污水处理自动控制系统的设计|污水处理控制系统的设计
摘 要:本文从天津市污水处理的实际需求的环境出发,针对我国污水处理厂电气设备的基本特点,提出供配电系统的设计原则。结合项目应用实例,详细地分析电气工作原理和本文的设计方案。这为污水处理的电气控制的进一步提高管理水平和技术的创新改进具有非常重要的推动意义。
关键词:电气控制工作原理 自动控制 防雷 接地
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0120-01
众所周知,环境污染问题已经日趋严峻,关于生产和生活等各种排放的污水的处理已经备受关注。高效地处理水污染这一世界难题已被列入世界环境保护组织的工作日程上来[1]。为防止水污染,天津市已经率先建起整套的现代化自动控制污水处理厂,分布在全市的许多地方。对各类工业污水、排放废水都通过了严格的生化反应程序,使其变为对环境危害极小的净水,最后排放到周边的水资源环境中。
据国情显示,大规模的污水处理厂的供电系统一旦发生不可知的停机,严重地影响电气设备运行和正常的生产运营,甚至损失经济利益。因此合理地对其进行供配电系统的设计是保证其正常运行的必然条件。
1 本设计基本特点及原则
用户方的要求是保证污水处理厂的生产工艺和设备的性能都要可行可靠,决不允许意外停电。那么,其供配电系统就必须符合国家的各项规定,要按照一级负荷的基本标准来实设计。
污水处理厂的电控系统设计一定要遵循如下的基本设计原则[2]。
(1)可靠的供电。
(2)设计合理,优化充足,节能降耗。
(3)一定要安装防雷装置,布线合理。
2 设计方案
2.1 供电电源和电气负荷
本设计的供电是由天津市电力部门提供的两回路10kV绿色电源。利用单母线分段给10kV的配电站主接线。并建立母联的开关。在系统正常运行时,母联是断开状态的,两路电源也是同时工作。
2.2 配电系统
该设计的供电设置方式是现场的工艺需求变化的,依照用户的工艺生产管理要求和国家对节能降耗设备的综合治理。本设计是一套10kV配电站和3个分段变配电室。
下图为本配电系统方案。图中主要绘出变压器,进、出线及各层级的联络信息。
2.2.1 10kV配电系统
本案中的10kV配电系统主要采用的是单母线结构。以放射式的电缆铺设形式向鼓风机和1#、3#变配电室输电。其开关柜是由两台主进线柜、两台电压电量计量柜、两台避雷、PT柜、两台母联柜和八台出线柜共同组成。
2.2.2 低压供配电系统
设计中的1#和3#变配电室的变压器低压侧都是采用单母线分段形式。利用空气断路器的短路断速、短路短延时,还有过载长延时电流脱扣器的能力,实现对低压配电系统的保护,从而实现对低压配电线路,还有低压用电设备的短路和过载的综合保护。
2.2.3 无功补偿
根据天津市电力部门的行政规定,用户端的功率因数不得低于0.92(滞后),才能不影响电网的供电质量。在本设计中,对于中压大功率设备(例如鼓风机、大功率泵组)采用的是集中补偿方式,补偿容量是单台鼓风机150kvar,补偿柜安装位置在10kV配电站内。而那些低压小功率的电气设备,主要采用的是集中补偿方式,在1#和3#变配电室的电气柜内安装无功补偿电容器。
2.3 设计电气设备控制方式
该设计中的所有工艺设备都采用马达控制中心(MCC)集中控制和现场分散控制等两种控制工作方式。
任何一台电气设备都是可以实现“本地/远程”控制的瞬间切换。远程时是由上位机PLC控制,本地时是在现场操控箱上,操作人员手动控制的。设计中说明:本地控制仅在系统和设备调试或维修时才使用的,正常运行时全部由上位机的PLC系统控制。保证系统的安全可靠性。
2.4 防雷和接地
雨季来临时,要防止10kV配电装置遭遇雨季雷电的破坏[3]。本设计在10kV配电站的开关柜母线上加装设了氧化锌避雷器和为低压变配电装置设计了涡流浪涌保护器,以防止雷电对设备造成影响;在院内的配电室/站等建筑物的屋顶设计了避雷针,在建筑周围设置了避雷网,实现有效的接地防护措施。
2.5 电缆敷设
为了建设的美观和便于行走的目的,设计了暗敷电缆沟和电缆桥架。对于不得不直埋敷设的电缆则是采用铠装金属防护层形式,但是为了降低成本和体现实用性,在电缆沟和桥架内部敷设的电缆则是采用非铠装电缆,但在出口处都加穿保护管[4]。为了防止火灾发生时,电缆火灾无限蔓延,本设计采取以下措施:在电缆沟的极其重要部位设立挡火墙和防火门;电缆都粉刷了防火和耐火涂料;耐火材料封堵电缆出入孔洞,所有电缆沟入室的电气进线预留孔在施工后都用防水防渗透材料进行封堵,防止雨水倒灌入沟[5]。
3 结语
本污水处理系统的电气设计不仅符合天津市电力部门和国家电气设计的基本要求,而且本设计成本低廉,维护费用少,可靠性很强,会为天津市带来很大的经济利益。
参考文献
[1] 部扬善.城市污水处理发展近况和问题[J].给水排水,2005(2).
[2] 唐受印.废水处理工程[M].北京:化学工业出版社,2010(7):3-6.
[3] 王洪臣.城市污水处理厂运行控制和维护管理[M].北京:科学出版社,2009.
[4] 范逸明.简明电工手册[M].北京:国防工业出版社,2011(3):247-249.
[5] 谬铁夷.污水处理厂控制系统的应用[J].电工技术杂志,2010(4).