变频节能技术在污水处理中的应用
冯东升， 张智华， 张金辉
（上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司，上海200063）
摘要：介绍了变频常能技术在污水处理领域的应用，阐述r变频节能技术的节能原理。实际应用表明，该技术具有先进、节能效果显著等优点，在电机系统节能领域具有广阔的应用前景。
关键词：变频调速；节能；污水处理；曝气风机
中图分类号tm 921. 5l文献标志码：a文章编号：1673-6540(2010)07-0060-04
0 引 言
污水处理是高能耗行业之一，高能耗造成了污水处理设施成本高，同时也一定程度上加剧r我国现阶段的能源危机。发达国家在污水处理节能降耗方面进行了很多研究和实践，而国内污水处理行业目前侧重在设施建设上，对于污水处理的节能降耗及优化还未进行系统的研究，但国内的需要使得大批污水处理厂已经建成投入运营。因此，污水处理的节能降耗已成力行业亟需解决的问题之一。
本文通过应用交流变频节能技术对实际某工程应用中的污水处理工艺的鼓风机、进水泵等工艺设备进行控制调节。该技术使各系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节／回流调节等落后调节方式所不能相比的调节性能，更能节省大量电能。
1 变频控制节能原理分析
污水处理中有较多的风机和水泵类负载。变频调速在风机和泵类负载上的应用具有显著的节能效果，并且具有无冲击起动和软停机的优良控制特性。因此，变频调速在风机、水泵的控制领域得到了广泛应用。
1.1变频调速的原理
交流异步电动机的转速为
由式(1)可知，异步电动机的供电频率，与电机的转速n呈线性关系。三相交流电动机磁通与转矩也是关键指标，决定于供电电压和频率的比值u/f因此，在电机的调速过程中，既要调节供电频率，同时还要调节供电电压。
1.2节能原理
风机、水泵都是典型的平方减转矩负载，下面以风机的工作特性来分析节能原理。
风机的电动机轴功率pw与其流量q、风压p之间的关系如下：
当电动机的转速为n1、n2时，流量由q1变化到q2，此时q、p、pw。相对于转速的关系如下：
由式(3)~(5)可看出，调节电机转速即可调节流量，风压与转速的2次方成正比，风机轴功率（功率输出）与转速的3次方成正比。从理论上讲，速度降低百分之10时会带来约百分之30的功率下降，由于功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果。调速后与调速前的功率理论比值如表1所示。
图l(a)显示了风机压力与流量的关系曲线，图l(b)为转矩与电机速度的关系曲线，从中可以看出：当采用变频调速时，可以根据需要调节电动机转速，改变风机的性能曲线，使风机满足工艺要求。
2 变频节能技木的应用
2.1实例分析
污水处理的一般过程为污水先进入提升泵站，然后依次通过曝气沉砂、氧化沟、二沉池，把水和污泥****分离，处理过的水打到排污口。其简单的示意图如图2所示。
某污水处理厂，根据厂区实际工况，首先用2台90 kw和l台37 kw的污水提升泵将污水提升到8m的高度，进行污水处理；曝气池采用3台200 kw的单级离心式鼓风机通过进 |
