杨文礼
上海晶宇环境工程股份有限公司 上海 400520
摘要：在社会经济的稳步推进之下，城镇基础建设的进程也在不断加快，水污染问题也随之而来，大大降低了人们的生活质量。污水处理厂作为水处理的重要基地，在强化城市功能、维持城镇正常运转方面发挥着不容忽视的作用，近年来，我国水处理项目的整体水平有了一定的提升，但在电气设计方面仍存在一些缺陷和弊端，对设计要点做出深入的分析和研究，是强化水污染处理效果的关键途径。基于此，本文根据水处理项目电气设计的特点，从多个角度对其设计要点进行介绍，希望能为实践工作的高效开展提供一些思路。
关键词：水处理项目；电气设计；设计要点
引言
目前，我国经济水平有了显著提升，“两山”、“五水共治”等发展理念的提出与践行，使得水处理项目在城镇建设中出更强的基础功能，为其经济发展提供更坚实的保障。从现实角度来讲，水质的质量直接关乎到人们的生活质量以及生命健康，与社会的可持续发展同样具有紧密的联系，如何改善水污染现象、提升水资源的利用率成为当今社会的一项热门话题。明确电气设计要点，根据工艺要求、城镇发展需求等，对水处理项目作出科学的规划和设计，是确保水处理系统能发挥更高实效性的重要保障，但现阶段来看，我国大多数污水处理厂在这方面工作中都存在一定的不足之处，使得水处理系统的功效弱化，因此，对水处理项目电气设计要点做出详细的研究十分有必要，下文主要对相关内容展开分析与介绍。
1水处理项目电气设计的特点
整体而言，水处理项目在规模分布方面远远高于其他的工程项目，存在较多单体，因此设计阶段需要考虑诸多影响因素，以确保水处理系统的完整性和实效性。
工艺特点：结合实践来看，我国大部分水处理项目的工艺设计与国际通行城市保持一致，步骤大体相同：利用地下管道完成城市生活用水、工业污水、雨水等的收集，然后格栅拦截，再从污水处理厂周围设置细格栅进行拦截。在此之后 ，污水进入旋流沉砂池之内，做出沉淀处理，逐步经过厌氧池、缺氧池、好氧池，通过微曝氧化再进行二次沉淀。污水彻底变清澈之后，将其导入消毒池内进行做出最后的消毒处理，最后利用排水管将消毒之后的污水排出。此外，水处理电气设计对设备控制的要求极为严格，因此现场的检修与调控必须保持严谨。
运营特点：不同地区对水处理项目的电气系统运行方面也做出了不一样的要求 ，如在环保部门的要求之下，水处理系统必须时刻保持运行状态，不能中断，对用电安全及可靠性的要求较高。
系统特点：如今来看，水处理项目的电气系统主要以中、低压供配电系统、电机、电缆、照明、接地设施的组合方式搭建而成，与此同时，这些设备设施也是水处理项目中电气能源耗损较为严重的关键部件。为确保水处理项目的电气设计充分满足污水处理要求 ，需要对系统及其相关部件做出节能设计。举例来说，对于一些常规电气设计的优化，节能处理主要体现在建造地址、中、低压供配电系统、变压器配置等的改进补偿方面。
环境特点：在现实中，有些地区属于特殊环境，会产生一些具有腐蚀性等较强破坏性的水质，甚至在运输途中形成一种易燃易爆的气体，这则需要根据当地的环境特征对水处理项目的各项要素作出全面的考量与规划。
2水处理项目电气设计的要点浅析
2.1供配电系统的设计
供配电系统的设计是水处理项目中的重要内容，在水厂运营阶段发挥着至关重要的作用。
水处理项目属于环境治理项目，其特点是自动化水平较高，生产连续性强、影响面广；中断供电将使水质无法达标，建设单位可能面临主管部门的罚款，造成重大经济损失。根据《供配电系统设计规范》GB50052-2009中对负荷分级的规定，并结合工程实际情况和工艺生产特点，水处理项目大部分工艺用电设备确定为二级负荷，仪表电源、直流电源及应急照明等为一级负荷中特别重要负荷(即保安负荷) ， 其它辅助设施为三级负荷。
根据水处理项目负荷特点，应采用双回路电源供电，采用单母分段的中、低压供配电系统；正常时两段分列运行，当一路电源故障时，另一路电源能满足全部二级负荷的供电要求。对仪表电源等一级负荷中特别重要的负荷，除双电源供电外，采用不间断电源装置（UPS）可靠供电，对三级负荷则采用一个电源供电。
变配电房的选址应选在负荷中心附近，以减少电缆的建设投资及运营过程中电能的损耗。
由于水处理厂面积较大，单体和工艺段较多，因此配电建议采用树干式与放射式相结合的方式。具体地，对于同一工艺段功率不大的设备，由变配电间放射式供电至各建构筑物单体动力柜，再由各建构筑物单体内动力柜放射式供电至设备末端;对于功率较大的设备，由配电间直接放射式配电至设备末端;照明采用树干式供电。
考虑其用电设备供电的可靠性，运行中即使有低压母联的保障，在部分低压配电柜进行调整或后续的提标扩容过程中仍然有可能切断一段低压柜的情况，因此需要对工艺上需要连续运行的设备尽可能设置在变压器的一段低压母线上，如有工艺上一用一备的相关用电设备尽量设置在不同的母线段上，避免每段检修的过程中都引起停电，增加停电的次数，影响生产运营。
由于近几年国家对水质的要求越来越高，很多项目在施工过程中也有可能面临建设单位对部分工艺段的标准提高要求，导致功率的增加等。在电气设计过程中，应与工艺加强沟通，对于在设计过程中建设单位未予明确的部分应有前瞻性的考虑。
2.2用电设备的控制
水处理项目涉及到多个工艺包的设计与管理，如污泥处理、生化处理、加药等等，不同的工艺包也会由不同的厂家负责。在初始阶段，往往会出现提资不足的情况，这就需要优先考虑给一路总电源至现场动力箱，随着设计工作的逐步深化再处理后期控制的相关问题。为确保后续系统及其设备检修与维护的便捷性和经济性，应在采购阶段进行介入：若某些工艺设备本身具备控制系统，那么需要对控制系统版本、通讯协议等做出统一的要求，避免协议不兼容、或版本不兼容带来的通讯困难的情况发生；若不同厂家在软起动、直接起动、变频控制等的二次控制系统设计方面，其不同的设计方案具有一定的共通之处，应要求厂家选择一种，为后续安装调试、运营检修等实践工作的开展提供便利，以防出现单体不同的情况；对于设备壳体的选择，应结合现场环境特点、要求等，对颜色、材质、高度、性能等做出科学的选择，以确保用电设备能充分满足厂区的要求。
此外，若存在腐蚀性区域，应对用电设备的防护等级进行合理设计，尤其是一些腐蚀性较高的区域，应尽量采用双层不锈钢门的箱体，加强安全防护，避免箱内元器件表层金属遭到严重腐蚀。
对于按钮箱的安装，需要把握好提前量，在工艺设计和采购环节明确界限，以防出现重复采购的情况。针对厂家自带的按钮箱，需要对其外观、规格、二次原理图等做出统一的要求，以确保按钮箱的参数设置以及整体性能能完全能满足现场需要。
3照明与防雷接地
为践行节能环保的设计理念，采用LED照明装置能获得良好的功效。LED灯是近些年的一种新型照明装置，不仅能耗较低，且具有较长的使用寿命，能从一定程度上降低水处理项目的资金投入。但站在另一角度来分析，LED照明效果与镇流器的运行状态有着直接的关系，若镇流器长期处于潮湿或腐蚀性强的环境之中，性能则会大大降低。因此，照明装置的选择和设计，应将现场的环境因素考虑在内，保证灯具及其相关附件的防护等级符合使用标准。
根据工程经验，水处理项目经过计算后其建构筑物通常为三类防雷，对于易燃易爆的区域会在原基础之上适当提高防护等级。由于水处理项目存在较多单体，且具有较强的分散性，因此主要以TN-C-S或TN-S的方式为接地设计。同时，不同单体之间采用-40x4的接地扁铁做出连通处理。需要注意的是，在高腐蚀性的环境中，应将材料因素考虑在内。
结语
水处理项目在城市运行与发展中发挥着重要作用，通过优化水处理项目的电气设计，提升水处理系统及其设备的性能和使用寿命，从而为人们提供更优质的生活服务。