成都ABB變頻器在水處理行業(yè)的應(yīng)用

時(shí)間：2022-08-26作者：成都益眾電氣有限公司瀏覽：304

成都ABB變頻器在水處理行業(yè)的應(yīng)用

ABB變頻器應(yīng)用背景

水不僅對(duì)于人類的健康至關(guān)重要，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言也是如 此。據(jù)估計(jì)**15%的耗水為工業(yè)用水。所有重要行業(yè)都依賴 于有限的供水，因?yàn)樵S多流程都需要水——水甚至是較終產(chǎn)品 的重要組成部分。


隨著對(duì)于水的需求持續(xù)上升，水日益成為一種寶貴的資源。


對(duì)于水的需求的不斷上升及其有限性向水消耗用戶提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)


ABB變頻器在水處理應(yīng)用的挑戰(zhàn)
用水單位和消費(fèi)者面臨著以下挑戰(zhàn)：


（1）淡水資源有限以及對(duì)于水的需求日益上升


（2）能源成本的日益上升


（3）較加嚴(yán)格的反污染法律和水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)


ABB已經(jīng)為**水處理行業(yè)提供了數(shù)百套設(shè)施，在水處理領(lǐng)域 擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和廣博的專業(yè)知識(shí)，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的水處理 大幅度提高績(jī)效。ABB通過提供高效的環(huán)保型節(jié)水解決方案，幫助他們應(yīng)對(duì)目前所面臨的挑戰(zhàn)，例如：


（1）**的電氣系統(tǒng)


（2）面向工廠自動(dòng)化和水泄漏管理的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）


（3）高效電機(jī)


（4）用于改善控制性能和節(jié)能的變頻器（VSD）和軟啟動(dòng)器



ABB變頻器在水處理中的優(yōu)點(diǎn)
采用變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的流量和壓力控制可以大幅度降低能耗和壽 命周期成本。此外，變頻器還提供軟啟動(dòng)/停止功能，提高了系 統(tǒng)的可靠性和延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。


1、流量和壓力控制


一天之內(nèi)不同時(shí)段的耗水量有很大差異。因此，泵的流量和壓 力需要進(jìn)行控制。流量和壓力可以使用變頻器進(jìn)行電力調(diào)節(jié)， 也可以使用恒速解決方案，例如進(jìn)口導(dǎo)向葉片、節(jié)流閥或液力 耦合器，進(jìn)行機(jī)械控制。


2、泵浦定律


（1）流量與轉(zhuǎn)速成正比


（2）壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比


（3）功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比


3、恒速控制與變速控制的對(duì)比


較常用的流量控制方法是采用恒速電機(jī)通過閥調(diào)節(jié)。這種方法 就好比在踩油門的同時(shí)踩剎車調(diào)節(jié)車速。這種方法不僅浪費(fèi)了 大量的能源，而且還磨損了設(shè)備。


4、變頻器的益處


（1）節(jié)能


（2）典型的**時(shí)間：不到兩年


（3）提高系統(tǒng)的效率


（4）延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命


（5）減少運(yùn)營(yíng)成本


（6）快速、精確的流程控制


5、采用變頻器，只需改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可改變流量，這好比開車 時(shí)在收油門的同時(shí)切換到低檔減速。泵在所有運(yùn)行條件下都可 在較佳效率點(diǎn)（BEP）工作。變頻器是較有效的控制方法—不但降低了能耗和CO2排放，而且還大幅度降低了總運(yùn)營(yíng)成本。


不同泵控制方法的能耗


6、節(jié)能減排


目前節(jié)能問題已經(jīng)引起越來越多的國(guó)家的重視。人們?cè)絹碓疥P(guān) 注能源浪費(fèi)和環(huán)境污染之間的關(guān)系，并且認(rèn)同采用技術(shù)方法實(shí) 現(xiàn)節(jié)能。


因?yàn)楸煤苌偃d運(yùn)行，因此采用變頻器控制它們的速度能夠大 幅度降低能耗。運(yùn)行泵所需要的能源基本上與電機(jī)轉(zhuǎn)速的立方 成正比，即略微減小速度即可節(jié)約大量能源。半速運(yùn)行的泵的 能耗只有全速運(yùn)行的泵的八分之一。


通過采用變頻器，而不是節(jié)流或阻尼裝置，或進(jìn)口導(dǎo)向葉片， 泵的能耗較多可以降低60%（請(qǐng)參考*4頁的圖“不同控制方 法的能耗”）。此外，電力變頻器還有助于減少CO2的排放。


7、降低維護(hù)成本和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命


變頻器還可作為軟啟動(dòng)器，減少電網(wǎng)、電機(jī)和泵上的應(yīng)力。在 啟動(dòng)過程中，變頻器能夠逐漸提高電機(jī)的速度，根據(jù)載荷平穩(wěn) 地提速。一臺(tái)變頻器能夠依次啟動(dòng)幾臺(tái)泵。


軟啟動(dòng)可以消除高啟動(dòng)電流和電壓跌落——這些能夠?qū)е绿?閘。通過軟啟動(dòng)，可以降低維護(hù)成本和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。


如果泵被關(guān)閉或水需求減少，變頻器能夠逐漸降低泵的轉(zhuǎn)速， 避免了水擊作用。泵上應(yīng)力的減少有助于延長(zhǎng)泵的使用壽命。


面向泵應(yīng)用的變頻器益處總結(jié)


ABB變頻器在各個(gè)場(chǎng)合的應(yīng)用
（1）污水處理 ：給水和排水泵 、處理泵和風(fēng)扇


（2）工業(yè)應(yīng)用 ：全程給水泵 、分區(qū)供暖泵 、冷水泵 、泥漿泵


（3）水處理：處理泵


（4）排水：排水泵


（5）飲用水分配：分配泵、增壓泵


（6）灌溉：取水泵、分配泵


（7）海水淡化廠：取水泵、鹽水泵、增壓泵、高壓泵、飲用水泵


（8）垃圾焚燒：排水泵、風(fēng)扇、運(yùn)輸機(jī)


（9）水運(yùn)輸：輸送泵、分配泵、增壓泵


（10）原水供應(yīng)和抽?。航o水泵、原水取水泵


ABB中壓變頻器
100多年來，ABB一直為不**業(yè)的客戶提供變頻產(chǎn)品和系統(tǒng)。 ABB在變頻器技術(shù)領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗(yàn)再加上在水應(yīng)用領(lǐng)域的長(zhǎng)期經(jīng) 驗(yàn)，使其開發(fā)出了具有**性能和可靠性的創(chuàng)新型變頻解決方案。


ABB能夠?yàn)楣β史秶?15 kW 至100 MW以上的應(yīng)用提供整套 中壓變頻器和軟啟動(dòng)器。


1、ACS 1000（315 kW – 5 MW，較高4.16 kV）


ACS 1000中壓變頻器是一種**的適用于水行業(yè)泵站的解決 方案。由于其*特的正弦波輸出濾波器消除了共模電壓和電壓反 射，ACS 1000 適用于任何新的或現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)。ACS 1000i 是 一種全集成式標(biāo)準(zhǔn)變頻器，包括輸入變壓器和輸入接觸器。


2、CS 2000（250 – 2600 kW，4.0 – 6.9 kV）


ACS 2000適用于改造的應(yīng)用和電壓高達(dá)6.9 kV的全新標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電 機(jī)。它*使用輸入隔離變壓器，因此能夠直接與電網(wǎng)連接（直接 掛網(wǎng)），可以帶集成式變壓器或連接到外部輸入隔離變壓器。 ACS 2000也可用于四象限運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源再生及無功功率補(bǔ)償。 通用變頻器為諸如風(fēng)機(jī)和泵等應(yīng)用提供了簡(jiǎn)單、可靠的電機(jī)控制。


3、ACS 5000（2 – 32 MW，6.0 – 6.9 kV）


ACS 5000適用于電壓高達(dá)6.9 kV的標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)。 ACS 5000是電壓等級(jí)在6.0 – 6.9 kV范圍內(nèi)的高功率泵應(yīng)用的理想 選擇。采用ACS 5000改造這些泵將大幅度提高效率和可靠性。空 冷型ACS 5000還可配備集成式變壓器。


4、ACS 6000（3 – 27 MW，較高3.3 kV）


ABB的ACS6000是一種模塊化變頻器，適用于包括同步和感應(yīng)電 機(jī)的高性能單或多電機(jī)應(yīng)用。ACS 6000可配備12/24脈沖二極管 整流器或IGCT有源整流器單元，從而減少甚至消除電網(wǎng)諧 波。ACS6000是大型泵站和對(duì)電網(wǎng)情況有苛刻要求的應(yīng)用的理想 選擇。


MEGADRIVE-LCI（2 – 72 MW，或根據(jù)需求提供較大功率） ABB的MEGADRIVE-LCI是高電壓和高功率泵應(yīng)用的較佳解決方 案，適用于灌溉和水運(yùn)輸領(lǐng)域。它們還可用作多泵應(yīng)用的軟啟動(dòng) 器。功率在72 MW范圍內(nèi)的設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，功率**過100 MW的設(shè)備采用工程化設(shè)計(jì)。


ABB中壓變頻器技術(shù)特點(diǎn)
1、直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）


ACS變頻控制平臺(tái)基于ABB備受贊譽(yù)的直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC） 技術(shù)，在同類中壓變頻器產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了較佳的轉(zhuǎn)矩和速度性能。


2、低電壓穿越


ABB中壓變頻器具備低電壓穿越功能，變頻系統(tǒng)能夠耐受供電 故障。如果供電中斷，該變頻器在有功單無轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)模式下 仍然能夠持續(xù)運(yùn)行。只要電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和向變頻器傳輸能量，變頻 器即可運(yùn)行?；謴?fù)供電后它可立即恢復(fù)正常運(yùn)行。


3、部件數(shù)量少


部件越少可靠性越高。ABB采用高功率半導(dǎo)體開關(guān)部件和特有 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可大大減少部件數(shù)量。


4、無熔斷器設(shè)計(jì)


所有ABB中壓變頻器都*使用熔斷器即可安全運(yùn)行。無熔斷 器設(shè)計(jì)減少了部件數(shù)，在發(fā)生過電流跳閘后可快速重新啟動(dòng)。


5、無編碼器


編碼器易引起故障。它們常常暴露于電機(jī)外部。ABB的中壓變 頻器*編碼器即可運(yùn)行。


6、遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷


DriveMonitor 使用戶能夠安全實(shí)時(shí)接入變頻器。無論采用何 種控制方法，它都支持ABB變頻器的監(jiān)控和診斷，因此還能夠 連接現(xiàn)有裝置。


可選工具包括一個(gè)硬件模塊和一個(gè)能夠自動(dòng)收集和分析特定變 頻器信號(hào)和參數(shù)的軟件層。


長(zhǎng)期監(jiān)控功能能夠提供關(guān)于設(shè)備狀態(tài)、維護(hù)任務(wù)和性能改進(jìn)機(jī) 會(huì)的重要信息。診斷程序和趨勢(shì)分析不僅覆蓋變頻器本身，還 能監(jiān)控其他傳動(dòng)系統(tǒng)元件。

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