牛山污水厂变压器减容

叶志强+刘惠成

摘要：指出了日处理3万t污水的牛山污水厂安装了一台1000 kVA干式电力变压器，但实际运行最大的总功率是410kW，存在严重的浪费。基于此，运用清洁生产原理，提出了相应方案，通过把一台1000 kVA干式电力变压器减容为500 kVA，每月可节省11500元基本电费，而且能提供足够的电能满足污水厂一期运行需要。

关键词：变压器；减容；清洁生产

中图分类号：X703

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）24-0048-03

1 工程概况

东莞市东城牛山污水处理厂以BOT方式投资建设和运营，于2006年3月开工建设，规划日处理能力为60000 t，其中一期工程日处理废水30000 t，采用周期为4h的CASS工艺，处理生活污水。一期工程铺设污水管道13 km，污水收集面积约10 km2。该厂2008年5月开始运行，到2016年实际日处理污水少于设计水量，是2.8万t/d。设计院当时考虑二期工程污水量，在一期工程时设置1台SCB10-1000kVA干式电力变压器。牛山污水处理厂处理流程见图1。

2 污水厂设备功率

污水处理是环保公益性事业，是高能耗、微利行业，是国家落实节能降耗政策的主要工具。污水处理属能耗密集型行业，其消耗的能源主要包括电能、燃料及药剂等潜在能源，其中电能消耗为0. 2～0. 4 kW·h /m3[1]，主要用于污水的提升、生物系统的供氧以及污泥处理这几个工艺过程，有节能空间。该厂主要设备功率，详见表1。

3 变压器减容是该项目清洁生产审核的重点

清洁生产是从源头削减污染，提高资源的利用效率，减少或避免生产过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害[2]。清洁生产审核是对生产过程进行调查和诊断，判定出企业不符合清洁生产要求的地方和做法，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，并提出解决方案，以达到节能、降耗、减污、增效的目的[3]。运行期间，由表1可知，该厂运行时设备总功率一般是306 kW，最大运行功率是420 kW，功率因素在0.95～0.98。由于该厂安装使用一台1000kVA干式电力变压器，但实际使用电量过少，约为其1/3，最多占用40%，所以变压器容量过大，变压器铜铁损耗大，存在“大马拉小车”现象。该厂自2008年运营到2016年1月，实际污水量约为设计的90%，最大用电负荷约为40%，以大工业用户基本电费按每台变压器容量计算（1000 kVA×23元/月）基本电费每月高达23000元。

根据清洁生产审核重点的原则：（1）容易产生显著的环境效益和经济效益的环节；（2）能源的节约和资源的削减有明显改进潜力的环节，该厂把变压器容量减少为500kVA作为清洁生产的审核重点和节省费用的主要措施。变压器减容方案见表2。

4 变压器减容方案进行可行性评估

4.1 进行技术评估

设计院设计时考虑二期工程，在日处理3万t污水的规模配置1台1000 kVA干式电力变压器，造成变压器容量過大，增加基本电费支出，增加运行成本，因此把该变压器更换为1台SCB10-500 kVA型干式变压器。SCB10系列产品是高效节能，绿色环保新一代干式变压器。SCB10-500 kVA干式变压器，参数是空载是1133 W，负载是4690 W，少于国家GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》二级标准节能的36%。该变压器减容方案可提高资源利用率，技术途径合理，能提供足够的电能满足污水厂一期运行需要，与我国的能源政策相符。

4.2 进行经济评估

对该变压器的减容方案进行了经济评估，结果见表3。

经过上述可行性分析后，该厂变压器减容为500kVA是可行的，且经济效益非常可观。在2016年2月该厂把变压器减容为500kVA后，功率因素在0.94～0.98，每月基本电费由原来的23000元降为11500元。

5 结论

（1）污水厂应充分运用清洁生产的原理，对能源消耗较大，具有较大经济效益的环节进行整改，更好地为公司减少支出，增创效益。

（2）多数污水厂的实际水量少于设计水量，设计院在设计时对配电设备不要考虑二期工程，不要增加建设单位整改费用。

参考文献：

[1]杨凌波，曾思育，鞠宇平，等.我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J] .给水排水，2008，34（10）：42

[2]苏荣军，谷 芳，车春波.工业企业清洁生产理论与实践[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]环境保护部污染防治司.精细化清洁生产审核[M].北京：化学工业出版社，2009.