第五章 节能设计与改造.doc

第五章 节能分析与设计 建设部在《城市供水行业2000年技术进步发展规划》中提出了“提高供水水质、提高供水安全性、降低能耗、降低漏耗、降低药耗”的目标。因此，在设计中除结合发展特点和地形条件外，还应注重在提高供水安全可靠性及降低能耗、漏耗等方面下功夫。由于地形高差大，供水范围高程之间，最大高差达78 m E = E1 + E2 + E3 其中 E1 -保证最小服务水头所需的能量 E2-克服水管摩阻所需的能量 E3 -未利用的能量 三种能量中E1不能减小降低；E2可通过一定的措施降低，E3虽无法避免却可通过一定措施减小，泵站降低能耗一般是设法降低E3，石空工业园区供水系统采用分区供水可以降低泵站扬程减小各点富余水头从而降低能耗。 分区数量越多节省的能量也就越多，最多可节约1/2 的能量，但分区数多会增加工程投资也使维护管理复杂。合理的分区数量应该是在保证供水安全可靠的条件下使工程的造价运行管理费用之和最小。综合考虑，石空工业园区分区数量为4个，以罗家沟和三纵路为界，罗家沟以西，三纵路以北为1区，给水面积亩，罗家沟以西，三纵路以南为2区，给水面积亩，罗家沟以东，三纵路以北为3区，给水面积亩，罗家沟以西，三纵路以南为4区，给水面积亩。 5.2泵站节能分析与设计 据统计，给水工程中能耗费占供水成本的30～70％，水泵的能耗费占总能耗费的90％左右。实际运行中，水泵的效率大多数不足60％，泵站的综合效率不足50％，存在着较大的能源浪费。按照国家节能减排要求，工程设计中运用水泵供水节能技术，正确地进行泵站设计，使水泵能经常高效运行，将具有重大经济意义。 在本工程中，水泵把水从水源中取出在管道输水中将水加压送至蓄水池；在分压供水系统中增加管网的压力；在用水高峰季节调节管网供水量。按照功能划分，水泵在供水系统各环节中构成取水泵站、加压泵站。可以说泵站是石空工业园区供水系统中的枢纽，水泵是这枢纽中的心脏。石空工业园区由于地形高差大，.1.1水泵工况分析+ηmη)=0 (9) 可求出泵站效率最大时的流量值，可得泵站效率最大时水泵工况P0（qv,0,H0）.2.1调节设施及容积常用调节方式 变频调速供水：近几年来 随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水水质的要求不断提高, 变频调速技术越来越多的应用于供水系统水泵变频调速运行是节能的有效途径它通过转速的变化来适应水量的变化降低富余扬程减小能耗同时具有设备投资不大占地面积小二次污染小等优点。 （2）调节设施容积清水池的调节容积计算，通常采用两种方法：一种是根据24小时供水量和用水量变化曲线推算，一种是凭经验估算。前者需要知道24小时用水量变化规律，并在此基础上拟定泵站的供水线。缺乏用水量变化规律资料时，清水池调节容积，可凭经验，按最高日用水量的10%20%估算。供水量大的，因24小时用水量变化较小，可取较低的百分数，以免清水池过大。.2.2变频供水的应用 变频供水节能分析与选择水泵在运行时，有时需要对其流量进行调节。流量的调节既可以通过调节出口阀门的开度来实现，也可以通过改变转速来实现。用改变阀门的开度来调节流量时，有一定的能量损失。开度越小，流量越小，能量损失的比例就越大。改变转速调节流量就能有效地避免这一点，从而达到节能效果。 　　变频器调速是近十几年发展起来的一种新的调速方式。随着变频调速技术的不断完善与发展，变频技术已被广泛地应用在水泵的调速装置中。采用变频器，辅之以 PLC（可编程序控制器），就可以很方便地实现自动 控制。变频调速的实质是改变电动机电源的频率 f（Hz），从而改变电动机的转速n（r/min），（n=60f/p,p为极对数）。? 二、恒压变频供水系统 　　１.恒压变频供水系统的运行特点　　生活供水既要满足用水高峰和低谷时的不同流量要求，还要保证相对恒定的供水压力。水泵就是根据用水高峰时的流量和压力来选择的。如果不采取调速措施， 在用水低谷时，泵工作在小流量或小流量以外工况，这时就有相当一部分能量损失在阀门上。如果选择较小容量的泵，在用水高峰时，随着用水量的增加，泵出口压力会降低，严重地影响了供水质量（压力太低）。在这种情况下，恒压变频供水装置应运而生。恒压变频供水装置一般由几台主泵、一台辅泵、一台电控柜（含有变频器、PLC）等组成。　　供水装置的流量调节依靠处于工作状态的主泵的数量增减以及变频主泵的频率变化来调节。不管处于工作状态的主泵有几台，变频调速的主泵只有一台。装在泵出口管路中压力传感器会将压力信号传给PLC，PLC根据相应的压力信号对泵组进行控制，增加或减少处于工作状态的泵的数量。PLC将变频信号传给变频器，由变频器控制电源频率的变化（有时，电源频率也可由变频 器根据压力传感器的压力信号直接作出反应，而不必通过PL