淺議某污水廠的電氣與自控設(shè)計(jì)

1、淺議某污水廠的電氣與自控設(shè)計(jì) 摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)化近年的飛速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日漸嚴(yán)峻，治理水污染已經(jīng)被列入我國(guó)政府的重要環(huán)保工作日程。建設(shè)污水處理廠，成為一條行之有效的重要措施。然而，現(xiàn)代污水處理廠規(guī)模逐漸擴(kuò)大，一旦供電系統(tǒng)故障，將會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備癱瘓，造成重大的損失。因此如何合理的設(shè)計(jì)電氣與自控儀表，是保證污水處理廠能夠正常工作的重要基礎(chǔ)。本文以某市擬建設(shè)污水處理廠一座，規(guī)模為5萬(wàn)m3/d為例，給出了設(shè)計(jì)中需考慮的具體問(wèn)題和實(shí)施辦法。 關(guān)鍵詞：污水廠 電氣自控 設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)：x703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1674-098x（2013）05（b）-0130-01 1 電氣設(shè)計(jì) 1.1

2、設(shè)計(jì)范圍 電氣工程的設(shè)計(jì)范圍包括：全廠的變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑物的動(dòng)力及照明設(shè)計(jì)、廠區(qū)建筑物防雷與接地設(shè)計(jì)、廠區(qū)電纜敷設(shè)及道路照明設(shè)計(jì)、一次、二次儀表的設(shè)計(jì)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。 1.2 供電電源 本工程為二級(jí)供電負(fù)荷，供電電源為一路10 kv專用線路，電源引自附近二次變電所，架空線采用jkyj-10-3*70，供電距離為3.5 km，在廠外末端桿處轉(zhuǎn)變電纜入戶。 1.3 負(fù)荷計(jì)算 污水廠的主要構(gòu)筑物及用電負(fù)荷為：粗格柵及污水提升泵站246.78 kw、細(xì)格柵沉砂池28.69 kw、a2/o生物氧化池249.60 kw、二沉池22.20 kw、二次提升水池44.55 kw，鼓風(fēng)機(jī)房及變電所4

3、07.17 kw、污泥濃縮脫水間127.19 kw、深度處理車間130.68 kw、紫外線消毒渠50.87 kw、藥劑制備車間26.23 kw、綜合樓60.00 kw，門衛(wèi)2kw，廠區(qū)照明10 kw等，設(shè)備用電負(fù)荷共約為1432.96 kw，同時(shí)利用系數(shù)取0.85，補(bǔ)償后cos取0.95，總計(jì)算負(fù)荷約為1195.06 kw，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后視在功率為1257.96 kva，負(fù)荷率約為0.78左右。污水廠內(nèi)設(shè)附設(shè)式變電所一座，靠近負(fù)荷中心鼓風(fēng)機(jī)房。內(nèi)設(shè)高低壓配電室，變壓器室，10 kv系統(tǒng)采用kyn中置式真空開關(guān)柜5臺(tái)。結(jié)線方式為單母線不分段，操作電源采用交流操作方式，采用綜合繼電保護(hù)裝置。選用兩臺(tái)

4、變壓器同時(shí)運(yùn)行，型號(hào)為s11-10/0.4-800 kva，低壓母線中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)并列運(yùn)行，事故時(shí)互為備用。變電所低壓配電系統(tǒng)均選擇ggd低壓開關(guān)柜8臺(tái)。放射式向各建構(gòu)筑物供電。污水提升泵站設(shè)控制室，設(shè)ggd配電柜8臺(tái)，放射式向污水泵站及細(xì)隔柵及沉砂池設(shè)備配電及控制，；鼓風(fēng)機(jī)房安裝ggd配電柜12臺(tái)，控制生化池、二沉池和鼓風(fēng)機(jī)房的用電設(shè)備；濾池控制室內(nèi)安裝動(dòng)力柜7臺(tái)，控制濾池及提升水池內(nèi)的電氣設(shè)備；污泥脫水間安裝動(dòng)力控制柜3臺(tái)，其中2臺(tái)為脫水機(jī)廠家成套提供控制柜；消毒池安裝動(dòng)力控制柜1臺(tái)；藥劑制備車間設(shè)配電柜2臺(tái)，控制加氯加藥設(shè)備。 1.4 繼電保護(hù)、計(jì)量和無(wú)功補(bǔ)償方

5、式 繼電保護(hù)按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范，本工程采用微機(jī)變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)10 kv系統(tǒng)實(shí)行保護(hù)和監(jiān)控。繼電保護(hù)裝置采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置，依照國(guó)家有關(guān)規(guī)定，進(jìn)線電源采用帶時(shí)限速斷和過(guò)電流保護(hù)。變壓器采用電流速斷、過(guò)電流、溫度單相接地保護(hù)。低壓進(jìn)線開關(guān)采用短路速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、單相接地保護(hù)。低壓配出線采用速斷和過(guò)載保護(hù)。計(jì)量采用高壓側(cè)計(jì)量。無(wú)功補(bǔ)償采用提升泵站和變電所內(nèi)低壓配電系統(tǒng)集中補(bǔ)償方式，補(bǔ)償后的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。 1.5 主要控制方式 所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均采用技術(shù)先進(jìn)安全可靠自動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)3種操作方式，就地手動(dòng)、遠(yuǎn)程控制和plc自動(dòng)控制，控制方式選擇開關(guān)設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)。鼓風(fēng)機(jī)采用機(jī)自帶現(xiàn)場(chǎng)

6、控制箱，安裝于現(xiàn)場(chǎng)，具有就地/聯(lián)動(dòng)，遠(yuǎn)動(dòng)/自動(dòng)功能，以適應(yīng)不同工作需要時(shí)的切換。生化池內(nèi)外回流泵采用變頻控制，根據(jù)工藝需要控制污泥回流量。15 kw以上設(shè)備采用軟起動(dòng)方式運(yùn)行。 1.6 照明設(shè)計(jì) 照明系統(tǒng)與動(dòng)力配電系統(tǒng)共用，各照明電源就近引自本建筑物的低壓配電柜或動(dòng)力配電柜，電壓采用380/220 v三相五線制。車間、變壓器室內(nèi)照度應(yīng)達(dá)到100lx，控制室、辦公室應(yīng)達(dá)到200lx，a2/o池和二沉池附近應(yīng)達(dá)到40lx，道路應(yīng)達(dá)30lx。廠區(qū)及各車間內(nèi)采用新光源節(jié)能型燈和部分白熾燈，辦公室、高低壓配電室采用熒光燈，控制室采用嵌入式熒光燈，生化池、二沉池附近采用庭院燈。綜合樓、宿舍及各車間控制室考

7、慮具有空調(diào)負(fù)荷用電。 1.7 電纜敷設(shè)設(shè)計(jì) 廠區(qū)內(nèi)室外電纜當(dāng)電纜根數(shù)大于8根時(shí)，采用電纜溝敷設(shè)方式，其余采用直埋方式。室內(nèi)電纜采用電纜槽及沿墻和地面鐵管暗配方式。電纜溝內(nèi)電纜為鎧裝。 1.8 防雷及接地設(shè)計(jì) 廠內(nèi)建、構(gòu)筑物按三級(jí)防雷考慮，配電系統(tǒng)接地形式為tn-c-s系統(tǒng)，采用綜合接地系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)滿足小于1歐姆。所有入戶金屬管線、構(gòu)筑物內(nèi)金屬設(shè)備和用電設(shè)備外皮都應(yīng)做等電位連接。另外，考慮到防止感應(yīng)雷侵入，增設(shè)浪涌保護(hù)裝置。 2 自控設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品選擇首先應(yīng)立足于先進(jìn)、可靠、實(shí)用、價(jià)廉、維護(hù)簡(jiǎn)單的原則，使建成的污水廠真正達(dá)到現(xiàn)代化管理水平。本工程控制系統(tǒng)采用dcs集散控制系統(tǒng)

8、實(shí)行生產(chǎn)集中管理與監(jiān)測(cè)，就地分散控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，設(shè)備控制準(zhǔn)確，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到各種參數(shù)即時(shí)控制有關(guān)工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，糾正偏差，使工況運(yùn)行點(diǎn)處于最佳狀態(tài)。對(duì)污水處理工藝實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化，并且保證處理污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。 自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)選用目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的基于plc三級(jí)分布dcs控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制層、中間監(jiān)視管理層、生產(chǎn)管理層。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)有線數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間的信息交換以及數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)資源的共享。 中間監(jiān)視管理層設(shè)有工控機(jī)，對(duì)主要工藝設(shè)備的自動(dòng)控制和生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和顯示，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制層根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)筑物的地理位置供設(shè)有plc1plc5控制器和3臺(tái)小plc子站，分別負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集。生產(chǎn)管理層由若干計(jì)算機(jī)終端組成的一個(gè)局域網(wǎng)，其主要負(fù)責(zé)污水處理廠的生產(chǎn)調(diào)度、財(cái)務(wù)管理、人事管理、辦公應(yīng)用等工作。 現(xiàn)場(chǎng)控制器：6臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)plc控制單元。現(xiàn)場(chǎng)的各種檢測(cè)儀表將各種水質(zhì)