探析水廠的節能降耗措施

楊江毅

摘? 要：文章簡單介紹了水廠節能降耗的現狀，重點探討了其解決措施，包括加大供水設備維護和保養力度、降低礬耗和氯耗等，旨在減少能源消耗，節約成本，提高水廠企業的經濟收益，促進水廠快速發展。

關鍵詞：水廠;節能降耗;優化技術

中圖分類號：TU991.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）22-0120-02

Abstract： This paper briefly introduces the present situation of energy saving and consumption reduction in waterworks， with emphasis on its solving measures， including strengthening the overhaul and maintenance of water supply equipment， reducing alum consumption and chlorine consumption， etc.， in order to reduce energy consumption， save costs， improve the economic benefits of waterworks enterprises， and promote the rapid development of waterworks.

Keywords： waterworks; energy saving and consumption reduction; optimization technology

引言

隨著社會的快速進步和發展，使市場的競爭力逐漸增大，若水廠企業想在此環境中脫穎而出，則要確保水源的品質，減少能源消耗，但是目前水廠在節能降耗方面仍存在一些問題，需要及時解決。

1 水廠節能降耗的現狀

1.1 電能損耗

水泵機組在我國的水廠中被廣泛應用，而在水廠運行過程中，能源消耗受多種因素影響。經調查顯示，在水廠眾多能源消耗中，泵的能源消耗占比80%。因為水廠的技術、設備和管理水平較差，使水廠水泵機組的效率降低，加大能源消耗，造成浪費。隨著供水量的逐漸增多，水廠對供水管網做出了相應的改造，但是沒有對水泵機組進行改造，導致一些水廠降低給水揚程，增大電能損耗。除此之外，我國水廠在設計上仍存在一定的問題，清水池的有效容積較小，使清水池的電能損耗嚴重。設計人員在設計清水池時只考慮容量，忽略了提高清水池內的水位，造成電能損耗嚴重。

1.2 水廠礬耗和氯耗居高不下

現階段，我國很多水廠都是平流沉淀地，在生產運行過程中處理工藝時間長，加礬不規范，增加了水廠工作人員了解加礬量所對應的濾后水濁度的時間。為保證水質的標準需要增加礬量，提高礬耗量。除此之外，水廠使用液氯消毒也會增加能源消耗，因為水廠凈水構筑物的體積較大，會導致氯氣易揮發，加大氯氣消耗。

2 水廠節能降耗措施

2.1 加大供水設備維護和保養力度

工作人員要對水廠供水生產中的各個環節進行控制，增強生產管理，加大供水設備的維護和保養力度，在日常運行過程中對設備維修資料進行收集，保證水廠能夠安全、優質、高效運行，并且金屬內壁易產生污垢，使過水斷面變小，減少通水能力，因此，工作人員要對金屬管道定期加強維護，用0.25MPa壓力水和水氣一起對污垢進行沖洗，或者在金屬管道內壁加涂保護層，提高管道的通水能力，保證金屬管道可以長時間有效運行。

水廠要根據自身的取水量和凈水能力制定關于用水標準監測儀器、凈水構筑物檢測技術等方面的節能方案，仔細觀察反應池的基本情況，找到節能降耗的方法。經過實踐證明，改造反應池可以保證機械設備平穩運行。由于反應池在節水過程中會消耗大量的能源，對反應池進行改造后不僅可以實現節能降耗的目的，還可以使設備合理搭配。或者水廠可以準確定位取水泵揚程，利用河床抽水到反應池，可以對能源消耗進行定位，保證機械設備可以高效運行。若定位數據過高，則會影響機械設備的穩定運行。

2.2 降低礬耗和氯耗

由于每個水廠的水質存在一定的差異性，因此，在加礬時，要控制其用量，并要對水質仔細觀察，依據實際積累經驗對混凝劑在不同原水中的濁度制定加藥量圖表。值得注意的是，藥液的稀釋濃度越低則表明水質的處理效果越好;反之，則說明水質處理效果較差。可以使用游動電流檢測儀對手動加礬進行控制，確定加礬的數量，保證提供穩定的自來水資源。除此之外，在用氯消毒方面我國與其他國家仍存在一定的差距，需要改變加氯的方法。因為預加氯易產生消毒副產物，出現浪費的情況，所以，水廠應科學合理地確定加氯量，明確原水的水量和水質，控制氯的濃度，促進加氯系統工藝實現自動化。

2.3 提高水泵節能優化技術

2.3.1 使用變頻調速系統

降低水廠的能源消耗要從水泵節能的角度出發，對節能設計進行充分考慮。通常來說，水廠要依據管道系統的特征選擇合適的設計方法，使水泵的作用得到充分發揮。要從獨立性的角度對水泵進行設計，使水泵節能優化技術得到充分實現。并且選擇與水泵相匹配的電機是非常重要的，一般會使用高效運行的電機技術，雖然價格比傳統電機高，但是該技術的維護費用較低，經過投入使用后，可以促進水廠順利完成技術升級。

水廠可以對變頻恒壓變量進行調節，改變給水系統的給水壓力，降低其計算精度。隨著水泵控制系統的快速發展，使變頻調速的作用充分發揮。目前，我國水廠根據外界條件、工藝變化使變頻器頻率值發生改變，也就是說在開環狀態下使用變頻調速技術，可以有較好的調速效果。水泵控制系統主要由四個部分組成，如調節器、控制對象、壓力測量變送器、變頻調速器等。水泵控制系統主要利用壓力測量變送器來測量水管出口的壓力，將其轉化成和它對應的15mA電信號;對比調節器和工藝需要的指標，所得的偏差值要按照計劃調節規律進行運算，使獲得的調節信號傳到變頻調速器，將變頻器輸入是380.0V/50.0Hz交流電轉化成輸出是0.0-380.0V/0.0-400.0Hz地連續頻率交流電及可調節的電壓，對給水泵的電機供應。在水泵電機安裝變頻調速，可以具有較好的節能效果，與未安裝前相比更加節能降耗，并且使用變調技術不僅可以減少噪聲，改善工作環境，還可以提高經濟效益，有較好的節能降耗效果[1]。

除此之外，使用變調技術可以減少調節閥出現故障對生產的影響，減少約50%的水泵壓力，降低約500%的電源頻率和約60%的電機定子的電流，并且啟動變頻器使其調速平穩，可以減少電網沖擊。系統中進行閉環控制，能夠及時控制偏差，根據工藝需要對自動調節變頻器進行調速，控制其精度，保證生產工藝的穩定性。

2.3.2 了解水泵工作原理

在水廠生產過程中，其中電耗占能源消耗的80%，因此，在降低藥耗和水耗的同時要對電耗投入更多的精力。而在水廠，大多數電能都在一級泵房和二級泵房被消耗。

因此，要選擇高效率的水泵，不僅可以提升水的提取效率，還可以節省自來水的制作時間，減少企業生產成本，降低能耗。目前，我國自來水廠使用離心泵，在水泵開動前要將水灌到進水管和水泵中，使水可以在葉輪的高速旋轉的離心力下被抽取出來，因此，離心泵葉輪的高速旋轉效率會對自來水被抽取的效率產生影響。水廠要對效率低的水泵進行更換，選擇效率高、范圍寬的機泵設備，不僅可以減少水廠的能耗，還可以提高機泵的運行效率。除此之外，要選擇良好的泵殼與葉輪片的機泵設備，提高機泵的工作效率，減少自來水的制作成本[2]。

葉輪機是水泵在抽取水過程中的重要設備，現階段，水廠中易出現機泵特性曲線不相符、機泵揚程偏高等問題，會影響機泵的工作效率。因此，要對水泵葉輪進行切割，提高機泵的效率。在切割機泵葉輪時，要根據水泵的實際情況確定切割量，既可以提高機泵的工作效率，又可以節約電力，降低能耗。

2.3.3 使用新型技術

機泵在運行過程中易受氣蝕、空蝕等因素影響，導致運行效率降低，因此，防止空氣等因素對水泵進行侵蝕，就要選擇使用新型的密封技術和噴涂材料，對葉輪的表面進行噴涂，使葉輪表面形成光滑層，減少因摩擦阻力對水泵的影響，減少能源消耗。另外，使用新型密封技術可以防止軸套被磨損，從而降低機泵能源損耗。

2.4 保持清水池最佳水位

清水池的位置在送水泵之前，其水位會影響送水泵房的用電負荷，而水位的高低和送水泵房的水泵壓力呈正相關，若水位越高，則正壓越大。除此之外，使用變頻調速泵可以調節送水泵的運行方式，可以減少電耗。據了解，高于80%的城市水廠總耗電量是送水泵房的耗電量。因此，城市水廠要依據流量和揚程的變化對水泵的運行方式進行調節。并且城市水廠可以在水泵機組上對壓力控制裝置進行安裝，利用壓力的變化控制水泵的轉速，有節省電量的好處。

2.5 提升污泥脫水節能技術

優化污泥脫水節能技術會涉及脫水機的類型選擇和增加藥劑投入量兩方面。而污泥脫水機器主要包括板框式污泥處理技術、離心式污泥脫水技術、帶式污泥脫水技術等五個類型。通過對帶式污泥脫水技術進行分析，可以了解帶式污泥脫水技術，并且該技術有穩定性強、節能消耗等優勢，但是此項技術的運行效率低下，維修成本高，極少被企業使用。而板框式污泥處理技術與其他技術相比，有較高的污泥餅效率，但是此項技術占地面積較大，運行效率低下，易對環境造成二次污染，因此，很多水廠會選擇使用離心式污泥脫水技術[3]。

根據調查顯示，很多水廠都安裝了變頻自動投放藥物系統，對藥物的數量進行合理投放。例如，此項技術在某市的一家水廠投入使用，已經取得較好的使用效果。該水廠占地面積約15千米，雖然場地的占地面積較小，但是對處理技術投入帶來的經濟效益是以往的2倍，能夠對精確氣體控制方法進行充分考慮，可以改進能耗大的情況。

2.6 測試錳元素含量

一般面對水廠出現錳元素超標的情況，會使用添加氯元素的方法，使氯被四價錳消除，促進錳元素沉淀。經過實驗證明，此項技術的處理技術雖然簡單，但是卻有較好的處理效果，因此，保證錳元素有較好的沉淀效果要進行負荷生產，使用此種生產技術促進錳元素沉淀。

3 結束語

水廠在運行過程中水泵機組和給水處理的電能損耗過大，并且我國很多水廠礬耗和氯耗過高，因此，要針對這些問題制定相應的解決措施，減少電能損耗，改進生產工藝和生產流程，提高水泵節能優化技術，降低礬耗和氯耗，加大水廠設備的維修和管理力度，有利于實現節能降耗。

參考文獻：

[1]李都望，余天奇.水廠的能耗分析與節能措施[J].有色冶金設計與研究，2019，40（06）：109-110+118.

[2]屠復舉.水廠的節能降耗技術[J].科技風，2018（11）：101.

[3]于開軍，于開民，魯曉強.淺談水廠節能降耗措施[J].建筑與預算，2014（06）：69-72.