關于污水處理廠電氣控制設計及節能措施分析

李傳松

摘要：隨著城市的快速發展，城市人口不斷增多，污水處理廠已經成為城市規劃中的重要組成部分。為了更好的滿足城市污水處理的需求，污水處理廠的規模也在不斷增大，污水處理量也隨之增加，而從當前城市污水處理廠的發展現狀來看，污水處理設備存在運行能耗過高，電氣節能技術偏低，污水處理工藝較為落后等問題，這嚴重阻礙著污水處理廠的經濟效益。本文主要對污水處理工程電氣設計和節能措施分析。

關鍵詞：污水處理;電氣設計;節能;自控系統

1 供配電的節能措施

供配電方面的節能主要包括合理配置變電站，減少電壓等級，選擇合適的變壓器，科學分配電力，盡量減少高次諧波的發生，做到供配電系統的最優化。

1.1 合理配置變電站

由于污水處理廠在基本實現自動化處理的同時，對電能的需求極大，故在整個系統中供配電的角色尤為重要。通過合理布置變電站，來優化整個輸電線路中的電壓等級，以此來減少電能的損耗。為了運作方便，變電站一般分布在負荷周圍，還應降低配電級數，這樣不僅能確保供電的穩定性，更能達到節能的效果。

1.2 科學選擇變壓器

在布置好變電站后，應通過計算來選擇變壓器，以確保整個供電過程中接近它的最大效率，這也能達到電氣節能的效果。在選購變壓器前，必須要根據污水處理廠的實際負荷，來初步擬定變壓器的型號和臺數，在這個過程中必須要進行專業計算，不能憑經驗來盲目確定。最后參照類似處理廠的情況，來確定符合該污水處理廠電氣性能的變壓器的數量，確保在變壓器運行前將電力損失降到最低，減少由于變壓器輕載運行造成的損耗。并合理地優化供配電的功率，盡量減少部分設備的無功功率，達到電氣節能的效果。

1.3 適時控制高次諧波

在整個供配電系統中，要想提高污水處理廠的效率，就必須科學的控制功率因數、抑制高次諧波，從而減少設備的熱效應，降低能量的損耗，避免電能的浪費。諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，如果污水處理廠負荷非線性增加，諧波也會隨之變化，在這個過程中將會損失大量的電能。因此必須選擇合適的交流濾波器，抑制諧波的產生，減少電能的損耗。

2 污水處理廠電氣設備的節能措施

在污水處理廠的節能措施中，電氣設備的節能是一項十分重要的工作。進行電氣設備節能的過程中，設計人員主要的工作有三個。

2.1 選擇節能型變壓器

對變壓器進行選擇的時候，要根據變壓器損耗、價格以及低損耗型節能變壓器和普通變壓器價格差的回收年限進行計算選擇，在選擇的時候盡量選擇那些損耗小、價格適中的變壓器。

2.2 選擇高效的電動機

電動機是污水處理廠的能耗大戶，污水處理廠80%的能耗都是由各類電動機消耗掉的，因此在選擇電動機的時候，特別是選擇大功率電動機的時候，要選擇那些易于變頻調速的、高效的電動機，讓污水處理廠達到節能的效果。

2.3 選擇技術成熟可靠的電氣設備

各種處理設備能夠正常運行，是污水處理廠能夠運行的基礎。選擇技術成熟、性能可靠的電氣設備，對降低設備的故障率、提高污水處理系統的穩定性有著重大意義。減少設備故障停機時間、降低維修成本、保證生產連續正常進行，不僅降低了成本，也降低了能耗。

3 設備控制系統的節能措施

對控制系統進行節能處理的時候，設計人員要注意兩個內容。

3.1 對于大功率設備，優先選擇能變頻調速的節能設備通過對污水處理廠的控制系統進行研究后我們得知，使用那些節電效率高、易于進行變頻調速的設備，能夠優化設備的運行數據，使設備的功率可以隨著風量及水泵流量的變化而改變，從而達到節能的效果。特別是將其應用到鼓風機、進水泵等大功率設備上，節能效果尤為明顯。例如：鼓風機選擇，氣懸浮鼓風機同比羅茨鼓風機能降低能耗百分之25左右。

3.2 選擇合適的控制系統

在選擇控制系統的時候，設計人員要結合污水處理廠的實際情況進行選擇，使用那些能夠精確計算運行數據的系統。一方面可以使相關的操作人員對設備進行控制的時候更加的便利、精確;如精確控制鼓風機的啟停和運行頻率，減少其運行的時長、降低其運行時的能耗;進而直接促進污水處理廠的節能。另一方面可以使相關的維修人員對設備進行巡檢、維修、調試時更加的快速、準確，進而間接促進污水處理廠的節能。

4 自動控制網絡系統的節能措施

通常情況下污水處理廠設備的實際運行額度低于其設計額度，所以污水處理廠在生產中能源利用率較低，不利于設備高效而經濟的運行，因此污水處理廠應該采用智能化的自動控制網絡，以降低其生產能耗。

網絡系統設計的先決條件是安全、可靠、穩定。從系統中的單體設備來講，適應性強、運行穩定、安全可靠的設備是最佳的選擇;同時兼顧設備的性價比，以最少的投資，獲取最高效的運行性能。從整個系統來看，通用性強、穩定性好、維護方便的軟硬件是最佳的選擇;同時兼顧硬件的拓展性能，便于系統升級、擴充。由于自動控制網絡系統是由軟硬件結合組成的，只有其具備良好的兼容性才能被廣泛應用。為了滿足和優化污水處理廠的生產工藝和管理，良好的開放性是系統網絡必須具有的，只有這樣才能滿足污水處理廠不斷“提標”（即：提高出水水質標準）改造的要求。而分散控制和集中管理的集散控制系統的結構，才能滿足生產工藝的要求，保證生產管理的合理性和便捷性，為污水處理廠節能提供良好的基礎。

5結語

優化電氣設計，采取合適的電氣節能措施可以節約能源費用，降低處理成本，使污水處理技術由高能耗向低能、高效的方向靠近，促進污水處理廠持續平穩發展。

參考文獻：

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（作者單位：馬鞍山市中冶水務有限公司）