產(chǎn)品分類品牌分類

電能管理: 三相導(dǎo)軌式電能表單相導(dǎo)軌式電能表智能物聯(lián)網(wǎng)水表環(huán)保數(shù)采儀通訊網(wǎng)關(guān) 脈沖電能表分表計(jì)電設(shè)備無線預(yù)付費(fèi)電能表直流電能表電力物聯(lián)網(wǎng)儀表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊無線通訊終端無線通訊轉(zhuǎn)換器無線計(jì)量儀表預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng) 宿舍單相電能表多用戶電能表多用戶計(jì)量箱導(dǎo)軌式預(yù)付費(fèi)電表網(wǎng)絡(luò)電力儀表導(dǎo)軌式電能計(jì)量表

電量傳感器: 羅氏線圈浪涌保護(hù)器電力變送器信號(hào)隔離器電流傳感器霍爾傳感器電流互感器

電力監(jiān)控與保護(hù): 分布式光纖測溫系統(tǒng) 蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng) 直流電壓儀表直流電流儀表多功能電力儀表低壓母線紅外測溫裝置智能電力繼電器弧光保護(hù)裝置多功能數(shù)顯儀表溫度巡檢儀三相交流電測儀表單相交流電測儀表過電壓保護(hù)器光伏匯流采集裝置智能照明控制系統(tǒng) 中壓微機(jī)保護(hù)裝置開關(guān)柜綜合測控裝置智能溫濕度控制器配電柜無線測溫系統(tǒng) 智能低壓線路保護(hù)器智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器遙測遙控單元智能小母線監(jiān)控裝置列頭柜配電監(jiān)控裝置可編程智能電測儀表

電能質(zhì)量治理: 中線安防保護(hù)器電能質(zhì)量監(jiān)測裝置串聯(lián)電抗器自愈式并聯(lián)電容器功率因數(shù)補(bǔ)償控制器投切開關(guān) 智能電容補(bǔ)償裝置混合動(dòng)態(tài)濾波補(bǔ)償裝置靜止無功發(fā)生器諧波保護(hù)器有源電力濾波器

電氣安全: 物聯(lián)網(wǎng)塑殼斷路器智能微型斷路器智慧用電監(jiān)控裝置電氣防火式限流保護(hù)器余壓監(jiān)控系統(tǒng) 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器醫(yī)用隔離電源絕緣監(jiān)測裝置工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng) 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

電瓶車汽車充電樁: 汽車充電樁電動(dòng)自行車充電樁

系統(tǒng)解決方案: 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺(tái) 光儲(chǔ)充微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) 儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái) 重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng) 光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng) 電瓶車充電樁收費(fèi)云平臺(tái) 船舶岸電計(jì)費(fèi)云平臺(tái) 企業(yè)能源管控平臺(tái) 智慧消防云平臺(tái) 銀行安全用電云平臺(tái) 安全用電云平臺(tái) 能耗云平臺(tái) 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái) 宿舍預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái) 環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái) 電能管理系統(tǒng) 電力監(jiān)控系統(tǒng) 變電所運(yùn)維云平臺(tái)

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探討降低城市污水廠電氣能耗的對策研究

時(shí)間：2022/11/1閱讀：2227

摘要：基于降低城市污水廠電氣能耗的目的，針對污水廠電氣節(jié)能問題，做了簡單的論述，提出了減少能源消耗的策略，共享給相關(guān)人員參考。從電氣設(shè)計(jì)到電氣運(yùn)行管理等全過程，通過優(yōu)選設(shè)備和采取相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)對能源消耗的有效控制，能夠達(dá)到節(jié)能的效果。現(xiàn)結(jié)合具體研究，作如下論述。

關(guān)鍵詞：城市；污水廠；電氣能耗

0引言

??隨著污水產(chǎn)生量的不斷增加以及環(huán)保要求不斷提高，使得污水處理廠不斷增加。從污水處理廠實(shí)際運(yùn)行來說，實(shí)現(xiàn)對污水處理的同時(shí)，也需要消耗很多能源。按照介質(zhì)劃分，能耗主要包括燃料和電能以及藥劑等。其中，電能的消耗占據(jù)總能源消耗的60%~90%，因此做好此部分的節(jié)能，有著重要的意義。

１課題研究的意義

??目前來說，城市污水和廢水產(chǎn)生量不斷增加，為了能夠滿足污水處理工作的基本需求，各地區(qū)積極開展污水廠的建設(shè)，力求通過污水處理保護(hù)水環(huán)境，控制水污染問題。從污水處理廠的運(yùn)行情況來說，存在著能源消耗大的問題，電氣節(jié)能技術(shù)水平不高，廠子的經(jīng)濟(jì)效益不高，進(jìn)而影響著污水處理工作的開展效果。基于此，深度分析此課題，提出有效的電氣節(jié)能技術(shù)措施，有著重要的意義。

2降低城市污水廠電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1照明系統(tǒng)

??污水廠綜合用房以及進(jìn)出水在線監(jiān)測用房，使用的照明設(shè)備選擇節(jié)能型熒光燈。例如，選擇三基色細(xì)管徑直管熒光燈，作為照明光源，同時(shí)配備節(jié)能電子鎮(zhèn)流器，能夠獲得不錯(cuò)的節(jié)能效果。對于室外照明，池頂部分的照明使用金屬柱燈以及高壓鈉燈，可以達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。室外的道路照明，使用庭院燈＋高壓鈉燈方案，可以獲得不錯(cuò)的節(jié)能效果。

2.2電氣系統(tǒng)

??通過計(jì)算負(fù)荷，來選擇變壓器裝置。按照標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需求，選擇的變壓器負(fù)荷率要處于60%~70%范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對變壓器運(yùn)行損耗的有效控制。同時(shí)要綜合經(jīng)濟(jì)性和損耗等因素選擇。選擇桿上油浸變壓器，負(fù)責(zé)為建筑物單體用電設(shè)備以及污水處理工藝設(shè)備供電。結(jié)合實(shí)際情況，可以選擇柴油發(fā)電機(jī)組供電，保證廠區(qū)二級(jí)負(fù)荷。在桿上變壓器裝置上設(shè)置計(jì)量柜，并且在桿上變壓器配電箱內(nèi)布置補(bǔ)償裝置，經(jīng)過補(bǔ)償后低壓側(cè)的功率因數(shù)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.3電氣線路節(jié)能

??從電氣能源消耗問題的控制角度來說，線路損耗為問題，要采取有效的解決措施，實(shí)現(xiàn)對能源消耗的有效控制。通過進(jìn)行分析明確，負(fù)荷三相不平衡會(huì)造成線路運(yùn)行產(chǎn)生大損耗，因此要做好優(yōu)化。具體布置時(shí)，要遵循三相負(fù)荷平衡原理，開展電氣線路的布置，達(dá)到平衡的狀態(tài)，減少因?yàn)樨?fù)荷造成的能源消耗。除此之外，根據(jù)工藝運(yùn)行的電力負(fù)荷和電量使用，做好輸電導(dǎo)線型號(hào)選擇和橫截面面積計(jì)算的把控，確保運(yùn)行的合理性和安全性。

3降低城市污水廠電氣能耗的策略總結(jié)

3.1做好供配電系統(tǒng)的節(jié)能

??此部分的能源消耗控制，多采取以下方法：（1）無功補(bǔ)償。結(jié)合工藝運(yùn)行情況，選擇集中補(bǔ)償或者分散補(bǔ)償。以分散補(bǔ)償為例，通過在用電設(shè)備中配置相應(yīng)的電容器，通過增加低壓線路電網(wǎng)運(yùn)行的功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)對線路損失的控制，不過很難實(shí)現(xiàn)對變壓器銅損的控制。而集中補(bǔ)償可降低銅損，通過在負(fù)荷中心設(shè)置低壓配電房的方式，實(shí)現(xiàn)集中補(bǔ)償。（2）降低線路損耗。推廣使用銅芯電纜的方法，控制線路整體的長度和截面大小，實(shí)現(xiàn)對線路損耗的有效控制，達(dá)到成本節(jié)約的目的。（3）電機(jī)節(jié)能。通過優(yōu)選電機(jī)設(shè)備的方式，比如水泵裝置，推廣運(yùn)用PLC變頻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對此部分的能源消耗控制。

3.2優(yōu)化污水處理工藝

??目前來說，污水處理工作的要求不斷提高，很多廠子為了達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，需要購進(jìn)新的設(shè)備，引入新的污水處理工藝，實(shí)現(xiàn)污水處理能力水平的提高，與此同時(shí)降低整體能源消耗。基于污水處理工藝的運(yùn)用流程，積極推廣變頻調(diào)速技術(shù)手段，開展電氣技術(shù)改造工作，借助此技術(shù)手段，增加處理污水量，減少電氣能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，同時(shí)可以減少電費(fèi)支出，促使處理廠的經(jīng)濟(jì)效益得以增加。

3.3優(yōu)選節(jié)能設(shè)備

??從電能消耗產(chǎn)生的原因來說，各類設(shè)備運(yùn)行為主要因素，比如使用的風(fēng)機(jī)和水泵等，能夠有效控制電能的使用。例如，風(fēng)機(jī)和水泵等實(shí)際運(yùn)行時(shí)，常常處于滿載狀態(tài)運(yùn)行，設(shè)備實(shí)際負(fù)載顯著低于設(shè)計(jì)值，使得污水處理工藝運(yùn)行能源消耗比較高，能源的利用率很低，使得電能被浪費(fèi)。基于此，要優(yōu)選節(jié)能設(shè)備，推廣應(yīng)用變頻節(jié)能設(shè)備，通過提高設(shè)備運(yùn)行效率的手段，同時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)模糊控制理論，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷情況的有效監(jiān)控，依據(jù)負(fù)荷變化情況，進(jìn)行智能化水泵與風(fēng)機(jī)等運(yùn)行的調(diào)節(jié)，降低能源消耗，增強(qiáng)工藝運(yùn)行的節(jié)能效果。

3.4照明節(jié)能

??污水廠運(yùn)行中，照明能源消耗量較大，為降低能源消耗的環(huán)節(jié)。具體實(shí)踐中，采取有效的照明節(jié)能措施，能夠達(dá)到不錯(cuò)的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)對成本的有效控制，增加運(yùn)營效益。首先，優(yōu)選光源。從建設(shè)的角度入手，通過合理構(gòu)建廠區(qū)環(huán)境的方式，保證光源充足，確保能夠達(dá)到照明節(jié)能的目的。推廣使用節(jié)能效果較好的光源，比如細(xì)管徑熒光燈和高壓鈉燈等。其次，推廣使用節(jié)能型光源附件，比如電子鎮(zhèn)流器以及低能耗鎮(zhèn)流器等，實(shí)現(xiàn)對線損的控制，增強(qiáng)供電的效果。最后，優(yōu)化照明控制系統(tǒng)。以保證照明需求為前提，推廣運(yùn)用聲光控的方式，減少燈具使用的電能消耗，增強(qiáng)節(jié)電效果。

4 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

4.1平臺(tái)概述

??安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測、分析、治理裝置，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

4.2平臺(tái)組成

??AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

4.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.4平臺(tái)子系統(tǒng)

4.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

??對水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對異常情況及時(shí)預(yù)警。

監(jiān)測變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

4.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

??水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過監(jiān)測其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

4.4.3電動(dòng)機(jī)管理

??馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

4.4.4能耗管理

??為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧浚h(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢。

能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.4.5智能照明控制

??系統(tǒng)為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能的目的。

4.4.6電氣安全

（1）電氣火災(zāi)監(jiān)測

??監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

（2）消防應(yīng)急照明和疏散指示

??根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動(dòng)疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

（3）消防設(shè)備電源監(jiān)測

??監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

（4）防火門監(jiān)控系統(tǒng)

??防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息，保障了電氣安全的可靠性。

4.4.7 環(huán)境監(jiān)測

??污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

4.4.8分布式光伏監(jiān)測

??實(shí)時(shí)監(jiān)測低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài)，逆變器運(yùn)行監(jiān)視，對逆變器直流側(cè)每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測，以曲線方式繪制上述監(jiān)測的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺(tái)結(jié)合廠區(qū)實(shí)際分布情況，通過3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況，顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

4.4.9工藝仿真監(jiān)控

??平臺(tái)通過2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過流、過載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī)，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

4.5相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

4.5.1電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5結(jié)論

??綜上所述，降低城市污水廠電氣能耗，對增強(qiáng)電廠的運(yùn)行效益，有著重要的意義。文中結(jié)合實(shí)例，分析了如何降低城市污水廠電氣能耗，總結(jié)了電氣節(jié)能措施，具體如下：優(yōu)化污水處理工藝、優(yōu)選節(jié)能設(shè)備等。通過采取系列節(jié)能措施，減少能源消耗，提高能源利用率，增加污水廠的效益，發(fā)揮污水廠的價(jià)值和作用。

參考文獻(xiàn)

??[1]石勇.降低城市污水廠電氣能耗的對策研究

??[2] 武云鵬．污水處理廠的電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能研究[J]．產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2019(06)：127-128．

??[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版

作者簡介

柏為為，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從智慧水務(wù)研究發(fā)展。

探討降低城市污水廠電氣能耗的對策研究

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