基本信息
- 项目名称：
- 城市污水处理节能发电系统的设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 城市污水处理节能发电系统利用城市污水的排放进行发电节约污水提升泵站电能消耗。
- 详细介绍：
- 针对城市污水排放的特点，设计出城市污水处理节能发电系统。通过在污水主管道放置微型水轮机，回收主管道污水流动的机械能，将机械能转化为电能。采用PLC作为控制器控制发电机上层的变频器，从而控制发电机旋转磁场的同步转速。当发电机发电时，通过在变频器间采用直流母线并联的方式，将产生的电能消耗到污水提升电机上，从而节省了电能消耗。系统还可以在城市暴雨期间将水轮机从发电状态转换为电动状态，加速城市排水。整个系统由上位机组态软件通过Ethernet实时监测，起到监控、报警和记录作用。经过实验验证，系统有很好的节能效果，可以有效节省20%以上电量。随着城市污水排放量的逐年增加以及污水处理厂的不断扩建，城市污水处理节能发电系统的市场潜力也将显现出来。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 城市每年都排放大量的污水，污水的能量一直都是随着排放系统流失，从未有人想过这部分“绿色”能源的回收利用。城市污水处理节能发电系统就可以将其实现，城市污水中的水分一般在99%以上，且经过沉淀处理和栅栏之后，汇集到主管道时，污水中所含固体杂质稀少，且流速稳定，这样就保证了污水能够应用于水力发电。发出的电能经过变频器直流母线被直接用在污水提升泵站的提升电动机上，可以有效节省电动机20%以上用电量。
科学性、先进性
- 城市污水处理节能发电系统由水轮机、增速齿轮箱、发电机组成，这样的创新型结构比传统的水力发电（水轮机和发电机组成）更能充分的收集水能。本系统在使用时即便污水的流速很低，经过增速齿轮箱加速之后，发电机仍可以高速旋转，将污水的机械能转化成电能。与此同时，施耐德公司生产的ATV71变频器直流母线并联的接线方式解决了小型发电系统所发出的电能回馈电网技术难度大，成本高的问题，将发电机上层的变频器与电动机上层的变频器直流母线并联，电动机就可以直接使用发电机发出的电能，真正将污水的能量转化成了有用的能源。在上诉两种技术的保障下，城市污水处理节能发电系统可以有效实施运行。
获奖情况及鉴定结果
- 作品于2010年11月在福建省福州市举办的“2010施耐德电气杯大学生节能增效创新大赛”获得团体二等奖
作品所处阶段
- 作品处于实验室阶段，实验室模型已经可以正常运行和实验。
技术转让方式
- 专利实施许可，专利权人或者授权人作为让与方，许可受让方在约定的范围内实施专利的技术转让。
作品可展示的形式
- 模型；现场演示；图片；录像。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 城市污水处理节能发电系统可以将城市污水中的能量进行回收利用，有效节省提升泵站电动机20%用电量。本文拿上海市苏州河支流污水截流工程为例，每年可以节省电能的价值为22.64万元。根据设部规划，“十一五”期间我国在供水、污水处理、中水回用和排水、水污染防治等方面的总投资将超过一万亿元人民币，全国将新建污水处理厂1000多座，我国城市污水处理率将达70％以上。由此可知，本系统的应用前景将非常广阔。
同类课题研究水平概述
- 直流母线并联在技术上已经成熟，并且施耐德电气公司生产的ATV71变频器的直流母线并联技术在实践中已经得到很好的应用，所以这些都为课题作品的实际应用打下了坚实的基础。与此同时国内外没有相关的同类产品及设计，所以推广课题作品可以获得相关的经济效益。
