摘(zhāi)要：《“十四五"國家(jiā)信息化規劃》提出，*城市(shì)信息模型(xíng)平台和運行管(guǎn)理服務平台(tái)，探(tàn)索建(jiàn)設數字孿生(shēng)城市。實施(shī)智能(néng)化市(shì)政基礎設施建設和(hé)改(gǎi)造，有(yǒu)效提升城市運(yùn)轉(zhuǎn)和經濟運行(háng)狀態(tài)的泛在感知和智能決策能力(lì)。推行(háng)城市‘一張圖’數(shù)字化管理模式(shì)。到(dào)2025年，數字(zì)中國建設(shè)取得決定(dìng)性(xìng)進(jìn)展，信(xìn)息化(huà)發展水(shuǐ)平大幅(fú)躍升。“十四五"期間(jiān)，新建(jiàn)，改(gǎi)建(jiàn)和擴建再生水(shuǐ)生(shēng)產能力(lì)不少於1500 萬(wàn)立方(fāng)米(mǐ)/日(rì)。大(dà)量(liáng)汙(wū)水處理廠的(dí)建(jiàn)設，降低了汙(wū)染(rǎn)物的(dí)排放，改善了(liǎo)水(shuǐ)環境，同(tóng)時(shí)汙水處(chǔ)理是高能(néng)耗產(chǎn)業(yè),這給能源消耗增(zēng)加了壓(yā)力，汙水廠用(yòng)電設(shè)備(bèi)分散給運(yùn)維工作帶(dài)來(lái)了(liǎo)壓(yā)力，需要建立一(yī)套(tào)合理的數(shù)字(zì)化能(néng)效管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台進行能源管(guǎn)理達到(dào)高效運(yùn)維，節(jié)能降(jiàng)耗的(dí)目的。
關鍵詞(cí)：一張圖(tú)，數字化，汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)，高效(xiào)運(yùn)維，節能降耗
一(yī)，汙(wū)水廠配電結構和(hé)處理工藝
1.1.配(pèi)電結構(gòu)
汙水(shuǐ)廠(chǎng)設(shè)備要求(qiú)供(gōng)電可(kě)靠性(xìng)，一般不(bù)允許停電，中斷供電(diàn)將造成重大(dà)的(dí)經濟(jì)損失(shī)，因汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)供(gōng)電(diàn)負(fù)荷(hé)等級為二(èr)級，應(yīng)采用(yòng)兩(liǎng)路(lù)電(diàn)源供(gōng)電，同時(shí)為保證電源可靠(kào)性，備(bèi)用(yòng)一台(tái)柴油(yóu)發(fā)電機(jī)，至少滿(mǎn)足廠內應急通風換(huàn)氣，消防，應急照(zhào)明等(děng)用電。地下(xià)式(shì)汙水(shuǐ)廠(chǎng)和地(dì)上廠(chǎng)相比，對(duì)配電(diàn)係統的安全(quán)性(xìng)，可靠(kào)性要(yào)求(qiú)更(gēng)高(gāo)。例如(rú)，地下(xià)式汙(wū)水(shuǐ)廠采用速閉(bì)閘(zhá)或(huò)速(sù)閉(bì)閥(fá)保(bǎo)證(zhèng)進(jìn)水(shuǐ)安(ān)全，若這(zhè)些設備(bèi)的供電出現(xiàn)問題(tí)，則可能突然停止(zhǐ)進(jìn)水，影(yǐng)響(xiǎng)正常(cháng)生產(chǎn);也可(kě)能(néng)無法(fǎ)停(tíng)止進水，造成箱體被(bèi)淹的(dí)嚴重後果。此外(wài)，地下式汙水廠箱體內(nèi)配電係(xì)統設計(jì)需(xū)滿(mǎn)足(zú)消防(fáng)切(qiē)非等有(yǒu)別於常規(guī)地上(shàng)式汙(wū)水廠(chǎng)的要求。箱(xiāng)體內(nèi)工作環(huán)境比外部差(chà)，影(yǐng)響(xiǎng)運(yùn)行人(rén)員進(jìn)人箱體的(dí)積(jī)極(jí)性。
1.2.汙水處(chǔ)理(lǐ)工藝
國(guó)內的(dí)汙水處理(lǐ)工藝(yì)大(dà)概有30種，常見的氧(yǎng)化溝(gōu)，A/A/O，A/O，SBR，處(chǔ)理流(liú)程(chéng)包括(kuò)粗(cū)格(gé)柵(zhà)及進水泵房(fáng)，細(xì)格柵(zhà)及曝氣沉(chén)砂(shā)池(chí)，精(jīng)細(xì)格柵，AAO生(shēng)物(wù)池，MBR膜池(chí)及(jí)膜(mó)設(shè)備間紫外綫消(xiāo)毒(dú)渠(qú)，回(huí)用水(shuǐ)池及回用(yòng)水泵(bèng)房，鼓風機房，儲(chǔ)泥池及(jí)汙泥(ní)脫水車間等(děng)，復(fù)雜(zá)的處理工(gōng)藝(yì)提升(shēng)了運維和(hé)管理的難(nán)度(dù)。
1.3. 能耗(hào)分(fēn)布
汙(wū)水處理廠的(dí)能耗成(chéng)本主要(yào)為(wéi)電能(néng)，藥物，燃料，其中(zhōng)電(diàn)能消(xiāo)耗(hào)占有(yǒu)60~90%，我國汙水(shuǐ)二(èr)級(jí)處理(lǐ)電(diàn)能消耗為(wéi)0.19~0.36 kWh/m³，經(jīng)過對城鎮(zhèn)汙水(shuǐ)處理廠能(néng)耗(hào)狀(zhuàng)況(kuàng)及其影響因(yīn)素(sù)進(jìn)行分(fēn)析，結(jié)果表明(míng)目前我國城市(shì)汙水處(chǔ)理廠平(píng)均能(néng)耗為0.29kWh/m³，而美(měi)國(guó)汙(wū)水處(chǔ)理(lǐ)廠平(píng)均能(néng)耗(hào)為0.2kWh/m³，日本為(wéi)0.204~0.254kWh/m³。總(zǒng)體上(shàng)看,我國在汙水(shuǐ)處理中的(dí)節能降耗(hào)，優(yōu)化運(yùn)營方麵(miàn)起(qǐ)步晚(wǎn)，還存在很大(dà)的節能(néng)降耗(hào)空間(jiān),而電能(néng)的(dí)消耗汙(wū)水提升泵(bèng)，鼓風(fēng)曝氣和(hé)汙(wū)泥處理(lǐ)環節(jié)，較高的(dí)能耗水平在一(yī)定程(chéng)度上影(yǐng)響了汙水處理的(dí)建設(shè)和發展(zhǎn),同時為了(liǎo)響(xiǎng)應(yīng)雙(shuāng)碳戰略，需要探索一種(zhǒng)科學的數字(zì)化能源管理措(cuò)施(shī)來(lái)促(cù)進節(jié)能(néng)降(jiàng)耗的(dí)完(wán)成。
二，能效管(guǎn)理(lǐ)解決(jué)方(fāng)案--AcrelEMS-SW智慧(huì)水務(wù)能(néng)效管理(lǐ)平台(tái)
安科瑞電氣(qì)具備從終(zhōng)端感(gǎn)知，邊(biān)緣(yuán)計算到能(néng)效(xiào)管(guǎn)理平台(tái)的(dí)產品(pǐn)生態(tài)體(tǐ)係(xì)，AcrelEMS-SW智(zhì)慧水(shuǐ)務能效(xiào)管(guǎn)理平(píng)台(tái)通過(guò)在(zài)汙(wū)水廠源，網，荷，儲，充(chōng)的各個(gè)關鍵節點安(ān)裝保護，監測，分(fēn)析(xī)，治理裝(zhuāng)置，用於(yú)監測汙水(shuǐ)廠能耗(hào)總量(liáng)和能(néng)耗強(qiáng)度(dù)，重(zhòng)點(diǎn)監測主(zhǔ)要(yào)用能設(shè)備(bèi)能(néng)效，保護汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)運行安全可(kě)靠(kào)，提高汙(wū)水廠能效，為(wéi)汙(wū)水(shuǐ)處理的(dí)能效管理提(tí)供科學(xué)，精細的解決方(fāng)案(àn)。
圖(tú)1 AcrelEMS-SW智慧(huì)水(shuǐ)務能(néng)效(xiào)管理(lǐ)平(píng)台
2.1.保障供電(diàn)可(kě)靠(kào)性
對汙水廠(chǎng)配電係統中(zhōng)35kV，10kV電壓等級配置微機保(bǎo)護(hù)裝置及多功(gōng)能儀表(biǎo)進行保(bǎo)護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV配置多(duō)功能計(jì)量儀(yí)表(biǎo)，用於(yú)監測(cè)各回(huí)路(lù)的電氣參數(shù)和用能(néng)情(qíng)況(kuàng)，可實時監控(kòng)高低壓(yā)供配電係(xì)統開關(guān)櫃(guì)，變壓器(qì)微機(jī)保護測控(kòng)裝(zhuāng)置，發電機控(kòng)製(zhì)櫃，ATS/STS，UPS，包括(kuò)遙控，遙(yáo)信，遙(yáo)測，遙調，事故報警及(jí)記錄等。
汙(wū)水(shuǐ)廠存在大(dà)量的(dí)非(fēi)綫性負載(zǎi)，通(tōng)過(guò)監(jiān)測(cè)其配電(diàn)係統的諧(xié)波畸(jī)變(biàn)，電壓波動(dòng)，閃變和(hé)容忍(rěn)度指標分析其電(diàn)能質量(liáng)，並(bìng)配置(zhì)對(duì)應的(dí)電能質量治理措施進一(yī)步提高(gāo)供電可靠性。
圖(tú)2 AcrelEMS-SW智慧(huì)水務(wù)能(néng)效管(guǎn)理平台主接綫(xiàn)圖
2.2.建(jiàn)立能(néng)源計量(liáng)體(tǐ)係(xì)
AcrelEMS-SW智(zhì)慧(huì)水(shuǐ)務能效(xiào)管(guǎn)理平台通(tōng)過搭(dā)建計(jì)量(liáng)體(tǐ)係(xì)，采(cǎi)集(jí)汙(wū)水處(chǔ)理(lǐ)廠能(néng)源數(shù)據，顯示汙水(shuǐ)處理廠的(dí)能(néng)源(yuán)流向和能源損耗，通過(guò)能(néng)源流(liú)向圖(tú)幫助(zhù)其分(fēn)析能源消耗(hào)去向，找(zhǎo)出能源消(xiāo)耗異常(cháng)區域幫助其了(liǎo)解各工藝(yì)環節(jié)能(néng)源消耗量(liáng)，並且(qiě)可細(xì)化(huà)到樓層(céng)，車間(jiān)，產(chǎn)綫(xiàn)，班(bān)組(zǔ)，工序(xù)，計算產(chǎn)品單(dān)耗，單位麵積能(néng)耗或萬元(yuán)產值(zhí)能耗，從而計(jì)算(suàn)出能耗總量(liáng)和單位能耗。
圖3 能(néng)源流(liú)向圖(tú)
2.3.數據(jù)集(jí)抄並(bìng)實(shí)時計量(liáng)
AcrelEMS-SW智慧(huì)水(shuǐ)務能(néng)效管理平台提供自(zì)定義時(shí)間(jiān)抄表功能，可(kě)以(yǐ)在任意(yì)時(shí)間(jiān)，任(rèn)意地(dì)點(diǎn)，完成(chéng)對(duì)企業的三(sān)級計量體係(xì)數(shù)據閱覽(lǎn)，減(jiǎn)少(shǎo)了人(rén)工投(tóu)入。同(tóng)時各(gè)類保(bǎo)護(hù)，儀表主(zhǔ)動定時(shí)上傳(chuán)數據，保(bǎo)證了能源時(shí)效(xiào)性，為(wéi)其(qí)節能(néng)降耗，提供(gōng)了基礎(chǔ)數據(jù)支(zhī)撐。
圖(tú)4 數(shù)據集(jí)抄(chāo)報表
2.4. 優化能源結構
AcrelEMS-SW智(zhì)慧水務(wù)能效管理(lǐ)平台支持接入分(fēn)布式(shì)光伏(fú)電站以及(jí)風力發電站，為(wéi)企業提(tí)供(gōng)分布式電(diàn)站運(yùn)行監測和發(fā)電日(rì)/月/年(nián)/累(léi)計(jì)收益(yì)和減排分(fēn)析(xī)，支持(chí)自(zì)發自用(yòng)，餘電(diàn)上(shàng)網。在儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，平台接(jiē)入BMS和PCS數(shù)據，支(zhī)持充放(fàng)電配置策(cè)略，並對(duì)電池(chí)管(guǎn)理係統提(tí)供(gōng)實時預警，根(gēn)據其負荷(hé)特(tè)點(diǎn)，削峰(fēng)填穀，充(chōng)分使用新能源(yuán)，降低汙(wū)水廠碳(tàn)排放。
圖(tú)5 分布(bù)式光(guāng)伏電站監測(cè)運(yùn)維
2.5. 提升(shēng)主要(yào)用(yòng)能(néng)設(shè)備(bèi)能效
汙水處理廠中有著大量(liáng)的(dí)電機(jī)，水泵(bèng)，其中汙水(shuǐ)提(tí)升(shēng)泵和(hé)鼓(gǔ)風曝氣(qì)能耗占(zhān)據了(liǎo)工藝(yì)能(néng)耗(hào)中的大(dà)多數(shù)，平台針對這些(xiē)工藝(yì)設備進行監測分(fēn)析，工藝(yì)之間橫(héng)向比(bǐ)較，尋(xún)找具調控潛力的用電設備(bèi)，工藝(yì)單(dān)元，幫(bāng)助用(yòng)戶(hù)發現(xiàn)其能效提升空間並(bìng)提供解決(jué)方(fāng)案(àn)，找到運(yùn)行區(qū)域，顯著降(jiàng)低(dī)能源消(xiāo)耗
圖(tú)6 管網圖(tú)和(hé)能(néng)效(xiào)監測(cè)
2.6. 報警及時推(tuī)送(sòng)
平台提(tí)供能源(yuán)報警(jǐng)功能(néng)，一旦(dàn)發(fā)現跑冒(mào)滴(dī)漏(lòu)，能(néng)源(yuán)消(xiāo)耗(hào)異常，電參(cān)量異常等情(qíng)況，能(néng)提供多種(zhǒng)方式的(dí)報警(jǐng)，包(bāo)括(kuò)但不(bù)限於(yú)郵(yóu)件，短(duǎn)信，釘釘推送(sòng)等。
圖7 報警記(jì)錄與管理
2.7. 加強運維管理
加(jiā)強巡視維護工作，及(jí)時(shí)發現或消除設備隱患(huàn)，提高供(gōng)電可靠(kào)性。配置(zhì)重(zhòng)要設備(bèi)包(bāo)括變壓器，電(diàn)氣(qì)櫃(guì)，高壓(yā)電(diàn)纜(lǎn)，空調主機，水(shuǐ)泵，鼓(gǔ)風機(jī)等設(shè)備(bèi)信息(xī)，配(pèi)置二維(wéi)碼，快速在移(yí)動(dòng)端(duān)獲(huò)取設備(bèi)信息(xī)，設備(bèi)維修歷史記錄以(yǐ)及(jí)解決問題的常(cháng)用(yòng)辦法。
故障(zhàng)預判(pàn)和快(kuài)速(sù)診(zhěn)斷功能(néng)將(jiāng)以往(wǎng)出(chū)現(xiàn)問(wèn)題再采取措施的被(bèi)動檢修(xiū)維(wéi)護政(zhèng)為(wéi)主(zhǔ)動出擊，防患(huàn)於未然(rán)的(dí)主動運維(wéi)模(mó)式(shì)。既可(kě)以(yǐ)使運(yùn)維(wéi)管理工作更從容(róng)。還(huán)大(dà)大(dà)提高係(xì)統(tǒng)的安(ān)全性(xìng)和(hé)可(kě)靠(kào)性。
圖8 設(shè)備運(yùn)維(wéi)檔案
2.8. 典(diǎn)型硬(yìng)件
三，結(jié)語
隨著汙水(shuǐ)處理(lǐ)廠的(dí)不斷擴(kuò)建，運(yùn)行(háng)費(fèi)用(yòng)的持續上(shàng)升，能源消耗不(bù)斷增加(jiā)，通過(guò)合(hé)理(lǐ)運用能(néng)源(yuán)管理(lǐ)平台，利用(yòng)先進的大(dà)數據(jù)，雲計算等互(hù)聯(lián)網(wǎng)技(jì)術提高汙水廠數字化程度(dù)，能(néng)夠(gòu)提高汙水(shuǐ)廠的供電可(kě)靠性(xìng)，實現高效運維(wéi)和少人值守，找到節(jié)能降耗(hào)的實(shí)際方案(àn)，為管理者提(tí)供管(guǎn)理手段(duàn)，降低汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)成本(běn)，促進(jìn)汙(wū)水廠的提(tí)質增(zēng)效。
參(cān)考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)
[1] 徐(xú)進(jìn).某(mǒu)地下(xià)式(shì)汙(wū)水廠智能配電方案設(shè)計與(yǔ)思考[J].建(jiàn)築電(diàn)氣.2022年05期
[2] 馬培.對城市(shì)汙水處理廠(chǎng)能(néng)耗分(fēn)析與(yǔ)節能(néng)降耗途徑(jìng)探討(tǎo)[J].城(chéng)市建(jiàn)設(shè)理(lǐ)論(lùn)研(yán)究(jiū)(電子版(bǎn)).2018年(nián)06期(qī)
[3] 安科(kē)瑞(ruì)企業微(wēi)電(diàn)網設(shè)計應用手冊.2020.06版
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