趙晶晶

偃師市亳源水務有限責任公司

變頻水泵工程應用的節(jié)能降耗分析

趙晶晶

偃師市亳源水務有限責任公司

傳統(tǒng)給水工程中，各種系統(tǒng)參數(shù)隨工況的變化而不斷變化，為了實現(xiàn)準確地控制，只能采用控制閥門或擋板開度的方法，人為增減阻力，使大量能量損失在閥門和擋板上。隨著變頻調(diào)速技術的日漸成熟，可以實現(xiàn)根據(jù)電動機的負載特性來調(diào)整轉速、啟動時間等參數(shù)，從而具有明顯的節(jié)能特性。為此，本文針對工程建設供水存在的問題，提出了節(jié)能降耗措施。

變頻水泵工程；節(jié)能降耗；問題

近年來，隨著經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，許多城市不得不限水限電，因此，國家每年出巨資進行大規(guī)?；A設施建設。對于供水泵站而言，目前絕大多數(shù)存在設備陳舊，工藝及供電設備老化，自動化水平低下，水耗﹑藥耗﹑材耗嚴重等情況。為此，供水泵站的降耗節(jié)能工作已到了刻不容緩的地步。變頻調(diào)節(jié)是現(xiàn)代一種先進的高效節(jié)能技術，它集電力電子技術和計算機技術于一身，可以很好的在供水泵站中實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。

一、工程建設供水存在的問題

按照一般建設工程項目施工用水用途分類，在項目建造時施工用水主要分為施工現(xiàn)場用水﹑消防應急用水和生活辦公用水，其水源均是采用業(yè)主提供的供水管道。這存在著一定的風險，一方面在施工過程中，高層或超高層建筑建造到一定高度或者遇到緊鄰的多個建筑工程集中進入施工用水高峰期，此時施工用水的需求量會發(fā)生較大的變化，樓層供水壓力也會出現(xiàn)明顯回落﹑樓層用水量明顯增加的情況。這時的市政管網(wǎng)供水水壓明顯不足以繼續(xù)往更高的樓層供水或不能同時滿足多個建筑工程同時作業(yè)的施工用水量。另一方面，目前建筑工程一般都是遠離市區(qū)或者在城區(qū)熱鬧地區(qū)，用水具有距離市政管網(wǎng)水源點遠﹑用水量大和用水點多等特點。在市政管理自來水供應日趨緊張的情況下，施工單位為了不影響施工進度以及保證施工用水，許多建筑工程不得不采用在市政供水的基礎上增加高壓水泵二次加壓供水的方式，以確保能夠滿足施工進度的要求。增壓泵被廣泛應用到建設工程中，不僅增加了企業(yè)的投資，存在管理不善等問題也造成了大量的能源和資源的浪費，徒增工程施工成本。

1、增壓泵控制方式單一

部分施工單位為了節(jié)約成本，所增加建設工程的增壓泵大部分未采用先進的自動控制措施，僅僅是操作非常簡單的刀閘開關或者是按鈕開關，但其對水泵的能耗卻是很高的。一方面，如果采用直接啟動電機的方式，電機的啟動電流一般是4～7倍，一般要求電機的啟動電流不能超過其額定電流的2～5倍。另一方面，施工人員為了方便，一般在工作時間水泵一直運轉，直到下班時才關停水泵，期間有很多時間并沒有用水或用水量很小，大量的能量就消耗在水泵與閥門和擋板之間的相互抵消上，白白浪費了不少的能源。如果供水管路上有個別的漏洞或接口不牢固，水資源就會不斷地被流失。而且高壓水泵長時間不間斷地滿負荷運轉，會加劇水泵磨損，加速水泵的維修和更換周期，嚴重時會導致水泵燒毀，這就在無形當中增加了施工成本。

2、管理制度不完善

施工企業(yè)為避免重復購買設備，在工程開工前就根據(jù)擬建工程的施工用水量和建筑物的高度，選擇購買可以滿足供水量和揚程或略大于建筑高度的增壓水泵。在工程建設的過程中，低樓層需求的水壓較低，市政供水水壓能夠滿足施工需求的水量；隨著建筑物高度的不斷攀升，需求的水量和水壓會逐步增大，為了能夠有充足的水量供應就需要開啟水泵。在采取簡單控制方式和末端需求不大的情況下，水泵也是運行在額定功率狀態(tài)下，能量通常消耗在擋板與水泵互相之間的抵觸。這種情況會一直存在，直至工程建設到達水泵的最高揚程或工程主體完成。在此期間，水泵消耗的電能非常多，增加了建筑工程的建設成本，不利于節(jié)約資源和保護環(huán)境。

二、變頻水泵工程節(jié)能降耗措施

1、水泵降耗技術的選用

水泵的節(jié)能改造是在相同水量需求的情況下，運用技術手段降低其所消耗的能量。降低水泵的能耗技術措施有變頻泵供水技術﹑優(yōu)化調(diào)度﹑優(yōu)化水泵等，3種技術措施各有優(yōu)缺點。優(yōu)化水泵可以適當調(diào)整水泵養(yǎng)護維修周期，優(yōu)點是操作簡單；缺點是需要有專業(yè)的技術員操作，且操作復雜繁瑣。優(yōu)化調(diào)度需要制定適當?shù)挠盟媱?，按照用水計劃簡單地控制水泵的啟停開關即可；缺點是施工用水隨意性比較大，在需要用水的時候開啟水泵，不需要的時候停止水泵，都會有一定的延時，而且需要有專人在水泵傍邊看守，增加了勞動力，因此，實現(xiàn)施工現(xiàn)場水泵優(yōu)化調(diào)度存在一定的難度。電機的軟啟動可以大大減少電機直接啟動帶來的絕緣損壞及延長電機和閥門的使用壽命。水泵電動機的轉速和所使用電源頻率成正比關系，在變頻器的作用下平滑地改變水泵電動機的電源頻率即可改變水泵轉子的轉速，亦即改變了供水系統(tǒng)的供水水壓和流量。一般應用變頻器節(jié)電率為20%～50%，效益顯著，而且變頻調(diào)速具有體積小﹑精度高﹑操作簡便﹑節(jié)電效率高等特點，近年來成為了城市供水系統(tǒng)節(jié)能改造的主要方式之一。

2、變頻技術在建設項目工程供水中的應用研究

第一，變頻泵供水技術節(jié)電原理

要想降低整個供水系統(tǒng)的電能消耗，設法提高水泵的運轉效率是非常有效的措施之一。變頻器可以在不改動電機內(nèi)部結構的基礎上，通過均勻調(diào)節(jié)電機供電電源的頻率，便可以平順地改變電機的轉速，也即改變了電機的軸功率，供水的壓力和流量會隨著電源頻率的調(diào)節(jié)而增大或減少，從而達到調(diào)節(jié)水壓的目一臺異步電動機或水泵在電動機旋轉磁場的極對數(shù)是固定的，如果水泵內(nèi)部結構不做任何改動，頻率的大小就決定了電機的轉速，而轉速又決定了水流量和水壓，它們之間的關系是非常明確的。在建筑生產(chǎn)建造階段，當建筑工程達到一定高度的時候，揚程和用水量都是一定的，此時，自動控制器便可以根據(jù)關系式得出水泵需要的供電電源的頻率，從而輸出該頻率給電機。

第二，能耗對比分析

(1)工程概況。某住宅工程位于我國西南G城市城區(qū)邊沿，為2棟體型一樣的獨立建筑A1棟﹑A2棟，設地下4層，地上32層，高99.75m，屬于高層住宅建筑，主體工程到裝修完畢計劃工期為2年。

(2)節(jié)能效果改造對比。A1﹑A2號建筑采用同樣的施工技術和施工方法，同時施工。

三、結束語

總之，變頻器的優(yōu)點十分明顯，在供水泵站上運行不僅安全可靠，還滿足用水量隨時變化的需要，具有明顯的節(jié)能降耗作用。只要加強日常的維護保養(yǎng)，變頻器在供水泵站節(jié)能降耗中的經(jīng)濟效益和社會效益還是十分顯著的。