供水加壓泵站節(jié)能探討

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，資源的日益消耗，人們的節(jié)能意識和觀念也在不斷的提高。只有很好的進行節(jié)能改造，才能促進社會的可持續(xù)發(fā)展，促進人與自然的和諧相處。目前，供水泵站存在著許多問題和不合理的現(xiàn)象，能源浪費嚴重。對于供水加壓泵站的節(jié)能，筆者根據(jù)自己多年來在工程設(shè)計，工程管理和技術(shù)管理方面的經(jīng)驗和研究，闡述了供水泵站運行中的節(jié)能原理，并且針對這些問題提出了較為合理具體的改造方法。

關(guān)鍵詞：供水加壓泵站；節(jié)能措施；節(jié)能原理

1 前言

加壓泵站是企業(yè)中的一個耗能大戶，降低加壓泵站的耗電量能夠提高企業(yè)經(jīng)濟效率。近年來供水企業(yè)為了提高經(jīng)濟效益，響應(yīng)國家節(jié)能環(huán)保的號召，已經(jīng)在降低加壓泵站能耗、提高加壓泵站工作效率上面取得了一定的成果。然而許多泵站的設(shè)計規(guī)劃以及管理運行方面還是存在著許多問題，導(dǎo)致加壓泵站能耗大不經(jīng)濟的情況依然嚴重，在浪費能源的同時降低了供水企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 供水加壓泵站的節(jié)能運行現(xiàn)狀

在一些偏遠地區(qū)加壓泵站存在著建設(shè)標準低，規(guī)劃設(shè)計不合理的問題，并且這些加壓泵站沒有做好維修改造工作，許多老式的，應(yīng)當淘汰的設(shè)備依然在使用。許多老式的水泵與電機不能夠同步工作，二者不配套的情況降低了電機的工作效率，電耗量巨大，這些問題在這些地區(qū)的供水企業(yè)中普遍存在。還有的供水泵站采用老式的工頻泵來供水，這種憑借閥門開啟度來調(diào)節(jié)供水的方式已經(jīng)不適應(yīng)時代的發(fā)展，不適應(yīng)節(jié)能的需要。

例如某住戶區(qū)供水泵站泵出水壓力為0.78MPa，但是泵站供水管網(wǎng)所需壓力是0.60MPa，為了防止損壞用戶用水器具泵站人員采用了加大出水流量以降低出水壓力的方法來控制用戶的水壓。以此來將泵站的出口壓力調(diào)解為0.60MPa，但是這樣就造成了能量的浪費。

工程設(shè)計方案當中，為了順利完成建設(shè)，水泵型號的選定標準是依據(jù)最不利的工況。這樣的選定標準使得在實際運行的時候，由于用水量隨機變化的緣故，最大的設(shè)計流量都遠高于實際流量，從而造成不必要的電耗。

另一方面，供水泵在工作中常常處于揚程過剩的狀態(tài)。白天用水量較多，而到了夜里，用水量急劇減少的情況下供水管網(wǎng)壓力急劇增大，管網(wǎng)的漏水情況增加，甚至導(dǎo)致爆管以及損壞用水器具的情況發(fā)生。

從圖一可以看出，壓力變化范圍為0.15～0.36MPa，如果能夠采取一定的措施使得這部分的壓力能夠節(jié)省下來，就可以大大降低能耗。我們也需要認識到，不同的泵站因為出水壓力、最不利點的剩余壓力都不相同，所以節(jié)能的程度也不相同。常規(guī)的泵站將最不利點出流水頭設(shè)置為0.05MPa，這樣能夠節(jié)省0.1～0.31MPa能量。

當前二次加壓泵站的供水方式都是先將水放入低位水池，然后使用供水泵從水池中抽水。這一方式因為來水余壓白白消耗，會造成大量的資源浪費，從圖二進水壓力變化圖中可以看出這一問題。

3 節(jié)能改造措施

3.1 水泵節(jié)能

3.1.1 水泵選型

水泵站是企業(yè)的一個耗能大戶，節(jié)約能耗優(yōu)化選泵是至關(guān)重要的。但是一些企業(yè)通常選用大流量、高揚程的水泵以求供水保險。這樣做的結(jié)果就是能耗大不經(jīng)濟。事實上，不同季節(jié)根據(jù)用水量不同，整個供水系統(tǒng)工況是隨著水量變化在發(fā)生變化的，一年中將有大部分時間處于低流量低耗能狀態(tài)。在選擇水泵時候確定好合理的輸水揚程和流量，兼顧用戶的水量需求和節(jié)能兩大方面。

3.1.2 做好水泵的管理維修和更換的工作

加大水泵維修管理的力度，結(jié)合當?shù)氐挠盟畬嶋H情況，適時的更換部件或是更換新型節(jié)能泵來適應(yīng)新的輸水要求，保證水泵高效運行。

3.1.3 水泵調(diào)速

當前許多二次加壓泵站仍舊使用工頻泵供水，這些加壓泵站可以全部換用或是部分換用變頻控制的運行方式，用最不利點的壓力來計算泵口壓力。

現(xiàn)在仍舊使用工頻泵供水的二次加壓泵站可以全部或部分換用變頻控制的運行方式，用最不利點來計算泵口壓力。這樣能夠節(jié)省小于額定流量產(chǎn)生的水泵剩余揚程，也能夠節(jié)省網(wǎng)管流速減小產(chǎn)生的剩余揚程。不但可以降低耗電量，也能節(jié)約水資源。

3.2 串聯(lián)疊壓供水實現(xiàn)節(jié)能

在浙江濱江區(qū)供水疊壓站的設(shè)計過程中，我公司應(yīng)用了一系列節(jié)能技巧：主泵用的是串接疊壓法，用管網(wǎng)的富裕水頭降低水泵的出水揚程；用管網(wǎng)控制點的恒壓供水調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，使疊壓站的出水壓力始終維持在合理范圍，以便減少疊壓過程中的揚程浪費，達到節(jié)能效果。生產(chǎn)性試驗證明設(shè)計意圖已實現(xiàn)。浙江濱江區(qū)疊壓站屬于管網(wǎng)中途疊壓泵站，市中心區(qū)百分之六十五的水由其提供。經(jīng)長距離運輸，水廠供出的水壓力下降難以供至用戶，疊壓站將水增壓后供至用戶。過去的做法是，等水進入清水池后用水泵從清水池抽水加壓進入城市供水管網(wǎng)，此時泵組揚程為52m。用管道泵串接疊壓的原理進行加壓供水可以充分利用管道輸水的自由水頭，這樣就可以將增壓站水泵的出水揚程降低17m，有原來的52m降至如今的35m。具體做法是，將增壓泵的吸水管直接與輸水干道相連，通過計算將串接增壓泵的流量控制在專用輸水干管輸水能力的百分之七十，其余的水進入清水池。

3.3 合理進行經(jīng)濟調(diào)度

供水運行中，在保證水量、水壓滿足要求的前提下，做好經(jīng)濟調(diào)度也是節(jié)能的有效手段之一。

3.3.1 在加壓泵站中要充分提高清水池水位，以減少電耗

在夜間用電低谷時，蓄足清水池水量，以節(jié)約電能，確保清水池盡可能在高水位運行，減少水泵吸程，從此節(jié)約電能。

3.3.2 依據(jù)供水量和管網(wǎng)壓力，及時調(diào)整開機臺數(shù)及類型，優(yōu)化運行方案，定期做好設(shè)備測試保養(yǎng)，優(yōu)先開啟效率高的機組，并保證水泵運行在高效區(qū)間內(nèi)，以達到節(jié)能的目的。

3.3.3 采用變頻調(diào)速技術(shù)，確定變頻調(diào)速泵組，適時進行變頻調(diào)速，保證機泵變頻后均在高效區(qū)范圍內(nèi)運行。

4 應(yīng)用實例

浙江濱江區(qū)泵站的節(jié)能改造。機組臺數(shù)的合理選擇是影響水泵運行效率的關(guān)鍵。濱江區(qū)泵站原用1臺8sh-9型水泵全速運行，水泵的運行效率為76%，高峰供水加開6sh-6A水泵，運行效率69%，仍不能滿足供水需求，急需節(jié)能改造。現(xiàn)采用新購的1臺KQSN200-M13/204型水泵1套，配用電機45kW和1臺KQSN200-M12/211型水泵1套，配用電機75kW，經(jīng)變頻調(diào)速運行后，2臺泵的運行效率分別為85%和82.5%。水泵機組運行整改方案見表1。

在總功率相同時，在相同工況條件下，2臺水泵每小時多供水302立方米。2008年，在供水運行中對KQSN200-M12/211水泵進行變頻調(diào)速改造后，不僅穩(wěn)定提高了泵站的運行效率，還確保了高位地區(qū)安全供水；當年就收回了全部配套投資，而且還年均節(jié)約電費7.8萬元。

5 結(jié)束語

綜上所述，降低加壓泵站的耗電量能夠提高企業(yè)經(jīng)濟效率，并且符合社會節(jié)能環(huán)保的需要。供水加壓泵站能耗高、不經(jīng)濟的現(xiàn)象普遍存在，為此我們需要加大對供水加壓泵站的管理力度，即時做好設(shè)備的維修和更換工作。在這一過程中我們要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，不能僅憑主觀臆斷。供水加壓泵站不僅要滿足供水的需要，又要考慮盡可能地降低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益；還要考慮由此而帶來的社會效益。

參考文獻

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