分析污水处理厂的电气节能设计

2014-02-01陈严勇

资源节约与环保 2014年10期

陈严勇

（浙江菲达环保科技股份有限公司浙江绍兴 311800）

目前我国对环境保护越来越重视，也加大了污水处理厂的建设，但是目前的污水处理厂电气消耗能源过多，给当地城市带来了很多压力，所以对污水处理厂的电气节能提出合理化建议有着很大的理论意义和实践意义，下文将以微曝氧化沟污水处理厂为例，首先介绍污水处理厂的工作原理。

1 污水处理厂工作原理

目前在我国有很多样式的污水处理厂，相互间的工作原理都很相似，微曝氧化沟是目前比较流行的污水处理形式，这种类型污水处理厂的工艺流程为：收集污水、细格栅拦截污水、旋流沉砂池、微曝氧化沟、消毒出水池、二次沉淀池和排污水管道等。污水处理厂的电能主要是靠电气提供，而电气设备包括照明设备、电缆、10kv配电系统等。所以要进行污水处理厂电气节能设计就是对这些电气设备的合理设计。

2 污水处理厂电气节能设计

2.1 合理配置变压器

变压器的损耗主要包括负载损耗和空载损耗，负载损耗与变压器负荷的变化没有任何关系，它是个常量；而空载损耗与负荷电流有着很大的关系，会随着电流的变化而变化，二者之间呈现正比例关系。负载损耗的大小主要是和变压器电流和电阻有关，会随着变压器负载率平方的增大而增大，二者之间呈现正比例关系。目前铜芯是降低负荷的主要原材料，也成为变压器的主要材料来源，其负荷大小应该在80%左右[1]。具体在设计时，应该多设计几台变压器以供日后使用，所以变压器的设计要具有超前意识，以防负荷率过低导致开支过大，多设计几台变压器从长远的角度来讲可以起到降低费用的作用。

2.2 优化供电系统

优化供电系统就是对供电系统进行无功补偿，这种优化行为主要包括分散补偿和集中补偿。相对于集中补偿，分散补偿的主要特点包括：第一，分散补偿比较容易操作，使用的设备只是一台专用电容器，通常采用并联的方式，比较经济实惠而不需要其他的保护装置；第二，分散补偿具有提高功率的效果，达到提高工作效率的目的，进而减少对线路的损耗；第三，分散补偿虽然操作简单，但是可以发挥很好的经济效益，增加收入；第四，分散补偿可以促进末端电压波动的平缓，进而提高低压线路的功率，达到提供工作效率的目的。分散补偿也有一定的缺点，比如很难降低变压器的铜损，而集中补偿可以根据具体情况采用无功量的调整，实现降低变压器铜损的目的。所以集中补偿可以作为污水处理厂的日常负荷，特别是在负荷中心位置[2]。

2.3 降低线路损耗

降低线路消耗的方法主要包括：第一，选用电阻较低的材料作为电缆电阻，比如铜芯就是电阻率比较低的一种，其高效率的作用抵消了高价格的劣势，从长远角度应该选用铜芯电阻；第二，对于电缆的长度应该尽可能小，这样可以方便配置电缆的具体走向，同时要尽可能实现电能的二次分配，因为这样可以降低电缆长度，最终达到降低线路损耗的目的；第三，对于电缆横截面的面积应该尽可能加大，因为这样会减少能源的利用，横截面的面积要与电压损失、热稳定等因素保持一致，综合考虑各个方面的因素，达到最低投资的目的。

2.4 优化电机控制和配置

通过上文分析可知，污水处理厂的电能主要是电机产生的，所以要对电机进行节能规划，电机主要有搅拌器、风机、各类水泵等设备。

首先要做好电机的选用工作，应该选用大厂生产的有保障的产品，其效率要尽可能高、寿命要尽可能长[3]。目前我国污水处理厂的电机主要来自进口，要选用那些负债率比较高的电机，从而可以改善电机的自然功率因数。

其次污水处理厂的水泵选择，主要考虑自然因素，比如当地的降水量等方面，保证水泵在日常状态中处于低效运转，而在降水季节处于高效运转，这样可以起到节约能源的作用，因为水泵这样的电机会消耗大量的能源，所以要根据季节变化调整水泵的使用情况。

2.5 节能照明

污水处理厂是24小时全天候作业的工厂，所以会消耗大量的电能，在厂区室内外等地方都有高耗能的照明设备，所以在照明方面也要做到节能。在最初选用照明设备时，要选择控光性能合理的节能灯，这样可以保证供电的稳定和节能的目标。同时照明灯具还要具有环保、节能、绿色等特点，可以采用智能控制系统，通过智能操作实现节能的目标。污水处理厂还要引进先进技术，创造出适合污水处理厂的照明灯具，做到既能实现处理污水的目的，又能很好地实现照明节能的效果。

为了更有效地实现照明节能，在相邻的灯具之间可以采用不同的控制回路和开关，这样既方便了工作人员对灯具开关的操作，又实现了节能的效果。污水处理厂还要对所有工作人员进行教育和培训，把照明节能落到实处，可以通过奖惩制度加大对照明节能的宣传，对在工作中节能积极的员工给予一定的奖励，鼓励所有员工积极投入到照明节能工作中。