污水處理廠電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施探討

林子厚

河北先河正合環(huán)境科技有限公司 河北 石家莊 050000

隨著我國(guó)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)強(qiáng)度的持續(xù)加大，人們也越發(fā)關(guān)注自然空間的建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，污水處理應(yīng)運(yùn)而生，經(jīng)由高效的污水處理，可以切實(shí)實(shí)現(xiàn)健康環(huán)境的打造。在此背景下，污水處理廠大規(guī)模建設(shè)，其處理流程也不斷復(fù)雜革新，這就對(duì)于電氣設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格要求。工作人員應(yīng)該在遵循高質(zhì)量工作理念的基礎(chǔ)上，秉持能源節(jié)約思想，將減少消耗的理念引進(jìn)設(shè)計(jì)工作之中，切實(shí)落實(shí)污水處理工作的實(shí)效性與節(jié)能性。基于此，下文將會(huì)圍繞污水處理廠展開分析與研究，探索節(jié)能設(shè)計(jì)措施，希望可以為相應(yīng)工作人員提供建議與思路。

1 污水處理工作

在科學(xué)信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展進(jìn)步的時(shí)代環(huán)境下，污水處理廠對(duì)于污水的處理工作進(jìn)行，也越發(fā)便捷高效，并且所應(yīng)用的電氣設(shè)施，也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐漸智能化、技術(shù)化，這樣一來(lái)就可以切實(shí)高效推動(dòng)污水處理廠對(duì)于污水的處理工作成果。在使用先進(jìn)科學(xué)設(shè)備的進(jìn)程之中，工作人員應(yīng)該最大程度了解認(rèn)識(shí)設(shè)備的性能，這樣才可以更加有效地對(duì)設(shè)備展開電力能源的分配處理。在現(xiàn)階段實(shí)際狀況著眼，一部分可生化性能優(yōu)良的污水處理廠，通常經(jīng)由污水好氧生化模式，來(lái)對(duì)污水展開處理解決，這樣一種舉措具有較強(qiáng)的便捷性與快捷性，可以在較短的時(shí)間之中，達(dá)成對(duì)污水的有效解決。雖然這樣一種模式具備較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，也具備相應(yīng)的缺陷與不足之處，最為顯著的問(wèn)題，就是在處理工作進(jìn)程中，對(duì)于能源的耗費(fèi)量十分之大。另外一部分水源質(zhì)量指標(biāo)高，可生化性較差的污水處理廠，通常會(huì)應(yīng)用厭氧消化的模式，來(lái)對(duì)于污水展開處理解決工作，這樣一種模式手段，可以在處理污水的進(jìn)程中，得到相應(yīng)的沼氣資源。污水處理單位在選取處理模式的前期階段，必須應(yīng)該全方位整體考量實(shí)際狀況，同時(shí)依據(jù)污水處理的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。只有在全面分析的基礎(chǔ)上，才可以選取使用最為合理適配的污水處理模式，整個(gè)處理工作成果也會(huì)得到大幅提升。厭氧消化技術(shù)所具備的最顯著優(yōu)點(diǎn)為，不單單可以對(duì)污水展開解決，同時(shí)還可以獲取一定沼氣，所收集到的沼氣資源可以被使用在很多領(lǐng)域與工作中。在對(duì)沼氣資源展開收集的工作中，需要工作人員使用專業(yè)性較強(qiáng)的設(shè)備，并且工作人員應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)管控制設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生故障問(wèn)題時(shí)，工作人員應(yīng)該展開及時(shí)高效的檢查維護(hù)，對(duì)原本的設(shè)備進(jìn)行持續(xù)不斷的革新?lián)Q代，經(jīng)由此來(lái)幫助污水處理廠達(dá)成經(jīng)濟(jì)收益的最大化[1]。

2 污水處理廠電氣設(shè)計(jì)

污水處理廠工作運(yùn)行成效，將會(huì)直接關(guān)聯(lián)著我國(guó)的生態(tài)環(huán)境情況，污水處理廠在對(duì)于污水展開解決工作的進(jìn)程中，應(yīng)該使用到各式各樣的電氣設(shè)施，電氣設(shè)備所具備的性質(zhì)能力，將會(huì)對(duì)整個(gè)污水處理工作發(fā)揮著較大的影響作用。因此，就應(yīng)該持續(xù)推進(jìn)電氣設(shè)備的性質(zhì)能力。在現(xiàn)階段實(shí)際工作情況來(lái)看，污水處理廠在處理污水工作的過(guò)程中，最常應(yīng)用的電氣設(shè)備具有低壓配電系統(tǒng)、高壓配電系統(tǒng)等，對(duì)于一部分具備獨(dú)特性的污水處理工作而言，還會(huì)使用到一定的防爆電氣等設(shè)備，由此可見，只有切實(shí)保障好電氣設(shè)備的完善科學(xué)，才可以順利有效進(jìn)行污水處理工作。污水處理廠在對(duì)于電氣展開設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，應(yīng)該全方位考量污水處理單位的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)與經(jīng)濟(jì)情況，站在長(zhǎng)遠(yuǎn)與發(fā)展的角度著眼研究，并預(yù)留出相應(yīng)的設(shè)計(jì)余量，這樣可以隨時(shí)來(lái)應(yīng)對(duì)污水處理廠在發(fā)展進(jìn)程中出現(xiàn)的變化情況。設(shè)計(jì)工作者在對(duì)于電氣展開設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)該將能源節(jié)約與減少消耗的思想引進(jìn)其中，持續(xù)推進(jìn)電氣設(shè)備的使用意義與價(jià)值。因?yàn)槲鬯幚韽S在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，會(huì)使用到大規(guī)模的電氣設(shè)備，每一個(gè)電氣設(shè)備的開啟運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)都各不相同，因此，工作人員在對(duì)電氣展開設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)該最大程度考量現(xiàn)階段設(shè)備的實(shí)際需要與運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)電控制體系，將系統(tǒng)所具有的監(jiān)督管控能力最大程度發(fā)揮出來(lái)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作進(jìn)程中，應(yīng)該分版塊展開規(guī)劃，對(duì)電機(jī)系統(tǒng)科學(xué)調(diào)整，設(shè)計(jì)出一部分具有靈活性特點(diǎn)與延展性特點(diǎn)的模擬與數(shù)字信號(hào)，這些信號(hào)可以在最快速度內(nèi)檢查測(cè)驗(yàn)出回路之中的一部分泄漏以及不均衡情況。在設(shè)計(jì)工作中，選取科學(xué)合理的擴(kuò)張數(shù)字板塊，經(jīng)由增加板塊的模式，來(lái)提高開關(guān)的輸入量[2]。

3 污水處理工作中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

就當(dāng)前時(shí)期污水處理廠中，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)看，很大一部分污水處理企業(yè)依舊將這一技術(shù)應(yīng)用得不夠完備。我國(guó)污水處理廠技術(shù)的應(yīng)用依舊處于剛剛起步的時(shí)期，雖然世界范圍內(nèi)關(guān)于污水處理的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在很大一部分國(guó)家中投放應(yīng)用，同時(shí)經(jīng)由實(shí)際實(shí)踐改良了技術(shù)手段，但是在我國(guó)因?yàn)楦鞣N原因，其適用范圍并不廣泛，技術(shù)控制能力較差、智能性水平較低，整體技術(shù)作用沒有全方位發(fā)揮出來(lái)[3]。

4 污水處理廠的供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

4.1 負(fù)荷參數(shù)計(jì)算

污水處理廠的電氣系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算工作主要具備以下幾種類型的計(jì)算措施：

第一種為系數(shù)計(jì)算模式。工作人員經(jīng)由對(duì)于電氣應(yīng)用設(shè)施有效組合配電干線的參數(shù)測(cè)量，將各種類型的有功功率，以及無(wú)功功率、視在功率等計(jì)算公式展開整理合并，從而切實(shí)達(dá)成計(jì)算電流以及電壓的有效模式，經(jīng)由此來(lái)通過(guò)代入系統(tǒng)的方式，進(jìn)行負(fù)荷參數(shù)計(jì)算分析。

第二種為單位指標(biāo)法，這一方式也就是經(jīng)由單位時(shí)間與相應(yīng)范圍之中電力能源應(yīng)用數(shù)量、指示標(biāo)準(zhǔn)等相互融合，來(lái)展開有功功率的計(jì)算處理，可以將每一個(gè)星期、每一個(gè)月份、每三個(gè)月份作為單位標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)對(duì)于電氣系統(tǒng)的負(fù)荷參數(shù)展開細(xì)致完備的計(jì)算處理，污水處理廠電氣系統(tǒng)負(fù)荷的參數(shù)計(jì)算，則主要應(yīng)該把控電氣系統(tǒng)的最大負(fù)荷數(shù)值，同時(shí)依據(jù)最大負(fù)荷數(shù)值展開對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)調(diào)控。將污水處理廠退水泵房的電路設(shè)計(jì)工作作為實(shí)例來(lái)分析，污水處理廠，將處理完畢以后的水源排入進(jìn)周圍的河渠之中，當(dāng)這一區(qū)域環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生洪水情況時(shí)，水源的排放工作，就應(yīng)該借助退水泵展開排水作業(yè)，而洪水的出現(xiàn)概率以及時(shí)間等因素，都是十分有限的，在洪水即將到來(lái)的前期階段，工作人員有效調(diào)整變壓器的負(fù)荷指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電氣運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷最大程度負(fù)與實(shí)際環(huán)境下的退水泵運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)相符合，減少電氣設(shè)施以及電力能源的消耗[4]。

4.2 變電所設(shè)置

變電所之中所設(shè)計(jì)安置的為干式變壓器、直流屏以及高壓配電柜等。經(jīng)由對(duì)于變電所之中各項(xiàng)電氣設(shè)施的參數(shù)調(diào)整設(shè)計(jì)與規(guī)劃，可以切實(shí)達(dá)成對(duì)于整個(gè)污水處理廠電氣系統(tǒng)的管理與掌握。變電所的部位規(guī)劃，應(yīng)該處于電力輸送線路負(fù)荷的中點(diǎn)，污水處理廠之中，鼓風(fēng)機(jī)房、進(jìn)水泵房等環(huán)境中，電氣設(shè)備的負(fù)荷壓力相對(duì)較大，因此，變電所的設(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)該最大程度貼近這幾個(gè)部位，經(jīng)由減短電纜的鋪蓋設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，來(lái)減少供給配備電能系統(tǒng)的電力資源與電壓耗費(fèi)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的成效。

4.3 電纜選擇與應(yīng)用

在電纜的選取以及使用工作進(jìn)程中，工作人員應(yīng)該秉持著經(jīng)濟(jì)性與實(shí)效性原則，如果污水處理廠，在電氣設(shè)計(jì)的進(jìn)程之中，選擇使用質(zhì)量較為優(yōu)異，但是性價(jià)比相對(duì)來(lái)說(shuō)較低的電纜材料，那么將會(huì)在電纜的設(shè)計(jì)工作中，消耗與應(yīng)用大量的資金費(fèi)用。當(dāng)前時(shí)期，電氣設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該關(guān)注與能源節(jié)約成效與經(jīng)濟(jì)收益的有效融合，在實(shí)際所進(jìn)行的電路鋪設(shè)工作進(jìn)程中，對(duì)于負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)程度的差異性，選取使用材料質(zhì)量與材料價(jià)格相對(duì)持平與合理的材料展開鋪設(shè)，這樣不單單可以在整體方面減少對(duì)于材料的不必要消耗，同時(shí)也可以有效幫助污水處理廠節(jié)約大量的資金費(fèi)用。除此以外，還應(yīng)該在技術(shù)方面研究電纜選取的相應(yīng)舉措，電纜的電阻以及線路的長(zhǎng)短，二者成正比關(guān)系，與電纜橫截面的大小，成反比關(guān)系。經(jīng)由此，應(yīng)該最大程度經(jīng)由整體的電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃，減小電纜鋪設(shè)的長(zhǎng)度，同時(shí)在電力能源輸送不斷的狀況下，盡可量提高電纜橫截面積，從而實(shí)現(xiàn)電纜的電阻數(shù)值始終處于較小的范疇之中。當(dāng)前時(shí)期，污水處理廠大多應(yīng)用銅電纜，來(lái)作為電纜的最主要原材料[5]。

4.4 變壓器的選取使用

變壓器在污水處理廠中的電氣設(shè)計(jì)工作進(jìn)程中，具有十分關(guān)鍵的意義與作用，依據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，變壓器對(duì)于電力能源的消耗，已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)電氣系統(tǒng)之中的百分之零點(diǎn)八。實(shí)際的消耗模式，具備鐵損已經(jīng)線損這兩種。待變壓器的負(fù)荷承載率達(dá)到百分之五十時(shí)，變壓器的電力能源損耗最低，但是也不會(huì)減少變壓器的鐵損。待變壓器的負(fù)荷承載率過(guò)低時(shí)，可以減少變壓器的鐵損，但是對(duì)于線損的損耗程度是較大的。經(jīng)由此，變壓器的選取與使用，工作人員應(yīng)該整體考量實(shí)際的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性特點(diǎn)，在資金費(fèi)用角度、電氣設(shè)計(jì)角度等多個(gè)方面來(lái)整體研究變壓器的選取與使用。

4.5 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

污水處理廠，在對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償展開設(shè)計(jì)規(guī)劃的進(jìn)程中，可以將電路的負(fù)荷參數(shù)信息作為前提與基礎(chǔ)，同時(shí)最大程度合理使用集中補(bǔ)償以及就地補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備，經(jīng)由這樣一種舉措，可以在最快速度之中，對(duì)于整個(gè)電氣系統(tǒng)展開補(bǔ)償處理，從而有效確保電氣設(shè)備可以一直保持在一個(gè)優(yōu)異平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況之中，這樣一來(lái)才可以更加有效地對(duì)電氣線路中的消耗展開減少，于此同時(shí)，污水處理廠的電力能源也可以獲取更加優(yōu)異的利用[6]。

4.6 諧波處理

污水處理廠之中的電氣系統(tǒng)具備一定的繁瑣性與復(fù)雜性，其中具備大量的非線性線路，正式因?yàn)樗哂械姆蔷€性線路較多，因此，諧波狀況也隨之出現(xiàn)。如若沒有辦法對(duì)于諧波展開合理高效的處理，那么將會(huì)直接阻礙限制電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定順利運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使得大量的電力能源與資源被浪費(fèi)消耗。工作人員在對(duì)于諧波情況展開處理工作的進(jìn)程中，可以使用接線的舉措，來(lái)對(duì)于變壓器的相應(yīng)點(diǎn)展開連接處理，于此同時(shí)，還可以安裝有源濾波器，或者是無(wú)源濾波器，經(jīng)由此種舉措，可以切實(shí)達(dá)成整個(gè)電氣系統(tǒng)所具有的抵抗諧波能力獲取顯著提高，即便在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)程之中產(chǎn)生一定的諧波，也不會(huì)限制阻礙到整個(gè)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣一來(lái)可以切實(shí)實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)異的能源節(jié)約成效。

4.7 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

工作人員在對(duì)于電氣展開能源節(jié)約設(shè)計(jì)工作的進(jìn)程中，應(yīng)該最大程度關(guān)注重視照明系統(tǒng)的能源節(jié)約設(shè)計(jì)工作，因?yàn)檎彰飨到y(tǒng)，在整個(gè)電氣系統(tǒng)之中，具備十分關(guān)鍵的意義與作用，如若可以對(duì)于照明系統(tǒng)展開合理高效的能源節(jié)約設(shè)計(jì)，那么必然可以顯著降低污水處理廠之中所出現(xiàn)的電力能源消耗情況。在工作人員對(duì)照明設(shè)施展開設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，工作人員可以使用感應(yīng)控制的模式，經(jīng)由此種舉措，不單單可以切實(shí)緩解電力能源不必要耗費(fèi)情況，于此同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)變得更加具備智能性與科學(xué)性。此外，工作人員在對(duì)照明的設(shè)備展開選取與使用的時(shí)候，應(yīng)該最大程度選取LED等，因?yàn)檫@樣一種燈具所具有的能源節(jié)約性較為優(yōu)良，應(yīng)該被大范圍推行應(yīng)用。

4.8 電機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

通常狀況下，電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，會(huì)經(jīng)由對(duì)電動(dòng)機(jī)的端電壓、轉(zhuǎn)矩以及功率等參數(shù)信息的設(shè)計(jì)與調(diào)整來(lái)展開能源節(jié)約處理。污水處理廠之中離心機(jī)、曝氣池等設(shè)施，都需要十分之長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，此種狀況之下，電機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于電力能源的損耗也是十分之大的，變頻器的科學(xué)使用，可以對(duì)于電氣系統(tǒng)展開合理高效的調(diào)節(jié)，變頻器可以對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，提供頻次可以更改的電源，經(jīng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、溶解氧聯(lián)動(dòng)設(shè)備、PLC等設(shè)施的相互連接，可以自動(dòng)性地管理控制電源頻率的裝備，依據(jù)離心機(jī)、曝氣池等設(shè)施的合理運(yùn)轉(zhuǎn)需要展開電流以及電壓這兩方面的調(diào)節(jié)，規(guī)避對(duì)電力能源的大量耗費(fèi)，來(lái)達(dá)成能源節(jié)約的最終目標(biāo)。

5 污水處理廠變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 保護(hù)方式

10kV受到電回路以及電流速斷、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，同時(shí)與上級(jí)變電站的電流保護(hù)相互配合。受到電回路以及低電壓的保護(hù)。也就是當(dāng)電力能源供給電源消失的時(shí)候，斷路器會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)跳閘的情況，變壓器回路受到電流速斷、定限過(guò)電流的保護(hù)。除此以外，還會(huì)受到變壓器的溫度保護(hù)，當(dāng)變壓器產(chǎn)生過(guò)載運(yùn)行的情況時(shí)，繞組溫度提升，經(jīng)由設(shè)置在變壓器上的溫度控制器發(fā)出警報(bào)信號(hào)，在嚴(yán)重過(guò)載的狀況下，經(jīng)由報(bào)警器發(fā)出超高溫度下的跳閘信號(hào)，從而由柜內(nèi)高壓斷路器，自動(dòng)性切除變壓器。母聯(lián)回路受到電流速斷的保護(hù)，母聯(lián)保護(hù)單單在斷路器合閘的進(jìn)程中發(fā)揮出相應(yīng)功能，斷路器投放后保護(hù)自動(dòng)延時(shí)解除。電動(dòng)設(shè)備回路受到短路速斷、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷以及單相接地保護(hù)以及低電壓保護(hù)。除了上述電氣保護(hù)以外，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)產(chǎn)生故障情況時(shí)，斷路器會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的情況，并切斷鼓風(fēng)機(jī)的電源。10kV系統(tǒng)的繼電保護(hù)，使用先進(jìn)科學(xué)的，具備通信能力的微機(jī)整體斷電保護(hù)設(shè)備，保護(hù)設(shè)備分散設(shè)計(jì)在各個(gè)受電以及配電單元之中，斷路器、接地刀等工作狀態(tài)信號(hào)，與高壓系統(tǒng)之中的各種故障信號(hào)，都經(jīng)由接口傳輸?shù)街锌厥抑械挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)。

5.2 低壓系統(tǒng)

經(jīng)由具備自主開關(guān)功能的過(guò)電流保護(hù)脫扣設(shè)備，來(lái)對(duì)低壓配電系統(tǒng)之中的電路、設(shè)備展開保護(hù)工作，從而規(guī)避短路情況或者過(guò)載情況的發(fā)生。其中變壓器低壓側(cè)總開關(guān)，受到過(guò)流速斷、過(guò)負(fù)荷長(zhǎng)延時(shí)等保護(hù)；配電開關(guān)以及電動(dòng)機(jī)保護(hù)開關(guān)，受到速斷以及負(fù)荷長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)；檢修電源、空調(diào)插座受到漏電保護(hù)。除了上文所提到的電流保護(hù)以外，變壓器低壓側(cè)受電總開關(guān)，還說(shuō)道低電壓保護(hù)，也就是當(dāng)變壓器低壓側(cè)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的情況。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，污水處理廠的運(yùn)行發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)于我國(guó)整體生態(tài)環(huán)境的發(fā)展而言有著關(guān)鍵意義，要想切實(shí)推動(dòng)污水處理廠的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，必須做好能源節(jié)約設(shè)計(jì)，同時(shí)將降耗思想引入其中，使用有效舉措來(lái)降低污水處理廠在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中所出現(xiàn)的能源損耗，這樣不單單可以切實(shí)降低企業(yè)成本投放，還可以推進(jìn)污水廠的良性發(fā)展。