污水處理廠電氣設(shè)計和節(jié)能措施研究

翟濤

摘 要：本文對污水處理廠電氣設(shè)計和節(jié)能措施進行了分析，明確了具體的在電氣設(shè)計環(huán)節(jié)供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電機設(shè)備等元件與組合的節(jié)能設(shè)計，并針對各個系統(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;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)計和節(jié)能措施開展即在電氣設(shè)計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

1.1 負荷參數(shù)計算

污水處理廠的電氣系統(tǒng)的負荷計算主要有以下幾種計算方法：

其一是系數(shù)計算法，通過對電氣使用設(shè)備組合、配電干線、的參數(shù)測量，將各類有功功率、無功功率、視在功率等計算公式進行整合，形成計算電流與電壓的公式，以此通過代入系數(shù)的形式計算負荷參數(shù)。

其二是單位指標法，通過單位時間與范圍被的用電數(shù)量、指標等結(jié)合有用功功率進行計算，可以以每周、每月、每季度為單位對電氣系統(tǒng)的負荷參數(shù)進行詳細的計算，污水處理廠電氣系統(tǒng)負荷的計算主要掌握電氣系統(tǒng)的最大負荷，并根據(jù)最大負荷系數(shù)進行變壓器的調(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，當該區(qū)域出現(xiàn)洪水現(xiàn)象時，水資源的排放需要利用退水泵進行排水處理，而洪水發(fā)生的幾率、時間等極為有限，在洪水即將來臨之際調(diào)節(jié)變壓器的負荷參數(shù)，使得電氣運行的負荷充分滿足實際的退水泵運作需求，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，通過對變電所內(nèi)各項電氣設(shè)備的參數(shù)調(diào)節(jié)與設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對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)置應當處于電路負荷的中心，污水處理廠中鼓風機房、進水泵房等電氣設(shè)備負荷較大，由此變電所的設(shè)置應盡可能靠近這兩處位置，通過縮短電纜的鋪設(shè)長度降低供配電系統(tǒng)的電力資源、電壓的損耗，達到節(jié)能的效果[1]。

1.3 電纜選擇與應用

電纜的選擇與應用具有一定的經(jīng)濟性原則，如若污水處理廠在電氣設(shè)置過程中選用質(zhì)量相對較高、而性價比較低的電纜，將在電纜設(shè)計上耗費大量的資金，現(xiàn)階段，電氣設(shè)計注重節(jié)能效果與經(jīng)濟效益相結(jié)合，在實際的電路鋪設(shè)過程中，針對負荷要求程度的不同選擇材料與價格相對適中的材料進行鋪設(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，盡可能通過整體的電氣設(shè)備布局縮小電纜鋪設(shè)的長度，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 變壓器的選擇與應用

變壓器是污水處理廠電氣設(shè)計中的必備設(shè)計，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計變壓器對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，等變壓器的負載率達到50%時，變壓器的電能消耗最小，但也不會降低變壓器的鐵損。當變壓器的負載率過低時，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)濟適用性，從經(jīng)費層面、電氣設(shè)計的有效性層面等進行變壓器的選擇與應用。

1.5 無功補償設(shè)計

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

1.6 諧波處理設(shè)計

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

2 電機的節(jié)能設(shè)計

一般情況下，電氣系統(tǒng)的設(shè)計會通過對電動機的端電壓、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等因數(shù)的設(shè)置與調(diào)節(jié)來進行節(jié)能設(shè)計，污水處理廠中離心機、曝氣池等設(shè)備需要長時間的大功率運作，該種情況下電機運作的對電能消耗較大，變頻器的合理應用能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進行有效的調(diào)節(jié)，變頻器可對機械設(shè)備的運作提供頻率可變的電源，通過計算機系統(tǒng)、溶解氧看聯(lián)動裝置、PLC等設(shè)備連接成能夠自動控制電源頻率的裝置，根據(jù)離心機、曝氣池等設(shè)備的運行需要進行電流、電壓的調(diào)節(jié)，避免對電力能源的大量消耗，實現(xiàn)節(jié)約能源的設(shè)置。

3 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

照明系統(tǒng)是電氣設(shè)計中需要重點考慮的環(huán)節(jié)，照明設(shè)備在污水處理廠中的應用較為頻繁和廣泛，通過感應控制、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，既能及時在照明結(jié)束后切斷電源，也能降低對電力能源的損耗。另外，合理的控制照明燈具的型號，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

總而言之，污水處理廠電氣設(shè)計主要包括對供配電系統(tǒng)、電機設(shè)備、照明系統(tǒng)等設(shè)計，而節(jié)能措施的開展需要根據(jù)各個系統(tǒng)的運行情況，通過對負荷參數(shù)、變電所設(shè)置、電纜選擇與應用、變壓器的選擇與應用、無功補償設(shè)計、諧波處理設(shè)計等具體節(jié)能措施的開展，促進污水處理廠電路設(shè)計節(jié)能的有效性不斷提升。

參考文獻：

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

[2]林先添.污水處理廠電氣設(shè)計和節(jié)能措施分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2017，36（05）：60-62.