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摘要：我国是个水资源匮乏的国家，尤以北方地区严重。因此，如何节水就尤为重要。作为耗水量巨大的产业，怎样提高工业用水的重复利用率，减少自来水的需求量，降低工业废水的排放量，是他们面临的重大课题。将变频技术引入锅炉灰水处理工程改造，既做到了烟尘排放达标，又使水资源得以充分回收再用。
关键词：变频；锅炉；灰水处理；应用
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1006－8937(2010)24－0042－01
1 变频器技术概述
变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。
1.1变频技术的发展历程
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪50年代末，美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管(可控硅)，给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。进入70年代，由于直流电机的调速局限性，交流电机越来越受到人们的青睐。随着市场需求的增长，技术也日益发展和完善。到了20世纪80年代，由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步，变频器性能及可靠性提高，生产成本下降，其应用开始普及。发展到今天，器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛，市场规模随之迅速扩大。
1.2变频技术的特点
①稳定性。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。通常情况下采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150％额定电流以下(根据机种不同，为125％～200％)。用工频电源直接起动时，起动电流为6～7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动[起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70％～120％额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100％以上，可以带全负载起动。
②智能化与网络化。在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯网络连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。另外，通过现场总线模块，不同型号的变频器以同一种编程语言和通讯协议来与不同功率段、不同型号的变频器进行组态，如功率、速度、转矩、电流、设定值等。
1.3变频器的应用现状
①变频器与节能。作为节能目的，变频器广泛直尉于各行业。以电力行业为例，由于中国大面积缺电，电力投资将持续增长，同时，国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求，降低内部电耗成为电厂关注焦点，因此变频器在电力行业有着巨大的发展潜力，尤其是高压变频器和大功率变频器。
②变频器与速度控制。目前，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造工艺和效率都不高，因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。
2 传统锅炉灰水处理工程中存在的问题
传统的烟尘处理是靠自来水不断注入水膜除尘器中，除尘下来煤灰随水混合在一起形成了高浓度的污水，由于锅炉房受工作场地限制，污水池容积有限，污水回流入污水池后从排污孔被直接排放掉，这样既造成环境污染，又造成水资源的大量浪费。在改造过程中，我们在现有条件下，增加了一级沉淀池，经沉淀后携带少量悬浮物的污水流入原有污水池，尽管这样，仍然由于我们污水池容量过小，而导致大量水不能回收再用。众所周知水膜除尘器中的用水量是一个变量，供水过少滤烟效果差，供水过多又会因场地小造成水外排。
3 变频技术下的灰水二次改造措施
基于以上两点，我们选择用变频器来控制清水泵及污水泵电动机，通过变频器对清水池及污水池液位变化的监测，适时地对水泵电动机做出速度调整，使两个水池中的液位始终处于一种理想的工作状态，相互匹配，既要保证水膜除尘器的滤烟效果，又要保证污水池中的水不外溢，做到水能的充分回收再用。改造后的灰水处理工程工作流程如下：
①清水水泵电动机将清水池中的水抽至水膜除尘器中，动力锅炉所排放的烟气进入除尘器中经清水过滤，净化后的烟被排放到大气中。而带尘渣的水流人一级沉淀池，经沉淀后的水流人污水池中。
②污水水泵电动机将污水池中的水抽至灰水分离器中，其杂质与罐中混凝剂快速凝聚并沉淀，同时靠聚苯乙烯泡沫塑料珠作为过滤介质。污水流速在罐内迂回，逐渐变慢，使杂质顺利沉降，水流得以净化，净化后的水回流入清水池中。
③经分离后的渣水定时被排出并回流入沉淀池。经过比较，为清水池泵电动机选配了深圳生产的TD2100型变频器作为控制部分，清水池中选用了UX型干簧管式液位器作为检测部件，给污水池水泵电动机选配了同一厂家生TD1000型变频器作为控制系统，污水池中选用了欧姆龙公司的61F--I型液位器作为监测部件。依靠变频器对液位信号的监测及时对电动机转速进行调整，真正实现了闭环控制。
4 清水池电动机控制
具体控制过程如下：
①自动方式。在自动方式下，清水池蓄水至最高水位，测试液位信号中3#与8#闭合，变频器监测到WH—EOM闭合，立刻输出YI信号，控制部分继电器KMl吸合，清水池水泵自动开启运行，清水被源源不断送至水膜除尘器中。
②自动补水的控制。自动补水是一种保护措施灰水分离器需定时排渣，会暂时出现无回流清水的情况，一般情况下由于排渣时间短，排渣周期密，所以回流清水会及时补充到清水池中，无须补水。一旦出现故障，此时清水泵还在继续工作，这样就造成清水池水位下降。当清水池中液位下降至补水水位时，液位信号中1#与4#闭合，变频器检测到PWH--COM闭合后，Y3信号输出，2kA继电器立即吸合，该继电器控制水源上的电磁阀相应打开，水被补充注入清水池中，补充进来的自来水会使清水池水位慢慢上升至上限水位，液位信号5#与8#之间的闭点被打开，变频器检测到信号PWL--COM是断点，立刻中断Y3信号的输出，补水电磁阀被关闭，至此补水过程结束。
③警戒水位的控制。当清水池中补水水位被异常的情况所干扰而失去补水功能后，水位会下降至最低位，也就是警戒水位，液位信号2#与7#闭点被断开，变频器检测到WL--COM是断点，Y1中断输出，变频器停止工作并发出E026清水池缺水报警信号。为了防止变频器出现故障而影响正常工作，应在电气控制部分加入手动控制，只要将控制方式选择在手动方式下，清水泵可以随时开启。值得一提的是液位信号器部分，信号器是由检测管、磁浮子及其外套管、接线盒等主要部件组成，当液面发生变化时，浮子的磁力吸引检测管内与液位相对应的某干簧管接点使之动作，该信号输出至变频器，使之作相应的控制输出。
5 结语
综上所述，引用变频技术改造灰水处理工程的完成。节约了大量水费开支。改造后的水资源比改造前节省了几倍，使小场地做节能大文章成为可能。同时经净化后回流的清水ph值大大降低，达到了工业用水标准，可以循环使用。而变频技术的这些作用，也将使其在未来锅炉灰水处理工程中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]韩安荣，通用变频器及其应用[M]，北京：机械工业出版社，2008.
[2]冯嘉花，姚卫东，用变频技术改造锅炉灰水处理工程[J]，电气时代,2007,(11).
[3]丁洪峰，锅炉废水处理及回用的工艺设计[J]，气象水文海洋仪器,2005,(9).
[4]王立刚，变频器节能技术的应用及管理对策[J]，管理观察，2010，(1).
关键词：变频；锅炉；灰水处理；应用
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1006－8937(2010)24－0042－01
1 变频器技术概述
变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。
1.1变频技术的发展历程
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪50年代末，美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管(可控硅)，给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。进入70年代，由于直流电机的调速局限性，交流电机越来越受到人们的青睐。随着市场需求的增长，技术也日益发展和完善。到了20世纪80年代，由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步，变频器性能及可靠性提高，生产成本下降，其应用开始普及。发展到今天，器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛，市场规模随之迅速扩大。
1.2变频技术的特点
①稳定性。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。通常情况下采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150％额定电流以下(根据机种不同，为125％～200％)。用工频电源直接起动时，起动电流为6～7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动[起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70％～120％额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100％以上，可以带全负载起动。
②智能化与网络化。在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯网络连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。另外，通过现场总线模块，不同型号的变频器以同一种编程语言和通讯协议来与不同功率段、不同型号的变频器进行组态，如功率、速度、转矩、电流、设定值等。
1.3变频器的应用现状
①变频器与节能。作为节能目的，变频器广泛直尉于各行业。以电力行业为例，由于中国大面积缺电，电力投资将持续增长，同时，国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求，降低内部电耗成为电厂关注焦点，因此变频器在电力行业有着巨大的发展潜力，尤其是高压变频器和大功率变频器。
②变频器与速度控制。目前，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造工艺和效率都不高，因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。
2 传统锅炉灰水处理工程中存在的问题
传统的烟尘处理是靠自来水不断注入水膜除尘器中，除尘下来煤灰随水混合在一起形成了高浓度的污水，由于锅炉房受工作场地限制，污水池容积有限，污水回流入污水池后从排污孔被直接排放掉，这样既造成环境污染，又造成水资源的大量浪费。在改造过程中，我们在现有条件下，增加了一级沉淀池，经沉淀后携带少量悬浮物的污水流入原有污水池，尽管这样，仍然由于我们污水池容量过小，而导致大量水不能回收再用。众所周知水膜除尘器中的用水量是一个变量，供水过少滤烟效果差，供水过多又会因场地小造成水外排。
3 变频技术下的灰水二次改造措施
基于以上两点，我们选择用变频器来控制清水泵及污水泵电动机，通过变频器对清水池及污水池液位变化的监测，适时地对水泵电动机做出速度调整，使两个水池中的液位始终处于一种理想的工作状态，相互匹配，既要保证水膜除尘器的滤烟效果，又要保证污水池中的水不外溢，做到水能的充分回收再用。改造后的灰水处理工程工作流程如下：
①清水水泵电动机将清水池中的水抽至水膜除尘器中，动力锅炉所排放的烟气进入除尘器中经清水过滤，净化后的烟被排放到大气中。而带尘渣的水流人一级沉淀池，经沉淀后的水流人污水池中。
②污水水泵电动机将污水池中的水抽至灰水分离器中，其杂质与罐中混凝剂快速凝聚并沉淀，同时靠聚苯乙烯泡沫塑料珠作为过滤介质。污水流速在罐内迂回，逐渐变慢，使杂质顺利沉降，水流得以净化，净化后的水回流入清水池中。
③经分离后的渣水定时被排出并回流入沉淀池。经过比较，为清水池泵电动机选配了深圳生产的TD2100型变频器作为控制部分，清水池中选用了UX型干簧管式液位器作为检测部件，给污水池水泵电动机选配了同一厂家生TD1000型变频器作为控制系统，污水池中选用了欧姆龙公司的61F--I型液位器作为监测部件。依靠变频器对液位信号的监测及时对电动机转速进行调整，真正实现了闭环控制。
4 清水池电动机控制
具体控制过程如下：
①自动方式。在自动方式下，清水池蓄水至最高水位，测试液位信号中3#与8#闭合，变频器监测到WH—EOM闭合，立刻输出YI信号，控制部分继电器KMl吸合，清水池水泵自动开启运行，清水被源源不断送至水膜除尘器中。
②自动补水的控制。自动补水是一种保护措施灰水分离器需定时排渣，会暂时出现无回流清水的情况，一般情况下由于排渣时间短，排渣周期密，所以回流清水会及时补充到清水池中，无须补水。一旦出现故障，此时清水泵还在继续工作，这样就造成清水池水位下降。当清水池中液位下降至补水水位时，液位信号中1#与4#闭合，变频器检测到PWH--COM闭合后，Y3信号输出，2kA继电器立即吸合，该继电器控制水源上的电磁阀相应打开，水被补充注入清水池中，补充进来的自来水会使清水池水位慢慢上升至上限水位，液位信号5#与8#之间的闭点被打开，变频器检测到信号PWL--COM是断点，立刻中断Y3信号的输出，补水电磁阀被关闭，至此补水过程结束。
③警戒水位的控制。当清水池中补水水位被异常的情况所干扰而失去补水功能后，水位会下降至最低位，也就是警戒水位，液位信号2#与7#闭点被断开，变频器检测到WL--COM是断点，Y1中断输出，变频器停止工作并发出E026清水池缺水报警信号。为了防止变频器出现故障而影响正常工作，应在电气控制部分加入手动控制，只要将控制方式选择在手动方式下，清水泵可以随时开启。值得一提的是液位信号器部分，信号器是由检测管、磁浮子及其外套管、接线盒等主要部件组成，当液面发生变化时，浮子的磁力吸引检测管内与液位相对应的某干簧管接点使之动作，该信号输出至变频器，使之作相应的控制输出。
5 结语
综上所述，引用变频技术改造灰水处理工程的完成。节约了大量水费开支。改造后的水资源比改造前节省了几倍，使小场地做节能大文章成为可能。同时经净化后回流的清水ph值大大降低，达到了工业用水标准，可以循环使用。而变频技术的这些作用，也将使其在未来锅炉灰水处理工程中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]韩安荣，通用变频器及其应用[M]，北京：机械工业出版社，2008.
[2]冯嘉花，姚卫东，用变频技术改造锅炉灰水处理工程[J]，电气时代,2007,(11).
[3]丁洪峰，锅炉废水处理及回用的工艺设计[J]，气象水文海洋仪器,2005,(9).
[4]王立刚，变频器节能技术的应用及管理对策[J]，管理观察，2010，(1).