基于目標電耗的城鎮供水泵機組節能技術的研究及應用

岳金文，李志鵬，秦 武，洪順軍，蔡海兵

1 前言

水泵作為主要的通用能耗設備，約消耗全國發電總量的20%［1］。目前很多供水泵站存在水泵選型不當、能耗評估困難等問題［2~5］。在供水系統中水泵的選型既要考慮滿足最大工況點的流量和揚程［6］，也應考慮用水量的不斷變化和平均運行工況，只有實現供水設備和系統用水的供需平衡，泵機組才能保持最優能耗運行［7,8］。本文以某小城鎮供水泵站為研究對象，針對供水系統特點，建立一套以能耗系數為指標的泵機組能耗評估方法，通過對某城鎮供水現有需求和機組運行情況的分析，從整個供水系統出發，制定基于目標電耗的泵機組節能改造策略。

2 目標電耗節能改造技術

2.1 能耗系數原理

在泵液流體輸送系統中，經濟性評價指標能耗系數KE定義為單位體積液體輸送能耗量，簡稱能耗系數［8］，其表達式為：

式中 KE——能耗系數，kW·h/m3

從式(1)可知，泵運行的能耗經濟性水平受效率η和揚程H兩個指標影響，這與傳統上僅關注η指標有區別。效率指標表達能量的轉化關系，而能耗系數從工程經濟學來表達單位能耗所實現的輸送量。同時，KE是有單位的，有具體的物理意義。實際應用中，流體輸送人員用它來核算能耗的經濟性，可以有效揭示η和H對經濟性影響的確切數量關系，符合投入產出比的一般經濟性評價原則。此外，η—Q特性曲線為拋物線，在同一效率點有兩個不同流量工況，需通過計算功率才能確定最佳運行流量工況點，而KE—Q特性曲線呈遞降變化，可直接定量表達出最佳運行工況。……