珠海市區供水系統節能運行的探討

林景秀

摘 要：本文償試分析珠海市區由四個水廠、一個泵站（數個下屬子泵站）組成的供水系統的關鍵生產環節，并提出一些節能運行措施，使系統能達到一個經濟運行狀態，從而獲得良好的社會效益。

關鍵詞：配電系統合理投運、原水調配、管網協調運行、水廠節能運行

1 背景

城區制水分公司屬下四間水廠拱北水廠、南區水廠、香洲水廠、唐家水廠分布在珠海市區，承擔市區的全部供水任務，其安全、穩定運行對于市區的用水非常重要。廣昌泵站是珠海市區最大的取水泵站，市區的大部分水廠都由這個泵站供水，同時還承擔西水東調中轉站的角色，其在珠海整個原水管網中的重要地位不言而喻。

在保證四廠一站安全運行的基礎上，對其配電系統的合理投運、機組運行的合理配搭，生產流程的節能控制管理等，使其在經濟效益上達到一個良好的指標，是生產管理人員必須經常研究、分析的課題之一。

2 運行操作分析

所以謂經濟運行關鍵是節能運行，可從幾個方面進行分析。

2.1 配電系統合理投運

由于南方電網對轄區內的主要用電設備收取基本負荷費，目前的費用是23元/KW，按月計算。因此負荷費用開支比較大，是節約生產費用的主要目標之一。四廠一站（包括屬下小站）具體負荷見表。

城區制水分公司每年根據水源情況、用水計劃等因素，適時報停及報開機相關用電設備、節省負荷費用是相當有必要的。因此分公司與集團公司供水業務部協調，按計劃進行操作，以最大限度地節約費用。

2.2 原水調配

四個水廠中有大部分水廠具有多原水來源的特點，走向比較復雜。合理調配原水的使用對本公司及整個供水管網的節能效果會產生很大的影響，需要充分考慮各個因素。目前部分水廠原水走向如下：

A、拱北水廠可使用廣昌泵站前河水、裕洲泵站水、平崗泵站的原水、竹洲頭泵站原水、竹銀水庫水、南屏水庫水、竹仙洞水庫水、大鏡山水庫水等；

B、南區水廠可使用廣昌泵站前河水、裕洲泵站水、平崗泵站的原水、竹洲頭泵站原水、竹銀水庫水、南屏水庫水等；

C、香洲水廠可用廣昌泵站過來的原水（如壓力不足時還需要南抽站加壓）、大鏡山水庫水等。

D、唐家水廠一般使用鳳凰山水庫水，當用水不足時，可通過涵洞從大鏡山水庫送水到鳳凰山水庫。

2.2.1、原水調配節電方面可考慮采取的措施如下：

A、水源充足的情況下，應選用最短的供水途徑，減少水頭損失從而降低能耗；

B、在原水管網壓力、流量相對固定的情況下，取水泵站應采用工頻機組運行，減少變頻機組帶來的效率損失從而減少能耗；

C、在原水管網壓力變化較大時，需要隨時調壓時，取水泵站應采用變頻機組運行，降低單機功耗從而達到節能的目的；

D、降雨量充足時，根據流域來水情況，可優先考慮使用水庫原水，或將水庫水混合河水使用，減少取水泵站機組運行的數量，達到節能的目的；

E、咸期用水期間，在機組出站壓力達到要求、在管網耐壓范圍內的前提下，盡可減少中間加壓環節，直接對水廠或水庫進行供水，從而降低原水管網能耗；

F、咸期用水期間，如裕洲泵站水質達到使用要求，可優先考慮從裕洲泵站取水，因為裕洲泵站機組揚程低，取水量大，可達到良好的節能目的；

2.2.2、經濟運行除了考慮電耗因素外，藥耗也是必需考慮的因素之一，原水調配藥耗方面可考慮采取的措施如下：

A、如河水水質良好（從咸度、濁度、氯氮等方面考慮），特別是廣昌泵站前河水，盡可能取用河水，可有效降低水廠生產的藥耗，達到節能的目的；

B、當水庫水源充足、或預期有充足的降雨時、或水庫需要對水體進行部分置換時，應盡可能使用水庫水。如因藻類、水中膠質等因素影響水廠的正常生產，可混合濁度稍高的河水，降低水廠對水庫水的處理難度。有效置換水庫水體，充分利用汛期降雨也是節能的主要目標之一，同時也有可能降低日后水庫水處理的藥耗，進一步實現降耗的目的。

2.3 凈水管網及水廠節能運行

除上述兩方面節能運行措施外，凈水管網節能運行更是重中之重。我們可以從以下幾個方面來分析及采取措施：

A、凈水管網總協調運行方面。按目前每日兩次的用水高峰期的用水需求、根據各個水廠的生產特點、靈活調配各個水廠的運行機組，選擇合適的運行機組（可采用的方法有根據已建成及不斷建成的機組動態效率圖表、參考定期的機組效率測試報告、參考生產報表等，對各個水廠的各個機組進行合理的選擇運行），從而提高整體的運行效率，達到節能降耗的目的。水廠泵房動態效率見下圖：

B、凈水管網調壓方面。根據壓力損失的區域，選擇合理的提壓點進行提壓。要從水廠的分布特點，水廠的產能，管道分布情況，水廠機組揚程、流量等因素綜合考慮。合理的提壓手段可達到最佳的提壓效果，達到達到節能降耗的目的；

C、水廠配電控制方面。水廠機組設備屬于大型負荷感性用電設備，合理的電容補償相當重要（包括相位、電流、電壓補償）。在運行時，根據機組的用電情況，靈活調整電容補償措施，從而提高電源的使用效率，達到良好的節能目的；

D、水廠生產流程控制方面。在保證安全生產的前提上，可采取提高清水池水位的方法，降低水泵機組的進、出口壓力差，在出廠壓力不變的情況下，降低水泵的輸出功率，達到節能降耗的目的。水廠機組24小時不間斷運行，即使只是節省1米的水頭壓力，節能效益也是相當可觀的，這也是目前各個水廠普遍采用的辦法之一；

E、水泵的合理技改措施。因為用水環境在不斷變化，需求在不斷改變，水廠設計之初的水泵選型、壓力及流量設計可能與目前的工況有一定的差異，因此我們應根據目前的用水情況，對水泵選型進行重新論證，及時更換便合適的水泵，選配高效節能的水泵，這樣可以達到良好的節能效果（香洲水廠、唐家水廠的水泵更換，二年到三年就可以收回投資成本，達到良好的節能效果）。

F、電機的合理技改措施。目前幾個水廠，在使用的低壓電機部分存在高能耗的情況，被列入國家規定的高耗能電機的不在少數，在國家大幅度補貼的情況下，應盡早更換相關電機，可在國家推薦的節能電機目錄中摘優采用。電機屬于高耗能設備，更換成新型的節能電機，將會達到一個良好的節能效果。

G、主出廠管道中的閥門檢查維護。由于市區內的水廠建成部分已有數拾年的歷史，有相當部分出水管維修用閥門比較老舊，限于當時的制造工藝及使用年限，部分可能已無法正常使用，關鍵是有些閥門可能存在不在全開狀態（可能已指示全開），在一次搶修事件中，曾發現有主要閥門不在全開狀態（閥門開度指示錯誤），如此可能造成不必要的水頭損失，導致機組能耗增大。因此定期檢查關鍵閥門，保證其在正常需要的工作狀態，保證管道的暢通，減少不必要的能耗也是重要的節能措施之一；

H、凈水管網改造。因為城市發展的節奏、方向不斷變化，規模不斷增大，管網布局會存在諸多不理想的地方。城市的主供水管道如果布局不合理，會造成局部水頭損失嚴重，其造成的能耗損失是整個供水系統中最大的。因此通過管網的流量、壓力變化的數據，不斷查找、分析管網中存在的瓶頸，并對其進行合理的改造，會有效地降低整個系統的能耗，并且立桿見影。凈水管網改造是使系統節能運行最有效的辦法，但難度也是最高的；

I、水廠生產過程控制方面。根據生產峰值周期，合理安排流程的排泥時間及次數，采用更科學的排泥措施（如多次少量排泥），或采用協助式排泥措施（加裝加速排泥設施）等，降低生產過程中的水損，達到節能降耗的目的；

J、如果上述排泥效果得到加強，濾池的生產周期有條件延長，反應攪拌池的清洗間隔周期更有可能會延長，這將會產生一系列有利于降低水損及輔助生產用電的條件，在生產過程中加以有效利用，同樣能達到節能降耗的目的；

K、生產藥耗控制方面。根據水質特點、生產水量情況，及時動態調整藥劑的投加量（如加氯、加礬等），使得藥耗控制在更合理的水平，節約藥耗，達到降耗的目的；

L、遠程生產實時監控系統的使用。各級生產管理人員，應充分利用遠程生產實時監控系統，對各個水廠、泵站的生產過程進行全程監控，以第一時間發現生產過程中存在的問題，并采取有效的措施進行及時處理。同時利用系統中的各類歷史數據記錄曲線（如壓力、水位、流量、電流、電壓、功率、濁度、余氯、藥耗等），對生產過程中發生和歷史事件進行分析，判斷可能存在的問題，并找出存在問題的依據然后采取措施予以解決，提高整個生產系統的安全性。同時因生產數據信息在局域內的高速共享，使得各個水廠、泵站的生產協調性加強，有利于生產管理人員制定出更科學的調度方案，從而進一步提高了系統的生產效率，達到節能降耗的目的。

3 小結

城區制水分公司屬下四廠一站，幾乎就構成了整個珠海市區的供水系統。一座城市的供水系統，是一個異常龐大且復雜的生產系統，實現經濟節能運行這個目標，當中有很多需要綜合考慮的因素，包括生產條件因素及用戶需求因素等。本文償試在純技術的角度及公司權限及行的角度，通過對系統中各個關鍵生產環節的分析，并闡述了一些可采用的控制措施（部分措施是正在使用并一直沿用），在保證生產安全的情況下，使系統運行在一個節能的、高效的生產狀態上，從而產生良好的經濟效益。