關于污水處理廠電氣控制設計及節(jié)能措施分析

李傳松

摘要：隨著城市的快速發(fā)展，城市人口不斷增多，污水處理廠已經成為城市規(guī)劃中的重要組成部分。為了更好的滿足城市污水處理的需求，污水處理廠的規(guī)模也在不斷增大，污水處理量也隨之增加，而從當前城市污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀來看，污水處理設備存在運行能耗過高，電氣節(jié)能技術偏低，污水處理工藝較為落后等問題，這嚴重阻礙著污水處理廠的經濟效益。本文主要對污水處理工程電氣設計和節(jié)能措施分析。

關鍵詞：污水處理;電氣設計;節(jié)能;自控系統(tǒng)

1 供配電的節(jié)能措施

供配電方面的節(jié)能主要包括合理配置變電站，減少電壓等級，選擇合適的變壓器，科學分配電力，盡量減少高次諧波的發(fā)生，做到供配電系統(tǒng)的最優(yōu)化。

1.1 合理配置變電站

由于污水處理廠在基本實現(xiàn)自動化處理的同時，對電能的需求極大，故在整個系統(tǒng)中供配電的角色尤為重要。通過合理布置變電站，來優(yōu)化整個輸電線路中的電壓等級，以此來減少電能的損耗。為了運作方便，變電站一般分布在負荷周圍，還應降低配電級數(shù)，這樣不僅能確保供電的穩(wěn)定性，更能達到節(jié)能的效果。

1.2 科學選擇變壓器

在布置好變電站后，應通過計算來選擇變壓器，以確保整個供電過程中接近它的最大效率，這也能達到電氣節(jié)能的效果。在選購變壓器前，必須要根據(jù)污水處理廠的實際負荷，來初步擬定變壓器的型號和臺數(shù)，在這個過程中必須要進行專業(yè)計算，不能憑經驗來盲目確定。最后參照類似處理廠的情況，來確定符合該污水處理廠電氣性能的變壓器的數(shù)量，確保在變壓器運行前將電力損失降到最低，減少由于變壓器輕載運行造成的損耗。并合理地優(yōu)化供配電的功率，盡量減少部分設備的無功功率，達到電氣節(jié)能的效果。

1.3 適時控制高次諧波

在整個供配電系統(tǒng)中，要想提高污水處理廠的效率，就必須科學的控制功率因數(shù)、抑制高次諧波，從而減少設備的熱效應，降低能量的損耗，避免電能的浪費。諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，如果污水處理廠負荷非線性增加，諧波也會隨之變化，在這個過程中將會損失大量的電能。因此必須選擇合適的交流濾波器，抑制諧波的產生，減少電能的損耗。

2 污水處理廠電氣設備的節(jié)能措施

在污水處理廠的節(jié)能措施中，電氣設備的節(jié)能是一項十分重要的工作。進行電氣設備節(jié)能的過程中，設計人員主要的工作有三個。

2.1 選擇節(jié)能型變壓器

對變壓器進行選擇的時候，要根據(jù)變壓器損耗、價格以及低損耗型節(jié)能變壓器和普通變壓器價格差的回收年限進行計算選擇，在選擇的時候盡量選擇那些損耗小、價格適中的變壓器。

2.2 選擇高效的電動機

電動機是污水處理廠的能耗大戶，污水處理廠80%的能耗都是由各類電動機消耗掉的，因此在選擇電動機的時候，特別是選擇大功率電動機的時候，要選擇那些易于變頻調速的、高效的電動機，讓污水處理廠達到節(jié)能的效果。

2.3 選擇技術成熟可靠的電氣設備

各種處理設備能夠正常運行，是污水處理廠能夠運行的基礎。選擇技術成熟、性能可靠的電氣設備，對降低設備的故障率、提高污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重大意義。減少設備故障停機時間、降低維修成本、保證生產連續(xù)正常進行，不僅降低了成本，也降低了能耗。

3 設備控制系統(tǒng)的節(jié)能措施

對控制系統(tǒng)進行節(jié)能處理的時候，設計人員要注意兩個內容。

3.1 對于大功率設備，優(yōu)先選擇能變頻調速的節(jié)能設備通過對污水處理廠的控制系統(tǒng)進行研究后我們得知，使用那些節(jié)電效率高、易于進行變頻調速的設備，能夠優(yōu)化設備的運行數(shù)據(jù)，使設備的功率可以隨著風量及水泵流量的變化而改變，從而達到節(jié)能的效果。特別是將其應用到鼓風機、進水泵等大功率設備上，節(jié)能效果尤為明顯。例如：鼓風機選擇，氣懸浮鼓風機同比羅茨鼓風機能降低能耗百分之25左右。

3.2 選擇合適的控制系統(tǒng)

在選擇控制系統(tǒng)的時候，設計人員要結合污水處理廠的實際情況進行選擇，使用那些能夠精確計算運行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。一方面可以使相關的操作人員對設備進行控制的時候更加的便利、精確;如精確控制鼓風機的啟停和運行頻率，減少其運行的時長、降低其運行時的能耗;進而直接促進污水處理廠的節(jié)能。另一方面可以使相關的維修人員對設備進行巡檢、維修、調試時更加的快速、準確，進而間接促進污水處理廠的節(jié)能。

4 自動控制網(wǎng)絡系統(tǒng)的節(jié)能措施

通常情況下污水處理廠設備的實際運行額度低于其設計額度，所以污水處理廠在生產中能源利用率較低，不利于設備高效而經濟的運行，因此污水處理廠應該采用智能化的自動控制網(wǎng)絡，以降低其生產能耗。

網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的先決條件是安全、可靠、穩(wěn)定。從系統(tǒng)中的單體設備來講，適應性強、運行穩(wěn)定、安全可靠的設備是最佳的選擇;同時兼顧設備的性價比，以最少的投資，獲取最高效的運行性能。從整個系統(tǒng)來看，通用性強、穩(wěn)定性好、維護方便的軟硬件是最佳的選擇;同時兼顧硬件的拓展性能，便于系統(tǒng)升級、擴充。由于自動控制網(wǎng)絡系統(tǒng)是由軟硬件結合組成的，只有其具備良好的兼容性才能被廣泛應用。為了滿足和優(yōu)化污水處理廠的生產工藝和管理，良好的開放性是系統(tǒng)網(wǎng)絡必須具有的，只有這樣才能滿足污水處理廠不斷“提標”（即：提高出水水質標準）改造的要求。而分散控制和集中管理的集散控制系統(tǒng)的結構，才能滿足生產工藝的要求，保證生產管理的合理性和便捷性，為污水處理廠節(jié)能提供良好的基礎。

5結語

優(yōu)化電氣設計，采取合適的電氣節(jié)能措施可以節(jié)約能源費用，降低處理成本，使污水處理技術由高能耗向低能、高效的方向靠近，促進污水處理廠持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展。

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（作者單位：馬鞍山市中冶水務有限公司）