电气节能在污水方面的应用

摘 要: 随着我国经济快速发展和城市化进程的加快，污水处理越来越受到重视。针对城市污水处理厂电气系统的节能问题,从供配电系统、电气设备控制、照明系统等几个方面阐述了污水处理厂的电气节能措施,探讨了在满足国家规范以及及城市污水厂正常运行的前提下,如何更好地利用电能、合理节约运行费用的可行方法

关键词：污水厂； 电气节能；节能措施

中图分类号：U664文献标识码： A 文章编号：

引言

目前，我国城市污水处理的方法工艺有很多，，但其工艺的最终运行都离不开电力能量的支持，也随之城市污水处理厂的需求，用电量的需求也越来越明显，污水处理厂运行费用中电费所占比例很大，因此在污水处理厂电气中如何实现节能降耗尤为重要，旨在环保节能方面出发，让节能环保的理念在污水处理厂建设中得到很好的应用

1.供配电系统的节能

1.1变配电房的选址

变配电房的选址应尽量布置分布在负荷中心，可以将变配电房合理分布设在进水泵房、出水泵房或者鼓风机房等电量大的建筑物附近，这样可以减少配电半径，降低供电电缆的投资以及线路的损耗。供电的稳定性安全性也都起到提升作用。

1.2变压器配置

变压器节能的实质就是降低其损耗、提高其运行效率。合理使用变压器容量及台数。可以使其运行在最佳经济负载率附近，并且可以根据用电性质合理调整变压器的运行台数，减少变压器轻载导致的电能浪费。变压器的有功功率其最低损耗率一般发生在变压器负耗率为0.5~0.6之间，负耗率太高或太低都会使变压器有功损耗增加，考虑变压器的合理运行，根据污水处理厂负荷变化特性，使变电器负载率控制在0.5~0.7之间最佳。

1.3供配电级数应减少

国内大部分污水处理厂总用电负荷为1000~10000kW,供电电源电压采用10、20或35kV，用电设备在0.4、6或10kV,应尽量减少配电级数，减少电源配电环节的损耗，可以将6kV电动机改为10kV电动机，减少6kV配电电压级，有些污水厂供电电源为35kV或者20kV,如果厂区没有6kV或者10kV用电设备，则应尽量采用35kV直变0.4kV的变压器，减少配电级数，通过这些措施可以有效降低由于配电级数过多造成的电源损失。

1.4采取抑制高次谐波的措施

随着污水处理厂变频调速装置的应用及非线性负载的增多，污水处理厂电气系统谐波含量也随之增加，谐波不仅会使系统的功率因数下降，而且在设备及线路中产生热效应，导致电能大量损失。因此对供配电系统存在的谐波进行监控和检测。采取有效的谐波抑制措施，减少谐波对电网的影响，对污水处理厂供配电系统节能尤为重要。

1.5提高供配电系统的功率因数

在污水处理厂电气设备电力系统耗用的全部无功功率中异步电动机占60%以上,变压器占20%左右。可见,减少异步电动机及变压器的无功功率,对提高功率因数是很重要的。在不设置任何补偿设备的情况下，通过采取措施来减少供配电系统中的无用功率，进而提高功率因数的措施有：

1.调整工艺，改善设备的工作状态，使电能得到最大的利用。

2.采用功率因数较高的用电设备

3.对于供电距离较远的高压电动机设备，应采用就地单独补偿装置进行无功补偿。

4.用电设备均为低压设备的污水厂采用低压集中补偿方式，有利于管理，功率因数很低的设备应采用就地补偿装置进行合理补偿。

2.电气设备控制

2.1选择节能型变压器

所谓的节能变压器是指空载损耗，负载损耗相对比较低的变压器。如s9、sl9、sc8等型变压器，s9系列与s7系列相比空载损耗平均下降了10%，负载损耗平均下降了21%。从1999年1月开始，国家明确规定，禁止生产和销售s7系列变压器产品，推荐使用s9系列节能变压器。随着市场的需求及技术的进步，目前又出现了s11系列变压器，与目前常用的s9型变压器相比s11型变压器的空载损耗下降30%，空载励磁电流下降70%，噪声下降10db。s11变压器打破了传统的叠片式铁芯结构，采用高导磁取向的冷轧硅钢片卷绕成封闭形，使空载损耗和励磁电流大幅下降。变压器采用全密封结构，运行的可靠性和使用寿命大大提高。

2.2选择高效电动机

对于污水处理厂来说，节能型高效电动机尤为重要，尤其是一些大容量潜水设备，在设备选择时一定要剔除不合格的产品，电动机达不到节能效果禁止使用。

3.电气线路的节能

3.1合理使用电缆及导线截面

配电线路的电能损耗主要取决于线路的阻抗及电流，线路损耗与线路阻抗成 正比与电流的平方成正比，线路的阻抗与导线的导电率长度成正比，与导线的截面积成反比，合理选择线缆的截面积。电线，电缆的截面通常按照线缆的载流量大于线路的工作电流来选择，再按照电压损失和机械强度来校验。所以，配电线路应采用高导电率的导体，且增大导线或电缆的截面，降低线路损耗。

3.2电气负荷的合理分配

尽量保证三相负荷的平衡，必须考虑负荷的平衡及合理性，避免单相负荷过大造成线路损耗，污水处理厂的负荷一般比较集中，低压配电房选在负荷中心位置时，优先采用低压配电集中补偿。

3.3尽可能减少供电线路的长度

配电线路尽量走直线，减少线路的长度，不仅可以减低线路损耗，而且还可以减少线路压降，提高供电质量及可靠性。同时选用电阻率较小的材质做导体，铜材的电阻率小于铝材，再加上联碱装置多为腐蚀性环境，因此电线、电缆选用铜材；电线、电缆敷设时应尽量少走弯路， 减少线缆长度。变压器尽可能地靠近负荷中心，减少低压电缆的长度

4.照明系统节能

照明节能设计是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下， 力求减少照明系统中光能的损失， 最大限度地利用电能、太阳能。gb50034-2004《建筑照明设计标准》规定了各种场所的照度标准值，视觉要求，照明功率密度等等，设计中不可随意提高或降低要求。而污水处理厂的照明包括综合楼、车间的室内照明和厂区的室外照明，照明设备的用量也比较大。城市污水处理厂的室外照明应采用智能控制，由照明自动控制装置或自动控制根据不同区域、不同时段自动控制灯具的开关。

4.1合理采用高效光源

随着污水处理厂的污水再生回用项目增多，污水处理厂内大型车间越来越多，大型厂房应采用高压钠灯，金属卤化物灯或大功率细管径荧光灯等高效节能型光源。办公室等也尽量采用小功率的金属卤化物，不采用白炽灯。

4.2采用节能型光源的用电附件

气体放电灯镇流器种类多、质量参差不齐，应尽量淘汰普通电感型镇流器，建议使用低损耗的镇流器(如电子镇流器、低损耗节能电感镇流器等)，可减小线路损失，提高供电质量。

4.3合理改进灯具控制方式

办公室、值班室等房间内灯具采用一灯一控的方式，对灯具进行控制。大型车间采用多区域控制，既节能，又能满足照明需要。

公共走道、楼梯间等场所采用声光控开关，人到灯开，人走灯关。该开关成本低，节能效果好的，应尽量采用。

厂区的照明等尽量采取光控和时控相结合的控制方式。白天关闭，黑夜开启。避免人为操作不足原因忘记关灯，造成电能浪费。

5.结束语

城市建设发展日益快速发展污水处理厂也随之增加，污水处理厂的电气工艺设备也应运而生，电气能源需求量日趋上升。电气的节能的措施应用在污水处理厂的应用优化设计改造也是很有必要的。污水处理厂的出现也是应环保的概念的产物，而电气节能也是透着环保的理念，污水处理厂电气节能的重点在合理设计供配电系统，有效控制电气系统能耗，对节能产品的筛选。实现经济发展的成长趋势下节能和环保并存的时代。

参考文献:

[1]杨峰;;浅谈污水处理厂的节能降耗[J];黑龙江科技信息;2012年36期

[2]常江;杨岸明;甘一萍;孟春霖;彭永臻;张树军;应起锋;;城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J];中国给水排水;2011年04期

[3]刘洁岭;蒋文举;;城市污水处理厂能耗分析及节能措施[J];绿色科技;2012年11期