給排水工程師淺談小區(qū)加壓泵站的節(jié)能供水

一、引言

鞍山市自來(lái)水總公司二級(jí)加壓泵站主要負(fù)責(zé)地區(qū)區(qū)域性的加壓供水，保證廠礦、企、事業(yè)單位和百姓的日常用水，它是供水不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通常情況下，自來(lái)水經(jīng)水源地、水廠加壓進(jìn)入供水管網(wǎng)，然后供給用戶。供水管網(wǎng)壓力一般保持在0.20MPa,這個(gè)壓力能夠滿足大多數(shù)地區(qū)供水壓力要求，然而，對(duì)于地區(qū)管網(wǎng)壓力偏低或者高層建筑，這個(gè)壓力就無(wú)法直接把自來(lái)水供給用戶，這樣就需要二級(jí)加壓泵站再次加壓達(dá)到地區(qū)用戶供水壓力。這樣雖然滿足用戶供水壓力要求，但是無(wú)形之中供水系統(tǒng)便增加了一個(gè)加壓點(diǎn)，每增加一個(gè)加壓點(diǎn)，動(dòng)力費(fèi)用便會(huì)增加。隨著，鞍山市城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，鞍山市自來(lái)水總公司二級(jí)加壓泵站的數(shù)量從最初的50個(gè)逐漸增加到180多個(gè)，而且，目前泵站數(shù)量增加趨勢(shì)應(yīng)在繼續(xù)。因此，小區(qū)加壓泵站的節(jié)能降耗工作就是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)而迫切的問(wèn)題。

二、提出問(wèn)題：

千山二號(hào)泵站(以下簡(jiǎn)稱千二)是鞍山市自來(lái)水總公司眾多泵站中的一個(gè)，它始建于2001年，位于千山正門腳下。供水之初，由于千山地區(qū)用戶少，用水量比較小，機(jī)泵效率極其低下，就是俗話說(shuō)的“大馬拉小車”，這種現(xiàn)象的一個(gè)后果就是由于機(jī)泵功率大，必然會(huì)造成動(dòng)力費(fèi)用不必要的浪費(fèi)。當(dāng)時(shí)，千二泵站供水能力的設(shè)計(jì)主要是考慮千山地區(qū)未來(lái)的供水需求必然是上漲趨勢(shì)，如果設(shè)計(jì)僅僅考慮當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，滿足當(dāng)時(shí)的供水需求，那么，一旦這種供水需求趨勢(shì)增加迅速，而供水能力達(dá)不到要求的時(shí)候，必然會(huì)導(dǎo)致供水不足，無(wú)法滿足用戶的需求，那樣的話，必然還得再次設(shè)計(jì)來(lái)滿足增長(zhǎng)的供水需求，這樣就會(huì)造成初期投資成本的二次浪費(fèi)。

如何既要在現(xiàn)有實(shí)際情況下有效提高機(jī)泵效率，節(jié)能降耗，減少動(dòng)力運(yùn)行成本，又要滿足未來(lái)供水需求增長(zhǎng)趨勢(shì)的不確定性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們針對(duì)千二泵站進(jìn)行了實(shí)際的調(diào)查研究，情況如下：

1、機(jī)泵參數(shù)：

2、統(tǒng)計(jì)參數(shù)：

①：供水量/日(Q1)：300 M3 左右

②：平均耗電量/月(Pt1):12630KWh

③：實(shí)際供水揚(yáng)程(H1): 35～37M

④：實(shí)際運(yùn)行電流(A1)：35A左右

3、配水管線端口：3個(gè)(注：應(yīng)用2個(gè)，預(yù)留1個(gè))

三、解決方案

實(shí)際調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)千二泵站安裝有兩套機(jī)組，機(jī)組運(yùn)行方式為一用一備。兩套機(jī)組均采用變頻恒壓調(diào)速，設(shè)計(jì)日供水能力為5000M3，供水壓力為0.35MPa，實(shí)際日用水量卻只有300M3左右，只達(dá)到設(shè)計(jì)供水能力的6%，因而導(dǎo)致機(jī)泵效率極其低下，實(shí)際供水情況和機(jī)泵的嚴(yán)重不匹配導(dǎo)致大多電能消耗在空載損耗上了。這樣千二泵站節(jié)能降耗，有效降低動(dòng)力費(fèi)用就有了很大的空間。如何既保持設(shè)計(jì)供水能力，滿足未來(lái)不確定的供水需求增長(zhǎng)趨勢(shì)，又解決目前實(shí)際的供水情況，有效的降低動(dòng)力運(yùn)行費(fèi)用這一突出矛盾。我們初步設(shè)想在滿足現(xiàn)有實(shí)際供水的情況下，通過(guò)有效降低運(yùn)行電流，減少不必要的空載損耗電流來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗目的。通過(guò)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)由于配水管線端口有3個(gè)，實(shí)際應(yīng)用2個(gè)，預(yù)留1個(gè)，這就為解決上述矛盾提供了很好的途徑，我們決定在這個(gè)預(yù)留配水管線端口再增加一套供水能力符合現(xiàn)有供水需求的機(jī)組。通過(guò)運(yùn)行匹配的機(jī)組真正達(dá)到降低運(yùn)行電流的目的。這樣一來(lái)既可以提高機(jī)泵的效率，節(jié)能降耗，減少動(dòng)力費(fèi)用，又可以保證將來(lái)供水需求增加的時(shí)候，立刻使用原有的機(jī)組使供水能力完全滿足增長(zhǎng)的供水需求。

設(shè)備選型：

2、理論計(jì)算：

①：管道泵額定流量/日：(Q2)：30×24=720 M3

②：管道泵額定揚(yáng)程(H2)：47M

③：額定電流(A2)：15A

Q2>Q1 ，H2>H1，因此，選用的管道泵完全可以滿足現(xiàn)有供水需求。

四、成本比較

新安裝的機(jī)組采用變頻調(diào)速恒壓供水，變頻控制柜與機(jī)組功率相配套。機(jī)組安裝完畢后，機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行成功，供水壓力恒定在0.35MPa-0.37MPa之間，完全能夠滿足千二泵站現(xiàn)有的供水需求。我們實(shí)測(cè)機(jī)組運(yùn)行電流在10A左右，與原來(lái)相比，運(yùn)行電流降低了25A，真正起到了節(jié)能降耗的目的。由于運(yùn)行時(shí)間短，新機(jī)組的耗電量尚不能準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)以電機(jī)額定功率為準(zhǔn)作保守統(tǒng)計(jì)：

①：耗電量/月(Pt2)：7.5(KW)×24小時(shí)×30天=5400KWh

②：節(jié)電量/月(△Pt)：Pt1- Pt2=12630-5400=7230 KWh

③：電費(fèi)單價(jià)(R)：0.738元/ KWh

④：節(jié)省動(dòng)力費(fèi)/月(S)：△Pt×R=7230×0.738=5335.74元/月

上述節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用的算法只是采用保守的統(tǒng)計(jì)，實(shí)際情況是，新機(jī)組采用的是變頻調(diào)速，機(jī)組消耗的電量必然小于機(jī)組的額定功率，因此實(shí)際節(jié)省效果應(yīng)該比統(tǒng)計(jì)結(jié)果更加理想。此次改造成本約1.5萬(wàn)元左右，新機(jī)組運(yùn)行3個(gè)月就可收回投資成本，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

五、結(jié)束語(yǔ)

千二泵站設(shè)備節(jié)能改造作為一個(gè)特例，雖然不能作為泵站節(jié)能改造的普遍模式推廣應(yīng)用，但是只要廣大科技工作者認(rèn)真思考，因地制宜，對(duì)每一個(gè)泵站采取切實(shí)有效的節(jié)能措施，我相信二級(jí)加壓泵站節(jié)能降耗工作一定大有可為!

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