市政工程中，自來水供水由于用戶用水時間相對集中，一日內的負荷變化較大，雖然可采用多臺水泵、大小泵開停配合等傳統設計，但特別在午夜與凌晨的時段，經常產生大馬拉小車的現象，這種情況在春冬兩季更為明顯，既浪費能源，又使供水管網的壓力波動較大。 另外，以往集中供熱系統由于如果調節水力平衡的設備選擇、使用不當，調節的手段不先進，則會存在不同程度的水力失調問題，造成部分熱用戶室溫過高而浪費了熱能，部分用戶室溫不達標，影響了供熱質量，而帶來了電能的大量浪費，使供熱企業的運行成本大大提高。 在自來水的供水與供熱網循環水泵等采用變頻調速，可在實現良好調節控制目標的同時達到節能的效果。ZINVERT系列高壓變頻調速系統就在自來水供水與市政集中供熱系統等多個市政工程重要項目中應用，為市政項目的節能工作作出了貢獻，并贏得了當地有關部門的一致好評。 1、項目之一 —— 杭州桐廬自來水廠供水泵變頻恒壓供水 杭州桐廬自來水廠于2006年5月竣工，6月正式投運為桐廬地區供水，是桐廬人民政府的“愛民”工程。桐廬水廠的315kW/10kV的自來水供水泵采用ZINVERT—A9H400/10Y型高壓變頻調速系統對其進行供水調節。設備于2006年3月12日安裝，2006年6月正式投運。投運以來，節能效果明顯，實現恒壓供水，完全滿足供水的需要。 該廠的出水水泵設計在工頻運行時，水泵處于額定運行狀態，對電機轉速不進行調節。用水量下降時，水泵仍然額定運行，多余的水排出至江中，這就造成嚴重的電能浪費。鑒于這種情況，該廠采用了變頻器控制，根據實際運行情況進行調節流量。 桐廬水廠出水水泵變頻調節采用一拖一的方式。裝置的一次接線如下圖所示： 10kV電源經變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經刀閘K2送至電動機；10kV電源還可經刀閘K2切換至工頻側直接起動電動機。一旦變頻裝置出現故障，即可馬上斷開輸入側10kV開關及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側，在工頻電源下起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。 變頻運行狀態下，DCS以輸出水壓為控制目標進行PID調節：水泵變頻調速是一個壓力閉環控制系統，設定水泵出工側壓力參數為控制對象，當實際壓力與設定壓力發生偏差±H時，高壓變頻器則根據壓力傳感器反饋的信號，自動調節變頻器的輸出頻率與電壓，從而改變水泵驅動電機的轉速，使水泵出口側的壓力維持恒定。在保證水泵的輸出流量和所需水量一致情況下保持了水泵的輸出水壓或供水的壓力，也起到了節能作用，大大降低了水泵用電量。 變頻改造前后，電機的運行數據如下表所示： 根據以上桐廬水廠提供的數據，按每度電0.5元計算，使用變頻裝置一年平均可以節約的電費為： 2、項目之二 —— 江蘇靖江自來水公司供水泵變頻恒壓供水 靖江自來水公司是一家以自來水生產、銷售服務和供水設施養護維修為主體，集給水工程設計、施工、純凈水生產等各種經營為一體的供水企業。截止2005年底，公司日供水能力為10萬m3，占地144.6畝，擁有輸水干管250公里，固定資產1.58億元。 江蘇靖江自來水公司（下稱水廠）工業新區的供水網設計5臺400 kW水泵供水，設計兩臺水泵采用變頻調速以實現恒壓供水。供水泵設計在工頻運行時，水泵處于額定運行狀態，對電機轉速不進行調節。用水量下降時，水泵仍然額定運行，多余的水排出至江中，這就造成嚴重的電能浪費。鑒于這種情況，初期投運一臺水泵采用高壓變頻調速控制，根據實際運行情況進行調節流量。設計采用ZINVERT—A9H400/10Y型高壓變頻系統拖動供水泵的400kW/10kV電動機調速，以達到調節供水水壓的目的。高壓變頻設備于2006年5月21日安裝調試完成，2006年7月正式投運。 已投運的水廠母管給水泵變頻調節采用一拖一的方式。裝置的一次接線如下圖所示： 10kV電源經變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經刀閘K2送至電動機；10kV電源還可經刀閘K2切換至工頻側直接起動電動機。一旦變頻裝置出現故障，即可馬上斷開輸入側10kV開關及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側，在工頻電源下起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。 變頻運行狀態下，可以根據用水量對電機轉速進行調節，起到節能作用。變頻改造前后，電機的運行數據如下表所示： 根據以上水廠提供的數據，按照2/3的時間運行在大水量工況，1/3的時間運行在大水量工況則，水泵采用變頻調速后，按每度電0.5元計算，使用變頻裝置一年可以節約的電費為： 3、項目之三 —— 北京首都國際機場擴建工程供熱項目熱網循環水泵變頻 北京首都國際機場是我國目前投資建設的最大機場，為國家重點工程，工程總投資２５０億元，超過了浦東機場和新白云機場的投資規模。３號航站樓建筑面積９０多萬平方米，新增機位９９個；新建一條長３８００米，寬６０米的跑道，屆時，世界上最大的飛機空客Ａ３８０能夠順利起降。此外，新建北貨運區，相應配套建設場內交通系統，以及供水、供電、供氣、供油、通導、航空公司基地等設施。 北京首都國際機場擴建工程的供熱項目，是首都機場擴建工程中重要的基礎設施。它在原有供熱廠房內拆除一臺75t/h蒸汽鍋爐，安裝兩臺58 MW熱水鍋爐。該工程于2005年10月28日開工，2006年8月完成調試與試運行。整個供熱的熱網配置循環水泵三臺，電動機為額定功率450 KW、額定電壓 10 KV。 供熱項目熱網循環水泵三臺，分別采用一套型號為ZINVERT－A9H630/10Y的高壓變頻調速系統進行調速拖動，兩用一備。 熱網的循環水泵設在供熱廠內，由供熱廠進行操作和管理，循環水泵的轉速、熱輸出要服從熱力公司的指揮調度，通過DCS控制系統根據供熱需要控制變頻泵的轉速保證供熱循環水的流量，使熱網供熱質量穩定高效，能有效避免局部熱網過冷過熱問題，并保證當室外溫度在-10到+5攝氏度的條件下，保證熱用戶的室內溫度在20（±2）攝氏度。 現場兩臺循環水泵開啟后，根據流量設計，一般采用40～43Hz運行即可滿足要求，比工頻運行節能達30％左右，而且實現穩定的供熱質量，保證機場室內溫度的恒定與乘客的舒適度。 4、市政供水設施的水泵采用ZINVERT高壓變頻調速系統后的其他優勢： 通過以上幾個項目的運行節能計算可以看出，使用變頻裝置所產生的經濟效益是明顯的。另外，使用變頻調節還有其他多方面的優點。 ● 網側功率因數高： 原電機直接由工頻驅動時，實際運行功率因數在0.8左右，需安裝無功補償設備以滿足電網要求。采用高壓變頻系統后，電源側的功率因數可提高到0.96以上，無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網要求，可進一步節約上游設備的運行費用。 ● 對電網無任何沖擊，電機使用壽命增長。原高壓電機工頻啟動時，由于起動時間短，起動沖擊電流大（IN5～7倍），電機與水泵振動較大，會產生刺耳的噪音。使用高壓變頻器后，這些現象徹底消除。用高壓變頻調速裝置后，可對電機實現軟啟動，電機的轉速在高壓變頻器設定的范圍內，從零開如平緩上升啟動時電流不超過電機運行額定電流的1.2倍，，電機電流亦隨之平穩變化，杜絕了工頻啟動時對電網的沖擊。 ● 原高壓電機以工頻電源驅動時，電機定速運行，只能靠水泵出口側的閥門來調節供水流量，不僅浪費能源，而且會產生“水錘效應”和“憋泵”現象，使用高壓變頻器，不僅解決了這些問題，而且可以根據供水管網所需流量，自動調節電機轉速，從而節省電能，減少企業供水產生成本。解決了“水錘效應”“憋泵”水壓忽高忽低的問題，減少管網爆管，水的“跑、冒、滴、漏”，可見使用變頻器也利于節水。 ● 變頻調節方式降低了水泵的運行噪音，改善了運行環境。 ● 操作簡單，運行方便。通過遠方DCS進行控制和監視變頻器。