污水厂提标工程中配电设计初探

2021-04-03谈荣

中国设备工程 2021年23期

谈荣

（广州市市政工程设计研究总院有限公司，广东广州 510095）

近年来，污水厂的新型处理工艺、处理工法及新材料逐渐衍生，让污水处理厂的出水质量实现了有效提升。新建污水厂的全部出水质量按照《城镇污水处理厂的污染物排放指标》中一级A标准开展。伴随我国城市中工程投运影响力的逐渐加大，标杆的作用逐渐展现，各个地区的水务运行企业对污水处理厂的出水质量方面具有明确目标。且伴随国务院颁布《水十条》后，和城镇污水厂的出水质量与地表劣V类水质量相近，作为《水十条》中不达标的治理对象，污水厂提标工程的开展极为重要。

1 污水厂提标工程中配电设计原则分析

（1）本工程设计目标为确保变配电系统的安全性、合理性，和原先的系统实现合理连接。（2）本工程改造电气系统的方法追求改造中污水厂的10kV系统持续不间断，保证改造中污水厂可以持续供电，且不断电。（3）电气系统在符合安全性、稳固性的前提下，需对其经济性、时效性充分考虑。尽量采用已有的设施，促进我国资源的有效节约。（4）新建电气设施需根据经济性、先进性、稳定性原则进行选择。尽量和原先设施保持统一，降低日常维护与备品备件工作负荷。

2 变配电系统分析

污水厂以往10kV电源进线统计为两路，变配电箱为两座，一、二期10kV变配电站的主电源共有一路，供一路电源备用，互相之间属于独立的存在。为了提升管理效果，本期工程新增了一座10kV变配电站，给配电站供应两路电源，并进行1000kVA-10/0.4kV两台变压器，当成本工程部分的新建供电设施。

一期变配电箱原先装置了两台800kVA型-10/0.4kV变压器，两台变压器可以同时应用，符合一期工程以及本工程部分新建设施供电要求。将原先10kV系统取消，只需将两台变压器出线柜保留当成现场的隔离柜。二期变电箱原先装置了两台500kVA型10/0.4kV变压器，两台变压器可以同时应用，符合二期工程以及本工程部分新建用电设施供电方面的要求，留置应用。将原先10kV系统取消，只需将两台变压器出线柜保留当成现场的隔离柜。

3 大沙地污水处理厂的提标改造工程

3.1 工程概况

大沙地污水处理厂一期的现状：项目位于广州市黄埔区黄埔东路以南，文冲船厂以西，石化路以东。一期工程规模为20万m3/d，扩建工程处理规模为25万m3/d，总处理规模按45万m3/d。扩建工程主要建构筑物有：格栅及曝气沉砂间、脱水机房、污泥干化间、生化处理间、鼓风机房、配电用房等，提标改造工程主要建筑构筑物有：生物滤池、V型滤池、反冲洗泵房及鼓风机房、反冲洗废水高效浓缩池、加药间等。一期工程现状设置两个变电所，其中1#变配电室为一期总高压中心，由文冲站引两路10kV进线至高压进线柜；2#变配电室高压进线引自1#变配电室高压出线柜。原1#变配电室设置SCB9-2500kVA/10/0.4变压器2台，负责一期北片区的供电；原2#变配电室设置SCB9-2000kVA/10/0.4变压器2台，负责一期南片区的供电。本次提标改造工程拟将原一期中心高压室高压进线电缆改接至厂区西侧新建10kV开关房。提标改造北片地面拟在一期北片地面新增的生物滤池组合池内新建一座10kV变电站，内设2台1600kVA变压器，负责标改造生物滤池组合池新增用电负荷的供电，两路10kV电源分别引自原1#变电站的两个新增高压出线柜。

本次一期提标改造北片地面的生物滤池组合池新增总装负荷12911.49kW(0.4kV负荷)，计算负荷1996.79kW。结合本工程现有用电状况，由于本工程一期提标改造北片地面的生物滤池组合池(含生物滤池、V型滤池、反冲洗泵房和鼓风机房、反冲洗废水高效浓缩池、加药间)新增用电负荷较大，原1#低压配电房的规模和变压器容量无法满足用电需要，拟在本工程生物滤池组合池内新建一座10kV变电站，内设2台SCB13-2000kVA/10/0.4变压器，负责提标改造生物滤池组合池新增用电负荷的供电，两路10kV电源分别引自原1#变电站的两个新增高压出线柜。两台变压器同时工作，互为备用。当一台变压器出现故障时，由另外一台变压器带所有二级负荷。

3.2 污水厂供电总结和研究

污水厂一期工程在2008年完成通水建设，规模20万m3/d，采用改良型A2/0工艺，出水执行广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）二级标准为主，尾水排入珠江。经过十余年的运行后，伴随企业标准逐渐提升，本次提标工程水质上升至《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准及《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）地表V类水标准，通过分析负载总量，改造新建负载占据全场建成负荷的50%左右。通过分析单体设施，离心鼓风机为294kW，属于单台最大的设备；潜水轴流泵为229kW，属于第二大单台设备。说明基于水量无变化的情况下，标准从二级标准上升到现行的标准，增加污水厂的负荷近一倍。

4 大坦沙污水处理厂提标改造工程

4.1 概况分析

项目位于广州市荔湾区西郊大坦沙岛，将大坦沙污水处理厂一、二、三期55万m3/d提升至一级A、广东省地方标准《水污染排放限值》一级标准及地表V类水（及以上）标准的较严值。本次设计范围包括：一期改造现有生化池2座、新建深度处理滤池1座、新建鼓风机房1座；二期改造现有生化池1座、新建深度处理滤池1座；三期改造现有生化池2座、新建深度处理滤池1座。

一、二期现状设置一座西配电及一座子高压房，现状西配电房高压引自坦尾F11（主供）和坦尾F5（备供）专线，一、二期厂区现状用电负荷总容量：9640KVA；三期现状设置一座鼓风机房变配电所，该变配电所高压引自坦尾F5（主供）和坦尾F11（备供）专线，三期现状总容量4715KVA。

本次提标改造主要用电负荷在鼓风机房、提升泵房、生化池、反冲洗泵房等。最大单机容量设备为鼓风机房的鼓风机，电压等级为10kV，单机容量为355kW。本次一期提标改造工程0.4kV负荷安装容量为930.55kW，计算容量为667.00kW；10kV负荷安装容量为660kW，计算容量为561kW；本次二期提标改造工程0.4kV负荷安装容量为804.52kW，计算容量为580.86kW；本次三期提标改造工程0.4kV负荷安装容量为956.82kW，计算容量为704.02kW。由于本工程一、二、三期新增用电负荷较大且每期负荷中心之间相距较远，原一、二、三期变电站的规模和变压器容量无法满足用电需要，拟在本工程一、二、三期新建深度处理滤池附近分别新建一座10kV变电所；一期变电所内增设SCB13-630kVA/10/0.4 变压器2台负责一期新增用电负荷的供电，10kV电源引自一期新增开关房；二期变电所内增设SCB13-500kVA/10/0.4变压器2台负责二期新增用电负荷的供电，10kV电源引自一期深度处理滤池变电所高压配电房高压出线柜；三期深度处理滤池变电所内增设SCB13-630kVA/10/0.4变压器2台负责三期新增用电负荷的供电，10kV电源引自三期原有变电站高压室。各变电所每二台变压器同时工作，互为备用，当一台变压器出现故障时，由另外一台变压器带所有二级负荷。