变频器在污水处理厂的应用

一、污水处理工艺过程（活性污泥处理方式，日处理量为8000吨级）：

二、变频器在污水处理设备上的应用

    污水处理厂的设备是全天候运转的，而且曝气机和潜水泵是污水处理的核心设备，需要用变频器对曝气机的鼓风机（罗茨风机）和潜水泵进行调速。

1、变频器在鼓风机（罗茨风机）上的应用

    鼓风机将压缩空气通过管道送入曝气池，让空气中的氧溶解在污水中供给活性污泥中的微生物。鼓风机在工频状态下起动时，电流冲击较大，容易引起电网电压波动，而鼓风机（罗茨）风压一定，风量只能靠工作台数及出气阀来调节，实际生产运行中往往是通过调节出气阀门来控制，即增加管道阻力。因而许多能量多浪费在阀门上。随着变频调速器的广泛应用，利用变频器的调速范围宽，机械特性硬等特点，在罗茨风机上应用了TD2000系列变频器。由于变频器的软启动大大的减小了电机起动时对电网的冲击，而且在正常运行的时候，将出气阀门开到最大，根据工艺和参数的要求，适当的调节（通过控制系统的电位器）电机的转速来调节管道的风量，从而来调节污水中的氧气含量。而且可以根据溶解氧传感器反馈的信号（4~20MA）很方便的实现闭环自动控制。免去了许多繁琐的人工操作，并且具有明显的节电效果，以下是风机的节电率统计。
    用三台变频器控制三台风机，其中两用一备，电机的功率P=55KW，设计风量为Q。空载损耗为10%，转速1250转/分。若风机正常在970转/分以下连续可调，污水处理每天所需的供风量为1.5Q。

（1）一台工频运行，一台变频运行；则全速

    P0=（55-55*10%）=49.5KW
    P1=55KW
    P2=5.5+49.5*（50%）3=11.7KW
    总消耗的功率为67KW

（2）两台变频运行时每台的平均供风量为75%Q

    P1+P2=5.5+（75%）3*49.5=26.4KW
    总消耗的功率为52.8KW

（3）三台变频运行时，每台的平均供风量为50%Q

    P1=P2=P3=[5.5+(50%)]3*49.5=11.7KW
    总消耗的功率为P1+P2+P3=35.4KW

    可见三台风机全投入变频运行时效果最好。假定每月工作30天，每天工作24小时，按每度0.7元计，则方案三可以比其他两个方案多节省电缆8000元左右。

2、变频器在潜水泵上的应用

    潜水泵起动时的电流冲击及调节压力/流量的方式与鼓风机相似。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，且电机起动/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，且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小水泵启动时对机械的冲击。并且具有明显的节电效果。

三、系统应用效果

    污水处理厂中的鼓风机和潜水泵在使用了TD2000系列变频器以后，不但免去了许多繁琐的人工操作，不安全隐患因素，并使系统始终处于一种节能状态下运行，延长了设备的使用寿命，更好的适应了生产需要。而且安圣变频器丰富的内部控制功能可以很方便地与其他控制系统实现闭环自动控制。从半年运行情况来看，效果很好。因此，在污水处理厂或相似的系统中使用变频器应具有很好的推广价值。