征集污水处理厂节能降耗改造案例

污水处理厂节能降耗一直都是一个热门话题~！搜索了下论坛，也有很多这方面的帖子，基本上都是理论方法的知识~！ 现征集这方面的改造案例，不论是大的改造还是小的改造~！ 只要你经历过或者参与过，而且真正实现的节能降耗，都可以拿来与大家分享~！ 当然也会得到一定的金币奖励~！ 这是球版关于节能降耗的讨论帖~有兴趣的可以参观下~！ http://www.chinacitywater.org/bbs/viewthread.php?tid=523816&extra=&page=1 [ 本帖最后由 haojun201287 于 2014-2-10 08:42 编辑 ]

20121221

关于节能首先胆子要肥

我先来抛砖引玉吧~我经历过的一次改造，与大家分享下~！ 曝气系统改造，简单介绍下污水厂的情况！ 工业废水，3万吨/d，A/O工艺~ 改造前曝气方式为管式，改造后曝气方式为盘式~ 改造前正常运行需要开启2~3台风机，有时3台风机溶解氧都达不到要求。 改造后，开一台风机，电流在降到最低的情况下，溶解氧还维持在比较高的水平~！ 改造的费用在50W左右~曝气机采用离心式鼓风机，功率为140KW~ 大家可以粗略算下，节能效果是非常明显的~！ [ 本帖最后由 haojun201287 于 2014-2-10 08:57 编辑 ]

原帖由 20121221 于 2014-2-10 08:45 发表

登录/注册后可看大图

关于节能首先胆子要肥

对，就是要大胆创新~！！所以要放飞你的思想~！有啥好想法 尽管来吧~！

原帖由 yjhbss 于 2014-2-10 08:48 发表

登录/注册后可看大图

这东西要综合评价，不能片面论述。

对~既然你实施了改造，那么改造前肯定是要经过论证的~！ 这里不是论证的场所 呵呵~是 整理改造案例的~ 只要有效果 就可以拿出来与大家分享~！

jh2003

3台脱水机滤带冲洗对应3台11KW多级离心泵用地下水，改为一台13KW深井泵用处理过出水集中冲洗，节能节水经济效益可观

20121221

原帖由 haojun201287 于 2014-2-10 08:49 发表

登录/注册后可看大图

我先来抛砖引玉吧~我经历过的一次改造，与大家分享下~！ 曝气系统改造，简单介绍下污水厂的情况！ 工业废水，3万吨/d，A/O工艺~ 改造前曝气方式为管式，改造后曝气方式为盘式~ 改造前正常运行需要开启2~3台风机， ...

穿孔管还是膜片式管式曝气器

原帖由 20121221 于 2014-2-10 15:28 发表

登录/注册后可看大图

穿孔管还是膜片式管式曝气器

膜片的~还是美国进口的~用了不到半年的时间 效果直接不行~！

01huanbao

我家污水厂正在进行鼓风机新增变频器的整改工作，合同已签订，等待供货，后续的安装及节能情况待后续补充。 污水处理工艺采用缺氧+好氧方式，好氧池为微孔曝气池和生物流化床，采用三台多级离心鼓风机为为微孔曝气池和生物流化床充氧提供气源。按工艺运行设计方案，在满足设计进水条件下，多级离心鼓风机使用方式两用一备。在该系统投入生产运行后，发现鼓风机存在运行电耗高，运行成本高，运行效率低，风量调节难度大等缺点。通过生产运行数据统计，鼓风机耗电超过0.48元/m3（处理污水单耗），占工厂整个生产运行成本80%以上，运行效率不足50%，造成大量的能耗损耗，由于能耗损耗高导致生产运行成本偏高。为降低生产运行成本，增加企业效益，实现节能降耗的目的，需要对鼓风机系统进行变频节能改造，为此拟定以下改造方案。 一、改造背景： 1、目前公司使用的多级离心鼓风机系统的配置参数见表一： 表一 名称 规格参数、配置 多级鼓风机 型号D150-1.7； 流量150m3/min；升压70000pa；功率250KW； 生产厂家:XXXXXXXX公司 配套电机 型号XXXXXX；功率250KW；转速2980r/min；电压380V；电流433A； 控制系统 独立控制系统；现场手动和中控自动开启方式；软启动方式； PLC系统 1、前后轴温度显示、轴震动显示； 2、PLC为西门子S7-200 ；独立操作柜：柜内设置S7-224CPU一块、 8位AI模块一块、4位的AO模块一块； 3、通讯方式：PPI通讯，联到一台CPU226做主站；CPU226柜上还有一个与CPU226联接监控报警的西门子触摸屏，CPU226再接一个EM227模块走DP总线给中控的PLC（ABB的AC500）读取通讯地址进行操作显示； 2、工艺设计处理对鼓风机运行的要求见表二： 表二 项目 设计要求 污水设计处理能力 15000m3/d 设计进水水质指标 CODcr≤1000mg/L 设计使用风压 70KPa 设计使用风量 300m3/min 设计运转方式 两台运转 鼓风机工作制式 24小时连续运转 3、目前生产工艺运行情况见表三： 表三 项目 目前处理量 6000～9000 m3/d 目前进水水质 CODcr≤120mg/L（平均） 目前使用风压 55～70KPa 目前使用风量 50～120 m3/min（根据工艺运行调节） 目前运转方式 单台运转 鼓风机工作制式 24小时连续运转 风压使用调节方式 电动或手动调节，旁通阀放空 风量使用调节方式 电动或手动调节，旁通阀放空 目前运行成本 ＞0.48元/m3（电耗） 通过表二及表三，可以看出，目前工厂污水来水量小，仅为设计处理能力的40-60%，有机负荷低，运行使用的风量少，运行电耗高。鼓风机的风量调节依靠进风阀门及出风阀门来调节的，对鼓风机电机不做速度调节，在不同的污水量及处理工艺的不同阶段，虽然需要的风量不一样，部分风量需通过旁通阀放空，但鼓风机电机消耗的电能基本不变，这样造成极大的电能浪费和部分风量损失，导致鼓风机有效负载低，运行效率低下，致使运行电耗偏高，提高了整个运行成本；同时造成大量的压缩空气在鼓风机系统内部循环，进行热量交换，致使鼓风机系统运行温升加剧，造成鼓风机轴承运行温度偏高，对鼓风机的安全正常运行带来隐患，对鼓风机系统各元件造成冲击。 二、改造要求： 1、改造方式： 我公司现用三台同一型号和规格的多级鼓风机，采用一拖一和一拖二的方式进行改造，即增加两套变频节能柜，其中一套变频节能柜控制一台鼓风机电机；另外一套变频节能柜控制另外两台鼓风机电机，在两台鼓风机之间进行切换控制。三台鼓风机均保留原软启动装置，作为变频控制柜故障时的备用装置，以保证生产的万无一失。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装置，通过变频调速控制调节，调整鼓风机运行频率及转速，达到调整鼓风机风压和风量以满足生产工艺要求的风压及风量，实现降低电能消耗的目的。 2、改造目的：变频节能改造，降低运行电耗，降低运行生产成本。 3、改造目标：鼓风机系统实现节能降耗30%。 4、改造工艺要求： 1）、鼓风机变频节能改造后，每台鼓风机在满负荷运转时需达到或满足工艺运行设计要求使用的风压及风量（即压力70Kpa，风量150m3/min）； 2）、鼓风机变频节能改造后，可以根据工艺运行控制要求任意调节所需的风压及风量； 3）、鼓风机节能改造后，风量任意调节范围55 m3/min -150m3/min; 三、改造方案选择 1、公司鼓风机运行电能消耗现状： 目前，公司鼓风机运行，风量调节仅依靠进风阀门及出风阀门、旁通放空阀调节，对鼓风机电机不做速度调节，即恒速节流调节，在电机转速不变的情况下，通过调节进风阀门及出风阀门进行电流控制从而实现风量调节。不同的污水处理量及处理工艺的不同阶段，需要的风量不一样，由于风量调节均为机械调节，调节难度较大，同时部分风量需通过旁通阀放空；虽然实现了风机的风量调节，但鼓风机电机消耗的电能基本不变，造成很大浪费。 公司目前鼓风机电机配套功率P=250kw，转速n=2980rpm，额定电流433A。由于进水量少，日处理水量为6000～9000 m3，有机负荷低，每天仅需单台鼓风机24小时连续运行，电费0.7169元/kwh(供电局收费)。 据此计算， 每天电能消耗：250kw×24h×1=6000kwh 每天用电费用：6000kwh×0.7169元/kwh=4301.40元 吨水处理电单耗：4301.4元÷（6000～9000 m3）=0.48～0.72元/ m3 月用电费用：4301.4元/天×30天=129042.00元 2、变频节能改造后鼓风机功率消耗理论计算 1）、根据需求风量计算鼓风机运行电能消耗： 目前公司生产工艺运行需使用风量在50～120 m3/min，进行变频节能改造后鼓风机运行电能消耗计算如下： （1）、当鼓风机Q1=150 m3/min，n1=2980rpm, H1=70 KPa; Q2=50 m3/min的风压和功率： n2= n1/（Q1/Q2）＝2980/(150/50)=993rpm n1/n2=2980/993=3 H2＝H1/ (n1/n2)2=70/32=7.8 KPa P2＝P1/ (n1/n2)3=250/33=9.3kw （2）、当鼓风机Q1=150 m3/min，n1=2980rpm, H1=70 KPa; Q2=120 m3/min 的风压和功率： n2= n1/（Q1/Q2）＝2980/(150/120)=2384rpm n1/n2=2980/2384=1.25 H2＝H1/ (n1/n2)2=70/1.252=44.8 KPa P2＝P1/ (n1/n2)3=250/1.253=128kw 若在此工况状态下运行，鼓风机运行能够满足生产工艺运行的要求，节能效果为： (P1-P2)/P1×100%=（250-9.3）/250×100%=96.3% (P1-P2)/P1×100%=（250-128）/250×100%=48.8% 据此计算 每天电能消耗：128kw×24h×1=3072kwh 每天用电费用：4752kwh×0.7169元/kwh=2202.32元 吨水处理电单耗：2202.32元÷（6000～9000 m3）=0.24～0.36元/ m3 月用电费用：2202.32元/天×30天=66070.2元 根据以上计算在鼓风机风量满足不需考虑鼓风机风压的工况下，鼓风机运行能够满足生产工艺运行的要求，其节能效果超过45%。 2）、根据需求风压计算鼓风机运行电能消耗： 当鼓风机满负荷运行时，风压H1=70KPa，风量Q1=150 m3/min时，鼓风机转速n1=2980rpm，功率消耗P=250kw，当鼓风机运行风压降至H2=55KPa时，根据风机风压与风机转速二次方成正比的计算公式：H1/H2＝(n1/n2)2 计算出此时鼓风机的转速： n2=2642rpm 此时鼓风机消耗功率：P2＝P1/ (n1/n2)3=174kw 此时鼓风机风量：Q2＝Q1/ (n1/n2)=133 m3/min 若在此工况状态下运行，鼓风机风量及风压均能满足生产工艺运行的要求，节能效果为： (P1-P2)/P1×100%=（250-174）/250×100%=30.4% 据此计算 每天电能消耗：174kw×24h×1=4176kwh 每天用电费用：4176kwh×0.7169元/kwh=2993.77元 吨水处理电单耗：2993.77元÷（6000～9000 m3）=0.33～0.49元/ m3 月用电费用：2993.77元/天×30天=89813.23元 在鼓风机风压在55KPa～70 KPa之间调节，鼓风机节能效果可达30%以上。 3）、综上所述同时根据公司处理污水工艺设计及工艺运行情况，鼓风机风压需保持恒定范围方能满足生产工艺运行需要。鼓风机风压调节范围为45KPa～70 KPa均能满足生产工艺运行需要，风压保持在50KPa～65 KPa 为最佳，据此计算鼓风机运行符合生产工艺运行需要的最佳转速范围和相应的功率消耗及节能效果如下： 风机风压与风机转速二次方成正比的计算公式H1/H2＝(n1/n2)2计算出此时鼓风机的转速： （1）、当H2=50 KPa 时，n2=2525rpm，n1/n2=2980/2525=1.18 此时鼓风机消耗功率：P2＝P1/ (n1/n2)3=250/1.183=152kw 此时鼓风机风量：Q2＝Q1/ (n1/n2)=127 m3/min 节能效果(P1-P2)/P1×100%=（250-152）/250×100%=39.2% 据此计算 每天电能消耗：152kw×24h×1=3648kwh 每天用电费用：3648kwh×0.7169元/kwh=2615.25元 吨水处理电单耗：2615.25元÷（6000～9000 m3）=0.29～0.44元/ m3 月用电费用：2615.25元/天×30天=78457.54元 （2）、当H2=60KPa时，此时鼓风机转速及功率消耗计算如下：根据公 式H1/H2＝(n1/n2)2计算出此时鼓风机的转速： H1/H2=70/60=(n1/n2)2 →n1/n2=1.08 → n2= n1/1.08=2760rpm 此时鼓风机消耗功率：P2＝P1/ (n1/n2)3=250/1.083=198kw 此时鼓风机风量：Q2＝Q1/ (n1/n2)=139 m3/min 节能效果(P1-P2)/P1×100%=（250-198）/250×100%=20.8% 据此计算 每天电能消耗：198kw×24h×1=4752kwh 每天用电费用：4752kwh×0.7169元/kwh=3406.71元 吨水处理电单耗：3406.71元÷（6000～9000 m3）=0.38～0.57元/ m3 月用电费用：3406.71元/天×30天=102201.30元 (3)、当H2=65 KPa 时，n2=2865rpm，n1/n2=2980/2865=1.04 此时鼓风机消耗功率：P2＝P1/ (n1/n2)3=250/1.043=222kw 此时鼓风机风量：Q2＝Q1/ (n1/n2)=144 m3/min 节能效果(P1-P2)/P1×100%=（250-222）/250×100%=11.2% 据此计算 每天电能消耗：222kw×24h×1=5328kwh 每天用电费用：5328kwh×0.7169元/kwh=3819.64元 吨水处理电单耗：3819.64元÷（6000～9000 m3）=0.42～0.64元/ m3 月用电费用：3819.64元/天×30天=114589.30元 根据以上计算，鼓风机使用变频控制调速技术保持符合工艺运行风压最佳转速在2525rpm-2865rpm之间，此时风压维持在50KPa～65 KPa，流量调节范围127-144 m3/min，节能效果在11.2%-39.2%之间。 综合上述1）、2）、3）的计算，我们发现鼓风机在变频改造后最佳运行模式，实现节能降低电能消耗的方式。若需要继续调节鼓风机风量满足工艺运行小风量且保持恒压的运行模式，可以通过调节旁通阀开度来实现。 3、鼓风机变频节能改造前及改造后综合比较见表四： 表四--鼓风机变频节能改造前及改造后综合比较 比较项目 变频改造前 变频改造后 风 压（KPa） 50-60 45 50 55 60 65 风量（m3/min） --- 120 127 133 139 144 电机转速（rpm） 恒速2980 2384 2525 2642 2760 2865 电机功率(kw) 250 128 152 174 198 222 节约功率（kw） --- 122 98 76 52 28 节能效果（%） --- 48.8 39.2 30.4 20.8 11.2 日电耗（kwh） 6000 3072 3648 4176 4752 5328 月电耗（kwh） 180000 92160 109440 125280 142560 159840 日用电费用（元） 4301.40 2202.32 2615.25 2993.77 3406.71 3819.64 月用电费用（元） 129042.00 66069.60 78457.54 89813.23 102201.30 114589.30 月节约费用(元) --- 62972.40 50584.46 39228.77 26840.70 14452.70 月用电费节约率（%） --- 48.8 39.2 30.4 20.8 11.2 从表四比较表中可以看出，鼓风机在进行变频节能改造后在风压50-60KPa工况下节能效果很明显，节能效果在20.8%-39.2%之间，同时该工况亦满足生产工艺运行要求，节约用电费用相当可观。鼓风机变频节能改造满足改造要求，可以实现改造目标，达到节能降耗的目的。因此鼓风机进行变频调速控制节能改造是可行的。 四、鼓风机变频调速控制器的选择 目前市场变频器控制器品牌繁多，质量良冗混杂，性能参差不齐，价格高低不一。为确保设备长期、稳定、正常、安全、可靠运行，必须选用国际知名品牌、性能稳定、质量可靠、价格适中、后续配件供应稳定、售后服务有保障的变频器控制器，同时须考虑软硬件的兼容性的变频控制器。西门子公司及ABB 公司生产的变频器使用范围广、市场占有率高、性能稳定，质量可靠，均为国际知名品牌，均生产有符合我公司使用要求的变频器，下面就符合我公司使用的西门子变频器和ABB变频器选型做一下比较，比较结果见表五。 表五--西门子与ABB变频器比较 比较项目 品牌 西门子 ABB 型号规格 6SL3710-1BD34-5AA0 ACS800-07-0400-3+P901 电 压 400VAC 380～415VAC 频率 50/60Hz 50/60Hz 电机功率 250KW 250KW 输出电流 446A 477A 防护等级 IP20 IP21 安装结构样式 柜体落地式安装 柜体落体式安装 市场价格（万元/台） 经询价最低报价14万 经询价最低报价19万 是否包含运输安装调试费 是 是 质量 可靠 可靠 性能 稳定 稳定 配件销售价格 适中 昂贵 售后服务 及时，有保障 及时，有保障 市场占有率 高 高 品牌认知度 高 高 从表五的比较，可以看出西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0和ABB变频器ACS800-07-0400-3+P901在质量、性能及各项参数上均能满足我公司鼓风机改造要求，两种品牌的变频器售后服务都有保障，市场占有率及品牌认知度都很高，是符合我公司要求的产品。在市场价格方面ABB变频器ACS800-07-0400-3+P901比西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0 高35%，在配件销售价格方面较为昂贵。从性能、价格等方面比较西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0优势明显，同时鼓风机原有PLC系统西门子S7-200，为保持系统的兼容性，选用西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0作为鼓风机变频节能改造的设备比较经济实惠，在改造费用方面较为节省，降低改造成本，提高公司经济效益。 五、改造费用及回收周期 根据上述三、改造方案的计算，鼓风机在风压50KPa-60 KPa的工况下运行，节能效果很明显，节能效果在20.8%-39.2%之间，同时该工况亦满足生产工艺运行要求，节约用电费用相当可观。一般情况下，实际运行节能效果在30%左右，据此计算改造费用及回收周期较为合适。 公司共计安装有三台多级离心鼓风机，根据目前生产情况仅一台鼓风机运行即满足生产需求，但为了保证设备的稳定性和完好性，同时检验设备性能，需要按设备维护保养周期定期切换鼓风机运行。因此需要同时对三台鼓风机进行变频节能改造，选用西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0作为鼓风机变频节能改造的设备，根据上述，下面表六是鼓风机变频节能改造前后的运行成本比较 表六--鼓风机变频节能改造前后运行成本比较 项目 改造前 改造后（按节能30%计算） 电机输出功率(kw) 250 174 节约功率（kw） --- 76 日电耗（kwh） 6000 4176 日运行成本（电耗：元） 4301.40 2993.77 月运行成本（电耗：元） 129042.00 89813.23 月节约费用(元) --- 39228.77 月用电费节约率（%） --- 30.4 从表六比较看出，鼓风机经过变频节能改造后每月可节省电费￥39228.77元，鼓风机运行成本降低30%左右，运行成本降低明显，经济效益相当的可观，降低的运行成本间接的为公司增加经济效益。 要进行鼓风机变频节能改造，必然会出现改造成本，根据上述变频器的选择，选用西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0作为鼓风机变频节能改造的设备，同时根据改造后运行成本计算，统计出鼓风机改造费用及投资回收周期见表七 表七--鼓风机变频节能改造费用 改造使用设备 数量 改造单价 改造费用 月节约费用 回收周期 西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0 2 140000.00 280000.00 39228.77 8个月 从表七看，鼓风机变频节能改造选用西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0变频器改造费用为￥280000.00元，投资回收周期不到8个月，投资回收快。 六、结论及建议 综上所述，对公司现行鼓风机进行变频节能改造是可行的，鼓风机变频节能改造后将降低运行成本中鼓风机的电耗，降低鼓风机电耗30%，节省成本电费支出30%，经济收益相当的可观，增加了公司的经济效益，实现节能降耗的目的；选用西门子变频器6SL3710-1BD34-5AA0作为鼓风机变频节能改造的设备能很好的实现鼓风机系统的兼容性，同时降低改造成本，为鼓风机系统长期、稳定、正常、安全、可靠运行提供强有力的保障。建议尽快实施鼓风机变频节能改造。

20121221

原帖由 haojun201287 于 2014-2-10 16:00 发表

登录/注册后可看大图

膜片的~还是美国进口的~用了不到半年的时间 效果直接不行~！

不至于吧，是不是进口的 真奇怪

原帖由 20121221 于 2014-2-11 09:58 发表

登录/注册后可看大图

不至于吧，是不是进口的 真奇怪

最早的也是管式膜片的~用了3年左右~ 后来更换了这批进口货，用了不到半年 效果直接是不行的~ 后来没办法 只能推倒重来~换成盘式膜片， 效果立竿见影！

20121221

原帖由 01huanbao 于 2014-2-10 16:09 发表

登录/注册后可看大图

我家污水厂正在进行鼓风机新增变频器的整改工作，合同已签订，等待供货，后续的安装及节能情况待后续补充。 污水处理工艺采用缺氧+好氧方式，好氧池为微孔曝气池和生物流化床，采用三台多级离心鼓风机为为微孔 ...

变频器真那么节能吗？ 有单独装电表计量吗？

bushiyinweijimo

表示怀疑？仅仅就是增加了一个变频器，就成为了节能？原来的设计很明显的就是存在缺陷，鼓风机漏项设计，现在重新增加，这应该不算节能工艺吧？

01huanbao

1、理论计算的节能效果肯定很明显，但实际安装使用后再作评估。现在还没安装，节能效果有待检验。检验的标准以同样的水质、水量、有机负荷、出水水质为前提。 2、没有单独的电表计量鼓风机的用电，实际评估以全厂设备用电【办公用电有单独电表】量核对，其它设备如提升泵、搅拌机、内外回流泵运行的台数和时间基本不会有很大的变化。 3、我上传附件失败，提示目录根据属性不存在，有哪位高人可指点一番，到底是怎么回事。

01huanbao

1、原设计是针对工业园区的污水而设计的，但园区内的工业企业目前很少，现在进水的大部分都是生活污水，水量只有设计值的50%，有机负荷不到设计值的10%，鼓风机稍微一曝气，DO猛涨到6、7、8、9，所以鼓风机要增加变频器。 2、我上传附件失败，提示目录根据属性不存在，有哪位高人可指点一番，到底是怎么回事。

20121221

原帖由 01huanbao 于 2014-2-11 11:07 发表

登录/注册后可看大图

1、理论计算的节能效果肯定很明显，但实际安装使用后再作评估。现在还没安装，节能效果有待检验。检验的标准以同样的水质、水量、有机负荷、出水水质为前提。 2、没有单独的电表计量鼓风机的用电，实际评估以全厂设 ...

论坛问题上传不了附件 如果装电表的话就可以完美了 而且可以写成论文了

zyf1990

个人感觉先搞清楚“耗”在哪里，然后再谈降耗。 污水处理处理成本方面关注的还是不太多，还得多学习才行。。。 看各路大神有何高见

01huanbao

个人认为： 1、运行成本中的大头如电费、化学药剂费用其中的任一项经过适当的调整、整改后能比上一个月、上半年、上一年有所下降，都应该算是节能； 2、其它的成本如折旧、税费、工资、绿化、保安等费用就不谈了。

01huanbao

污水厂中的大型用电设备单独安装电表计量用电量，这个想法不错，可在以后的工程项目中探讨及实施。

20121221

原帖由 01huanbao 于 2014-2-11 11:55 发表

登录/注册后可看大图

个人认为： 1、运行成本中的大头如电费、化学药剂费用其中的任一项经过适当的调整、整改后能比上一个月、上半年、上一年有所下降，都应该算是节能； 2、其它的成本如折旧、税费、工资、绿化、保安等费用就不谈了。

水质不同，电费比较的可能性不是很大 如果对于鼓风机系统设置电表要更好些 化学药剂中PAC相对好衡量 PAM就受水质影响大