污水廠提標(biāo)工程中配電設(shè)計(jì)初探

談榮

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣東 廣州 510095）

近年來(lái)，污水廠的新型處理工藝、處理工法及新材料逐漸衍生，讓污水處理廠的出水質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了有效提升。新建污水廠的全部出水質(zhì)量按照《城鎮(zhèn)污水處理廠的污染物排放指標(biāo)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展。伴隨我國(guó)城市中工程投運(yùn)影響力的逐漸加大，標(biāo)桿的作用逐漸展現(xiàn)，各個(gè)地區(qū)的水務(wù)運(yùn)行企業(yè)對(duì)污水處理廠的出水質(zhì)量方面具有明確目標(biāo)。且伴隨國(guó)務(wù)院頒布《水十條》后，和城鎮(zhèn)污水廠的出水質(zhì)量與地表劣V類水質(zhì)量相近，作為《水十條》中不達(dá)標(biāo)的治理對(duì)象，污水廠提標(biāo)工程的開(kāi)展極為重要。

1 污水廠提標(biāo)工程中配電設(shè)計(jì)原則分析

（1）本工程設(shè)計(jì)目標(biāo)為確保變配電系統(tǒng)的安全性、合理性，和原先的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理連接。（2）本工程改造電氣系統(tǒng)的方法追求改造中污水廠的10kV系統(tǒng)持續(xù)不間斷，保證改造中污水廠可以持續(xù)供電，且不斷電。（3）電氣系統(tǒng)在符合安全性、穩(wěn)固性的前提下，需對(duì)其經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性充分考慮。盡量采用已有的設(shè)施，促進(jìn)我國(guó)資源的有效節(jié)約。（4）新建電氣設(shè)施需根據(jù)經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、穩(wěn)定性原則進(jìn)行選擇。盡量和原先設(shè)施保持統(tǒng)一，降低日常維護(hù)與備品備件工作負(fù)荷。

2 變配電系統(tǒng)分析

污水廠以往10kV電源進(jìn)線統(tǒng)計(jì)為兩路，變配電箱為兩座，一、二期10kV變配電站的主電源共有一路，供一路電源備用，互相之間屬于獨(dú)立的存在。為了提升管理效果，本期工程新增了一座10kV變配電站，給配電站供應(yīng)兩路電源，并進(jìn)行1000kVA-10/0.4kV兩臺(tái)變壓器，當(dāng)成本工程部分的新建供電設(shè)施。

一期變配電箱原先裝置了兩臺(tái)800kVA型-10/0.4kV變壓器，兩臺(tái)變壓器可以同時(shí)應(yīng)用，符合一期工程以及本工程部分新建設(shè)施供電要求。將原先10kV系統(tǒng)取消，只需將兩臺(tái)變壓器出線柜保留當(dāng)成現(xiàn)場(chǎng)的隔離柜。二期變電箱原先裝置了兩臺(tái)500kVA型10/0.4kV變壓器，兩臺(tái)變壓器可以同時(shí)應(yīng)用，符合二期工程以及本工程部分新建用電設(shè)施供電方面的要求，留置應(yīng)用。將原先10kV系統(tǒng)取消，只需將兩臺(tái)變壓器出線柜保留當(dāng)成現(xiàn)場(chǎng)的隔離柜。

3 大沙地污水處理廠的提標(biāo)改造工程

3.1 工程概況

大沙地污水處理廠一期的現(xiàn)狀：項(xiàng)目位于廣州市黃埔區(qū)黃埔東路以南，文沖船廠以西，石化路以東。一期工程規(guī)模為20萬(wàn)m3/d，擴(kuò)建工程處理規(guī)模為25萬(wàn)m3/d，總處理規(guī)模按45萬(wàn)m3/d。擴(kuò)建工程主要建構(gòu)筑物有：格柵及曝氣沉砂間、脫水機(jī)房、污泥干化間、生化處理間、鼓風(fēng)機(jī)房、配電用房等，提標(biāo)改造工程主要建筑構(gòu)筑物有：生物濾池、V型濾池、反沖洗泵房及鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗廢水高效濃縮池、加藥間等。一期工程現(xiàn)狀設(shè)置兩個(gè)變電所，其中1#變配電室為一期總高壓中心，由文沖站引兩路10kV進(jìn)線至高壓進(jìn)線柜；2#變配電室高壓進(jìn)線引自1#變配電室高壓出線柜。原1#變配電室設(shè)置SCB9-2500kVA/10/0.4變壓器2臺(tái)，負(fù)責(zé)一期北片區(qū)的供電；原2#變配電室設(shè)置SCB9-2000kVA/10/0.4變壓器2臺(tái)，負(fù)責(zé)一期南片區(qū)的供電。本次提標(biāo)改造工程擬將原一期中心高壓室高壓進(jìn)線電纜改接至廠區(qū)西側(cè)新建10kV開(kāi)關(guān)房。提標(biāo)改造北片地面擬在一期北片地面新增的生物濾池組合池內(nèi)新建一座10kV變電站，內(nèi)設(shè)2臺(tái)1600kVA變壓器，負(fù)責(zé)標(biāo)改造生物濾池組合池新增用電負(fù)荷的供電，兩路10kV電源分別引自原1#變電站的兩個(gè)新增高壓出線柜。

本次一期提標(biāo)改造北片地面的生物濾池組合池新增總裝負(fù)荷12911.49kW(0.4kV負(fù)荷)，計(jì)算負(fù)荷1996.79kW。結(jié)合本工程現(xiàn)有用電狀況，由于本工程一期提標(biāo)改造北片地面的生物濾池組合池(含生物濾池、V型濾池、反沖洗泵房和鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗廢水高效濃縮池、加藥間)新增用電負(fù)荷較大，原1#低壓配電房的規(guī)模和變壓器容量無(wú)法滿足用電需要，擬在本工程生物濾池組合池內(nèi)新建一座10kV變電站，內(nèi)設(shè)2臺(tái)SCB13-2000kVA/10/0.4變壓器，負(fù)責(zé)提標(biāo)改造生物濾池組合池新增用電負(fù)荷的供電，兩路10kV電源分別引自原1#變電站的兩個(gè)新增高壓出線柜。兩臺(tái)變壓器同時(shí)工作，互為備用。當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，由另外一臺(tái)變壓器帶所有二級(jí)負(fù)荷。

3.2 污水廠供電總結(jié)和研究

污水廠一期工程在2008年完成通水建設(shè)，規(guī)模20萬(wàn)m3/d，采用改良型A2/0工藝，出水執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為主，尾水排入珠江。經(jīng)過(guò)十余年的運(yùn)行后，伴隨企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升，本次提標(biāo)工程水質(zhì)上升至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）地表V類水標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)分析負(fù)載總量，改造新建負(fù)載占據(jù)全場(chǎng)建成負(fù)荷的50%左右。通過(guò)分析單體設(shè)施，離心鼓風(fēng)機(jī)為294kW，屬于單臺(tái)最大的設(shè)備；潛水軸流泵為229kW，屬于第二大單臺(tái)設(shè)備。說(shuō)明基于水量無(wú)變化的情況下，標(biāo)準(zhǔn)從二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上升到現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，增加污水廠的負(fù)荷近一倍。

4 大坦沙污水處理廠提標(biāo)改造工程

4.1 概況分析

項(xiàng)目位于廣州市荔灣區(qū)西郊大坦沙島，將大坦沙污水處理廠一、二、三期55萬(wàn)m3/d提升至一級(jí)A、廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染排放限值》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及地表V類水（及以上）標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值。本次設(shè)計(jì)范圍包括：一期改造現(xiàn)有生化池2座、新建深度處理濾池1座、新建鼓風(fēng)機(jī)房1座；二期改造現(xiàn)有生化池1座、新建深度處理濾池1座；三期改造現(xiàn)有生化池2座、新建深度處理濾池1座。

一、二期現(xiàn)狀設(shè)置一座西配電及一座子高壓房，現(xiàn)狀西配電房高壓引自坦尾F11（主供）和坦尾F5（備供）專線，一、二期廠區(qū)現(xiàn)狀用電負(fù)荷總?cè)萘浚?640KVA；三期現(xiàn)狀設(shè)置一座鼓風(fēng)機(jī)房變配電所，該變配電所高壓引自坦尾F5（主供）和坦尾F11（備供）專線，三期現(xiàn)狀總?cè)萘?715KVA。

本次提標(biāo)改造主要用電負(fù)荷在鼓風(fēng)機(jī)房、提升泵房、生化池、反沖洗泵房等。最大單機(jī)容量設(shè)備為鼓風(fēng)機(jī)房的鼓風(fēng)機(jī)，電壓等級(jí)為10kV，單機(jī)容量為355kW。本次一期提標(biāo)改造工程0.4kV負(fù)荷安裝容量為930.55kW，計(jì)算容量為667.00kW；10kV負(fù)荷安裝容量為660kW，計(jì)算容量為561kW；本次二期提標(biāo)改造工程0.4kV負(fù)荷安裝容量為804.52kW，計(jì)算容量為580.86kW；本次三期提標(biāo)改造工程0.4kV負(fù)荷安裝容量為956.82kW，計(jì)算容量為704.02kW。由于本工程一、二、三期新增用電負(fù)荷較大且每期負(fù)荷中心之間相距較遠(yuǎn)，原一、二、三期變電站的規(guī)模和變壓器容量無(wú)法滿足用電需要，擬在本工程一、二、三期新建深度處理濾池附近分別新建一座10kV變電所；一期變電所內(nèi)增設(shè)SCB13-630kVA/10/0.4 變壓器2臺(tái)負(fù)責(zé)一期新增用電負(fù)荷的供電，10kV電源引自一期新增開(kāi)關(guān)房；二期變電所內(nèi)增設(shè)SCB13-500kVA/10/0.4變壓器2臺(tái)負(fù)責(zé)二期新增用電負(fù)荷的供電，10kV電源引自一期深度處理濾池變電所高壓配電房高壓出線柜；三期深度處理濾池變電所內(nèi)增設(shè)SCB13-630kVA/10/0.4變壓器2臺(tái)負(fù)責(zé)三期新增用電負(fù)荷的供電，10kV電源引自三期原有變電站高壓室。各變電所每二臺(tái)變壓器同時(shí)工作，互為備用，當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，由另外一臺(tái)變壓器帶所有二級(jí)負(fù)荷。

4.2 污水廠供電總結(jié)和研究

污水廠二級(jí)負(fù)荷供電方式為兩路電源、單電源+柴油發(fā)電機(jī)兩種常見(jiàn)方法，大坦沙污水處理廠因中水供水任務(wù)繁重，使用雙電源供電更合理。

中水會(huì)用的深度處理設(shè)備有著自成體系的特點(diǎn)，在污水廠中的占據(jù)負(fù)荷較大，在后續(xù)工程中，可以利用掌握本地電價(jià)類別、電網(wǎng)狀況，探索單獨(dú)電源的供電情況或用戶的余熱發(fā)電、根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行聯(lián)調(diào)等節(jié)能策略。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，近些年來(lái)，污水廠的新型處理工藝、處理工法及新材料逐漸衍生，讓污水處理廠的出水質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了有效提升。在后續(xù)類似工程的研究中，可以探索中水處理部分的單獨(dú)設(shè)備電站，并進(jìn)行綠化節(jié)能策略或不同電價(jià)電能的引進(jìn)，減少綜合能耗，從而有效處理工程中的費(fèi)效比難題。