关于污水处理厂电气控制设计及节能措施分析

李传松

摘要：随着城市的快速发展，城市人口不断增多，污水处理厂已经成为城市规划中的重要组成部分。为了更好的满足城市污水处理的需求，污水处理厂的规模也在不断增大，污水处理量也随之增加，而从当前城市污水处理厂的发展现状来看，污水处理设备存在运行能耗过高，电气节能技术偏低，污水处理工艺较为落后等问题，这严重阻碍着污水处理厂的经济效益。本文主要对污水处理工程电气设计和节能措施分析。

关键词：污水处理;电气设计;节能;自控系统

1 供配电的节能措施

供配电方面的节能主要包括合理配置变电站，减少电压等级，选择合适的变压器，科学分配电力，尽量减少高次谐波的发生，做到供配电系统的最优化。

1.1 合理配置变电站

由于污水处理厂在基本实现自动化处理的同时，对电能的需求极大，故在整个系统中供配电的角色尤为重要。通过合理布置变电站，来优化整个输电线路中的电压等级，以此来减少电能的损耗。为了运作方便，变电站一般分布在负荷周围，还应降低配电级数，这样不仅能确保供电的稳定性，更能达到节能的效果。

1.2 科学选择变压器

在布置好变电站后，应通过计算来选择变压器，以确保整个供电过程中接近它的最大效率，这也能达到电气节能的效果。在选购变压器前，必须要根据污水处理厂的实际负荷，来初步拟定变压器的型号和台数，在这个过程中必须要进行专业计算，不能凭经验来盲目确定。最后参照类似处理厂的情况，来确定符合该污水处理厂电气性能的变压器的数量，确保在变压器运行前将电力损失降到最低，减少由于变压器轻载运行造成的损耗。并合理地优化供配电的功率，尽量减少部分设备的无功功率，达到电气节能的效果。

1.3 适时控制高次谐波

在整个供配电系统中，要想提高污水处理厂的效率，就必须科学的控制功率因数、抑制高次谐波，从而减少设备的热效应，降低能量的损耗，避免电能的浪费。谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，如果污水处理厂负荷非线性增加，谐波也会随之变化，在这个过程中将会损失大量的电能。因此必须选择合适的交流滤波器，抑制谐波的产生，减少电能的损耗。

2 污水处理厂电气设备的节能措施

在污水处理厂的节能措施中，电气设备的节能是一项十分重要的工作。进行电气设备节能的过程中，设计人员主要的工作有三个。

2.1 选择节能型变压器

对变压器进行选择的时候，要根据变压器损耗、价格以及低损耗型节能变压器和普通变压器价格差的回收年限进行计算选择，在选择的时候尽量选择那些损耗小、价格适中的变压器。

2.2 选择高效的电动机

电动机是污水处理厂的能耗大户，污水处理厂80%的能耗都是由各类电动机消耗掉的，因此在选择电动机的时候，特别是选择大功率电动机的时候，要选择那些易于变频调速的、高效的电动机，让污水处理厂达到节能的效果。

2.3 选择技术成熟可靠的电气设备

各种处理设备能够正常运行，是污水处理厂能够运行的基础。选择技术成熟、性能可靠的电气设备，对降低设备的故障率、提高污水处理系统的稳定性有着重大意义。减少设备故障停机时间、降低维修成本、保证生产连续正常进行，不仅降低了成本，也降低了能耗。

3 设备控制系统的节能措施

对控制系统进行节能处理的时候，设计人员要注意两个内容。

3.1 对于大功率设备，优先选择能变频调速的节能设备通过对污水处理厂的控制系统进行研究后我们得知，使用那些节电效率高、易于进行变频调速的设备，能够优化设备的运行数据，使设备的功率可以随着风量及水泵流量的变化而改变，从而达到节能的效果。特别是将其应用到鼓风机、进水泵等大功率设备上，节能效果尤为明显。例如：鼓风机选择，气悬浮鼓风机同比罗茨鼓风机能降低能耗百分之25左右。

3.2 选择合适的控制系统

在选择控制系统的时候，设计人员要结合污水处理厂的实际情况进行选择，使用那些能够精确计算运行数据的系统。一方面可以使相关的操作人员对设备进行控制的时候更加的便利、精确;如精确控制鼓风机的启停和运行频率，减少其运行的时长、降低其运行时的能耗;进而直接促进污水处理厂的节能。另一方面可以使相关的维修人员对设备进行巡检、维修、调试时更加的快速、准确，进而间接促进污水处理厂的節能。

4 自动控制网络系统的节能措施

通常情况下污水处理厂设备的实际运行额度低于其设计额度，所以污水处理厂在生产中能源利用率较低，不利于设备高效而经济的运行，因此污水处理厂应该采用智能化的自动控制网络，以降低其生产能耗。

网络系统设计的先决条件是安全、可靠、稳定。从系统中的单体设备来讲，适应性强、运行稳定、安全可靠的设备是最佳的选择;同时兼顾设备的性价比，以最少的投资，获取最高效的运行性能。从整个系统来看，通用性强、稳定性好、维护方便的软硬件是最佳的选择;同时兼顾硬件的拓展性能，便于系统升级、扩充。由于自动控制网络系统是由软硬件结合组成的，只有其具备良好的兼容性才能被广泛应用。为了满足和优化污水处理厂的生产工艺和管理，良好的开放性是系统网络必须具有的，只有这样才能满足污水处理厂不断“提标”（即：提高出水水质标准）改造的要求。而分散控制和集中管理的集散控制系统的结构，才能满足生产工艺的要求，保证生产管理的合理性和便捷性，为污水处理厂节能提供良好的基础。

5结语

优化电气设计，采取合适的电气节能措施可以节约能源费用，降低处理成本，使污水处理技术由高能耗向低能、高效的方向靠近，促进污水处理厂持续平稳发展。

参考文献：

[1]谭伟，付浩程.地埋式污水厂电气自动化控制系统设计研究[J].建筑设计管理，2018，35（02）：94-96.

[2]韩学敬. 污水处理厂电气节能措施探讨[J]. 资源节约与环保，2018，（07）：12+15.

[3]林先添.污水处理厂电气设计和节能措施分析[J].企业技术开发，2017，36（05）：60-62.

（作者单位：马鞍山市中冶水务有限公司）