污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

蔣華豐

摘 要:本文從天津市污水處理的實(shí)際需求的環(huán)境出發(fā),針對(duì)我國污水處理廠電氣設(shè)備的基本特點(diǎn),提出供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。結(jié)合項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例,詳細(xì)地分析電氣工作原理和本文的設(shè)計(jì)方案。這為污水處理的電氣控制的進(jìn)一步提高管理水平和技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)具有非常重要的推動(dòng)意義。

關(guān)鍵詞:電氣控制工作原理自動(dòng)控制防雷接地

中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0120-01

眾所周知,環(huán)境污染問題已經(jīng)日趨嚴(yán)峻,關(guān)于生產(chǎn)和生活等各種排放的污水的處理已經(jīng)備受關(guān)注。高效地處理水污染這一世界難題已被列入世界環(huán)境保護(hù)組織的工作日程上來[1]。為防止水污染,天津市已經(jīng)率先建起整套的現(xiàn)代化自動(dòng)控制污水處理廠,分布在全市的許多地方。對(duì)各類工業(yè)污水、排放廢水都通過了嚴(yán)格的生化反應(yīng)程序,使其變?yōu)閷?duì)環(huán)境危害極小的凈水,最后排放到周邊的水資源環(huán)境中。

據(jù)國情顯示,大規(guī)模的污水處理廠的供電系統(tǒng)一旦發(fā)生不可知的停機(jī),嚴(yán)重地影響電氣設(shè)備運(yùn)行和正常的生產(chǎn)運(yùn)營,甚至損失經(jīng)濟(jì)利益。因此合理地對(duì)其進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是保證其正常運(yùn)行的必然條件。

1本設(shè)計(jì)基本特點(diǎn)及原則

用戶方的要求是保證污水處理廠的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的性能都要可行可靠,決不允許意外停電。那么,其供配電系統(tǒng)就必須符合國家的各項(xiàng)規(guī)定,要按照一級(jí)負(fù)荷的基本標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)設(shè)計(jì)。

污水處理廠的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定要遵循如下的基本設(shè)計(jì)原則[2]。

(1)可靠的供電。

(2)設(shè)計(jì)合理,優(yōu)化充足,節(jié)能降耗。

(3)一定要安裝防雷裝置,布線合理。

2設(shè)計(jì)方案

2.1 供電電源和電氣負(fù)荷

本設(shè)計(jì)的供電是由天津市電力部門提供的兩回路10kV綠色電源。利用單母線分段給10kV的配電站主接線。并建立母聯(lián)的開關(guān)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),母聯(lián)是斷開狀態(tài)的,兩路電源也是同時(shí)工作。

2.2 配電系統(tǒng)

該設(shè)計(jì)的供電設(shè)置方式是現(xiàn)場(chǎng)的工藝需求變化的,依照用戶的工藝生產(chǎn)管理要求和國家對(duì)節(jié)能降耗設(shè)備的綜合治理。本設(shè)計(jì)是一套10kV配電站和3個(gè)分段變配電室。

下圖為本配電系統(tǒng)方案。圖中主要繪出變壓器,進(jìn)、出線及各層級(jí)的聯(lián)絡(luò)信息。

2.2.1 10kV配電系統(tǒng)

本案中的10kV配電系統(tǒng)主要采用的是單母線結(jié)構(gòu)。以放射式的電纜鋪設(shè)形式向鼓風(fēng)機(jī)和1#、3#變配電室輸電。其開關(guān)柜是由兩臺(tái)主進(jìn)線柜、兩臺(tái)電壓電量計(jì)量柜、兩臺(tái)避雷、PT柜、兩臺(tái)母聯(lián)柜和八臺(tái)出線柜共同組成。

2.2.2 低壓供配電系統(tǒng)

設(shè)計(jì)中的1#和3#變配電室的變壓器低壓側(cè)都是采用單母線分段形式。利用空氣斷路器的短路斷速、短路短延時(shí),還有過載長延時(shí)電流脫扣器的能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的保護(hù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電線路,還有低壓用電設(shè)備的短路和過載的綜合保護(hù)。

2.2.3 無功補(bǔ)償

根據(jù)天津市電力部門的行政規(guī)定,用戶端的功率因數(shù)不得低于0.92(滯后),才能不影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。在本設(shè)計(jì)中,對(duì)于中壓大功率設(shè)備(例如鼓風(fēng)機(jī)、大功率泵組)采用的是集中補(bǔ)償方式,補(bǔ)償容量是單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)150kvar,補(bǔ)償柜安裝位置在10kV配電站內(nèi)。而那些低壓小功率的電氣設(shè)備,主要采用的是集中補(bǔ)償方式,在1#和3#變配電室的電氣柜內(nèi)安裝無功補(bǔ)償電容器。

2.3 設(shè)計(jì)電氣設(shè)備控制方式

該設(shè)計(jì)中的所有工藝設(shè)備都采用馬達(dá)控制中心(MCC)集中控制和現(xiàn)場(chǎng)分散控制等兩種控制工作方式。

任何一臺(tái)電氣設(shè)備都是可以實(shí)現(xiàn)“本地/遠(yuǎn)程”控制的瞬間切換。遠(yuǎn)程時(shí)是由上位機(jī)PLC控制,本地時(shí)是在現(xiàn)場(chǎng)操控箱上,操作人員手動(dòng)控制的。設(shè)計(jì)中說明:本地控制僅在系統(tǒng)和設(shè)備調(diào)試或維修時(shí)才使用的,正常運(yùn)行時(shí)全部由上位機(jī)的PLC系統(tǒng)控制。保證系統(tǒng)的安全可靠性。

2.4 防雷和接地

雨季來臨時(shí),要防止10kV配電裝置遭遇雨季雷電的破壞[3]。本設(shè)計(jì)在10kV配電站的開關(guān)柜母線上加裝設(shè)了氧化鋅避雷器和為低壓變配電裝置設(shè)計(jì)了渦流浪涌保護(hù)器,以防止雷電對(duì)設(shè)備造成影響;在院內(nèi)的配電室/站等建筑物的屋頂設(shè)計(jì)了避雷針,在建筑周圍設(shè)置了避雷網(wǎng),實(shí)現(xiàn)有效的接地防護(hù)措施。

2.5 電纜敷設(shè)

為了建設(shè)的美觀和便于行走的目的,設(shè)計(jì)了暗敷電纜溝和電纜橋架。對(duì)于不得不直埋敷設(shè)的電纜則是采用鎧裝金屬防護(hù)層形式,但是為了降低成本和體現(xiàn)實(shí)用性,在電纜溝和橋架內(nèi)部敷設(shè)的電纜則是采用非鎧裝電纜,但在出口處都加穿保護(hù)管[4]。為了防止火災(zāi)發(fā)生時(shí),電纜火災(zāi)無限蔓延,本設(shè)計(jì)采取以下措施:在電纜溝的極其重要部位設(shè)立擋火墻和防火門;電纜都粉刷了防火和耐火涂料;耐火材料封堵電纜出入孔洞,所有電纜溝入室的電氣進(jìn)線預(yù)留孔在施工后都用防水防滲透材料進(jìn)行封堵,防止雨水倒灌入溝[5]。

3結(jié)語

本污水處理系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)不僅符合天津市電力部門和國家電氣設(shè)計(jì)的基本要求,而且本設(shè)計(jì)成本低廉,維護(hù)費(fèi)用少,可靠性很強(qiáng),會(huì)為天津市帶來很大的經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)

[1] 部揚(yáng)善.城市污水處理發(fā)展近況和問題[J].給水排水,2005(2).

[2] 唐受印.廢水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010(7):3-6.

[3] 王洪臣.城市污水處理廠運(yùn)行控制和維護(hù)管理[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

[4] 范逸明.簡(jiǎn)明電工手冊(cè)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2011(3):247-249.

[5] 謬鐵夷.污水處理廠控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電工技術(shù)雜志,2010(4).