分析污水處理廠的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

陳嚴(yán)勇

（浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司 浙江紹興 311800）

目前我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，也加大了污水處理廠的建設(shè)，但是目前的污水處理廠電氣消耗能源過(guò)多，給當(dāng)?shù)爻鞘袔?lái)了很多壓力，所以對(duì)污水處理廠的電氣節(jié)能提出合理化建議有著很大的理論意義和實(shí)踐意義，下文將以微曝氧化溝污水處理廠為例，首先介紹污水處理廠的工作原理。

1 污水處理廠工作原理

目前在我國(guó)有很多樣式的污水處理廠，相互間的工作原理都很相似，微曝氧化溝是目前比較流行的污水處理形式，這種類(lèi)型污水處理廠的工藝流程為：收集污水、細(xì)格柵攔截污水、旋流沉砂池、微曝氧化溝、消毒出水池、二次沉淀池和排污水管道等。污水處理廠的電能主要是靠電氣提供，而電氣設(shè)備包括照明設(shè)備、電纜、10kv配電系統(tǒng)等。所以要進(jìn)行污水處理廠電氣節(jié)能設(shè)計(jì)就是對(duì)這些電氣設(shè)備的合理設(shè)計(jì)。

2 污水處理廠電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 合理配置變壓器

變壓器的損耗主要包括負(fù)載損耗和空載損耗，負(fù)載損耗與變壓器負(fù)荷的變化沒(méi)有任何關(guān)系，它是個(gè)常量；而空載損耗與負(fù)荷電流有著很大的關(guān)系，會(huì)隨著電流的變化而變化，二者之間呈現(xiàn)正比例關(guān)系。負(fù)載損耗的大小主要是和變壓器電流和電阻有關(guān)，會(huì)隨著變壓器負(fù)載率平方的增大而增大，二者之間呈現(xiàn)正比例關(guān)系。目前銅芯是降低負(fù)荷的主要原材料，也成為變壓器的主要材料來(lái)源，其負(fù)荷大小應(yīng)該在80%左右[1]。具體在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該多設(shè)計(jì)幾臺(tái)變壓器以供日后使用，所以變壓器的設(shè)計(jì)要具有超前意識(shí)，以防負(fù)荷率過(guò)低導(dǎo)致開(kāi)支過(guò)大，多設(shè)計(jì)幾臺(tái)變壓器從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)講可以起到降低費(fèi)用的作用。

2.2 優(yōu)化供電系統(tǒng)

優(yōu)化供電系統(tǒng)就是對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，這種優(yōu)化行為主要包括分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。相對(duì)于集中補(bǔ)償，分散補(bǔ)償?shù)闹饕攸c(diǎn)包括：第一，分散補(bǔ)償比較容易操作，使用的設(shè)備只是一臺(tái)專(zhuān)用電容器，通常采用并聯(lián)的方式，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠而不需要其他的保護(hù)裝置；第二，分散補(bǔ)償具有提高功率的效果，達(dá)到提高工作效率的目的，進(jìn)而減少對(duì)線路的損耗；第三，分散補(bǔ)償雖然操作簡(jiǎn)單，但是可以發(fā)揮很好的經(jīng)濟(jì)效益，增加收入；第四，分散補(bǔ)償可以促進(jìn)末端電壓波動(dòng)的平緩，進(jìn)而提高低壓線路的功率，達(dá)到提供工作效率的目的。分散補(bǔ)償也有一定的缺點(diǎn)，比如很難降低變壓器的銅損，而集中補(bǔ)償可以根據(jù)具體情況采用無(wú)功量的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)降低變壓器銅損的目的。所以集中補(bǔ)償可以作為污水處理廠的日常負(fù)荷，特別是在負(fù)荷中心位置[2]。

2.3 降低線路損耗

降低線路消耗的方法主要包括：第一，選用電阻較低的材料作為電纜電阻，比如銅芯就是電阻率比較低的一種，其高效率的作用抵消了高價(jià)格的劣勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度應(yīng)該選用銅芯電阻；第二，對(duì)于電纜的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能小，這樣可以方便配置電纜的具體走向，同時(shí)要盡可能實(shí)現(xiàn)電能的二次分配，因?yàn)檫@樣可以降低電纜長(zhǎng)度，最終達(dá)到降低線路損耗的目的；第三，對(duì)于電纜橫截面的面積應(yīng)該盡可能加大，因?yàn)檫@樣會(huì)減少能源的利用，橫截面的面積要與電壓損失、熱穩(wěn)定等因素保持一致，綜合考慮各個(gè)方面的因素，達(dá)到最低投資的目的。

2.4 優(yōu)化電機(jī)控制和配置

通過(guò)上文分析可知，污水處理廠的電能主要是電機(jī)產(chǎn)生的，所以要對(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃，電機(jī)主要有攪拌器、風(fēng)機(jī)、各類(lèi)水泵等設(shè)備。

首先要做好電機(jī)的選用工作，應(yīng)該選用大廠生產(chǎn)的有保障的產(chǎn)品，其效率要盡可能高、壽命要盡可能長(zhǎng)[3]。目前我國(guó)污水處理廠的電機(jī)主要來(lái)自進(jìn)口，要選用那些負(fù)債率比較高的電機(jī)，從而可以改善電機(jī)的自然功率因數(shù)。

其次污水處理廠的水泵選擇，主要考慮自然因素，比如當(dāng)?shù)氐慕邓康确矫?，保證水泵在日常狀態(tài)中處于低效運(yùn)轉(zhuǎn)，而在降水季節(jié)處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣可以起到節(jié)約能源的作用，因?yàn)樗眠@樣的電機(jī)會(huì)消耗大量的能源，所以要根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整水泵的使用情況。

2.5 節(jié)能照明

污水處理廠是24小時(shí)全天候作業(yè)的工廠，所以會(huì)消耗大量的電能，在廠區(qū)室內(nèi)外等地方都有高耗能的照明設(shè)備，所以在照明方面也要做到節(jié)能。在最初選用照明設(shè)備時(shí)，要選擇控光性能合理的節(jié)能燈，這樣可以保證供電的穩(wěn)定和節(jié)能的目標(biāo)。同時(shí)照明燈具還要具有環(huán)保、節(jié)能、綠色等特點(diǎn)，可以采用智能控制系統(tǒng)，通過(guò)智能操作實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。污水處理廠還要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造出適合污水處理廠的照明燈具，做到既能實(shí)現(xiàn)處理污水的目的，又能很好地實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的效果。

為了更有效地實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能，在相鄰的燈具之間可以采用不同的控制回路和開(kāi)關(guān)，這樣既方便了工作人員對(duì)燈具開(kāi)關(guān)的操作，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。污水處理廠還要對(duì)所有工作人員進(jìn)行教育和培訓(xùn)，把照明節(jié)能落到實(shí)處，可以通過(guò)獎(jiǎng)懲制度加大對(duì)照明節(jié)能的宣傳，對(duì)在工作中節(jié)能積極的員工給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)所有員工積極投入到照明節(jié)能工作中。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看出，污水處理廠的電氣節(jié)能對(duì)我國(guó)節(jié)約能源有著很大的作用，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，必須從合理配置變壓器、優(yōu)化供電系統(tǒng)、降低線路損耗、優(yōu)化電機(jī)控制和配置和節(jié)能照明等方面入手，只有這樣才能更好地貫徹科學(xué)發(fā)展觀，早日實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”。

[1]杜海鎮(zhèn).污水處理廠設(shè)備綜合管理探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，03(04):125-126.

[2]林浩.論城市污水處理廠電氣的運(yùn)行管理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，09(13):198-199.

[3]黃俊武.污水廠電氣設(shè)備巡檢與維護(hù)[J].科學(xué)之友，2011，09(14):51-52.