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污水处理厂电气设计和节能措施探讨

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：谢云贵

[导读] 摘要：在实际运行过程中，由于污水处理厂使用的电气设备较多，所以能源消耗也相对较大。

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        摘要：在实际运行过程中，由于污水处理厂使用的电气设备较多，所以能源消耗也相对较大。若不能有效控制能源消耗问题，必然会加大污水处理厂的生产成本，导致污水处理效率不高。为了解决这个问题，必须加大对污水处理厂电气设计的重视程度，通过采取切实可行的节能措施，实现对电气的科学设计，从而为污水处理厂的长足发展奠定基础，进一步提升污水处理效果。
        关键词：污水处理厂；电气设计；节能措施
        前言：21世纪我国经济正在以迅雷不及掩耳之势高速发展，环境问题日益严峻，对于可持续发展与能源节约、生态平衡以及环境保护间的关系，世界各国都予以了深刻的认识，越来越重视城市建设与工业生产中环境保护、绿色节能理念的应用，从不同层面上加强合作，推动城市的健康、节能、文明发展。在城市可持续发展的过程中，污水处理尤为重要，为了实现污水处理厂的节能，就必须加大对电气设计的重视，通过采取切实可行的节能措施，最大程度降低污水处理厂的电气消耗，从而实现污水处理厂各方面效益的最大化提升。
        1污水处理厂的处理工艺及电气设计
        1.1污水处理的基本工艺
        目前,我国的污水处理技术与国际城市污水处理使用同一技术,也就是利用地下管道来进行城市日常产生的污水和自然雨水的存储收集。与此同时,还要进行障碍板的相关设计从而对其进行阻拦。而后在污水处理厂对收集的污水进行集中过滤、静置并净化进行第二次处理。处理到水质不再污浊,变得澄澈时,将处理后的水排进消毒池进行最必要的杀菌消毒。最后,消毒过后将操作后的水排出,便完成了基本的对污水的处理及再利用步骤。
        1.2污水处理厂电气系统
        污水处理厂的电力系统主要由高压配电系统、照明系统、照明保护连接系统、自动操控系统等部分组成。这些也是污水处理厂电能损失的主要组成部分。一般来说,污水处理厂的电气设计能够满足污水处理的要求,对于必要成分的电气损耗,要求进行节能。常规电气设计的优化主要体现在变压器的建设地址、变压器的结构、高压低压配电系统的改进和补偿、灯具的选择等方面。
        2污水处理厂的电气设计策略与要点
        2.1供配电设计策略与要点分析
        一是，以保证电气系统运行安全与稳定为首要目标，采用10kV两回路电源供电的设计方法，其中一个供电电源负责日常供电，另外一个电源的作为紧急应对的储备电源——当日常供电电源故障或者被切断，则启动储备电源，用于维持污水处理设备正常运行。二是，变压器选择与设计策略。据数据调查显示，国内建筑工程电气系统运行中，变压器设备的能耗数值最高，约占电气系统管网能耗的百分之七十以上；如果合理选择和配置变压器设备，则能有效达到能源节约的目标。因此，在污水处理厂的电气系统供配电设计环节中，设计师应选择低能耗、运行高效的节能环保类型变压器设备。三是，污水提升泵等消耗用电功率较大的设备，主要集中于提升泵房、鼓风机房等处，所以遵循负荷中心靠近的基本原则，可以将变配电房设置在与提升泵房、鼓风机房相近的位置，以最大限度地降低额外损耗；在粗格栅、细格栅、提升泵房、沉沙池、消毒排放池、综合楼等建筑物中相应配置配电间，这样就可以沿电缆将电能输送至各配电间，再由配电间进行细节分配，实现电气系统的高效、节能目标。
        2.2电机控制设计
        污水处理厂应用的电气设备很多，而这些电气设备的启动控制要求大多不同。对加药计量泵，搅拌机等没有调速要求且功率小电机可采用全压直接启动，启动电流为额定电流4-7倍；对提升泵等功率大设备考虑启动电流对电网电压波动率，同时对其他设备影响，没有调速要求，采用软启动器启动。对鼓风机等功率大且需调速变频控制要求，采用变频器控制，变频启动过程中，频率由底到高，电流一般维持在电机的额定电流以下或接近额定电流。鼓风机加入变频器开环或闭环控制，根据水处理量负荷不同，季节不同，可以实现变频控制，降低能耗，节约能20%以上。

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        2.3电缆敷设
        一是，电缆沟敷设。一般地，电缆沟敷设主要包括室内以及室外两种。室内电缆沟主要设置了混凝土盖板或花纹钢盖板，无论是安装还是检修都较为方便。室外电缆沟则主要需要考虑防盗、防水等因素，其大多与暗渠结构类似，在电缆沟上设有覆土以及盖板，由于室外电缆沟不方便开启，所以其需要提前考虑安装以及检修的操作空间问题。二是，电缆线槽敷设。一方面，由于污水处理厂车间内积聚的气体大多具有腐蚀性，其能够严重腐蚀冷轧钢板材质的电缆线槽。而且电缆线槽如果设在室外，由于没有遮挡，冷轧钢板材质的电缆线槽也会腐蚀得很快。另一方面，污水处理厂具备的反应池大多具有体积较大，设备较多的特点，所以在敷设电缆线槽时需要尽量避免露天敷设，通过选择在池上的风管沟道或者池壁四周的走道板下，能够最大限度的降低其腐蚀速率。三是，电力排管敷设。在污水处理厂的实际运行过程中，需要根据实际的工艺运行状况适当增加用电设备或者工艺设施，所以为了避免出现开挖重复现象，在进行电力排管敷设的时候应当预留出足够的备用孔数，以防备未知情况发生。
        3降低城市污水厂电气能耗的策略
        3.1做好供配电系统的节能
        （1）无功补偿。选择集中补偿或分散补偿，具体取决于工作流程的情况。例如，在分布式补偿中，可以通过增加低压线路工作线的功率系数来控制线损，但是这种方法很难控制变压器的铜损。而集中补偿可以减少铜损，它是通过在负载中心安装低压配电室来实现的。（2）减少线损。使用铜芯线作为控制线，并根据负载性质、敷设长度和敷设形式确定线径和截面积，以保证设备安全稳定高效节能。（3）电机节能。充分结合工艺要求，通过PLC软件的可调整特点，优化电气设备（风机、水泵等）运行停止时间占比，通过使用变频控制技术来实现对该设备的运行频率进行PID控制。
        3.2不断优化改进污水处理工艺
        随着人们对污水处理工作的要求不断严格，为了使处理达标，设计工艺时需要不断采用新技术新工艺，以实现节能降耗目的。此外，依据污水处理工艺特点，积极开发并致力于电气控制技术创新。从工艺和电气控制两个方面着手，减少污水处理单位体积电能消耗，实现节能并增加利润。
        3.3优化节能设备
        电能消耗的主要原因是可以有效控制电能使用的各种设备（例如风扇和泵）的运行。风扇和水泵经常在实际运行中充满负荷，并且设备上的实际负荷小于设计成本，使得能耗较高，利用率低，造成了电能的浪费。对于此，相关单位有必要优化节能设备，并促进节能设备的推广应用。在提高设备运行效率的同时，运用计算机对设备的运行状况进行有效监控，最终达到减少能耗并提高流程操作的节能目的。
        结语：
        综上所述，对于我国的整体社会发展而言，污水处理尤为关键。为了保证污水处理工作的顺利开展，就必须重视电气方面的设计，通过采取有效的节能措施，树立良好的节能理念，降低污水处理时的电力损耗情况，既能保障污水处理效果，还可以降低企业生产成本，实现污水处理厂的效益最大化提升。
        参考文献：
        [1]杜斌,牛迎丽.污水处理厂电气设计和节能措施研究[J].中国设备工程,2020(13):118-119.
        [2]胡咏祥,周斌.关于污水处理工程中电气节能设计的探讨[J].中国设备工程,2020(12):190-191.
        [3]赵琦.污水处理厂电气控制设计及节能措施探讨[J].工程建设与设计,2019(01):79-82+85.
        [4]任岁.城市污水处理厂电气节能的实现及意义略述[J].科学技术创新,2017(25):41-42.
        [5]林先添.污水处理厂电气设计和节能措施分析[J].企业技术开发,2017,36(05):60-62.
        [6]张超.浅谈我国城市污水处理厂电气节能措施[J].科技经济导刊,2016(15):126-127.