论文导读：通常，电能成本在水处理设施总运营成本中所占比重较大，应当对节能降耗给予特别关注。可采取如下优化措施：通过安装电力监控系统可以帮助用户在合理使用设备，优化资产方面做出正确的决策。在莱钢污水处理厂中，使用新型变压器，降低空载损耗和大量使用金属卤化物灯具都起到了节能增效作用。
关键词：电力监控，节能降耗，节能增效
我国传统的社会发展模式具有“高投入、高污染、高消耗”的特点，这直接导致了环境质量整体恶化的现状。但我国又是世界上几个最缺水的国家之一，人均占有水量列世界的第88位，仅是世界人均水资源的1/4。现在已有部分城市被迫限量供水，情况很严峻。
在钢铁行业中，工业用水量非常大，钢铁生产过程中排放的废水主要来源于生产工业过程用水，设备与产品冷却用水、烟气洗涤及设备和场地的清洗水等。主要可以分为含有有机污染物为主的有机废水和含有无机污染物为主的无机废水及仅受热污染的冷却水。
莱钢近几年加大工业废水治理回用力度，各单位外排工业废水量逐渐减少，但工业废水异常排放现象依然存在，部分废水没有得到有效治理。为贯彻我国水资源发展战略和水污染防治对策，缓解莱钢水资源紧缺状况，促进污水资源化，保障莱钢经济建设的可持续发展，推进工业废水“零”排放，拟选择合适地址建综合污水处理系统。
在水处理厂中，能源费用通常会占到全部运营成本的30%~50%，所以科学的电气安装设计在减少能源损耗、减低设备和能源成本方面有着至关重要的作用，配合严格的日常能源管理能有效的降低企业运营成本。本文将结合莱钢污水处理厂的设计，介绍下污水处理厂的配电、电机控制设计方案，及先进的能源解决方案。
污水处理厂按大小可划分为四种规模。微型污水处理厂：污水处理量1000~5000m3/天或覆盖居民人口1000~10000人，需用功率25~125kVA。小型污水处理厂：污水处理量5000~50000m3/天或覆盖居民人口10000~100000人，需用功率125~1250kVA。中型污水处理厂：污水处理量50000~200000m3/天或覆盖居民人口100000~500000人，需用功率1.25~5MVA。大型污水处理厂：污水处理量200000~1000000m3/天或覆盖居民人口500000~1000000人，需用功率5~25MVA。需注意的是，如果污水处理工艺过程采用反渗透技术进行处理时，需用功率要比传统的污水处理高很多，供电时应适当考虑。
对应不同的污水处理厂，按规模从小到大，与公共配电网的连接可分别采用：低压或中压网络单回路供电；中压环网结构；中压双回路供电；中压双回路供电，双母线接线。
中压回路段主要的配置方式有：单回路，单台或多台变压器；开环，一个中压变电站或开环，两个中压变电站。基本配置为放射式单回路系统，单台变压器。当使用多台变压器时，通常采用开环结构以便提高供电可用性。当存在大功率电机时可以直接采用中压供电的方式以减小电缆尺寸。论文参考。
低压回路段主要的配置方式有：
①放射式单回路配置。这是可供参考的配置，也是最简单的。负荷只接到单电源。此配置提供最低水平的供电可用性，因为供电中断时没有冗余，因此除非现实条件不允许，应尽量少使用此种配置。② 2台变压器的配置。采用接到同一中压进线的2台变压器供电。论文参考。当变压器都投入运行时，通常接到低压主开关盘并联运行。③ 2台变压器，2段低压主开关柜，配常开分段开关。2台变压器，2段低压主开关柜：有1段母线故障或授权维修其中1台变压器时，为了提高供电可用性，可以采用常开的分段开关将低压主开关柜分段运行。④ 双终端供电配置，配自动转换开关。这种配置用于要求最高的供电可用性，其原则是具备2个独立电源，例如：由不同的中压进线供电的2台变压器；1台变压器和1台备用发电机；1台变压器和1台UPS不间断电源。采用自动转换开关（ATS）以防止电源并联运行。这种配置允许所有上级的配电系统进行预防性或故障维修，而不需要中断供电。
针对莱钢综合污水水质特点，污水处理厂采用生物接触氧化与超滤、反渗透相结合的方法进行处理。论文参考。不仅能够充分的去除水中的污染物质，中水用于炼铁炼钢的冲渣，并且经过超滤和反渗透的深度处理后的水能够回用于工业循环水系统，真正达到零排放。因此厂区用电功率比较大，计算负荷为1345.7kW，无功功率为1118.4kvar，为提高供电稳定性，尽量避免供电中断，结合莱钢供电情况，采用2台变压器供电，设置2段低压主开关柜：变压器供电引自同一中压站的不同段母线。
在饮用水和污水处理厂中，电机用于驱动各种设备：水泵；移动设备（刮板刮泥机）；搅拌器（水或污泥）；污泥处理设备（蜗杆、离心机、压力、传送带）；鼓风机（用于生物处理时的曝气）等。针对不同的设备特点，应相应的采取不同的控制方式。
离心泵为水处理中常用的泵的类型。通过侧面叶轮的旋转运动产生离心力，将水从泵中分离出来。离心泵适用范围广，可满足多种体积/压力要求，通过调节水泵的阀门或改变旋转速度可以方便地控制离心泵的排水量。离心泵多级泵则专门用于反渗透工艺中的高压膜输水。离心泵功率范围大（1kW到1MW以上），转矩是旋转速度的二次函数，强烈建议采用可控的逐渐减速过程以避免水锤现象对管道产生冲击。
加药泵为高启动转矩低功率(< 10 kW)电机，通常用于在难以有效混合的配料水箱系统中注入液体药剂。螺旋泵为恒定低转速电机，通过减速齿轮驱动，用于在有限的高度提升大量的水体或污泥。搅拌器一般为恒定转速中等功率（1到50 kW）电机，浆片由减速齿轮驱动，用于使液体同质。
另外还有用于动作控制的格栅、阀门等及用于污泥处理的传送带、研磨机、扫除臂、压滤机、离心分离机、刮板等，均为恒定转矩电机。
通常，电能成本在水处理设施总运营成本中所占比重较大，应当对节能降耗给予特别关注。可采取如下优化措施：通过安装电力监控系统可以帮助用户在合理使用设备，优化资产方面做出正确的决策。在莱钢污水处理厂中，使用新型变压器，降低空载损耗和大量使用金属卤化物灯具都起到了节能增效作用。另外通过设置无功补偿，将用电负荷功率因数调整至0.9以上，也避免了电力公司收取无功电费，减少了用电损耗。
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