再生水处理工程中的电气节能计算方法及案例介绍

■潘正义 ■北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100082

目前在工程设计可研阶段，所有项目都要求有节能篇。北京要求能耗超过2000标煤的项目做节能专篇，部分省份要求能耗超过1000标煤的项目就要做节能专篇。因现阶段国家及地方无明确的能耗标准计算方法，从现已完成的几个再生水项目节能计算来看，计算方法不同，结果差异较大。本文通过对几种计算方法比较及实际工程案例介绍，探讨适合再生水项目电气节能计算方法。

1 电气节能计算方法介绍

再生水处理工程中主要采用电气节能计算方法有需要系数法和利用系数法。

1．1 需要系数法

需要系数法是主要的负荷计算方法之一。用设备功率乘以需要系数，直接求出计算负荷有功功率，再以计算负荷有功功率为基础计算年耗电量(Pjs=Kx*Pe，需要系数Kx据《工业与民用配电设计手册》表1-1～4并结合设备运行工况确定)。这种方法方便简洁，应用广泛，尤其适用于变配电所及长期运行且负荷平稳的用电设备及生产车间负荷计算。但不适用于用电设备台数少，各车间容量差距悬殊且工作制度不同时的电气负荷计算。

1．2 利用系数法

利用系数法也是一种主要负荷计算方法。用利用系数法确定计算负荷时不论计算范围大小，都须求出该计算范围内用电设备有效台数及最大系数，然后算结果。用电设备组在最大负荷班内平均负荷Pav=Kl*Pe，利用系数Kl据《工业与民用配电设计手册》表1-7并结合设备运行工况确定。采用利用系数法求出最大负荷班内平均负荷乘以各设备年运行时间计算得出年耗电量。利用系数法适用于工业企业电力负荷计算及年耗电量计算，但计算过程稍繁。

1．3 需要系数法与利用系数法比较

再生水厂工程主要用电设备需要系数与利用系数对比详见表1。

表1 需要系数、利用系数对比表

用电设备组名称 需要系数Kx 利用系数Kl卫生通风设备 0．65 ～0．70 0．50泵、压缩机、空调送风机、发动机组 0．75 ～0．85 0．55破碎机、搅拌机 0．75 ～0．85 0．55非连锁运输机械(皮带输送机、螺旋输送机、提升机等) 0．5 ～0．6 0．35连锁运输机械(皮带输送机、螺旋输送机、提升机等) 0．65 0．50起重机、电葫芦 0．1 ～0．15 0．10

从上表可看出同一设备需要系数与利用系数差别很大，需要系数普遍大于利用系数。

对比我院编制的多个再生水厂工程节能专篇计算年耗电量与现场运行实际年耗电量。我们发现主要用电设备直接采用需要系数法(设备容量x需要系数x年小时工作数)计算年耗电量比现场运行实际年耗电量普遍高出20%至30%;主要用电设备直接采用利用系数法(设备容量x利用系数x年小时工作数)计算年耗电量比现场运行实际年耗电量普遍低15%左右。

为解决需要系数法、利用系数法计算年耗电量与现场运行实际年耗电量差距较大的问题，可在需要系数法基础上引入综合高时系数，即主要工艺设备耗电量计算采用需要系数(综合高时系数)法。

2 电气节能计算实际案例分析

下面以本人负责设计的北京市河西再生水厂为例，详细介绍再生水处理工程中电耗计算过程。

2．1 工艺设备电耗计算

工艺设备电耗计算主要采用需要系数(综合高时系数)法，即单项设备一年内的有功电耗(kWh)=单项设备计算负荷有功功率Pjs(kW)*每日工作时间Td(h/d)*年运行天数(d)/综合高时系数。综合高时系数据工艺设备具体选择情况确定。不经常运行的电机设备其系数取1．0;一般连续运行电机设备其系数取1．2;个别电机设备其系数取值大于1．2，具体取值应由工艺专业据设备实际运行工况确定。详见表2-1。

表2 -1 工艺设备电耗计算表

N0． 设备名称 工作数(台/套)单台额定功率(kW)运行总功率(kW)需要系数Kx计算负荷有功功率Pjs(kW)综合高时系数日运行时间(h)年运行天数(d)单项设备一年内的有功电耗(万kWh)11 内回流泵12 48 0．8 38．4 1．2 24 365 28．03 12 CIP泵4 11 11 0．8 8．8 1．2 8 24 0．14 13 污泥进泥泵1 2 11 22 0．8 17．6 1．2 24 365 12．85 14 干化混合器1 11 11 0．8 8．8 1．2 24 365 6．42 15 桥式除砂机10 10 0．8 8．0 1．2 12 365 2．92 16 循环泵1 10 80 0．8 64．0 1．2 24 365 46．72 17 电动单梁起重机8 1 10 10 0．1 1．0 1 1 24 0．00 18 柠檬酸化料器0．8 7．2 1．2 6 24 0．09 19 空压机1 9 9 7．5 7．5 0．8 6．0 1 6 365 1．31 20 贮泥池搅拌器1 7．5 7．5 0．8 6．0 1 18 365 3．94 21 移动空压机1 7．5 7．5 0．8 6．0 1 6 365 1．31 22 缺氧区1水下推进器1 8 6．5 52 0．9 46．8 1 24 365 41．00 23 缺氧区2水下推进器6．5 52 0．9 46．8 1 24 365 41．00 24 好氧区水下推进器8 8 6．5 52 0．9 46．8 1 24 365 41．00 25 回流泵4 6 24 0．8 19．2 1．2 24 365 14．02…………………………………………………………58 砂水分离器0．37 0．74 0．8 0．6 1 18 365 0．39 59 醋酸钠投加泵2 0．37 1．48 0．8 1．2 1．2 24 365 0．86 60 电动污泥料斗4 0．37 0．74 0．8 0．6 1 1 365 0．02 61 PAC投加泵2 0．37 0．37 0．8 0．3 1．2 24 365 0．22 62 计量泵1 1 0．22 0．44 0．8 0．4 1．2 24 365 0．26 63 计量泵2 2 0．22 0．22 0．8 0．2 1．2 24 365 0．13 64 风机1 1 31 31 0．8 24．8 1．3 12 365 8．36合计3338．27 2703．586总计年电耗(万kWh)1706．68折标准煤(吨)2097．51折算单位立方米再生水能耗指标(kWh/m3)0．935

2．2 照明插座、空调通风设备电耗计算

照明插座、空调通风设备电耗计算主要采用需要系数法，即单项设备一年内的有功电耗(kWh)=单项设备计算负荷有功功率Pjs(kW)*每日工作时间Td(h/d)*年运行天数(d)。

2．3 再生水厂年电耗汇总

通过上述分项计算可得全厂年电耗汇总，详见表2-4：

表2 -4 再生水厂年电耗汇总表

北京市河西再生水厂目前已正常通水运行，实际吨水电耗约为0．98度/吨水，与计算结果基本相符。

3 结语

通过对再生水处理工程中几种电气节能计算方法比较及实际工程案例分析，可发现单纯采用需要系数法、利用系数法计算年耗电量与现场运行实际年耗电量差距较大。如在需要系数法基础上引入综合高时系数来修正计算误差，在综合高时系数选取合理情况下其计算结果与实际年耗电量十分接近。需要系数(综合高时系数)法适用于再生水处理及类似工程电气节能计算，其计算过程相对简单，计算结果能较真实的反应实际情况。

［1］《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇—电气》．

［2］《工业与民用配电设计手册》(第三版)，中国航空工业规划设计研究院，中国电力出版社，2006年01月．

［3］《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009)．

［4］《建筑照明设计标准》(GB 50034-2013)．

［5］《风机、泵类负载变频调速节电传动系统及其应用技术条件》(GB/T21056-2007)．