0 引言
城鎮二次加壓泵站的工藝運行方式和設備的合理配置決定著泵站的能耗。在同樣的水泵設備配置情況下,采用不同的工藝運行方式其泵站的能耗是不相同的。那么,采用什么樣的工藝運行方式較好?
其電耗怎樣計算?下面通過對二次加壓泵站的運行方式及能耗的分析研究,給出目前較佳的工藝控制方法。
1 二次加壓泵站幾種常用運行方式能耗
目前,北方城鎮二次加壓泵站工藝設備配置及工藝運行狀況一般分為四種:
1)方式1———水泵全速直聯供水方式;
2)方式2———微機控制水泵變頻調速恒壓供水方式;
3)方式3———微機控制水泵變頻調速變流變壓供水方式;
4)方式4———全自動管網直聯無負壓二次加壓供水。
1.1 方式1———水泵全速直聯供水方式
此供水方式是二次加壓泵站的加壓泵,不通過任何的中間工藝設備直接將儲水池的水供給用戶,是一種簡單、實用、經濟的二次加壓供水方式。假設泵站水泵為兩臺(一用一備),高日高時水量為qa,日最低水量為0,水量的變化范圍為0~qa,小區內管網最不利點的水頭損失為h0,管網的大壓力為hmax,水泵的特性曲線為f1,管道特性曲線為f2,則水泵在全速直聯供水方式下的工作狀況,
1)此方式泵站的供水量調節,是通過改變管道的特性曲線f2來實現的,供水壓力隨著流量q 在ha~hmax間變化;
2)供水量為qa時的電功率值是特性曲線f1和坐標系(h,0,q)所圍成的圖形面積Pa(1 hmaxAqa0);
3)供水量為qa時實際需要的供水電功率值是管道特性曲線f2和坐標系(h,0,q)所圍成的圖形面積P 標(h0Aqa0)。
上面的計算結果中,式(2)憶和式(4)憶均為準確值,而式(2)和式(4)為工程近似值。在分析計算實際問題時,一般用后者就可滿足工程的需要。在下面的全部分析計算中采用工程近似的方法進行。
1.2 方式2———微機控制水泵變頻調速恒壓供水方式
微機控制水泵變頻調速恒壓運行是目前城鎮供水二次加壓泵站供水工藝中廣泛采用的運行方式。該方式通過改變水泵的轉速來滿足小區內供水量需求的變化,不僅保持了恒壓供水,而且大大降低了泵站的電耗,從而使泵站的電損率啄降低。
1.3 方式3———微機控制水泵變頻調速變流變壓供水方式
當供水泵站在小流量或零流量的情況下,水頭損失很大,水泵效率大大降低,電損率啄會增大,泵站達不到較佳的節能效果。在此情況下通常根據小區內管網的水量及壓力變化規律,采用變流變壓的方法調整水泵機組的轉速、流量及供水壓力,以及克服上述的問題。
1.4 方式4———全自動管網直聯無負壓二次加壓供水方式
該方式是將全自動管網直聯無負壓供水設備直接與自來水管網連接、采用密封水罐和負壓抑制及補償系統,自動調節來水水量和壓力,實現自來水外管道無負壓、內網自動恒壓供水的功能。此種供水方式充分利用了市街公用供水管網的一次壓力hj,加壓泵站只是對公用供水管網的進水壓力hj 和所需供水壓力ha的差進行補壓,所以節能效果顯著。
泵站在采用全自動管網直聯無負壓二次加壓供水方式運行時,供水系統的節電率姿和公用管網供水壓力hj成正比;與內網的壓力ha成反比,而與泵站的水量q 無關。
2 泵站運行方式的電耗指標比較
上面對4種城市二次加壓泵站運行方式進行了分析研究,現將4 種泵站運行方式的電耗狀況比較列于表1中。
我們結合北方的某一泵站的工藝供水參數,算出泵站在同一工藝供水參數下采用不同運行方式的電耗指標的實際數值。
所述供水方式是一種較節能的泵站工藝運行方式。此運行方式實際的電耗功率比二次加壓泵站理想狀態下的電耗功率還要低很多(本次計算,實際的電耗功率比二次加壓泵站理想狀態下的電耗功率減少了20.6%);從節電的效果上看,前者比后者要節電70%以上,而比恒壓供水方式要節約電耗達28.6%~43%。
目前在城鎮二次加壓泵站供水工藝中,普遍采用方式2運行方式,采用方式3運行方式的只有很少一部分。而在城鎮二次加壓泵站中采用方式4 具有很大的節能空間。
3 結語
城鎮二次加壓泵站采用微機控制變頻調速變流變壓和全自動管網直聯無負壓供水運行方式是目前最節約電能的兩種工藝運行方法;特別是采用全自動管網直聯無負壓方式供水,具有顯著的節能效果和廣闊的市場前景。
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