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1、ALPHA6000变频器南宁污水处理厂变频改造应用方案ALPHA6000变频器南宁污水处理厂变频改造应用方案深圳市阿尔法导语：处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺开展到A/O、A2/O、AB、SBR包括CCAS工艺等多种工艺，以到达不同的出水要求。一、概述城市生活污水处理自200年前工业命以来，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、简单的一级处理开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、氧化沟工艺开展到A/O、A2/O、AB、SBR括CCAS工艺等多种工艺，以到达不同的出水要求。
2、我国城市污水处理相对于国外兴旺国家、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、设备和经历的同时，必须结合我国开展，尤其是当地实际情况，探究合适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历，建立城市污水处理厂应符以下几个开展方向：1.总投资省。我国是一个开展中国家，经济开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好处。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。我国人口诸多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国很多城市开展和规划的一个重要因素。4.脱氮除磷效果。随着我国大面
3、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。我国最新施行的国家（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.当代先进技术与环保工程的有机结合。当代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的开展提供了有力的支持。目前，国外兴旺国家的污水处理厂大都采用先进的计算机治理和自控系统，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拟落后。计算机控制和治理也必将是我国城市污水处理厂开展的方向。二、污水处理工艺及变频
4、改造可行性变与频节能原理1.原污水处理系统工艺为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，治理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们了国内外污水处理厂的成熟经历和开展趋势，并进展了比拟。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。a.一级处理是采用物理方法：主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差异不大。b.二级处理那么是采用生化方法：主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或者A2/O
5、工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。c.曝气机和潜水泵是污水处理的核心设备，也是主要的运行耗能设备。污水处理厂曝气机的鼓风机是全天候运转的，曝气机的主要作用就是向待处理污水中通入空气，空气中的氧融解在污水中，污水处理好坏在溶解氧局部,溶解氧浓度对处理结果有很大影响，溶解氧浓度太低，污水不能达标；溶解浓度太高，不仅浪费电能还可能使活性污泥上浮使出水也不能达标。溶解氧浓度主要靠鼓风机通入的风量来调节。d.目前大局部鼓风机的风量调节是靠进风门及出风门来调节的，对鼓风机电机不做速度调节，此种调节方式节能有限，在不同的污水量及处理工艺的不同阶段，随然需要的风量不一样，
6、但鼓风机电机消耗的电能根本不变，造成极大的电能浪费。2.变频改造的可行性随着沟通变频调速的日益普及，变频器补广泛应用于各行各业当中。曝气机的鼓风机加装变频器，鼓风机变频控制后，能随时根据污水量、污水处理的不同工艺阶段所需的风量来调节鼓风机转速，进而控制供风理，最终将曝气池溶解氧的浓度控制在污水处理工艺所需值。变频调速能是一项节电环保的技术，污水厂设备一般全天候运行，经过变频改造后节能效果可观，运行稳定可靠，操纵方便，能真正实现节能环保的目的。3变频节能原理随着科技的不断开展，沟通电机调速技术被广泛采用。通过新一代全控型电子元件，用变频器改变沟通电机的转速方式来进展风机流量的控制，可以大幅度减少
7、以往机械方式调控流量造成的能量损耗。图2中:曲线1和2表示调速时的压力-流量曲线;曲线3和4表示节流调节时管路阻力特性曲线;曲线5表示恒速时功率-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，假如采用节流调节法，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，但减少的不过多。假如采用变频调节方式，风机工况点由A到C，可见在知足同样风量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PHQ2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0100，
8、合适调节范围宽，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:当其转速降低到原额定转速的一半时，对应工况点的流量、压力、轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8，这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。假设将水泵转速降低10%输出频率45Hz时,那么功率P2=0.9P1=0.73P1,节电27%。假设将水泵转速降低20%输出频率40Hz时,那么功率P2=0.8P1=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
9、将呈几何级数减少。c.按照GB12497（三相异步电动机经济运行）强迫性国家标准施行监视指南中的计算公式进展节电分析，即：风机、泵类，采用挡板调节流量对应电机输入功率PL与流量Q的系式中：Pe额定流量时电机输入功率KWQN额定流量式中：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)252%b.原工频每月每台估算用电量：1600
10、.7243080640KWHc.变频改造后每台每月节电量：8064052%41933KWHd.变频改造后每台每月节省电费：419330.833546.4元结论：每套变频节能柜报价：19.2万无；投资回收周期：约6月四、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.原启动方式为软启动器非变频启动。2.污水处理中鼓风机工况鼓风机采用入口导叶、出口阀门、旁路放空阀调节风量。工作时入口导叶开度为10%，入口进气温度为25.2度，压力为0.1KPA；出口阀全开
11、，出口温度91.7度，压力为60KPA；出口处旁路放空阀开度为30%。3.启动电流对电动机及设备的损害电动机采用降压软启动启动方式，这种方式固然能降低启动电流对电动机的损害，但由于鼓风机惯性大，启动力矩要求较大，仍有高达额定电流23倍的启动电流，危害着电动机、水泵、管路系统的使用寿命。4.设备运行中的噪音、震动、水等问题设备在启动、运行、停顿的经过中，由于无法进展及时有效的调节，会产生严重的水锤、机械噪音增加、震动加剧等现象，这些现象都具有极大的破坏性，会引起破裂或者瘪塌、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者停机的经过，即使在运行
12、经过中，也可以通过对工作频率点的选择，跳过轻易引起设备共震的工作点，进而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小，的磨损也大大减轻，设备的工作寿命将大大延长。五、变频改造方案根据原设备工况，考虑可靠性及配置的灵敏性，采用一拖一方案，每台鼓风机电机加装一套变频节能柜，保存原软启动装置，作为变频控制柜故障时的备用装置，以保证消费的万无一失。变频控制柜内含变频器、切换接触器、指示表、指示灯及按钮开关等。系统图如下：六、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停机，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。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者停机的经过，即使在运行经过中，也可以通过对工作频率点的选择，跳过轻易引起设备共震的工作点，进而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小，的磨损也大大减轻，设备的工作寿命将大大延长。