污水處理電廠電氣優(yōu)化設計
一、污水處理電站及其電氣系統(tǒng)概述
1.1 污水處理設備概述
污水處理該廠的主要功能是加強對污染源排放廢水的處理，使排放水達標，從而改善水質，保護水環(huán)境。污水處理廠的處理方式一般分為集中處理和分散處理兩種，處理后的廢水直接排入城市管道或水體。在廢水處理過程中，污水處理廠通常結合生物、物理、化學等處理方法進行污水處理處理。在保證污水處理更好效果的前提下，節(jié)約投資和運行成本一直是污水處理廠的發(fā)展目標。
1.2 污水處理工廠電氣系統(tǒng)
污水處理工廠的電氣系統(tǒng)主要由高低壓配電系統(tǒng)、電機、電纜及相關照明系統(tǒng)組成。這些組成部分也是污水處理工廠氮氣能耗的重要組成部分。
二。污水處理工廠電氣設計優(yōu)化分析
2.1變壓器節(jié)能設計
是變壓器污水處理廠電氣系統(tǒng)中的重要設備，也是能耗較高的電氣設備之一。變壓器的整體結構主要由兩部分組成:銅部件和鐵部件，其損耗特性主要表現在以下幾個方面:
(1)在負載電流的影響下，變壓器的銅質部分會有一定程度的損耗負載電流，變壓器的銅質損耗與負載電流成正比；
(2)鐵件損耗，如鐵芯造成的鐵損，與負載電流不成正比。為了緩解污水處理工廠的能耗問題，有必要對其電氣設計進行優(yōu)化。變壓器方面，經常用節(jié)能變壓器代替原來的。節(jié)能變壓器是指空載情況下負載損耗低的變壓器。在污水處理電廠電氣設計優(yōu)化工作中，節(jié)能變壓器的應用充分發(fā)揮了系統(tǒng)的優(yōu)化效能。目前國內大部分污水處理廠采用干式變壓器，干式變壓器的優(yōu)點是維護方便。但干式變壓器與油浸式變壓器相比，有很多缺點，如空載和負載損耗大、過載耐受能力差、成本高等。因此，油浸式變壓器是優(yōu)化設計的重要選擇之一。隨著科技的不斷進步和更新，油浸式變壓器也逐漸升級到S14、S13、S11等。與同容量S9變壓器相比，國產S14-M RL立體卷鐵心油浸變壓器更具節(jié)能優(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%。此外，還在一定程度上降低了污水處理廠的投資成本和年運行成本，即S14-M RL油浸變壓器采用的立體卷芯技術，相比疊片結構。
2.2降低線損
大量電纜的鋪設對保證污水處理工廠的正常運行起著重要作用。但電纜本身也有一定的電阻，電阻與電纜長度成正比，即電纜長度越長，對應的電阻越大，電壓損失越高。所以大量電纜的使用也會消耗更大比例的能源?？梢姡档碗娎|造成的損耗也是污水處理廠電氣設計優(yōu)化的重點內容。通常，解決上述問題的最優(yōu)方案是優(yōu)化高低壓配電室的位置，減少電纜的使用，盡量將配電室設置在靠近負荷中心的位置。在污水處理工廠中，鼓風機和臭氧發(fā)生器是常見的大功率設備。為了減少這些設備的損耗，在電氣優(yōu)化設計的過程中，可以考慮將配電室設置在臭氧發(fā)生車間和風機附近。由于電纜能耗與電纜長度密切相關，在優(yōu)化電纜橋架和電纜溝時，應盡量選擇直線敷設的方式，通過減少電纜長度來控制原損耗，同時合理選擇截面積，以達到減少附加損耗的目的。另外，為了減少電阻的損失，電纜導體可以采用低電阻率的材料，從而達到降低能耗的目的。受污水處理工廠工作性質影響，長期處于堿性腐蝕環(huán)境。因此，在選擇電纜時，還應考慮銅材的耐腐蝕性，以延長電纜的使用壽命。
2.3電氣控制設備的設置
污水處理設置工廠電氣系統(tǒng)有兩種常用方法:
(1)現場設置，即在污水處理現場設置電氣控制設備。這種方式可以隨時調整，具有一定的靈活性，也可以布置控制箱內的各種元件，為電氣設備的檢查和維修提供了方便。但是這種方法也有一些缺點，就是缺乏整體性，很難整體控制控制系統(tǒng)。
(2)集中設置，即所有控制設備集中設置。該方法為電氣自動控制系統(tǒng)的建設和運行提供了條件，同時有利于設備的連接和管理，降低了設備檢查和維護的難度。這種方式雖然實現了設備的集中化，但是如果出現故障，整個污水處理系統(tǒng)都會停止工作。通過對以上兩種方法的分析研究，集中設置法更好。這種方式雖然有一些缺陷，但大大減少了電纜的使用量，集中管理更方便，更有優(yōu)勢。該方法可用于污水處理工廠的電氣設計優(yōu)化。
2.4照明設備的設置
照明設備是污水處理工廠必不可少的設備。這種設備的設置通常是根據房間的實際情況和照明要求選擇合適的照明光源設備。在選擇過程中，還應注意考慮功能性、經濟合理性、節(jié)能性等。，從而充分發(fā)揮照明設備的作用。一般來說污水處理工廠由綜合辦公樓和輔助建筑組成，其中綜合辦公樓采用直管T5三基色熒光燈；輔助建筑房間一般包括泵房、鼓風機、加氯室等。環(huán)境比較潮濕，房間空間大。所以需要選擇金屬氯化物燈或者彎桿壁燈。
三。污水處理電廠電氣節(jié)能措施研究
3.1電氣設備和電路的節(jié)能措施
電氣設備和電路是污水處理工廠的主要能源消耗。為了達到節(jié)能降耗的目的，需要采取一定的節(jié)能措施。其中電氣設備的節(jié)能措施是:根據污水處理廠的生產規(guī)模，通過提高電機的功率和工作效率來實現電機的能耗，應用高效電機是降低電機電能消耗的重要手段。電氣線路的節(jié)能措施有:選擇合適的電線電纜，合理設計，減少配電線路長度；選擇合理的電線電纜截面積，從而選擇電阻率低的材料，進而減少電阻的消耗。
3.2 控制系統(tǒng)節(jié)能措施
通常污水處理廠設備的實際運行定額低于設備的設計運行定額。可見污水處理過程中的能量利用率并不高。因此，應采用智能設備，提高資源利用率，保證設備高效經濟運行。控制系統(tǒng)由軟件和硬件組成。因此，需要其良好的兼容性來保證控制系統(tǒng)的廣泛應用。為了滿足污水處理廠生產技術和管理的要求和優(yōu)化，系統(tǒng)需要具有一定的網絡性和良好的開放性。
四。結論。
綜上所述污水處理廠電氣設計優(yōu)化主要從變壓器節(jié)能設計、降低線損、電氣控制設備設置等方面進行，以提高污水處理廠的工作效率。同時，有必要采取一定的節(jié)能措施，真正實現污水處理廠的節(jié)能降耗。(來源:中國市政工程華北設計研究院有限公司)
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