变频器在曝气风机上的应用

王晓静

(河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467013)

0 引言

曝气风机是废水处理工艺中的一个关键设备，通过控制曝气风量的大小(即氧气的多少)来控制曝气池中耗氧细菌分解有机物的活动，以达到去除废水中有机物的目的。

装置中共有8个曝气池，曝气量由5台75 kW风机和1台30 kW风机组成，正常运行时30 kW风机一直运转，另外5台开3备2，该装置从2007年6月投运以来，运行基本稳定，但是出风量一直存在一个问题:按照上述的运行方式，出风量偏大，造成能源浪费;如果30 kW风机不投运的话，出风量又偏小，不能达到工艺要求，造成出水指标不合格。

为了解决存在的问题，达到既节能又合格排放，我们要对其进行改造，计划对其中的1台75 kW风机采用变频控制。

1 设备现状

原控制方式是直接启动，采用苏州万龙ST522电机综合保护器，可以实现本地/远程的启动/停止、过载/缺相/欠压/堵塞等保护、电流输出、故障记录等功能。控制原理图见图1。

预想的改造方案是将电机综合保护器脱开，完全采用变频器控制，但是实施起来，难度较大，工期长，且一次电缆要重新敷设。只能采用以下方案:

变频器采用ABB ACS550(由于是风机负载，故变频器功率选择为75 kW)，一次电缆从抽屉柜出线引入变频器输入端(新增电缆)，原电机电缆接至变频器输出端。控制信号作以下改变:

①启动、停止不变，仍然接至电机综合保护器，变频器的启动、停止输入端接的信号取自主回路接触器辅助触点(NO);②回路电流输出用变频器电流输出信号(由于原电机综合保护器电流输出已经不能正确测量实际的负载电流);③变频器的远程调速，采用的方式是:PLC增加一个模拟量输出点(AO)，接至变频器模拟量输入端;④变频器的启动方式设置为上电自启动。

图1 变频器控制原理图

2 调试

2.1 回路检查

按照接线回路图，逐一检查接线，并记录，未发现接线错误。

2.2 空载实验

将马达的负载—风机脱开，即皮带卸下。确认后通电，启动后首先确认转向，确认转向正确后，空载运行了30 min，在这个过程中，测试了就地调速、远程调速，最后采用了就地停止方式，未见明显异常。

2.3 带载实验

将负载带上皮带复位，由生产操作人员确认阀门状态后通电，现场操作柱启动正常，但是随后发现风机出口压力迅速上升，达到了0.07 MPa(正常为0.05 MPa)，采取紧急停车措施，查找原因为出口阀门开度较小。调整开度后，现场再次启动，运行正常，出口压力稳定在0.05 MPa左右，大概20 min后操作柱停止。然后做了MCC启动、运行、调速、停止实验，正常。最后作了PLC启动、运行、调速、停止实验，正常。

3 运行

带载实验完成之后，交付生产部，从2010年6月2日开始正式投运，转速基本控制在40 Hz左右，运行电流105.2 A(改造前电流为119.3 A)，电机温升正常，无异音;出风量平稳，系统运行正常。

4 结束语

通过对曝气风机的变频调速改造，实现了通过控制送风量来调节曝气池中的氧气含量，使耗氧细菌在适宜的条件下生长，分解有机物。并且还实现了节约能源的效果。近9个月的正常运行证明，变频控制在废水处理装置曝气系统中的应用是可行的。同时，也为同类系统的设计提供了有益的参考。