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泵站目标电耗节能技术

关于泵站目标电耗节能技术的技术理论、技术原理和技术特点等简要介绍。

目标电耗节能控制系统在于采用软硬件结合的方法，通过对供水系统的工艺要求

（压力、流量、温度等）和设备参数（泵、拖动电机、调速装置）的自寻优，给

出输送水系统输送水的电单耗最小值，以及相应的水泵运行搭配策略和调速策

略，使泵站系统整体运行效率最高，从而保持泵站系统在既满足运行工况同时又

输送水的电单耗最小的状态下经济运行。

1、技术理论

泵站的吨水电耗表达式：

式中：W为吨水电耗值（千瓦时/立方米，kw.h/m），H（Q，t）为泵站提

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供的总扬程（米，m），η（Q，H）为泵站整体运行效率（百分比，%）。

H（Q，t）是流量Q和时间t的函数，它的大小同工艺要求和设备自身

的调节能力有关。

η（Q,H）是流量Q和扬程H（Q,t）的函数，它的表达式如下

η（Q,H）=η1（Q,H）*η2（Q,H）*η3（Q,H）*η4（Q,H）*η5（Q,H）*η6（Q,H）…(2)

（2）式中：η1（Q,H）为水泵的运行效率，η2（Q,H）为联轴器的运行效率，

η3（Q,H）为电机的运行效率，η4（Q,H）为调速装置的运行效率，η5（Q,H）

为配电装置的运行效率，η6（Q,H）为变压器的运行效率

η1（Q,H）—η6（Q,H）是泵站流量Q和扬程H(Q,t)的函数，它们也会随着

泵站供水量Q和泵站供水总扬程H（Q,t）的变化而变化。

假设工艺要求的泵站总扬程为H0（Q,t），泵站提供的总扬程为H（Q,t），

则泵站浪费的宽裕扬程为△H（Q,t）：

△H（Q,t）=H（Q,t）－H0（Q,t）……………(3)

泵站的整体效率η（Q,H）随着流量Q和泵站总扬程H（Q,t）变化，对于给

定泵站的某一工况（Q,H），在泵站设备可以采取的不同调节方式中，存在一整

体效率最好的运行方式，此最大效率值记为ηmax（Q，H），该ηmax（Q，H）

不是所有设备最高效率的乘积，它是指对应工况（Q,H），在所有可能的调节手

段中所能达到的最高效率，它是一个有约束条件的最大值。泵站实际整体运行效

率η（Q,H）同最大效率ηmax（Q,H）之间的差值，我们称为效率偏差△η（Q,H）

△η（Q,H）=ηmax（Q,H）－η（Q,H）……（4）

泵站的吨水电耗表达式（1）变为：

（5）式中的第一部分代表了泵站所能实现的最小吨水电耗，这是我们所追

求的目标电耗，记为Wmin:

（6）式中的第二部分代表了当前工况下，泵站存在的节电潜力，从负面讲

也是泵站浪费的吨水电耗，记为△W:

（7）式中的第一部分是由于泵站运行效率η（Q,H）偏离最高效率ηmax（Q,H）

形成效率偏差△η（Q,H）而造成的节电潜力（或电能浪费），第二部分是由于泵

站运行存在富裕扬程△H（Q，t）而造成的。

2、技术原理

目标电耗节能技术，是在满足工艺要求的条件下，实现水泵（泵站、泵组）

输送水的电单耗最低（即目标电耗）的一项节能技术。它的基础是任一输送水系

统中，存在着一个与系统运行状况（系统运行参数）相对应的吨水耗电量

（Kw.h/m）的最小值。利用目标电耗节能控制技术，使输送水系统在吨水耗电

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量最小的运行状况下运行，即可使该输送水系统生产运行的耗电量最少。用此技

术对输送水系统进行节能技术改造，即可得到最大的节电量和节能效益，实现输

送水系统的经济运行。

目标电耗节能控制技术最重要特点：是给出输送水系统输送水的电单耗最小

值，以及相应的水泵运行搭配策略和调速策略。这要归功于技术开发者拟定的一

套计算方法，这套计算方法中既考虑了工艺要求的压力、流量、温度等，所用水