水厂高压变频器安全运营分析及探讨.pdf

水厂高压变频器安全运营分析及探讨金 聪(上海市自来水奉贤有限公司 上海)摘 要:为满足日益增长的用水需求提高供水安全保障高压变频器广泛运用于水厂制水过程中成为水厂的核心电气设备它在确保供水压力稳定、区域水压平衡、节能降耗等方面起着重大的作用 本文从高压变频器的选型、设备技术要求、布局设计、运行环境安全等方面就如何保障高压变频器在水厂的安全运营进行分析和探讨 通过对高压变频器实际运行数据分析发现高压变频器的使用既能节能降耗又能确保避免因水压过大而造成管网的运行安全事故 关键词:水厂 高压变频器 安全运营中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.(.):.:随着上海供水厂制水工艺的不断更新换代原有制水工艺中使用的风险较高的液氯、液氨被风险较小的次氯酸钠和硫酸铵等替代危险化学品安全风险大大降低 通过对上海供水行业近几年安全运营事故统计分析以及各供水企业内部逐年的安全风险危险源的辨识、分析和评估结果可以发现电气安全已经取代危险化学品安全成为水厂安全生产的最大风险源而高压变频器作为水厂的核心电气设备更是水厂安全运营的重中之重 本文主要从高压变频器的选型、设备技术要求、布局设计、运行环境安全等方面分析和探讨如何保障高压变频器在水厂的安全运营并对高压变频器某时间段的实际运行数据进行分析高高压压变变频频器器的的选选型型及及技技术术要要求求第 卷 第 期 年 月 供 水 技 术 .设备选型基本要求制水供水企业高压变频器采购选型的第一要素是性能稳定、安全可靠同时制水供水企业作为保障民生的公共服务性企业需兼顾采购设备的性价比 设备改造方案上变频装置选型采用“高高”方式同时不允许连接任何形式的输出升压变压器以便减少干扰保障设备运行安全 使用单元串联型多电平拓扑结构变频器为了保证性能稳定安全输入整流模式为二极管桥式整流输出相电平数不低于 电平对电网的谐波影响小符合供电系统要求也符合上海地区的使用环境 高压变频器的性能需适应外电网的电压波动保障输入电压变化范围内变频器能正常带动负载启停且能满载运行 同时在满载运行、风机正常开启的情况下运行绝对温度必须小于 另外高压变频器的 防护、绝缘、接地和铁芯线圈的极限耐热温度都是采购时需要考虑的基本安全技术参数 设备技术安全要求高压变频器柜应带有“五防”闭锁功能柜门应带电气联锁柜内带电时禁止开门 运行状态下若强行打开设备柜门则立刻停机保护柜门关好前变频器功率单元不上电 柜体具有一定强度及泄压功能当柜内电缆、功率单元、变压器发生短路故障时不造成伤人事故 停机时每个功率单元整流桥直流侧滤波电容有放电回路及低电压指示保证更换功率单元时人员的人身安全高高压压变变频频器器布布局局设设计计及及运运行行环环境境安安全全 布局设计安全为确保系统运行的整体稳定性水厂电气系统设计一般采用高压变频器“一用一备”运行模式一般水厂电气布局设计方案中经常将几台高压变频器安装在同一房间内存在较大安全隐患一旦其中某台高压变频器发生不可预计的失火事故会影响其他高压变频器使设备修复时效延长造成不可挽回的影响 因此在水厂有条件进行高压变频器更新改造时设计方案中应将高压变频器设置于单独房间内以免引发一系列连锁安全事故 地下电缆管沟也应封闭独立否则一旦发生失火烟雾粉尘飘散将会对其他设备造成较大影响 同时设备室的房顶、墙体材料厚度等都要满足防火耐火等级确保运行稳定、安全 运行环境安全统计发现每年供水高峰 月至 月期间发生电气安全事故的概率最高这是因为上海夏季高温炎热、潮湿多雨气候温差变化大空气中灰尘较多易造成结露和灰尘吸附这对电气设备运行安全造成巨大影响 因此必须做好高压变频器的维护保养工作:一是落实特殊时期内岗位巡检人员对高压变频器的巡检频次检查机泵温度、振动、电流、电压等运行数据并做好详细记录注意观察高压变频器设备的灰尘和结露情况发现异常及时进行维护处置 二是做好高压变频器柜门过滤网的清洗维护工作定期检查变压器柜和功率单元柜进风风量是否正常保证设备间的通风情况良好做好设备间内温度和湿度的观察与记录确保高压变频器运行环境的安全 其他安全保障措施充分利用技防手段确保高压变频器室监控无盲区全覆盖中控室值守人员 监看确保异常及时处置 同时设备室应做到“五防一通”落实烟感报警系统、备用照明、安全疏散标志、消防设施、设备金属接地等安全保障措施要充分关注高压变频器报警信息重要信息接入中控室上位机定期做好报警记录的分析统计工作做好预警和预防工作高高压压变变频频器器节节能能降降耗耗工工况况分分析析变频器可以通过调整频率达到节能的特点水泵通过变频运行后可以根据实际需求调整出口管道压力有效节省电能 某厂一台变频泵电机功率为 实际工频状态下运行功率为 通过记录其一个月内的运行数据(表)分析其节能降耗情况 由表 可知通过使用变频器后在满足水量、水压的情况下一个月的耗电量为 折算平均功率为 比工频运行功率降低了 平均运行频率为 比实际工频运行的频率下降了 通过综合分析使用变频器后节能效果明显变频器运行时自身能耗约 (其中包括高速冷却风机的能耗 干式移相变压器的能耗 功率单元的能耗 以及控制模块的能耗 )变频运行时总耗电为 粗略估算每天可节省耗电量约 对比变频与工频状态下的平均运行功率及日总耗电量可见采用变频器后电能消耗下降了 见表 由此可见水泵通过变频运行后节省了实际的运行耗电量第 卷 第 期 供 水 技 术 年 月表 变频泵某月运行数据情况 .日期电流/耗电量/频率/日期电流/耗电量/频率/.表 变频与工频状态运行参数对比 .运行状况每小时运行平均功率/日总耗电量/工频 变频 结结论论 高压变频器的选型及技术参数是制水供水企业高压变频器采购选型的第一要素 变频器选型宜采用“高高”方式同时不允许连接任何形式的输出升压变压器 宜使用单元串联型多电平拓扑结构变频器输入整流模式采用二极管桥式整流 除此高压变频器的 防护、绝缘、接地和铁芯线圈的极限耐热温度都应满足相关安全技术要求 另外高压变频器柜应带有“五防”闭锁功能多台高频变压器宜设置在单独设备间内变频器的电缆线沟要封闭严实防止某个房间失火后影响其他房间的设备设施 另外高压变频器在运行中要加强其维护保养做好“五防一通”确保设备自身及使用环境的安全通过对高压变频器实际运行数据分析发现高压变频器的使用可以节能降耗 在满足水量、水压的情况下一个月内使用高压变频器运行功率比工频降低了 比实际工频运行频率下降了采用变频器后电能消耗下降了 参考文献:冯亚军孙倩雯于广其等.高压变频器技术在水厂水泵改造中的应用.净水技术():.吴志伟.制水企业高频变频器的选用.数字通信世界():.杨双雄.高压变频器在送水泵组中的应用.科技创新与应用():.王永德.高压水泵变频运行设计要点简析.现代信息科技():.张建.高压变频器在自来水厂中的节能应用及效果分析.资源节约与环保():.作者简介:金聪()男上海人本科、助理工程师研究方向为水厂安全生产管理:.收稿日期:年 月金 聪:水厂高压变频器安全运营分析及探讨第 卷 第 期