污水處理自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

蔣華豐

摘 要:本文從天津市污水處理的實際需求的環(huán)境出發(fā),針對我國污水處理廠電氣設(shè)備的基本特點,提出供配電系統(tǒng)的設(shè)計原則。結(jié)合項目應(yīng)用實例,詳細(xì)地分析電氣工作原理和本文的設(shè)計方案。這為污水處理的電氣控制的進一步提高管理水平和技術(shù)的創(chuàng)新改進具有非常重要的推動意義。

關(guān)鍵詞:電氣控制工作原理自動控制防雷接地

中圖分類號:TP273 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0120-01

眾所周知,環(huán)境污染問題已經(jīng)日趨嚴(yán)峻,關(guān)于生產(chǎn)和生活等各種排放的污水的處理已經(jīng)備受關(guān)注。高效地處理水污染這一世界難題已被列入世界環(huán)境保護組織的工作日程上來[1]。為防止水污染,天津市已經(jīng)率先建起整套的現(xiàn)代化自動控制污水處理廠,分布在全市的許多地方。對各類工業(yè)污水、排放廢水都通過了嚴(yán)格的生化反應(yīng)程序,使其變?yōu)閷Νh(huán)境危害極小的凈水,最后排放到周邊的水資源環(huán)境中。

據(jù)國情顯示,大規(guī)模的污水處理廠的供電系統(tǒng)一旦發(fā)生不可知的停機,嚴(yán)重地影響電氣設(shè)備運行和正常的生產(chǎn)運營,甚至損失經(jīng)濟利益。因此合理地對其進行供配電系統(tǒng)的設(shè)計是保證其正常運行的必然條件。

1本設(shè)計基本特點及原則

用戶方的要求是保證污水處理廠的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的性能都要可行可靠,決不允許意外停電。那么,其供配電系統(tǒng)就必須符合國家的各項規(guī)定,要按照一級負(fù)荷的基本標(biāo)準(zhǔn)來實設(shè)計。

污水處理廠的電控系統(tǒng)設(shè)計一定要遵循如下的基本設(shè)計原則[2]。

(1)可靠的供電。

(2)設(shè)計合理,優(yōu)化充足,節(jié)能降耗。

(3)一定要安裝防雷裝置,布線合理。

2設(shè)計方案

2.1 供電電源和電氣負(fù)荷

本設(shè)計的供電是由天津市電力部門提供的兩回路10kV綠色電源。利用單母線分段給10kV的配電站主接線。并建立母聯(lián)的開關(guān)。在系統(tǒng)正常運行時,母聯(lián)是斷開狀態(tài)的,兩路電源也是同時工作。

2.2 配電系統(tǒng)

該設(shè)計的供電設(shè)置方式是現(xiàn)場的工藝需求變化的,依照用戶的工藝生產(chǎn)管理要求和國家對節(jié)能降耗設(shè)備的綜合治理。本設(shè)計是一套10kV配電站和3個分段變配電室。

下圖為本配電系統(tǒng)方案。圖中主要繪出變壓器,進、出線及各層級的聯(lián)絡(luò)信息。

2.2.1 10kV配電系統(tǒng)

本案中的10kV配電系統(tǒng)主要采用的是單母線結(jié)構(gòu)。以放射式的電纜鋪設(shè)形式向鼓風(fēng)機和1#、3#變配電室輸電。其開關(guān)柜是由兩臺主進線柜、兩臺電壓電量計量柜、兩臺避雷、PT柜、兩臺母聯(lián)柜和八臺出線柜共同組成。

2.2.2 低壓供配電系統(tǒng)

設(shè)計中的1#和3#變配電室的變壓器低壓側(cè)都是采用單母線分段形式。利用空氣斷路器的短路斷速、短路短延時,還有過載長延時電流脫扣器的能力,實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的保護,從而實現(xiàn)對低壓配電線路,還有低壓用電設(shè)備的短路和過載的綜合保護。

2.2.3 無功補償

根據(jù)天津市電力部門的行政規(guī)定,用戶端的功率因數(shù)不得低于0.92(滯后),才能不影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。在本設(shè)計中,對于中壓大功率設(shè)備(例如鼓風(fēng)機、大功率泵組)采用的是集中補償方式,補償容量是單臺鼓風(fēng)機150kvar,補償柜安裝位置在10kV配電站內(nèi)。而那些低壓小功率的電氣設(shè)備,主要采用的是集中補償方式,在1#和3#變配電室的電氣柜內(nèi)安裝無功補償電容器。

2.3 設(shè)計電氣設(shè)備控制方式

該設(shè)計中的所有工藝設(shè)備都采用馬達控制中心(MCC)集中控制和現(xiàn)場分散控制等兩種控制工作方式。

任何一臺電氣設(shè)備都是可以實現(xiàn)“本地/遠(yuǎn)程”控制的瞬間切換。遠(yuǎn)程時是由上位機PLC控制,本地時是在現(xiàn)場操控箱上,操作人員手動控制的。設(shè)計中說明:本地控制僅在系統(tǒng)和設(shè)備調(diào)試或維修時才使用的,正常運行時全部由上位機的PLC系統(tǒng)控制。保證系統(tǒng)的安全可靠性。

2.4 防雷和接地

雨季來臨時,要防止10kV配電裝置遭遇雨季雷電的破壞[3]。本設(shè)計在10kV配電站的開關(guān)柜母線上加裝設(shè)了氧化鋅避雷器和為低壓變配電裝置設(shè)計了渦流浪涌保護器,以防止雷電對設(shè)備造成影響;在院內(nèi)的配電室/站等建筑物的屋頂設(shè)計了避雷針,在建筑周圍設(shè)置了避雷網(wǎng),實現(xiàn)有效的接地防護措施。

2.5 電纜敷設(shè)

為了建設(shè)的美觀和便于行走的目的,設(shè)計了暗敷電纜溝和電纜橋架。對于不得不直埋敷設(shè)的電纜則是采用鎧裝金屬防護層形式,但是為了降低成本和體現(xiàn)實用性,在電纜溝和橋架內(nèi)部敷設(shè)的電纜則是采用非鎧裝電纜,但在出口處都加穿保護管[4]。為了防止火災(zāi)發(fā)生時,電纜火災(zāi)無限蔓延,本設(shè)計采取以下措施:在電纜溝的極其重要部位設(shè)立擋火墻和防火門;電纜都粉刷了防火和耐火涂料;耐火材料封堵電纜出入孔洞,所有電纜溝入室的電氣進線預(yù)留孔在施工后都用防水防滲透材料進行封堵,防止雨水倒灌入溝[5]。

3結(jié)語

本污水處理系統(tǒng)的電氣設(shè)計不僅符合天津市電力部門和國家電氣設(shè)計的基本要求,而且本設(shè)計成本低廉,維護費用少,可靠性很強,會為天津市帶來很大的經(jīng)濟利益。

參考文獻

[1] 部揚善.城市污水處理發(fā)展近況和問題[J].給水排水,2005(2).

[2] 唐受印.廢水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010(7):3-6.

[3] 王洪臣.城市污水處理廠運行控制和維護管理[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

[4] 范逸明.簡明電工手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,2011(3):247-249.

[5] 謬鐵夷.污水處理廠控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電工技術(shù)雜志,2010(4).