市政工程中，自來水供水由于用戶用水時(shí)間相對(duì)集中，一日內(nèi)的負(fù)荷變化較大，雖然可采用多臺(tái)水泵、大小泵開停配合等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，但特別在午夜與凌晨的時(shí)段，經(jīng)常產(chǎn)生大馬拉小車的現(xiàn)象，這種情況在春冬兩季更為明顯，既浪費(fèi)能源，又使供水管網(wǎng)的壓力波動(dòng)較大。 另外，以往集中供熱系統(tǒng)由于如果調(diào)節(jié)水力平衡的設(shè)備選擇、使用不當(dāng)，調(diào)節(jié)的手段不先進(jìn)，則會(huì)存在不同程度的水力失調(diào)問題，造成部分熱用戶室溫過高而浪費(fèi)了熱能，部分用戶室溫不達(dá)標(biāo)，影響了供熱質(zhì)量，而帶來了電能的大量浪費(fèi)，使供熱企業(yè)的運(yùn)行成本大大提高。 在自來水的供水與供熱網(wǎng)循環(huán)水泵等采用變頻調(diào)速，可在實(shí)現(xiàn)良好調(diào)節(jié)控制目標(biāo)的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果。ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)就在自來水供水與市政集中供熱系統(tǒng)等多個(gè)市政工程重要項(xiàng)目中應(yīng)用，為市政項(xiàng)目的節(jié)能工作作出了貢獻(xiàn)，并贏得了當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的一致好評(píng)。 1、項(xiàng)目之一 —— 杭州桐廬自來水廠供水泵變頻恒壓供水 杭州桐廬自來水廠于2006年5月竣工，6月正式投運(yùn)為桐廬地區(qū)供水，是桐廬人民政府的“愛民”工程。桐廬水廠的315kW/10kV的自來水供水泵采用ZINVERT—A9H400/10Y型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行供水調(diào)節(jié)。設(shè)備于2006年3月12日安裝，2006年6月正式投運(yùn)。投運(yùn)以來，節(jié)能效果明顯，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，完全滿足供水的需要。 該廠的出水水泵設(shè)計(jì)在工頻運(yùn)行時(shí)，水泵處于額定運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速不進(jìn)行調(diào)節(jié)。用水量下降時(shí)，水泵仍然額定運(yùn)行，多余的水排出至江中，這就造成嚴(yán)重的電能浪費(fèi)。鑒于這種情況，該廠采用了變頻器控制，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)流量。 桐廬水廠出水水泵變頻調(diào)節(jié)采用一拖一的方式。裝置的一次接線如下圖所示： 10kV電源經(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動(dòng)機(jī)；10kV電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸入側(cè)10kV開關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。 變頻運(yùn)行狀態(tài)下，DCS以輸出水壓為控制目標(biāo)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)：水泵變頻調(diào)速是一個(gè)壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，設(shè)定水泵出工側(cè)壓力參數(shù)為控制對(duì)象，當(dāng)實(shí)際壓力與設(shè)定壓力發(fā)生偏差±H時(shí)，高壓變頻器則根據(jù)壓力傳感器反饋的信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率與電壓，從而改變水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使水泵出口側(cè)的壓力維持恒定。在保證水泵的輸出流量和所需水量一致情況下保持了水泵的輸出水壓或供水的壓力，也起到了節(jié)能作用，大大降低了水泵用電量。 變頻改造前后，電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表所示： 根據(jù)以上桐廬水廠提供的數(shù)據(jù)，按每度電0.5元計(jì)算，使用變頻裝置一年平均可以節(jié)約的電費(fèi)為： 2、項(xiàng)目之二 —— 江蘇靖江自來水公司供水泵變頻恒壓供水 靖江自來水公司是一家以自來水生產(chǎn)、銷售服務(wù)和供水設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修為主體，集給水工程設(shè)計(jì)、施工、純凈水生產(chǎn)等各種經(jīng)營為一體的供水企業(yè)。截止2005年底，公司日供水能力為10萬m3，占地144.6畝，擁有輸水干管250公里，固定資產(chǎn)1.58億元。 江蘇靖江自來水公司（下稱水廠）工業(yè)新區(qū)的供水網(wǎng)設(shè)計(jì)5臺(tái)400 kW水泵供水，設(shè)計(jì)兩臺(tái)水泵采用變頻調(diào)速以實(shí)現(xiàn)恒壓供水。供水泵設(shè)計(jì)在工頻運(yùn)行時(shí)，水泵處于額定運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速不進(jìn)行調(diào)節(jié)。用水量下降時(shí)，水泵仍然額定運(yùn)行，多余的水排出至江中，這就造成嚴(yán)重的電能浪費(fèi)。鑒于這種情況，初期投運(yùn)一臺(tái)水泵采用高壓變頻調(diào)速控制，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)流量。設(shè)計(jì)采用ZINVERT—A9H400/10Y型高壓變頻系統(tǒng)拖動(dòng)供水泵的400kW/10kV電動(dòng)機(jī)調(diào)速，以達(dá)到調(diào)節(jié)供水水壓的目的。高壓變頻設(shè)備于2006年5月21日安裝調(diào)試完成，2006年7月正式投運(yùn)。 已投運(yùn)的水廠母管給水泵變頻調(diào)節(jié)采用一拖一的方式。裝置的一次接線如下圖所示： 10kV電源經(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動(dòng)機(jī)；10kV電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸入側(cè)10kV開關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。 變頻運(yùn)行狀態(tài)下，可以根據(jù)用水量對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，起到節(jié)能作用。變頻改造前后，電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表所示： 根據(jù)以上水廠提供的數(shù)據(jù)，按照2/3的時(shí)間運(yùn)行在大水量工況，1/3的時(shí)間運(yùn)行在大水量工況則，水泵采用變頻調(diào)速后，按每度電0.5元計(jì)算，使用變頻裝置一年可以節(jié)約的電費(fèi)為： 3、項(xiàng)目之三 —— 北京首都國際機(jī)場擴(kuò)建工程供熱項(xiàng)目熱網(wǎng)循環(huán)水泵變頻 北京首都國際機(jī)場是我國目前投資建設(shè)的最大機(jī)場，為國家重點(diǎn)工程，工程總投資２５０億元，超過了浦東機(jī)場和新白云機(jī)場的投資規(guī)模。３號(hào)航站樓建筑面積９０多萬平方米，新增機(jī)位９９個(gè)；新建一條長３８００米，寬６０米的跑道，屆時(shí)，世界上最大的飛機(jī)空客Ａ３８０能夠順利起降。此外，新建北貨運(yùn)區(qū)，相應(yīng)配套建設(shè)場內(nèi)交通系統(tǒng)，以及供水、供電、供氣、供油、通導(dǎo)、航空公司基地等設(shè)施。 北京首都國際機(jī)場擴(kuò)建工程的供熱項(xiàng)目，是首都機(jī)場擴(kuò)建工程中重要的基礎(chǔ)設(shè)施。它在原有供熱廠房內(nèi)拆除一臺(tái)75t/h蒸汽鍋爐，安裝兩臺(tái)58 MW熱水鍋爐。該工程于2005年10月28日開工，2006年8月完成調(diào)試與試運(yùn)行。整個(gè)供熱的熱網(wǎng)配置循環(huán)水泵三臺(tái)，電動(dòng)機(jī)為額定功率450 KW、額定電壓 10 KV。 供熱項(xiàng)目熱網(wǎng)循環(huán)水泵三臺(tái)，分別采用一套型號(hào)為ZINVERT－A9H630/10Y的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速拖動(dòng)，兩用一備。 熱網(wǎng)的循環(huán)水泵設(shè)在供熱廠內(nèi)，由供熱廠進(jìn)行操作和管理，循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速、熱輸出要服從熱力公司的指揮調(diào)度，通過DCS控制系統(tǒng)根據(jù)供熱需要控制變頻泵的轉(zhuǎn)速保證供熱循環(huán)水的流量，使熱網(wǎng)供熱質(zhì)量穩(wěn)定高效，能有效避免局部熱網(wǎng)過冷過熱問題，并保證當(dāng)室外溫度在-10到+5攝氏度的條件下，保證熱用戶的室內(nèi)溫度在20（±2）攝氏度。 現(xiàn)場兩臺(tái)循環(huán)水泵開啟后，根據(jù)流量設(shè)計(jì)，一般采用40～43Hz運(yùn)行即可滿足要求，比工頻運(yùn)行節(jié)能達(dá)30％左右，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的供熱質(zhì)量，保證機(jī)場室內(nèi)溫度的恒定與乘客的舒適度。 4、市政供水設(shè)施的水泵采用ZINVERT高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后的其他優(yōu)勢： 通過以上幾個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行節(jié)能計(jì)算可以看出，使用變頻裝置所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。另外，使用變頻調(diào)節(jié)還有其他多方面的優(yōu)點(diǎn)。 ● 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高： 原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動(dòng)時(shí)，實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)在0.8左右，需安裝無功補(bǔ)償設(shè)備以滿足電網(wǎng)要求。采用高壓變頻系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.96以上，無需無功補(bǔ)償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網(wǎng)要求，可進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。 ● 對(duì)電網(wǎng)無任何沖擊，電機(jī)使用壽命增長。原高壓電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，由于起動(dòng)時(shí)間短，起動(dòng)沖擊電流大（IN5～7倍），電機(jī)與水泵振動(dòng)較大，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪音。使用高壓變頻器后，這些現(xiàn)象徹底消除。用高壓變頻調(diào)速裝置后，可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在高壓變頻器設(shè)定的范圍內(nèi)，從零開如平緩上升啟動(dòng)時(shí)電流不超過電機(jī)運(yùn)行額定電流的1.2倍，，電機(jī)電流亦隨之平穩(wěn)變化，杜絕了工頻啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。 ● 原高壓電機(jī)以工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電機(jī)定速運(yùn)行，只能靠水泵出口側(cè)的閥門來調(diào)節(jié)供水流量，不僅浪費(fèi)能源，而且會(huì)產(chǎn)生“水錘效應(yīng)”和“憋泵”現(xiàn)象，使用高壓變頻器，不僅解決了這些問題，而且可以根據(jù)供水管網(wǎng)所需流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而節(jié)省電能，減少企業(yè)供水產(chǎn)生成本。解決了“水錘效應(yīng)”“憋泵”水壓忽高忽低的問題，減少管網(wǎng)爆管，水的“跑、冒、滴、漏”，可見使用變頻器也利于節(jié)水。 ● 變頻調(diào)節(jié)方式降低了水泵的運(yùn)行噪音，改善了運(yùn)行環(huán)境。 ● 操作簡單，運(yùn)行方便。通過遠(yuǎn)方DCS進(jìn)行控制和監(jiān)視變頻器。