城市污水處理廠節(jié)電方式探討

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摘要：本文以加強(qiáng)運(yùn)行管理與基礎(chǔ)管理工作等方式，對(duì)污水處理廠的節(jié)電方法作了探討。節(jié)約用電對(duì)降低城市污水處理廠的運(yùn)行成本是至關(guān)重要的。在目前運(yùn)行的城市污水廠中，電耗一般會(huì)占到直接運(yùn)營成本（包括電耗、藥耗、大修維護(hù)費(fèi)、污泥運(yùn)輸費(fèi)、人員工資、管理費(fèi)）的50%左右，因此如何有效的降低運(yùn)行電耗對(duì)污水廠的運(yùn)行意義重大。對(duì)于已經(jīng)建成的污水處理廠，節(jié)電主要考慮從三個(gè)方面著手，一是結(jié)合實(shí)際進(jìn)水情況，生產(chǎn)運(yùn)營過程中合理配置污水處理設(shè)施及設(shè)備的投運(yùn)量；二是從設(shè)備和器材方面，更換低效率或過大的電機(jī)，安裝變頻調(diào)速裝置，安裝電力負(fù)荷檢測(cè)裝置，盡量采用節(jié)能照明燈具，都可以節(jié)省能耗。三是從抓基礎(chǔ)管理入手，建立更為有效地節(jié)電制度，節(jié)電降耗建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，做到節(jié)能降耗人人參與。

1合理配置污水處理設(shè)施及設(shè)備的投運(yùn)量

在整個(gè)污水廠電耗中，鼓風(fēng)機(jī)耗電量約占到整個(gè)用電量的30%-40%，根據(jù)工藝要求及時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和流量，不僅能更準(zhǔn)確地提供曝氣需氧量，而且又能有效地節(jié)約電能；在水量、水質(zhì)、溫度等條件變化時(shí)及時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的流量，這里面有很大的潛力可挖，近幾年發(fā)展起來的精確曝氣系統(tǒng)就是為了更好的節(jié)省鼓風(fēng)機(jī)的能耗。另外在水量、水質(zhì)變化時(shí)及時(shí)調(diào)整設(shè)施的投運(yùn)，也可以有效地降低能耗，比如一個(gè)20萬噸/日的污水廠，在進(jìn)水量接近10萬噸/日的時(shí)候，及時(shí)調(diào)整為半池運(yùn)行；或者在進(jìn)水水質(zhì)好于設(shè)計(jì)值時(shí)，減少部分構(gòu)筑物內(nèi)的水力停留時(shí)間，都可以有效地減少設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和臺(tái)數(shù)，節(jié)省電能。

2從設(shè)備和器材節(jié)能入手

在污水廠，曝氣和回流是最主要的能耗。另外，污水的提升也是非常大的，這兩塊加起來有80%到90%，所以要特別重視；下表為某污水廠統(tǒng)計(jì)的實(shí)際設(shè)備耗電比率表：

3水泵節(jié)能

對(duì)于提升水泵的控制，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表采集的液位等數(shù)據(jù)，控制水泵的開停，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整為間歇或變頻運(yùn)行，這樣即可以更好的控制泵房水位，避免水泵頻繁開啟，在節(jié)省電能的同時(shí)也減少了后續(xù)處理單元的沖擊。對(duì)回流泵和剩余泵，改閥門調(diào)節(jié)流量為變頻調(diào)節(jié)流量，及時(shí)更換效率低的葉輪，這些都是水泵節(jié)能的有效措施。

4風(fēng)機(jī)節(jié)能

以離心風(fēng)機(jī)為例，鼓風(fēng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下

式中的ρ與ρ0表示不同介質(zhì)的密度，若忽略其影響，則可以看出風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比、風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比、功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。在傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣法中，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量通常是采用人工改變出風(fēng)口處的閥門來調(diào)節(jié)的，鼓風(fēng)電機(jī)一直是處于全壓全速的滿負(fù)荷工作狀態(tài)，若是采用交流變頻技術(shù)，根據(jù)所需風(fēng)最來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，就會(huì)節(jié)約大量的電能，同時(shí)也利于遠(yuǎn)距離控制和閉環(huán)控制的實(shí)現(xiàn)。下圖為變頻調(diào)速時(shí)風(fēng)機(jī)性能曲線：

圖中1為風(fēng)機(jī)在恒速下的風(fēng)壓一風(fēng)量（H——Q）特性，曲線5為恒速下功率一風(fēng)量（P-Q）特性，曲線4為閥門全開時(shí)的管阻特性。假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)時(shí)效率較高，輸出風(fēng)量為100%，此時(shí)，軸功率P1與Q1、Hl乘積面積AH1OQI成正比。當(dāng)風(fēng)量需要從Q1減小到Q2時(shí)，如采用閥門調(diào)節(jié)，相當(dāng)于增加管阻力，使管阻特性變到曲線3，系統(tǒng)由原工況點(diǎn)A變到新工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加，軸功率P2與面積BH20Q2正比，減少不多。若采用調(diào)速方式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由nl降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2下的H-Q特性，如曲線2所示。可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3降低，功率P3（相當(dāng)于面積CH30Q3）隨著顯著減少，節(jié)省功率損耗P=△H*Q2，與面積BH2H3C成正比。

由此可見在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速控制方式調(diào)節(jié)風(fēng)量在節(jié)能降耗上是個(gè)有效的方法，調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到O-100％。但是，在控制風(fēng)量時(shí)必須考慮曝氣池的空氣流率、攪拌強(qiáng)度和風(fēng)機(jī)本身的調(diào)節(jié)限度，最后確定一個(gè)風(fēng)量調(diào)節(jié)的范圍。

廠區(qū)照明及其它生活用電節(jié)能。污水廠的照明用電浪費(fèi)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：燈開關(guān)不及時(shí)，有長明燈現(xiàn)象；使用低效的大功率白熾燈。

針對(duì)以上現(xiàn)象，可采取以下措施：優(yōu)先選用節(jié)能、發(fā)光效率高的光源和照明器，逐步淘汰白熾燈光源；路燈改為定時(shí)控制及感光控制。

加強(qiáng)用電管理，提高功率因數(shù)。由于污水廠大部分的設(shè)備都由異步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，所以自然功率因數(shù)僅0．75左右。通過加強(qiáng)用電管理，保證無功補(bǔ)償設(shè)備的完好率，可有效的提高功率因數(shù)，降低線路損耗。

對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)水泵等產(chǎn)生高次諧波較為嚴(yán)重的設(shè)備，可加裝相應(yīng)的節(jié)電器。

由于變頻器、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的大量使用，造成了一定量的諧波的產(chǎn)生，諧波對(duì)配電系統(tǒng)的污染主要表現(xiàn)為：過負(fù)荷和發(fā)熱，增加介質(zhì)應(yīng)力和過電壓，干擾電子設(shè)備、控制設(shè)備的性能和正常工作等。對(duì)頻繁啟動(dòng)的進(jìn)水泵和變頻風(fēng)機(jī)等重點(diǎn)設(shè)備加裝具有消除諧波作用的新型節(jié)電裝置，既能有效的消除諧波，減少對(duì)電網(wǎng)的污染，又能減少設(shè)備發(fā)熱，節(jié)約電能。

5狠抓基礎(chǔ)管理入手，做到節(jié)能降耗人人參與

5.1建立有效的節(jié)電制度，節(jié)電降耗與獎(jiǎng)懲掛鉤

節(jié)電制度至少應(yīng)包括以下基本制度：用電管理制度包括新增用電設(shè)備的審批，電能的分配和違章用電的處理等；單位產(chǎn)品耗電定額的管理制度包括耗電定額的測(cè)定和分析，耗電定額的制定和核定，耗電定額的技術(shù)資料管理和執(zhí)行耗電定額的獎(jiǎng)懲規(guī)定，對(duì)負(fù)荷率和負(fù)荷曲線進(jìn)行分析，必要時(shí)進(jìn)行全廠或部分設(shè)備的電能平衡，對(duì)輸入電能、利用電能及損耗原因進(jìn)行分析，提出合理的指標(biāo)和措施。下表為某污水廠在進(jìn)行改造時(shí)做的電能節(jié)約識(shí)別表，用于控制用電設(shè)備改造的審批。

5.2積極采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)觀察供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

采集數(shù)據(jù)應(yīng)包括電壓、電流、頻率、三相不平衡率、電量、功率因數(shù)、溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電量統(tǒng)計(jì)、供電可靠率統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、分析損耗等功能，合理調(diào)配運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提高運(yùn)行管理水平。

結(jié)語

總之，節(jié)電是整個(gè)生產(chǎn)工作中重要的一環(huán)，必須綜合治理，多方位多角度節(jié)電，并與職工工作成績和經(jīng)濟(jì)責(zé)任制相結(jié)合，才能取得更好的效果。