污水處理廠電氣設(shè)計(jì)方案

1、污水處理廠電氣設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)范圍本工程設(shè)計(jì)范圍主要內(nèi)容有：廠內(nèi)供配電設(shè)計(jì)、電氣控 制設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、導(dǎo)線敷設(shè)設(shè)計(jì)、防雷接地設(shè)計(jì)。供電電源電源負(fù)荷等級為二級，要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，而且須做到在電力線路常見故障時(shí)不致中斷供電，或中斷后能快速恢 10kV 100運(yùn)行，分別來自牧馬山變壓站和臨港變電站，依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，還設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為安保備用電源。本工程已經(jīng)完成一期一階段高壓供配電的設(shè)計(jì)建設(shè)，一期二、三階段不再1#市電的建設(shè)， 2#市電及安保電源政府相關(guān)部門已經(jīng)依據(jù)電業(yè)局具體要求正在實(shí)施，不在本次電源設(shè)計(jì)范圍。本次供電電源的設(shè)計(jì)范圍為從低壓母線引出電源至二階段低壓配電屏柜或設(shè)備。負(fù)荷計(jì)算及變

2、壓器容量選擇本工程用電負(fù)荷分為工業(yè)動(dòng)力負(fù)荷和關(guān)心照明負(fù)荷兩大類，主要?jiǎng)恿υO(shè)備負(fù)荷為鼓風(fēng)機(jī)及泵類負(fù)荷。主要?jiǎng)恿υO(shè)備 負(fù)荷量依據(jù)軸功率法計(jì)算；其余機(jī)械設(shè)備負(fù)荷量承受需要系數(shù)法計(jì)算；關(guān)心照明負(fù)荷及辦公用電負(fù)荷按單位建筑面積用 電指標(biāo)計(jì)算。污水處理廠主要用電負(fù)荷分布在鼓風(fēng)機(jī)房、污水提升泵房、生化池、污泥濃縮脫水間等，另有其它生產(chǎn)用電及辦公 用電。設(shè)備均為低壓(380/220V)負(fù)荷。10脫水機(jī)10脫水機(jī)脫水機(jī)房121212.66.814.4序設(shè)備名安裝位裝機(jī)使用有功無功視在備注號稱置容量功率Pjs(KQjs(KSjs(KV(KW)W)var)A)(KW)1提升泵提升泵1359094.751.1107.

3、7房2細(xì)格柵沉砂池1.51.51.60.91.8間隙3刮砂橋沉砂池666.33.47.2間歇4攪拌器厭氧區(qū)111111.66.213.25推動(dòng)器缺氧區(qū)151515.88.517.96回流泵好氧區(qū)302021.111.423.97回流泵污泥泵453031.617.03房8吸泥機(jī)沉淀池333.21.73.69鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)房320160168.490.9191.411污泥泵絮凝反11污泥泵絮凝反應(yīng)池6612污泥泵污泥泵房6613儀表其它廠區(qū)5514照明廠區(qū)101016605.5375.56.33.47.26.33.47.25.32.86.010.55.712.0夜間395.3213.2449.4間歇備

4、注：電機(jī)效率依據(jù) 95計(jì)算，功率因素依據(jù) 0.88 計(jì)算一期一階段工程已經(jīng)建設(shè)有兩臺 400KVA 1.98 萬噸月實(shí)際消耗的最多能耗為：18 萬 KWH，平均消耗有功為250KW，最大消耗間歇功率約為 320KW，約有 80KW 剩余。集中補(bǔ)償和負(fù)荷均衡分布，一期共需要的功率擦為最大需要功率為 715KW作和短時(shí)間過負(fù)荷，因此可以不考慮對變壓器增容，利用現(xiàn)有變壓器滿足 5 萬噸/日生產(chǎn)的供電，變壓器負(fù)荷率約 9080。由于一期一階段設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮一階段電氣設(shè)備無功補(bǔ)償， 補(bǔ)償功率力量有限，因此在增加饋電柜的同時(shí)需對無功補(bǔ)償力量進(jìn)展增加。供配電系統(tǒng)污水處理廠的配電電壓等級為二種：l0kV、380

5、/220V。10kV 配電系統(tǒng)。本次工程不涉及 10KV 計(jì)內(nèi)容。在鼓風(fēng)機(jī)房旁設(shè) 10kV/0.4kV 饋電屏。0.4kV聯(lián)開關(guān)(不自投)，正常工作時(shí)，母聯(lián)開關(guān)分閘，二臺變壓器 分列供電。當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，由另一臺變壓 器供電，此時(shí)必需切除局部不重要的低壓負(fù)荷以免變壓器過 載。斷開母聯(lián)及進(jìn)線開關(guān)，可分段檢修母線。站內(nèi)設(shè)置一臺 柴油發(fā)電機(jī)組，可滿足在市電斷電的狀況下全廠的設(shè)備運(yùn) 行。柴油發(fā)電機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)線斷路器和兩臺變 壓器低壓側(cè)的低壓斷路器設(shè)置電氣聯(lián)鎖，市電斷電且兩臺變 壓器低壓側(cè)的低壓斷路器均斷開后，才能閉合柴油發(fā)電機(jī)進(jìn) 線斷路器；市電來電時(shí)，需先斷開柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)線斷

6、路器， 才能閉合變壓器低壓側(cè)的低壓斷路器。分別接入已有配電系統(tǒng)兩段，設(shè)備分別由兩段饋電柜供電， 在設(shè)備安排上盡量實(shí)現(xiàn)同等級別功率設(shè)備在兩段配電柜均衡分布。 二級配電系統(tǒng)的動(dòng)力電源一般均為二路，分別由兩段低壓母 線各饋出一路電源，一用一備，以保障二級配電系統(tǒng)的牢靠 和安全。電力計(jì)量及功率因數(shù)補(bǔ)償電能計(jì)量承受高供高計(jì)，照明和動(dòng)力在低壓側(cè)分別計(jì)量，10kV 電源進(jìn)線處已經(jīng)設(shè)置專用計(jì)量柜，作為商業(yè)計(jì)量。為了便于今后業(yè)主治理上的需要，對主要大功率電機(jī)及至污水廠各主要建筑物的饋電線路均設(shè)置計(jì)量表計(jì)。值低于 0.90，不能滿足供電部門的要求。因此，本工程需要對功率因數(shù)進(jìn)展補(bǔ)償，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，并削減系

7、統(tǒng)的線路損耗和變壓器損耗。0.4kV集中自動(dòng)補(bǔ)償。補(bǔ)償后的功率因數(shù)可達(dá) 0.92 以上，假設(shè)已經(jīng)建設(shè)局部的補(bǔ)償容量缺乏，可承受在已有電容柜并聯(lián)分支增加補(bǔ)償容量。變配電室設(shè)置依據(jù)全廠用電負(fù)荷及其分布狀況，本工程設(shè) 10kV 配電站一個(gè)；10kV/0.4kV存鼓風(fēng)機(jī)房旁設(shè)10kV10kV金屬鎧裝移開式中置開關(guān)柜、高頻開關(guān)直流電源裝置及電站500kVA/10kV/0.4kV 變壓器配電。10kV/0.4kV 變配電站一座。主要設(shè)備動(dòng)補(bǔ)償裝置、柴油發(fā)電機(jī)組等。負(fù)責(zé)全廠的低壓配電。在反沖洗房及脫水機(jī)房各設(shè)0.4kV 組合式低壓柜。其中反沖洗房配電間負(fù)責(zé)向?yàn)V池及反沖洗系 統(tǒng)二級配電，脫水機(jī)房負(fù)責(zé)向脫水系統(tǒng)

8、配電。各變配電站的布置特點(diǎn)是： 整體布局合理，交通便利；靠近負(fù)荷中心，進(jìn)、出線便利，線路損耗?。?建筑物之間的電氣線路比較簡潔；系統(tǒng)功能明確，靠近用電設(shè)備，便于維護(hù)治理。主要設(shè)備選型的原則來選擇設(shè)備，同時(shí)也應(yīng)留意構(gòu)造穎及經(jīng)濟(jì)上的合理性。10kV 高壓開關(guān)柜：承受中置式金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜。主開關(guān)承受真空斷路器，彈簧操作機(jī)構(gòu)，操作電源DC220V。具有性能優(yōu)越、牢靠性高、操作簡潔便利等特點(diǎn)。低煙配電柜：承受組合式柜。組柜簡潔，助能分隔明確， 變壓器：承受干式變壓器，具有工作穩(wěn)定、效率高、體積小、機(jī)械性能好、免維 護(hù)、低噪音、低損耗等特點(diǎn)。直流電源屏：承受高頻開關(guān)免維護(hù)型(雙電池組)直流電源

9、DC220V。 IP2XIP5X。L0kV 配電站承受電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和微機(jī)綜合保護(hù)器。 多數(shù)為免維護(hù)產(chǎn)品，這就大大節(jié)約了日常維護(hù)、保養(yǎng)的工作 量，并具有壽命長、牢靠性高、技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)。把握與保護(hù)單機(jī)容量大于或等于45kW 的低壓較大型電動(dòng)機(jī)設(shè)備承受軟起動(dòng)方式，其余低壓小型電動(dòng)機(jī)承受直接起動(dòng)方式。 全廠內(nèi)各主要用電設(shè)備的現(xiàn)場就地手動(dòng)把握與 PLC 自動(dòng)把握。二者可以通過設(shè)于機(jī)旁的手、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)展選擇。 手動(dòng)把握主要用于設(shè)備的檢修和調(diào)試，也可作為生產(chǎn)過程中 PLC 自控系統(tǒng)依據(jù)工藝流程要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)把握。電動(dòng)機(jī)保護(hù)一般電動(dòng)機(jī)：設(shè)短路、過負(fù)荷及缺相保護(hù)； 潛水電動(dòng)機(jī)：設(shè)短路、過負(fù)荷、缺相、溫

10、度及滲漏保護(hù)；閥門電動(dòng)機(jī)：設(shè)短路、過負(fù)荷、缺相及過力矩保護(hù)。照明 長、光色好的光源，以降低能源損耗和運(yùn)行費(fèi)用。 具形式與建筑物風(fēng)格和廠區(qū)綠化環(huán)境相諧調(diào)，營造良好的光環(huán)境。防雷接地 部位承受避雷帶進(jìn)展保護(hù)。 阻要求小于 1 歐姆。為了防止直擊雷及感應(yīng)過電壓的侵害，變配電間低壓母線均裝設(shè)防雷裝置。本工程 380/220V 側(cè)承受 TNS 一級配電的距離超過 50m 10 歐。 護(hù)開關(guān)，以進(jìn)一步提高安全性。全廠各建(構(gòu))筑物的接地裝置與變配電站的接地裝置借 助于廠區(qū)電纜溝內(nèi)的通長接地扁鋼或電纜保護(hù)鋼管焊接成一體，作等電位連接。電纜敷設(shè)低壓配線則承受 YJV-0.6/lkV 系列電纜，污水廠電纜主要承

11、受電纜溝及電纜橋架敷設(shè)方式。5.1自動(dòng)把握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和根本構(gòu)思 過程的重要性，也可適當(dāng)安排人員進(jìn)展值班和巡察。系統(tǒng)配置承受成熟技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，牢靠性高、適應(yīng)力量強(qiáng)、擴(kuò)展機(jī)敏、操作維護(hù)簡便；系 統(tǒng)平臺軟件選用穩(wěn)定安全的主流操作系統(tǒng)，便于系統(tǒng)使用和 維護(hù)；治理軟件、監(jiān)控軟件、現(xiàn)場把握軟件的編制均選擇符 合國際軟件業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺，同時(shí)考慮用戶開發(fā)的便利性 和易于擴(kuò)展性。把握系統(tǒng)的構(gòu)造和組成自動(dòng)化系統(tǒng)分為兩個(gè)層次：設(shè)備監(jiān)控層和治理層。設(shè)備監(jiān)控層包括兩個(gè)子系統(tǒng)：生產(chǎn)過程自動(dòng)化及儀表把握子系統(tǒng)全廠閉路監(jiān)控及安保子系統(tǒng) 過程參數(shù)、設(shè)備工況、能耗物耗進(jìn)展自動(dòng)檢測，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn) 場的無人

12、值守。閉路監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備工況和廠內(nèi)重要場所進(jìn) 行全天候自動(dòng)監(jiān)視，在特別狀況下自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)錄像。子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入全廠的數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)。治理層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)治理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承受高速/快速以太網(wǎng)技術(shù)，通過覆蓋全廠的綜合布線系統(tǒng)，為全廠搭建了一個(gè)高速的信息交換 平臺，使全廠的生產(chǎn)過程信息、治理信息能夠快速到達(dá)全廠 各個(gè)信息點(diǎn)終端，使生產(chǎn)操作及治理人員能在最短的時(shí)間內(nèi) 把握全廠的生產(chǎn)狀況。生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng) 行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的根底上，選擇具有行業(yè)內(nèi)先進(jìn)水平 的軟硬件產(chǎn)品。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮工程的分期實(shí)施狀況，系統(tǒng) 具有肯定的開放性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)構(gòu)造 (PLC)的集散型把握系統(tǒng)，它具

13、有“分散把握、集中治理、數(shù)據(jù)共享” 的特點(diǎn)。集散系統(tǒng)的分布式系統(tǒng)構(gòu)造保證了把握系統(tǒng)的穩(wěn)定牢靠 和易于擴(kuò)展，自律性極強(qiáng)的 PLC 子站單元可完成參數(shù)采集、 PLC 的聯(lián)網(wǎng)力量使各站點(diǎn)之間能便利牢靠地傳遞把握參數(shù)和狀 態(tài)信息，模塊化設(shè)計(jì)使之可以機(jī)敏配置和適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。依據(jù)污水廠的生產(chǎn)治理、工藝流程和構(gòu)筑物位置分布特 點(diǎn)，分別設(shè)置治理、監(jiān)視及把握站點(diǎn)。 把握站。中心把握室主要設(shè)備在一期一階段已經(jīng)建設(shè)完成?，F(xiàn)場把握站：一期一階段已經(jīng)建設(shè)了污水處理把握站1#PLC，1 號站已經(jīng)預(yù)留了預(yù)處理等公共局部未安裝一期二階三階段段設(shè)備的引入接口，擴(kuò)建工程公共局部增設(shè)備原 則上接入 1#PLC 站，通過完善

14、PLC 軟件實(shí)現(xiàn)由監(jiān)控計(jì)算機(jī)把握。 2#PLC 接入。增 2#PLC 以光纖作為傳輸介質(zhì)，接入一期一階段已完成建設(shè)的環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，保證網(wǎng)絡(luò)的牢靠性、安全性，數(shù) 據(jù)通訊準(zhǔn)確性和準(zhǔn)時(shí)性。增的低壓配電系統(tǒng)的綜合保護(hù)測量單元通過其后臺機(jī) 直接接入工業(yè)以太網(wǎng)將信號引入把握室?，F(xiàn)場把握站設(shè)置觸摸屏或汁算機(jī)作為就地人機(jī)交互接口HMI，操作人員可對該把握站監(jiān)控范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)展就地集 中把握，或在中控室授權(quán)后就地更改設(shè)定本站的工藝把握參 數(shù)。中心監(jiān)控主站(MOP)2#PLC 站接入信號的治理，對增功能通過修改完善軟件實(shí)現(xiàn)。主要完成以下功 能：實(shí)時(shí)監(jiān)控；用于治理和存儲數(shù)據(jù)； (3)用于與現(xiàn)場 2#PLC 通訊；

15、(4)報(bào)表打印和事故報(bào)警； (5)設(shè)備狀態(tài)記錄和提示； (6)過程數(shù)據(jù)的處理；(7)大事記錄和提示，事故的報(bào)警和記錄；2#PLC 站依據(jù)工藝過程的相對獨(dú)立性和設(shè)備的實(shí)際物理位置設(shè)置觸摸屏應(yīng)急時(shí)人機(jī)對話，并對本把握站接入的現(xiàn)場儀表供UPS UPS 承受在線式低噪聲不連續(xù)電源。監(jiān)控范圍：生化池、污泥泵井、終沉池、絮凝反響池，流 量渠等等構(gòu)(建)筑物的設(shè)備及儀表。數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的 PLC CPU 現(xiàn)場顯示觸摸屏：電源、信號防雷器以及各種隔離器。在線檢測儀表概述 制水處理流程的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，改善操作壞境，提高治理水 平，全廠儀表設(shè)計(jì)和選型遵循以下原則：能準(zhǔn)確、全面的反映污水廠水質(zhì)參數(shù)和水量狀況；能準(zhǔn)

16、確、全面的反映污水廠的水處理效果；檢測參與把握的各種水質(zhì)參數(shù)和物理參數(shù)；電磁流量計(jì)選用國內(nèi)實(shí)際運(yùn)行牢靠、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品， 其他過程儀表和水質(zhì)分析儀表引進(jìn)國外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品： 備件的價(jià)格和儀表維護(hù)費(fèi)用的差異；儀表清單6-3 儀表清單序號名稱安裝位置單位數(shù)性能量1超聲波液位污水提升泵012m套1計(jì)房2超聲波液位細(xì)格柵00.4m套1差計(jì)3DO檢測儀生化池020mg套14MLSS檢測儀生化池/L010g/套25超聲波液位污泥泵井08m套1計(jì)6pH計(jì)明渠流量計(jì)212套17超聲波流量計(jì)明渠流量計(jì)02022m3/h套1全廠閉路監(jiān)控系統(tǒng) 傳輸相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)區(qū)域重要設(shè)備的監(jiān)控及廠區(qū)安防，便于中心把握室值班人員準(zhǔn)

17、時(shí)覺察現(xiàn)場問題，排解故障 以及對警情的準(zhǔn)時(shí)處理，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)展，又便于畫面 的存儲、檢索及回放，提高治理效能。 號分別用電纜傳輸。一期一階段已經(jīng)建設(shè)了一套 6 期二階段和三階段分別增加生化系統(tǒng)和沉淀系統(tǒng) 3 套視頻攝像機(jī)用于安防監(jiān)控，由一階段位于把握中心的把握主機(jī)統(tǒng)一 監(jiān)控，完成擴(kuò)建工程生產(chǎn)工藝發(fā)備的監(jiān)視和治理。 像信息通過硬盤錄像機(jī)存儲并可經(jīng)過系統(tǒng)視頻效勞器供治理層掃瞄、查用。系統(tǒng)構(gòu)造 主機(jī)處理后在相連的監(jiān)視器反映監(jiān)控場景；配置帶云臺的攝 像機(jī)，其云臺、鏡頭的把握由矩陣切換主機(jī)主控鍵盤操縱； (或自動(dòng))切換到與主機(jī)相連的監(jiān)視器上顯示；為了便于治理和監(jiān)控，系統(tǒng) 在監(jiān)控圖像錄放上，將水廠生產(chǎn)單體的監(jiān)視圖像與安防方面 的監(jiān)視圖像錄放分別處理。設(shè)置硬盤錄像機(jī)進(jìn)展單體視頻錄 像及畫面回放，監(jiān)控畫面處理后可在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)展管制閱覽便 于治理人員了解生產(chǎn)狀況；防區(qū)(水廠圍墻及重要部門)報(bào)警信號通過矩陣主機(jī)處理后啟動(dòng)錄像機(jī)及警號，實(shí)現(xiàn)防區(qū)聯(lián)動(dòng) 報(bào)警錄像功能；這樣，整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載均衡，生產(chǎn)與保衛(wèi)工 作適當(dāng)分開，門衛(wèi)中心可以切換顯示全廠任何監(jiān)視現(xiàn)場的情 況；系統(tǒng)的優(yōu)化程度加強(qiáng)。設(shè)備配置增的監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置如下：生化系統(tǒng)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī) 1 光圈變鏡頭；沉淀及絮凝反映池?cái)z像機(jī) 1 光圈變鏡頭；庫房及生活區(qū)攝像機(jī) 1 變鏡頭；由于本系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)視范圍較大，要求較高；因此，在設(shè)計(jì)中，對工藝