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创新策略助力城镇污水处理厂“减负增效”,绿色运营新篇章

武陈燕 来源:jf_55902079 作者:jf_55902079 2024-10-21 07:09 次阅读

在城镇化快速发展的今天,城镇污水处理厂作为城市环保的重要基础设施,其运行成本的高低直接关系到城市可持续发展与生态环境质量。近期,一系列创新策略在多家城镇污水处理厂成功实施,不仅显著降低了运行成本,还提升了处理效率与环保效益,开启了污水处理厂绿色运营的新篇章。

智慧水务能效管理平台

1.平台概述

平台具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系,AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置,用于监测污水厂能耗总量和能耗强度,重点监测主要用能设备能效,保护污水厂运行安全可靠,提高污水厂能效,为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成,涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等,贯穿水务能源流的始终,帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况,并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。安科瑞+武陈燕+17269603655

2.平台拓扑图

wKgaomcVjZGAHzMJAAB0cX702BI926.png

3.平台子系统

(1)变电站综合自动化系统及电力监控

对水务配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护,实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能,对异常情况及时预警。

监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

(2)电能质量监测与治理

水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波,通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量,并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

(3)电动机管理

马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。高效、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息,对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

(4)能耗管理

为水务搭建计量体系,显示水务的能源流向和能源损耗,通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向,找出能源消耗异常区域。

将所有有关能源的参数集中在一个看板中,从多个维度对比分析,实现各个工艺环节的能耗对比,帮助领导掌控整个工厂的能源消耗,能源成本,标煤排放等的情况。

能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量,同环比对比分析,能耗总量和能耗强度计算,标煤计算和CO2排放统计趋势。

能效分析按三级计量架构,分别进行能效分析,契合能源管理体系要求,可对各车间/职能部门的能效水平进行分析,同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据,在污水单耗中生成污水单耗趋势图,并进行同比和环比分析,同时将污水的单耗与行业/国家/国际先进指标对标,以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺,从而降低能耗。

(5)智能照明控制

系统为污水厂、自来水厂、水泵站等提供了照明控制管理方案,支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式,模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能,尽量利用自然光照,实现室内、厂区照明的智能控制达到安全、节能、舒适、高效的目的。

(6)电气安全

监测消防设备的工作电源是否正常,保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

(7)环境监测

污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警,保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统,排除隐患,保持良好的水处理环境。

(8)分布式光伏监测

实时监测低压并网柜每路的电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态,逆变器运行监视,对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压、直流电流、直流功率,逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率、累计发电量进行监测,以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。

平台结合厂区实际分布情况,通过3D或2.5D平面图显示分布式光伏组件在屋顶、车棚的分布情况,显示汇流箱、并网点位置,各个屋顶的装机容量。

(9)工艺仿真监控

平台通过2D、3D方式实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备运行状态。在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护,进行短路、过流、过载、起动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵转、逆序、温度等保护以及外部故障连锁停机,与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

三、案例分析

某城镇污水处理厂一年的电费成本为5123万元,占污水处理厂总成本的15%,水资源成本为357元,各类电气设备的 运维管理及基本维护约为3 567元。由此可见,城镇污水处理厂在运行过程中为减少成本支出、预防能源损耗,还应多层次地控制厂区生产中的能源消耗费用。供配电系统作为城镇污水处理厂的核心结构,支撑着污水处理厂的整体运作。因此,只有全方位地优化污水处理厂的供配电系统设计,将节能减排理念融入供配电设计系统中,才能减少污水处理厂的电力资源损耗,为污水处理厂的可持续发展创造有利条件。

1) 城镇污水处理厂供配电系统的节能处理,可通过电缆线路设计、变压器的选型减少电力资源损耗、控制城镇污水处理厂的整体能耗。

2) 优化城镇污水处理厂供配电系统设计,有利于提升各类电气设备的运行效率,使其在高效运作的过程中保证城镇污水处理厂的生产效益,控制污水处理时间,节省污水处理成本,使污水处理厂能够健康发展。

审核编辑 黄宇

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