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        6000系列变频器在南宁污水处理厂的应用

        城市生活污水处理自200年前工业革命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。

        一、概述

              命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。

        结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符以下几个发展方向:

        1 总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

        2 运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。

        3 占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

        4 脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。

        5 现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。

        二、污水处理工艺及变频改造可行性

        1 原污水处理系统工艺

              了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。 目前,国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。

           

            b

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            是污水处理的核心设备是全天候运转的,

           

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        2 变频改造的可行性

             

        变频调速能是一项

        3 变频节能原理

           

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        图2中

        曲线1和2表示调速时的压力-流量曲线

        设A点为风机最大工况点。当风量需从Q1减少到Q2时,如果采用节流调节法,工况点由A到B,风压增加到H2,由图中可看出轴功率P2下降,但减少的不太多。如果采用变频调节方式,风机工况点由A到C,可见在满足同样风量Q2情况下,风压H3将大幅度下降,功率P3随着显著减少。节省的功率损耗△P=△HQ2与图中面积BH2H3C成正比。

        a 由以上分析可知,变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节,不会产生附加压力损失,节能效果显著,调节风量范围0%~100%,适合调节范围宽,且经常处于低负荷下运行的场合。但是,当风机转速下降,风量减小时,风压将发生很大变化,由风机比例定律:

        Q1/Q2=(n1/n2),H1/H2=(n1/n2)2,P1/P2=(n1/n2)3

        可知

        P2=(0.8)3×P1=0.51P1,节电49%。

        b 由于功率与转速成三次方的关系,因此,转速变化越大,功率的消耗将呈几何级数减少。

        c 按照GB12497《三相异步电动机经济运行》

        风机、泵类,采用挡板调节流量对应电机输入功率


        4.jpg             

        式中:

        QN




        5.jpg   



        式中:Ki为节电率、P1为节约功率

        可使用上式估算改造为的节电量。根据原工况,对采用入口导叶的风机,在入口导叶小角度开度节电效果和变频器相差不大,即开度为10%时与采用变频控制节能效果相当不大可忽略不计。

        4 实际产生经济价值及其估算

        a 旁路开度为30%,流量为70%时节电率估算:           

        1-((0.7)3/0.45+0.55×(0.7)2)=52%

        b 原工频每月每台估算用电量:160×0.7×24×30=80640   KWH

        c 变频改造后每台每月节电量:80640×52%=41933 KWH

        d 变频改造后每台每月节省电费

        结论:每套变频节能柜报价:19.2万无;投资回收周期:约 6 月

        三、原设备运行工况

        1 设备参数   

        a 南宁污水处理厂有离心式鼓风机一共3台,型号:1TYC27

        b 配套的三相异步电动机型号为:Y2-315L1-2-160KW,2极电机,额定转                                             

        速2975RPM。

        c

        2 污水处理中鼓风机工况

           

        3

              、、

        4等问题

             管道破裂或瘪塌、损坏和固定件,并会增加进线变压器的负荷状况。采用了变频调节后,可以通过延长升、降速时间来延长起动或?;墓?,即使在运行过程中,也可以通过对工作频的磨损也大大减轻,设备的工作寿命将大大延长。

        四、变频改造方案

             

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        五、用户受益

        1 高效节能运行,节能效果可观,投资回报周期短变频改造后,鼓风机可根据工艺需要来调节供风量,变频调速后节约电能。

        2 电机真正带负载软启动,减少冲击。使用变频调节以后,由于使用了SPWM技术,实现了真正意义上的软启动和缓冲?;?,从根本上消除了启动电流对电动机及其它设备的危害,大大延长了设备的使用寿命。

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        3 延长设备使用寿命。采用了变频调节后,可以通过延长升、降速时间来延长起动或?;墓?,即使在运行过程中,也可以通过对工作频率点的选择,跳过容易引起设备共震的工作点,从而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小,轴承的磨损也大大减轻,设备的工作寿命将大大延长。


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