浅谈污水处理厂供配电系统设计

来源：职称驿站所属分类：环境法论文发布时间：2012-05-16 09:17:43浏览：次

　　摘要：本文针对污水处理厂电气设备的特点，按照污水处理厂的工艺流程，通过分析案例谈下供配电系统的设计，供同行借鉴。
　　关键词：污水处理厂，设备特点，供配电系统，节能，防雷接地，电缆敷设
　　1污水处理厂电气设备的特点及启动方式
　　污水处理厂处理工艺要求供电可靠，一般不允许设备较长时间停运，否则微生物会失去生命活性，影响处理效果，所以，污水处理厂供配电系统一般按二级负荷标准考虑。根据工艺布置情况，在负荷较集中处，设一变电所。10kV（或6kV）电源进线后，经计量柜到变压器出线柜，再到低压配电柜、控制柜。变电所以放射方式向各用电设备及动力配电箱供电。
　　其设备特点及控制要求如下：
　　1.1大功率设备，主要是鼓风机、提升水泵等，根据工艺要求，需要控制电机的转速，原因有三：一是最大限度的满足工艺对风量及提升水量的精准控制；二是环保节能的要求；三是保护电机，使电机能平缓启动，免受冲击电流的损害；所以基于上述考虑，一般采用变频器或软起动器启动；
　　1.2低压小功率设备，包括搅拌器、螺旋输送机、粗细格栅、启闭机、刮吸泥机等，经常采用按流程分区供电方式，一般都是较小功率的设备，采用直接启动即可。
　　1.3提升泵房、风机房、消毒控制间等建构筑物内通风机和起重机等非工艺系统设备，由相应车间的动力配电箱配电。
　　2污水处理工艺原理及流程简要介绍
　　2.1水处理工艺原理及流程：工艺流程为厌氧或微氧接触混合，短时曝气，分离，好氧饥饿污泥回流或SBR时的直接进水等工序，使原污水与好氧饥饿的污泥充分接触混合、短时曝气、沉降分离；沉降分离后的上清液即处理后的出水，沉降分离后的污泥，大部分在好氧条件下使其饥饿，饥饿污泥再与原污水重复接触，其余部分为剩余污泥排放。工艺系统主要由依次连接的预处理系统、生化处理系统、二次沉降系统、出水监控系统、高效滤池及中水回用系统等组成。
　　
　　2.2目前应用广泛的是A/A/O微曝氧化沟工艺
　　A/A/O微曝氧化沟工艺是在传统氧化沟的基础上通过改变供氧方式而产生的。
　　2.2.1A/A/O微曝氧化沟工艺具有如下特点：优良的除磷脱氮功能，氧利用率高、能耗低、经济性能高。工艺技术先进且成熟，处理出水水质指标和经济指标优良。
　　工艺流程说明：一般污水处理需经过如下（1）预处理（粗格栅、提升泵站、细格栅、沉砂池、初沉池）（2）生物处理（A/A/O氧化沟）（3）滤池深度处理和紫外消毒（4）污泥处理、除臭等工艺流程。
　　3污水处理供配电系统工程案例
　　某污水处理厂总规模为4万吨/日，分两期实施，每期规模为2万吨/日，一期工程已投产，本案例为第二期工程及一期的改造工程的施工图设计。
　　设计范围包括：2台1600kVA变压器及其6kV低压侧出线、电控房内一期改造工程、二期工程的供配电系统设计、厂内新建电控房的设计及电控房、新增泵房等建筑物的照明及防雷、接地设计。
　　3.1供电电源和电气负荷
　　本工程用电为二级负荷，由两路6kV电源供电，全厂用电负荷情况如下：总设备装机容量为2174.56kW，工作容量为1621.31kW。
　　计算负荷：PJS=1249.63kWQJS=393.12kvarSJS=1310kVA
　　本期新安装两台1600kVA的变压器，一用一备。当一台变压器故障停电后，由另一台变压器向全厂负荷供电，满足全厂一、二期工程用电负荷的要求。
　　3.2无功补偿
　　根据当地电力部门的规定．用户端的功率因数不得低于0．92(滞后)，以免影响电网的供电质量。本工程采用低压集中补偿方式，在变电所低压母线上各设置一套自动功率因数补偿电容柜，总容量为550kvar，补偿后，功率因数为0.95。6kV侧总功率因数为0.94。既满足电力部门的要求．又具有良好的经济性。
　　3.3电气设备控制方式
　　一期：
　　三台90kW的鼓风机，两台采用变频器控制，一台采用软起动器启动。
　　两台90kW的输水泵采用软起动器启动。
　　四台75kW的提升泵，两台采用变频器控制，两台采用软起动器启动。
　　四台加药泵采用变频器控制。
　　其余的低压电动机采用直接启动。
　　二期：
　　三台90kW的鼓风机，二台采用变频器控制，一台采用软起动器启动。
　　一台75kW的提升泵，采用变频器控制。
　　四台15kW的污水二次提升泵，二台采用变频器控制。
　　四台14kW的污泥回流泵，二台采用变频器控制。
　　其余的低压电动机采用直接启动。
　　污泥脱水机系统配套设备，采用设备厂家成套提供的起动控制设备来控制
　　厂内参与工艺过程的所有用电设备，采用自动控制和手动控制两种控制方式，两种控制方式设有手动/自动转换开关，当置于手动状态时，可在机旁就地手动操作，主要用于单机检修、调试；当置于自动状态时，可在PLC进行单元自动控制,也可在中控室进行远程控制。正常运行采用自动控制方式。
　　
　　3.4防雷和接地
　　低压配电装置设三级浪涌保护器以防止直击雷的袭击．第一级保护一般选用通过I类分级试验(10/350us波形)或具有较大通流容量的SPD，将绝大部分的雷电过电压的能量泄放大地，将过电压减小到一定的程度。第二级、第三级过电压保护器(浪涌保护器或防雷器)一般选用残压较低的SPD，将电源线路中剩余的雷电流泄放入大地，将过电压限制到用电设备能耐受的水平。在厂区较高建筑物屋面装设避雷带或避雷网。
　　为降低电气系统故障情况下的人体接触电压．建筑物做总等电位联结所有进出建筑物的各种金属管道、电缆保护管、电缆金属外皮及PE线等均采用镀锌扁钢或导线分别与等电位端子箱连接室外构筑物上所有正常不带电的设备金属外壳、金属构架等均采用镀锌扁钢就近与构筑物处的接地装置相连。
　　本工程电气工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、计算机系统接地，共用一套接地系统。建筑物基础钢筋相联通作自然接地极，接地电阻不大于1欧。如接地电阻值达不到要求，则加装人工接地极。各建筑物电源进线PE线应重复接地。
　　各建筑内做等电位联结功能设置，具体做法应满足图集《等电位联结安装》02D501-2及相关规范。
　　本工程低压供配电采用TN-S接地系统。
　　3．5节能
　　本工程采用安全、环保、节能型电气产品，严禁使用淘汰产品。采用绿色照明及采用高效灯具和节能光源。按各功能分区的环境特点和使用要求，采用不同的高效灯具和节能光源。日光灯、高压钠灯使用高效镇流器，设就地补偿装置，功率因数不小于0.9。选用节能电气设备，如新型干式变压器、变频调速控制等。本工程采用低压消谐滤波柜，达到抑制谐波的目的。
　　3．6各厂区设备室照度要求和LPD值要求如下：
　　主要场所照度标准及照明密度值
　　工艺厂房（含泵房、格栅间）：150Lx，8W/m2变配电所：200Lx，7W/m2
　　变压器室：100Lx，4W/m2值班室（中控）：300~500Lx，11~18W/m2
　　综合楼：300Lx，9~11W/m2，宿舍：100Lx，6~7W/m2，走廊：100Lx，5W/m2。
　　3．7电缆敷设
　　在建筑物内采用电缆沟及电缆桥架敷设，当电缆穿管敷设时，要做到尽量暗敷，注意美观及便于工人行走。在厂区采用电缆沟、直埋及电缆桥架敷设。电缆从变配电室引出至室外，同一路径电缆少于6根时直埋敷设；电缆较多时沿电缆沟或电缆桥架敷设；构筑物外电缆明敷时均穿挠性防水金属管保护，构筑物内电缆、电线均穿管敷设。直埋敷设的电缆采用金属铠装，在电缆沟及桥架内敷设的电缆采用非铠装。电缆进出建(构)筑物处均穿保护管。为防止电缆火灾蔓延采取以下措施：在电缆沟必要部位设耐火隔墙和防火门；电缆刷防火涂料；电缆孔洞以耐火材料封堵等。
　　4结束语
　　针对工艺流程，认真合理选择供配电系统的结构方式，使设计工作在很多细节部分做得更加合理、可靠、可行。我们要不断摸索、总结、探讨，逐步找到适合污水处理厂供配电系统特点的设计方式，做好供配电工作，为污水处理达标并稳定可靠运行提供有力保证。
　　参考文献
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