關(guān)于污水處理廠電氣節(jié)能策略的探析

劉濤

摘 要：當(dāng)前污水處理廠在進(jìn)行污水處理時，耗能過大，浪費現(xiàn)象明顯。降低污水處理廠耗能對于污水處理廠非常關(guān)鍵，對于降低污水處理廠的成本具有重要意義。本文從污水處理廠的電氣線路、照明系統(tǒng)、電氣設(shè)備、供配電系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等方面對其節(jié)能進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；電氣線路；照明系統(tǒng)、電氣設(shè)備、供配電

一、污水處理廠的電氣線路節(jié)能策略

電線、電纜在每個污水處理廠都被大量使用，因此在電氣線路的合理安排具有節(jié)省成本的作用。污水處理廠的電氣線路節(jié)能主要表現(xiàn)為：（1）電氣負(fù)荷的科學(xué)分配。盡量維持三相負(fù)荷的平衡狀態(tài)，特別在某些電熱設(shè)備及通風(fēng)裝置的供電回路、路燈及照明負(fù)荷供電方面，需要考量電氣負(fù)荷的科學(xué)性與平衡，預(yù)防形成過大的單相負(fù)荷而導(dǎo)致電能在線路上的不必要消耗。（2）合理選擇導(dǎo)線與電纜截面的科學(xué)選擇。選擇電纜的時候根據(jù)電纜與導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流截面，并結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行選擇，不僅需要考量電壓降、短路電流、工作電流這些常規(guī)因素，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)電纜使用壽命期間的運行投入與最初電纜投資等方面進(jìn)行綜合考量，選擇出性價比最高的電纜。根據(jù)電學(xué)知識，導(dǎo)體電阻與線路的長度成正比，導(dǎo)體電阻與線路的截面面積成反比，因此可以利用這幾方面的原理減少線路的損耗。合理選擇電纜的截面積。（3）縮短供電線路的長度。將變壓器布置在負(fù)荷中心，讓配電線路盡可能呈直線的走線方向，縮短導(dǎo)線或者低壓配電電纜的長度，這樣不但能有效減小配電線路的損耗，而且還能將線路壓降盡可能減小，進(jìn)而提升供電的可靠性與穩(wěn)定性。

二、污水處理廠的照明系統(tǒng)節(jié)能策略

污水處理廠中的各種辦公樓、生產(chǎn)車間和廠區(qū)的室內(nèi)室外照明是其主要照明，因此要用比較大量照明設(shè)備。污水處理廠的照明系統(tǒng)節(jié)能在于保證作業(yè)面視覺要求，在不影響照明質(zhì)量的前提下進(jìn)行節(jié)能照明設(shè)計，減少照明系統(tǒng)中光能損失達(dá)到節(jié)能目的。最好的方式是最大限度地優(yōu)先使用太陽光照明，再合理利用電能。污水處理廠需要考慮設(shè)立廠房和辦公大樓時，加強(qiáng)其窗戶設(shè)計，盡量使用太陽光，做到高效不耗能，同時也不影響辦公和生產(chǎn)工作。無法使用太陽光時也應(yīng)該符合國家建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定：各種場所的照明度標(biāo)準(zhǔn)值要滿足工作學(xué)習(xí)以及生活中的視覺要求。對于不同地點可以選用不同要求不同規(guī)格的照明設(shè)備，例如在污水處理廠的場外的照明系統(tǒng)可采用智能控制，自動控制燈具的開關(guān)可根據(jù)不同區(qū)域、不同時段照明的需求來自動控制，在廁所樓道等公共場所安裝聲控?zé)簟?/p>

三、污水處理廠的電氣節(jié)能需要合理選擇電氣設(shè)備

污水處理廠電氣設(shè)備的合理選擇表現(xiàn)為：（1）合理選擇變壓器。變壓器由于型號的不同，存在繞組截面積與材質(zhì)的區(qū)別，導(dǎo)致電能傳遞效率有大有小，價格也有所區(qū)別，綜合計算變壓器價格與節(jié)能方面的回收年限，大部分普通變壓器與節(jié)能低損耗型變壓器的回收年限要小許多，所以應(yīng)當(dāng)盡可能選擇節(jié)能、低損耗、電能傳遞效率高的變壓器。（2）合理選擇高效節(jié)能型電動機(jī)。高效電動機(jī)是指比通用標(biāo)準(zhǔn)型電動機(jī)具有更高效率的電動機(jī)。對污水處理廠而言，由于電動機(jī)的損耗分布隨功率大小和極數(shù)的不同而變化，從節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境出發(fā)，節(jié)能型高效電動機(jī)對污水回處理廠尤為重要。高效電動機(jī)從設(shè)計、材料和工藝上采取措施，降低各項損耗，提高電動機(jī)效率，可以達(dá)到污水處理廠電氣設(shè)備節(jié)能的要求。在進(jìn)行電機(jī)選擇的時候，應(yīng)當(dāng)盡量選擇運行穩(wěn)定、可靠、效率高的電機(jī)，并且電機(jī)容量符合污水處理廠實際，盡量讓電機(jī)輸出功率與機(jī)械負(fù)載功率相匹配，進(jìn)而提高電機(jī)的負(fù)債率，提高電動機(jī)的自然功率因數(shù)。除此之外，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，剔除不符合規(guī)范的電動機(jī)產(chǎn)品，對于無法達(dá)到高效、節(jié)能要求的電機(jī)要嚴(yán)格禁用。

四、污水處理廠供配電系統(tǒng)的節(jié)能策略

1、合理減少供配電級的數(shù)量。污水處理廠配電系統(tǒng)節(jié)能關(guān)鍵在于減少供配電級的數(shù)量。變電站在污水處理廠中有著至關(guān)重要的意義，負(fù)荷中心的位置就是其最佳布置點，由于在這個布置點上集中有大量供熱量、供氣、供電的地方，將變電站布置在此處可以將供電總成本有效控制。同時，對確保供電的安全、穩(wěn)定性也有很大意義。而現(xiàn)今我們國家中許多污水處理廠都有著1000至10000kW的總用電負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)盡可能降低配電級數(shù)的數(shù)量，減少電能損失。

2、提升供配電系統(tǒng)的功率。供配電功率有效提高是供配電系統(tǒng)的重要節(jié)能策略。變壓器的科學(xué)選擇也就是根據(jù)污水處理廠正常運行過程中的負(fù)荷情況選擇變壓器的容量，結(jié)合污水處理廠用電性質(zhì)進(jìn)行變壓器運行臺數(shù)的科學(xué)調(diào)整，進(jìn)而確保污水處理廠中變壓器的經(jīng)濟(jì)化、高效運行，降低變壓器處于輕載狀態(tài)之下所造成的電能消耗，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。在電力用戶的相關(guān)技術(shù)之中，功率因數(shù)是其中較為關(guān)鍵的一項，通過它可以科學(xué)評估供配電系統(tǒng)是不是存在高消耗運行的狀態(tài)，提升功率因數(shù)，降低用電設(shè)施設(shè)備無功功率的消耗量，能有效減少供配電系統(tǒng)的能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

3、抑制高次諧波的形成。高次諧波不但會降低供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，而且還會導(dǎo)致在供配電系統(tǒng)的線路與設(shè)備之中形成熱效應(yīng)，損失大量電能。這里所說的高次諧波指的是由非線性光學(xué)現(xiàn)象所產(chǎn)生的光波。當(dāng)污水處理廠提高了其非線性負(fù)載之后，其供配電系統(tǒng)中所形成的高次諧波所帶來的危害也越來越多，越來越嚴(yán)重。為了有效控制高次諧波的形成，可以利用高次諧波的計算與測量，科學(xué)的做好交流濾波裝置的設(shè)計與選擇工作，有效治理與抑制高次諧波的形成，降低高次諧波對污水處理廠供配電系統(tǒng)的負(fù)面影響。

五、合理選擇污水處理廠電氣控制系統(tǒng)

1、合理選擇變頻調(diào)速的節(jié)能設(shè)備。基于水泵、風(fēng)機(jī)類具有比較多的負(fù)載，在進(jìn)行設(shè)備能力選擇時，一般都是根據(jù)污水處理廠的最大需量進(jìn)行考量，而在正常工作狀態(tài)之下，設(shè)備所承擔(dān)的負(fù)載都會比設(shè)計值要小很多，在大部分工作時間中風(fēng)機(jī)與水泵運行時往往不會處于滿載的狀態(tài)，這就使得工廠在進(jìn)行正常運轉(zhuǎn)的過程中需要浪費較多的能源。與此同時，因為電機(jī)設(shè)備長時間都處于高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，對設(shè)備造成較大的磨損，需要投入較多的維護(hù)費用，縮短了電機(jī)的使用壽命。根據(jù)流體學(xué)相似定律可以知道，轉(zhuǎn)速與流量二者存在著比例關(guān)系，轉(zhuǎn)速的三次方又與功率構(gòu)成比例關(guān)系，因為控制水泵往往是通過調(diào)速的方式進(jìn)行，當(dāng)降低流量的時候，所需功率大幅度降低，如果應(yīng)用智能化節(jié)能設(shè)備，應(yīng)用變頻技術(shù)與電腦模糊控制技術(shù)，利用隨時跟蹤設(shè)備負(fù)荷情況，及時進(jìn)行水泵流量與風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，讓風(fēng)量與流量隨著設(shè)備負(fù)荷的變化而變化，進(jìn)而有效減小電能的不必要消耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效果。

2、合理選擇控制系統(tǒng)。目前水泵通常是按照最大大流量來選擇，且適當(dāng)預(yù)留一定的額度，因而電機(jī)完全達(dá)到滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)的時間將小于10%，大多數(shù)的時間完全處于低效運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而電機(jī)高效運轉(zhuǎn)會大幅度節(jié)省電能。為此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合污水處理廠的實際情況進(jìn)行調(diào)控方式的選擇，有效設(shè)置處理廠電機(jī)的輸出負(fù)荷，確保電機(jī)能夠始終處于高效運轉(zhuǎn)狀態(tài)。此外，由于污水處理廠具有較多用電設(shè)備，工藝方面也較為復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)選擇精準(zhǔn)智能化控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的控制調(diào)節(jié)，讓用電設(shè)備的運行與開停時間更科學(xué)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約電能的作用。

結(jié)束語

污水處理廠的電氣節(jié)能策略比較多，應(yīng)該了解當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和特點，因地制宜選擇合適的節(jié)能策略，從而降低污水處理廠成本，促進(jìn)污水處理廠的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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