高压变频器在水厂节能应用及效果分析
交流电机变频调速技术,特别是计算机控制技术的成熟,使PLC与变频调速结合更加紧密,能在水厂发挥更加积极的作用。
水厂供水变频调速系统具有操作简单、可靠性高、抗干扰强、供水压力恒定、节能高效等优点;同时随着系统的更加深入应用,水厂可以实现无人值守;另外,该系统可实现多台水泵的软启动、软停止,最大限度减少传统操作方式易造成的管网水击效应;借助网络通讯技术,可实现泵房的远程数据维护和远程控制,扩大了变频器的运行灵活性,提高了其运行可靠性。
3.1 PLC控制系统的优化改进
供水变频调速系统主要包括现场控制层、控制干线层、管理层三部分。系统若采用DCS(分散控制系统)结构,实现难度相对较低。DCS的控制方式采用分散控制、集中管理的多级控制方式,虽然功能分散,但系统的可靠性得到了提高。另外,现代化管理的发展趋势也应该是水厂目前需要考虑的重要问题:水厂的管理网络应包括中央控制室的计算机系统,另外,为实现数据共享,水厂采集的各种数据均输入到管理网络系统的服务器中;生产数据和管理数据存储在同一数据库中,可实时监控水厂的实际运行情况;另外,服务器采用双硬盘配置,提高了数据的安全性;客户端与服务器采用100Mb网卡,提高信息的传输速度。
3.2变频技术及变频器在水厂供水中的应用
变频技术与变频器具有极高的节电率,其节能降耗效果显著,不仅可以节省水厂因冗余设计而造成的资源浪费,而且由于较高的功率因数和调速精度,可以获得较好的运营效益。变频技术可以减少设备和材料的损耗,降低机械噪音和损耗,还可以有效提高供水的水质和水量,满足生产工艺的动态要求。
4.变频调速系统运行
本公司变频调速系统全天候不间断连续运行,当系统运行在工频状态,泵口实际压力值与给定值相差较大时,启动一台工频机组来满足用水要求,此时通过变频系统的调节,使水流量满足用水要求。
泵口压力给定值的设定是根据四季水流量需求曲线、全天需水曲线历史数据分析而生成的。当城市供水管网正常运行时,变频系统按给定值闭环运行;当城市管网异常时,可在上位机上实时改变给定值,满足供水需求。
通过变频调速系统运行5年,千吨水电耗明显降低,按测算(不含检修时间,按年运行340天计算,每天节电1440kW/d),年节电约49×104kW·h,显著减少了工频电机启停次数,降低了泵房工作人员的工作强度,泵口压力曲线趋于平滑,杜绝了管网压力过高引起的爆管现象,减少了管网运行过程中的漏水现象。为实现全自动恒压供水提供了有效的数据积累。