关于污水处理厂电气节能策略的探析

刘涛

摘 要：当前污水处理厂在进行污水处理时，耗能过大，浪费现象明显。降低污水处理厂耗能对于污水处理厂非常关键，对于降低污水处理厂的成本具有重要意义。本文从污水处理厂的电气线路、照明系统、电气设备、供配电系统以及电气控制系统等方面对其节能进行了探讨分析。

关键词：污水处理厂；电气线路；照明系统、电气设备、供配电

一、污水处理厂的电气线路节能策略

电线、电缆在每个污水处理厂都被大量使用，因此在电气线路的合理安排具有节省成本的作用。污水处理厂的电气线路节能主要表现为：（1）电气负荷的科学分配。尽量维持三相负荷的平衡状态，特别在某些电热设备及通风装置的供电回路、路灯及照明负荷供电方面，需要考量电气负荷的科学性与平衡，预防形成过大的单相负荷而导致电能在线路上的不必要消耗。（2）合理选择导线与电缆截面的科学选择。选择电缆的时候根据电缆与导线的经济电流截面，并结合相关设计规范进行选择，不仅需要考量电压降、短路电流、工作电流这些常规因素，还应当根据电缆使用寿命期间的运行投入与最初电缆投资等方面进行综合考量，选择出性价比最高的电缆。根据电学知识，导体电阻与线路的长度成正比，导体电阻与线路的截面面积成反比，因此可以利用这几方面的原理减少线路的损耗。合理选择电缆的截面积。（3）缩短供电线路的长度。将变压器布置在负荷中心，让配电线路尽可能呈直线的走线方向，缩短导线或者低压配电电缆的长度，这样不但能有效减小配电线路的损耗，而且还能将线路压降尽可能减小，进而提升供电的可靠性与稳定性。

二、污水处理厂的照明系统节能策略

污水处理厂中的各种办公楼、生产车间和厂区的室内室外照明是其主要照明，因此要用比较大量照明设备。污水处理厂的照明系统节能在于保证作业面视觉要求，在不影响照明质量的前提下进行节能照明设计，减少照明系统中光能损失达到节能目的。最好的方式是最大限度地优先使用太阳光照明，再合理利用电能。污水处理厂需要考虑设立厂房和办公大楼时，加强其窗户设计，尽量使用太阳光，做到高效不耗能，同时也不影响办公和生产工作。无法使用太阳光时也应该符合国家建筑照明设计标准中的规定：各种场所的照明度标准值要满足工作学习以及生活中的视觉要求。对于不同地点可以選用不同要求不同规格的照明设备，例如在污水处理厂的场外的照明系统可采用智能控制，自动控制灯具的开关可根据不同区域、不同时段照明的需求来自动控制，在厕所楼道等公共场所安装声控灯。

三、污水处理厂的电气节能需要合理选择电气设备

污水处理厂电气设备的合理选择表现为：（1）合理选择变压器。变压器由于型号的不同，存在绕组截面积与材质的区别，导致电能传递效率有大有小，价格也有所区别，综合计算变压器价格与节能方面的回收年限，大部分普通变压器与节能低损耗型变压器的回收年限要小许多，所以应当尽可能选择节能、低损耗、电能传递效率高的变压器。（2）合理选择高效节能型电动机。高效电动机是指比通用标准型电动机具有更高效率的电动机。对污水处理厂而言，由于电动机的损耗分布随功率大小和极数的不同而变化，从节约能源、保护环境出发，节能型高效电动机对污水回处理厂尤为重要。高效电动机从设计、材料和工艺上采取措施，降低各项损耗，提高电动机效率，可以达到污水处理厂电气设备节能的要求。在进行电机选择的时候，应当尽量选择运行稳定、可靠、效率高的电机，并且电机容量符合污水处理厂实际，尽量让电机输出功率与机械负载功率相匹配，进而提高电机的负债率，提高电动机的自然功率因数。除此之外，还应当严格按照相关规范进行，剔除不符合规范的电动机产品，对于无法达到高效、节能要求的电机要严格禁用。

四、污水处理厂供配电系统的节能策略

1、合理减少供配电级的数量。污水处理厂配电系统节能关键在于减少供配电级的数量。变电站在污水处理厂中有着至关重要的意义，负荷中心的位置就是其最佳布置点，由于在这个布置点上集中有大量供热量、供气、供电的地方，将变电站布置在此处可以将供电总成本有效控制。同时，对确保供电的安全、稳定性也有很大意义。而现今我们国家中许多污水处理厂都有着1000至10000kW的总用电负荷，应当尽可能降低配电级数的数量，减少电能损失。

2、提升供配电系统的功率。供配电功率有效提高是供配电系统的重要节能策略。变压器的科学选择也就是根据污水处理厂正常运行过程中的负荷情况选择变压器的容量，结合污水处理厂用电性质进行变压器运行台数的科学调整，进而确保污水处理厂中变压器的经济化、高效运行，降低变压器处于轻载状态之下所造成的电能消耗，进而实现节能的目标。在电力用户的相关技术之中，功率因数是其中较为关键的一项，通过它可以科学评估供配电系统是不是存在高消耗运行的状态，提升功率因数，降低用电设施设备无功功率的消耗量，能有效减少供配电系统的能源消耗，实现节能的目标。

3、抑制高次谐波的形成。高次谐波不但会降低供配电系统的功率因数，而且还会导致在供配电系统的线路与设备之中形成热效应，损失大量电能。这里所说的高次谐波指的是由非线性光学现象所产生的光波。当污水处理厂提高了其非线性负载之后，其供配电系统中所形成的高次谐波所带来的危害也越来越多，越来越严重。为了有效控制高次谐波的形成，可以利用高次谐波的计算与测量，科学的做好交流滤波装置的设计与选择工作，有效治理与抑制高次谐波的形成，降低高次谐波对污水处理厂供配电系统的负面影响。

五、合理选择污水处理厂电气控制系统

1、合理选择变频调速的节能设备。基于水泵、风机类具有比较多的负载，在进行设备能力选择时，一般都是根据污水处理厂的最大需量进行考量，而在正常工作状态之下，设备所承担的负载都会比设计值要小很多，在大部分工作时间中风机与水泵运行时往往不会处于满载的状态，这就使得工厂在进行正常运转的过程中需要浪费较多的能源。与此同时，因为电机设备长时间都处于高速运转的状态，对设备造成较大的磨损，需要投入较多的维护费用，缩短了电机的使用寿命。根据流体学相似定律可以知道，转速与流量二者存在着比例关系，转速的三次方又与功率构成比例关系，因为控制水泵往往是通过调速的方式进行，当降低流量的时候，所需功率大幅度降低，如果应用智能化节能设备，应用变频技术与电脑模糊控制技术，利用随时跟踪设备负荷情况，及时进行水泵流量与风机风量的调节，让风量与流量随着设备负荷的变化而变化，进而有效减小电能的不必要消耗，进而达到节能效果。

2、合理选择控制系统。目前水泵通常是按照最大大流量来选择，且适当预留一定的额度，因而电机完全达到满负荷运转的时间将小于10%，大多数的时间完全处于低效运转状态，而电机高效运转会大幅度节省电能。为此，应当结合污水处理厂的实际情况进行调控方式的选择，有效设置处理厂电机的输出负荷，确保电机能够始终处于高效运转状态。此外，由于污水处理厂具有较多用电设备，工艺方面也较为复杂，应当选择精准智能化控制系统，对系统参数进行科学的控制调节，让用电设备的运行与开停时间更科学，进而达到节约电能的作用。

结束语

污水处理厂的电气节能策略比较多，应该了解当地污水处理厂自动控制系统的现状和特点，因地制宜选择合适的节能策略，从而降低污水处理厂成本，促进污水处理厂的发展。

参考文献：

[1]李春光等.污水处理厂设计和运行中的节能考虑[J].中国建设信息，2010（05）

[2]常江等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水，2011（04）