供水系统调节方式的节能选择

1、供水系统调节方式的节能选择                        摘要：供水系统调节方式的节能选择探讨。 关键词：供水系统情调节方式 节能选择 1系统的调节方式 1.1关闸调节和变速调节 送水泵房的任务是要满足管网中用户对水量、水压的要求。在管网中无水塔或高位水池的情况下，任何时刻二级泵站的供水量应等于用水量。由于管网用水量每时每刻都在变化

2、，而水泵的搭配和分级是有限的，因此需对管道或水泵进行调节以满足用户水量、水压的要求，关闸调节和水泵变速调节是两种有效的调节方式。关闸调节使能量浪费在闸门上，由于送水泵房运行费占水厂制水成本的50%以上，因而能量的浪费很可观。一般来说，水泵变速调节和关闸调节相比，能量节约了14.1%。 1.2水塔或高位水池调节 水塔或高位水池调节是传统而有效的调节方式。当管网中建有水塔或高位水池时，二级泵站每小时供水量可不等于用水量，但每天总供水量仍等于用水量。此时，水泵工作分为二级到三级。只要选泵合理，可使水泵一直在节能状态下工作。因而，水塔或高位水池调节不会引起水泵能量的浪费。 从以上分析可知，水泵变速调节

3、只是系统的一种调节方式，同水塔和高位水池调节相比，它可以省去水塔或水池，但要求泵站和管网按最高日、最高时流量设计。同时，清水池的容积也要比水塔或水池调节时大。另外，先进的调速设备如变频调速设备一般需要进口，价格较为昂贵。因此，到底采用那种调节方式，需通过技术经济比较后才能确定，不能盲目认为变速调节就一定节能。例如，当管网中水塔和水池的调节容积足够时，使用变速调节并不能起到节能目的。 2水泵调速的节能原理 由离心泵的基本方程式可知，水流通过水泵时，比能(扬程)的增值与叶轮的转速和外径有关。降低转速和减小轮径，都可以降低水泵的扬程。这一原理是水泵调速的理论基础。 水泵装置的工况点是指水泵供给水的总

4、比能与管道所要求的总比能相等的那个点(见图1)，也就是水泵特性曲线(曲线)与管道特性曲线(曲线)的交点，如A点。当水泵特性曲线和管道特性曲线改变时，都会引起工况点的转移。对定速泵来说，当流量由QA变为QB时，水泵特性曲线不变，管道特性曲线变为曲线，工况点因此成为C点，相应的扬程为HC。对变速泵来说，如要求流量由QA变为QB，可通过改变水泵转速，使曲线变为曲线，此时管道特性曲线仍为，工况点则变为B点，对应扬程为HB。因此，直观地说，变速泵节约的扬程为(HC-HB)。当然，选择水泵时应校核水泵的调速范围是否合理。       &

5、#160;                     3设计举例 3.1定速与调速节能比较 某水厂设计规模20×104 m3/d，24 h逐时用水量变化资料已知(见图2)。根据管网平差结果，要求该水厂出水水压满足： H=40+1.8Q2 (1)选SULZER501500泵(n=1 470 r/min)3台。方案1为全部采用定速泵，方案2采用2台变速、1台定速，比较两方案节能效果。图2用水量

6、变化曲线从泵谱图上求得泵特性曲线方程为：H=81-17Q2(2)则二泵并联后特性曲线方程为：H=81-4.25Q2(3)三泵并联H=81-1.9Q2(4)分别联立(1)(2)、(1)(3)、(1)(4)得出：Q1=1.477 m3/s=5 316 m3/h Q2=2.6 m3/s=9 372 m3/h Q3=3.33 m3/s=12 000 m3/h 因而，对方案1，按以下原则调度： QQ1时，开泵1台； Q1<QQ2时，开泵2台； Q2<QQ3时，开泵3台。 对方案2，则按如下原则操作： QQ1时，开变速泵1台； Q1<QQ2时，开变速泵2台； Q2<QQ3时，开1台

7、定速泵，2台变速泵。 利用用水量逐时变化资料，计算每一时刻各方案所消耗的电能。 方案1某小时所耗电能为：(5)方案2同一时刻所耗电能应分为两部分，即定速泵耗电加上变速泵耗电，即：(6)经计算，方案2比方案1节能14.1%，每年节电205×104 kW*h。 本设计需要的最大调速比：3.2水塔与泵调速节能比较 泵调速范围为1 1561 470 r/min。若系统中水塔或高位水池的调节容积足够(经计算，调节容积需大于13 100 m3)，假定管路系统不变，水泵分两级工作。20时至次日5时一级供水，供水量为5 560 m3/h；5时至20时二级供水，供水量为1×104 m3/h。选取SULZER602720泵(n=980 r/min)2台，水泵叶轮切削一档，泵特性曲线方程为H=106.5-26.7Q2。一级供水时开泵1台，工况点为(5 560，44)；二级供水时开泵2台，工况点为(10 000，55)。 经计算1 d内能耗为：h/d) 可见，经水塔调节后耗能比变速调节还要少921 kW.h/d。 4结论 水泵变速调节是一种有效的调节方式，节电效果明显。但应通过经济技术比较后才能确定是否选用。 当管网中有水塔或高位水池时，应充分利用这些调节构筑物的调节能力。 水泵调速后的节能计算可以用