牛山污水廠變壓器減容

葉志強+劉惠成

摘要：指出了日處理3萬t污水的牛山污水廠安裝了一臺1000 kVA干式電力變壓器，但實際運行最大的總功率是410kW，存在嚴重的浪費。基于此，運用清潔生產原理，提出了相應方案，通過把一臺1000 kVA干式電力變壓器減容為500 kVA，每月可節省11500元基本電費，而且能提供足夠的電能滿足污水廠一期運行需要。

關鍵詞：變壓器；減容；清潔生產

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0048-03

1 工程概況

東莞市東城牛山污水處理廠以BOT方式投資建設和運營，于2006年3月開工建設，規劃日處理能力為60000 t，其中一期工程日處理廢水30000 t，采用周期為4h的CASS工藝，處理生活污水。一期工程鋪設污水管道13 km，污水收集面積約10 km2。該廠2008年5月開始運行，到2016年實際日處理污水少于設計水量，是2.8萬t/d。設計院當時考慮二期工程污水量，在一期工程時設置1臺SCB10-1000kVA干式電力變壓器。牛山污水處理廠處理流程見圖1。

2 污水廠設備功率

污水處理是環保公益性事業，是高能耗、微利行業，是國家落實節能降耗政策的主要工具。污水處理屬能耗密集型行業，其消耗的能源主要包括電能、燃料及藥劑等潛在能源，其中電能消耗為0. 2～0. 4 kW·h /m3[1]，主要用于污水的提升、生物系統的供氧以及污泥處理這幾個工藝過程，有節能空間。該廠主要設備功率，詳見表1。

3 變壓器減容是該項目清潔生產審核的重點

清潔生產是從源頭削減污染，提高資源的利用效率，減少或避免生產過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害[2]。清潔生產審核是對生產過程進行調查和診斷，判定出企業不符合清潔生產要求的地方和做法，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，并提出解決方案，以達到節能、降耗、減污、增效的目的[3]。運行期間，由表1可知，該廠運行時設備總功率一般是306 kW，最大運行功率是420 kW，功率因素在0.95～0.98。由于該廠安裝使用一臺1000kVA干式電力變壓器，但實際使用電量過少，約為其1/3，最多占用40%，所以變壓器容量過大，變壓器銅鐵損耗大，存在“大馬拉小車”現象。該廠自2008年運營到2016年1月，實際污水量約為設計的90%，最大用電負荷約為40%，以大工業用戶基本電費按每臺變壓器容量計算（1000 kVA×23元/月）基本電費每月高達23000元。

根據清潔生產審核重點的原則：（1）容易產生顯著的環境效益和經濟效益的環節；（2）能源的節約和資源的削減有明顯改進潛力的環節，該廠把變壓器容量減少為500kVA作為清潔生產的審核重點和節省費用的主要措施。變壓器減容方案見表2。

4 變壓器減容方案進行可行性評估

4.1 進行技術評估

設計院設計時考慮二期工程，在日處理3萬t污水的規模配置1臺1000 kVA干式電力變壓器，造成變壓器容量過大，增加基本電費支出，增加運行成本，因此把該變壓器更換為1臺SCB10-500 kVA型干式變壓器。SCB10系列產品是高效節能，綠色環保新一代干式變壓器。SCB10-500 kVA干式變壓器，參數是空載是1133 W，負載是4690 W，少于國家GB20052-2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》二級標準節能的36%。該變壓器減容方案可提高資源利用率，技術途徑合理，能提供足夠的電能滿足污水廠一期運行需要，與我國的能源政策相符。

4.2 進行經濟評估

對該變壓器的減容方案進行了經濟評估，結果見表3。

經過上述可行性分析后，該廠變壓器減容為500kVA是可行的，且經濟效益非常可觀。在2016年2月該廠把變壓器減容為500kVA后，功率因素在0.94～0.98，每月基本電費由原來的23000元降為11500元。

5 結論

（1）污水廠應充分運用清潔生產的原理，對能源消耗較大，具有較大經濟效益的環節進行整改，更好地為公司減少支出，增創效益。

（2）多數污水廠的實際水量少于設計水量，設計院在設計時對配電設備不要考慮二期工程，不要增加建設單位整改費用。

參考文獻：

[1]楊凌波，曾思育，鞠宇平，等.我國城市污水處理廠能耗規律的統計分析與定量識別[J] .給水排水，2008，34（10）：42

[2]蘇榮軍，谷 芳，車春波.工業企業清潔生產理論與實踐[M].北京：化學工業出版社，2009.

[3]環境保護部污染防治司.精細化清潔生產審核[M].北京：化學工業出版社，2009.