泵站供水提質(zhì)增效節(jié)能降耗淺析
時(shí)間:2022-03-29 10:52:54
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摘要:在處理水污染的過(guò)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(chǔ)上,對(duì)節(jié)能降耗的問(wèn)題給予高度重視。而國(guó)內(nèi)泵站工程的效率始終不高,嚴(yán)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(diǎn),闡述了相應(yīng)的節(jié)能方法,以供參考。
關(guān)鍵詞:泵站;節(jié)能降耗;提質(zhì)增效
1西河泵站機(jī)組現(xiàn)狀
天津市南水北調(diào)市內(nèi)配套工程西河泵站(以下簡(jiǎn)稱西河泵站)主要作用是將來(lái)自丹江口水庫(kù)的長(zhǎng)江原水輸送至天津市中心城區(qū)的新開(kāi)河、芥園、凌莊子三大水廠。目前,西河泵站安裝了10臺(tái)單級(jí)雙吸離心泵機(jī)組,其中1臺(tái)直接啟動(dòng)機(jī)組、3臺(tái)軟啟動(dòng)機(jī)組、6臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組,包括新開(kāi)河水廠2臺(tái)900kW變頻啟動(dòng)機(jī)組、2臺(tái)900kW軟啟動(dòng)機(jī)組,芥園水廠1臺(tái)630kW直接啟動(dòng)機(jī)組、2臺(tái)630kW變頻啟動(dòng)機(jī)組,凌莊子水廠1臺(tái)1250kW軟啟動(dòng)機(jī)組、2臺(tái)1250kW變頻啟動(dòng)機(jī)組。直接啟動(dòng)通過(guò)分、合斷路器開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的開(kāi)機(jī)停機(jī),電流大,直接達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)沖擊大,運(yùn)行時(shí)只能工頻運(yùn)行;軟啟動(dòng)是啟動(dòng)時(shí)逐漸增加到額定轉(zhuǎn)速,對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)的沖擊小,有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,運(yùn)行時(shí)只能工頻運(yùn)行;變頻啟動(dòng)電流小,對(duì)設(shè)備及電網(wǎng)沖擊小,有利于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,運(yùn)行時(shí)可調(diào)節(jié)頻率調(diào)整輸水量節(jié)約能耗。
2西河泵站機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀
根據(jù)目前天津中心城區(qū)居民用水量,西河泵站日供水量為130萬(wàn)m3,每天基本運(yùn)行5臺(tái)機(jī)組即每個(gè)水廠運(yùn)行1~2臺(tái)機(jī)組,采取1臺(tái)直接啟動(dòng)機(jī)組1臺(tái)變頻機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行方式或2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行方式。從節(jié)能降耗的角度出發(fā),結(jié)合西河泵站實(shí)際情況,統(tǒng)計(jì)分析芥園水廠7#直接啟動(dòng)機(jī)組、8#變頻啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行與6#、8#2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行之間的能耗關(guān)系以及機(jī)組效率。經(jīng)統(tǒng)計(jì),在輸水量一定的前提下,得出不同啟動(dòng)方式機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行耗電量情況,如圖1所示。
3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出初步結(jié)論,在不考慮調(diào)節(jié)池水位、壓力等條件下,2臺(tái)運(yùn)行機(jī)組輸水量在22900m3以下即瞬時(shí)流量理論值為6.36m3/s(實(shí)際Q=6.57m3/s)左右時(shí),直接啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合變頻啟動(dòng)機(jī)組的運(yùn)行方式耗電量較2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行方式少,最大每小時(shí)節(jié)約用電117.18kW•h;當(dāng)輸水量在22900m3以上時(shí),直接啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合變頻啟動(dòng)機(jī)組的運(yùn)行方式耗電量較2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行方式多,最大每小時(shí)耗電126kW•h。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論,結(jié)合西河泵站實(shí)際,從節(jié)約能耗的角度出發(fā),確定西河泵站機(jī)組最佳運(yùn)行方式,見(jiàn)表1。泵站瞬時(shí)輸水量在6.57~8.25m3/s時(shí),直接啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合變頻啟動(dòng)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行方式比較節(jié)約能耗,但直接啟動(dòng)機(jī)組存在啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊較大和直接達(dá)到額定轉(zhuǎn)速對(duì)設(shè)備本身?yè)p耗大、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大、機(jī)組維護(hù)量增加、運(yùn)行功率因數(shù)低以及無(wú)法調(diào)節(jié)輸水量等缺點(diǎn),因此考慮進(jìn)一步分析直接啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合變頻啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行方式與變頻啟動(dòng)機(jī)組同運(yùn)行方式損耗的關(guān)系。針對(duì)芥園水廠安裝2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組、1臺(tái)直接啟動(dòng)機(jī)組和凌莊子水廠安裝1臺(tái)軟啟動(dòng)機(jī)組、2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組的實(shí)際,根據(jù)日常供水調(diào)度,芥園水廠和凌莊子水廠輸水量一起調(diào)節(jié),因此下一步準(zhǔn)備分析1臺(tái)直接啟動(dòng)機(jī)組聯(lián)合2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組與3臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組之間的能耗關(guān)系。根據(jù)機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論,從安全供水、節(jié)能降耗角度出發(fā)新開(kāi)河水廠供水瞬時(shí)流量在6m3/s左右時(shí)2臺(tái)變頻啟動(dòng)機(jī)組并列運(yùn)行,若變頻啟動(dòng)機(jī)組發(fā)生故障只能開(kāi)軟啟動(dòng)機(jī)組工頻運(yùn)行,此時(shí)工頻運(yùn)行機(jī)組聯(lián)合變頻啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行不符合節(jié)能降耗要求。
4結(jié)語(yǔ)
目標(biāo)電耗節(jié)能技術(shù)是在滿足工藝要求的條件下,實(shí)現(xiàn)水泵(泵站、泵組)輸送水的電單耗最低(即目標(biāo)電耗)的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。采用軟硬件結(jié)合的方法,通過(guò)對(duì)供水系統(tǒng)的工藝要求(壓力、流量、水位等)和設(shè)備參數(shù)(泵、電機(jī)、變頻裝置)的自尋優(yōu),給出輸送水系統(tǒng)輸送水的電單耗最小值以及相應(yīng)的水泵運(yùn)行搭配策略和調(diào)速策略,使泵站系統(tǒng)整體運(yùn)行效率最高,從而保持泵站系統(tǒng)在既滿足運(yùn)行工況同時(shí)又輸送水的電單耗最小的狀態(tài)下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
作者:李嘉泰 單位:天津水務(wù)集團(tuán)引江市區(qū)分公司