摘要:在污水处理行业中,存在着诸如进水泵、回流泵、提升泵、罗茨风机等大型设备,在正常的生产运行中,这些设备需要根据来水水量、水质的变化及工艺要求调整运行台数和时间,此外,还要根据维护保养周期对设备进行循环启停备用设备。由于这些设备功率都比较大,启动过程中对电网和设备的冲击特别大,此外,设备在停止过程如果突然断电,还极容易形成“水锤”效应,对设备和管道造成损坏。因此,在污水处理行业,在大型设备的启停过程中软启动器得到了广泛的应用。
关键词:软启动器污水处理日常维护
中图分类号:U664文献标识码: A
一、软启动器的介绍
软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置,其采用三相反并联晶闸管作为调压器,在电动机启动时,通过不断增大晶闸管的导通角度,使输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通,实现电机的平滑启动,达到降低启动电流、减小对电网冲击的目的。待电机达到额定转数后,软启动器接通旁路接触器取代晶闸管,降低晶闸管的热损耗,提高其工作效率,同时使电网避免谐波污染。当电动机停车时,晶闸管代替旁路接触器,逐渐减小晶闸管的导通角度,使输出电压逐渐降低,电动机缓慢停车,有效地避免水泵停止时所产生的“水锤效应”。
二、软启动器在污水处理行业的应用
以石家庄某污水处理厂进水泵为例。该污水处理厂日处理污水能力为16万吨/日,全部为居民生活用水,上游来水量受季节及居民生活习惯的影响波动比较大。一般情况下,夏季来水了远远大于冬季,凌晨2点到上午9点来水了比较少,下午2点到晚上12点水量比较大。为了满足生产需要,处理厂安装5台120KW进水泵,一备一用两台变频控制,其余三台为工频泵。正常工作情况下,三台工频泵和一台变频泵投入使用,变频泵依靠自动控制来调整频率,用来微调水量,当水量变化较大时,则需要通过停止或启动工频泵来控制水量。
根据污水处理厂的运行规则,上游来水不会突然大幅度增加或减少,因此进水泵房的液位不会急剧的变化,也就不会出现同时启动或停止两台及以上的进水泵来满足来水要求的情况,而且对于厂区电网来说,也不允许同时启动或停止两台及以上大功率设备,因此该污水处理厂采用三台工频进水泵共用一台150KW软启动器控制的方式运行,包括进水泵的启动和停止控制,这种设计既满足了生产需要,也节省了硬件配置的投入。
其主电路原理图为:
其工作原理为:继电器KM1闭合,设备处于待机状态,当进水泵M1启动时,KM2、KM3闭合,软启动器开始工作,逐渐增大启动电压,进水泵转速增加,当软启动器晶闸管全部导通即进水泵全压运行后,KM4闭合、KM2、KM3断开,进水泵启动结束,软启动器导通角降为0,等待启动第二台泵。当进水泵M1需要停止运行时,KM2闭合,软启动器导通角升为180度,同时KM4断开、KM3闭合,软启动器导通角逐渐减小,进水泵转速下降,直到降为0,进水泵停车结束。其余进水泵启动、停止过程与M1相同。由于
整套进水泵系统的控制模式为PLC自动控制,根据进水泵房液位的不同阶段,自动停止或启动进水泵。在进水泵启动时,累计运行时间最短的进水泵先启动,每两台泵的启动间隔为3分钟;停止时,累计运行时间最长的进水泵先停止,每两台泵的停止间隔时间为2分钟。为了实现对进水泵和软启动器的保护,进水泵还通过PLC设置了频繁启动保护,每台泵每个小时的启停次数不能超过6次,如果超过,则报警提示,需要转为人工操作。
三、软启动器的日常维护
由于污水处理厂的空气湿度大且具有腐蚀性,所以要对厂区内的各种电气设备进行定期的检修和维护,其中软启动器的日常维护需包括以下几点:一、注意检查软起动器的环境条件,防止在超过其允许的环境条件下运行。注意检查软起动器周围是否有妨碍其通风散热的物体,确保软起动器四周有足够的空间。二、定期清扫灰尘,以免影响散热,防止晶闸管因温升过高而损坏,同时也可避免因积尘引起的漏电和短路事故。清扫灰尘可用干燥的毛刷进行,也可用于皮老虎吹和吸尘器吸。对于大块污垢,可用绝缘棒去除。三、定期检查配电线端子是否松动,柜内元器件有否过热、变色、焦臭味等异常现象。四、定期检查软启动器风机的运行情况,一旦发现风机转速慢或异常,应及时修理。对损坏的风机要及时更换。如果在没有风机的情况下使用软起动器,将会损坏晶闸管。五、如果软起动器使用环境较潮湿或易结露,应经常用红外灯泡或电吹风烘干,驱除潮气,以避免漏电或短路事故的发生。六、如果需要对软启动器进行测量,由于晶闸管等电子器件不允许做绝缘电阻测试,所以只能用数字万用表高阻档检查软启动器中晶闸管的绝缘情况。
四、结论
软启动器在污水处理厂的应用,解决了电机直接启动过程中对电网和机械设备的冲击,软停车功能解决了水泵停车时的“水锤”效应,完善的电机综合保护功能,提高了设备可靠性及安全性,因此应大量提倡软启动器的使用,代替传统启动器。在实际应用中要重视根据负载特性和工作现场环境选用软启动器,合理调整各种参数,实践证明,如果参数调整不当,可能造成启动失败,严重时造成设备损坏,同时应加强软启动器日常维护保养工作。