城市污水處理廠節電方式探討

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摘要：本文以加強運行管理與基礎管理工作等方式，對污水處理廠的節電方法作了探討。節約用電對降低城市污水處理廠的運行成本是至關重要的。在目前運行的城市污水廠中，電耗一般會占到直接運營成本（包括電耗、藥耗、大修維護費、污泥運輸費、人員工資、管理費）的50%左右，因此如何有效的降低運行電耗對污水廠的運行意義重大。對于已經建成的污水處理廠，節電主要考慮從三個方面著手，一是結合實際進水情況，生產運營過程中合理配置污水處理設施及設備的投運量；二是從設備和器材方面，更換低效率或過大的電機，安裝變頻調速裝置，安裝電力負荷檢測裝置，盡量采用節能照明燈具，都可以節省能耗。三是從抓基礎管理入手，建立更為有效地節電制度，節電降耗建立相應的獎懲制度，做到節能降耗人人參與。

1合理配置污水處理設施及設備的投運量

在整個污水廠電耗中，鼓風機耗電量約占到整個用電量的30%-40%，根據工藝要求及時調整鼓風機的運行時間和流量，不僅能更準確地提供曝氣需氧量，而且又能有效地節約電能；在水量、水質、溫度等條件變化時及時調整鼓風機的流量，這里面有很大的潛力可挖，近幾年發展起來的精確曝氣系統就是為了更好的節省鼓風機的能耗。另外在水量、水質變化時及時調整設施的投運，也可以有效地降低能耗，比如一個20萬噸/日的污水廠，在進水量接近10萬噸/日的時候，及時調整為半池運行；或者在進水水質好于設計值時，減少部分構筑物內的水力停留時間，都可以有效地減少設備的運行時間和臺數，節省電能。

2從設備和器材節能入手

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；下表為某污水廠統計的實際設備耗電比率表：

3水泵節能

對于提升水泵的控制，根據現場儀表采集的液位等數據，控制水泵的開停，根據實際需要調整為間歇或變頻運行，這樣即可以更好的控制泵房水位，避免水泵頻繁開啟，在節省電能的同時也減少了后續處理單元的沖擊。對回流泵和剩余泵，改閥門調節流量為變頻調節流量，及時更換效率低的葉輪，這些都是水泵節能的有效措施。

4風機節能

以離心風機為例，鼓風機的負載轉矩與轉速的關系如下

式中的ρ與ρ0表示不同介質的密度，若忽略其影響，則可以看出風機的風量與轉速成正比、風壓與轉速的平方成正比、功率與轉速的立方成正比。在傳統的鼓風曝氣法中，鼓風機的風壓和風量通常是采用人工改變出風口處的閥門來調節的，鼓風電機一直是處于全壓全速的滿負荷工作狀態，若是采用交流變頻技術，根據所需風最來調節電機轉速，就會節約大量的電能，同時也利于遠距離控制和閉環控制的實現。下圖為變頻調速時風機性能曲線：

圖中1為風機在恒速下的風壓一風量（H——Q）特性，曲線5為恒速下功率一風量（P-Q）特性，曲線4為閥門全開時的管阻特性。假設風機工作在A點時效率較高，輸出風量為100%，此時，軸功率P1與Q1、Hl乘積面積AH1OQI成正比。當風量需要從Q1減小到Q2時，如采用閥門調節，相當于增加管阻力，使管阻特性變到曲線3，系統由原工況點A變到新工況點B運行。從圖中可以看出，風壓反而增加，軸功率P2與面積BH20Q2正比，減少不多。若采用調速方式風機轉速由nl降到n2，根據風機參數的比例定律，畫出在轉速n2下的H-Q特性，如曲線2所示。可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3降低，功率P3（相當于面積CH30Q3）隨著顯著減少，節省功率損耗P=△H*Q2，與面積BH2H3C成正比。

由此可見在風機系統中采用變頻調速控制方式調節風量在節能降耗上是個有效的方法，調節范圍可以達到O-100％。但是，在控制風量時必須考慮曝氣池的空氣流率、攪拌強度和風機本身的調節限度，最后確定一個風量調節的范圍。

廠區照明及其它生活用電節能。污水廠的照明用電浪費現象主要表現為：燈開關不及時，有長明燈現象；使用低效的大功率白熾燈。

針對以上現象，可采取以下措施：優先選用節能、發光效率高的光源和照明器，逐步淘汰白熾燈光源；路燈改為定時控制及感光控制。

加強用電管理，提高功率因數。由于污水廠大部分的設備都由異步電動機來驅動，所以自然功率因數僅0．75左右。通過加強用電管理，保證無功補償設備的完好率，可有效的提高功率因數，降低線路損耗。

對鼓風機、進水泵等產生高次諧波較為嚴重的設備，可加裝相應的節電器。

由于變頻器、感應電動機的大量使用，造成了一定量的諧波的產生，諧波對配電系統的污染主要表現為：過負荷和發熱，增加介質應力和過電壓，干擾電子設備、控制設備的性能和正常工作等。對頻繁啟動的進水泵和變頻風機等重點設備加裝具有消除諧波作用的新型節電裝置，既能有效的消除諧波，減少對電網的污染，又能減少設備發熱，節約電能。

5狠抓基礎管理入手，做到節能降耗人人參與

5.1建立有效的節電制度，節電降耗與獎懲掛鉤

節電制度至少應包括以下基本制度：用電管理制度包括新增用電設備的審批，電能的分配和違章用電的處理等；單位產品耗電定額的管理制度包括耗電定額的測定和分析，耗電定額的制定和核定，耗電定額的技術資料管理和執行耗電定額的獎懲規定，對負荷率和負荷曲線進行分析，必要時進行全廠或部分設備的電能平衡，對輸入電能、利用電能及損耗原因進行分析，提出合理的指標和措施。下表為某污水廠在進行改造時做的電能節約識別表，用于控制用電設備改造的審批。

5.2積極采用計算機監控系統，隨時觀察供電系統的運行情況。

采集數據應包括電壓、電流、頻率、三相不平衡率、電量、功率因數、溫度等實時數據，并利用數據自動實現電量統計、供電可靠率統計、負荷統計、分析損耗等功能，合理調配運行方式，實現優化運行，利用計算機網絡提高運行管理水平。

結語

總之，節電是整個生產工作中重要的一環，必須綜合治理，多方位多角度節電，并與職工工作成績和經濟責任制相結合，才能取得更好的效果。