變頻器是供水行業(yè)節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用極廣的核心部件。9月26日，丹佛斯傳動技術(shù)應(yīng)用專家潘明磊在“2025供水高峰論壇”上介紹了丹佛斯變頻器預(yù)測性維護及深度節(jié)能方案。

潘明磊

01.變頻器鼻祖的全球版圖：丹佛斯集團實力與業(yè)務(wù)架構(gòu)

丹佛斯是一家全球型集團，成立于1933年，目前全球員工總數(shù)接近4萬人，全球銷售額約100億歐元。集團分三個業(yè)務(wù)部門，分別是丹佛斯動力系統(tǒng)事業(yè)部、丹佛斯氣候方案事業(yè)部以及丹佛斯傳動事業(yè)部。其中，丹佛斯變頻器隸屬于丹佛斯傳動事業(yè)部。

全球第一臺量產(chǎn)的變頻器，就是丹佛斯在1968年實現(xiàn)的，所以丹佛斯的變頻器實際上是變頻器的鼻祖。2024年，傳動事業(yè)部的銷售額達到了24億歐元規(guī)模。丹佛斯在中國一直持續(xù)投入，視中國市場為重要市場。

目前，丹佛斯在華擁有5000名員工、15家銷售公司、22個法人主體及12家工廠。上個月，變頻器生產(chǎn)基地——海鹽工廠三期正式啟用。該工廠現(xiàn)占地面積達21萬方，變頻器年產(chǎn)能提升至180萬臺。

丹佛斯在中國擁有諸多成功的典型案例，其中水處理與HVAC領(lǐng)域的案例尤為知名，如上海中心、北京央視大廈、北京大興機場、白龍崗污水處理廠、巴斯夫湛江一體化基地，以及全球首個電推化學(xué)品船。

潘明磊著重介紹了IEA認證的世界首個能源中和污水處理廠案例——丹麥瑪爾麗斯堡水廠。此前多位嘉賓提及水廠零碳話題，而該水廠早在2010年，就借助丹佛斯高級過程控制變頻器實現(xiàn)能源消耗碳中和，該水廠為22萬人提供用水服務(wù)，丹佛斯為其提供120臺高性能運動控制變頻器，驅(qū)動進水、出水、鼓風(fēng)機、攪拌器、化學(xué)配料機以及脫水等設(shè)備。

瑪爾麗斯堡水廠產(chǎn)生130%電力能源和2.5GWh/年熱量，其產(chǎn)生的熱能用于奧胡斯區(qū)域供熱系統(tǒng)，130%電力能源除滿足水廠自用外，剩余30%電力能源被用于水循環(huán)(供水和污水泵送)及消費者使用，碳足跡則相應(yīng)降低了35%。

丹佛斯水處理專用變頻器，電壓覆蓋單相200伏至三相690伏，功率涵蓋0.25 千瓦至1.4兆瓦，提供全功率段產(chǎn)品。針對水處理應(yīng)用，丹佛斯還開發(fā)了干泵檢測、無流量補償、無傳感器泵曲線/末端補償、睡眠功能、火災(zāi)模式等專用功能，此次重點介紹的是丹佛斯專有的CBM工況監(jiān)控功能與止回閥監(jiān)測功能。

02.丹佛斯變頻器：針對性解決風(fēng)機水泵四大運維痛點

對于日常使用中存在的風(fēng)機水泵意外停機、氣蝕現(xiàn)象、止回閥損壞，以及故障后缺少備件導(dǎo)致停機時間延長等痛點，丹佛斯均有對應(yīng)解決方案。

針對客戶設(shè)備意外停機的情況，丹佛斯變頻器的CBM工況監(jiān)控功能可以持續(xù)監(jiān)測設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)預(yù)防性維護，達到設(shè)備運行狀況可控的目標(biāo)。

針對汽蝕現(xiàn)象，丹佛斯變頻器能快速檢測汽蝕，且具備氣蝕穿越功能。

對于止回閥損壞的情況，丹佛斯止回閥監(jiān)測功能可快速準確的檢測出止回閥的故障情況。

對于變頻器故障后備品備件與停機時間問題，丹管家可以提前預(yù)警，助力客戶提前準備備件。

潘明磊用實際案例詳細介紹了這些功能，首先是聊城水務(wù)電機定子繞組絕緣測試。通常電機定子繞組絕緣的損壞并非突然發(fā)生，而是從匝間微小短路開始并逐步擴大，最終導(dǎo)致定子繞組絕緣報廢。變頻器作為直接驅(qū)動電機的裝置，可以準確獲取電機電流的源發(fā)信號，通過對于這些源發(fā)信號的頻譜分析，變頻器可以實時的掌握電機定子繞組的絕緣健康程度。

丹佛斯變頻器通過邊緣計算，能在絕緣故障早期發(fā)現(xiàn)問題，并通過控制面板、總線控制字和狀態(tài)字及IO輸出點，將故障情況傳至上位機，方便主控系統(tǒng)實時了解設(shè)備健康程度，同時還會通過不同級別報警，顯示當(dāng)前設(shè)備損壞的嚴重程度。

丹佛斯已在聊城水務(wù)完成氣蝕監(jiān)測功能測試，測試地點為聊城城市污水處理廠氧化溝工藝端生化池。

測試中，變頻器監(jiān)測到汽蝕后，通過汽蝕穿越功能將電機速度降至汽蝕較輕的區(qū)間;待規(guī)避汽蝕后，將電機重新調(diào)至參考頻率運行，這便是汽蝕穿越功能的實際應(yīng)用。

丹佛斯針對止回閥監(jiān)測開發(fā)了專有功能。泵應(yīng)用中止回閥損壞時通常很難被發(fā)現(xiàn)，但這會造成系統(tǒng)長期處于低效率運行，同時增加了水泵損壞風(fēng)險，因此及時發(fā)現(xiàn)止回閥損壞是十分必要的。

此前，受技術(shù)壁壘限制，止回閥監(jiān)測缺乏有效手段或成本高昂。而丹佛斯變頻器可通過自身算法實現(xiàn)止回閥監(jiān)測：變頻器在工作過程中持續(xù)發(fā)送脈沖信號，檢測止回閥是否失效，避免系統(tǒng)效率低下、管網(wǎng)異響和水泵損壞等問題，且僅需簡單參數(shù)設(shè)置即可啟用該功能。

03.多泵水力平衡測試臺：丹佛斯深度節(jié)能方案的直觀展示載體

丹佛斯通過多泵水力平衡測試臺呈現(xiàn)深度節(jié)能方案。該測試臺位于丹佛斯海鹽工廠——作為丹佛斯傳動生產(chǎn)基地，其變頻器年產(chǎn)量達180萬臺。該測試平臺在國內(nèi)非常少見，可真實進行制冷和采暖的水力測試平臺，系統(tǒng)中包含常用的平衡閥和控制閥且增設(shè)了切換開關(guān)，能直觀對比丹佛斯深度節(jié)能方案與傳統(tǒng)方案的節(jié)能效果。

該平臺預(yù)留了接口，可接入競品變頻器進行直觀對比測試;通過ABQM閥門控制系統(tǒng)與FC302變頻器的協(xié)同，降低泵運行能耗的同時，不會影響用戶體驗，實現(xiàn)了節(jié)能的同時也保障了客戶的滿意度。

智能化方面，通過ABQM+NovoCon閥門平衡控制系統(tǒng)和PICV +能源管理系統(tǒng)的配合，同時結(jié)合控制器MCA301控制變頻器與壓力傳感器，實現(xiàn)智能化操作及最佳節(jié)能控制。數(shù)字化方面，則借助物聯(lián)網(wǎng)與實時在線數(shù)據(jù)傳輸，提升運營數(shù)據(jù)透明度。

潘明磊最后總結(jié)，丹佛斯整套產(chǎn)品解決方案比傳統(tǒng)方案節(jié)能50%左右，通過閥門壓差數(shù)據(jù)與變頻器控制的結(jié)合，在降低水泵能耗的同時，不影響用戶使用感受。

現(xiàn)場互動中，潘明磊談到，丹佛斯CBM工況監(jiān)測功能實現(xiàn)了真正的邊緣計算，通過變頻器自身算法與邊緣計算結(jié)合，可實時監(jiān)測電機定子繞組絕緣狀態(tài)及負載運行情況，通過對電流頻譜的分析準確判斷變頻器所驅(qū)動設(shè)備的健康程度，并將計算結(jié)果通過IO點、總線通訊等方式點對點的傳輸至上位機系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)安全性，讓客戶控制系統(tǒng)直接獲取第一手故障信息，防止了信息的泄露，可以說，丹佛斯CBM工況監(jiān)控功能是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的完美一環(huán)，可以靈活接入各種工控系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供設(shè)備的核心健康數(shù)據(jù)。

借助這些信息，變頻器能全面掌握其所驅(qū)動的電機及后端設(shè)備的運行狀態(tài)，打破以往設(shè)備“黑箱”困境，通過核心算法與邊緣計算讓電機內(nèi)部等原本不可見區(qū)域的狀態(tài)“可視化”，還能以數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)出設(shè)備的健康程度，其核心目的是減少設(shè)備意外停機，減少客戶損失，確保設(shè)備的全生命周期可控。

編輯：趙凡