污水處理廠電氣設(shè)計若干問題探討

摘 要：近年來，伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，污水處理越來越受到重視，文章結(jié)合工程實例說明了污水處理廠電氣設(shè)計中的一些實際問題。

關(guān)鍵詞：污水處理;電氣設(shè)備;敷設(shè)

一、 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，人們對污水處理越來越感興趣。文章通過對這幾年來城市污水處理廠電氣工程設(shè)計和施工圖的回顧，了解了污水處理廠電氣工程設(shè)計中的一些技術(shù)問題，并提出了相關(guān)問題。

二、 供電負荷分級及變壓器容量的選擇

負荷計算是指變電站安裝在一般的市政廢水處理廠中。負載計算會影響變壓器的選擇和電氣組件的配置。計算結(jié)果太浪費而且太小，無法滿足生產(chǎn)需求。變電站負荷計算的一般方法就足夠了，需要注意，計算結(jié)果必須在最大并發(fā)設(shè)備負載下進行驗證，該負載不得超過變壓器容量的90%。最大并發(fā)運行負荷應(yīng)根據(jù)過程措施建議的過程運行時間的連續(xù)表確定。鼓風(fēng)機，提升泵和其他大型過程設(shè)備必須根據(jù)雨季污水處理廠運行期間需要開啟的最大裝置數(shù)量進行計算。根據(jù)污水處理廠的負荷和中國電網(wǎng)的實際情況，污水處理廠通常使用10kV電源。需要兩個10kV電源才能滿足二級電源的要求。根據(jù)當(dāng)前的“20kV以下變電站的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”（GB50053-2013），有必要在污水處理廠的變電站中安裝兩個或多個變壓器。如果其中一臺變壓器斷開連接，則其余變壓器的容量必須能夠處理所有次級負載（即污水處理廠中的所有負載）的功率。

三、 控制設(shè)備設(shè)置

污水處理廠中控制設(shè)備的布局通常可以分為兩種類型。首先，控件安裝在現(xiàn)場控制箱中。其次，控制設(shè)備集中在變電站或配電室的低壓柜中。兩種方法各有優(yōu)缺點：第一種方法是配電室中的配電設(shè)備相對簡單，它僅具有一個配電功能和少量配電柜，由于PLC控制柜的電壓低，并且柜內(nèi)有多條線路，因此控制室可以靈活安裝，電氣室不需要相鄰。接觸器和繼電器等控制元件位于現(xiàn)場控制箱中，以方便現(xiàn)場操作和維護。缺點是惡劣的工作條件會影響電氣組件的使用壽命，從現(xiàn)場控制箱到PLC控制柜的控制信號線很多，增加了距離。自動化控制系統(tǒng)很敏感，調(diào)試很復(fù)雜。許多現(xiàn)場控制箱，兼容性低，維護復(fù)雜。第二種方法需要關(guān)閉控制室和配電室，PLC控制柜和低壓配電柜之間的電纜較短，從而節(jié)省了大量電纜。減少了PLC控制柜與現(xiàn)場控制箱及設(shè)備之間的電纜數(shù)量，并相應(yīng)減少了車間中的電纜橋架數(shù)量。調(diào)試自動控制系統(tǒng)容易，低壓配電部分高度兼容，維護方便。安裝在低壓柜中的低壓控制組件不容易老化，并且這些組件相對易于更換和故障排除。缺點是如果使用現(xiàn)場控制箱控制現(xiàn)場設(shè)備，則如果現(xiàn)場控制箱發(fā)生故障，則無法有效控制該設(shè)備。由于每個處理設(shè)備的電源都是從配電室獲得的，因此電源線的數(shù)量很大，距離也很長。

四、 電氣設(shè)計問題及解決辦法

（一）電纜溝敷設(shè)

電纜溝分為室內(nèi)電纜溝和室外電纜溝。室內(nèi)電纜溝通常具有可以打開和關(guān)閉的鋼或混凝土蓋板，便于維護和安裝。溝槽的凈尺寸通常為0.8×0.8m。側(cè)框架和支架由2到3層組成。如果電纜很多，則可以使用雙面支架。凹槽的凈尺寸為0.8×1.2m。由于防水和防盜等因素，外部電纜溝的結(jié)構(gòu)通常與地下排水溝相似，但蓋板和表土位于溝渠中，表層的深度耕地為0.4～0.8m，因此太小。由于打開外部電纜槽的缺點，應(yīng)考慮進行維護和安裝的工作空間以及安全的操作空間。因此，凈高度應(yīng)至少為0.8m，凈寬度應(yīng)至少為1.2m。如果條件允許，凈高度可以為1.5m左右。高度受植物的雨水和下水道的高度限制，溝渠的埋葬深度不能超過1.5m。另外，應(yīng)對室外電纜溝進行大修，測量距離應(yīng)小于20m。

（二）電纜線槽敷設(shè)

鋪設(shè)電纜線槽時要記住兩個主要問題。

一是電纜槽材料問題。污水處理廠的工作場所氣體通常具有腐蝕性，并且嚴(yán)重腐蝕由冷軋鋼制成的電纜槽。通常將安裝在室外的電纜導(dǎo)管暢通無阻，并暴露于雨水和風(fēng)中。如果冷軋鋼電纜導(dǎo)管快速腐蝕，則必須使用壁厚大于0.4mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成。

二是電纜槽在室外位置的選擇。污水處理廠的反應(yīng)池通常很大，設(shè)施很多。電纜槽應(yīng)沿著池壁的周長鋪設(shè)在池上，盡量避免通道板在壁下或水池上方的管道。通過污水處理廠的實際運行，發(fā)現(xiàn)夏天鋪設(shè)在游泳池中的電纜導(dǎo)管可能會暴露在直射的陽光下，內(nèi)部溫度可能會達到60℃～70℃，加速電纜和絕緣層的老化。在電抗器中鋪設(shè)電纜時，應(yīng)在設(shè)施附近鋪設(shè)電纜溝，并鋪設(shè)鍍鋅鋼管，以避免使用電纜橋。

（三）排水管道敷設(shè)

在污水處理廠實際運行中，往往需要根據(jù)工藝運行情況增加處理設(shè)備和電氣設(shè)備。為了避免重復(fù)開挖，必須有足夠的備用孔來鋪設(shè)動力管。電廠選用HDPE雙壁波紋管和混凝土包裝，埋深1.2m左右，孔數(shù)6～12孔，一根管的直徑應(yīng)為100mm。

（四）關(guān)于污水處理廠照明

污水處理廠的高度通常很高，有室內(nèi)起重機的房間的層高在6米以上。當(dāng)選擇車間照明設(shè)備時，吸頂燈對于維護和修理非常不利，并且吸頂燈的防護等級通常較低。在下家河污水處理廠的設(shè)計過程中，車間內(nèi)的所有燈具均選擇側(cè)裝泛光燈，其中2～3個燈由回路控制。

（五）關(guān)于車間電氣箱的防腐

污水處理廠車間氣體腐蝕性極強，導(dǎo)致車間配電箱、控制箱電氣元件嚴(yán)重老化。經(jīng)研究，采用增加正壓鼓風(fēng)機的方法解決了這一問題。具體方法如下：配電室低壓柜的上部和控制柜上預(yù)留了直徑為100mm的圓形孔，每個孔一個，連接一個室外鼓風(fēng)機和空氣管道。低壓柜和控制柜以及室外風(fēng)扇的進風(fēng)口均裝有防塵網(wǎng)。該方法不僅解決了電氣元件的腐蝕問題，而且解決了配電盤夏季的散熱問題。

（六）關(guān)于檢修電源問題

在污水處理廠的建設(shè)和運營過程中，經(jīng)常需要臨時供電。將其直接從配電室中取出是不方便且不安全的，添加的維護電源盒越多，成本就越高。配電箱還用作電源箱的維修方法，配電箱的輸入電纜已延長，并且配電箱配有兩相和三相插座以進行維護。

（七）接地裝置設(shè)置存在的問題

污水處理廠車間內(nèi)設(shè)施較多，處理設(shè)施、配電設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施無須供電屬殼進行等電位連接，等電位接地設(shè)備必須采用明確的設(shè)置方法。即地面總線沿著房間的整個圓周位于地面上方0.3m處，而接地板位于地面上方0.3m處。結(jié)構(gòu)支柱連接到接地母線，以確保接地安全性和可靠性。如果臨時電氣設(shè)備在維護期間需要接地，則可以將其直接連接到接地總線。此外，室外游泳池本身的控制箱和配電箱必須接地，使用的方法是在靠近箱體的水池壁上預(yù)留接地板，地面連接板連接到泳池壁上的鋼筋網(wǎng)，外殼直接連接到接地板。這種方法減少了室外接地總線的長度，并提高了接地設(shè)備的可靠性。

五、 結(jié)語

文章通過對污水處理廠電氣負荷分級、控制設(shè)備及常見問題進行判斷，為電氣專業(yè)設(shè)計人員提供參考，從而避免這些問題出現(xiàn)。

參考文獻：

[1]陳彩霞.成都建工集團安裝公司承建的成都市污水處理廠工程全部順利通水[J].安裝，2016（9）.

[2]楊仕堂.淺談污水處理廠結(jié)構(gòu)物施工防水措施[J].低碳世界，2016（28）.

作者簡介：

焦峰，南京金夢都房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司。