泵站供水提質增效節能降耗淺析

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摘要：在處理水污染的過程中，泵站的作用十分重要。由于能源消耗總量在不斷減少，所以必須在探索新能源的基礎上，對節能降耗的問題給予高度重視。而國內泵站工程的效率始終不高，嚴重影響了泵站的工作效益。鑒于此，以泵站污水處理為研究重點，闡述了相應的節能方法，以供參考。

關鍵詞：泵站；節能降耗；提質增效

1西河泵站機組現狀

天津市南水北調市內配套工程西河泵站（以下簡稱西河泵站）主要作用是將來自丹江口水庫的長江原水輸送至天津市中心城區的新開河、芥園、凌莊子三大水廠。目前，西河泵站安裝了10臺單級雙吸離心泵機組，其中1臺直接啟動機組、3臺軟啟動機組、6臺變頻啟動機組，包括新開河水廠2臺900kW變頻啟動機組、2臺900kW軟啟動機組，芥園水廠1臺630kW直接啟動機組、2臺630kW變頻啟動機組，凌莊子水廠1臺1250kW軟啟動機組、2臺1250kW變頻啟動機組。直接啟動通過分、合斷路器開關實現機組的開機停機，電流大，直接達到額定轉速，對設備及電網沖擊大，運行時只能工頻運行；軟啟動是啟動時逐漸增加到額定轉速，對設備及電網的沖擊小，有利于延長設備的使用壽命，運行時只能工頻運行；變頻啟動電流小，對設備及電網沖擊小，有利于延長設備使用壽命，運行時可調節頻率調整輸水量節約能耗。

2西河泵站機組運行現狀

根據目前天津中心城區居民用水量，西河泵站日供水量為130萬m3，每天基本運行5臺機組即每個水廠運行1～2臺機組，采取1臺直接啟動機組1臺變頻機組聯合運行方式或2臺變頻啟動機組聯合運行方式。從節能降耗的角度出發，結合西河泵站實際情況，統計分析芥園水廠7#直接啟動機組、8#變頻啟動機組聯合運行與6#、8#2臺變頻啟動機組聯合運行之間的能耗關系以及機組效率。經統計，在輸水量一定的前提下，得出不同啟動方式機組聯合運行耗電量情況，如圖1所示。

3試驗數據分析及優化機組運行方式

根據試驗數據可以得出初步結論，在不考慮調節池水位、壓力等條件下，2臺運行機組輸水量在22900m3以下即瞬時流量理論值為6.36m3/s（實際Q=6.57m3/s）左右時，直接啟動機組聯合變頻啟動機組的運行方式耗電量較2臺變頻啟動機組運行方式少，最大每小時節約用電117.18kW•h；當輸水量在22900m3以上時，直接啟動機組聯合變頻啟動機組的運行方式耗電量較2臺變頻啟動機組運行方式多，最大每小時耗電126kW•h。根據試驗結論，結合西河泵站實際，從節約能耗的角度出發，確定西河泵站機組最佳運行方式，見表1。泵站瞬時輸水量在6.57～8.25m3/s時，直接啟動機組聯合變頻啟動機組同時運行方式比較節約能耗，但直接啟動機組存在啟動時對電網沖擊較大和直接達到額定轉速對設備本身損耗大、運行風險系數大、機組維護量增加、運行功率因數低以及無法調節輸水量等缺點，因此考慮進一步分析直接啟動機組聯合變頻啟動機組運行方式與變頻啟動機組同運行方式損耗的關系。針對芥園水廠安裝2臺變頻啟動機組、1臺直接啟動機組和凌莊子水廠安裝1臺軟啟動機組、2臺變頻啟動機組的實際，根據日常供水調度，芥園水廠和凌莊子水廠輸水量一起調節，因此下一步準備分析1臺直接啟動機組聯合2臺變頻啟動機組與3臺變頻啟動機組之間的能耗關系。根據機組聯合運行實驗結論，從安全供水、節能降耗角度出發新開河水廠供水瞬時流量在6m3/s左右時2臺變頻啟動機組并列運行，若變頻啟動機組發生故障只能開軟啟動機組工頻運行，此時工頻運行機組聯合變頻啟動機組運行不符合節能降耗要求。

4結語

目標電耗節能技術是在滿足工藝要求的條件下，實現水泵（泵站、泵組）輸送水的電單耗最低（即目標電耗）的一項節能技術。采用軟硬件結合的方法，通過對供水系統的工藝要求（壓力、流量、水位等）和設備參數（泵、電機、變頻裝置）的自尋優，給出輸送水系統輸送水的電單耗最小值以及相應的水泵運行搭配策略和調速策略，使泵站系統整體運行效率最高，從而保持泵站系統在既滿足運行工況同時又輸送水的電單耗最小的狀態下經濟運行。

作者:李嘉泰 單位:天津水務集團引江市區分公司