污水處理廠電氣設(shè)計(jì)和節(jié)能措施研究

翟濤

摘 要：本文對(duì)污水處理廠電氣設(shè)計(jì)和節(jié)能措施進(jìn)行了分析，明確了具體的在電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電機(jī)設(shè)備等元件與組合的節(jié)能設(shè)計(jì)，并針對(duì)各個(gè)系統(tǒng)組合提出了具體的節(jié)能措施，希望為關(guān)注此話題的人提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;電氣設(shè)計(jì);節(jié)能措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.171

0 引言

污水處理廠電氣設(shè)計(jì)和節(jié)能措施開(kāi)展即在電氣設(shè)計(jì)上綜合考量電氣系統(tǒng)的排布，合理的規(guī)劃電氣設(shè)備布局，降低電氣設(shè)備對(duì)電力資源的消耗，最大化的發(fā)揮污水處理廠中電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能效益。

1 污水處理廠的供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

1.1 負(fù)荷參數(shù)計(jì)算

污水處理廠的電氣系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算主要有以下幾種計(jì)算方法：

其一是系數(shù)計(jì)算法，通過(guò)對(duì)電氣使用設(shè)備組合、配電干線、的參數(shù)測(cè)量，將各類(lèi)有功功率、無(wú)功功率、視在功率等計(jì)算公式進(jìn)行整合，形成計(jì)算電流與電壓的公式，以此通過(guò)代入系數(shù)的形式計(jì)算負(fù)荷參數(shù)。

其二是單位指標(biāo)法，通過(guò)單位時(shí)間與范圍被的用電數(shù)量、指標(biāo)等結(jié)合有用功功率進(jìn)行計(jì)算，可以以每周、每月、每季度為單位對(duì)電氣系統(tǒng)的負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，污水處理廠電氣系統(tǒng)負(fù)荷的計(jì)算主要掌握電氣系統(tǒng)的最大負(fù)荷，并根據(jù)最大負(fù)荷系數(shù)進(jìn)行變壓器的調(diào)節(jié)。以污水處理廠退水泵房的電路設(shè)計(jì)為例，污水處理廠將處理好后的水資源排放到周邊的河涌中，當(dāng)該區(qū)域出現(xiàn)洪水現(xiàn)象時(shí)，水資源的排放需要利用退水泵進(jìn)行排水處理，而洪水發(fā)生的幾率、時(shí)間等極為有限，在洪水即將來(lái)臨之際調(diào)節(jié)變壓器的負(fù)荷參數(shù)，使得電氣運(yùn)行的負(fù)荷充分滿足實(shí)際的退水泵運(yùn)作需求，降低電氣設(shè)備與電力能源的損耗。

1.2 變電所設(shè)置

變電所內(nèi)設(shè)置時(shí)干式變壓器、直流屏、低壓抽屜式配電屏、低壓配電柜、高壓配電柜等，通過(guò)對(duì)變電所內(nèi)各項(xiàng)電氣設(shè)備的參數(shù)調(diào)節(jié)與設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整合污水處理廠電氣系統(tǒng)的控制與管理。變電所的位置設(shè)置應(yīng)當(dāng)處于電路負(fù)荷的中心，污水處理廠中鼓風(fēng)機(jī)房、進(jìn)水泵房等電氣設(shè)備負(fù)荷較大，由此變電所的設(shè)置應(yīng)盡可能靠近這兩處位置，通過(guò)縮短電纜的鋪設(shè)長(zhǎng)度降低供配電系統(tǒng)的電力資源、電壓的損耗，達(dá)到節(jié)能的效果[1]。

1.3 電纜選擇與應(yīng)用

電纜的選擇與應(yīng)用具有一定的經(jīng)濟(jì)性原則，如若污水處理廠在電氣設(shè)置過(guò)程中選用質(zhì)量相對(duì)較高、而性?xún)r(jià)比較低的電纜，將在電纜設(shè)計(jì)上耗費(fèi)大量的資金，現(xiàn)階段，電氣設(shè)計(jì)注重節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，在實(shí)際的電路鋪設(shè)過(guò)程中，針對(duì)負(fù)荷要求程度的不同選擇材料與價(jià)格相對(duì)適中的材料進(jìn)行鋪設(shè)，既能從整體層面降低材料的損耗，又能幫助污水處理廠節(jié)省資金。另外，還需從技術(shù)層面思考電纜的選擇的具體策略，電纜的電阻與線路的長(zhǎng)短成正比，與電纜橫截面的面積大小成反比，由此，盡可能通過(guò)整體的電氣設(shè)備布局縮小電纜鋪設(shè)的長(zhǎng)度，并在電流不斷的情況下盡可能增大橫截面積，使得電纜的電阻值盡可能的保持在較小的范圍內(nèi)，現(xiàn)階段污水處理廠多采用銅電纜作為電纜的主要原材料。

1.4 變壓器的選擇與應(yīng)用

變壓器是污水處理廠電氣設(shè)計(jì)中的必備設(shè)計(jì)，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)變壓器對(duì)電力資源的損耗占據(jù)整合電氣系統(tǒng)的0.8%，具體的損耗形式包括鐵損和線損兩種，等變壓器的負(fù)載率達(dá)到50%時(shí)，變壓器的電能消耗最小，但也不會(huì)降低變壓器的鐵損。當(dāng)變壓器的負(fù)載率過(guò)低時(shí)，可以降低變壓器的鐵損，但線損量消耗較大，由此，變壓器的選擇需要綜合考量具體的經(jīng)濟(jì)適用性，從經(jīng)費(fèi)層面、電氣設(shè)計(jì)的有效性層面等進(jìn)行變壓器的選擇與應(yīng)用。

1.5 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

污水處理廠電氣設(shè)計(jì)中的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，可將電路負(fù)荷數(shù)值作為參考依據(jù)，綜合運(yùn)用集中補(bǔ)償、就地補(bǔ)償?shù)妊b置，如在變電所負(fù)載量較大的區(qū)域設(shè)置自動(dòng)式的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)置，通過(guò)傳感器對(duì)諧波電流量的檢測(cè)，及時(shí)針對(duì)電氣系統(tǒng)做出補(bǔ)償措施，保障電氣設(shè)備線路運(yùn)行的安全，降低電氣線路的損耗，以提高電力資源的應(yīng)用效率。

1.6 諧波處理設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)中的非線性線路負(fù)載較多，不可避免的存在諧波現(xiàn)象，如不能對(duì)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行有效的抑制與治理，將影響整個(gè)電氣系統(tǒng)的電能傳輸利用效率，造成電力資源的消耗，針對(duì)諧波的處理主要采用接線方法對(duì)變壓器的相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行連接，進(jìn)行無(wú)源濾波器、有源濾波器等設(shè)備的設(shè)計(jì)與安裝，加強(qiáng)電氣系統(tǒng)抗諧波的能力，抑制諧波對(duì)電氣系統(tǒng)的干擾，從而達(dá)到節(jié)能的目的[2]。

2 電機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)

一般情況下，電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的端電壓、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等因數(shù)的設(shè)置與調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，污水處理廠中離心機(jī)、曝氣池等設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間的大功率運(yùn)作，該種情況下電機(jī)運(yùn)作的對(duì)電能消耗較大，變頻器的合理應(yīng)用能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，變頻器可對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作提供頻率可變的電源，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、溶解氧看聯(lián)動(dòng)裝置、PLC等設(shè)備連接成能夠自動(dòng)控制電源頻率的裝置，根據(jù)離心機(jī)、曝氣池等設(shè)備的運(yùn)行需要進(jìn)行電流、電壓的調(diào)節(jié)，避免對(duì)電力能源的大量消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的設(shè)置。

3 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是電氣設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié)，照明設(shè)備在污水處理廠中的應(yīng)用較為頻繁和廣泛，通過(guò)感應(yīng)控制、人工控制、光控制以及集體控制等照明系統(tǒng)的合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，既能及時(shí)在照明結(jié)束后切斷電源，也能降低對(duì)電力能源的損耗。另外，合理的控制照明燈具的型號(hào)，在保障照明效果良好的情況下盡可能采用LED燈、熒光燈等節(jié)能效果較強(qiáng)的燈具作為照明系統(tǒng)的主要燈源，降低污水處理廠整體照明系統(tǒng)的電力能源損耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，污水處理廠電氣設(shè)計(jì)主要包括對(duì)供配電系統(tǒng)、電機(jī)設(shè)備、照明系統(tǒng)等設(shè)計(jì)，而節(jié)能措施的開(kāi)展需要根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，通過(guò)對(duì)負(fù)荷參數(shù)、變電所設(shè)置、電纜選擇與應(yīng)用、變壓器的選擇與應(yīng)用、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)、諧波處理設(shè)計(jì)等具體節(jié)能措施的開(kāi)展，促進(jìn)污水處理廠電路設(shè)計(jì)節(jié)能的有效性不斷提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]康藝偉.城市生活污水處理廠電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能分析[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2018，15（13）：66-67.

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