供水加壓泵站節能探討

摘 要：近年來，隨著經濟的發展，資源的日益消耗，人們的節能意識和觀念也在不斷的提高。只有很好的進行節能改造，才能促進社會的可持續發展，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象，能源浪費嚴重。對于供水加壓泵站的節能，筆者根據自己多年來在工程設計，工程管理和技術管理方面的經驗和研究，闡述了供水泵站運行中的節能原理，并且針對這些問題提出了較為合理具體的改造方法。

關鍵詞：供水加壓泵站；節能措施；節能原理

1 前言

加壓泵站是企業中的一個耗能大戶，降低加壓泵站的耗電量能夠提高企業經濟效率。近年來供水企業為了提高經濟效益，響應國家節能環保的號召，已經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。然而許多泵站的設計規劃以及管理運行方面還是存在著許多問題，導致加壓泵站能耗大不經濟的情況依然嚴重，在浪費能源的同時降低了供水企業的經濟效益。

2 供水加壓泵站的節能運行現狀

在一些偏遠地區加壓泵站存在著建設標準低，規劃設計不合理的問題，并且這些加壓泵站沒有做好維修改造工作，許多老式的，應當淘汰的設備依然在使用。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的供水企業中普遍存在。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節供水的方式已經不適應時代的發展，不適應節能的需要。

例如某住戶區供水泵站泵出水壓力為0.78MPa，但是泵站供水管網所需壓力是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解為0.60MPa，但是這樣就造成了能量的浪費。

工程設計方案當中，為了順利完成建設，水泵型號的選定標準是依據最不利的工況。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。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壓力急劇增大，管網的漏水情況增加，甚至導致爆管以及損壞用水器具的情況發生。

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，所以節能的程度也不相同。常規的泵站將最不利點出流水頭設置為0.05MPa，這樣能夠節省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 節能改造措施

3.1 水泵節能

3.1.1 水泵選型

水泵站是企業的一個耗能大戶，節約能耗優化選泵是至關重要的。但是一些企業通常選用大流量、高揚程的水泵以求供水保險。這樣做的結果就是能耗大不經濟。事實上，不同季節根據用水量不同，整個供水系統工況是隨著水量變化在發生變化的，一年中將有大部分時間處于低流量低耗能狀態。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，結合當地的用水實際情況，適時的更換部件或是更換新型節能泵來適應新的輸水要求，保證水泵高效運行。

3.1.3 水泵調速

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。這樣能夠節省小于額定流量產生的水泵剩余揚程，也能夠節省網管流速減小產生的剩余揚程。不但可以降低耗電量，也能節約水資源。

3.2 串聯疊壓供水實現節能

在浙江濱江區供水疊壓站的設計過程中，我公司應用了一系列節能技巧：主泵用的是串接疊壓法，用管網的富裕水頭降低水泵的出水揚程；用管網控制點的恒壓供水調整水泵的轉速，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，達到節能效果。生產性試驗證明設計意圖已實現。浙江濱江區疊壓站屬于管網中途疊壓泵站，市中心區百分之六十五的水由其提供。經長距離運輸，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，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 合理進行經濟調度

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

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，從此節約電能。

3.3.2 依據供水量和管網壓力，及時調整開機臺數及類型，優化運行方案，定期做好設備測試保養，優先開啟效率高的機組，并保證水泵運行在高效區間內，以達到節能的目的。

3.3.3 采用變頻調速技術，確定變頻調速泵組，適時進行變頻調速，保證機泵變頻后均在高效區范圍內運行。

4 應用實例

浙江濱江區泵站的節能改造。機組臺數的合理選擇是影響水泵運行效率的關鍵。濱江區泵站原用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，急需節能改造。現采用新購的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，經變頻調速運行后，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水泵進行變頻調速改造后，不僅穩定提高了泵站的運行效率，還確保了高位地區安全供水；當年就收回了全部配套投資，而且還年均節約電費7.8萬元。

5 結束語

綜上所述，降低加壓泵站的耗電量能夠提高企業經濟效率，并且符合社會節能環保的需要。供水加壓泵站能耗高、不經濟的現象普遍存在，為此我們需要加大對供水加壓泵站的管理力度，即時做好設備的維修和更換工作。在這一過程中我們要結合當地的實際情況，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，提高企業的經濟效益；還要考慮由此而帶來的社會效益。

參考文獻

[1]馬文剛，劉延玲.城市供水泵站節能相關問題分析探討[Z].自主創新振興東北高層論壇暨第二屆沈陽科學學術年會.

[2]姚宇.新城鎮二次加壓供水泵站高效節能運行方式探討[Z].建筑二次供水技術推廣與管理經驗交流會.