水厂水泵运行的节能问题探析
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作者: 高军 杨贺
摘 要：绿色环保是当前人类社会发展的主旋律。面对能源紧张的困难局势，我国政府大力倡导、推进节能减排，引导、支持各行各业结合各自特点实施技术升级改造，降低能耗，提高用能效率。供水系统是工农业生产和民生保障的重要基础设施。传统供水系统中的水泵存在用能大、效率低、能源浪费严重的情况，深入研究水泵节能技术，提高供水系统用能效率，对于整个水厂及社会经济效益都具有十分重要的影响。文章围绕水泵运行节能技术有关问题进行探讨，阐述了水泵节能的关键环节，分析了开展水泵运行节能的主要方法，希望对我国水厂开展节能降耗工作有所帮助。
关键词：水厂水泵；运行消耗；节能技术
引言
经济发展水平的不断提高，加快了能源消耗的速度。现代社会，社会化大生产对能源的依赖程度与日俱增。电能作为现代社会主要能源种类，其供应日趋紧张，严重限制了经济的发展。我国作为能源消耗大国，电能紧缺问题尤其严重。面对严峻的电能供应形势，各行各业都积极开拓思维，创造性的开展工作，想方设法改进工艺，降低能耗或者寻找其他类型的能源予以代替。在我国国民经济体系中，供水行业属于耗能大户，相关统计数据显示，我国供水系统中，各类水泵消耗电能所占比例最大，约占整个行业电能消耗的百分之八十以上。这主要是传统供水生产中水泵长时间处于非高效运行状态。这种低效运行无疑会造成大量电能浪费，不仅给供水企业造成沉重的成本负担，还会造成能源的浪费，进而导致环境污染。这些对我国经济乃至社会各方面的发展是十分不利的。为提高供水企业用电效率，响应国家节能减排号召，必须要对供水管网进行改造，在保证满足水泵网管供水压力的同时，减少无谓的电能消耗，从而为国家经济节能做出贡献。
1 水泵的流量调节与节能方式
在我国供水系统中，水的流量是水泵站日常运行过程中的重要参数指标。供水企业通过对流量的调节，达到对水泵使用情况的管理，从而实现对整个供水系统的控制。供水系统要实现节能减排，必须要从流量管理控制上着手，目前主要有以下两种方式：一是调整供水管路阀门开关大小，管路中水的流量与管道上阀门开闭程度直接相关，调整管路阀门大小是控制水流量的最直接方法。在水泵转速保持不变的前提下，阀门开度越大，管路中水的流量也就越大，反之，管道阀门开度越小，水流量也就越小。二是采用变速条件的方法，即对水泵转速进行调节，从而达到控制水流量的目的。水泵转速越高，水流量也就越大，反之，水泵转速下降，水流量也就随之减少。当然，这是在管道其他条件保持不变的前提下。相对于传统的阀门调节，变速调节方式可以显著降低供水管路能量损耗，从而达到节能降耗的目的。我国通过引入国外变频技术，实现了国产变频器的国产化，目前，我国国产变频器已经投入实际使用中，在相关领域获得了非常广泛的应用。
2 实施水厂水泵运行的节能技术
2.1 正确选择调速水泵的类型
变速技术在实际生产中通过使用调速水泵来实现。现阶段我国水泵根据调节技术特点分为节流调节和调速调节两种，二者技术特点各异，适用范围也不一样，和节流调节水泵相比，调速调节水泵在节能降耗方面表现更为突出。在实际工作中，要根据具体使用环境和使用要求选择具有针对性的调速水泵，确保选择的水泵的调速范围和调速控制方式满足使用条件，能够达到所要求的节能效果。
2.1.1 确定水泵调速范围
在对水泵调速范围进行确定时，需要综合水泵技术特点、功能、特性、供水负荷变化、供水管道实际情况以及调速控制技术方式等因素进行考虑，虽然调速越低，可控制的流量范围也就越大，但由于对应的节能效果并不突出，所以不能盲目选择过低的转速。以此为原则，选择最合适的转速下限。此外，在调速后，一定要控制好泵的工况点，让其在高效区的范围内，从而达到节能的目的。
2.1.2 合理选用调速泵数量，有效搭配恒速泵
目前我国供水企业基本上都是使用一台调速泵搭配若干台恒速泵，然后以并联的方式进行运行。在达到最高的供水要求时，使调速泵的最小供水量应尽量小于等于最小时用水量。如果是以多泵并联的方式进行运行，应尽量采取两台调速泵进行使用，同时要以调速控制的方式为依据，合理选择调速泵。
2.2 水泵运行的节能原理
水厂通过调节变频恒压变量给水系统的给水压力，实现对整个系统的耗能调节。在水泵的具体设计过程中可以适当降低给水压力计算精度。下面对水泵运行节能技术原理进行简要介绍，此处以Q与H分别代表水流量和水泵扬程，Q的取值范围从零到Qmax，H的取值范围从Hmin到Hmax。其中，给水最大流量为Qmax，给水要求最大压力为Hmax，Hmin为系统要求的压力。在夜间人们多数休息的时间段里，用水量明显降低，甚至可以降到零。而在用水高峰期，管道中水流量为最大值Qmax，系统最小给水扬程应对供水高度进行保证，最小扬程和管路损失应与最大给水扬程持平，即Hmax等于Hmin与Hmax之和。
水泵效率受水泵转速、流量、扬程等参数影响，要实现高水平的水泵运行效率，必须对上述因素进行优化，改善水泵工况。通过使用变频调速技术，水泵可以长时间处于高效运行区间，从而实现能源的高效使用。这也就是为何要使用变频技术的原因。为保证用户用水，管道中的给水流量势必要与用水量相适应，用水量越大，给水流量也要越大，如果只用一台泵，必然会使水泵的效率变得很低，对功率造成浪费。基于这个原因，水厂在进行给水系统设计时，往往会使用对多泵并联的给水方式，根据用户用水在不同的时间所造成的流量值，采用不同的开泵方式。用水越多，流量越大，开泵数量越多，反之，流量越少，开泵也越少。根据不同时间段的用水量，对水泵运行状态进行调节，从而有效改善节能的效果。虽然并联的水泵台数越多越好，但是也会因为数量增加造成设备结构复杂以及对电气控制系统难以掌控的局面，所以，必须合理地选用水泵并联台数，避免系统整体的经济性与合理性下降。
3 结束语
节能降耗、绿色环保是今后经济生产和民生保障等社会活动开展的主要原则，也是我国实现具有中国特色的社会主义伟大事业的重要举措。随着我国经济体制改革的逐步推进，产业结构调整不断深化，原有的粗放型生产方式势必会被更加科学、精细、环保的新型生产方式所替代。供水系统是城市生产、生活不可缺少的重要组成，在国民经济体系中发挥着至关重要的基础保障作用。做好水厂水泵运行节能降耗，对于提高供水企业经济效益，降低供水能耗，改进整个社会的节能水平有着极为重要的积极作用。供水企业要充分认识到水泵运行节能的重要意义，深入推进节能技术研究，提高能源使用效率，做好技术措施保障，从而提高企业乃至社会整体经济的发展效益。
参考文献
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