张向华

摘要：随着水资源的污染逐渐加重，世界各国对其关注的程度逐渐增加。我国的水资源状况同世界各国相差不多，随着我国城市化进程的逐渐加快，各种工业废水和居民生活用水逐渐增加，导致我国每年的废水处理费用不断增加。如此巨大的市场，为水工业的发展提供了巨大的市场空间，为了能够更好的改善我国的水资源情况，变频器水处理系统逐渐兴起，其良好的污水处理能力使我国的水资源污染得到了很好的缓解，为我国的发展提供了良好的水资源供应。

关键词：水处理；变频器；工程设计

近些年以来，随着我国对水资源的重视程度逐渐增加，各种污水处理项目逐渐提到建设项目日程上。而在水处理系统中，给水调节和加药系统更是其中非常重要的环节，而在这一环节中使用到的变频器更是为污水处理带来了非常大的帮助。变频器在水处理工程设计中的使用能够使整个项目的造价控制和电器安全性得到巨大的提升。本文作者根据自身多年的工作经验，对当前变频器在水处理系统工程设计中的运用进行了简单的论述。

1变频器安装位置的合理性

1.1变频器的特性

变频器从本质上来说是敏感性电子元件的集成系统，其在使用过程中对环境具有非常严格的要求，且对外界的影响抗性较低。对于水处理系统来说，其变频器一般安装在大管径水路管道的附近，在该位置的湿度非常大，导致其极易出现各种异常现象。因此，在现场安装的变频器是无法正常使用的。而通过提高变频器的防尘和防水能力，则会导致其散热效果受到一定的限制，影响变频器的正常使用。

1.2工程造价

通过调查发现，水处理系统一般都会配备相应的独立配电间和PLC控制室，且两者之间是相互紧邻的。对于变频柜而言，其运行所需要的电力都是由配电室统一进行供应的，然后经变频器将变频信号传送至PLC系统内，在这个过程中若变频柜和配电室不在一起，则会增加电力系统的传输线路，增加了控制的难度。

1.3特殊情况的处理

对于一些特殊的安装场地，其由于受到现场施工条件的限制，无法满足变频器安装在配电室的要求。因此，对于其中水处理系统功率较小的电动机设备，像加药系统等，可以将其单独安装在一个独立的室内，然后变频柜就可以就地进行安装了，而对于处于单独室内的加药装置，其必须和变频器进行组柜，并对变频柜的外壳进行防腐处理，这样也能降低传输电路的复杂性。

2变频器在泵类负载上的应用

对于水处理系统来说，泵类设备是最常见的设备之一，其在水处理系统中起着运送污水的作用。在日常的使用中，泵类系统启动或者停机时的水锤现象经常会造成管道出现松动，甚至破裂的现象，这种现象会对泵电机造成严重的破坏，从而影响水处理系统的正常运行。因此，在进行电机的启动或者停机时，可以同时进行开、关阀门来减小水锤的影响，保证泵的正常使用，延长其使用期限。然而在实际操作过程中，这种操作方法会增加工作人员的工作强度，同时，该方法的使用也无法满足工艺的需求。而在变频器安装后，工作人员能够根据系统运行的需要，对电机的启动和停止进行软操作，从而避免了水泵一直处于超负荷工作的状态，同时，该系统的使用减小了水泵启动时对机械的冲击力，延长了电机的使用寿命，并节省了电力的使用。

在污水处理系统的潜水泵和离心泵使用变频器后，能够大大减少工作人员的工作强度，提高了系统运行的安全性。同时，还能使系统一直处于合理的运行状态中，使其既能满足系统工作的需要，同时减少电力的浪费。通过多家污水处理厂家的实践，对变频器使用效果进行了简单的统计：其节能效果大约为20%以上，其电机出现故障的概率只有原来的一半不到。

3变频器在加药计量泵上的应用

在进行污水处理过程中，药剂的加入是最重要的步骤，因此，其投入方式的选择，对于污水的处理效果具有直接的影响。在进行实际操作时，需要对药剂的计量进行严格的控制，既不能加药过量，造成大量的浪费，又不能加药量较少，起不到彻底的处理效果。在进行加药操作时，自动加药系统的使用能够很好的控制药量，使处理后的水质保证在最佳范围内。在自动加药控制系统中，变频器的主要作用是利用流动电流的原理通过电脑对胶体电荷进行控制，该系统由检测传感器、控制仪等组成。在传感器的检测室内，水样会连续的通过两个电极之间的通路，从而使其内含有的胶体杂质被吸附在管壁上，其中的反离子则在水力的作用下出现流动，从而产生电流，通过将测量得到的电流信号传送给控制仪，使其能够同设定值进行对比，从而对电机进行调速控制，这种方法能够很好的控制加药的计量，保证水处理的高效性和稳定性。在该工作过程中，自动变频加药系统能够对药剂的剂量进行准确的计算和控制，且操作较为简单，能够减少工作人员的工作强度。另外，这种控制方法自动化程度较高，且出现故障后方便进行维护。

4变频柜的设计

4.1总进线电源

对于变频柜的供应电源，不应设置为单电源供应，最少需要2台作为备用，这样能够保证系统运行的可靠性。在进行配电设计时，需要保证现场的施工技术能够满足工艺的需要，因此，对于变频器的电源，其应选择变压器的低压一侧。在进行电源电路设计时，若只有一条电路，则无法保证供电的可靠性。然而，对于加药计量装置，其在工作期间是间断性的运行的，因此，其对配电的要求不是非常高，其变频器的总电源可以采用单电源的供电设计。而对于较为重要的电机设备，其变频控制系统最好选择备用电机，其总电源的线路应设计成双路互投的形式，这样能够保证供电的可靠性，提高设备运行的稳定性。

4.2二次回路保护

对于变频器的二次回路保护装置，一般情况下采用的是微型断路器进行控制，有的也会采用熔断器对其进行控制，对于后者，其在使用时几乎没有什么限制条件，但是对于前者，其在使用时需要注意以下几个方面：首先是其分断能力，对于变频器的二次回路和配电室母线排距离较小时，二次回路在运行时最好选择熔断器，而对于较远距离的，可以选择具有分断能力的微型断路器。

4.3变频器控制方式选择

在选择变频器的控制方式时，需要结合其内部的控制方式和二次回路之间的配合，从而使变频器的控制方式能够满足现场施工和控制的需要。对于水处理工艺系统来说，其一般选择的是能够在就地或则远方能够实现控制的方式，所谓就地监控指的是能够根据变频柜上的显示面板对变频器进行控制，而遠方监控则是需要通过上位机对变频器的频率变化进行控制。在选择控制方式时，需要结合现场的实际情况选择合适的控制方式，然后在次基础上设计电路。

5总结

综合上述所说，在对变频器进行运用时，需要根据变频器的实际情况以及现场的具体安装条件选择合适的安装方式，然后选择合适的型号和配电方式等，在这些条件都能满足工艺要求后，对变频器进行安装，且安装时需要保证设备能够正常运行。目前我国的变频器在水处理系统中的运用还不是非常的熟练，需要相关人员将强这一方面的研究，提高我国水处理系统中变频器的使用效果。

参考文献：

[1]唐振西.基于PLC与变频调速的中水处理系统[J].机电工程技术，2013（07）：63-66.

[2]秦娜娜，康亮.PLC在污水处理系统中的应用[J].科技信息，2014（12）：172.

[3]李伟.基于PLC控制的火电厂化学水处理系统除盐水泵变频自动控制的实现[J].自动化与仪器仪表，2013（05）：147-149.