摘 要：污水處理廠在緩解城市日益嚴(yán)峻的水污染問題上發(fā)揮著巨大作用。但是目前較高的運(yùn)行成本和電費(fèi)使得污水處理廠未能獲得預(yù)期的效益，影響了污水處理的有效性。因此，必須通過有效的節(jié)能降耗措施來降低運(yùn)行能耗。筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗，對降低污水廠電氣能耗的對策談?wù)勛约旱膸c(diǎn)思考和認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：污水廠；供配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；節(jié)能對策；損耗

中圖分類號：X70 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

目前能源緊張局面日益呈現(xiàn)，這就要求各污水處理廠能夠使用較少的能源獲得較大的收益。污水處理廠作為節(jié)能減排的排頭兵，同時也是能耗密集型企業(yè)，其運(yùn)行費(fèi)用和電費(fèi)一直是居高不下，因此，如何節(jié)約能源，降低電氣能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，是城市污水廠必須思考的問題。

1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗對策

1.1 變電站的合理布置

變電站應(yīng)盡可能的設(shè)置在負(fù)荷中心，進(jìn)而減少配電半徑、降低電纜成本及線路損耗，而且對供電的穩(wěn)定性、安全性也有提升作用。

1.2 供配電級數(shù)應(yīng)減少

目前多數(shù)的污水廠總用電負(fù)荷在1000～10000kW，供電電源電壓采用10、20或35kV，用電設(shè)備為0、4、6或10kV，為此，我們應(yīng)盡量減少配電級數(shù)，減少電源配電環(huán)節(jié)的損耗。

1.3 合理選擇變壓器容量

合理選擇變壓器容量及臺數(shù)，可以使其運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)負(fù)載率附近，并且可以根據(jù)用電性質(zhì)合理調(diào)整變壓器的運(yùn)行臺數(shù)，減少變壓器輕載導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。

1.4 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可以減少線路及變壓器的無功功率損耗，從而實現(xiàn)節(jié)能。由于提高了功率因數(shù)，減少了無功功率，供給同一負(fù)荷功率所需的視在功率和負(fù)荷電流均減少，可以更合理地選擇變壓器容量和線路截面，既可以節(jié)能，又達(dá)到降低投資的目的?？赏ㄟ^以下措施提高功率因數(shù)：

①在選擇設(shè)備時采用功率因數(shù)較高的用電設(shè)備。

②用電設(shè)備均為低壓設(shè)備的污水廠采用低壓集中補(bǔ)償方式，有利于管理；但對于功率因數(shù)很低的設(shè)備應(yīng)采用就地補(bǔ)償裝置進(jìn)行合理補(bǔ)償，例如紫外線消毒設(shè)備，由于功率因數(shù)很低，因此應(yīng)在其控制設(shè)備內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)償，可有效降低線路無功損耗。

③對于供電距離較遠(yuǎn)的高壓電動機(jī)設(shè)備，應(yīng)采用就地單獨(dú)補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償。

1.5 采取抑制高次諧波的措施

隨著污水處理廠變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用及非線性負(fù)載的增多，污水處理廠電氣系統(tǒng)諧波含量也隨之增多。諧波不僅會使系統(tǒng)的功率因數(shù)下降，而且在設(shè)備及線路中產(chǎn)生熱效應(yīng)，導(dǎo)致電能大量損失。因此，對供配電系統(tǒng)存在的諧波進(jìn)行監(jiān)控和檢測，并采取行之有效的諧波抑制措施，減少諧波對電網(wǎng)的影響，對污水處理廠供配電系統(tǒng)節(jié)能顯得尤為重要。抑制和治理諧波的常用措施如下：

①低壓變壓器采用△/Y0－11點(diǎn)接線方式，防止3次及3n次諧波對電網(wǎng)系統(tǒng)的污染。

②采用帶消諧電抗器的并聯(lián)電容器組補(bǔ)償裝置，可有效防止補(bǔ)償電容與系統(tǒng)電抗造成的并聯(lián)諧振對諧波的放大及對電容器組造成的損壞。

③采用無源濾波器抑制高次諧波。如果配電系統(tǒng)具有相對集中的大容量非線性負(fù)載時，宜選用無源濾波器，這樣成本較低，經(jīng)濟(jì)合理。

④采用有源濾波器抑制高次諧波。如果配電系統(tǒng)具有大容量非線性負(fù)載，且變化較大，用無源濾波器不能有效工作時，采用有源濾波器，可以有效地抑制及消除高次諧波，盡管投資較高，但從安全運(yùn)行、節(jié)能降耗等多方面考慮，還是比較合理的選擇。

2 電氣線路的節(jié)能措施

2.1 電氣負(fù)荷的合理分配

盡量保證三相負(fù)荷的平衡，尤其在一些照明負(fù)荷供電、路燈負(fù)荷供電及部分通風(fēng)裝置、電熱設(shè)備的供電回路上，必須考慮負(fù)荷的平衡及合理性，避免單相負(fù)荷過大造成的線路損耗。

2.2 合理選擇電纜及導(dǎo)線截面

按照導(dǎo)線及電纜的經(jīng)濟(jì)電流截面選擇電纜。根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB50217—2007）第3．7．1條第4款的規(guī)定：10kV及以下電力電纜截面選擇除考慮工作電流、短路電流及電壓降以外，尚宜按電纜的初始投資與使用壽命期間的運(yùn)行費(fèi)用綜合經(jīng)濟(jì)的原則選擇。

2.3 盡量減少供電線路的長度

將變壓器深入負(fù)荷中心，配電線路盡量走直線，減少低壓配電電纜或?qū)Ь€的長度，不僅可以降低線路損耗，而且還可以減少線路壓降，提高供電質(zhì)量及可靠性。

3 合理選擇電氣設(shè)備

3.1 選擇節(jié)能型變壓器

不同型號的變壓器由于其繞組材質(zhì)、截面積不同，電能傳遞效率存在顯著差異，價格也有明顯不同，根據(jù)不同變壓器節(jié)能和價格差的回收年限計算，絕大部分低損耗節(jié)能型變壓器資金的回收年限為2～5年，因此應(yīng)優(yōu)選高效、低損耗、節(jié)能型變壓器。

3.2 選擇高效電動機(jī)

根據(jù)國標(biāo)《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》（GB18613—2006）的相關(guān)規(guī)定，從2011年7月1日起開始強(qiáng)制實施高效電動機(jī)的考核指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于690V及以下電壓、功率＜315kW的異步電動機(jī)。該規(guī)范針對電動機(jī)的能效限定值考核指標(biāo)是強(qiáng)制性要求，必須選用符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。根據(jù)相關(guān)資料，高效電動機(jī)的節(jié)電率＞15%。

4 合理選擇控制系統(tǒng)

4.1 選擇變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)備

污水處理廠的風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載較多，工藝專業(yè)都是按最大需量來考慮選擇設(shè)備的能力，而設(shè)備正常工作時的負(fù)載往往比設(shè)計值要小許多，在大多數(shù)時間里水泵和風(fēng)機(jī)都不會滿載運(yùn)行，這就造成了整個污水處理過程的能源利用效率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。同時，由于電機(jī)長期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械磨損大，維護(hù)費(fèi)用高，使用壽命相應(yīng)縮短。由流體學(xué)相似定律可知，流量與轉(zhuǎn)速成比例，而功率與轉(zhuǎn)速的3次方成比例，由于水泵采用調(diào)速控制，當(dāng)流量減小時，所需功率近似按流量的3次方大幅下降，采用新型的智能化節(jié)電設(shè)備，運(yùn)用計算機(jī)模糊控制理論和變頻技術(shù)，通過對設(shè)備負(fù)荷的狀態(tài)跟蹤，適時調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量或水泵的流量，使其隨負(fù)荷的變化而同步變化，可以最大限度地節(jié)約電耗，因此節(jié)能效果非常明顯。

4.2 合理選擇控制系統(tǒng)

針對污水廠用電設(shè)備多、工藝復(fù)雜的特點(diǎn)，采用智能化精確控制系統(tǒng)，合理調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)參數(shù)，使得用電設(shè)備開停及運(yùn)行時間更合理，也能夠最大限度地節(jié)約電耗。例如，可以精確測定進(jìn)水流量、曝氣池需氧量等，運(yùn)用合理的控制系統(tǒng)模型，精確調(diào)整水泵的流量及鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，可降低無謂的消耗，節(jié)約運(yùn)行成本。

5 照明系統(tǒng)節(jié)能

5.1 合理采用高效光源

隨著污水再生回用項目的增多，污水處理廠內(nèi)大型車間越來越多，大型廠房及車間應(yīng)采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或大功率細(xì)管徑熒光燈等高效節(jié)能型光源。辦公室、值班室、配電室等場所應(yīng)采用三基色細(xì)管徑熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率金屬鹵化物燈等，盡量不采用白熾燈。

5.2 合理采用節(jié)能型光源的用電附件

氣體放電燈鎮(zhèn)流器種類多、質(zhì)量參差不齊，應(yīng)盡量淘汰普通電感型鎮(zhèn)流器，建議使用低損耗的鎮(zhèn)流器（如電子鎮(zhèn)流器、低損耗節(jié)能電感鎮(zhèn)流器等），可減小線路損失，提高供電質(zhì)量。

選用的氣體放電燈應(yīng)在燈具內(nèi)設(shè)就地補(bǔ)償電容，提高功率因數(shù)，降低線路損耗。

5.3 合理改進(jìn)燈具控制方式

辦公室、值班室等房間內(nèi)燈具采用一燈一控的方式，對燈具進(jìn)行控制。大型車間采用多區(qū)域控制，既節(jié)能，又能滿足照明需要。

公共走道、樓梯間等場所采用聲光控開關(guān)，人到燈開，人走燈關(guān)，該開關(guān)具有成本低、節(jié)電效果好的特點(diǎn)，應(yīng)盡量采用。

廠區(qū)道路照明盡量采用光控與時控相結(jié)合的控制方式，天黑時自動開啟、天亮后自動關(guān)閉，避免由于人為原因忘記關(guān)燈，造成電能浪費(fèi)。

結(jié)語

實踐證明，在保證正常運(yùn)行的前提下，通過可行的供配電系統(tǒng)、電氣線路及照明系統(tǒng)節(jié)能對策，合理選擇控制系統(tǒng)能耗和節(jié)能電氣設(shè)備，能夠有效降低污水處理廠的運(yùn)行能耗和生產(chǎn)成本，這對污水處理企業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 左亞波.污水處理廠的電氣節(jié)能方法[J].科技傳播，2012（01）.

[2] 陳功等，董濱.城市污水處理廠節(jié)能降耗途徑[J].水處理技術(shù)，2012（04）.