污水处理厂电气设计若干问题探讨

焦　峰

摘　要:近年来ꎬ伴随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快ꎬ污水处理越来越受到重视ꎬ文章结合工程实例说明了污水处理厂电气设计中的一些实际问题ꎮ

关键词:污水处理ꎻ电气设备ꎻ敷设一、引言

近年来ꎬ随着我国经济的发展和城市化进程的加快ꎬ人们对污水处理越来越感兴趣ꎮ文章通过对这几年来城市污水处理厂电气工程设计和施工图的回顾ꎬ了解了污水处理厂电气工程设计中的一些技术问题ꎬ并提出了相关问题ꎮ

二、供电负荷分级及变压器容量的选择

负荷计算是指变电站安装在一般的市政废水处理厂中ꎮ负载计算会影响变压器的选择和电气组件的配置ꎮ计算结果太浪费而且太小ꎬ无法满足生产需求ꎮ变电站负荷计算的一般方法就足够了ꎬ需要注意ꎬ计算结果必须在最大并发设备负载下进行验证ꎬ该负载不得超过变压器容量的９０％ꎮ最大并发运行负荷应根据过程措施建议的过程运行时间的连续表确定ꎮ鼓风机ꎬ提升泵和其他大型过程设备必须根据雨季污水处理厂运行期间需要开启的最大装置数量进行计算ꎮ根据污水处理厂的负荷和中国电网的实际情况ꎬ污水处理厂通常使用１０ｋＶ电源ꎮ需要两个１０ｋＶ电源才能满足二级电源的要求ꎮ根据当前的“２０ｋＶ以下变电站的设计标准”(ＧＢ５００５３个或多个变压器－２０１３)ꎬꎮ有必要在污水处理厂的变电站中安装两如果其中一台变压器断开连接ꎬ则其余变压器的容量必须能够处理所有次级负载(即污水处理厂中的所有负载)的功率ꎮ

三、控制设备设置

污水处理厂中控制设备的布局通常可以分为两种类型ꎮ首先ꎬ控件安装在现场控制箱中ꎮ其次ꎬ控制设备集中在变电站或配电室的低压柜中ꎮ两种方法各有优缺点:第一种方法是配电室中的配电设备相对简单ꎬ它仅具有一个配电功能和少量配电柜ꎬ由于ＰＬＣ控制柜的电压低ꎬ并且柜内有多条线路ꎬ因此控制室可以灵活安装ꎬ电气室不需要相邻ꎮ接触器和继电器等控制元件位于现场控制箱中ꎬ以方便现场操作和维护ꎮ缺点是恶劣的工作条件会影响电气组件的使用寿命ꎬ从现场控制箱到ＰＬＣ控制柜的控制信号线很多ꎬ增加了距离ꎮ自动化控制系统很敏感ꎬ调试很复杂ꎮ许多现场控制箱ꎬ兼容性低ꎬ维护复杂ꎮ第二种方法需要关闭控制室和配电室ꎬＰＬＣ控制柜和低压配电柜之间的电缆较短ꎬ从而节省了大量电缆ꎮ减少了ＰＬＣ控制柜与现场控制箱及设备之间

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的电缆数量ꎬ并相应减少了车间中的电缆桥架数量ꎮ调试自动控制系统容易ꎬ低压配电部分高度兼容ꎬ维护方便ꎮ安装在低压柜中的低压控制组件不容易老化ꎬ并且这些组件相对易于更换和故障排除ꎮ缺点是如果使用现场控制箱控制现场设备ꎬ则如果现场控制箱发生故障ꎬ则无法有效控制该设备ꎮ由于每个处理设备的电源都是从配电室获得的ꎬ因此电源线的数量很大ꎬ距离也很长ꎮ

四、电气设计问题及解决办法(电缆沟分为室内电缆沟和室外电缆沟一)电缆沟敷设

ꎮ室内电缆沟通常具有可以打开和关闭的钢或混凝土盖板ꎬ便于维护和安装ꎮ沟槽的净尺寸通常为０.８×０.８ｍꎮ侧框架和支架由２到３层组成ꎮ如果电缆很多ꎬ则可以使用双面支架ꎮ凹槽的净尺寸为０.８×１.２ｍꎮ由于防水和防盗等因素ꎬ外部电缆沟的结构通常与地下排水沟相似ꎬ但盖板和表土位于沟渠中ꎬ表层的深度耕地为０.４~０.８ｍꎬ因此太小ꎮ由于打开外部电缆槽的缺点ꎬ应考虑进行维护和安装的工作空间以及安全的操作空间ꎮ因此ꎬ净高度应至少为０.８ｍꎬ净宽度应至少为１.２ｍꎮ如果条件允许ꎬ净高度可以为１.５ｍ左右ꎮ高度受植物的雨水和下水道的高度限制ꎬ沟渠的埋葬深度不能超过１.５ｍꎮ另外ꎬ应对室外电缆沟进行大修ꎬ测量距离应小于２０ｍꎮ

(铺设电缆线槽时要记住两个主要问题二)电缆线槽敷设

ꎮ

一是电缆槽材料问题ꎮ污水处理厂的工作场所气体通常具有腐蚀性ꎬ并且严重腐蚀由冷轧钢制成的电缆槽ꎮ通常将安装在室外的电缆导管畅通无阻ꎬ并暴露于雨水和风中ꎮ如果冷轧钢电缆导管快速腐蚀ꎬ则必须使用壁厚大于０.４ｍｍ的优质不锈钢制成ꎮ

二是电缆槽在室外位置的选择ꎮ污水处理厂的反应池通常很大ꎬ设施很多ꎮ电缆槽应沿着池壁的周长铺设在池上ꎬ尽量避免通道板在壁下或水池上方的管道ꎮ通过污水处理厂的实际运行ꎬ发现夏天铺设在游泳池中的电缆导管可能会暴露在直射的阳光下ꎬ内部温度可能会达到６０℃~７０℃ꎬ加速电缆和绝缘层的老化ꎮ在电抗器中铺设电缆时ꎬ应在设施附近铺设电缆沟ꎬ并铺设镀锌钢管ꎬ以避免使用电缆桥ꎮ

水电工程◎　

(三)排水管道敷设

(七)接地装置设置存在的问题

在污水处理厂实际运行中ꎬ往往需要根据工艺运行情况增加处理设备和电气设备ꎮ为了避免重复开挖ꎬ必须有足够的备用孔来铺设动力管ꎮ电厂选用ＨＤＰＥ双壁波纹管和混凝土包装ꎬ埋深１.２ｍ左右ꎬ孔数６~１２孔ꎬ一根管的直径应为１００ｍｍꎮ

(四)关于污水处理厂照明

污水处理厂的高度通常很高ꎬ有室内起重机的房间的层高在６米以上ꎮ当选择车间照明设备时ꎬ吸顶灯对于维护和修理非常不利ꎬ并且吸顶灯的防护等级通常较低ꎮ在下家河污水处理厂的设计过程中ꎬ车间内的所有灯具均选择侧装泛光灯ꎬ其中２~３个灯由回路控制ꎮ

(五)关于车间电气箱的防腐

污水处理厂车间气体腐蚀性极强ꎬ导致车间配电箱、控制箱电气元件严重老化ꎮ经研究ꎬ采用增加正压鼓风机的方法解决了这一问题ꎮ具体方法如下:配电室低压柜的上部和控制柜上预留了直径为１００ｍｍ的圆形孔ꎬ每个孔一个ꎬ连接一个室外鼓风机和空气管道ꎮ低压柜和控制柜以及室外风扇的进风口均装有防尘网ꎮ该方法不仅解决了电气元件的腐蚀问题ꎬ而且解决了配电盘夏季的散热问题ꎮ

(六)关于检修电源问题

在污水处理厂的建设和运营过程中ꎬ经常需要临时供电ꎮ将其直接从配电室中取出是不方便且不安全的ꎬ添加的维护电源盒越多ꎬ成本就越高ꎮ配电箱还用作电源箱的维修方法ꎬ配电箱的输入电缆已延长ꎬ并且配电箱配有两相和三相插座以进行维护ꎮ(上接第１８９页)

污水处理厂车间内设施较多ꎬ处理设施、配电设施的基础设施无须供电属壳进行等电位连接ꎬ等电位接地设备必须采用明确的设置方法ꎮ即地面总线沿着房间的整个圆周位于地面上方０.３ｍ处ꎬ而接地板位于地面上方０.３ｍ处ꎮ结构支柱连接到接地母线ꎬ以确保接地安全性和可靠性ꎮ如果临时电气设备在维护期间需要接地ꎬ则可以将其直接连接到接地总线ꎮ此外ꎬ室外游泳池本身的控制箱和配电箱必须接地ꎬ使用的方法是在靠近箱体的水池壁上预留接地板ꎬ地面连接板连接到泳池壁上的钢筋网ꎬ外壳直接连接到接地板ꎮ这种方法减少了室外接地总线的长度ꎬ并提高了接地设备的可靠性ꎮ

五、结语

文章通过对污水处理厂电气负荷分级、控制设备及常见问题进行判断ꎬ为电气专业设计人员提供参考ꎬ从而避免这些问题出现ꎮ参考文献:

[１]陈彩霞.成都建工集团安装公司承建的成都市污水处理厂工程全部顺利通水[Ｊ].安装ꎬ２０１６(９).世界ꎬ２０１６(２８).作者简介:

焦峰ꎬ南京金梦都房地产开发有限责任公司ꎮ

[２]杨仕堂.浅谈污水处理厂结构物施工防水措施[Ｊ].低碳

承＼ＮＳＫ＼６３１８Ｃ３自２０１８.０１.０１至２０１９.０５.３１共更换２次ꎬ创２０１９.０５.３１的平均寿命计算见表５:

建两张Ｍ２故障通知单(见表４)ꎬ该备件自２０１８.０１.０１至

表４　Ｍ２故障通知单

Ｍ２通知单故障时间

故障开始时间２０１８.０５.１５２０１９.０５.２０

故障结束时间２０１８.０５.２０２０１９.０５.２２

更换次数

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首先要建立动设备各部位易损备件主数据ꎬ包括设备

号、主要部位代码、主要部位描述、主要部位所对应的易损件及初始时间(即设备主数据中的开始日期)ꎮ其次在通知单“增强”页面建立易损备件信息维护功能ꎬ并与易损备件主数据相关联ꎮ当工单下达后ꎬ若工单组件中有易损备件需求信息ꎬ则自动集成到相关通知单中ꎮ当易损备件更换后ꎬ由设备管理人员在通知单“增强”页面维护易损备件更换信息ꎬ系统自动统计备件寿命ꎮ

２.计算逻辑备件的运行寿命＝

备件安装时间第一次安装第二次安装

表５　备件自２０１８.０１.０１至２０１９.０５.３１的平均寿命计算

初次安装第一次更换第一次更换第二次更换第二次更换统计日期投用日期Ｔ０开始日期Ｔ１结束日期Ｔ′Ｔ３１开始日期Ｔ２结束日期Ｔ′２＋－２)＝１３５＋３６５＋１０＝５１０(天)备件运行寿命＝(Ｔ１－Ｔ０)＋(Ｔ２－Ｔ′１)(Ｔ３Ｔ′备件平均寿命＝５１０/２＝２５５(天)

２０１８.０１.０１２０１８.０５.１５２０１８.０５.２０２０１９.０５.２０２０１９.０５.２２２０１９.０５.３１

更换

次数２

间－设备投用日期)＋(第二次故障通知单停机开始时间－第一次故障通知单停机结束时间)＋􀆺􀆺＋(第Ｎ次故障通知单停机开始时间－第Ｎ－１次故障通知单停机结束时间)]

备件更换次数＝查询时间段内Ｍ２通知单(完成状态)个数

案例:某设备投用时间为２０１８.０１.１ꎬ所安装的深沟球轴

∑[(第一次故障通知单停机开始时

作者简介:

李永良ꎬ金陵石油化工有限责任公司ꎮ

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