给排水工程师浅谈小区加压泵站的节能供水
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一、引言
鞍山市自来水总公司二级加压泵站主要负责地区区域性的加压供水，保证厂矿、企、事业单位和百姓的日常用水，它是供水不可缺少的一个重要环节，通常情况下，自来水经水源地、水厂加压进入供水管网，然后供给用户。供水管网压力一般保持在0.20MPa,这个压力能够满足大多数地区供水压力要求，然而，对于地区管网压力偏低或者高层建筑，这个压力就无法直接把自来水供给用户，这样就需要二级加压泵站再次加压达到地区用户供水压力。这样虽然满足用户供水压力要求，但是无形之中供水系统便增加了一个加压点，每增加一个加压点，动力费用便会增加。随着，鞍山市城市规模不断扩大，鞍山市自来水总公司二级加压泵站的数量从最初的50个逐渐增加到180多个，而且，目前泵站数量增加趋势应在继续。因此，小区加压泵站的节能降耗工作就是一个十分现实而迫切的问题。
二、提出问题：
千山二号泵站(以下简称千二)是鞍山市自来水总公司众多泵站中的一个，它始建于2001年，位于千山正门脚下。供水之初，由于千山地区用户少，用水量比较小，机泵效率极其低下，就是俗话说的“大马拉小车”，这种现象的一个后果就是由于机泵功率大，必然会造成动力费用不必要的浪费。当时，千二泵站供水能力的设计主要是考虑千山地区未来的供水需求必然是上涨趋势，如果设计仅仅考虑当时的实际情况，满足当时的供水需求，那么，一旦这种供水需求趋势增加迅速，而供水能力达不到要求的时候，必然会导致供水不足，无法满足用户的需求，那样的话，必然还得再次设计来满足增长的供水需求，这样就会造成初期投资成本的二次浪费。
如何既要在现有实际情况下有效提高机泵效率，节能降耗，减少动力运行成本，又要满足未来供水需求增长趋势的不确定性。为了解决这个问题，我们针对千二泵站进行了实际的调查研究，情况如下：
1、机泵参数：
2、统计参数：
①：供水量/日(Q1)：300 M3 左右
②：平均耗电量/月(Pt1):12630KWh
③：实际供水扬程(H1): 35～37M
④：实际运行电流(A1)：35A左右
3、配水管线端口：3个(注：应用2个，预留1个)
三、解决方案
实际调查中，我们发现千二泵站安装有两套机组，机组运行方式为一用一备。两套机组均采用变频恒压调速，设计日供水能力为5000M3，供水压力为0.35MPa，实际日用水量却只有300M3左右，只达到设计供水能力的6%，因而导致机泵效率极其低下，实际供水情况和机泵的严重不匹配导致大多电能消耗在空载损耗上了。这样千二泵站节能降耗，有效降低动力费用就有了很大的空间。如何既保持设计供水能力，满足未来不确定的供水需求增长趋势，又解决目前实际的供水情况，有效的降低动力运行费用这一突出矛盾。我们初步设想在满足现有实际供水的情况下，通过有效降低运行电流，减少不必要的空载损耗电流来达到节能降耗目的。通过调查，我们发现由于配水管线端口有3个，实际应用2个，预留1个，这就为解决上述矛盾提供了很好的途径，我们决定在这个预留配水管线端口再增加一套供水能力符合现有供水需求的机组。通过运行匹配的机组真正达到降低运行电流的目的。这样一来既可以提高机泵的效率，节能降耗，减少动力费用，又可以保证将来供水需求增加的时候，立刻使用原有的机组使供水能力完全满足增长的供水需求。
设备选型：
2、理论计算：
①：管道泵额定流量/日：(Q2)：30×24=720 M3
②：管道泵额定扬程(H2)：47M
③：额定电流(A2)：15A
Q2>Q1 ，H2>H1，因此，选用的管道泵完全可以满足现有供水需求。
四、成本比较
新安装的机组采用变频调速恒压供水，变频控制柜与机组功率相配套。机组安装完毕后，机组启动运行成功，供水压力恒定在0.35MPa-0.37MPa之间，完全能够满足千二泵站现有的供水需求。我们实测机组运行电流在10A左右，与原来相比，运行电流降低了25A，真正起到了节能降耗的目的。由于运行时间短，新机组的耗电量尚不能准确地统计，现以电机额定功率为准作保守统计：
①：耗电量/月(Pt2)：7.5(KW)×24小时×30天=5400KWh
②：节电量/月(△Pt)：Pt1- Pt2=12630-5400=7230 KWh
③：电费单价(R)：0.738元/ KWh
④：节省动力费/月(S)：△Pt×R=7230×0.738=5335.74元/月
上述节省动力费用的算法只是采用保守的统计，实际情况是，新机组采用的是变频调速，机组消耗的电量必然小于机组的额定功率，因此实际节省效果应该比统计结果更加理想。此次改造成本约1.5万元左右，新机组运行3个月就可收回投资成本，经济效益十分可观。
五、结束语
千二泵站设备节能改造作为一个特例，虽然不能作为泵站节能改造的普遍模式推广应用，但是只要广大科技工作者认真思考，因地制宜，对每一个泵站采取切实有效的节能措施，我相信二级加压泵站节能降耗工作一定大有可为!
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