电气设计在污水处理中的作用及节能分析

2018年06月环保与节能电气设计在污水处理中的作用及节能分析纪巍（中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300000）摘要：随着我国经济的快速发展，从水资源角度出发，加强对生活污水、生产污水的处理日益受到了重视，因此做好节能减排工作是非常必要的。合理的电气设计既能减少前期的投资成本，又能减少后期的运行成本。关键词：污水处理;节能减排;电气设计由于人类对自然资源的过度开发，环境污染问题逐渐地增多，如何治理环境污染，变得越来越重要。随着国家对降低污染物排放的标准越来越高，因此污水处理也变得。从长远发展的层面来看，还有很多有待改进和优化的地方。1污水项目的电气设计内容污水处理项目的电气设计主要由高压配电系统，低压配电系统、自控控制系统、照明系统、防雷接地系统等系统共同构成。特殊的项目还要考虑到防爆电气的要求。电气设计不但要满足现阶段污水处理项目的要求，还要根据以后的发展规划留出至少百分之十的余量。电气设计人员在设计时，根据污水处理项目中的多介质过滤器，活性炭过滤器，超滤，一级二级反渗透，EDI等工艺选择高效率低能耗的电气产品。对于高能耗的电气设备应进行节能降耗处理。通常电气设计的内容主要体现在变电和配电两个方面，具体包括配电室和DCS控制室的建造地址、变压器的选型和容量、电缆桥架的走向，高低压系统的保护配置以及电气设备选型等方面。2污水项目的电气节能分析2.1变压器节能设计在污水处理项目的电气系统中，变压器是主要的耗能元件。由于其整体结构是由铁，铜，硅钢片，油箱，油枕，丙烯酸酯橡胶的密封件等组成。其损耗主要体现在两个方面：一方面是空载损耗，比如铁芯等带来的铁损耗，这与变压器的负荷无关的部分；二是变压器负荷电流影响下，铜部件造成的负荷电流损耗。一般情况下，变压器的铜损耗与负荷电流成正比。为了减少能源损耗问题，针对其电气设计的优化，往往都会选择更换高效节能变压器。在污水的项目中，为了方便维护大都选用占地面积较小的干式变压器。但干式变压器相比油浸式变压器具有造价高、空载损耗、负载损耗大、承受过载能力差等缺点。因此在选用变压器时也可以选用油浸式变压器，并根据容量的大小选择油浸风冷还是油浸自冷的冷却方式。在选择变压器时要根据变压器的空载损耗，负载损耗，空载电流，短路阻抗等进行选择。除此以外还要考虑把变压器初始安装的费用，调试的费用，运行的费用以及变压器后期维护的费用等综合因素。2.2减少线路损耗每个污水处理项目中都有不同类型的用电设备，数量从十几台到上百台不等甚至更多。不但要有动力电缆还有控制电缆，所以大量的电缆铺设对于保证项目的正常运行起到了重要作用。由于污水处理项目，用电设备的种类很多，每台设备都要敷设电缆，所有的电缆长度加起来好几千米甚至上万米。由于电阻的客观存在，电缆的长度越长，电阻越大、电压损失越大，致使电缆的使用占据了大量的能源消耗比例。再有就是选择电缆的材质，一般情况下都会选用电阻率较低的铜芯电缆代替铝芯电缆。在设计污水处理项目电缆走向的时候，考虑到负荷的分配情况，可以将配电室放置在靠近负荷相对集中的地方，通常采用放射式和树干式。在敷设电缆方面，要尽量走直线，不走重复的路线，不饶远，尽量缩短电缆的长度。在敷设中应避开易燃易爆场所，如果无法避开易燃易爆场所，应严格按照国家规定对电缆进行敷设。对于精度较高的装置应选择带屏蔽层的电缆，确保装置正常运行不受干扰。总之，在减少配电线路长度的同时，还要保障设备的正常运行以及相关人员的安全。2.3电气设备的控制在污水处理项目中，一般分为就地控制和远方控制。第一，在现场的工作人员可以对电气设备进行就地控制，这种方法比较直观而且简单，方便工作人员在现场进行启停设备和紧急事故处理，方便保运人员对设备进行维修。但这个方法的缺点是会造成整个控制系统缺乏整体性，同时增加了电缆的长度。第二，对所有的电气设备进行DCS控制，这样利于对设备的监视和管理。对于每个电气设备的运行情况一目了然，这种方法可以提高操作人员的安全性。但是当DCS系统出现故障时，无法对设备进行监视和操作，尤其当继电保护出现误动作和拒动作时，有可能造成整个污水处理系统瘫痪。因此在进行相关的电气设计时，应综合以上两种设置方法，实现就地控制和远方控制的切换。这种方法可以互相弥补不足，既方便集中管理，又能保障设备的运行。这种远方/就地切换的控制在污水处理项目的电气设计中经常使用。2.4电气元件的优化选择根据不同的电机水泵选择不同的电气元件。对于断路器，刀闸，接触器，热继电器，电机保护器，PT，CT等元件型号应选择正确。对于大功率的水泵例如：超滤供水泵，一级二级RO高压泵，除盐水泵等使用变频调速控制。2.5照明设备的优化选择1562018年06月环保与节能污水处理项目照明设备的设置一般根据厂房的室形指数、功能、照度、色温等要求，选择合适的光源。在选择光源时要满足照明功率密度的要求，有特殊要求的场所要有局部照明。无论选用弯杆壁灯和金属氯化物灯，还是选用直管三基色荧光灯和LED灯，既要满足生产的要求，又不能让操作人员的视觉器官有不良影响。有防爆要求的场所，应按防爆要求选择正确的防爆灯具和防爆开关。根据不同的供电要求，选择合理的应急照明装置和应急照明电源。设计照明时三相配电干线的各相负荷应尽量平均分配。当照明安装功率较大时或者有谐波含量较大时，应采用照明专用变压器。2.6电气的负荷计算和无功补偿装置在进行负荷计算时，一般采用需要系数法和利用系数法。需要系数法是主要的负荷计算方法之一。用设备的额定功率乘以相应设备的需要系数，不同类型的设备需要系数的取值是不一样的。换算为统一负载持续率下的有功功率，再以这个有功功率为基础乘以这个设备在全年中运行的时间，计算一年中的耗电量。这种方法相对方便简单，应用的范围比较广泛，尤其适用于设备长期运行且负荷平稳的车间负荷计算。但不适用于用电设备较少，用电设备容量差距较大，且工作制度不相同的电气设备负荷计算。利用系数法也是一种主要负荷计算方法之一。用利用系数法计算负荷时，无论用电设备的台数多少或者是计算范围的大小，都必须算出该范围内用电设备的有效台数和最大系数，然后再算出结果。利用系数法适用于工业企业的负荷计算和年耗电量的计算，但计算过程比较繁琐。当功率因数在0.8左右的时候，这时应根据项目的电气要求，将功率因数提高到0.9或者更高。由于无功补偿使得视在功率降低，不仅可以减少变压器的容量和配电线路的电缆面积，还能降低电气系统的无功功率损耗。因此合理的选择无功功率补偿装置，在节省电气成本方面是非常必要的。3结语污水处理的目的在于减少污水排放，把污水变成合格的水进行二次使用。这对于保护生态环境方面，发挥着巨大的作用。电气系统是污水处理项目中不可缺少的环节。合理的电气设计不仅可以有效的减少投资成本和运行成本，而且还能保障污水处理项目产水的水质，对保障工业发展和人民生活有着非常重要的意义。参考文献：[1]夏丽彬.城市污水处理厂全流程节能降耗分析及优化运行方法[J].低碳世界,2017(09).[2]谢向阳.浅谈污水处理厂电气优化设计[J].山东工业技术，2017(15)：94.[3]刘波.我国电厂节能减排的问题与对策[J].科技创新与应用，2016(29)208.[4]《工业与民用配电设计手册》(第四版).中国航空规划设计研究总院有限公司,中国电力出版社,2016年12月．绿色化学在环境治理方面的应用刘颖(鄂尔多斯生态环境职业学院基础部,内蒙古鄂尔多斯017010)赵敏(山西大同)摘要:环境污染的问题现在已经成为全球性问题，对环境的治理也逐渐成为人们所关注的焦点。随着对绿色化学研究的不断深入，本文重点对绿色化学在环境治理方面的应用做了讨论，并认为绿色化学在环境治理方面有着不可替代的作用。关键词：绿色化学;环境污染;环境治理随着科技的发展，人类生活水平的提高，化学领域也取得极大的发展。20世纪是一个物资多样化的时代，也是一个化学材料及其丰富的时代，到目前为止，化学材料的种类已经达到了上千万种，使得化学在其自身发展的同时，也给人类的发展起到了极大的促进作用。在当今时代，化学科学已经渗透到人类生活的方方面面，包括材料、化工、纺织等等，都可以看到化学的身影。.然而，化学在取得丰硕成果的同时，并没有取得人类的完全接受。原因在于，化学材料尽管给我们带来了极大的便利和丰富的物资能源，但他又给环境带来了极大的危害：大量的污水排放，有毒气体的不断排放、空气的污染威给人类的生存环境造成了极大的危害，也对环境的可持续发展产生了极大的挑战。随着化学科学的不断发展和化学材料的发展，生态环境的日益恶化，水资源的污染问题、能源与资源的减少等问题逐渐引发人们的关注。随着环境问题的不断暴露，人们认识到，仅对对环境所表现出来的问题进行控制和处理时不能够解决问题的，只有通过绿色化学治理的办法才可以对环境问题进行根本性的治理。1绿色化学概述绿色化学指的是指的是一种以化学反应为基础，以“原子经济性”为基本原则，并不会对环境产生污染的并可以从根本上解决环境问题的一门科学[1]。在现代科技的发展过程中，化学已经发展成为一门交叉性的学科，综合性和实用性特别强，尤其是在环境治理的方面表现地极为突出。站在科学的角度上看，绿色化学是对传统的思维和模式的更新，也是对科学新领域的探索；站在生态的角度上看，绿色化学是为了从根本上对生态的治理和改善；站在经济的角度上看，他可以使生产过程中的损耗降到最低，对环境的污染也会降到最小，可以收到极大的经济利益。采用绿色化学进行对环境的治理，也符合可持续发展的理念。157