摘要：随现代社会城市化进程加快，生活垃圾燃烧产生的渗滤液需要进一步处理。作为垃圾渗滤液处理站设计的重要部分，本文对垃圾渗滤液处理站的电气设计进行了阐述，并提出需特殊设计之处，以期为提高垃圾渗滤液处理站电气设计的可靠性，合理性提供借鉴和参考。
关键词：渗滤液处理；电气设计；合理性
1垃圾渗滤液处理站电气设计概况
目前我国越来越多的城市生活垃圾采用集中焚烧处理方式，垃圾堆放发酵产生的渗滤液需要集中处理。垃圾渗滤液处理站电气设计需要在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理性。
某垃圾渗滤液处理站，处理规模为300m3/d，采用：预处理单元+厌氧处理单元+生化处理单元+污泥处理单元+深度处理单元的工艺路线。电气设计范围包括：低压配电系统，照明系统，电话、网络系统，安防监控系统，火灾自动报警及联动控制系统和建筑物防雷、接地系统等
2具体设计
2.1供电设计
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
渗滤液处理站属于三类负荷，从经济性和可靠性角度考虑，总体上不需要采用双电源供电。但考虑到沼气燃烧用的火炬和产生沼气的调节池，A/O池需要除臭风机进行24小时不间断运行，因此增加1路70KW左右的保安电源具有合理性。本项目采用一路10kV电源供电，来自主厂房10KV配电房馈柜,10KV高压线采用铠装电缆，由主厂房高压室沿马路工艺管架过马路后埋地敷设，沿深度处理车间室外、风机房室外至1#配电室变压器高压侧，埋地深度地下1米以上。本项目设备负荷的配电从变压器低压侧电源分配柜出线母排至各配电柜,照明电源引自本项目低压柜。
2.2照明设计
本垃圾渗滤液站为主体1层加局部2层混凝土砖墙结构。处理站内不同功能的房间进行光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据单位容量法进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量。充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约人工照明电能；厂房内照明及插座支线尽量采用穿钢管暗敷方式，不便暗敷处采用穿钢管沿墙，梁，柱，明敷，平台各支线穿钢管沿平台下面敷设。房间内照明支线穿钢管在墙内，顶板，吊顶内暗敷，插座支线穿钢管在墙内，地板内暗敷。线路敷设时五根及五根以下线路可共穿一根DN20钢管。
一般照明：1#配电室、2#处理配电室、A/O池、调节池、罗茨风机房设置照明控制箱，带照明及插座等回路。应急照明：在1#配电室设置应急照明配电箱，带双电源自动转换开关。楼梯和楼梯前室、电梯前室使用正常、应急两用灯，其余空间设置专用线路事故照明灯，另按照规范设置疏散指示照明。
附表1：公用建筑照明节能计算书
照明的照度标准值规定：设备间200lx、池顶150lx、集中控制室300lx库房走廊150lx、化验室300lx等。
2.3动力设计
根据工艺设备清单，通过计算得到计算负荷。按照允许发热条件选择供配电系统的导线截面、确定变压器容量。如果估算过高，导致工程投资的提高。反之，估算过低，又会使供电系统的线路及电气设备由于无法长期过负荷运行，加速其绝缘老化的速度，降低使用寿命，影响供配电系统的可靠运行。负荷计算尽量力求合理、可靠并接近实际工况。
计算方法
（1）需要系数法。用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接算出计算负荷。（2）设备容量的计算
①在计算用户的设备容量时，应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处理再相加：
②单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率。
②连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率，是轴输出有功功率，未计入电动机本身的损耗
③短时工作电机，需考虑使用系数。
④照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。如荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗。低压卤钨灯、低压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗。
⑤成组用电设备的设备容量不包括备用设备。单相负荷均衡的分配到三相上。
⑥消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量。
施工图阶段采用需要系数法。计算容量（计算负荷、有功功率）：
Pjs=Kx*Pe （式-1）
Pjs--计算容量（kW）
Kx--需要系数
Pe--设备容量
视在容量（视在功率）:
S=Pjs/cosφ（kVA） （式-2）
无功负荷（无功功率）:
Q=(S2-Pjs2)1/2（kvar） （式-3）
S= (Pjs2+Q2)1/2(kVA) （式-4）
（3）计算内容
对于各个工艺单元进行负荷计算，然后在此基础上进行总的负荷计算，最后得到变压器容量选择800KVA较为合理。
（4）注意事项：
a.单台设备的功率一般取其铭牌上的额定功率。
b.连续工作的电动机的设备容量即铭牌上的额定功率，是抽输出功率，未计入电动机本身的损耗。
c.照明负荷的用电设备容量是所有电源的额定功率加上附属设备的功率。
2.4开关设备、导线及电缆 线的选择
开关设备的选择原则
开关的整定电流应该大于回路的计算电流，小于导线的载流量。在整个供电系统中开关的整定电流满足上一次比下一级大。
电缆
交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中敷设。本项目渗滤液处理站除了配电室外均为桥架布置，无需更多的铠装电缆。
2）低压配电电缆选用ZRC-YJV-0.6/1KV电缆穿SC管沿桥架或预埋电缆沟敷设。动力电缆采用ZRC-YJV-0.6/1KV型,控制电缆采用ZRC-KYJVP-0.5KV型。
2.5管线布置
管线布置方案选择
动力电缆：从配电室到各个房间布置桥架，导线出桥架后用金属镀锌管加金属软管与用电设备就地接线箱或配电箱连接。
控制电缆：从现场控制箱或低压配电室至PLC机柜，按动力电缆与控制电缆分开布置的原则，布设双层桥架，部分采用同一层桥架内金属隔板隔开。
管线布置技术要求电缆桥架水平安装时，跨距一般为1.5m，垂直敷设时，其固定点间距不宜大于2m。
金属管线布线
（1）渗滤液站顶部池顶，采用金属管布线；
（2）三根以上的绝缘导线穿于同一根管时，其总截面不应超过管内截面积的40%；
（3）两根绝缘导线穿于同一根管时，管内径不应小于两根导线外径之和的1.35倍；
（4）不同回路的线路不应穿于同一根金属管内；
（5）金属管布线的管路较长或有弯时，宜适当加装拉线盒，两点间距应符合下列要求：
a、对无弯的管路，不超过30m
b、两点间有一个弯时，不超过20m
c、两点间有两个弯时，不超过15md、两点间有三弯时，不超过8m
2.6视频监控系统
闭路电视监控系统主要由摄像机、云台、视频切换器、监视器、录像机与控制台等设备组成。 包含3个功能模块：本地监控（控制室）、视频数字化及硬盘录像 、网络接入及传输。
本地监控：在控制室配备1台数字主机并配备1台彩色50"液晶电视，可以显示所有监视点的监视画面，并控制摄像机、云台、镜头动作，直观、便捷、及时地了解生产现场情况，准确、有效地实施生产管理。
视频数字化及硬盘录像：所配置的数字主机，将监视点的摄像机图像数字化，根据需要以图像文件的方式记录在硬盘中，并且可以任意调用、回放、打印。
（1）前端摄像机按照使用用途和安装环境的不同分别采用球形摄像机和枪式摄像机，根据安装位置的不同，分别采用平台或壁挂式安装；
（2）对于距离较远的摄像机采用光纤传输。
（3）视频监控系统独立成网。
中控设置
（1）工业电视监视器和硬盘录像机安装于控制室内。
（2）50寸液晶电视和硬盘录像机各壹台作为存储、显示和控制设备，图像存储时间达到一个月。
视频监控系统连接图如下：
附图1：视频监控连接图
2.7防爆区域电气设计
（1）本项目中厌氧罐附近、调节池顶，综合调节池，污泥脱水间二层为防爆区域.。施工应符合危险场所电气防爆安全规范中有关规定。
（2）本项目储酸间、加药间照明灯具选用三防灯，中控室、配电间、照明灯具选用日光灯，其他现场照明灯具选用防爆灯。
（3）防爆区域内照明线路采用穿镀锌钢管敷设；灯具、开关均采用防爆型，连接处采用防爆挠性管。
（4）等电位连接、防雷与接地系统
（5）本设计安装有用于检测可燃气体的仪表，分别在厌氧罐区域沼气检测仪、硫化氢检测仪，硝化池氨气检测仪，此仪表均为防爆型。
（6）本项目操作箱1FX1-1FX10选用防爆型，防护等级为IP65。1CX1-1CX4为户内型，防爆等级为IP65。
2.8防雷及接地设计
2.8.1计算过程
建筑物年预计雷击次数应按下式确定
计算公式：N=KxNgxAe （式-5）
式中：N—建筑物预计雷击次数（次/a）;
K—校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于
旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；本项目渗滤液处理站地处浙江沿海，取1.5；
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2•a）]；
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。
Ae=[LW+2（L+W）[H（200-H）]1/2+πH（200-H）]X10-6 （式-6）
本建筑物长L=24m 宽W=15m 高H=12m 校正系数K=1.5
雷击大地的年平均密度Ng按下式计算
Ng=0.1Txd （式-7）
Td:年平均雷暴日——项目所在地区为36.9d/a。
经计算验证本建筑物年预计雷击次数为N=0.04
2.8.2主要设计思路：
（1）本建筑物年预计雷击次数0.04次/年，按第三类防雷建筑物设计防雷，屋顶接闪网连接线网格不大于24mX16m或20mX20m，引下线间距不大于25m。
（2）利用建筑基础钢筋网作为接地装置，利用构造柱内不小于∅16四根对角主筋作防雷引下线。
（3）厌氧罐采用∅12热镀锌圆作为接闪带，支柱间隔1000mm。利用2根25X4热镀锌扁钢作引下线。引下线与地下-60x8镀锌扁钢焊接，并作防锈。
（4）伸出屋面的金属管道和安装在屋面上的设备外壳等用-40X4mm热镀锌扁钢与接闪带连接起来，接闪带过伸缩缝（沉降缝）处需做跨接线。连通。所有电气设备正常不带电金属部分均应可靠接地，总电源进线处做重复接地。
（5）接地检测板处匀应设置明显引下线（用热镀锌扁钢-60x8沿柱敷设），该引下线与接地检测板可靠焊接。防雷接地、工作接地、保护接地及其它需要接地的设备，均共用接地装置，接地电阻不大于1欧。当实测接地电阻满足不了要求，补打人工接地极，直到满足要求。
（6）进出建筑物的电力电缆都为YJV22型，电缆外皮两端接地，电缆在入户处需安装相匹配的防雷器，防雷器技术参数需满足标称放电电流IN不小于15KA(10/350μS)或IN不小于50KA(8/20μS)。
（7）所有与避雷有关的焊接均需采用搭接方式。
3结语
目前垃圾渗滤液处理站电气设计过程较复杂，提高电气设计的可靠性和经济性，需要针对每一个子设计项目进行分析，优化设计流程，引入更多的智能、节能设备和设计概念，科学计算和确定各个设计参数，进而保证在满足稳定处理渗滤液系统的工艺要求的基础上，实现经过设计后，渗滤液站运行最经济、效率最高、效益最大化。
参考文献
[1]孙凤娟. 如何提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J].科技信息，2010（35）：524
[2]《供配电系统设计规范》GB50052－2009；
[3]《低压配电设计规范》GB50054－2011；
[4]《建筑照明设计标准》GB50034－2013；
[5]《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90-2009；
[6]《建筑物防雷设计规范》GB50057－2010；
[7]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
论文作者:崔卫星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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