吳 芬 曹 慧

1 華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司南昌分公司 江西 南昌 330001 2 江西省公路科研設(shè)計(jì)院有限公司 江西 南昌 330000

隨著我國(guó)城市內(nèi)部工業(yè)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展速度不斷加快，城市內(nèi)部的用水量正在不斷上升，城市供水系統(tǒng)的改造速度和改造工作力度也在不斷加大，但是給水廠在運(yùn)營(yíng)發(fā)展工作當(dāng)中，因?yàn)閷?duì)一些工藝技術(shù)的使用程度有所不足，生產(chǎn)工作基礎(chǔ)工作效率偏低，造成大量的能源損耗，尤其是在電力資源的損耗量方面相對(duì)較大，因此造成比較大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)?；诖?，需要有效結(jié)合現(xiàn)階段給水廠產(chǎn)生的能源浪費(fèi)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和研究，結(jié)合該市場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)工作情況，提出針對(duì)性的節(jié)能改造工藝方案，有效提高給水廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 給水廠電能損耗問(wèn)題分析

1.1 水泵機(jī)組電能損耗問(wèn)題

給水廠的日常工作過(guò)程中需要使用到大量的水泵機(jī)組，水泵機(jī)組工作過(guò)程中需要消耗掉大量的電力資源，并且占到水廠總電能消耗量的90%以上?，F(xiàn)階段，給水廠內(nèi)部因?yàn)樵O(shè)備、技術(shù)等各方面因素的影響和制約，造成我國(guó)在泵站工程建設(shè)方面存在效率偏低、能耗量過(guò)高、制水成本較高等多方面問(wèn)題，使得給水廠的整體經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低。隨著我國(guó)城市化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，城市內(nèi)部的供水量也在快速增加，供水管網(wǎng)的改造工作速度也在不斷提升，但是給水廠內(nèi)部的水泵機(jī)組卻沒(méi)有進(jìn)行同步改造工作，進(jìn)而造成水廠當(dāng)中的水泵工作揚(yáng)程不斷下降，經(jīng)常處于低效率的運(yùn)行工作狀態(tài)，進(jìn)而降低了水泵基礎(chǔ)的工作效率，形成大量的電力資源浪費(fèi)問(wèn)題，同時(shí)還存在一些給水廠內(nèi)部二次加壓供水工作的基礎(chǔ)配置不科學(xué)，也會(huì)造成電力資源浪費(fèi)情況[1]。

1.2 給水處理工作中的電能損耗

給水處理構(gòu)筑物節(jié)能工作，通常情況下是節(jié)約水頭產(chǎn)生的損失量和進(jìn)水效果之間有著直接的關(guān)聯(lián)，有效解決水頭損失問(wèn)題，可以全面提高水體處理工作質(zhì)量和效果。在此工作條件下需要對(duì)節(jié)能工作展開綜合考慮和分析，通過(guò)對(duì)水廠自動(dòng)控制技術(shù)的改造和應(yīng)用，是降低給水廠能耗量的重要方法。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家在給水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)工作中，通常情況下會(huì)使用隔板絮凝，通過(guò)使用濾池形成的落差進(jìn)行發(fā)電實(shí)現(xiàn)節(jié)能化效果。同時(shí)大部分的水廠都會(huì)采用儀表控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在水體處理過(guò)程中通過(guò)加藥和污泥處理工作方法，可以有效提高水體處理工作質(zhì)量和效果，但是我國(guó)由于在該市場(chǎng)的資金投入量，以及對(duì)先進(jìn)技術(shù)適用程度不足等方面因素的影響，造成給水處理工作過(guò)程中存在的問(wèn)題相對(duì)較大[2]。

1.3 清水池電能損耗問(wèn)題

城市給水廠的清水池在使用工作過(guò)程中具有蓄存、調(diào)節(jié)水量以及滿足消毒接觸時(shí)間等多方面作用，屬于自來(lái)水生產(chǎn)工作當(dāng)中非常重要的工作環(huán)節(jié)，清水池需要具備更大的有效容積，同時(shí)需要根據(jù)日常水體使用工作要求來(lái)進(jìn)行確認(rèn)，在實(shí)際工作過(guò)程中針對(duì)清水池的設(shè)計(jì)工作，通常情況下需要從水體容量方面進(jìn)行考慮。通過(guò)抬高池內(nèi)水位高度，可以達(dá)到良好的節(jié)能效果，如果在該工作環(huán)境當(dāng)中，無(wú)法充分注意能源的消耗量會(huì)造成更大的能量損失，同時(shí)會(huì)進(jìn)一步加大企業(yè)單位的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)工作成本。通過(guò)實(shí)踐工作分析得出，通過(guò)抬高水體內(nèi)部的水位高度，通過(guò)使用清水池具有水量調(diào)蓄和抬高水位的作用和效果，整體的節(jié)能化效果會(huì)更加明顯。

2 節(jié)能減排改造工作策略分析

2.1 對(duì)泵站進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)

在針對(duì)泵站展開系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)工作過(guò)程中，主要分為兩種途徑：

第一，是進(jìn)行水泵機(jī)組的合理化選擇，通過(guò)選擇一些運(yùn)行工作效率更高的水泵機(jī)組，可以有效達(dá)到良好的節(jié)能化工作目標(biāo)和效果。在水泵基礎(chǔ)的優(yōu)化選擇方法上相對(duì)較多，比如啟發(fā)式選擇方法、圖解法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法以及DG算法等。其中圖解法屬于其中一種比較常用的水泵機(jī)組選型工作方法，主要優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算比較簡(jiǎn)單、更加容易理解，缺點(diǎn)問(wèn)題在于過(guò)程流程比較繁瑣，在供水量相對(duì)比較頻繁的情況下，整個(gè)計(jì)算工作過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜。同時(shí)同一張綜合型圖譜上的泵型相對(duì)比較有限，因此不能囊括所有的工作機(jī)組型號(hào)，因此在水泵機(jī)組的類型選擇方面會(huì)存在一定的限制，只適用于一些比較簡(jiǎn)單的泵站水泵機(jī)組的選擇[3]。

第二，對(duì)泵站進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化工作。本質(zhì)意義上主要是在城市用水量和供水量產(chǎn)生變化的情況下，保證泵站可以始終處于一種最優(yōu)化的工作狀態(tài)，以此可以達(dá)到良好的節(jié)能化效果。泵站優(yōu)化調(diào)度工作方法相對(duì)比較復(fù)雜，其中主要包含ASA算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、線性規(guī)劃法以及等微增率法等，泵站系統(tǒng)的節(jié)能方法多樣化，需要根據(jù)實(shí)際工作情況對(duì)其進(jìn)行合理選擇。通過(guò)對(duì)水泵揚(yáng)程大小進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，可以有效調(diào)節(jié)水泵機(jī)組的運(yùn)行工作速率，單體建筑或者建筑小區(qū)在選擇使用高效水泵機(jī)組的工作基礎(chǔ)之上，如果再通過(guò)多套水泵葉輪和變頻調(diào)速工作，可以將其始終維持在高效的工作區(qū)間范圍內(nèi)，或者通過(guò)使用高頻水泵機(jī)組，可以為其進(jìn)行24小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)供水工作，整個(gè)泵站的運(yùn)行工作穩(wěn)定性得到全面提升，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的控制與節(jié)能化效果。

2.2 優(yōu)化泵站配電工作方案

泵站供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，主要包含供電點(diǎn)供電系統(tǒng)接線方案、供電工作容量、供電電壓以及供電回路無(wú)功補(bǔ)償?shù)榷喾N形式通過(guò)，對(duì)泵站配電工作的全面優(yōu)化和改進(jìn)，可以從變壓器的型號(hào)選擇方面、主電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化以及配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方案等方面來(lái)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)工作方案當(dāng)中，包含有電站集中補(bǔ)償配電、變低壓不長(zhǎng)配電線路、固定補(bǔ)償以及用電設(shè)備分散型補(bǔ)償?shù)榷喾N形式[4]。

第一，由于受到資金和技術(shù)條件等方面因素的影響，現(xiàn)階段很多企業(yè)單位仍然使用90年代的泵站配電工程設(shè)計(jì)工作方法，由于這種泵站設(shè)計(jì)電容器組大多數(shù)使用的是三角形接線，手動(dòng)投切工作裝置，在運(yùn)行工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性相對(duì)較低，主要表現(xiàn)在三角形的接線電容器組，在使用不當(dāng)?shù)那闆r下，很容易出現(xiàn)爆炸情況，電容器組的手動(dòng)投切無(wú)法起到有效的補(bǔ)償作用和效果，基本上無(wú)法達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償和節(jié)能化的工作要求。在改進(jìn)工作方法方面，首先需要將電容器組以三角形接線形式改變成星型接線形式，通過(guò)這一方法在星形接線電容器組產(chǎn)生電容器組出現(xiàn)擊穿故障問(wèn)題時(shí)形成短路，故障電流會(huì)受到系統(tǒng)當(dāng)中的容抗限制與控制不會(huì)產(chǎn)生爆炸問(wèn)題，進(jìn)而可以在很大程度上提高該裝置運(yùn)行工作的可靠性和穩(wěn)定性。

第二，將電容器分組有一個(gè)大組調(diào)整為3~4個(gè)工作小組，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的負(fù)荷變化，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性復(fù)核先進(jìn)行計(jì)算然后進(jìn)行判別，最終制定出最優(yōu)化的組合工作方案，通過(guò)將手動(dòng)受切轉(zhuǎn)化成自動(dòng)受限，實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)內(nèi)部的無(wú)功補(bǔ)償量達(dá)到最佳的補(bǔ)償工作狀態(tài)，可以提高水泵機(jī)組的系統(tǒng)運(yùn)行工作效率和穩(wěn)定性，以此可以達(dá)到良好的節(jié)能化工的效果。因?yàn)檠a(bǔ)償系統(tǒng)主要是基于負(fù)載的變化量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切電容器，因此在基礎(chǔ)的正常工作過(guò)程中，可以保證功率因數(shù)達(dá)到0.92以上，不會(huì)產(chǎn)生無(wú)功倒流等各種問(wèn)題。一方面可以有效改善電網(wǎng)的供電電壓穩(wěn)定性，同時(shí)還可以進(jìn)一步提高送變電設(shè)備的容量大小，降低供電線路的時(shí)候量，同時(shí)有效控制不必要的電力經(jīng)濟(jì)成本支出，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能化工的效果，同時(shí)還進(jìn)一步滿足供電系統(tǒng)的功率因素要求[5]。

2.3 提高污水再生使用率

水體資源是人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鬟^(guò)程中不可缺少的資源之一，隨著我國(guó)城市內(nèi)部工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，人口數(shù)量也在不斷上漲，水體環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。現(xiàn)階段，水體污染治理工作已經(jīng)從傳統(tǒng)層面上的污水治理達(dá)標(biāo)排放，轉(zhuǎn)化為以水質(zhì)再生作為核心工作要點(diǎn)的水循環(huán)再利用，由比較簡(jiǎn)單的水體污染控制，上升到水生態(tài)修復(fù)工作層面。再生處理比海水淡化工作成本更低，同時(shí)在水體處理技術(shù)方面也更加成熟，基礎(chǔ)建設(shè)投資量比遠(yuǎn)距離引水工作的經(jīng)濟(jì)投入量更低、經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。通過(guò)將污水進(jìn)行循環(huán)再利用，一方面可以有效控制遠(yuǎn)距離引水工作過(guò)程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本消耗；另一方面還可以有效降低污水處理工作過(guò)程中對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的污染問(wèn)題，因此通過(guò)提高污水的再生使用率，不但可以有效降低企業(yè)單位的運(yùn)行工作成本，同時(shí)還可以提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省大量的電力資源。截止到目前為止，城市內(nèi)部的污水再生回用途徑已經(jīng)達(dá)到了10余種以上，主要是用于農(nóng)業(yè)灌溉、生活雜用以及工業(yè)用水的同時(shí)、還用于養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、地下水體回灌以及地表水補(bǔ)充等各項(xiàng)工作當(dāng)中。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，在給水廠的運(yùn)行成本控制工作過(guò)程中，電能消耗在其中占據(jù)非常大的組成部分，如何采取積極有效的控制工作策略，降低電力資源的損耗量，同時(shí)降低給水廠的生產(chǎn)工作成本，提高給水廠的經(jīng)濟(jì)效益，是給水廠所需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題之一。需要充分地利用現(xiàn)有的設(shè)備、現(xiàn)有的條件，從改進(jìn)工藝，優(yōu)化工藝組合上來(lái)充分挖掘，有效減低水廠生產(chǎn)過(guò)程中的能源損耗，從而為供水企業(yè)帶來(lái)良好的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。