曝气系统改造工程.doc

北京市昌平区XXX污水处理中心 曝气控制系统 改 造 工 程 概 述 根据北京市地方标准DB/T1118-2014《城镇污水处理能源消耗限额》相关内容，结合南口污水处理中心实际运营情况，拟定本方案。 XXX污水处理中心曝气系统采用氧化沟工艺，通过有6台(其中有2台是双速电机)自耦降压启动的表曝机进行充氧曝气。该工艺流程简单可靠，出水稳定性高，但对DO不能实现实时调节，电耗较高。另外，曝气系统应该适时提供污水处理所需的氧气量，少了会降低分解效果，延长处理时间；多了会发生细菌的过氧化，同样降低活性，不利于处理。 我公司针对现场情况，经过充分论证，拟将表曝机改为矢量变频调速驱动，同时将无线系统接入到中控室、集控中心、现场控制等生产环节，从而实现曝气系统的全闭环控制。 目前，污水处理中心全厂年耗电量大约150万度，年电费支出168万元左右；其中曝气系统电耗权重接近50%，为75万度。曝气控制系统改造后，表曝机能耗将降低30%，即每年节约电能22.5万度、节省电费支出24.75万元。。 预计曝气系统改造工程费用为人民币XXXX元，施工工期（包括设备安装、调试、人员培训等）为30个工作日；系统的接入、调试，利用备用设施，分步进行，不影响贵方的安全生产运营。 为实现系统长期可靠运行，我们将从严控制产品品质，严格施工纪律，确保建设好该项目。 相信，该项目的尽早实施，会极大地提高昌平水务局?南口污水处理中心智能化运行管理水平，为节能减排、持续改善和提升流域生态环境做出更大的贡献。 一、项目概况 XXX污水处理中心隶属，位于。能力万吨/日对改善南口地区地下水水质，减少污染美化居住环境起到重要作用。采用改进型氧化沟法工艺叶轮搅拌增氧 (根据真实需求实现节能曝气，有助于实现污水厂节能运行； (为各种复杂工艺提供精确供气方案，适用于多种活性污泥处理工艺及其改良工艺（AO,AAO,SBR等）；?? (实现了污水处理智能控制，有助于污水处理效果的稳定、高效。 三、矢量变频、PLC及网络架构 曝气控制系统采用矢量变频器、西门子S7系列PLC、上位机组成，通信功能由无线组网实现。控制方法采用PID技术，通过溶解氧反馈，克服水质、水量、水温等扰动影响，自动调整表曝机频率，以实现最佳的曝气效果。 控制系统的接入、调试，利用备用设备，分步实施，不影响污水厂的正常生产运营。另外，每台矢量变频表曝机柜均有手动/自动转换功能，以保证生产的万无一失。 3.1矢量变频 根据原设备工况，考虑可靠性及配置的灵活性，采用一拖一方案，表曝机柜改为矢量变频柜。变频控制柜内含变频器、切换接触器、指示表、指示灯及按钮开关等。 3.1.1变频改造的可行性 随着交流变频调速的日益普及，变频器被广泛应用于各行各业。表曝机实现变频控制后，能随时根据污水量、污水处理不同工艺阶段所需的风量来调节转速，最终将曝气池溶解氧的浓度控制在污水处理工艺所需值。 现有表曝机共有6台，其中2台为双速电机，双速电机即电机有两种运行速度属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。线间分布电容和电动机漏磁电感之间 3.1.2变频节能原理 通过新一代全控型电子元件，用变频器改变交流电机的转速方式来进行风量的控制，可以大幅度减少以往机械方式调控流量造成的能量损耗。变频调速是一项节电环保的技术，污水厂设备一般全天候运行，经过变频改造后节能效果可观，运行稳定可靠，操作方便，能真正实现节能环保的目的。 曝气系统的电机运行负荷状态，类似于水泵运行负载状态，负荷率和转速为非线性关系，成类似平方关系(理论上是3次方关系,因为负载阻力损耗较大,实践中成类似平方关系)，即电机消耗功率P∝N2，如20%的电机降速，都可获得36%的电机功耗下降。 表曝机实现变频控制后，将随时根据污水量、污水处理不同工艺阶段所需的风量来调节转速，不再是原来的一直工频运行了，改造后，平均电机转速可下降20%左右。所以电机能耗也将会下降30%左右。 按目前表曝机年耗电量75万度计算，改造后，每年将节省电耗22.5万度，电费24.75万元。 3.1.3设备运行中的噪音、振动等问题 设备在启动、运行、停止的过程中，由于无法进行及时有效的调节，会产生机械噪音增加、振动加剧等现象，这些现象都具有极大的破坏性，会损坏阀门和固定件，并会增加进线变压器的负荷状况。采用了变频调节后，可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程，即使在运行过程中，也可以通过对工作频率点的选择，跳过容易引起设备共振的工作点，从而使机械系统承受的应力大为减小，轴承的磨损也会减轻，设备的工作寿命将大大延长。 本系统拟采用矢量变频器。 3.2 PLC控制 曝气系统的控制装置采用西