關于污水處理廠電氣節能策略的探析

劉濤

摘 要：當前污水處理廠在進行污水處理時，耗能過大，浪費現象明顯。降低污水處理廠耗能對于污水處理廠非常關鍵，對于降低污水處理廠的成本具有重要意義。本文從污水處理廠的電氣線路、照明系統、電氣設備、供配電系統以及電氣控制系統等方面對其節能進行了探討分析。

關鍵詞：污水處理廠；電氣線路；照明系統、電氣設備、供配電

一、污水處理廠的電氣線路節能策略

電線、電纜在每個污水處理廠都被大量使用，因此在電氣線路的合理安排具有節省成本的作用。污水處理廠的電氣線路節能主要表現為：（1）電氣負荷的科學分配。盡量維持三相負荷的平衡狀態，特別在某些電熱設備及通風裝置的供電回路、路燈及照明負荷供電方面，需要考量電氣負荷的科學性與平衡，預防形成過大的單相負荷而導致電能在線路上的不必要消耗。（2）合理選擇導線與電纜截面的科學選擇。選擇電纜的時候根據電纜與導線的經濟電流截面，并結合相關設計規范進行選擇，不僅需要考量電壓降、短路電流、工作電流這些常規因素，還應當根據電纜使用壽命期間的運行投入與最初電纜投資等方面進行綜合考量，選擇出性價比最高的電纜。根據電學知識，導體電阻與線路的長度成正比，導體電阻與線路的截面面積成反比，因此可以利用這幾方面的原理減少線路的損耗。合理選擇電纜的截面積。（3）縮短供電線路的長度。將變壓器布置在負荷中心，讓配電線路盡可能呈直線的走線方向，縮短導線或者低壓配電電纜的長度，這樣不但能有效減小配電線路的損耗，而且還能將線路壓降盡可能減小，進而提升供電的可靠性與穩定性。

二、污水處理廠的照明系統節能策略

污水處理廠中的各種辦公樓、生產車間和廠區的室內室外照明是其主要照明，因此要用比較大量照明設備。污水處理廠的照明系統節能在于保證作業面視覺要求，在不影響照明質量的前提下進行節能照明設計，減少照明系統中光能損失達到節能目的。最好的方式是最大限度地優先使用太陽光照明，再合理利用電能。污水處理廠需要考慮設立廠房和辦公大樓時，加強其窗戶設計，盡量使用太陽光，做到高效不耗能，同時也不影響辦公和生產工作。無法使用太陽光時也應該符合國家建筑照明設計標準中的規定：各種場所的照明度標準值要滿足工作學習以及生活中的視覺要求。對于不同地點可以選用不同要求不同規格的照明設備，例如在污水處理廠的場外的照明系統可采用智能控制，自動控制燈具的開關可根據不同區域、不同時段照明的需求來自動控制，在廁所樓道等公共場所安裝聲控燈。

三、污水處理廠的電氣節能需要合理選擇電氣設備

污水處理廠電氣設備的合理選擇表現為：（1）合理選擇變壓器。變壓器由于型號的不同，存在繞組截面積與材質的區別，導致電能傳遞效率有大有小，價格也有所區別，綜合計算變壓器價格與節能方面的回收年限，大部分普通變壓器與節能低損耗型變壓器的回收年限要小許多，所以應當盡可能選擇節能、低損耗、電能傳遞效率高的變壓器。（2）合理選擇高效節能型電動機。高效電動機是指比通用標準型電動機具有更高效率的電動機。對污水處理廠而言，由于電動機的損耗分布隨功率大小和極數的不同而變化，從節約能源、保護環境出發，節能型高效電動機對污水回處理廠尤為重要。高效電動機從設計、材料和工藝上采取措施，降低各項損耗，提高電動機效率，可以達到污水處理廠電氣設備節能的要求。在進行電機選擇的時候，應當盡量選擇運行穩定、可靠、效率高的電機，并且電機容量符合污水處理廠實際，盡量讓電機輸出功率與機械負載功率相匹配，進而提高電機的負債率，提高電動機的自然功率因數。除此之外，還應當嚴格按照相關規范進行，剔除不符合規范的電動機產品，對于無法達到高效、節能要求的電機要嚴格禁用。

四、污水處理廠供配電系統的節能策略

1、合理減少供配電級的數量。污水處理廠配電系統節能關鍵在于減少供配電級的數量。變電站在污水處理廠中有著至關重要的意義，負荷中心的位置就是其最佳布置點，由于在這個布置點上集中有大量供熱量、供氣、供電的地方，將變電站布置在此處可以將供電總成本有效控制。同時，對確保供電的安全、穩定性也有很大意義。而現今我們國家中許多污水處理廠都有著1000至10000kW的總用電負荷，應當盡可能降低配電級數的數量，減少電能損失。

2、提升供配電系統的功率。供配電功率有效提高是供配電系統的重要節能策略。變壓器的科學選擇也就是根據污水處理廠正常運行過程中的負荷情況選擇變壓器的容量，結合污水處理廠用電性質進行變壓器運行臺數的科學調整，進而確保污水處理廠中變壓器的經濟化、高效運行，降低變壓器處于輕載狀態之下所造成的電能消耗，進而實現節能的目標。在電力用戶的相關技術之中，功率因數是其中較為關鍵的一項，通過它可以科學評估供配電系統是不是存在高消耗運行的狀態，提升功率因數，降低用電設施設備無功功率的消耗量，能有效減少供配電系統的能源消耗，實現節能的目標。

3、抑制高次諧波的形成。高次諧波不但會降低供配電系統的功率因數，而且還會導致在供配電系統的線路與設備之中形成熱效應，損失大量電能。這里所說的高次諧波指的是由非線性光學現象所產生的光波。當污水處理廠提高了其非線性負載之后，其供配電系統中所形成的高次諧波所帶來的危害也越來越多，越來越嚴重。為了有效控制高次諧波的形成，可以利用高次諧波的計算與測量，科學的做好交流濾波裝置的設計與選擇工作，有效治理與抑制高次諧波的形成，降低高次諧波對污水處理廠供配電系統的負面影響。

五、合理選擇污水處理廠電氣控制系統

1、合理選擇變頻調速的節能設備?；谒?、風機類具有比較多的負載，在進行設備能力選擇時，一般都是根據污水處理廠的最大需量進行考量，而在正常工作狀態之下，設備所承擔的負載都會比設計值要小很多，在大部分工作時間中風機與水泵運行時往往不會處于滿載的狀態，這就使得工廠在進行正常運轉的過程中需要浪費較多的能源。與此同時，因為電機設備長時間都處于高速運轉的狀態，對設備造成較大的磨損，需要投入較多的維護費用，縮短了電機的使用壽命。根據流體學相似定律可以知道，轉速與流量二者存在著比例關系，轉速的三次方又與功率構成比例關系，因為控制水泵往往是通過調速的方式進行，當降低流量的時候，所需功率大幅度降低，如果應用智能化節能設備，應用變頻技術與電腦模糊控制技術，利用隨時跟蹤設備負荷情況，及時進行水泵流量與風機風量的調節，讓風量與流量隨著設備負荷的變化而變化，進而有效減小電能的不必要消耗，進而達到節能效果。

2、合理選擇控制系統。目前水泵通常是按照最大大流量來選擇，且適當預留一定的額度，因而電機完全達到滿負荷運轉的時間將小于10%，大多數的時間完全處于低效運轉狀態，而電機高效運轉會大幅度節省電能。為此，應當結合污水處理廠的實際情況進行調控方式的選擇，有效設置處理廠電機的輸出負荷，確保電機能夠始終處于高效運轉狀態。此外，由于污水處理廠具有較多用電設備，工藝方面也較為復雜，應當選擇精準智能化控制系統，對系統參數進行科學的控制調節，讓用電設備的運行與開停時間更科學，進而達到節約電能的作用。

結束語

污水處理廠的電氣節能策略比較多，應該了解當地污水處理廠自動控制系統的現狀和特點，因地制宜選擇合適的節能策略，從而降低污水處理廠成本，促進污水處理廠的發展。

參考文獻：

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