給排水工程師淺談小區加壓泵站的節能供水
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一、引言
鞍山市自來水總公司二級加壓泵站主要負責地區區域性的加壓供水，保證廠礦、企、事業單位和百姓的日常用水，它是供水不可缺少的一個重要環節，通常情況下，自來水經水源地、水廠加壓進入供水管網，然后供給用戶。供水管網壓力一般保持在0.20MPa,這個壓力能夠滿足大多數地區供水壓力要求，然而，對于地區管網壓力偏低或者高層建筑，這個壓力就無法直接把自來水供給用戶，這樣就需要二級加壓泵站再次加壓達到地區用戶供水壓力。這樣雖然滿足用戶供水壓力要求，但是無形之中供水系統便增加了一個加壓點，每增加一個加壓點，動力費用便會增加。隨著，鞍山市城市規模不斷擴大，鞍山市自來水總公司二級加壓泵站的數量從最初的50個逐漸增加到180多個，而且，目前泵站數量增加趨勢應在繼續。因此，小區加壓泵站的節能降耗工作就是一個十分現實而迫切的問題。
二、提出問題：
千山二號泵站(以下簡稱千二)是鞍山市自來水總公司眾多泵站中的一個，它始建于2001年，位于千山正門腳下。供水之初，由于千山地區用戶少，用水量比較小，機泵效率極其低下，就是俗話說的“大馬拉小車”，這種現象的一個后果就是由于機泵功率大，必然會造成動力費用不必要的浪費。當時，千二泵站供水能力的設計主要是考慮千山地區未來的供水需求必然是上漲趨勢，如果設計僅僅考慮當時的實際情況，滿足當時的供水需求，那么，一旦這種供水需求趨勢增加迅速，而供水能力達不到要求的時候，必然會導致供水不足，無法滿足用戶的需求，那樣的話，必然還得再次設計來滿足增長的供水需求，這樣就會造成初期投資成本的二次浪費。
如何既要在現有實際情況下有效提高機泵效率，節能降耗，減少動力運行成本，又要滿足未來供水需求增長趨勢的不確定性。為了解決這個問題，我們針對千二泵站進行了實際的調查研究，情況如下：
1、機泵參數：
2、統計參數：
①：供水量/日(Q1)：300 M3 左右
②：平均耗電量/月(Pt1):12630KWh
③：實際供水揚程(H1): 35～37M
④：實際運行電流(A1)：35A左右
3、配水管線端口：3個(注：應用2個，預留1個)
三、解決方案
實際調查中，我們發現千二泵站安裝有兩套機組，機組運行方式為一用一備。兩套機組均采用變頻恒壓調速，設計日供水能力為5000M3，供水壓力為0.35MPa，實際日用水量卻只有300M3左右，只達到設計供水能力的6%，因而導致機泵效率極其低下，實際供水情況和機泵的嚴重不匹配導致大多電能消耗在空載損耗上了。這樣千二泵站節能降耗，有效降低動力費用就有了很大的空間。如何既保持設計供水能力，滿足未來不確定的供水需求增長趨勢，又解決目前實際的供水情況，有效的降低動力運行費用這一突出矛盾。我們初步設想在滿足現有實際供水的情況下，通過有效降低運行電流，減少不必要的空載損耗電流來達到節能降耗目的。通過調查，我們發現由于配水管線端口有3個，實際應用2個，預留1個，這就為解決上述矛盾提供了很好的途徑，我們決定在這個預留配水管線端口再增加一套供水能力符合現有供水需求的機組。通過運行匹配的機組真正達到降低運行電流的目的。這樣一來既可以提高機泵的效率，節能降耗，減少動力費用，又可以保證將來供水需求增加的時候，立刻使用原有的機組使供水能力完全滿足增長的供水需求。
設備選型：
2、理論計算：
①：管道泵額定流量/日：(Q2)：30×24=720 M3
②：管道泵額定揚程(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有供水需求。
四、成本比較
新安裝的機組采用變頻調速恒壓供水，變頻控制柜與機組功率相配套。機組安裝完畢后，機組啟動運行成功，供水壓力恒定在0.35MPa-0.37MPa之間，完全能夠滿足千二泵站現有的供水需求。我們實測機組運行電流在10A左右，與原來相比，運行電流降低了25A，真正起到了節能降耗的目的。由于運行時間短，新機組的耗電量尚不能準確地統計，現以電機額定功率為準作保守統計：
①：耗電量/月(Pt2)：7.5(KW)×24小時×30天=5400KWh
②：節電量/月(△Pt)：Pt1- Pt2=12630-5400=7230 KWh
③：電費單價(R)：0.738元/ KWh
④：節省動力費/月(S)：△Pt×R=7230×0.738=5335.74元/月
上述節省動力費用的算法只是采用保守的統計，實際情況是，新機組采用的是變頻調速，機組消耗的電量必然小于機組的額定功率，因此實際節省效果應該比統計結果更加理想。此次改造成本約1.5萬元左右，新機組運行3個月就可收回投資成本，經濟效益十分可觀。
五、結束語
千二泵站設備節能改造作為一個特例，雖然不能作為泵站節能改造的普遍模式推廣應用，但是只要廣大科技工作者認真思考，因地制宜，對每一個泵站采取切實有效的節能措施，我相信二級加壓泵站節能降耗工作一定大有可為!
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