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基本信息
- 項目名稱：
- 城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)利用城市污水的排放進(jìn)行發(fā)電節(jié)約污水提升泵站電能消耗。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對城市污水排放的特點，設(shè)計出城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)。通過在污水主管道放置微型水輪機，回收主管道污水流動的機械能，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。采用PLC作為控制器控制發(fā)電機上層的變頻器，從而控制發(fā)電機旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)電機發(fā)電時，通過在變頻器間采用直流母線并聯(lián)的方式，將產(chǎn)生的電能消耗到污水提升電機上，從而節(jié)省了電能消耗。系統(tǒng)還可以在城市暴雨期間將水輪機從發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電動狀態(tài)，加速城市排水。整個系統(tǒng)由上位機組態(tài)軟件通過Ethernet實時監(jiān)測，起到監(jiān)控、報警和記錄作用。經(jīng)過實驗驗證，系統(tǒng)有很好的節(jié)能效果，可以有效節(jié)省20%以上電量。隨著城市污水排放量的逐年增加以及污水處理廠的不斷擴建，城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的市場潛力也將顯現(xiàn)出來。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 城市每年都排放大量的污水，污水的能量一直都是隨著排放系統(tǒng)流失，從未有人想過這部分“綠色”能源的回收利用。城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)就可以將其實現(xiàn)，城市污水中的水分一般在99%以上，且經(jīng)過沉淀處理和柵欄之后，匯集到主管道時，污水中所含固體雜質(zhì)稀少，且流速穩(wěn)定，這樣就保證了污水能夠應(yīng)用于水力發(fā)電。發(fā)出的電能經(jīng)過變頻器直流母線被直接用在污水提升泵站的提升電動機上，可以有效節(jié)省電動機20%以上用電量。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)由水輪機、增速齒輪箱、發(fā)電機組成，這樣的創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的水力發(fā)電（水輪機和發(fā)電機組成）更能充分的收集水能。本系統(tǒng)在使用時即便污水的流速很低，經(jīng)過增速齒輪箱加速之后，發(fā)電機仍可以高速旋轉(zhuǎn)，將污水的機械能轉(zhuǎn)化成電能。與此同時，施耐德公司生產(chǎn)的ATV71變頻器直流母線并聯(lián)的接線方式解決了小型發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能回饋電網(wǎng)技術(shù)難度大，成本高的問題，將發(fā)電機上層的變頻器與電動機上層的變頻器直流母線并聯(lián)，電動機就可以直接使用發(fā)電機發(fā)出的電能，真正將污水的能量轉(zhuǎn)化成了有用的能源。在上訴兩種技術(shù)的保障下，城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)可以有效實施運行。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品于2010年11月在福建省福州市舉辦的“2010施耐德電氣杯大學(xué)生節(jié)能增效創(chuàng)新大賽”獲得團體二等獎
作品所處階段
- 作品處于實驗室階段，實驗室模型已經(jīng)可以正常運行和實驗。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可，專利權(quán)人或者授權(quán)人作為讓與方，許可受讓方在約定的范圍內(nèi)實施專利的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 模型；現(xiàn)場演示；圖片；錄像。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 城市污水處理節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)可以將城市污水中的能量進(jìn)行回收利用，有效節(jié)省提升泵站電動機20%用電量。本文拿上海市蘇州河支流污水截流工程為例，每年可以節(jié)省電能的價值為22.64萬元。根據(jù)設(shè)部規(guī)劃，“十一五”期間我國在供水、污水處理、中水回用和排水、水污染防治等方面的總投資將超過一萬億元人民幣，全國將新建污水處理廠1000多座，我國城市污水處理率將達(dá)70％以上。由此可知，本系統(tǒng)的應(yīng)用前景將非常廣闊。
同類課題研究水平概述
- 直流母線并聯(lián)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，并且施耐德電氣公司生產(chǎn)的ATV71變頻器的直流母線并聯(lián)技術(shù)在實踐中已經(jīng)得到很好的應(yīng)用，所以這些都為課題作品的實際應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。與此同時國內(nèi)外沒有相關(guān)的同類產(chǎn)品及設(shè)計，所以推廣課題作品可以獲得相關(guān)的經(jīng)濟效益。
