供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的節(jié)能選擇

1、供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的節(jié)能選擇摘要： 供水系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的節(jié)能選擇探討1 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式1.1 關(guān)閘調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié) 送水泵房的任務(wù)是要滿足管網(wǎng)中用戶對水量、水壓的要求。在管網(wǎng)中無水塔或高位水池的情況下， 任何時刻二級泵站的供水 量應(yīng)等于用水量。 由于管網(wǎng)用水量每時每刻都在變化， 而水泵的 搭配和分級是有限的， 因此需對管道或水泵進行調(diào)節(jié)以滿足用戶 水量、 水壓的要求， 關(guān)閘調(diào)節(jié)和水泵變速調(diào)節(jié)是兩種有效的調(diào)節(jié) 方式。 關(guān)閘調(diào)節(jié)使能量白費在閘門上， 由于送水泵房運行費占水 廠制水成本的 50%以上，因而能量的白費專門可觀。一般來講， 水泵變速調(diào)節(jié)和關(guān)閘調(diào)節(jié)相比， 能量 節(jié)約了14.1%。1.2 水塔或高

2、位水池調(diào)節(jié) 水塔或高位水池調(diào)節(jié)是傳統(tǒng)而有效的調(diào)節(jié)方式。 當管網(wǎng)中建 有水塔或高位水池時，二級泵站每小時供水量可不等于用水量， 但每天總供水量仍等于用水量。 現(xiàn)在，水泵工作分為二級到三級。 只要選泵合理，可使水泵一直在節(jié)能狀態(tài)下工作。因而，水塔或 高位水池調(diào)節(jié)可不能引起水泵能量的白費。從以上分析可知，水泵變速調(diào)節(jié)只是系統(tǒng)的一種調(diào)節(jié)方式， 同水塔和高位水池調(diào)節(jié)相比， 它能夠省去水塔或水池， 但要求泵 站和管網(wǎng)按最高日、最高時流量設(shè)計。同時，清水池的容積也要 比水塔或水池調(diào)節(jié)時大。另外，先進的調(diào)速設(shè)備如變頻調(diào)速設(shè)備 一般需要進口，價格較為昂貴。因此，到底采納那種調(diào)節(jié)方式， 需通過技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確

3、定， 不能盲目認為變速調(diào)節(jié)就一定 節(jié)能。例如，當管網(wǎng)中水塔和水池的調(diào)節(jié)容積足夠時，使用變速 調(diào)節(jié)并不能起到節(jié)能目的。2水泵調(diào)速的節(jié)能原理由離心泵的差不多方程式可知，水流通過水泵時，比能（揚程）的增值與葉輪的轉(zhuǎn)速和外徑有關(guān)。降低轉(zhuǎn)速和減小輪徑，都 能夠降低水泵的揚程。這一原理是水泵調(diào)速的理論基礎(chǔ)。水泵裝置的工況點是指水泵供給水的總比能與管道所要求的總比能相等的那個點（見圖1），也確實是水泵特性曲線（曲線 ）與管道特性曲線（曲線）的交點，如A點。當水泵特性曲線 和管道特性曲線改變時，都會引起工況點的轉(zhuǎn)移。圖1調(diào)速泵工作曲線對定速泵來講，當流量由QA變?yōu)镼B時，水泵特性曲線不 變，管道特性曲線變?yōu)榍?/p>

4、線，工況點因此成為C點，相應(yīng)的揚程為Hdo對變速泵來講，如要求流量由Q變?yōu)镼B，可通過改變水 泵轉(zhuǎn)速，使曲線變?yōu)榍€，現(xiàn)在管道特性曲線仍為，工況 點則變?yōu)锽點，對應(yīng)揚程為HBo因此，直觀地講，變速泵節(jié)約的 揚程為(Hc-Hb) o因此，選擇水泵時應(yīng)校核水泵的調(diào)速范圍是否合 理o3設(shè)計舉例3.1 定速與調(diào)速節(jié)能比較某水廠設(shè)計規(guī)模20X 104 m3/d , 24 h逐時用水量變化資料已 知(見圖2)。依照管網(wǎng)平差結(jié)果，要求該水廠出水水壓滿足：H=40+1.8Q2(1)選 SULZER50500 泵(n=1 470 r/min)3臺。方案 1 為全部采納定速泵，方案2采納2臺變速、1臺定速，比較兩

5、方案節(jié)能 效果。1. 用水量變化曲線 2.二級泵站設(shè)計供水線圖 2 用水量變化曲線從泵譜圖上求得泵特性曲線方程為：H=81-17Q2(2) 則二泵并聯(lián)后特性曲線方程為：H=81-4.25Q2(3) 三泵并聯(lián) H=81-1.9Q2(4) 分不聯(lián)立 (1)(2) 、 (1)(3) 、(1)(4) 得出：Q1=1.477 m 3/s=5 316 m 3/hQ2=2.6 m 3/s=9 372 m 3/h33Q3=3.33 m 3/s=12 000 m 3/h因而，對方案 1，按以下原則調(diào)度：QiQ i時，開泵1臺；Q1<QQ 2時，開泵2臺；QvQiQ 3時，開泵3臺。對方案 2，則按如下原則

6、操作：4 / 7QQi時，開變速泵1臺；QvQCQ2時，開變速泵2臺；QvQCQ3時，開1臺定速泵，2臺變速泵。利用用水量逐時變化資料，計算每一時刻各方案所消耗的電方案1某小時所耗電能為:(5)方案2同一時刻所耗電能應(yīng)分為兩部分，即定速泵耗電加上變速泵耗電，即：口 1021?/1027；"(6)經(jīng)計算，方案2比方案1節(jié)能14.1%,每年節(jié)電205X140 kW*h。本設(shè)計需要的最大調(diào)速比:-0.787 = 73.7%3.2 水塔與泵調(diào)速節(jié)能比較泵調(diào)速范圍為1 1561 470 r/min 。若系統(tǒng)中水塔或高位 水池的調(diào)節(jié)容積足夠（經(jīng)計算，調(diào)節(jié)容積需大于 13 100 m 3），假 定

7、管路系統(tǒng)不變，水泵分兩級工作。20時至次日5時一級供水，供水量為5 560 m3/h ; 5時至20時二級供水，供水量為1 X 104 m/h。選取 SULZER60720 泵（n=980 r/min）2 臺，水泵葉輪切削一檔，泵特性曲線方程為H=106.5-26.7Q2。一級供水時開泵1臺，工況點為（5 560，44）;二級供水時開泵 2臺，工況點為（1 0 000，55)。經(jīng)計算1 d內(nèi)能耗為:33285 (kW h/d)可見，經(jīng)水塔調(diào)節(jié)后耗能比變速調(diào)節(jié)還要少921 kWh/d4結(jié)論 水泵變速調(diào)節(jié)是一種有效的調(diào)節(jié)方式，節(jié)電效果明顯。 但應(yīng)通過經(jīng)濟技術(shù)比較后才能確定是否選用。 當管網(wǎng)中有水塔或高位水池時， 應(yīng)充分利用這些調(diào)節(jié)構(gòu) 筑物的調(diào)節(jié)能力。 水泵調(diào)速后的節(jié)能計算能夠用數(shù)解法依據(jù)用水量逐時 變化曲線求得