變頻器在城市供水系統中應用的再探討山西省冶金設計院張斌定、高效、節能的目的。

　　隨著城市建設規模的不斷擴大，居民的日常用水量隨之升高，同時對供水系統所造成的水壓波動也越來越大。通常，供水是隨時間而變化的，因季節、晝夜相差很大。用水和供水的不平衡主要表現在水壓上，即用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多則水壓高。傳統的方式是采用水箱和水塔、氣罐加壓的方法，但這種方法在目前的城市用水規模和供水要求中均顯出明顯的不足。變頻器的產生與其在供水系統中的應用，不僅解決了用水、供水之間的矛盾，而且優化了供水系統的性能，還具有明顯的節能效果。

　　1城市供水系統目前存在的問題城市供水管網屬于多水源供水管網，送水二級泵房受管網的影響較大，壓力和流量隨用戶用水量變化而變化。為了滿足城市居民生活及工業用水，水廠在管理操作中，依據管網壓力和流量的變化，采用人工調節水泵運行臺數的方法來實現出水壓力的基本穩定。這種控制方法存在的主要問題是由于單臺水泵調節幅度大，壓值時常高于或低于所需要的壓力值。這種運行方式不僅不能很好的保證服務壓力，而且能量浪費嚴重。

　　在城市供水系統中，二級泵站的設計通常是按比較大時用水量進行考慮，這樣，水泵在正常運行中，除了用水高峰期外，其余時間均處于欠負荷運行狀態，經常性的能量消耗極大。據統計，泵房的經常運行費用占供水成本的50%~70%，因此，如何使二級泵站運行在比較佳狀態，具有重要的經濟意義。

　　2城市供水系統分析針對城市供水系統目前尚存在的種種矛盾，采用變頻器進行水泵電機調速，體現出其較高的使用價值。

　　在供水系統中，變頻器的使用主要有以下兩種方式：變頻恒壓供水和變頻變壓供水，但更多采用的是變頻恒壓供水系統，原理如所示：變頻器反饋信息水泵電機壓力變送器變頻恒壓供水系統原理圖第一：張斌，男，1964年生，1986年畢業于太原工業大學電機系，現在山西省冶金設計院工作，工程師。郵編：在變頻器內部，設置了多種系統保護功能，能隨時保證系統的安全、正常運行，操作面板監視器可顯示各個運行參數的內容。當保護功能起作用時，監視器就會立刻顯示警告或報警的內容，幫助并盡快發現和排除故障。計算機能通過串行接口與變頻器建立通信連接，并可對變頻器進行起停控制、頻率設定、運行狀態監視、功能代碼讀取等操作，實現對多臺變頻器的遠程集中管理。

　　4城市供水控制系統的原理介紹在城市供水系統中，目前常用的變頻控制方式為一對一，效果不錯但存在的問題為一次性投資過大一臺變頻器的價格約為相應電機本身價格的8~ 10倍），占地面積大，運行費用相對較高。針對這種情況，本文提出采用一拖N的方式既節約了投資，同樣可以達到供水壓力平穩的目的?？刂撇糠钟靡慌_變頻器，帶多臺泵?，F以三臺水泵為例，每臺水泵既可以工作在常規工頻泵模式，也可以工作在變頻泵模式。每臺水泵只能處于工頻或變頻其中一種，通過繼電器互鎖保證其安全與可靠。系統的結構圖如所示。

　　通過使用變頻器內部的PID調節器，將壓力變送器的信號作為反饋信號，檢測管網中的實際壓力，變頻器根據壓力反饋信號調節水泵電機轉速，從而達到管網壓力恒定的目的。

　　現針對不同系統逐一作出分析：變頻恒壓供水系統。變頻恒壓供水系統設置簡單，應用廣泛。只要將出水口壓力設定好，通過壓力反饋實現閉環控制，變頻器就可自動調節頻率來滿足恒壓需要。

　　定流量控制。定流量控制方式是不管出水壓力為多少，變頻器設定一定的流量，運行頻率根據實際的流量變化而變化。當實際流量高于設定流量時，變頻器運行頻率下降，使實際流量下降到設定流量；反之，當實際流量低于設定流量時，變頻器運行頻率上升，使實際流量下降到設定流量，從而實現定流量自動控制的目的，此控制方案的設定也甚廣泛。

　　3變頻器將PID調節器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進了變頻器，形成了帶有各種應用宏的新型變頻器，這不僅降低了生產成本，還提高了工作效率。

　　變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，使水壓的調節十分平滑、穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確不失真，可對該信號設置濾波時間常數，再對反饋信號進行換算，使系統的調試非常簡單、方便，節省了安裝調試時間。

　　PID控制功能是指從外部變換器輸入的模擬信號反饋輸入到變頻器，并取得與變頻器設定頻率指定之間的偏差，根據5比例）、：（積分）、卩微分）進行控制，從而實現負載一側的動作跟隨指令變化利用安裝在城市生活用水的壓力變送器將水的的一種控制功能。在負載發生變動時，能根據一直壓力信號傳輸到變頻器中調節器，根據與調節器的跟隨指令值而始終保持穩定狀態。工作原理如設定值和報警上下限比較，傳送信號給變頻器主機，所示：系統的起停泵分別由此調節器部分的壓力下限信號和主機頻率下限信號決定。假如壓力低，調節器給主機一個壓力下限信號，使M1工作于變頻工作狀態，輸出的頻率逐漸增大，經過一段時間的調節，如壓力還低，這時，變頻器主機讓M1工作于工頻狀態，使M2處于變頻工作狀態，如壓力還低，再讓M2工作于工頻狀態，使M3處于變頻工作狀態，依次類推。當壓力達到調節器部分上限報警值時，調節器部分的輸出降低，變頻器頻率降低，低到頻率下限設定值時，主機根據先啟先停的原則控制水泵電機的運行，剛才是M1、M2兩電機工頻工作，M3變頻工作，M1比較先啟動，所以先停，如壓力還高/，（下轉第*礦山建立了鋼渣-酸性廢水滲濾床，采用石灰巖作為截流堰，使酸性廢水緩慢透過由鋼渣構成的過濾層，該系統從2000年建成以來始終保持穩定的中性出水水質。日本利用轉爐鋼渣中的石灰等有效成分提高受污泥等污染的封閉性海域的海底水質和底質，如東京灣、伊勢灣、瀨戶內海等，已有預試驗結果。我國近年來也出現了以下幾種新的利用方式：①鋼渣生產高強空心砌塊。鋼渣小型空心砌塊是鋼渣、膠凝材料、輕集料、水以及化學外加劑等按一定比例經強制攪拌、澆注成型、脫模干燥、養護而成。其性能優良，廢渣利用率達到50%，具有體輕、高強、隔熱、保溫、成本低、工藝簡單、生產周期短的優點，是一種高強、利廢、節能與高效能的新型綠色墻體材料；②鋼渣生產人造石。將鋼渣和鐵渣熔融后，添加鈉、鈷等化合物冷卻固化，制成乳白色人造石。適當調整添加物質和熔融時的保護氣氛，可制成青、綠、紅等顏色的人造石，除用做領帶別針和垂飾等裝飾品外，可進一步研究做樓板、花磚、網球場和高爾夫球場彩色砂。

　　3結語開發爐外脫磷技術，開展轉爐鋼渣水淬、電爐氧化渣水淬、罐式熱法等鋼渣處理的新工藝的研究，進一步加大鋼渣做為燒結劑的推廣力度。

　　研究鋼渣中不穩定顆粒的性質，提高鋼渣質量，解決鋼渣公路的收縮裂紋問題，提高鋼渣建筑材料的使用與安全性能。

　　加大鋼渣在土地性能及農業生產中應用的研究，克服以往試驗缺乏連續性，無法得出科學結論的缺點，開辟有效降低鋼渣利用成本的新路。

　　一方面進一步鞏固我國鋼渣利用的傳統途徑，另一方面利用我國大規模環保型城市化建設的契機，積極開拓鋼渣綜合利用的新途徑，如變廢為寶“的鋼渣空心磚、樓板、色砂等建筑材料具有極為廣闊的市場；‘以廢治廢”的鋼渣混凝劑，既可減少資源消耗，又能治理廢水和固體廢棄物-鋼渣，一舉兩得。

　　建立、健全鋼渣分類機制，根據不同冶煉階段的鋼渣在活性與穩定性上差異進行分類，并選擇與其性能相適應的綜合利用方法。

　　改變傳統的人工撿揀方式，引進破碎和磁選設備，完善設備的配套設計和系列化，提高效率。

　　開發鋼渣的醫、藥用價值及其他潛在價值。