摘要：水资源作为重要的经济发展因素，在生活中发挥着重要的作用。对污水的合理治理都会为经济的发展做出一定的贡献。变频器也是治理水污染重要的仪器设备之一，而污水治理的主要方法就是需要中央控制的集中监控级的计算机和现场PLC分站以及现场仪器、仪表联合控制治理。目前，变频器是一个先进的电器设备，不久的将来，变频器的应用技术必将成为普通电工的必备知识，我们的污水处理技术需要这样的设备来优化控制，达到节能环保的目的。变频器即将在污水处理领域得到推广应用。
关键词：污水处理；变频技术；应用
1引言
我国是一个能源短缺的国家，节能非常重要。《中国节能技术大纲》提出水泵风机类应最大发挥其节能作用的要求，对污水处理厂来说，水泵风机类负载作为其主要的用电设备，节约能源、降低消耗尤为重要。在污水处理厂采用变频技术，既可实现无级调速，满足污水处理工艺过程中各项指标对电机速度控制的要求，保证工艺流程的相对稳定，又可实现节约能源、降低消耗，减少相关设备的开停次数，延长设备使用寿命，并可解决由于工程实际运行规模与设计规模不一致带来的运行过程的偏差，对协调各工艺流程间匹配关系，起到重要的调节作用，因此变频技术在污水处理厂的生产过程中得到越来越广泛的应用。
随着社会经济的发展，我国各地出现了不同程度的能源和环境危机，节能、环保的问题越来越被社会、政府所重视，污水处理作为环保领域最重要的组成部分之一，如何节能、高效的满足污水处理工艺要求，是电气自控专业很有必要研究的一个问题，本文某污水处理厂为例，介绍了在某污水处理厂中变频器的使用情况及节能效果。
2变频器控制系统
在污水处理厂中，现在大都采用的是分散管理和集中控制相结合的方式，采用集中型的自动化控制系统。该自动化系统主要由设在中控室的集中监控计算机和分散的现场PLC（Programmable Logic Controller）各分站以及现场各种控制用仪器、仪表设备等组成，通过环形工业以太网将三者有机地结合在一起。在中央控制室，操作者可通过计算机检查各个阶段的工艺参数和电气参数，进行相应的处理，完成各个阶段的控制。现场PLC分站将所采集的工艺及电气参数上传给中央控制室的上位机，同时也可接受上位机传来的控制命令而执行相应的控制。在中央控制室中，操作者可以通过鼠标或是键盘轻松控制现场一些主要设备的启、停与调节，实现监控管理和数据采集以及相关分析。
目前污水处理厂多数采用的是离心脱水机（以下简称“脱水机”），要满足不同含水率污泥脱水采用不同转速的需要，因此大容量脱水机的转速必须可调，才能满足脱水工艺需要，过去大都采用高低速电机的方式，低速加减速机作为低速下料，高速采用另外一个电机驱动，降速时采用机械式抱闸，传动系统复杂，故障率较高，因为高速电机容量较大，加上脱水槽的惯性较大，因此起动电流极大且持续时间较长，运转效率较低，且无法调速。
在脱水机运行的过程中，经常会因为转速过快而引起运行惯性增加，给停机带来困难。在过去的点电机断电停机方法分析，这种停机往往都需要大量的时间，甚至是引发一些不必要的安全事故。以变频器为主的脱水机控制系统在这种背景下得到重视，通过分析研究得出，以液压辅助和刹车片为主的控制技术在脱水机出现之后逐渐淡出了脱水机停机舞台，这主要是因为在脱水机工作中，这种停机方法往往需要承担超额荷载、惯性，同时经过长时间的运行时的刹车片温度增高，增加设备维护费用。因此，目前很多的厂家在脱水机生产中已经采用了现代化变频技术，这种技术不仅减少了停机时间，而且降低了维护成本、保证了脱水机的停机安全。
在运转的过程中曾出现过一些故障，一般的故障都是模拟控制信号低于最小允许值，造成这种故障的可能原因主要就是有无信号的错误标准值不准或是控制电缆出现问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但在对其故障排查的过程中，控制电缆没发现问题，PLC给定的信号经仪表测量，其电流也是在一定的范围之内，信号并没有出现问题。经过反复地检查回路信号和变频器参数的设定都没发现问题，而且仪器之间的误差也不是很大。根据考证，发现出现这种现象的可能原因会是电磁干扰造成的。改进的方式就是将变频器与PLC之间的信号线接地，并且继续测试，但结果并没有好转。实际情况是PLC与变频器之间属于同一个接地系统，若是将变频器的接地线和PLC的接地线独立设置，结果情况发生了变化，设备运行都恢复了正常。
3变频器在污水处理中的应用
3.1在脱水机上的应用
离心式污泥脱水机是利用固液两相的密度差，在离心力的作用下，加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。采用交流异步电机直接变频驱动，低速进料、高速脱水。广泛应用于环保、造纸、食品制药、制糖、化工等行业。
脱水机通常都是采用内置制动单元和外部制动单元构成的，针对脱水机停机时间惯性大而造成的停机困难、发热多、维修成本大等问题分析，以变频技术为主的脱水机停机方式越来越受到重视，这一技术的应用有效的解决了传统液压辅助和刹车片停机工作中所产生的体积大、价格高、维护成本高、费用高的难题。某污水处理厂脱水机大、小电机的变频器分别选用ABBACS800系列功率为90KW和ABB ACS510系列功率为15KW的变频器对脱水机进行变频控制。在利用变频器的调速范围宽，机械特性硬等特点，可采用变频器起动/停止脱水机的方式运行，由于变频器的软启动能大大的减小电机起动时对电网的冲击。
经过几年的工作实践总结的出，以变频器控制脱水机为主的负载得到了人们的重视，有效解决了传统停机难的问题。同时，由于脱水机惯性大、停机时间长的影响，脱水机在长期使用中经常会造成刹车片磨损过于严重，甚至给脱水机的整个运转速度、工作性能产生影响。而变频技术的应用中，在脱水机停机的时候采用变频器输出频率，能有效的按照减速运动的原理进行电流控制，从而减少脱水机惯性符合，使得整个脱水机刹车片的性能得到有效的保证，也有效的控制了脱水机的工作能力。
3.2在潜水泵上的应用
潜水泵起动时的电流冲击及调节压力/流量的方式与脱水机相似。
潜水泵起动时的急扭和突然停机时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂，严重的可能造成电机的损坏，切电机起动/停止时需开启/关闭阀门来减小水锤的影响，如此操作一方面工作强度大，切难以满足工艺的需要。
在潜水泵安装变频调速器以后，可以根据工艺的需要，使电机软启/软停，从而使急扭及水锤现象得到解决。而且在流量不大的情况下，可以降低泵的转速，一方面可以避免水泵长期工作在满负荷状态，造成电机过早的老化，而且变频的软启动大大的减少水泵启动时对机械的冲击。且节电效果明显。
4结语
在污水处理厂采用变频调速技术，既可实现无级调速，满足污水处理工艺过程中各项指标对电机速度控制的要求，保证工艺流程的相对稳定，又可实现节约能源、降低消耗，减少相关设备的开停次数，延长设备使用寿命，并可解决由于工程实际运行规模与设计规模不一致带来的运行过程的偏差，对协调各工艺流程间匹配关系，起到重要的调节作用，本文就变频技术在污水处理厂的不同工艺流程中的应用作了全面介绍，以供广大同行参考
参考文献
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论文作者:李根壮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/29
标签：脱水机论文; 变频器论文; 污水处理论文; 电机论文; 技术论文; 设备论文; 刹车片论文; 《电力设备》2017年第24期论文;