供水規(guī)劃與設計節(jié)能研究
一、選擇合理的供水系統
整個供水系統可以分為取水、凈水及輸配水等三個部分。供水系統的規(guī)劃設計，由于涉及到城市總體規(guī)劃、水文、水文地質、地形地質、水質、以及經濟、技術環(huán)境等多方面因素而顯得十分復雜。在供水系統中，取水和輸配水部分所能耗占整個系統能耗的70-80%左右，所以系統優(yōu)化對供水工程就得顯得十分重要。利用能量分析可有助于論證和選擇合理的供水系統。
供水系統的能量由取水泵房和送水泵房的流量及其揚程乘積之和組成的，它直接反映了耗能的大小。在選擇給水系統中，往往遇到一次加壓還是二次加壓，泵站與水廠位置，泵站與水廠內的能量消耗，這些問題都可以用能量分析手段進行方案比較，以選出最佳的供水系統方案。
關于一次加壓還是二次加壓的問題，目前供水公司的取水泵站和輸配水泵站的距離都比較近，所以在各水廠中往往都采用一次加壓，這樣就大大節(jié)省了二次加壓所需的電能。如果一級泵站距離水廠較
遠，也要經過充分論證后在決定是否建立二級泵站。
二、提高泵房綜合效率
泵房設計中節(jié)能問題至關重要，水廠中電力消耗了極小一部分在變配電系統中損耗以外，幾乎97%是水泵電機耗掉的。理論上每千噸/時送上一米的高度耗電是2.72度，但實際上由于電機、水泵的效果是隨水泵運轉過程中，管路中的流量大小，即水頭損失的變化而改變的。水泵效率高的可達92--95%、低的只有60-65%。兩者相差30%，即每千噸.米電耗在4.45與2.96度之間浮動。以歡喜嶺水廠為例，其日產達到一萬立方米，如果平均揚程為60米，則由于水泵效果的高低不同，年耗電量相差可達35萬度之巨。亦即水泵效果平均能提高10%，每年就可省11.5萬度，水廠規(guī)模越大，其相對差值也越大？梢娧芯勘梅吭O計綜合效率問題對于節(jié)能十分重要的。在泵房設計中應當注意下述問題：
1、要選擇高效率的水泵。
2、水泵應大小搭配，合理組合。
3、推廣采用變頻調速泵，節(jié)約能量。
近年來，國內外廣泛采用變頻調速泵，即根據管網水量變化自動調節(jié)水泵轉速達到節(jié)省能量的效果。實踐表明泵站的經常運行費用（主要是動力費用）占水廠制水成本的50%甚至更大，為了降低水廠制水成本，在新水廠設計時，不但考慮水泵大小搭配合理，而且應采用變頻調速這一新的節(jié)能技術。例如歡喜嶺水廠在近年來廣泛采用了變頻調速節(jié)能技術，雖說要投入一部分資金。但長年節(jié)能，所需費用可在短期內收回，并達到降低制水成本的目的。每年為該廠節(jié)約電費約50萬元，所增加的投資在一年內即收回。
三、減少水廠中的能量消耗
如果不把一級泵站的能量水泵包括在內，水廠中的能耗約為3.0-6.0米，這部分能量水泵由于上、下幅度差值較大，也應在設計中盡可能考慮和減少。一般在水廠設計中節(jié)能考慮主要有以下二個方面：
1、在工藝選擇時，要比較能量消耗
目前混合一般采用泵前，跌水與管道混合。從節(jié)能角度看，采用泵前混合比較有利，因為基本上不需要專門的耗能裝置。
沉淀工藝，從節(jié)能角度平流式沉淀池與斜管沉淀地是最合適的，目前？谑忻卒佀畯S一期工程采用是鈄管沉淀池，二期工程采用平流式沉淀池。
濾池的水廠凈化設備中耗能大戶，設計中應充分注意節(jié)能問題，濾池耗能主要在反沖洗水上，水廠中自用水量大部分就是反沖洗水。對于反沖洗水的節(jié)能，一是盡可能減少反沖洗水的耗量，二是盡可能減少反沖洗水頭。一般設計采用反沖洗強度15升/秒/米2，如果考慮氣水沖洗則反沖強度可減至8升/秒/米2。例如：？谑忻卒佀畯S二期工程就采用氣水反沖洗，先進的V型濾池工藝、并采用自動控制的形式、達到節(jié)水、節(jié)能的目的。
減少反沖洗水量的另一個途徑就是將反沖洗水回收。
2、在水廠布置中要注意減少能量消耗
水廠布置為了減少其能量消耗，往往采以以下幾個措施：
⑴工藝間平面布置盡可能集中；
⑵必要情況下設置超越管。
當采用水質較好的水庫水源時，一般原水濁度在5-7℃以下。設置反應，沉淀池只是在高濁度時才利用。因此從反應地到濾池間設置一根超越渠道，水質好時不經過反應、沉淀而采用接觸過濾工藝，由此減少了反應與沉淀的水頭損失，達到了節(jié)能的目的。
例如：海口市米鋪水廠存在季節(jié)性原水濁度低，加入反應池的硫酸鋁產生的絮凝體不能及時沉淀。如果設置超越渠道采用接觸過濾，就可以達到節(jié)能目的。
四 重視輸水管路設計中的技術經濟比較
水泵所耗的電能轉化為出廠壓力后，除了服務壓力部分有用處，其余都水泵在輸水管網及地形高差中，這部分能量的水泵占整個供水系統電量水泵的極大部分，因此在規(guī)劃設計中應十分注意經濟流速問題。
所謂經濟流速是一次投資與經常費用
之和最小時的流速為經濟流速，而相應的管徑即為經濟管徑。所以選擇輸配水管管徑的大小涉及投資與耗電的大小，管徑大基建費用高，電費卻省，管徑小一次投資省，但水頭損失大，水泵揚程高，電費貴。故以往設計中以經濟流速來控制。為了更合理設計管網，我們往往采用計算機對管網進行平差，以便降低能耗。
由于經濟發(fā)展需要，需要新建、擴建的水廠很多。除了新水廠設計應考慮節(jié)能措施，對已建水廠亦應根據節(jié)能需要進行改造。如果我們都能在供水規(guī)劃、設計中將節(jié)能提到相應重視程度，綜合權衡，重視節(jié)能，又重視建設投資的節(jié)能，那么，供水節(jié)能的潛力將是可觀的。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網”
