分析污水處理廠的電氣節能設計

陳嚴勇

（浙江菲達環保科技股份有限公司 浙江紹興 311800）

目前我國對環境保護越來越重視，也加大了污水處理廠的建設，但是目前的污水處理廠電氣消耗能源過多，給當地城市帶來了很多壓力，所以對污水處理廠的電氣節能提出合理化建議有著很大的理論意義和實踐意義，下文將以微曝氧化溝污水處理廠為例，首先介紹污水處理廠的工作原理。

1 污水處理廠工作原理

目前在我國有很多樣式的污水處理廠，相互間的工作原理都很相似，微曝氧化溝是目前比較流行的污水處理形式，這種類型污水處理廠的工藝流程為：收集污水、細格柵攔截污水、旋流沉砂池、微曝氧化溝、消毒出水池、二次沉淀池和排污水管道等。污水處理廠的電能主要是靠電氣提供，而電氣設備包括照明設備、電纜、10kv配電系統等。所以要進行污水處理廠電氣節能設計就是對這些電氣設備的合理設計。

2 污水處理廠電氣節能設計

2.1 合理配置變壓器

變壓器的損耗主要包括負載損耗和空載損耗，負載損耗與變壓器負荷的變化沒有任何關系，它是個常量；而空載損耗與負荷電流有著很大的關系，會隨著電流的變化而變化，二者之間呈現正比例關系。負載損耗的大小主要是和變壓器電流和電阻有關，會隨著變壓器負載率平方的增大而增大，二者之間呈現正比例關系。目前銅芯是降低負荷的主要原材料，也成為變壓器的主要材料來源，其負荷大小應該在80%左右[1]。具體在設計時，應該多設計幾臺變壓器以供日后使用，所以變壓器的設計要具有超前意識，以防負荷率過低導致開支過大，多設計幾臺變壓器從長遠的角度來講可以起到降低費用的作用。

2.2 優化供電系統

優化供電系統就是對供電系統進行無功補償，這種優化行為主要包括分散補償和集中補償。相對于集中補償，分散補償的主要特點包括：第一，分散補償比較容易操作，使用的設備只是一臺專用電容器，通常采用并聯的方式，比較經濟實惠而不需要其他的保護裝置；第二，分散補償具有提高功率的效果，達到提高工作效率的目的，進而減少對線路的損耗；第三，分散補償雖然操作簡單，但是可以發揮很好的經濟效益，增加收入；第四，分散補償可以促進末端電壓波動的平緩，進而提高低壓線路的功率，達到提供工作效率的目的。分散補償也有一定的缺點，比如很難降低變壓器的銅損，而集中補償可以根據具體情況采用無功量的調整，實現降低變壓器銅損的目的。所以集中補償可以作為污水處理廠的日常負荷，特別是在負荷中心位置[2]。

2.3 降低線路損耗

降低線路消耗的方法主要包括：第一，選用電阻較低的材料作為電纜電阻，比如銅芯就是電阻率比較低的一種，其高效率的作用抵消了高價格的劣勢，從長遠角度應該選用銅芯電阻；第二，對于電纜的長度應該盡可能小，這樣可以方便配置電纜的具體走向，同時要盡可能實現電能的二次分配，因為這樣可以降低電纜長度，最終達到降低線路損耗的目的；第三，對于電纜橫截面的面積應該盡可能加大，因為這樣會減少能源的利用，橫截面的面積要與電壓損失、熱穩定等因素保持一致，綜合考慮各個方面的因素，達到最低投資的目的。

2.4 優化電機控制和配置

通過上文分析可知，污水處理廠的電能主要是電機產生的，所以要對電機進行節能規劃，電機主要有攪拌器、風機、各類水泵等設備。

首先要做好電機的選用工作，應該選用大廠生產的有保障的產品，其效率要盡可能高、壽命要盡可能長[3]。目前我國污水處理廠的電機主要來自進口，要選用那些負債率比較高的電機，從而可以改善電機的自然功率因數。

其次污水處理廠的水泵選擇，主要考慮自然因素，比如當地的降水量等方面，保證水泵在日常狀態中處于低效運轉，而在降水季節處于高效運轉，這樣可以起到節約能源的作用，因為水泵這樣的電機會消耗大量的能源，所以要根據季節變化調整水泵的使用情況。

2.5 節能照明

污水處理廠是24小時全天候作業的工廠，所以會消耗大量的電能，在廠區室內外等地方都有高耗能的照明設備，所以在照明方面也要做到節能。在最初選用照明設備時，要選擇控光性能合理的節能燈，這樣可以保證供電的穩定和節能的目標。同時照明燈具還要具有環保、節能、綠色等特點，可以采用智能控制系統，通過智能操作實現節能的目標。污水處理廠還要引進先進技術，創造出適合污水處理廠的照明燈具，做到既能實現處理污水的目的，又能很好地實現照明節能的效果。

為了更有效地實現照明節能，在相鄰的燈具之間可以采用不同的控制回路和開關，這樣既方便了工作人員對燈具開關的操作，又實現了節能的效果。污水處理廠還要對所有工作人員進行教育和培訓，把照明節能落到實處，可以通過獎懲制度加大對照明節能的宣傳，對在工作中節能積極的員工給予一定的獎勵，鼓勵所有員工積極投入到照明節能工作中。

3 結語

通過以上分析可以看出，污水處理廠的電氣節能對我國節約能源有著很大的作用，要想實現節約能源的目的，必須從合理配置變壓器、優化供電系統、降低線路損耗、優化電機控制和配置和節能照明等方面入手，只有這樣才能更好地貫徹科學發展觀，早日實現“中國夢”。

[1]杜海鎮.污水處理廠設備綜合管理探討[J].中國新技術新產品，2011，03(04):125-126.

[2]林浩.論城市污水處理廠電氣的運行管理[J].中國新技術新產品，2011，09(13):198-199.

[3]黃俊武.污水廠電氣設備巡檢與維護[J].科學之友，2011，09(14):51-52.