配電能效平臺在降低城市污水廠電氣能耗的應(yīng)用

時間：2023/6/30閱讀：508

摘要：污水處理廠在緩解城市日益嚴峻的水污染問題上發(fā)揮著巨大作用。但是目前較高的運行成本和電費使得污水處理廠未能獲得預(yù)期的效益，影響了污水處理的有效性。因此，需要通過有效的節(jié)能降耗措施來降低運行能耗。筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗，對降低污水廠電氣能耗的對策談?wù)勛约旱膸c思考和認識。

1.引言

目前，能源緊張局勢日益出現(xiàn)，這就要求污水處理廠利用較少的能源獲得更大的效益。污水處理廠作為節(jié)能減排的先鋒，也是能耗密集型企業(yè)，其運營成本和電費一直居高不下。因此，如何節(jié)約能源，降低電氣能耗，提高經(jīng)濟效益是城市污水處理廠需要考慮的問題。

2.平臺概述

安科瑞電氣擁有從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)，AcrelEMS-SW智能水能效管理平臺通過安裝保護、監(jiān)測、分析、處理裝置，監(jiān)測污水廠總能耗和能耗強度，重點監(jiān)測主要能源設(shè)備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理能效管理提供科學、精細的解決方案。

2.1平臺組成

AcrelEMS智能水綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控和能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋水壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運行維護等，幫助運維管理人員通過一套平臺和APP實時了解水配電系統(tǒng)的運行情況，可根據(jù)權(quán)限適用于水后勤部門的管理需要。

2.2平臺拓撲圖

3.平臺子系統(tǒng)

3.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

水務(wù)配電系統(tǒng)中的35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，及時預(yù)警異常情況。

監(jiān)測變壓器、泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數(shù)據(jù)。

3.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

水中大量大功率電機和泵的變頻啟動導致配電系統(tǒng)中大量諧波。通過監(jiān)測配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動、閃光和容忍度指標，分析其電能質(zhì)量，配置相應(yīng)的電能質(zhì)量控制措施，提高供電質(zhì)量。

3.3電動機管理

電機監(jiān)控實現(xiàn)水電機的保護、遙控、遙控、遙控功能，電機保護器可保護、監(jiān)控和報警過載、短路、缺相、漏電等異常情況。高效、準確地反映故障狀態(tài)、故障時間、故障地點及相關(guān)信息，對電機進行健康診斷和預(yù)防性維護。同時，支持和PLC、配合軟啟動、變頻器等，實現(xiàn)電機自動或遠程控制，對各工藝設(shè)備進行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

3.4能耗管理

為水構(gòu)建計量系統(tǒng)，顯示水的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水分析能源消耗方向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有能源參數(shù)集中在一個看板上，從多個維度進行比較分析，實現(xiàn)各工藝環(huán)節(jié)的能耗比較，幫助領(lǐng)導控制整個工廠的能耗、能源成本、標準煤排放等。能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集了污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的用電、用水、燃氣、冷熱消耗量。同環(huán)比分析、總能耗和能耗強度計算、標準煤計算和二氧化碳排放統(tǒng)計趨勢。能效分析按三級計量結(jié)構(gòu)進行，符合能源管理體系的要求?？煞治龈鬈囬g/職能部門的能效水平，如同比、環(huán)比、標gan等。通過污水處理產(chǎn)量和系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比、環(huán)比分析。同時，將污水單耗與行業(yè)/國家/國際先jing指標進行標gan，使企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水處理廠、水廠、水泵站提供照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能，盡可能利用自然光，實現(xiàn)室內(nèi)、工廠照明智能控制，達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的。

3.6電氣安全

監(jiān)測配電系統(tǒng)電路的漏電電流和電纜溫度，實現(xiàn)污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

根據(jù)預(yù)先制定的應(yīng)急預(yù)案，迅速啟動疏散方案，指導疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈的工作狀態(tài)和異常情況。監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，確保消防設(shè)備在發(fā)生火災(zāi)時能正常投入使用。

3.7防火門監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制各終端設(shè)備的工作狀態(tài)，即防火門監(jiān)控模塊、電動閉門器和電磁釋放器，實時監(jiān)控疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉和故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備的開路、短路等故障信號。系統(tǒng)利用消防二總線連接具有通信功能的監(jiān)控模塊。當終端設(shè)備短路、斷路時，防火門監(jiān)控器可發(fā)出報警信號，指示報警部位，保存報警信息，確保電氣安全的可靠性。

3.8環(huán)境監(jiān)測

溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度顯示和預(yù)警，保證污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標時，可自動啟動排氣扇或新風系統(tǒng)，消除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

3.9分布式光伏監(jiān)測

實時監(jiān)控電流、電壓、功率等電氣參數(shù)和斷路器開關(guān)狀態(tài)、逆變器運行監(jiān)控、輸入直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當前發(fā)電功率、累計發(fā)電量、曲線繪制上述監(jiān)測參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。

根據(jù)工廠的實際分布情況，平臺通過3D或2.5D平面圖顯示屋頂和棚內(nèi)分布式光伏組件的分布情況，顯示匯流箱和網(wǎng)點的位置以及每個屋頂?shù)难b機容量。

3.10工藝仿真監(jiān)控

平臺通過2D、3D方法實時監(jiān)控粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改進生化處理、二沉、氯化接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備的運行狀態(tài)。電機安裝在格柵除渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸砂泵、吸泥泵等低壓電機控制柜或低壓饋電柜，用于短路、過流、過載、啟動加時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、TE保護、堵塞、逆序、溫度等。、配合軟啟動、變頻器等，實現(xiàn)電機自動或遠程控制，對各工藝設(shè)備進行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

4.相關(guān)平臺部署硬件選型清單