燃煤电厂废水处理系统清净水泵电控方式改进

清净水泵是燃煤电厂废水处理重要设备之一，该设备的可靠投入和稳定工作，对保证电厂废水处理系统高效、经济运行及废水处理后环保参数达标和循环再利用有着重要作用。

1 设备状况

某2×300MW燃煤电厂废水处理系统清净水泵共2台，其配套电动机均采用就地控制、手动操作、工频定速运行方式，无远方控制、自动操作和调速运行功能。这使得值班人员不能实时监视设备运行工况，不能迅速发现设备故障和采取相应措施，不能根据水池液位高低变化及时自动起停水泵，不能实时调整电动机运转速度和水泵出力。单泵运行时，池内积水经常发生溢流。双泵运行时，池内积水经常被抽空。上述异常情况的存在，严重影响了废水处理系统的安全、稳定运行。为此，考虑对清净水泵电动机控制方式予以改进。

2 设备改进方案

清净水泵就地控制和工频运行功能保留，增加远方控制、自动操作和变频调速功能，使水泵电动机实现具有可相互切换的就地、远方两种控制方式，手动、自动两种操作形式，以及工频、变频两种运行模式。可在PLC(可编程序控制器)程控画面上远方操作水泵并监视其运行状态，可根据水池液位高、低变化自动起停水泵，可根据系统工况实时调整水泵转速和出力。

3 设备改进措施

(1)重新设计清净水泵电动机一、二次电气控制电路，增加空气断路器、接触器、变频器、调速旋钮、转换开关、控制按钮、指示灯、电流互感器、电流表等电气元件。

(2)按水泵电动机容量选配相应规格的调速变频器，按废水处理系统运行要求设置变频器工作参数。

(3)清净水池就地加装超声波液位计，液位信号送至废水处理系统PLC，高低液位定值设置在PLC逻辑程序中，PLC程控画面设水泵电动机“起动”“停止”“频率给定”“液位联锁”等功能键，编写水泵电动机控制逻辑，并下载到废水处理PLC程控系统中。

(4)更换和敷设水泵电动机动力电缆、远方控制电缆并接入相应盘柜(水泵电动机就地控制柜和废水处理系统PLC程控柜)。

(5)清净水泵电动机变频主运行、工频备用，变频回路与工频回路之间相互闭锁。

(6)清净水泵本体扩容改进，配套电动机功率由15kW升至75kW。4设备改进后的电气控制原理改进后的清净水泵电气控制电路实现如下功能:在远方控制方式下，可从PLC程控画面工频起动和变频起动水泵;在自动操作形式下，水泵的起停受水池高、低液位自动控制，水池液位达到高水位定值(3m)时，PLC程控高水位接点闭合自动起动水泵，水池液位降至低水位定值(1.5m)后，程控低水位接点闭合自动停运水泵;在变频运行模式下，可从水泵就地控制柜和PLC程控画面调节变频器输出频率。

除上述功能外，还具有其他多项功能:工频就地(水泵就地控制柜)起动、变频就地起动、就地手动调频、工频就地停止、变频就地停止、动力电源就地指示、工频起动就地指示、变频起动就地指示、工频故障就地指示、变频故障就地指示、电动机电流就地显示、电动机远方(集控室PLC程控画面)起动、电动机远方停止、电动机起动远方显示、电动机停止远方显示、频率远方给定、频率反馈远方显示、就地和远方控制方式显示等。改进后的清净水泵电气控制原理如图1所示。

5 清净水泵电动机操作说明

清净水泵就地控制柜操作显示面板如图2所示。水泵工频运行时“工频起动指示灯”点亮，工频故障时“工频故障指示灯”点亮;水泵变频运行时“变频起动指示灯”点亮，变频故障时“变频故障指示灯”点亮。

5.1 水泵就地操作

5.1.1 就地工频运行

“远控/就地”转换开关置“就地”位，“变频/工频”转换开关置“工频”位，“自动/手动”转换开关置“手动”位。按下“工频起动”按钮，水泵工频起动运行，按下“工频停止”按钮，水泵停止运行。

5.1.2 就地变频运行

“远控/就地”转换开关置“就地”位，“变频/工频”转换开关置“变频”位，“自动/手动”转换开关置“手动”位。用“手动调速”旋钮设置好变频器运转频率。按下“变频起动”按钮，水泵变频起动运行。按下“变频停止”按钮，水泵停止运行。

5.1.3 就地自动起停水泵

“远控/就地”转换开关置“就地”位，“自动/手动”转换开关置“自动”位。清净水池液位达到高水位时，水泵自动起动，液位降至低水位后，水泵自动停止。如果“变频/工频”转换开关在“变频”位，就是自动变频起动水泵。如果转换开关在“工频”位，就是自动工频起动水泵。

5.2 水泵远方PLC程控操作

5.2.1 远控手动起动

“远控/就地”转换开关置“远控”位，可在PLC程控画面上手动起动水泵。如果“变频/工频”转换开关在“工频”位，就是远控工频起动水泵。如果转换开关在“变频”位，就是远控变频起动水泵。变频器输出频率由程控画面上的频率调节滑块决定，滑块滑动值0～100，对应频率0～50Hz。

5.2.2 远控自动起动

“远控/就地”转换开关置“远控”位，程控“清净水池A泵(B泵)液位联锁”置投入状态。清净水池液位达到高水位，水泵自动起动。液位降至低水位，水泵自动停止。如果“变频/工频”转换开关在“变频”位，就是自动变频起动水泵。如果“变频/工频”转换开关在“工频”位，就是自动工频起动水泵。远控起动水泵，与就地控制柜盘面“自动/手动”转换开关位置无关。程控“清净水池A泵(B泵)液位联锁”投入就是自动起动水泵，程控“清净水池A泵(B泵)液位联锁”退出就是手动起动水泵。

6 设备改进效果清净水泵

电气控制电路改进设计合理，解决了水泵不能远方控制和自动操作的问题;新增电动机调速装置西门子MICROMASTER430型变频器，具有调速性能优越、参数设置范围广、控制信号响应速度快、负载状态信息详细等一系列优点，解决了水泵转速和出力不能实时调整的问题，避免了清净水池积水溢流和被打空现象的发生，保证了该电厂废水处理系统高效、稳定运行，环保效益显著。水泵电动机由工频运行改为变频运行后，工作电流和耗电量下降，经济效益良好。另外，变频器还具有过电压、欠电压、过电流、短路故障、接地故障、电动机过热、变频器过热等保护功能，电气保护配置齐全且动作灵敏度高、速度快、可靠性强。当设备发生异常时，变频器保护会及时动作，将设备断电停运，避免电动机、电缆、电源断路器、接触器和变频器本体等主要电气设备过流发热烧坏，降低了设备维护成本，经济效益明显。

7 结语

本次设备技术改进投入成本低，但效果良好，达到了预期目的。生产现场的其他类似设备，也可借鉴此方法进行改造。同时，在今后的工作中，要进一步完善其电控方式和工作模式，保证设备及相关系统安全、稳定、经济运行。