变频器在城市供水系统中应用的再探讨山西省冶金设计院张斌定、高效、节能的目的。

　　随着城市建设规模的不断扩大，居民的日常用水量随之升高，同时对供水系统所造成的水压波动也越来越大。通常，供水是随时间而变化的，因季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡主要表现在水压上，即用水多而供水少则水压低，用水少而供水多则水压高。传统的方式是采用水箱和水塔、气罐加压的方法，但这种方法在目前的城市用水规模和供水要求中均显出明显的不足。变频器的产生与其在供水系统中的应用，不仅解决了用水、供水之间的矛盾，而且优化了供水系统的性能，还具有明显的节能效果。

　　1城市供水系统目前存在的问题城市供水管网属于多水源供水管网，送水二级泵房受管网的影响较大，压力和流量随用户用水量变化而变化。为了满足城市居民生活及工业用水，水厂在管理操作中，依据管网压力和流量的变化，采用人工调节水泵运行台数的方法来实现出水压力的基本稳定。这种控制方法存在的主要问题是由于单台水泵调节幅度大，压值时常高于或低于所需要的压力值。这种运行方式不仅不能很好的保证服务压力，而且能量浪费严重。

　　在城市供水系统中，二级泵站的设计通常是按比较大时用水量进行考虑，这样，水泵在正常运行中，除了用水高峰期外，其余时间均处于欠负荷运行状态，经常性的能量消耗极大。据统计，泵房的经常运行费用占供水成本的50%~70%，因此，如何使二级泵站运行在比较佳状态，具有重要的经济意义。

　　2城市供水系统分析针对城市供水系统目前尚存在的种种矛盾，采用变频器进行水泵电机调速，体现出其较高的使用价值。

　　在供水系统中，变频器的使用主要有以下两种方式：变频恒压供水和变频变压供水，但更多采用的是变频恒压供水系统，原理如所示：变频器反馈信息水泵电机压力变送器变频恒压供水系统原理图第一：张斌，男，1964年生，1986年毕业于太原工业大学电机系，现在山西省冶金设计院工作，工程师。邮编：在变频器内部，设置了多种系统保护功能，能随时保证系统的安全、正常运行，操作面板监视器可显示各个运行参数的内容。当保护功能起作用时，监视器就会立刻显示警告或报警的内容，帮助并尽快发现和排除故障。计算机能通过串行接口与变频器建立通信连接，并可对变频器进行起停控制、频率设定、运行状态监视、功能代码读取等操作，实现对多台变频器的远程集中管理。

　　4城市供水控制系统的原理介绍在城市供水系统中，目前常用的变频控制方式为一对一，效果不错但存在的问题为一次性投资过大一台变频器的价格约为相应电机本身价格的8~ 10倍），占地面积大，运行费用相对较高。针对这种情况，本文提出采用一拖N的方式既节约了投资，同样可以达到供水压力平稳的目的。控制部分用一台变频器，带多台泵。现以三台水泵为例，每台水泵既可以工作在常规工频泵模式，也可以工作在变频泵模式。每台水泵只能处于工频或变频其中一种，通过继电器互锁保证其安全与可靠。系统的结构图如所示。

　　通过使用变频器内部的PID调节器，将压力变送器的信号作为反馈信号，检测管网中的实际压力，变频器根据压力反馈信号调节水泵电机转速，从而达到管网压力恒定的目的。

　　现针对不同系统逐一作出分析：变频恒压供水系统。变频恒压供水系统设置简单，应用广泛。只要将出水口压力设定好，通过压力反馈实现闭环控制，变频器就可自动调节频率来满足恒压需要。

　　定流量控制。定流量控制方式是不管出水压力为多少，变频器设定一定的流量，运行频率根据实际的流量变化而变化。当实际流量高于设定流量时，变频器运行频率下降，使实际流量下降到设定流量；反之，当实际流量低于设定流量时，变频器运行频率上升，使实际流量下降到设定流量，从而实现定流量自动控制的目的，此控制方案的设定也甚广泛。

　　3变频器将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进了变频器，形成了带有各种应用宏的新型变频器，这不仅降低了生产成本，还提高了工作效率。

　　变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，使水压的调节十分平滑、稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确不失真，可对该信号设置滤波时间常数，再对反馈信号进行换算，使系统的调试非常简单、方便，节省了安装调试时间。

　　PID控制功能是指从外部变换器输入的模拟信号反馈输入到变频器，并取得与变频器设定频率指定之间的偏差，根据5比例）、：（积分）、卩微分）进行控制，从而实现负载一侧的动作跟随指令变化利用安装在城市生活用水的压力变送器将水的的一种控制功能。在负载发生变动时，能根据一直压力信号传输到变频器中调节器，根据与调节器的跟随指令值而始终保持稳定状态。工作原理如设定值和报警上下限比较，传送信号给变频器主机，所示：系统的起停泵分别由此调节器部分的压力下限信号和主机频率下限信号决定。假如压力低，调节器给主机一个压力下限信号，使M1工作于变频工作状态，输出的频率逐渐增大，经过一段时间的调节，如压力还低，这时，变频器主机让M1工作于工频状态，使M2处于变频工作状态，如压力还低，再让M2工作于工频状态，使M3处于变频工作状态，依次类推。当压力达到调节器部分上限报警值时，调节器部分的输出降低，变频器频率降低，低到频率下限设定值时，主机根据先启先停的原则控制水泵电机的运行，刚才是M1、M2两电机工频工作，M3变频工作，M1比较先启动，所以先停，如压力还高/，（下转第*矿山建立了钢渣-酸性废水渗滤床，采用石灰岩作为截流堰，使酸性废水缓慢透过由钢渣构成的过滤层，该系统从2000年建成以来始终保持稳定的中性出水水质。日本利用转炉钢渣中的石灰等有效成分提高受污泥等污染的封闭性海域的海底水质和底质，如东京湾、伊势湾、濑户内海等，已有预试验结果。我国近年来也出现了以下几种新的利用方式：①钢渣生产高强空心砌块。钢渣小型空心砌块是钢渣、胶凝材料、轻集料、水以及化学外加剂等按一定比例经强制搅拌、浇注成型、脱模干燥、养护而成。其性能优良，废渣利用率达到50%，具有体轻、高强、隔热、保温、成本低、工艺简单、生产周期短的优点，是一种高强、利废、节能与高效能的新型绿色墙体材料；②钢渣生产人造石。将钢渣和铁渣熔融后，添加钠、钴等化合物冷却固化，制成乳白色人造石。适当调整添加物质和熔融时的保护气氛，可制成青、绿、红等颜色的人造石，除用做领带别针和垂饰等装饰品外，可进一步研究做楼板、花砖、网球场和高尔夫球场彩色砂。

　　3结语开发炉外脱磷技术，开展转炉钢渣水淬、电炉氧化渣水淬、罐式热法等钢渣处理的新工艺的研究，进一步加大钢渣做为烧结剂的推广力度。

　　研究钢渣中不稳定颗粒的性质，提高钢渣质量，解决钢渣公路的收缩裂纹问题，提高钢渣建筑材料的使用与安全性能。

　　加大钢渣在土地性能及农业生产中应用的研究，克服以往试验缺乏连续性，无法得出科学结论的缺点，开辟有效降低钢渣利用成本的新路。

　　一方面进一步巩固我国钢渣利用的传统途径，另一方面利用我国大规模环保型城市化建设的契机，积极开拓钢渣综合利用的新途径，如变废为宝“的钢渣空心砖、楼板、色砂等建筑材料具有极为广阔的市场；‘以废治废”的钢渣混凝剂，既可减少资源消耗，又能治理废水和固体废弃物-钢渣，一举两得。

　　建立、健全钢渣分类机制，根据不同冶炼阶段的钢渣在活性与稳定性上差异进行分类，并选择与其性能相适应的综合利用方法。

　　改变传统的人工捡拣方式，引进破碎和磁选设备，完善设备的配套设计和系列化，提高效率。

　　开发钢渣的医、药用价值及其他潜在价值。