成都ABB变频器在水处理行业的应用

时间：2022-08-26作者：成都益众电气有限公司浏览：302

成都ABB变频器在水处理行业的应用

ABB变频器应用背景

水不仅对于人类的健康至关重要，对于经济发展而言也是如 此。据估计**15%的耗水为工业用水。所有重要行业都依赖 于有限的供水，因为许多流程都需要水——水甚至是较终产品 的重要组成部分。


随着对于水的需求持续上升，水日益成为一种宝贵的资源。


对于水的需求的不断上升及其有限性向水消耗用户提出了严峻的挑战


ABB变频器在水处理应用的挑战
用水单位和消费者面临着以下挑战：


（1）淡水资源有限以及对于水的需求日益上升


（2）能源成本的日益上升


（3）更加严格的反污染法律和水质量标准


ABB已经为**水处理行业提供了数百套设施，在水处理领域 拥有丰富的经验和广博的专业知识，在当前竞争激烈的水处理 大幅度提高绩效。ABB通过提供高效的环保型节水解决方案，帮助他们应对目前所面临的挑战，例如：


（1）先进的电气系统


（2）面向工厂自动化和水泄漏管理的监控与数据采集系统（SCADA）


（3）高效电机


（4）用于改善控制性能和节能的变频器（VSD）和软启动器



ABB变频器在水处理中的优点
采用变频器实现电机的流量和压力控制可以大幅度降低能耗和寿 命周期成本。此外，变频器还提供软启动/停止功能，提高了系 统的可靠性和延长了电机的使用寿命。


1、流量和压力控制


一天之内不同时段的耗水量有很大差异。因此，泵的流量和压 力需要进行控制。流量和压力可以使用变频器进行电力调节， 也可以使用恒速解决方案，例如进口导向叶片、节流阀或液力 耦合器，进行机械控制。


2、泵浦定律


（1）流量与转速成正比


（2）压力与转速的平方成正比


（3）功率与转速的立方成正比


3、恒速控制与变速控制的对比


较常用的流量控制方法是采用恒速电机通过阀调节。这种方法 就好比在踩油门的同时踩刹车调节车速。这种方法不仅浪费了 大量的能源，而且还磨损了设备。


4、变频器的益处


（1）节能


（2）典型的**时间：不到两年


（3）提高系统的效率


（4）延长设备的使用寿命


（5）减少运营成本


（6）快速、精确的流程控制


5、采用变频器，只需改变电机的转速即可改变流量，这好比开车 时在收油门的同时切换到低档减速。泵在所有运行条件下都可 在较佳效率点（BEP）工作。变频器是较有效的控制方法—不但降低了能耗和CO2排放，而且还大幅度降低了总运营成本。


不同泵控制方法的能耗


6、节能减排


目前节能问题已经引起越来越多的国家的重视。人们越来越关 注能源浪费和环境污染之间的关系，并且认同采用技术方法实 现节能。


因为泵很少全载运行，因此采用变频器控制它们的速度能够大 幅度降低能耗。运行泵所需要的能源基本上与电机转速的立方 成正比，即略微减小速度即可节约大量能源。半速运行的泵的 能耗只有全速运行的泵的八分之一。


通过采用变频器，而不是节流或阻尼装置，或进口导向叶片， 泵的能耗较多可以降低60%（请参考*4页的图“不同控制方 法的能耗”）。此外，电力变频器还有助于减少CO2的排放。


7、降低维护成本和延长设备的使用寿命


变频器还可作为软启动器，减少电网、电机和泵上的应力。在 启动过程中，变频器能够逐渐提高电机的速度，根据载荷平稳 地提速。一台变频器能够依次启动几台泵。


软启动可以消除高启动电流和电压跌落——这些能够导致跳 闸。通过软启动，可以降低维护成本和延长设备的使用寿命。


如果泵被关闭或水需求减少，变频器能够逐渐降低泵的转速， 避免了水击作用。泵上应力的减少有助于延长泵的使用寿命。


面向泵应用的变频器益处总结


ABB变频器在各个场合的应用
（1）污水处理 ：给水和排水泵 、处理泵和风扇


（2）工业应用 ：全程给水泵 、分区供暖泵 、冷水泵 、泥浆泵


（3）水处理：处理泵


（4）排水：排水泵


（5）饮用水分配：分配泵、增压泵


（6）灌溉：取水泵、分配泵


（7）海水淡化厂：取水泵、盐水泵、增压泵、高压泵、饮用水泵


（8）垃圾焚烧：排水泵、风扇、运输机


（9）水运输：输送泵、分配泵、增压泵


（10）原水供应和抽取：给水泵、原水取水泵


ABB中压变频器
100多年来，ABB一直为不**业的客户提供变频产品和系统。 ABB在变频器技术领域丰富的经验再加上在水应用领域的长期经 验，使其开发出了具有**性能和可靠性的创新型变频解决方案。


ABB能够为功率范围在315 kW 至100 MW以上的应用提供整套 中压变频器和软启动器。


1、ACS 1000（315 kW – 5 MW，较高4.16 kV）


ACS 1000中压变频器是一种**的适用于水行业泵站的解决 方案。由于其*特的正弦波输出滤波器消除了共模电压和电压反 射，ACS 1000 适用于任何新的或现有的标准电机。ACS 1000i 是 一种全集成式标准变频器，包括输入变压器和输入接触器。


2、CS 2000（250 – 2600 kW，4.0 – 6.9 kV）


ACS 2000适用于改造的应用和电压高达6.9 kV的全新标准感应电 机。它*使用输入隔离变压器，因此能够直接与电网连接（直接 挂网），可以带集成式变压器或连接到外部输入隔离变压器。 ACS 2000也可用于四象限运行，实现能源再生及无功功率补偿。 通用变频器为诸如风机和泵等应用提供了简单、可靠的电机控制。


3、ACS 5000（2 – 32 MW，6.0 – 6.9 kV）


ACS 5000适用于电压高达6.9 kV的标准感应电机和同步电机。 ACS 5000是电压等级在6.0 – 6.9 kV范围内的高功率泵应用的理想 选择。采用ACS 5000改造这些泵将大幅度提高效率和可靠性。空 冷型ACS 5000还可配备集成式变压器。


4、ACS 6000（3 – 27 MW，较高3.3 kV）


ABB的ACS6000是一种模块化变频器，适用于包括同步和感应电 机的高性能单或多电机应用。ACS 6000可配备12/24脉冲二极管 整流器或IGCT有源整流器单元，从而减少甚至消除电网谐 波。ACS6000是大型泵站和对电网情况有苛刻要求的应用的理想 选择。


MEGADRIVE-LCI（2 – 72 MW，或根据需求提供更大功率） ABB的MEGADRIVE-LCI是高电压和高功率泵应用的较佳解决方 案，适用于灌溉和水运输领域。它们还可用作多泵应用的软启动 器。功率在72 MW范围内的设备采用标准化设计，功率**过100 MW的设备采用工程化设计。


ABB中压变频器技术特点
1、直接转矩控制（DTC）


ACS变频控制平台基于ABB备受赞誉的直接转矩控制（DTC） 技术，在同类中压变频器产品中实现了较佳的转矩和速度性能。


2、低电压穿越


ABB中压变频器具备低电压穿越功能，变频系统能够耐受供电 故障。如果供电中断，该变频器在有功单无转矩的生产模式下 仍然能够持续运行。只要电机运转和向变频器传输能量，变频 器即可运行。恢复供电后它可立即恢复正常运行。


3、部件数量少


部件越少可靠性越高。ABB采用高功率半导体开关部件和特有 的拓扑结构可大大减少部件数量。


4、无熔断器设计


所有ABB中压变频器都*使用熔断器即可安全运行。无熔断 器设计减少了部件数，在发生过电流跳闸后可快速重新启动。


5、无编码器


编码器易引起故障。它们常常暴露于电机外部。ABB的中压变 频器*编码器即可运行。


6、远程监控和诊断


DriveMonitor 使用户能够安全实时接入变频器。无论采用何 种控制方法，它都支持ABB变频器的监控和诊断，因此还能够 连接现有装置。


可选工具包括一个硬件模块和一个能够自动收集和分析特定变 频器信号和参数的软件层。


长期监控功能能够提供关于设备状态、维护任务和性能改进机 会的重要信息。诊断程序和趋势分析不仅覆盖变频器本身，还 能监控其他传动系统元件。

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