(chǎn)品，它的節(jié)能原理是取代了原有的控制閥門調(diào)節(jié)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，根據(jù)上訴情況，我們提出了以下經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行方案：

　　1．在水廠操作車間安裝三化，三鋼水流量表，這樣可以時(shí)時(shí)觀測到供水量，方便的對水量進(jìn)行調(diào)整。

　　2．經(jīng)常了解三鋼，三化進(jìn)水閥門的開度情況，確保三化閥門為全開狀態(tài)。

　　3．?? 通過進(jìn)10天的調(diào)試過程，我們發(fā)現(xiàn)三化水量在2700噸，三鋼水量為2000噸即為長期供水水量的最佳值。

　　4．?? 如果三化要加水，調(diào)度要了解三化需加水量，例如300噸，在通知水廠操作車間以流量表顯示為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)變頻器頻率，使三化水量加大到300噸為止。

　　5．?? 加減水量后，要了解三化水量情況，滿足后即調(diào)回正常供水情況。

　　6．?? 長期供水中，三鋼閥門有開大或開小的情況，如果開大閥門即三鋼水量增大了，此時(shí)調(diào)節(jié)變頻器頻率滿足三化供水要求，如關(guān)小閥門即三鋼水量減小，此時(shí)三化水量明顯增大，要即時(shí)調(diào)節(jié)變頻器頻率，使其達(dá)正常供水狀態(tài)，避免三化調(diào)節(jié)閥門。三鋼供水穩(wěn)定后要提示他把閥門關(guān)到正常情況，調(diào)節(jié)變頻機(jī)組恢復(fù)到正常的供水環(huán)境。

　　7．?? 變頻機(jī)組#10可提供0-6000噸水量，若需水量大于6000噸，此時(shí)需加一工頻運(yùn)行小機(jī)組，可再次通過對變頻器的調(diào)節(jié)控制水量，盡量不要使變頻器長期運(yùn)行在50HZ工頻環(huán)境下。

四．變頻改造后的效益計(jì)算

　　我們從水泵調(diào)速節(jié)能原理得知，當(dāng)水泵拖動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，出力為額定值，轉(zhuǎn)速及功耗為額定值，當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，可以按需要升降電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變水泵的性能曲線，使水泵的額定參數(shù)滿足工藝要求，根據(jù)水泵的相似定律，變速前后流量、揚(yáng)程、功率與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系為：?
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=（n1/n2）2
P1/P2=（n1/n2）3
Q1 、H1、P1—水泵在n1轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、揚(yáng)程、功率；
Q2、H2、P2—水泵在n2轉(zhuǎn)速時(shí)相似工況條件下的流量、揚(yáng)程、功率

　　假如轉(zhuǎn)速降低一半，即：n2/n1=1/2，則P2/P1=1/8，可見降低轉(zhuǎn)速能大大降低軸功率達(dá)到節(jié)能的目的。從上圖中可以看出：當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1降為n2時(shí)，水泵的額定工作參數(shù)Q、H、P都降低了。但從效率曲線η-Q看，Q2點(diǎn)的效率值與Q1點(diǎn)的效率值基本是一樣的。也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，額定工作參數(shù)相應(yīng)降低，但效率不會(huì)降低，有時(shí)甚至?xí)岣?。因此在滿足操作要求的前提下，水泵仍能在同樣甚至更高的效率下工作。

　　為了使測量的數(shù)據(jù)更加真實(shí)，我們在高壓變頻穩(wěn)定運(yùn)行之后又進(jìn)行了72小時(shí)的節(jié)能測試，我方調(diào)試人員在72小時(shí)之內(nèi)時(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，包括電機(jī)電流，出水量，電機(jī)溫度，母管壓力，頻率，水位深度等，以便更準(zhǔn)確的進(jìn)行節(jié)能計(jì)算。如下表所示：

??? 　　母管壓力均在0.212-0.228MPa之間，水位深度為8.88-8.93米，頻率保持在44HZ-46H，按場年均單耗132kwh計(jì)算，三天的平均節(jié)電率為15 %，在廠方已經(jīng)采取了多次節(jié)能措施的前提下，能達(dá)到這樣的節(jié)能效果，客戶十分滿意。

五． 使用變頻器的附加效果

　　使用變頻器不但可以節(jié)能降耗，它的的許多附加效果也是值得稱道的。

1、減少電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊

　　電機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)的最大啟動(dòng)電流為額定電流的7倍；星角啟動(dòng)為4.5倍；電機(jī)軟啟動(dòng)器也要達(dá)到2.5倍。觀察變頻器起動(dòng)的負(fù)荷曲線，可以發(fā)現(xiàn)它啟動(dòng)時(shí)基本沒有沖擊，電流從零開始，僅是隨著轉(zhuǎn)速增加而上升，不管怎樣都不會(huì)超過額定電流。因此凝泵變頻運(yùn)行解決了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊問題，消除了大啟動(dòng)電流對電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力，大大降低日常的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。?

2、延長設(shè)備壽命?

　　使用變頻器可使電機(jī)轉(zhuǎn)速變化沿凝泵的加減速特性曲線變化，沒有應(yīng)力負(fù)載作用于軸承上，延長了軸承的壽命。同時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)說明，機(jī)械壽命與轉(zhuǎn)速的倒數(shù)成正比，降低凝泵轉(zhuǎn)速可成倍地提高凝泵壽命，凝泵使用費(fèi)用自然就降低了。?

3、降低噪音?

　　我廠水泵改用變頻器后，降低水泵轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時(shí)，噪音大幅度地降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低50%時(shí)，噪音可減少十幾個(gè)絕對分貝。同時(shí)消除了停車和啟動(dòng)時(shí)的打滑和尖嘯聲，克服了由于調(diào)門線性度不好，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，引起管道錘擊和共振，造成給水系統(tǒng)上水管道強(qiáng)烈震動(dòng)的缺陷，在水泵變頻運(yùn)行后，噪音、振動(dòng)都大為減少，變化相當(dāng)可觀。