關于污水處理廠電氣自控設計的幾點探討

宋佩東

【摘 要】水資源是人類賴以生存的重要資源，隨著城市化建設進程的不斷推進和工業化建設的快速發展，我國水資源污染問題日益嚴重，人民群眾越來越重視城市生活污水處理問題。一般而言，污水處理廠的規模相對較小，能源消耗量高，這就需要合理地進行電氣設計和自控系統設計，有效地降低污水處理成本。基于此，文章闡述了電氣與自控設計系統的概念，介紹了污水處理廠的自控設計流程，研究了電氣自控設計在污水處理廠中的應用。

【關鍵詞】污水處理廠；電氣自控設計；研究

隨著人民群眾生活水平的提升，大家的環保意識在不斷增強，越來越重視水資源短缺和水資源污染問題。現階段，我國水資源比較豐富，但人均占有量極少，是水資源嚴重匱乏的國家。因此，相關部門應該重視生活污水處理廠電力與自控設計，有效地處理污水處理能力較差的小型城市，緩解水資源污染問題，改善我國水資源短缺的現狀，實現社會的可持續發展。

一、電氣與自控設計系統概述

隨著科學技術水平的不斷提升，信息技術和計算機技術等逐漸融入到生活污水處理工作中。而電氣與自控設計技術在污水處理工作中的有效應用，使得污水處理中的監控工作得到了全面開展，從而實現了用水水體質量檢測以及水體用量控制的工作的精準性。在應用電氣與自控設計系統開展污水處理工作過程中，主要通過設置一個污水計算機控制總臺，通過污水計算機控制總臺，操控污水計算機控制分臺，從而實現系統性的污水控制模式。這一系統性污水控制模式的應用，可以有效地實現城市污水控制信息的共享。除此之外，為了保證城市污水的控制信息傳播的高效性，城市生物污水處理電氣自控系統所采取的基本信息傳送方式是無線信息傳輸方式。

二、污水處理廠的自控設計流程

（一）集水池

在集水池設計過程中，設計人員應在粗格柵中設置液位，并在封閉的柵欄內設置硫化氫的檢測設備，嚴格控制格柵除污機和輸送機。

（二）進水泵房

在水泵房設計過程中，設計人員應在進水井內設置超聲波液位儀，將測量標準作為進水泵的控制依據。同時，泵出水管應設電磁流量計，將其作為污水處理廠的處理量計算依據。

（三）沉砂池

沉砂池設置中，細格柵池內應設置超聲波液位差計，液位值做沉砂池的控制參數，控制細格柵的清污動作。除此之外，出水井內應設置固體懸浮物檢測系設備，電動閘門閥門等設備應設置監控。

（四）污泥消化池

在進泥管設置中，應放置電磁流量計、溫度變送器，并在池頂應設置雷達液位計，氣相壓力變送器。中部設置溫度變送器以及產氣管的沼氣流量計。

（五）儲泥池

在儲泥池適宜設置過程中，應設置分體式超聲波泥位機，根據泥位的儲備量和泥泵的運行狀態控制儲泥池的進泥量和排泥量，并設有攪拌機和泥泵監視等進行控制。

三、電氣自控系統在污水處理廠的運用

（一）電氣自控系統的功能分析

電氣自動控制系統是嚴格按照集中控制的原則進行設計的，其主要是將現場儀表與電氣設備進行有效結合，組成整體的監控系統，通過自動或手動模式進行有效控制。但是，在使用手動控制過程中，必須要在現場控制箱與控制室的控制鍵盤進行，而自動控制則只需要按照實際情況由計算機系統實現控制。在電氣自控系統設計過程中，通常是由專門的控制柜和監視臺進行控制，這樣可以及時、準確地記錄整個系統運行情況。除此之外，一般污水廠電氣自動控制系統需要滿足以下幾點要求：第一，在控制污水廠污水調節池的水位時，可以有效地控制提升泵，比如，在污水調節池的水位處于低端時，應停止泵的運行；在水位達到中等時，可以將兩臺泵輪換進行使用，當其中的某一臺泵出現故障時，另一臺可以開啟運行；第二，在污水處理廠中，有效地控制清水池的水位，高度控制相關的反沖洗泵與清水泵的運行，在清水池處于低水位時，兩臺泵都會停止運行；第三，清水池的水位高低可以直接控制電磁閥，在處于低水位的情況下，電磁閥會自動進行開啟并補水；在清水池處于高水位的情況下，電磁閥就會自行關閉，這樣不僅可以節約用水，還能有效地避免清水泵燒毀問題。

（二）電氣自控系統的實現和測試

在進行工業生產中電氣自控系統運行過程中，由于其電壓值非常大、與工業的生產過程緊密聯系，相關人員必須重視安全問題。在PLC與PC安裝工作過程中，必須要在處于斷電的前提下進行，而且其控制檔位必須要在停止的位置上，否則無法監控PLC提示，在兩者安裝連接之后，可以將檔位調整到運行的位置。在整個污水處理過程中，大部分都是通過浮球調整水位，在處于低水位的的情況下，低液位浮球垂下則為接通信號；在處于中水位的情況下，中水位浮起為接通信號，需要注意的是，在調試的過程中，相關人員必須適當地調試兩個浮球之間的關系，避免兩者之間發生矛盾。在污水池中水位處于中水位的情況下，相關人員應該合理地調試泵，觀察兩臺泵中任意一臺能實現自動運行的情況，在能夠實現的情況下，需要按下這臺泵的熱繼電器，觀察另外一臺的自動啟動情況，以此依次調試這兩臺泵是否能夠有效地進行轉換使用。除此之外，其他的一些泵，比如，反沖泵等都可以使用這樣的方法進行有效的調試。

四、污水處理廠電氣設計優化分析

（一）變壓器節能設計

在污水處理廠的電氣系統中，變壓器的能源損耗占有很大的比例。變壓器的整體結構是由鐵質和銅質部件結成，其損耗主要體現在以下方面：第一，由鐵質部件，比如，鐵芯等帶來的鐵損耗，這是與變壓器的負荷無關的部分；第二，變壓器負荷電流影響下，銅部件造成的負荷電流損耗。通常情況下，變壓器的銅損耗與負荷電流成正比。為了減少污水處理廠的能源損耗問題，優化電氣設計，相關人員往往都會選擇更換變壓器節能產品。在污水處理廠的相關電氣設計優化過程中，節能變壓器的使用能夠帶來較好的系統優化效果。其中，節能變壓器是指在空載狀態下，負載損耗比較低的變壓器。現階段，我國污水處理廠為了方便維護，往往會選用干式變壓器，但干式變壓器與油浸式變壓器相比，具有造價高、空載損耗、負載損耗大、承受過載能力差等特點，因而在優化設計過程中，可以考慮選用油浸式變壓器。

（二）減少線路損耗

在污水處理廠中，大量的電纜鋪設能夠為污水處理工廠的正常運行提供保障。但是，由于電阻的客觀存在，電纜的長度越長，電阻越大、電壓損失越大，這就導致電纜的使用占據了大量的能源消耗比例，因此，在污水處理廠的電氣設計優化工作中，相關技術人員應該重視減少電纜帶來的損耗。通常情況下，針對這一問題的優化方案主要是優化高低壓配電房選址，使配電房盡量靠近負荷中心。而在污水處理廠中，常見的大功率設備主要有鼓風機、臭氧發生器，因此，在優化設計過程中，相關人員可以考慮將配電房設置在鼓風機房、臭氧發生車間附近或合建。

五、結束語

綜上所述，在污水處理廠中，為了實現電氣自控系統的有效設計，相關人員必須保證電氣自控設計與應用滿足工藝和設備的運行需求，并在滿足用戶需求的基礎上，保證水量、水質滿足相關設計要求。與此同時，由于工業具有一定的特殊性，系統必須保持長期的連續運行狀態，這就為電氣自控系統從開發、到后期維護提出了更高的要求，相關工作人員必須予以重視。

【參考文獻】

[1]蘇文.關于水廠電氣自控設計的幾點探討[J].城市建設理論研究：電子版，2016（11）.

[2]盛承輝.小型城市生活污水處理廠電氣與自控設計研究[J].科技經濟導刊，2016（29）：105.

[3]劉安.電氣工程自控系統在污水處理工藝中的運用探索[J].集成電路應用，2018，35（05）：84-86.