水廠水泵運(yùn)行的節(jié)能問題探析

摘 要：綠色環(huán)保是當(dāng)前人類社會(huì)發(fā)展的主旋律。面對(duì)能源緊張的困難局勢(shì)，我國政府大力倡導(dǎo)、推進(jìn)節(jié)能減排，引導(dǎo)、支持各行各業(yè)結(jié)合各自特點(diǎn)實(shí)施技術(shù)升級(jí)改造，降低能耗，提高用能效率。供水系統(tǒng)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民生保障的重要基礎(chǔ)設(shè)施。傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中的水泵存在用能大、效率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重的情況，深入研究水泵節(jié)能技術(shù)，提高供水系統(tǒng)用能效率，對(duì)于整個(gè)水廠及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的影響。文章圍繞水泵運(yùn)行節(jié)能技術(shù)有關(guān)問題進(jìn)行探討，闡述了水泵節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分析了開展水泵運(yùn)行節(jié)能的主要方法，希望對(duì)我國水廠開展節(jié)能降耗工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：水廠水泵；運(yùn)行消耗；節(jié)能技術(shù)

引言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，加快了能源消耗的速度。現(xiàn)代社會(huì)，社會(huì)化大生產(chǎn)對(duì)能源的依賴程度與日俱增。電能作為現(xiàn)代社會(huì)主要能源種類，其供應(yīng)日趨緊張，嚴(yán)重限制了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國作為能源消耗大國，電能緊缺問題尤其嚴(yán)重。面對(duì)嚴(yán)峻的電能供應(yīng)形勢(shì)，各行各業(yè)都積極開拓思維，創(chuàng)造性的開展工作，想方設(shè)法改進(jìn)工藝，降低能耗或者尋找其他類型的能源予以代替。在我國國民經(jīng)濟(jì)體系中，供水行業(yè)屬于耗能大戶，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國供水系統(tǒng)中，各類水泵消耗電能所占比例最大，約占整個(gè)行業(yè)電能消耗的百分之八十以上。這主要是傳統(tǒng)供水生產(chǎn)中水泵長時(shí)間處于非高效運(yùn)行狀態(tài)。這種低效運(yùn)行無疑會(huì)造成大量電能浪費(fèi)，不僅給供水企業(yè)造成沉重的成本負(fù)擔(dān)，還會(huì)造成能源的浪費(fèi)，進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)境污染。這些對(duì)我國經(jīng)濟(jì)乃至社會(huì)各方面的發(fā)展是十分不利的。為提高供水企業(yè)用電效率，響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召，必須要對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行改造，在保證滿足水泵網(wǎng)管供水壓力的同時(shí)，減少無謂的電能消耗，從而為國家經(jīng)濟(jì)節(jié)能做出貢獻(xiàn)。

1 水泵的流量調(diào)節(jié)與節(jié)能方式

在我國供水系統(tǒng)中，水的流量是水泵站日常運(yùn)行過程中的重要參數(shù)指標(biāo)。供水企業(yè)通過對(duì)流量的調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)水泵使用情況的管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)的控制。供水系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，必須要從流量管理控制上著手，目前主要有以下兩種方式：一是調(diào)整供水管路閥門開關(guān)大小，管路中水的流量與管道上閥門開閉程度直接相關(guān)，調(diào)整管路閥門大小是控制水流量的最直接方法。在水泵轉(zhuǎn)速保持不變的前提下，閥門開度越大，管路中水的流量也就越大，反之，管道閥門開度越小，水流量也就越小。二是采用變速條件的方法，即對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制水流量的目的。水泵轉(zhuǎn)速越高，水流量也就越大，反之，水泵轉(zhuǎn)速下降，水流量也就隨之減少。當(dāng)然，這是在管道其他條件保持不變的前提下。相對(duì)于傳統(tǒng)的閥門調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)方式可以顯著降低供水管路能量損耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。我國通過引入國外變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)變頻器的國產(chǎn)化，目前，我國國產(chǎn)變頻器已經(jīng)投入實(shí)際使用中，在相關(guān)領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用。

2 實(shí)施水廠水泵運(yùn)行的節(jié)能技術(shù)

2.1 正確選擇調(diào)速水泵的類型

變速技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中通過使用調(diào)速水泵來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段我國水泵根據(jù)調(diào)節(jié)技術(shù)特點(diǎn)分為節(jié)流調(diào)節(jié)和調(diào)速調(diào)節(jié)兩種，二者技術(shù)特點(diǎn)各異，適用范圍也不一樣，和節(jié)流調(diào)節(jié)水泵相比，調(diào)速調(diào)節(jié)水泵在節(jié)能降耗方面表現(xiàn)更為突出。在實(shí)際工作中，要根據(jù)具體使用環(huán)境和使用要求選擇具有針對(duì)性的調(diào)速水泵，確保選擇的水泵的調(diào)速范圍和調(diào)速控制方式滿足使用條件，能夠達(dá)到所要求的節(jié)能效果。

2.1.1 確定水泵調(diào)速范圍

在對(duì)水泵調(diào)速范圍進(jìn)行確定時(shí)，需要綜合水泵技術(shù)特點(diǎn)、功能、特性、供水負(fù)荷變化、供水管道實(shí)際情況以及調(diào)速控制技術(shù)方式等因素進(jìn)行考慮，雖然調(diào)速越低，可控制的流量范圍也就越大，但由于對(duì)應(yīng)的節(jié)能效果并不突出，所以不能盲目選擇過低的轉(zhuǎn)速。以此為原則，選擇最合適的轉(zhuǎn)速下限。此外，在調(diào)速后，一定要控制好泵的工況點(diǎn)，讓其在高效區(qū)的范圍內(nèi)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

2.1.2 合理選用調(diào)速泵數(shù)量，有效搭配恒速泵

目前我國供水企業(yè)基本上都是使用一臺(tái)調(diào)速泵搭配若干臺(tái)恒速泵，然后以并聯(lián)的方式進(jìn)行運(yùn)行。在達(dá)到最高的供水要求時(shí)，使調(diào)速泵的最小供水量應(yīng)盡量小于等于最小時(shí)用水量。如果是以多泵并聯(lián)的方式進(jìn)行運(yùn)行，應(yīng)盡量采取兩臺(tái)調(diào)速泵進(jìn)行使用，同時(shí)要以調(diào)速控制的方式為依據(jù)，合理選擇調(diào)速泵。

2.2 水泵運(yùn)行的節(jié)能原理

水廠通過調(diào)節(jié)變頻恒壓變量給水系統(tǒng)的給水壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的耗能調(diào)節(jié)。在水泵的具體設(shè)計(jì)過程中可以適當(dāng)降低給水壓力計(jì)算精度。下面對(duì)水泵運(yùn)行節(jié)能技術(shù)原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，此處以Q與H分別代表水流量和水泵揚(yáng)程，Q的取值范圍從零到Qmax，H的取值范圍從Hmin到Hmax。其中，給水最大流量為Qmax，給水要求最大壓力為Hmax，Hmin為系統(tǒng)要求的壓力。在夜間人們多數(shù)休息的時(shí)間段里，用水量明顯降低，甚至可以降到零。而在用水高峰期，管道中水流量為最大值Qmax，系統(tǒng)最小給水揚(yáng)程應(yīng)對(duì)供水高度進(jìn)行保證，最小揚(yáng)程和管路損失應(yīng)與最大給水揚(yáng)程持平，即Hmax等于Hmin與Hmax之和。

水泵效率受水泵轉(zhuǎn)速、流量、揚(yáng)程等參數(shù)影響，要實(shí)現(xiàn)高水平的水泵運(yùn)行效率，必須對(duì)上述因素進(jìn)行優(yōu)化，改善水泵工況。通過使用變頻調(diào)速技術(shù)，水泵可以長時(shí)間處于高效運(yùn)行區(qū)間，從而實(shí)現(xiàn)能源的高效使用。這也就是為何要使用變頻技術(shù)的原因。為保證用戶用水，管道中的給水流量勢(shì)必要與用水量相適應(yīng)，用水量越大，給水流量也要越大，如果只用一臺(tái)泵，必然會(huì)使水泵的效率變得很低，對(duì)功率造成浪費(fèi)。基于這個(gè)原因，水廠在進(jìn)行給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)使用對(duì)多泵并聯(lián)的給水方式，根據(jù)用戶用水在不同的時(shí)間所造成的流量值，采用不同的開泵方式。用水越多，流量越大，開泵數(shù)量越多，反之，流量越少，開泵也越少。根據(jù)不同時(shí)間段的用水量，對(duì)水泵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而有效改善節(jié)能的效果。雖然并聯(lián)的水泵臺(tái)數(shù)越多越好，但是也會(huì)因?yàn)閿?shù)量增加造成設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及對(duì)電氣控制系統(tǒng)難以掌控的局面，所以，必須合理地選用水泵并聯(lián)臺(tái)數(shù)，避免系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性與合理性下降。

3 結(jié)束語

節(jié)能降耗、綠色環(huán)保是今后經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和民生保障等社會(huì)活動(dòng)開展的主要原則，也是我國實(shí)現(xiàn)具有中國特色的社會(huì)主義偉大事業(yè)的重要舉措。隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革的逐步推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷深化，原有的粗放型生產(chǎn)方式勢(shì)必會(huì)被更加科學(xué)、精細(xì)、環(huán)保的新型生產(chǎn)方式所替代。供水系統(tǒng)是城市生產(chǎn)、生活不可缺少的重要組成，在國民經(jīng)濟(jì)體系中發(fā)揮著至關(guān)重要的基礎(chǔ)保障作用。做好水廠水泵運(yùn)行節(jié)能降耗，對(duì)于提高供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低供水能耗，改進(jìn)整個(gè)社會(huì)的節(jié)能水平有著極為重要的積極作用。供水企業(yè)要充分認(rèn)識(shí)到水泵運(yùn)行節(jié)能的重要意義，深入推進(jìn)節(jié)能技術(shù)研究，提高能源使用效率，做好技術(shù)措施保障，從而提高企業(yè)乃至社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展效益。

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