秦海珠

摘 要： 目前我國(guó)市政行業(yè)發(fā)展日益迅速，在市政工作中對(duì)于能源的消耗即隨之增加，而這些能源消耗主要之一為電能，因此，為了緩解國(guó)家能源短缺的問題，節(jié)能在市政工程電氣設(shè)計(jì)中成為了一項(xiàng)重要的工作。本文以污水處理廠為例，主要介紹了市政工程電氣設(shè)計(jì)的基本情況，從供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)備、照明節(jié)能設(shè)計(jì)、智能控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面探究了節(jié)能技術(shù)在市政工程電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，為了給相關(guān)人士一定的借鑒作用，讓更多人員了解到節(jié)能的重要性。

關(guān)鍵詞： 能源短缺；市政工程；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能

引言

當(dāng)今社會(huì)科技水平日益迅速發(fā)展，隨機(jī)帶來了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民的生活水平不斷提高，人口數(shù)量越來越多，從而涌現(xiàn)了越來越多的環(huán)境問題，日益增多的能源消耗，很大程度地限制了人類社會(huì)的發(fā)展?，F(xiàn)階段，全球各個(gè)國(guó)家都在積極采取環(huán)保措施來改善環(huán)境、減少污染。節(jié)能是指提高能源的利用率、降低能源消耗的各種行動(dòng)，也是改善能源問題的最重要和最有效的措施。

在“十二五”期間，我國(guó)對(duì)于城鎮(zhèn)化的發(fā)展邁入新篇章，預(yù)測(cè)每年城鎮(zhèn)化率會(huì)有所提高，從到2015年的52%提高到2030年的約65%，這標(biāo)志著我國(guó)市政行業(yè)邁向高速發(fā)展和建設(shè)期。根據(jù)我國(guó)的節(jié)能法規(guī)定：節(jié)約能源，即為改善對(duì)于能源消耗控制的管理，采取經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)完善、為社會(huì)大眾及環(huán)境認(rèn)可的措施，從生產(chǎn)和消耗能源的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，杜絕浪費(fèi)能源，減少能源消耗損失和污物排放，從而合理、有效地對(duì)能源利用。那么當(dāng)前市政電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題就是如何節(jié)約能源？這是工作人員在電氣節(jié)能技術(shù)中主要研究的工作。

一、市政工程電氣設(shè)計(jì)概況

市政是指城市的各項(xiàng)城市管理工作，包括污水處理、給水排水、園林綠化、環(huán)境衛(wèi)生、公共交通、橋梁、路燈、城市防洪等公共工程。市政工程電氣設(shè)計(jì)主要涵蓋供電配電設(shè)施、配電設(shè)備、保護(hù)變配電系統(tǒng)、防雷與接地、照明、火災(zāi)自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)化智能控制等多個(gè)方面。若要在市政工程電氣系統(tǒng)中節(jié)約能源，就應(yīng)從設(shè)計(jì)階段作為起點(diǎn)開始采取措施，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等因素，優(yōu)化技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的戰(zhàn)略。在合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)、優(yōu)選節(jié)能電氣、照明設(shè)備、優(yōu)化設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等方面采取實(shí)際措施，即可達(dá)到節(jié)約能源的成效。以下主要從這幾方面具體闡述節(jié)能技術(shù)。

二、供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

在常見的污水處理廠等大型的市政工程中，負(fù)荷等級(jí)一般是二級(jí)。所以，工程項(xiàng)目平穩(wěn)進(jìn)行主要依靠完整的供配電系統(tǒng)。對(duì)于供配電系統(tǒng)的節(jié)能來說，可以在布置變電站的方面入手。首先，變電站的位置牽扯著整個(gè)供配電系統(tǒng)的安全性能，變電站離負(fù)荷中心越近，供電越穩(wěn)定；其次，變電站接近負(fù)荷中心，可以縮短電纜的距離，減少電纜投資成本，還可大幅度減少因距離產(chǎn)生的電量損耗，供電能源也大大降低。

變壓器對(duì)于供配電系統(tǒng)來說，是最主要的部分，堪比人體的心臟。選擇合適的變壓器對(duì)于工程的供配電系統(tǒng)來說是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。首先應(yīng)確定好變壓器的供電范圍，可以結(jié)合負(fù)荷容量和分布狀況，合理分配負(fù)荷。其次，根據(jù)企業(yè)投資和運(yùn)行的費(fèi)用，從經(jīng)濟(jì)方面入手，選定容量負(fù)荷適配的變壓器，設(shè)置在高效區(qū)內(nèi)工作，及負(fù)荷為50%-60%之間，同時(shí)也要注意避免使變壓器空載或過載運(yùn)行，從而達(dá)到變壓器節(jié)能。國(guó)內(nèi)通常使用的一些節(jié)能變壓器包括：干式變壓器SC10系列、油浸式變壓器S11系列和非晶合金變壓器SH11系列等。

與此同時(shí)，盡可能合理地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化配送制度，降低配電水平，一般不超過三級(jí)，保證維修方便，可以減少功率損耗，保證供配電系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行。 此外，功率因數(shù)是檢測(cè)配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)功能的重要指標(biāo)，大量無功的功耗會(huì)降低設(shè)備的效率。 所以，合理使用如動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功裝置等無功補(bǔ)償裝置可以提高功率因數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

三、節(jié)能設(shè)備的選擇

節(jié)能設(shè)備的選擇應(yīng)首先考慮具備合理的降低設(shè)計(jì)參數(shù)，避免不必要的能源浪費(fèi)。 在市政工程的污水處理中，大型負(fù)荷設(shè)施如污水處理廠或各類泵站，電梯泵，大風(fēng)機(jī)等都是能源消耗的主要設(shè)備。發(fā)動(dòng)機(jī)難啟動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電機(jī)的電流一般會(huì)達(dá)到額定電流的4？7倍。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量大，容量相對(duì)較多時(shí)，相互疊加的啟動(dòng)電流將會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)電流明顯下降，對(duì)其他設(shè)備的正常運(yùn)行造成了嚴(yán)重的影響，尤其是電流較低時(shí)，導(dǎo)致其他設(shè)備無法達(dá)到額定功率，甚至影響其他設(shè)備的壽命。不但嚴(yán)重影響其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致電力波動(dòng)，離開凈出穩(wěn)定。同時(shí)，啟動(dòng)電流包含大量高次諧波，由于高頻諧振會(huì)影響電源電路參數(shù)，導(dǎo)致繼電器故障故障，自動(dòng)控制故障等故障。因此，通用風(fēng)機(jī)泵的大負(fù)載可用于變頻器或軟起動(dòng)器。逆變器控制的電機(jī)的原理是，以保持發(fā)動(dòng)機(jī)在一對(duì)恒定回轉(zhuǎn)速度，頻率電壓提前調(diào)整揮發(fā)性，更高的頻率，電壓和電源電壓類似于引擎實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)，以減少引擎目前的啟動(dòng)動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)影響。此外，當(dāng)使用軟起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，逐漸增加輸出電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到發(fā)動(dòng)機(jī)以機(jī)械性能的額定電壓運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)，減少啟動(dòng)電流，對(duì)電機(jī)的沖擊降到最低，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

四、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

照明設(shè)備也是污水處理廠較為重要的工作設(shè)備，如果采用節(jié)能設(shè)計(jì)方案，能夠大幅度的降低能源的消耗。在處理車間和辦公樓都采用較為節(jié)能的LED燈具，同時(shí)，設(shè)計(jì)過程中要加入智能控制系統(tǒng)，對(duì)無人工作區(qū)域設(shè)置聲控或者遠(yuǎn)程監(jiān)控控制開關(guān)，能最大限度的降低能源消耗。節(jié)能控制系統(tǒng)還應(yīng)該具備對(duì)亮度調(diào)節(jié)功能，在污水處理廠里，需要強(qiáng)光的區(qū)域不是特別多，加入一些控制原件就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)的控制。在照明設(shè)備使用過程中，還需要定期經(jīng)營(yíng)維護(hù)保養(yǎng)，以便于提高燈具和控制系統(tǒng)壽命，做到最佳的節(jié)能效果。

五、智能自動(dòng)化控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)

污水處理廠的電氣設(shè)備數(shù)量龐大，而且每種設(shè)備都需要不同的用電標(biāo)準(zhǔn)，因此需要選擇一種智能控制的方法統(tǒng)一的對(duì)這些電氣進(jìn)行控制。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)背景下，先進(jìn)的控制技術(shù)都是依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電氣設(shè)備進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)軟件編程，節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的同時(shí)還節(jié)約了能源。自動(dòng)控制的原理就在于通過程序設(shè)計(jì)，然后結(jié)合各類傳感器零件對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行合理的監(jiān)控，在需要的情況下執(zhí)行通電工作或者斷電停工工作的操作。自動(dòng)化控制系統(tǒng)雖然在污水處理廠建設(shè)過程中投資比例所占不多，但是其發(fā)揮的巨大作用是非常有效的，尤其是在節(jié)能方面，是任何方法都無法取代的。對(duì)降低污水工人的工作強(qiáng)度，減少工人工作負(fù)擔(dān)和責(zé)任，降低污水處理廠的運(yùn)營(yíng)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益都有非常大的幫助。對(duì)于污水處理質(zhì)量來說也有重要意義。目前，各行各業(yè)都在自動(dòng)控制領(lǐng)域不斷突破創(chuàng)新，對(duì)于民生類企業(yè)更需要從先進(jìn)的技術(shù)出發(fā)，做好生產(chǎn)管理。

結(jié)束語

在市政工程的電氣設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)以節(jié)能為基礎(chǔ)，考慮實(shí)用性、可行性，保證安全和經(jīng)濟(jì)效益，多角度來加強(qiáng)電氣設(shè)計(jì)。這對(duì)于設(shè)計(jì)者的能力要求十分嚴(yán)苛，也是市政工作者需要加大力度控制管理的一項(xiàng)工作。相信市政工程會(huì)采用先進(jìn)科學(xué)的手段，結(jié)合高效高產(chǎn)的節(jié)能設(shè)備，為我國(guó)整體的節(jié)能目標(biāo)打下良好的基礎(chǔ)。

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