再生水厂初步设计说明

9电气设计工程概述昌平区未来科技城再生水厂工程，近期再生水水处理设计规模：8万m3/d，远期总处理设计总规模：11万m3/d。处理厂内主要生产构筑物包括进水泵房、粗格栅间、沉砂池及细格栅间、调节池、生物池、污泥泵房、鼓风机房、二沉池、生物滤池超滤膜池、浓缩脱水机房、加氯加药间等构筑物，还包括变配电室、综合办公楼、热泵机房、机(电)修间、食堂及附属构筑物等设施。厂区电气设计包括：厂区内10kV高压配电系统、10/变配电控制系统、全厂照明系统、线路敷设及防雷接地系统。设计分界以处理厂内设置的10kV进线分界环网柜出线侧电缆终端头为界，其以下部分为本设计内容，以上部分属于本工程外电源设计范围。设计标准、规范《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)《低压配电设计规范》(GB50054-95)《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008)《电力装置的电力测量仪表装置设计规范》(GB/T50063-2008)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)《建筑物防雷设计规范(2000年版)》(GB50057-94)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)《控制室设计规定》((HG/T20508-2000)《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)《3—110kV高压配电装置设计规范》(GB50060-92)《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83)《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303—2002)《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》(GB50254-96)负荷等级及供电电源污水处理厂负荷等级为二级，采用两路10kV电源供电，一路专用，一路备用，每路电源均可承担全厂100%运行负荷。两路10kV电源引自处理厂内设置的10kV进线分界环网柜系统。计算负荷及变压器选择一期污水处理厂全厂安装负荷6174kW，计算负荷3697kW，其中高压负荷750kW，低压负荷2947kW。除鼓风机房鼓风机为10kV用电设备，其余用电负荷均为低压380/220V用电设备。二期污水处理厂全厂安装负荷8204kW，计算负荷5160kW，其中高压负荷1000kW，低压负荷4160kW。除鼓风机房鼓风机为10kV用电设备，其余用电负荷均为低压380/220V用电设备。大功率设备采用轴功率计算法，小容量设备采用需要系数法，照明及生活用电按单位面积用电量计算法。低压用电设备计算负荷及变压器选择如下表：装机容量(KW)计算负荷(KW)变压器容量(kVA)变压器负荷率变压器保障率一期格栅间配电室MCC1633338250kVAx268%67%一期脱水机房MCC2803528400kVAx266%68%一期鼓风机房MCC3630297200kVAx274%61%一期生物滤池MCC4879452315kVAx272%63%一期超滤车间MCC5666415315kVAx266%68%一期配水泵房MCC6819410315kVAx265%69%一期热泵机房MCC7744505800kVA63%二期格栅间配电室MCC1897547400kVAx268%66%二期脱水机房MCC2801687500kVAx269%66%二期鼓风机房MCC3894390315kVAx262%73%二期生物滤池MCC41445673315kVAx267%67%二期超滤车间MCC51133681500kVAx268%66%二期配水泵房MCC61085612500kVAx261%74%二期热泵机房MCC7698571800kVA71%变配电室设置及供配电系统在鼓风机房配电室设置10kV进线分界环网柜系统（10kV分界室）、处理厂10kV配电系统（10kV配电室）。设置七个变配电系统（位于格栅间配电室；脱水机房配电室；鼓风机房配电室；生物滤池变配电室；膜超滤车间变配电室；配水泵房变配电室；热泵机房配电室）。格栅间变配电室（MCC1）设置在粗格栅附近。格栅间变配电室设置两台250kVA/10/干式带外壳变压器，正常运行时两台变压器同时运行；设置11面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责粗格栅、细格栅、曝气沉砂池及进水泵房用电设备供电、保护及控制。脱水机房变配电室（MCC2）设置在脱水机房旁边。脱水机房变配电室设置两台400kVA/10/干式带外壳变压器，正常运行时两台变压器同时运行；设置6面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责脱水机房及贮泥池用电设备供电、保护及控制。鼓风机房配电室（MCC3）设置在鼓风机房旁边，包括：10kV分界室、10kV配电室、10kV电容器室、10/配电室和控制值班室。高压室内设置27面10kV中置式开关柜（2面进线柜、2面计量柜、2面PT避雷器柜、2面母联柜、13面变压器出线柜、4面鼓风机房出线柜、2面备用柜），10kV配电系统采用单母线分段接线方式，两路电源一用一备，每路电源均可承担全厂100%运行负荷，正常运行时母联闭合，二进线开关与母联开关之间加装三合二联锁；值班控制室设置10kV系统所需直流系统；10kV电容器室设置4面10kV电容电容器柜，为4台鼓风机提供一对一电容补偿。10/配电室设置两台200kVA/10/干式带外壳变压器，正常运行时两台变压器同时运行；设置18面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责鼓风机房、生物池、加氯加药间的低压用电设备供电、保护及控制。生物滤池配电室（MCC4）设置在生物滤池里，包括配电室和值班控制室。生物滤池设置13面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责生物滤池、二沉池的用电设备供电、保护及控制。膜超滤车间变配电室（MCC5）设置在膜超滤车间内。膜超滤车间变配电室设置两台315kVA/10/干式带外壳变压器，正常运行时两台变压器同时运行；设置5面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责超滤车间的用电设备供电、保护及控制。配水泵房变配电室（MCC6）设置在配水泵房旁边。变配电室设置两台315kVA/10/干式带外壳变压器，正常运行时两台变压器同时运行；设置10面配电柜，配电系统采用单母线分段接线方式，两进线和母联开关进行三合二电气连锁，正常情况下，两进线开关闭合、母联开关断开，两段母线分列运行。负责配水泵房内用电设备供电、保护及控制。热泵机房配电室（MCC7）设置在综合楼一层，设置一台800KVA变压器和5面配电柜，配电系统采用单母线不分段接线方式，负责综合楼、热泵机房、食堂、浴室的用电设备供电、保护及控制。远期工程电源的考虑二期工程实施时（外线电缆已经按照二期需求实施）对10kV系统设备进行调整（调整各进出线柜断路器保护整定值、更换各进出线柜电流互感器），鼓风机房配电室10kV系统将1面备用出线柜改为新增鼓风机出线柜，满足二期增加高压用电设备的需求。二期工程为满足新增用电设备的需求，将格栅间配电室（MCC1）原有两台变压器更换为两台400kVA/10/干式带外壳变压器；将脱水机房配电室（MCC2）原有两台变压器更换为两台500kVA/10/干式带外壳变压器；将鼓风机房配电室（MCC3）原有两台变压器更换为两台315kVA/10/干式带外壳变压器；将生物滤池配电室（MCC4）原有两台变压器更换为两台500kVA/10/干式带外壳变压器；将膜超滤车间变配电室（MCC5）原有两台变压器更换为两台500kVA/10/干式带外壳变压器；将配水泵房配电室（MCC6）原有两台变压器更换为两台500kVA/10/干式带外壳变压器。并且各配电室低压配电柜数量根据负荷需要均有所增加。全厂各个变配电室的土建均在一期工程实施时按照二期工程所需建设。无功补偿对每台10kV鼓风机电动机采用一对一就地电容补偿。在各系统母线两段上设置集中自动投切控制补偿电容器，保证全厂各低压系统功率因数不小于。计量在鼓风机房配电室10kV系统两路进线处设置专用计量柜，柜内设置供电局专用计量表计和互感器。在每个MCC中设置集中的照明出线回路，并设置单独用电计量。保护10kV高压系统中的继电保护采用微机综合保护装置，与控制分站通讯采用现场总线。按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-2008，设置如下保护：10kV进线、出线、母联：带时限的电流速断、过流保护；10kV变压器出线柜：速断、过流、温度保护；10kV电机出线柜：速断、过流、零序、过负荷；配电系统设备保护全部采用电流速断保护、过负荷保护；潜水泵电动机出线保护全部采用电流速断保护、过负荷保护、泄漏保护、温度保护、干运行保护。电动机启动方式及控制方式容量大于等于37kW的电动机采用软启动方式，容量小于37kW的电动机均采用直接启动方式。所有变频电动机配用变频器工作方式。所有工艺流程上的电机设备均设有现场手动、MCC手动及计算机自动三种控制方式。厂平面厂平面设置电缆沟，将各变配电室相连通。厂平面内其它零星设备的动力、信号电缆采取穿管直埋的方式与厂平面电缆沟相连。接地及构筑物防雷10kV系统在各10kV进线柜内装设避雷器。各低压系统进线柜内设置浪涌抑制器。接地系统以接地装置及构筑物的钢筋为主要接地体，通过镀锌扁钢接地干线、电缆等与所有电气设备接地端连接。低压配电系统接地采用TNS系统。厂区内各构筑物按照三类防雷等级设防，根据高度在屋面设避雷网，利用构筑物钢筋做避雷引下线，与厂区接地体联为一体，防雷接地、工作接地、保护接地合为一个系统，接地电阻W1Q。自控系统和仪表系统的信号电缆、电源电缆端头均设置避雷器，它们的防雷接地、工作接地、保护接地接入自控和仪表系统全厂防雷接地系统，接地电阻W1Q。照明门房、配电室、控制室、办公室、休息室等构筑物内均采用节能型荧光灯照明方式，局部加装墙上壁灯。对于各车间通常采用工厂配照型灯具，光源采用节能灯。照明线路均采用BV型铜芯聚氯乙烯绝缘电线。在各构筑物人行区内设置应急照明灯；综合办公楼内设置疏散指引灯；厂区道路照明采用LED灯具。主要电气设备选型高压开关柜：选用中置式开关柜，真空断路器选用进口或合资公司产品。变压器：选用SG11型干式变压器。低压开关柜：选用组合式低压开关柜。电缆：高压电缆选用YJV10型、低压电缆选用YJV1型、控制电缆选用型。10仪表、自控系统设计设计标准、规范《电子计算机机房设计规定》(GB50174-93)《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》(HG20505-2000)《自动化仪表选型设计规定》(HG/T20507-2000)《仪表供电设计规定》(HG/T20509-2000)《信号报警、联锁系统设计规定》(HG/T20511-2000)《仪表配管、配线设计规定》(HG/T20512-2000)《仪表系统接地设计规定》(HG/T20513-2000)《分散型控制系统工程设计规定》(HG/T20573-1995)《控制室设计规定》(HG/T20508-2000)《工业自动化仪表工程施工及验收规范》(GB50093-2002)设计内容污水厂的检测仪表、自动化监控系统、电话系统的设计。设计原则⑴现场控制分站实现现场无人值守。⑵自动化控制设备和在线检测仪表的选择应遵循可靠性高、使用方便、安装和维护简单、价格合理的原则，选择其行业中的主流产品，并在设计上预留扩充空间。⑶自动化监控系统主干网采用100Mbps工业以太网(光纤环网)。⑷软件：模块化，以便于用户程序的编辑、调试、修改和更新。检测仪表根据工艺流程和处理厂生产管理及自动化的要求配置必要的在线检测仪表。具体内容详见设备材料清单中仪表部分。水质检测仪表建议采用进口优质品牌产品；在线过程检测仪表和环境检测仪表建议采用国产或合资优质品牌产品。自动化系统设计自动化监控系统技术指标平均无故障间隔时间MTBF>20,000小时数据正确率I>98%时间参数：报警响应时间tW3秒实时数据更新时间tW3秒控制指令的响应时间tW3秒计算机画面的切换时间tW秒系统网络构成自控系统由三层网络构成。第一层：信息层，由管理机、服务器、便携式计算机、工业以太网交换机、网络打印机等设备构成。采用基于标准的100Mbps以太网，传输介质采用双绞线。第二层：控制层，由现场控制分站和工业以太网交换机组成。采用基于标准的全双工100Mbps以太网，传输介质采用多模光缆。第三层：设备层，由现场控制设备和各种智能仪表组成，采用基于IEC61158标准的现场总线通信方式或I/O接点方式，与现场控制单元进行通信。现场总线协议根据控制设备和仪表选型确定。系统配置及功能污水厂自控系统为开放的分布式控制系统，在综合办公楼设中控室，在格栅间配电室、脱水机房变配电室、鼓风机房变配电室、生物滤池配电室、超滤间配电室、配水泵房配电室、热泵机房配电室设七个现场控制站。现场控制站配置可编程序逻辑控制器（PLC）、工业现场人机界面设备，以太网交换机，PLC柜，不间断电源（UPS）及防雷电保护装置，并内置针对本区域工艺及设备的监控所开发的应用程序。七个现场控制站的PLC监控的内容与其同地点设置的变配电系统服务范围相同。中控室本工程在中控室设置实时自动化监控系统，两套操作站相互热备，接收、处理所有的上传数据，集中管理、控制处理厂现场控制分站，提供清晰、友善的人机界面，完成生产管理的日报、月报、年报，可以在中控室集中控制再生水厂的运行。两套操作站进行主备转换时，系统无数据丢失。自动化监控系统同时设置了数据服务器与处理厂办公自动化系统相连，办公自动化系统在厂长室、总工室、化验室等有关部室设置有计算机显示终端。自动化监控系统组态软件开放、灵活，可以对水厂进行监测、控制，具有动态画面显示、报警、报表输出、趋势预测、历史数据存储等功能。自控系统组态软件采用全中文操作模式，能够组态中文显示画面，具有使用方便、简单易学、软件组态灵活的特性，能够确保用户可快速开发出实用、可靠、有效的自动控制系统。电话系统：在综合办公楼中心控制室内设置一套30门数字程控电话交换机（5路出口接入市话网），包括电源、后备电池、话务机及传真机等。各构筑物内设置1门电话，其余电话将按需分配在综合办公楼内各房间。防雷保护和接地系统为防止由于室外安装的仪表、现场PLC站和控制室监控设备遭雷击或过电压引起设备故障，米取如下措施：信号电缆、电源电缆存在户外段的检测仪表在仪表模拟量输出端设置信号防雷过电压保护装置，在仪表电源输入端设置电源防雷过电压保护装置。PLC端凡户外引进的模拟量信号在进入PLC模块前设置信号防雷过电压保护装置。监控设备UPS前设置电源防雷过电压保护装置。仪表及监控与电气为统一接地体，接地电阻不大于1欧姆。18节能照明照明线路采用铜芯缆线；夜间走动人员较少的灯光照明处，采用声光控制开关控制照明。综合办公楼、变配电室选用细管径荧光灯，T8、T5直管型荧光灯配用电子镇流器；生产车间采用高压钠灯、金属卤化物灯配用节能型电感镇流器。厂区道路照明采用LED灯具。功率因数补偿10kV电动机采用就地补偿，每个10kV电动机对应一台补偿柜。在处理厂各变配电室系统母线上均集中进行电容自动投切的功率因数补偿，将各变配电系统的低压母线上功率因数提高至。变频调速设备进水泵房部分提升泵、生物滤池部分电机、超滤车间产水泵、配水泵房部分配水泵采用变频调速控制方式，以大量节能。其它措施动力电缆全部选用YJV型，变压器选用SG11低损耗环保型。序号名称型号及规格单位数量备注110kV开关柜金属铠装中置式开关柜面27内置真空断路器2高压电容补偿柜100Kvar面43干式变压器SC10-200kVA、10/台2带外壳4干式变压器SC10-250kVA、10/台2带外壳、内含负荷开关5干式变压器SC10-315kVA、10/台6带外壳、内含负荷开关6干式变压器SC10-400kVA、10/台2带外壳、内含负荷开关7干式变压器SC10-800kVA、10/台1带外壳、内含负荷开关8免维护直流屏40Ah,DC220V、铅酸电池套29低压开关柜组合式抽屉柜面6810就地按钮箱LA39H台7511检修插座箱XZR台612照明、动力配电箱XRM台2313手动电机启动器MS450台1014高压电缆YJV-10,3x120米140015高压电缆YJV-10,3x70米60016电力电缆YJV-1,3x150+2x95米80017电力电缆YJV-1,3x95+2x50米36018电力电缆YJV-1,3x50+1x25米100019电力电缆YJV-1,3x35+1x25米80020电力电缆YJV-1,5x16米60021电力电缆YJV-1,5x10米80022电力电缆YJV-1,5x6米150023电力电缆YJV-1,5x4米150024仪表电缆YJV-1,米100025照明电线米320026控制电缆米150027控制电缆米150028控制电缆米100029控制电缆米100030控制电缆米150031屏蔽电缆DJYVP米200032型钢吨2033路灯4米钢杆LED灯盏6034镀锌钢管SC100米20035电缆沟1.0mx1.0m米50036电缆沟0.8mx0.8m米20037电缆手孔井座10表12-4主要仪表、自控设备材料一览表（1）仪表系统主要设备表序号仪表名称量程和规格单位数量构筑物名称备注1超声波液位差计量程：0-2m套3粗格栅用于检测格栅间渠道的液位，控制粗格栅自动清渣2超声波液位计量程:0~15米套2进水泵房用于控制水泵的开停台数3浮球开关套4进水泵房用于泵的干运转保护，高水位报警4硫化氢浓度计套1进水泵房5电磁流量计DN1400测量范围：0~2.0m3/s套1进水泵房测量原水水量，泵房-细格栅之间的管道上6超声波液位差计量程：0~2米套3细格栅用于检测格栅间渠道的液位，控制粗格栅自动清渣7pH测量仪测量范围：0~14套1细格栅监测进水水质8温度测定仪测量范围：10~35oC套1细格栅监测进水水质9COD在线监测仪表0~1000m/l套1细格栅监测进水水质10SS测定仪0~500mg/l套1细格栅监测进水水质11氨氮测定仪0〜50mg/l套1细格栅监测进水水质12硫化氢浓度计套2细格栅13溶解氧测量仪测量范围：0~10mg/l套2生物池监测生物池内溶解氧，控制鼓风机开停及风管各支管阀们的开度。14氧化还原电位仪测量范围：0±500mV套2生物池检测缺氧池和厌氧池氧化还原电位15MLSS测量仪测量范围：0~10g/l套2生物池监测生物池内混合液MLSS的浓度16空气流量计DN500测量范围：0~200m3/min套2生物池监测每个生物池的进风量17压力变送器0~套1鼓风机房监测出风总管压力18超声波液位计测量范围：0~4m套1回流污泥泵房用于控制泥泵运行19浮球开关套4回流污泥泵房高水位报警20电磁流量计DN800测量范围：0~2.5m3/s套1回流污泥管污泥流量计量21电磁流量计DN200测量范围：0~250m3/h套1剩余污泥管污泥流量计量22超声波泥污泥界面仪测量范围0〜5m,污泥浓度0~10g/L套6二沉池监测沉淀池污泥液位23电磁流量计DN350,0〜1000m3/h套3生物滤池生物滤池反冲洗管24压力变送器0~套6超滤车间产水泵进口25电磁流量计DN600,0〜1000m3/h套6超滤车间产水泵出口26在线浊度仪0〜20NTU套6超滤车间产水泵出口27音叉液位计双叉标准型，螺纹连接套2超滤车间真空罐28音叉液位计双叉标准型，螺纹连接套2超滤车间储气罐29超声波液位计0〜4m套1超滤车间次氯酸钠储罐30超声波液位计0〜4m套1超滤车间柠檬酸储罐

序号仪表名称量程和规格单位数量构筑物名称备注31电磁流量计DN40：0~103/h套1超滤车间次氯酸钠输送管32电磁流量计DN40：0~103/h套1超滤车间柠檬酸输送管33流量计DN500：0~20003/h套1超滤车间反冲洗管道34电磁流量计DN150测量范围：0~150m3/h套3贮泥池脱水机进口管道，污泥流量计量35转子流量计DN32套3脱水机房脱水机加药管道，加药量流量计算36硫化氢报警装置套1脱水机房37超声波液位计0~4米套2脱水机房贮泥池，冲洗水池各1,控制污泥泵、冲洗水泵运行38COD测量仪0~100mg/l套1出厂水干管39pH测量仪0~14精度：土套1出厂水干管40温度测定仪10~35oC套1出厂水干管41SS测定仪0~100mg/l套1出厂水干管42氨氮测定仪〜50mg/L精度：土10%套1出厂水干管43溶解氧仪0~10mg/l套1出厂水干管44超声波液位计0~4m套4加药间监测药池液位45电磁流量计DN1400测量范围：0~2m^s套1出水总管监测出水流量46压力式液位计0〜10m套2清水池47余氯分析仪0〜5mg/L套148压力变送器0~套3配水泵房配水泵出水管49溶解氧仪0~10mg/l套1便携式仪表便携式，不在线50PH测量仪0~14套1便携式仪表便携式，不在线51污泥浓度及SS测定仪0~10g/l套1便携式仪表便携式，不在线（2）自动化控制系统设备材料表编号名称型号和规格单位数量备注一综合办公楼中控室1监控计算机工业级，含操作系统套32控制台1200X1100X710(LXWXH)套33打印机A3彩色，激光打印机套24工业以太网交换机100Mbps，2光口，8电口套15计算机网络同轴电缆或双绞线米1006PLC编程软件与PLC配套套17工业实时数据库软件标准版1000点（含计算引擎、采集器）套18工业实时监控组态软件、应用软件网络版，无限点20web客户端套29便携式编程器便携式笔记本电脑台110UPS配电柜UPS（3kVA，30min）、开关、熔断器、端子、避雷器等面1二PLC1柜（格栅间变配电室）PLC可编程控制器（包括：CPU模块、电源模块、I/O模块、通讯模块等）、100Mbps工业以套1

太环网交