一、污水處理廠(chǎng)及其電氣系統概述

　　1.1 污水處理廠(chǎng)概述

　　污水處理廠(chǎng)的主要作用是將污染源排出的廢水進(jìn)行強化處理,使排出的水符合標準，從而提高用水質(zhì)量，保護水環(huán)境。通常情況下，污水處理廠(chǎng)的處理方式可分為2種類(lèi)型，即集中與分散處理，然后將處理后的廢水直接排入城市管道或者水體之中。在廢水的處理過(guò)程中，污水處理廠(chǎng)通常結合生物、物理、化學(xué)等處理方法進(jìn)行污水處理，在保障污水處理最佳效果的前提下，節省投資運行費用一直是污水處理廠(chǎng)發(fā)展的目標。

　　1.2 污水處理廠(chǎng)電氣系統

　　污水處理廠(chǎng)的電氣系統主要由高電壓與低電壓的配電系統、電機、電纜、相關(guān)照明系統組成，這些組成部分也是污水處理廠(chǎng)氮氣能源消耗的重要元件。

　　二、污水處理廠(chǎng)電氣設計優(yōu)化分析

　　2.1 變壓器節能設計

　　變壓器是污水處理廠(chǎng)電氣系統中的重要設備，也是能源耗損較大的電氣設備之一。變壓器的整體結構主要由2種部件構成:銅質(zhì)部件和鐵質(zhì)部件，其損耗特點(diǎn)主要表現在以下幾個(gè)方面：

　　(1)在負荷電流的影響下，變壓器銅部件會(huì )在一定程度上損耗負荷電流,并且變壓器的銅損耗與負荷電流成正比;

　　(2)鐵質(zhì)部件的損耗，如鐵芯帶來(lái)的鐵耗損等與負荷電流不存在比例關(guān)系。為了緩解污水處理廠(chǎng)的能源耗損問(wèn)題，需要對其進(jìn)行電氣設計優(yōu)化，在變壓器方面常選用節能變壓器代替原有變壓器。節能變壓器是指在空載狀態(tài)下，負載損耗較低的變壓器,在污水處理廠(chǎng)電氣設計優(yōu)化工作中，節能變壓器的應用更好地發(fā)揮了系統的優(yōu)化效能?，F階段，我國大多數污水處理廠(chǎng)采用干式變壓器，其具有方便維護的優(yōu)勢。但是，與油浸式變壓器相比，干式變壓器具有空載和負載耗損大、承受過(guò)載能力差、造價(jià)高等缺陷，因此，油浸式變壓器是優(yōu)化設計中的重要選擇之一。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與更新，油浸變壓器已逐漸升級至S14、S13、S11等。與S9同容量變壓器相比，國內生產(chǎn)的S14-M?RL立體卷鐵芯油浸式變壓器具有更節能的優(yōu)勢，主要表現為：空載損耗下降約54%、空載電流下降約89%、負載損耗下降約15%，并且還在一定程度上降低了污水廠(chǎng)的投資成本和年運行成本，即S14-M?RL立體卷鐵芯油浸式變壓器采用的立體卷鐵芯工藝，相較于疊片結構,該變壓器減少了硅鋼片及銅的用量，相應的損耗值、成本降低。

　　2.2 減少線(xiàn)路損耗

　　大量電纜的鋪設對污水處理廠(chǎng)的正常運行發(fā)揮著(zhù)重要的保障作用。但電纜自身也存在一定的電阻，且電阻大小與電纜的長(cháng)度成正比，即電纜長(cháng)度越長(cháng)，相應的電阻越大，導致的電壓損失也會(huì )增加，因此，大量電纜的使用也會(huì )耗損較大比例的能源?？梢?jiàn),減少電纜帶來(lái)的損耗也是污水處理廠(chǎng)電氣設計優(yōu)化的重點(diǎn)內容。通常解決上述問(wèn)題的最優(yōu)化方案是對高低壓配電房選址進(jìn)行優(yōu)化，減少電纜的使用，盡量將配電房設置在靠近負荷中心的位置。而在污水處理廠(chǎng)中，鼓風(fēng)機、臭氧發(fā)生器等都是常見(jiàn)的大功率設備，為了減少這些設備的耗損，在電氣優(yōu)化設計過(guò)程中,可以考慮將配電房設置在臭氧發(fā)生車(chē)間及鼓風(fēng)娜付近。因電纜能耗量與電纜長(cháng)度有密切的關(guān)系，因此,進(jìn)行電纜橋架、電纜溝走向優(yōu)化設計時(shí)，應盡量選擇直線(xiàn)鋪設的方式，通過(guò)減少電纜長(cháng)度對原的耗損進(jìn)行控制，同時(shí)，要對截面面積進(jìn)行合理的選擇，以達到降低額外損耗的目的。另外，為了減少電阻的損耗，電纜導體原料可以采用小電阻率的材質(zhì)，從而實(shí)現降低能耗的目的。受污水處理廠(chǎng)自身工作性質(zhì)的影響，其長(cháng)期處于堿性的腐蝕環(huán)境中，為此，選擇電纜時(shí)，還要考慮銅質(zhì)材料的抗腐蝕性,從而延長(cháng)電纜的使用年限。

　　2.3 電氣控制設備的設置

　　污水處理廠(chǎng)電氣系統設置的常用方法有以下2種：

　　(1)現場(chǎng)設置，即在污水處理現場(chǎng)設置電氣控制設備，此方法可以隨時(shí)進(jìn)行調整，具有一定的靈活性，還可以布置控制箱內的各種元件，為電氣設備的檢查與維護提供了便利。但該方法也存在一些缺點(diǎn)，即缺乏整體性，難以對控制系統進(jìn)行整體控制。

　　(2)集中設置，即對所有控制設備進(jìn)行集中設置，該方法為電氣自控系統的構建和運行提供了條件，同時(shí)，有利于設備的連接和管理，降低了設備檢查與維修的難度，雖然該方法實(shí)現了設備的集中化，但如果出現故障，會(huì )導致整個(gè)污水處理系統的工作停止。對上述2種方法進(jìn)行分析和研究,還是集中設置法比較好，盡管該方法存在一定的缺陷，但是該方法極大程度上減少了電纜的使用量，且集中管理比較方便，更具有優(yōu)勢，在污水處理廠(chǎng)的電氣設計優(yōu)化中可以采用該種方式。

　　2.4 照明設備的設置

　　照明設備是污水處理廠(chǎng)不可缺少的一種設備，該設備的設置通常是根據房間的實(shí)際情況和照明要求選擇適宜的照明光源設備。在選擇過(guò)程中還要注意功能性、經(jīng)濟合理性、節能性等方面的考慮，從而將照明設備的作用發(fā)揮到最大。一般情況下，污水處理廠(chǎng)由綜合辦公樓、附屬建筑用房組成，其中，綜合辦公樓選用直管T5三基色熒光燈；附屬建筑用房，一般包括泵房間、鼓風(fēng)機、加氯間等，其環(huán)境比較潮濕,且房間空間較大，因此，需要選用金屬氯化物燈或者彎桿壁燈。

　　三、污水處理廠(chǎng)的電氣節能措施研究

　　3.1 電氣設備和線(xiàn)路的節能措施

　　電氣設備和線(xiàn)路是污水處理廠(chǎng)中的主要能耗來(lái)源，為了實(shí)現節能降耗的目的，需要采取一定的節能措施。其中，電氣設備方面的節能措施為：根據污水處理廠(chǎng)的生產(chǎn)規模制訂措施，通過(guò)提高電動(dòng)機的功率與工作效率實(shí)現電動(dòng)機的能源消耗，高效率電動(dòng)機的應用是降低電動(dòng)機電能耗損的重要手段。電氣線(xiàn)路方面的節能措施為:選擇合適的電線(xiàn)電纜，合理設計減少配電線(xiàn)路長(cháng)度;選擇合理的電線(xiàn)電纜的截面積，從而選擇電阻率小的材質(zhì)，進(jìn)而減少電阻的消耗。

　　3.2 控制系統的節能措施

　　通常情況下，污水處理廠(chǎng)設備的實(shí)際運行額度比設備的設計運行額度低，可見(jiàn)，污水處理過(guò)程中能源利用率不高，因此，要采用智能化設備，提高資源利用率,保障設備高效、經(jīng)濟的運行?？刂葡到y由軟件、硬件組成，因此，需要其具有良好的兼容性，才能保障控制系統的廣泛應用。為了滿(mǎn)足污水處理廠(chǎng)的生產(chǎn)工藝和管理的要求及其優(yōu)化，需要該系統具有一定的網(wǎng)絡(luò )性、良好的開(kāi)放性。

　　四、結語(yǔ)

　　綜上所述，污水處理廠(chǎng)的電氣設計優(yōu)化，主要從變壓器節能設計、減少線(xiàn)路損耗、電氣控制設備的設置等方面進(jìn)行，從而提高污水處理廠(chǎng)的工作效率。同時(shí)，還要采取一定的節能措施，真正實(shí)現污水處理廠(chǎng)的節能降耗。(來(lái)源：中國市政工程華北設計研究總院有限公司)