韓傳藝

摘 要：近幾年來，城市污水處理技術(shù)水平日趨成熟，成為建設(shè)可持續(xù)性社會的技術(shù)支持，但是其自身能耗問題不斷凸顯，尤其是大功率電氣設(shè)備加重運行成本負(fù)擔(dān)，與節(jié)約型社會建設(shè)理念相違背，客觀上要求技術(shù)人員增設(shè)變頻設(shè)備全面改造污水處理廠電氣系統(tǒng)。本文以變頻器設(shè)備為切入點分析其應(yīng)用于污水處理廠電氣改造的必要性，就提出具體的應(yīng)用要點進(jìn)行深入探究，旨在為相關(guān)技術(shù)人員積累更多的工作經(jīng)驗提高電氣運行有效性。

關(guān)鍵詞：變頻器；污水處理廠；電氣改造

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，我國污水處理技術(shù)水平不斷進(jìn)步，社會對于污水處理技術(shù)提出全新的要求及標(biāo)準(zhǔn)。為了主動迎合時代發(fā)展潮流滿足日益嚴(yán)格的技術(shù)要求，污水處理廠的工作重心逐步向電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備轉(zhuǎn)變[1]。同時，即便城市污水處理技術(shù)成為建設(shè)可持續(xù)性社會的技術(shù)支持，但是其自身能耗問題日益嚴(yán)峻，尤其是大功率電氣設(shè)備一定程度上加重傳統(tǒng)污水處理廠的運行成本負(fù)擔(dān)，與節(jié)約型社會建設(shè)理念相違背，客觀上要求相關(guān)技術(shù)人員增設(shè)變頻器設(shè)備進(jìn)行污水處理廠電氣工程系統(tǒng)改造，以達(dá)到有效調(diào)整電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精準(zhǔn)污水處理調(diào)控的目標(biāo)。鑒于此，本文針對污水處理廠電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備的研究具有重要現(xiàn)實意義。

1.污水處理廠電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備的必要性

1.1概述

一般說來，變頻器設(shè)備主要通過電力半導(dǎo)體器件通斷將工頻電源轉(zhuǎn)換為另一頻率電能控制裝置，實現(xiàn)交流異步電機的過載保護、過壓保護、過流保護、轉(zhuǎn)變功率參數(shù)、提升轉(zhuǎn)運井段、變頻調(diào)速及軟啟動等功能[2]。同時，電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備主要通過改變交流電機幅值及供電頻率促使其運動磁場周期發(fā)生變化，滿足平滑控制電動機轉(zhuǎn)速的要求。由此可見，電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備促使原有復(fù)雜的調(diào)速控制更為簡單，通過變頻器及交流電動機能快速替換大部分傳統(tǒng)依靠直流電動機進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，具有故障率低及體積小等鮮明特點，推動傳動技術(shù)邁向全新發(fā)展階段。

1.2必要性

相較于其他設(shè)備，變頻器設(shè)備應(yīng)用于水泵及風(fēng)機的節(jié)能效應(yīng)表現(xiàn)最為明顯。從實質(zhì)角度來看，各類生產(chǎn)機器設(shè)計初期對于配用驅(qū)動動力的考量以保證生產(chǎn)活動可靠進(jìn)行為主要目標(biāo)，可預(yù)留一定富余量，避免出現(xiàn)電機滿負(fù)荷運行情況[3]。除非滿足動力驅(qū)動要求，多余力矩大大增加有功功率的效率，極易造成電能浪費問題，而泵類設(shè)備及風(fēng)機設(shè)備使用過程中，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式側(cè)重于調(diào)節(jié)其出入口的閥門開合度及擋板開合度控制其給水量及風(fēng)量，深受輸入功率過大的影響浪費大量電源，使用變頻器設(shè)備完成改造能充分發(fā)揮變頻器設(shè)備的作用，控制風(fēng)機及泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)控制流量的目標(biāo)。

從流體力學(xué)角度來看，公式（即功率=流量×壓力）中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速及流量間存在一次方呈正比例關(guān)系且壓力與轉(zhuǎn)速間平方呈正比例關(guān)系，得出功率與轉(zhuǎn)速間立方呈正比例關(guān)系，即水泵效率不改變則所需流量調(diào)節(jié)下降時其轉(zhuǎn)速呈等比例下降趨勢，促使其軸輸出率呈現(xiàn)立方關(guān)系下降趨勢[4]。由此可見，水泵電機好點功率與轉(zhuǎn)速間呈接近立方比關(guān)系時其流量下降則遵循相關(guān)比例使用變頻器設(shè)備實行降速調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，能明顯降低其電動機功率，尤其是與傳統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)及擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)約電能，一定程度上節(jié)約電能成本投入，對于保證污水處理廠可持續(xù)性發(fā)展具有不可比擬的積極作用。

2.污水處理廠電氣改造應(yīng)用變頻器設(shè)備的要點

2.1潛水泵應(yīng)用要點

潛水泵作為實現(xiàn)深井提水的核心設(shè)備之一，主要通過將潛水泵機組潛入水中進(jìn)行地下水提取至地表作業(yè)，被廣泛應(yīng)用于礦山搶險、工業(yè)冷卻及生活用水等領(lǐng)域。近幾年來，伴隨污水處理技術(shù)水平日趨成熟，社會對于污水處理技術(shù)要求更為嚴(yán)格，促使?jié)撍帽粡V泛應(yīng)用于污水處理環(huán)節(jié)中[5]。從目前我國污水處理水平來看，大部分污水經(jīng)處理后排放至地下水系統(tǒng)，而提取污水時無法脫離潛水泵設(shè)備的支持，但是潛水泵于工頻狀態(tài)下啟動時，深受自身電流沖擊過大的影響，存在出現(xiàn)波動電網(wǎng)電壓及潛水泵啟動瞬間急扭或停止瞬間水錘等問題的可能性，造成管道松動破裂，甚至導(dǎo)致電機受損，大大提高工作強度無法滿足工藝要求。

伴隨技術(shù)進(jìn)步及社會發(fā)展，變頻器設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，以潛水泵為例能切實解決以往過程中所面臨的主要問題，例如：潛水泵安裝變頻器設(shè)備后提取污水過程中，可立足于實際需求調(diào)整電機運行速度及停止時間，消除以往水錘或急扭等問題所產(chǎn)生的不良影響。同時，通常情況下，處理污水小流向時能充分發(fā)揮變頻器設(shè)備調(diào)節(jié)功能的作用，適當(dāng)降低潛水泵轉(zhuǎn)速，預(yù)防潛水泵長期處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，一定程度上延緩電機設(shè)備的老化速度，大大提高其使用效率及污水處理廠作業(yè)效率，控制后期維護成本投入，確保污水處理廠的經(jīng)濟效益。此外，變頻器設(shè)備能減輕潛水泵啟動時機械損傷，大大降低機械設(shè)備受損率。

2.2鼓風(fēng)機應(yīng)用要點

鼓風(fēng)機作為污水處理廠最為重要的電氣設(shè)備之一，對保證污水處理工作順利進(jìn)行具有不可比擬的積極作用。因此在實際應(yīng)用的過程中，相關(guān)技術(shù)人員將變頻器設(shè)備與鼓風(fēng)機相結(jié)合，充分發(fā)揮鼓風(fēng)機的作用，促使壓縮后空氣經(jīng)管道送入曝氣池，確?？諝庵醒跞芙庥谖鬯校瑸榛钚杂倌嘀形⑸锾峁B(yǎng)分補給，大大增強微生物生存環(huán)境的適應(yīng)能力，取得令人滿意的凈水效果。同時，由于污水處理環(huán)節(jié)中往往合并出現(xiàn)一系列生化反應(yīng)產(chǎn)生有毒有害氣體，例如：分解氣體或沼氣等，直接威脅工作人員生命健康安全，客觀上要求相關(guān)技術(shù)人員靈活運用鼓風(fēng)機設(shè)備實現(xiàn)污水處理現(xiàn)場良好通風(fēng)，進(jìn)一步改善污水處理現(xiàn)場環(huán)境。

受鼓風(fēng)機使用過程中問題頻繁的影響，尤其是工頻狀態(tài)下啟動時所產(chǎn)生的電流沖擊較大，造成電網(wǎng)電壓波動，并且鼓風(fēng)機風(fēng)壓穩(wěn)定后其風(fēng)量僅僅依靠鼓風(fēng)機數(shù)量或出氣閥實現(xiàn)調(diào)節(jié)，實際情況中往往通過調(diào)節(jié)出氣閥門提升管道阻力控制風(fēng)量，導(dǎo)致閥門能量過度浪費問題。由此可見，鼓風(fēng)機應(yīng)用變頻器設(shè)備能大大提高其使用效率，減輕電機啟動瞬間對電網(wǎng)所產(chǎn)生的沖擊，一定程度上延長電機設(shè)備使用年限。同時，充分發(fā)揮變頻器設(shè)備調(diào)節(jié)功能的作用，能適度調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機參數(shù)改變鼓風(fēng)機風(fēng)量，便于立足于實際需求精確控制改變污水中氧氣含量，進(jìn)一步提高污水處理作業(yè)效率。此外，應(yīng)用變頻器設(shè)備能提升污水處理自動化程度，大大節(jié)約人力物力財力的投入程度，客觀上推動污水處理廠長遠(yuǎn)發(fā)展，取得令人滿意的效益。

3.結(jié)語

通過本文探究，認(rèn)識到目前我國環(huán)境保護問題得到越來越多人的關(guān)注及重視，尤其是相關(guān)職能部門對污水處理廠的監(jiān)管力度不斷提高，客觀上要求污水處理廠秉持嚴(yán)于律己的工作原則，精細(xì)化設(shè)置污水處理技術(shù)工藝控制標(biāo)準(zhǔn)。因此，相關(guān)技術(shù)人員主動迎合時代發(fā)展潮流，將變頻器設(shè)備靈活運用于電氣改造過程中，例如：潛水泵、鼓風(fēng)機及其他設(shè)備等，不止能消除安全隱患實現(xiàn)操作自動化，更確保污水處理系統(tǒng)處于綠色節(jié)能狀態(tài)，一定程度上延長設(shè)備使用壽命減少設(shè)備故障發(fā)生率，符合實際生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

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