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降低城市污水厂电气能耗的对策研究杨俊君

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：杨俊君

[导读] 摘要：当前，城市污水厂电气能耗较高，不合符节约型社会的构建要求，同时也深深困扰着污水厂的可持续发展。

        中国市政工程西南设计研究总院有限公司新疆分院新疆乌鲁木齐市 830002
        摘要：当前，城市污水厂电气能耗较高，不合符节约型社会的构建要求，同时也深深困扰着污水厂的可持续发展。为此，下文就将针对如何有效降低城市污水厂电气能耗进行分析，以期在降低能耗的同时，保证污水厂的正常运行，并为城市污水厂电气节能设计的全面实现提供相关参考，确保其能够为城市提供更加环保优质的服务。
        关键词：污水厂；电气能耗；节能设计
        引言
        随着城市经济发展的不断加快，随着城市人口数量的不断增加，城市污水的产生量也呈直线上升，而这正是城市污水厂的发展机会。当前，城市污水厂在实际运转过程中，极易出现对燃料能源、电力能源与药剂等的大量耗费，特别是电力能耗耗费量极大，占其能耗的百分之六十以上，因此，积极研究城市污水厂电气能耗的有效控制是十分必要的。
        1概述
        随着城市污水、废水实际产生量的持续上升，各个城市、各个地区都逐渐加大了对污水厂的建设力度，以便满足不断增加的城市污水处理要求，更好的保护城市生态环境，缓解水污染问题。就污水处理厂的实际运行而言，其能源消耗过大的问题十分突出，不仅影响着其自身持续经营，同时也不利于环保社会的和谐构建。基于此，就需要相关单位及工作人员加强对城市污水处理厂的能耗控制力度，在确保其运行效果的同时，降低对电力能源的消耗。
        2降低电气能耗，落实节能设计
        2.1供配电系统的节能设计
        2.1.1无功补偿
        无功补偿形式主要包括分散补偿与集中补偿两种，其中分散补偿方式的应用只需通过在用电设备上进行专用电容器的并联设计，安装操作难度不大，却能够有效提升低压线路电网在实际运行中的功率因数，一种常见的降低线路损失的方法。但其应用局限性也很明显，主要体现在对变压器铜损的控制上。而通过对集中补偿方式的应用，就能够实现对变压器铜损的有效减轻，为此，工作人员应以及线路实际负荷对低压配电房进行相关装置的安装，鉴于污水处理厂的实际运行负荷较为集中，为此，为了保证实际运行效果，工作人员应将负荷中心作为低压配电房的建设地点。
        2.1.2线路节能
        当前，线路损耗在供配电系统中的能耗比重较大，为此工作人员应注重对线路损耗部分的合理控制。而铜芯电缆作为线路节能设计的重点，应受到工作人员的重视。虽然铜芯电缆的价格略高，但其电导率较小，其实际运行线路电力能耗较低，相较于其他电缆的应用，耗用电费更低，能够有效弥补前提投入的成本。因而，工作人员在进行电缆设计时，还应注重对电缆长度的合理控制，比如将配电房设置在水泵房与风机房附近，就能够降低对电缆的使用量。而当电缆线路设计较长时，工作人员可以通过对电缆截面的合理增加，来确保电缆截面热稳定性、载流量、电压损失等各项指标都能够满足预期设计要求。总之，铜芯电缆的应用会导致前期成本增加，但其实际运行效果较好，后期运行能够有效弥补前期成本，从而达到降低线路损耗的目的。
        2.1.3电机节能
        风机、搅拌机、水泵与污泥泵等都是当前城市污水处理厂中常用电机，是城市污水处理厂运行的关键组成部分，其对电力能源的消耗量较大，因此，工作人员还应积极研究电机节能，以便有效降低城市污水厂运行能耗。需要注意的是，电机能耗水平与其自身性能、容量、配置、控制方式、实际数量以及运行管理等有着密切联系，因此，这就需要工作人员注意以下几点：其一，把控电机购置，工作人员应从源头做好电机节能管理，即尽量选择运行效率高，实际能耗低的电机。城市污水厂应依据自身运营要求来确定所需电机的实际容量，通过电机输出功率与机械负载功率的合理控制，来保证电机负载率，确保电机自然功率因素的优化。其二，合理优选水泵，水泵是影响城市污水厂运行的重要组件，工作人员应依据污水厂用水需求、季节变化以及最大流量等相关因素来选择水泵，确保额度留有一定余量。

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通常情况下，电机仅有不到十分之一的时间是处于满负荷运转，剩下的时间都处于低效运行状态下。而电机能耗的降低只能是针对其满负荷运转状态而言，为此，污水处理厂可以通过对电机输出负荷进行调控设置，来达到调整电机运行状态的目的，以便更好的控制电力能源消耗。
        2.2优化污水处理工艺
        随着城市污水产生量的直线上升，对城市污水厂提出了更高的要求，为此，城市污水厂应注重对污水处理工艺的进步优化，提升自身污水处理能力，一方面应注意对先进污水处理工艺的引进力度，另一方面还应加大对新设备的投入力度，在保证污水处理能力的同时，还能够有效实现对其整体运行能耗的有效控制。比如，城市污水厂可以积极研究变频调速技术，并通过对其的充分应用，来达到对电气技术的有效升级，以便为城市污水处理厂提升污水处理总量的同时，有效降低电气能耗，据调查，其能源耗用量能够有效节约四分之一左右，城市污水厂的电费成本也会相应降低，有助于确保城市污水厂的运行效益。
        2.3节能设备优化选择
        城市污水厂正常运行中使用的风机与水泵等设备的电力能源消耗量巨大，因此，在研究如何降低城市污水厂能耗问题时，就应该从污水厂设备入手，大力引进变频节能设备，通过提升设备运行效率，来避免设备在低负荷状态下造成能源的过度消耗，实现对电能的合理应用。这是由于风机、水泵等污水厂常用设备的设计都是以其最大需求为依据的，因而当设备的负荷状态没有达到最高值时，其运行能耗较高，实际能源利用率却不高，从而造成对电力能源的浪费。而当电机等设备长期处于满载负荷状态下，还极易造成电机磨损过快的问题，增加后续维修费用的同时，也极易对其使用寿命造成不利影响。此外，工作人员还应借助计算机模糊控制理论来监控设备的实际负荷情况，并以此为依据来对风机与水泵等设备的运行状态进行合理调节，确保污水处理工艺运行效果的同时，降低能耗。
        2.4照明节能设计
        照明系统作为城市污水厂运行中的重要一环，同样也是电力能耗耗用较大的部分。为此，工作人员就应注重对城市污水厂照明系统的节能设计，以满足城市污水厂运行照明需求为前提，降低其运行能耗。一方面，工作人员应注重对光源的合理选择，通过对城市污水厂内部环境的全面考察，了解不同区域对照明的实际需求，以便合理选择照明光源。比如，针对大型车间的运行，工作人员应在满足车间生产需求的前提下，尽量选择大功率细管径荧光灯、高压钠灯或金属卤化物灯节能光源。而在人员工作的区域则应尽量选择紧凑型荧光灯、三基色细管径荧光灯或金属卤化物小功率灯等，尽量不使用白炽灯。另一方面，工作人员还应注重对店子镇流器与低能耗镇流器等节能型光源附件的合理应用，尽可能的降低线路电能损耗，保证供电系统的实际运行效果。还可以将就地补偿电容设置在气体放电灯内，提升灯具功率，降低线路损耗。此外，工作人员还应积极研究照明控制系统的合理优化，通过对声光控方式的积极落实，来降低灯具使用过程中的电力能源耗用量。
        结束语
        随着城市现代化建设的不断推进，城市每天产生的污水量是巨大的。而这也正是我国各地政府加大城市污水厂建设的初衷，而为了推动城市污水厂的可持续发展，就需要相关工作人员积极研究其能耗控制的有效措施，确保其运行效果的同时，尽量降低对能源的耗用。
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