污水處理廠電氣設計和節(jié)能措施研究

杜斌，牛迎麗

（濟南城建集團有限公司，山東 濟南 250000）

隨著污水處理廠的大規(guī)模建設，工藝流程的不斷更新，電氣設計部分顯得尤為重要，在遵守基本規(guī)范、保證設備運行安全的同時，也要特別重視節(jié)能環(huán)保的設計理念。各個企業(yè)以及單位在生產(chǎn)發(fā)展過程中，都應該將節(jié)能降耗理念充分融入在內(nèi)。污水處理廠是一個能耗密集型的企業(yè)，因此，更應該重視節(jié)能降耗。從當前的實際發(fā)展情況來看，部分污水處理廠由于電氣設計不合理，而且也沒有開展節(jié)能措施，導致在對污水進行處理的過程中會消耗大量的資源和能源，嚴重影響了污水處理廠的處理質(zhì)量。

1 污水處理廠的污水處理現(xiàn)狀

隨著科學技術的不斷進步，污水處理廠處理污水的步驟越來越簡潔，而且所使用的電氣設備也越來越智能，這樣能夠有效提高污水處理廠的污水處理效率。在應用先進設備的過程中，要充分掌握設備的性能，這樣才能更加合理地對設備進行電力分配。從當前的實際情況來看，一些可生化性好的污水處理廠一般通過污水好氧生化的方式對污水進行處理，該種方式較為簡單，能夠在很短的時間內(nèi)就對污水進行有效處理，雖然該種方式具有很多優(yōu)勢，但同時也存在一些不足，最大的問題就是在處理過程中耗能非常大。另一些水質(zhì)指標高可生化性差的污水處理廠一般采用厭氧消化的方式對污水進行處理，該種方式能夠在處理的過程中獲得沼氣資源。企業(yè)在選擇處理方式前，一定要充分考慮實際情況，并且結(jié)合污水處理的具體要求，通過這樣的方式，才能選擇最為科學合理的污水處理方式，整個處理效率也能得到有效提高。厭氧消化方法最大的優(yōu)勢在于既能夠?qū)ξ鬯M行處理，同時，還能得到沼氣，收集到的沼氣資源能夠被應用在很多地方。在對沼氣資源進行收集的過程中，需要采用專業(yè)的設備儀器，工作人員需要隨時監(jiān)控設備的運行情況，當設備出現(xiàn)故障時，要進行及時有效的檢修，對原有的設備進行不斷的升級和優(yōu)化，以此幫助污水處理廠實現(xiàn)效益的最大化。

2 污水處理廠電氣設計

污水處理廠的效率直接影響我國的生態(tài)環(huán)境，污水處理廠在對污水進行處理的過程中，需要應用各種各樣的電氣設備。電氣設備的性能對于整個污水處理過程有著極大的影響，因此，需要不斷地提高電氣設備的性能。從當前的實際發(fā)展情況來看，污水處理廠在處理污水的過程中，最經(jīng)常使用的電氣設備包括低壓配電系統(tǒng)、高壓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。對于一些比較特殊的污水處理項目，還需要用到防爆電器等設備，只有保證電氣設備完善的情況下，才能更加高效地的開展污水處理工作。污水處理廠在對電氣進行設計的過程中，要充分考慮企業(yè)的實際發(fā)展情況，站在長遠的角度進行思考，預留出一些設計余量，這樣能夠隨時應對污水處理廠的發(fā)展變化。設計人員在對電氣進行設計的過程中，要將節(jié)能降耗的理念充分融入在內(nèi)，不斷地提高電氣設備的應用價值。由于污水處理廠在運行過程中會采用大量的電氣設備，每個電氣設備的啟動控制要求都不一樣，因此，在對電氣進行設計的過程中，要充分考慮當前設備的具體需求，設計高效的機電控制系統(tǒng)，將系統(tǒng)的監(jiān)控作用充分發(fā)揮出來。在具體的設計過程中要分模塊進行設計，對電機系統(tǒng)進行合理規(guī)劃，設計一些較為靈活擴展的模擬以及數(shù)字信號，這些信號能夠及時檢測出回路中的一些泄露以及不平衡問題。在設計時，選擇合適的擴張數(shù)字模塊，通過增加模塊的方式能夠增加開關量的輸入。

3 污水處理廠電氣節(jié)能設計措施

3.1 合理計算負荷參數(shù)

要想對污水處理廠的電氣進行更加科學合理的節(jié)能設計，首先，應該對負荷參數(shù)進行合理的計算。當前在進行負荷計算的過程中，最經(jīng)常使用的方法分別是系數(shù)計算法和單位指標法。所謂系數(shù)計算法是指，對使用的設備、電線等數(shù)值進行測量，然后，將有功功率和無功功率都進行公示的整合，通過這樣的方式，能夠得到一個與電流和電壓有關的公式，然后，代入相關的系數(shù)，就能夠計算出電氣的負荷參數(shù)。在使用單位指標法的過程中，主要是對時間單位范圍內(nèi)的用電量以及相應指標進行計算，在對時間范圍進行規(guī)定的過程中，可以是每周、每月甚至是每個季度。在對電氣系統(tǒng)的負荷進行計算的過程中，最需要掌握的就是整個電氣系統(tǒng)的最大負荷，在了解了最大負荷系數(shù)以后，能夠?qū)ψ儔浩鬟M行更加合理的調(diào)節(jié)，這樣能夠有效地降低電氣設備在運行過程中的能源損耗。

3.2 合理設置變電所

在對變電所進行設置的過程中，為了能夠達到更好的節(jié)能降耗設計，可以使用直流屏、低壓抽屜式的配電屏或者是低壓配電柜，通過這樣的方式，能夠有效地對變電所內(nèi)的所有電氣設備進行參數(shù)的調(diào)節(jié)。進而能夠?qū)φ麄€電氣的具體運行情況進行科學有效的管理，通過這樣的方式，能夠有效地降低供配電系統(tǒng)的電力資源和電壓損耗問題，進而達到更好的節(jié)能降耗目的。

3.3 正確選擇和應用電纜

污水處理廠在對電纜進行選擇的過程中，一定要將經(jīng)濟性充分融入在內(nèi)，如果污水處理廠盲目地選擇一些價格較為昂貴的電纜，不僅會增加企業(yè)的生產(chǎn)投入成本，同時，電纜的能耗也會非常大。如今在對電氣進行設計的過程中，應該將經(jīng)濟性和節(jié)能性進行高效的結(jié)合，并且充分考慮當前的實際發(fā)展情況，對電路進行合理的鋪設。由于在進行鋪設的過程中，負荷要求會有所不同，因此，需要選擇不同的材料，通過這樣的方式，既能夠有效降低材料的損耗，同時，還能幫助污水處理廠降低成本投入。在對電纜進行選擇的過程中，還應該將技術性充分融入在內(nèi)，電纜的電阻和線路的長度成正比的關系，但是，卻與電纜的橫截面積呈現(xiàn)出反比的關系，因此，為了能夠更好地對電纜的總長度進行縮小，則可以適當?shù)乜s小電氣設備的總體布局，同時，還可以在條件允許的情況下盡可能地增大橫截面積，通過這樣的方式，能夠使得電阻始終保持在一個較小的范圍內(nèi)，進而更好地減少能耗。

3.4 正確選擇和應用變壓器

污水處理廠的電氣設計是一個較復雜的過程，需要進行設計的環(huán)節(jié)有很多，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對總體的設計產(chǎn)生影響。變壓器是污水處理廠電氣設計中最主要的一個設計環(huán)節(jié)，科學合理地選擇變壓器和應用變壓器，能夠有效降低污水處理廠的能耗。通過相關的調(diào)查數(shù)據(jù)研究顯示，變壓器在運行過程中的電力損耗占到了整個電力系統(tǒng)的0．8%。雖然這一數(shù)值看上去并不大，但是，將其放在具體的能耗中，則是一個較為嚴重的能耗問題。從當前的實際發(fā)展情況來看，變壓器的能耗主要分為兩個方面，分別是鐵損和線損。如果變壓器在具體的運行過程中負載率達到了50%左右，此時，整個變壓器的電能消耗是最少的，雖然電能消耗變少，但是，變壓器的鐵損不會降低。如果變壓器的負載率超過最低值，此時，變壓器的鐵損會得到有效降低但是，線損率卻會大大提高。面對這樣的問題，在對變壓器進行選擇的過程中，要充分考慮經(jīng)濟性的原則，從技術以及費用等方面來選擇最合適的變壓器。

3.5 無功補償設計

污水處理廠在對無功補償進行設計的過程中，可以以電路負荷值為基準，并且充分運用集中補償和就地補償?shù)妊b置，通過這樣的方式，能夠及時有效地對整個電氣系統(tǒng)作出補償，進而保證電器設備能夠始終處于一個穩(wěn)定的運行狀態(tài)下，這樣才能更好地對電氣線路的損耗進行降低，同時，污水處理廠的電力資源也能得到更高效的利用。

3.6 諧波處理設計

污水處理廠的電氣系統(tǒng)較復雜，其中有大量的非線性線路，正是因為非線性線路過多，因此，會出現(xiàn)諧波的情況，如果無法對諧波進行科學有效的解決，將會直接影響電氣系統(tǒng)的運行情況，進而造成大量的電能資源損耗。在對諧波問題進行處理的過程中，可以采用接線的方法對變壓器的相關點進行連接，同時，還可以安裝有源濾波器或者是無源濾波器，通過這樣的方式，能夠使得整個電氣系統(tǒng)的抗諧波能力得到有效提高，即使在運行過程中出現(xiàn)一些諧波，也不會影響電氣系統(tǒng)的正常運行，這樣能夠達到更好的節(jié)能效果。

3.7 照明系統(tǒng)的節(jié)能設計

在對電氣進行節(jié)能設計的過程中，要充分重視照明系統(tǒng)的節(jié)能設計，因為照明系統(tǒng)在整個電氣系統(tǒng)中占有十分重要的地位，如果能夠?qū)φ彰飨到y(tǒng)進行科學有效的節(jié)能設計，則能大大減少污水處理廠的電能損耗問題。在對照明設備進行設計的過程中，可以采用感應控制的方式，通過這樣的方式，既能夠有效解決電力能源的損耗問題，同時，還能使得照明系統(tǒng)變得更加智能化。除此之外，在對照明的燈具進行選擇的過程中，應該盡可能選擇LED燈，因為LED燈的節(jié)能性非常好，應該得到廣泛的利用。

4 結(jié)語

綜上所述，污水處理廠的發(fā)展情況對于我國的總體發(fā)展有著十分重要的影響，要想促進污水處理廠的可持續(xù)性發(fā)展，必須做好電氣設計，并且將節(jié)能理念充分融入在內(nèi)，采用科學合理的節(jié)能措施來減少污水處理廠在運行過程中的電能損耗，這樣不僅能夠減少企業(yè)的生產(chǎn)投入成本同時，還能促進污水處理廠得到更好的發(fā)展。