富士高压变频器在水厂的应用

一．最终用户介绍

常熟市第三水厂隶属于常熟中法水务有限公司，是"常熟市生命工程"，占地面积达170亩，供水能力达40万立方米/日。主要由长江取水口（60万平方米/日），4组10万吨/日平流沉淀池，4*6组V型滤池，4*7000立方米清水库及净水、配电建筑物以及现代化水质监测中心、供水调度中心和供水能力分别为2.5万立方米/日、8.7万立方米/日增压站各一座组成，目前已对生产管理实施自动控制，包括滤池、加氯、加矾、二泵房、一泵房和中控室控制系统。

二．节能改造项目情况

为了提高系统的整体稳定性，对送水环节进行精确控制，即：实现恒压送水，常熟市第三水厂决定对当前6台送水泵的其中1台（4#）进行变频化驱动改造，同时达到节能的效果。

本次改造中共使用富士FRENIC4600FM5e6kV 1200kVA变频器1台用于送水泵驱动，送水泵高压电机为6kV、900kW、108.8A，由于改造后工艺上要求恒压控制，因此，该项目引入了高压变频器PID控制，以下是送水泵使用高压变频器的系统图（采用一拖一方式）：

变频化驱动改造系统示意图

1）控制要求：①实现3地的PID闭环/开环控制，即 DCS、现场、柜面均可切换及操作的功能；

            ②压力传感器提供当前压力值，输入到高压变频器；

            ③高压变频器内置PLC与高压变频器进行Modbus通讯；

            ④DCS通过以太网TCP/IP协议与内置PLC通讯，控制及监视高压变频器；

            ⑤柜面文本操作屏可以显示3地切换状态及目标压力、频率给定值等；

2）设备对象：4#送水泵(6kV、900kW)

                      送水泵机组

3）富士电机高压变频器

 型号：FRENIC4600FM5e 6kV 1200kVA  数量：1台

高压变频器规格要求如下：

DI信号：启动/停止命令(NO)；

DO信号：运转准备完了、运转中、停止中、高压断路器合闸允许、轻故障信号、重故障信号；

AI频率设定：4-20mA(对应0-50Hz、由内置PLC给定)；

 当前压力值、现场压力给定、现场频率给定AI信号均输入到内置PLC；

 其余控制及监视信号通过通讯方式传送；

柜面仪表：文本操作屏、PID ON/OFF切换开关、小型LCD(中文)、远程/本地切换开关；

 电源瞬降处理：带UPS电源、电源电压瞬降检出时，INV继续运行300ms，超过后自由运转停机，

当电源电压恢复后，高压变频器速度搜索启动，重新加速到设定的频率。

4）改造工程实施过程

2012年10月底，高压变频器发货到现场，并完成安装和外部接线。

        高压变频器安装后照片

 2012年11月中旬高压变频器开始现场调试，12月初，高压变频器正式投入运行。

      高压变频器调试中(1)                              高压变频器调试中(2)          

三．运行状况

 该变频化驱动改造项目，从现场调试完成并投运至今，PID控制稳定，高压变频器的运行状况良好，未出现过任何故障跳闸的事故。富士电机于2013年1月份对该用户进行了例行的回访，从用户的反馈中了解到，高压变频器投运之后，4#送水泵的流量和压力得到了平滑有效的调节，节能效果非常明显，客户给以了很高的评价。