案例背景

义乌双江湖16万吨/日全地埋式污水处理厂工程项目,是浙江省重点工程,由水务集团投资建设,总投资概算13.78亿元。作为浙中首座大型全地埋式污水处理厂,项目位于稠江污水厂南侧,服务范围覆盖义乌主城区、经济开发区、城西街道工业区、北苑及江东部分区块,收水服务面积达133平方公里,直接服务人口超70万人,是义乌城市西部污水治理的核心基础设施,也是浙中地区污水资源化处理的标杆项目。

项目采用“全地埋式”建设模式,地上为生态公园及城市配套空间,地下为完整的污水处理工艺系统。这种特殊的建设形态,使得地下空间紧凑、设备布局密集,且厂区24小时连续运行,配套大量大功率水泵、风机、曝气设备及变频调速装置,对供配电系统的空间适配性、电能质量、运行稳定性及智能化管控提出了远超普通地面水厂的行业要求。

案例痛点

1.全地埋空间限制,设备集成度与散热压力大全地埋式结构导致地下电气设备舱空间相对狭小,设备安装密度极高,散热条件远优于地面厂区。大功率电气设备密集运行易产生局部热积聚,若电能质量不佳(如谐波、温升异常),极易引发设备过热跳闸,甚至引发火灾安全事故。

2.复杂负荷下的谐波与无功双重治理难题作为大型工业区与生活区混合的收水区域,负载包含感性工艺设备(风机、水泵)与非线性变频设备,同时存在无功功率损耗大与高次谐波污染的双重问题。若仅做单一补偿,会导致功率因数不达标或谐波放大,影响电网考核及设备寿命。

3.地埋环境下的运维便捷性与可靠性要求全地埋式厂区人员巡检频率低于地面水厂,且地下环境高湿、高尘、腐蚀性气体浓度高。传统电气设备防护等级不足、需人工频繁现场操作,无法适应地埋工况,易出现设备锈蚀、绝缘失效及运维故障停机风险。

4.智慧化管控与远程运维需求作为浙江省重点工程,项目要求实现地下厂区的“无人值守、远程监控”。电气系统需深度融入智慧水务平台,支持远程数据读取、故障预警及自动调控,传统分散式设备无法满足数字化、智能化的顶层设计要求。

5.投资概算约束下的全生命周期成本压力项目总投资规模大,在电气设备选型上需兼顾“初期投资”与“长期运维成本”。低效的电气设备将导致长期电费高企、设备更换频繁,压缩项目整体投资回报空间。

解决方案

针对以上痛点,采用我司AWIMD型晶闸管动态无功补偿装置+AWAPF型有源电力滤波器组合方案,可快速补偿系统无功、精准抑制5、7、11、13次特征谐波,有效改善功率因数偏低、谐波污染、电压波动及线路损耗过大等问题,全面提升供电系统运行稳定性与电能质量。

1.核心设备配置

AWIMD型动态无功补偿装置,并联电力电容器作为基础无功补偿单元,采用具备防燃防爆功能的天然蛭石作为填充物,有效避免设备在地下相对狭小空间产生局部热积聚,避免设备过热跳闸,甚至引发火灾安全事故。

AWAPF型有源滤波器针对全地埋式结构水厂的高湿、高盐雾、腐蚀环境,设备全部采用工业级三防漆处理,PCB板采用灌胶处理,针对复杂工况下的非线性负载,实现2~50次全频段动态谐波治理,精准补偿无功、三相不平衡。

2.技术实施路径

协同治理,双效达标:采用“无源补偿(电容+电抗)+有源治理(APF)”协同模式:通过系统集成控制,确保功率因数稳定在0.98以上,电压畸变率控制在GB/T 14549标准5%以内,双重满足环保与电网考核要求。

紧凑化设计,适配地埋空间:设备选型采用高集成度、小型化柜体设计,在保证性能的前提下缩小体积,适配全地埋厂区的狭窄空间。同时设备具备高效散热结构(如独立风道、高效散热片),解决地下空间散热难、温升高的痛点,保障设备在高温工况下稳定运行。

智能化联动,支撑远程运维:整套系统集成工业级物联网模块,支持Modbus以太网通信协议,可无缝接入厂区智慧管控中心。实现远程监控运行状态、故障自动报警、历史数据追溯,支持无人化值守,完全匹配全地埋式厂区的运维模式。

高防护耐候设计,适应地下环境:设备防护等级达到IP54及以上,采用防腐涂层、密封接线盒及耐腐蚀绝缘材料,有效抵御地下环境的高湿、高尘及腐蚀性气体,延长设备使用寿命,降低大修更换频率。

全生命周期降本,优化投资效益:方案自身损耗极低,通过高效节能减少长期电费支出。同时模块化设计支持在线扩容与维护,不影响地下厂区正常运行,大幅降低全生命周期运维成本。


应用价值

1.技术价值:引领全地埋式水厂电气系统建设标准
针对浙中首座大型全地埋式水厂,解决了“空间紧凑、散热困难、地下运维”等特殊场景下的电气难题,验证了“无源+有源”一体化方案在地下市政设施的适用性,树立了全地埋式污水处理厂电气系统建设的行业新标杆。
高防护、紧凑化的设备选型,为全国同类地下环保设施的电气设备配置提供了标准化参考范本。
2.经济价值:全生命周期降本增效,适配大型PPP/BOT项目
高效无功补偿与谐波治理,每年为项目节省数十万至数百万元的电费支出及力调罚款,直接提升水务集团的运营收益。
高可靠性设计减少了设备故障停机与更换成本,为13.78亿的总投资项目提供了长期的成本保障,优化了项目全生命周期的财务表现。
3.工程价值:保障民生工程与城市空间融合
确保了全地埋式厂区地下工艺设备的稳定运行,支撑16万吨/日的污水处理能力,保障义乌主城区及工业区的污水达标处理,守护区域水环境安全。
电气系统的智能化管控支持“地上公园+地下工厂”的高效运营模式,实现了城市空间利用与环保治理的完美融合,提升了城市形象。
4.行业价值:拓展电气设备在地下市政领域的应用深度
项目作为浙江省重点工程,成功应用多品类电气设备进行综合电能治理,为电气设备行业在地下综合管廊、全地埋式水厂、垃圾焚烧厂等特殊市政空间领域的市场拓展提供了成功案例。
推动了电气设备从“地面常规应用”向“地下高可靠、智能化、紧凑化应用”的技术升级,契合行业向特种环境电气解决方案发展的趋势。
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