牛山污水廠變壓器減容

葉志強+劉惠成

摘要：指出了日處理3萬t污水的牛山污水廠安裝了一臺1000 kVA干式電力變壓器，但實際運行最大的總功率是410kW，存在嚴(yán)重的浪費?；诖?，運用清潔生產(chǎn)原理，提出了相應(yīng)方案，通過把一臺1000 kVA干式電力變壓器減容為500 kVA，每月可節(jié)省11500元基本電費，而且能提供足夠的電能滿足污水廠一期運行需要。

關(guān)鍵詞：變壓器；減容；清潔生產(chǎn)

中圖分類號：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0048-03

1 工程概況

東莞市東城牛山污水處理廠以BOT方式投資建設(shè)和運營，于2006年3月開工建設(shè)，規(guī)劃日處理能力為60000 t，其中一期工程日處理廢水30000 t，采用周期為4h的CASS工藝，處理生活污水。一期工程鋪設(shè)污水管道13 km，污水收集面積約10 km2。該廠2008年5月開始運行，到2016年實際日處理污水少于設(shè)計水量，是2.8萬t/d。設(shè)計院當(dāng)時考慮二期工程污水量，在一期工程時設(shè)置1臺SCB10-1000kVA干式電力變壓器。牛山污水處理廠處理流程見圖1。

2 污水廠設(shè)備功率

污水處理是環(huán)保公益性事業(yè)，是高能耗、微利行業(yè)，是國家落實節(jié)能降耗政策的主要工具。污水處理屬能耗密集型行業(yè)，其消耗的能源主要包括電能、燃料及藥劑等潛在能源，其中電能消耗為0. 2～0. 4 kW·h /m3[1]，主要用于污水的提升、生物系統(tǒng)的供氧以及污泥處理這幾個工藝過程，有節(jié)能空間。該廠主要設(shè)備功率，詳見表1。

3 變壓器減容是該項目清潔生產(chǎn)審核的重點

清潔生產(chǎn)是從源頭削減污染，提高資源的利用效率，減少或避免生產(chǎn)過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害[2]。清潔生產(chǎn)審核是對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)查和診斷，判定出企業(yè)不符合清潔生產(chǎn)要求的地方和做法，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，并提出解決方案，以達(dá)到節(jié)能、降耗、減污、增效的目的[3]。運行期間，由表1可知，該廠運行時設(shè)備總功率一般是306 kW，最大運行功率是420 kW，功率因素在0.95～0.98。由于該廠安裝使用一臺1000kVA干式電力變壓器，但實際使用電量過少，約為其1/3，最多占用40%，所以變壓器容量過大，變壓器銅鐵損耗大，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。該廠自2008年運營到2016年1月，實際污水量約為設(shè)計的90%，最大用電負(fù)荷約為40%，以大工業(yè)用戶基本電費按每臺變壓器容量計算（1000 kVA×23元/月）基本電費每月高達(dá)23000元。

根據(jù)清潔生產(chǎn)審核重點的原則：（1）容易產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)節(jié)；（2）能源的節(jié)約和資源的削減有明顯改進(jìn)潛力的環(huán)節(jié)，該廠把變壓器容量減少為500kVA作為清潔生產(chǎn)的審核重點和節(jié)省費用的主要措施。變壓器減容方案見表2。

4 變壓器減容方案進(jìn)行可行性評估

4.1 進(jìn)行技術(shù)評估

設(shè)計院設(shè)計時考慮二期工程，在日處理3萬t污水的規(guī)模配置1臺1000 kVA干式電力變壓器，造成變壓器容量過大，增加基本電費支出，增加運行成本，因此把該變壓器更換為1臺SCB10-500 kVA型干式變壓器。SCB10系列產(chǎn)品是高效節(jié)能，綠色環(huán)保新一代干式變壓器。SCB10-500 kVA干式變壓器，參數(shù)是空載是1133 W，負(fù)載是4690 W，少于國家GB20052-2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》二級標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能的36%。該變壓器減容方案可提高資源利用率，技術(shù)途徑合理，能提供足夠的電能滿足污水廠一期運行需要，與我國的能源政策相符。

4.2 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估

對該變壓器的減容方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評估，結(jié)果見表3。

經(jīng)過上述可行性分析后，該廠變壓器減容為500kVA是可行的，且經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。在2016年2月該廠把變壓器減容為500kVA后，功率因素在0.94～0.98，每月基本電費由原來的23000元降為11500元。

5 結(jié)論

（1）污水廠應(yīng)充分運用清潔生產(chǎn)的原理，對能源消耗較大，具有較大經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)節(jié)進(jìn)行整改，更好地為公司減少支出，增創(chuàng)效益。

（2）多數(shù)污水廠的實際水量少于設(shè)計水量，設(shè)計院在設(shè)計時對配電設(shè)備不要考慮二期工程，不要增加建設(shè)單位整改費用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊凌波，曾思育，鞠宇平，等.我國城市污水處理廠能耗規(guī)律的統(tǒng)計分析與定量識別[J] .給水排水，2008，34（10）：42

[2]蘇榮軍，谷 芳，車春波.工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)理論與實踐[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]環(huán)境保護(hù)部污染防治司.精細(xì)化清潔生產(chǎn)審核[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.