時(shí)間：2023-05-30 14:44:47
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關(guān)鍵詞: 水廠；節(jié)能降耗；問(wèn)題；對(duì)策
中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)各地水廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，用水量也不斷增加。我國(guó)各地的水廠基本都對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，以降低能源消耗。但是，還有一些水廠在生產(chǎn)的過(guò)程中，由于生產(chǎn)工藝、管理等等原因，使水廠的生產(chǎn)效率較低，對(duì)能源的損耗較大，使水廠的生產(chǎn)成本居高不下。不斷降低生產(chǎn)成本是我國(guó)各地水廠快速發(fā)展的重要的內(nèi)在動(dòng)力，因此，應(yīng)當(dāng)不斷采取多種有效措施，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水廠的節(jié)能降耗。從而有效降低水廠生產(chǎn)成本，提高水廠的經(jīng)濟(jì)效益。
一、當(dāng)前水廠節(jié)能降耗存在的主要問(wèn)題
1、水廠電能損耗較為嚴(yán)重
首先，是水廠的水泵機(jī)組的電能損耗較為嚴(yán)重。目前，在我國(guó)的各類水廠中，水泵機(jī)組的應(yīng)用較為普遍。在水廠的生產(chǎn)過(guò)程中，水泵機(jī)組消耗了大量的電能。由于設(shè)備、管理、技術(shù)等各種原因，我國(guó)水廠的水泵機(jī)組效率較低、能耗偏大、成本較高致。使泵站工程水廠的效益難以提高。究其根源，主要是由于供水量增長(zhǎng)速度較快，供水管網(wǎng)改造也較快，但是，很多水廠水廠的水泵機(jī)組卻沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行同步改造，使很多給水廠的水泵工作揚(yáng)程不斷下降，往往都是運(yùn)行在低效區(qū)運(yùn)行，使水泵的效率難以，造成大量電能的浪費(fèi)。另外，還有一些水廠加壓供水的選泵配置不盡合理，也導(dǎo)致大量的不必要的電能浪費(fèi)。
其次，是給水處理過(guò)程中的電能損耗較為嚴(yán)重。水處理過(guò)程中的電能損耗較為嚴(yán)重的主要原因，是由于資金和技術(shù)等制約，使我國(guó)的很多水廠自動(dòng)控制技術(shù)較為落后，加藥及污泥處理工藝不完善，尚未建立起完善的儀表控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，難以滿足水廠節(jié)能降耗的需要。
另外，是水廠的清水池的電能損耗較為嚴(yán)重。水廠的清水池在自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，具有調(diào)節(jié)水量、蓄存、進(jìn)行氯化消毒接觸的作用。但是，由于我國(guó)的一些自來(lái)水廠的設(shè)計(jì)的缺陷，使很多清水池有效容積不夠，無(wú)法滿足貯存的要求。另外，還有一些水廠在設(shè)計(jì)清水池時(shí)，往往都是從容量方面考慮，很少考慮通過(guò)抬高清水池內(nèi)水位節(jié)約能耗，最終造成了清水池的電能損耗較為嚴(yán)重。
2、水廠藥耗水平居高不下
首先，是我國(guó)水廠礬耗過(guò)高。目前我國(guó)水廠大多數(shù)使用平流沉淀池，導(dǎo)致工藝處理時(shí)間較長(zhǎng)。同時(shí)，加礬量也不夠合理。水廠的運(yùn)行人員需要利用較長(zhǎng)的時(shí)間，才能了解一定加礬量所對(duì)應(yīng)的濾后水濁度，為了保證水質(zhì)，水廠的運(yùn)行人員會(huì)提高加礬量，這樣就增加了加礬耗。
其次，目前我國(guó)大多數(shù)水廠采用是液氯消毒，但是，在消毒過(guò)程中主要還是水廠的運(yùn)行人員依賴水廠的運(yùn)行人員的人工操作，難以有效降低氯耗。同時(shí)，對(duì)于我國(guó)的水廠來(lái)說(shuō)，凈水構(gòu)筑物體積一般都較大，與外界接觸面積廣，氯氣非常容易揮發(fā)，也產(chǎn)生了大量不必要的氯氣消耗，
二、促進(jìn)水廠節(jié)能降耗的相關(guān)對(duì)策
1、采取多種措施，不斷降低電能損耗
首先，要通過(guò)對(duì)泵站進(jìn)行優(yōu)化，不斷降低水廠生產(chǎn)過(guò)程中的電能損耗。具體可以采用兩種方式。第一，可以考慮進(jìn)行進(jìn)行水泵的優(yōu)選，利用水泵的優(yōu)選不斷提高水廠泵站的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)約電能的目的。可以采用啟發(fā)式方法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法、圖解法等水泵優(yōu)選的方法。通過(guò)優(yōu)選，可以在用水量和供水量發(fā)生變化時(shí)，使水廠的泵站運(yùn)行始終保持較優(yōu)的工作狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。
其次，要不斷優(yōu)化水廠泵站的配電方案，不斷降低水廠生產(chǎn)過(guò)程中的電能損耗。目前，我國(guó)大多數(shù)水廠的泵站的供電系統(tǒng)主要包括供電系統(tǒng)接線方案、供電容量、供電點(diǎn)、供電電壓等。從總體上看，大多數(shù)水廠的泵站的供電系統(tǒng)比較落后，因此，有必要對(duì)水廠泵站的配電方案進(jìn)行優(yōu)化，具體可以從配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償方案優(yōu)化變壓器選型、主電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)等方面來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。
另外，要優(yōu)化泵站變配電工程設(shè)計(jì)，不斷降低水廠生產(chǎn)過(guò)程中的電能損耗。由于資金不足和技術(shù)落后等等方面的原因，目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的一些水廠還在采用上個(gè)世紀(jì)90年代的泵站變配電工程設(shè)計(jì)，大量是用三角型接線度手動(dòng)投切裝置，在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性較差差。電容器組手動(dòng)投切也難以起到有效的補(bǔ)償作用，基本上達(dá)不到無(wú)功補(bǔ)償以及節(jié)約電能的要求。因此，必須要不斷優(yōu)化泵站變配電工程設(shè)計(jì)，將手動(dòng)授切改為自動(dòng)授切，降低線路的損耗，減少電費(fèi)的支出，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。
最后，要不斷降低電能損耗，必須有效清水池的電能損耗。一方面，我國(guó)各地的水廠要不斷優(yōu)化自來(lái)水廠清水池的設(shè)計(jì)，提高清水池有效容積。在設(shè)計(jì)清水池時(shí)，不但要從容量方面考慮，還要考慮通過(guò)抬高清水池內(nèi)水位，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。另一方面，要改進(jìn)清水池的工作過(guò)程。要采用異水位的設(shè)計(jì)方法，抬高池內(nèi)水位，使清水池具有水量調(diào)蓄和抬高水位雙重作用。同時(shí)，目前我國(guó)很多水廠的清水池的工作過(guò)程比較落后，基本上都是采用活性碳吸附、反滲透、離子交換、微濾、電滲析等方法，消耗大量的電能。積極采用新的處理方法，減少能量損耗，降低水廠的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。
2、優(yōu)化生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，不斷降低藥耗
首先，要不斷降低礬耗。礬耗是自來(lái)水生產(chǎn)過(guò)程中的重要消耗之一，目前，我國(guó)的很多水廠采用的是手動(dòng)加礬，在一定的程度上增加了礬耗。因此，可以考慮采用游動(dòng)電流檢測(cè)儀進(jìn)行輔助手動(dòng)加礬控制，利用游動(dòng)電流檢測(cè)儀分析濾后水濁度變化情況，并確定最佳的加礬，不但可以確保為用戶提供質(zhì)量穩(wěn)定一致的自來(lái)水。在相同的濾后水水質(zhì)下，還可以可以大大降低加礬量。
另外，針對(duì)礬耗過(guò)高的情況，還可以要求水廠的技術(shù)人員與運(yùn)行人員對(duì)原水異常波動(dòng)以及水處理過(guò)程及時(shí)進(jìn)行技術(shù)分析，通過(guò)分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高處理水平，為處理類似情況打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，還要積極對(duì)進(jìn)行培訓(xùn)，不斷提高水廠的技術(shù)人員與運(yùn)行人員水處理技能，促進(jìn)礬耗的不斷降低。
其次，要不斷水廠生產(chǎn)過(guò)程中的氯耗。目前我國(guó)大多數(shù)水廠采用是液氯消毒，要有效降低氯耗，必須采用其自動(dòng)加氯系統(tǒng)。由前加氯與后加氯組成自動(dòng)加氯系統(tǒng)，采用科學(xué)的流量比例控制。降低生產(chǎn)過(guò)程中的氯耗。必須避免不必要的氯氣消耗，可以采用降低首次氯的投加，確保二次氯的投加，不但可以降低氯耗，還可以確保自來(lái)水管網(wǎng)持續(xù)消毒效果和出廠消毒效果。
參考文獻(xiàn)
1.杜俐.水廠出水泵能耗分析及效率提高途徑.中國(guó)市政工程.2009(8)
很多自來(lái)水廠都存在出水渾濁、色度較大的現(xiàn)象，通過(guò)監(jiān)測(cè)這些水中都含有大量的錳元素，所以說(shuō)這些水廠最主要的問(wèn)題就是水廠的水錳含量超標(biāo)。拿一個(gè)典型的例子來(lái)看，例如，合肥市六長(zhǎng)水就存在這樣的問(wèn)題，在正常的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)水質(zhì)中含有大量的錳元素，雖然已經(jīng)采取了相應(yīng)的措施但是錳含量依然很高，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)自來(lái)水進(jìn)行處理時(shí)一定要讓凈水構(gòu)筑物和設(shè)備處于滿負(fù)荷的情況下，針對(duì)混合時(shí)間、接觸時(shí)間和處理速度等數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)。
2.提高自來(lái)水廠節(jié)能降耗優(yōu)化措施分析
2.1確保機(jī)械設(shè)備高效運(yùn)行
自來(lái)水廠建設(shè)投產(chǎn)使用以后，需要根據(jù)水廠的取水量以及凈水能力進(jìn)行估計(jì)。為了達(dá)到降低降耗的目的需要確定專門的節(jié)能課程，在這個(gè)課程中必須包括用水標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)儀器、健全凈水構(gòu)建物檢測(cè)技術(shù)摸清生活污水反應(yīng)池的基本結(jié)構(gòu)和狀況進(jìn)行詳細(xì)的觀察，從中找出提高節(jié)能降耗的方法。實(shí)踐證明對(duì)反應(yīng)池進(jìn)行改造是確保機(jī)械設(shè)備高效運(yùn)行的重要方式，反應(yīng)池在整個(gè)節(jié)水過(guò)程中對(duì)能源的消耗占總體比例最大，技術(shù)改革以后，不但可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的還能實(shí)現(xiàn)設(shè)備合理搭配的目的。確保機(jī)械設(shè)備高效運(yùn)行還有一個(gè)方法就是對(duì)取水泵揚(yáng)程進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，取水泵揚(yáng)程確定一般是根據(jù)河床抽水到反應(yīng)池為基礎(chǔ)，這個(gè)過(guò)程最重要的是對(duì)能源消耗進(jìn)行定位，要是定位的數(shù)據(jù)過(guò)高在一定程度上會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，其實(shí)在可以根據(jù)水位變化確定枯水期和豐水期數(shù)值，選擇一臺(tái)機(jī)組配備兩套合適的葉輪，從而保證取水揚(yáng)程。
2.2提升水泵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)
推升自來(lái)水廠節(jié)能降耗的消耗，最重要的方式就是從水泵節(jié)能方法出發(fā)，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位的思考，對(duì)水泵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì)一般會(huì)根據(jù)管道系統(tǒng)的特性選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，讓水泵發(fā)揮重要的作用。實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)，需要從獨(dú)立性角度對(duì)水泵進(jìn)行設(shè)計(jì)，與此同時(shí)選擇和水泵相匹配的電機(jī)也很重要，一般為了實(shí)現(xiàn)水泵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)都會(huì)選用高效運(yùn)行的水泵技術(shù)，雖然這個(gè)電機(jī)要比傳統(tǒng)電機(jī)價(jià)格高處15%以上，但是該技術(shù)維護(hù)費(fèi)用很低，并且投入后可以幫助水廠順利完成技術(shù)升級(jí)工作。所以說(shuō)綜合其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，提高水泵節(jié)能優(yōu)化技術(shù)必須要選擇高效節(jié)能技術(shù)電機(jī)。
2.3優(yōu)化污泥脫水節(jié)能技術(shù)
優(yōu)化污泥脫水技術(shù)會(huì)涉及到以下主要兩方面即：脫水機(jī)類型選擇、增加藥劑投入量。污泥脫水機(jī)器主要有包括五個(gè)類型，板框式污泥處理技術(shù)、帶式污泥脫水機(jī)、離心式污泥脫水技術(shù)等。對(duì)帶式污泥脫水技術(shù)進(jìn)行分析，可以得出離心式污泥脫水技術(shù)具有工作穩(wěn)定節(jié)能消耗的優(yōu)點(diǎn)，但是這項(xiàng)技術(shù)具有運(yùn)行效率不高且維修資金消耗較大的缺點(diǎn)，因此這項(xiàng)技術(shù)很少的被企業(yè)采用。板框式污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)相比在污泥餅效率高度30%以上，但是這項(xiàng)技術(shù)也存在一定的缺陷，就是該項(xiàng)技術(shù)占地面積較大、運(yùn)行速率低、運(yùn)行效率較低，而且對(duì)環(huán)境存在二次污染的后果，所以說(shuō)很多自來(lái)水廠會(huì)采用離心脫水處理技術(shù)。一些企業(yè)也采用氧化溝處理方式對(duì)生活用水進(jìn)行處理，這項(xiàng)技術(shù)要考慮到減少排泥量的效果，提高排泥量一般會(huì)采用提高污泥井?dāng)?shù)量的措施，在這個(gè)過(guò)程中可以通過(guò)對(duì)沉淀池時(shí)間以及污泥排量進(jìn)行合理控制，來(lái)達(dá)到縮短污泥池工作時(shí)間提高工作效率的目的。合理對(duì)排污量進(jìn)行控制還包括提高離心機(jī)的運(yùn)行速度、增加脫水機(jī)臺(tái)數(shù)和縮短運(yùn)行時(shí)間的方式來(lái)有效的降低節(jié)能消耗。據(jù)調(diào)查很多自來(lái)水處理廠都配置了變頻自動(dòng)投放藥物系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物數(shù)量進(jìn)行合理投放的目的，這個(gè)系統(tǒng)在自來(lái)水廠的投入在根本上達(dá)到了減少藥物使用量的目的。例如，該項(xiàng)技術(shù)在深圳一家自來(lái)水處理廠投入，取得了良好的效果，這個(gè)水廠占地面積約為14千米，雖然場(chǎng)地面積較小，但是處理技術(shù)的投入為該長(zhǎng)帶來(lái)的效益卻是以往的兩倍，該工廠還考慮了精確的氣體控制方法，這些技術(shù)在2009年進(jìn)行的改造，并且針對(duì)耗能大的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，將風(fēng)壓技術(shù)引入到改造內(nèi)容中，讓主控技術(shù)根據(jù)風(fēng)壓以及所需要的風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)控制，從而實(shí)現(xiàn)了水廠改良技術(shù)全面升級(jí)的目的。
2.4針對(duì)錳元素超標(biāo)進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)
針對(duì)自來(lái)水廠存在錳元素超標(biāo)的情況一般會(huì)采取添加氯元素實(shí)現(xiàn)錳沉淀的效果，在這個(gè)過(guò)程中，氯會(huì)將四價(jià)錳除掉。實(shí)驗(yàn)證明這項(xiàng)技術(shù)雖然處理工藝很簡(jiǎn)單，但是處理效果卻很好，所以為了保證錳元素更好的沉淀必須要做好滿負(fù)荷生產(chǎn)，要用這種生產(chǎn)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)錳元素沉淀工作。
3.結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】水廠；節(jié)能降耗；水泵
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在供水行業(yè)中水泵的能源消耗能夠占到企業(yè)能源消耗的80%-90%。如此高的能源消耗與當(dāng)前我國(guó)所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不符合的，因此如何提高水廠水泵的運(yùn)行效率，把能耗平穩(wěn)的降下來(lái)是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。本文將對(duì)水廠水泵運(yùn)行中的節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的解決措施來(lái)達(dá)到降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，為國(guó)家的能源的可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)的目的。
1水廠水泵機(jī)組概述
機(jī)泵設(shè)備通過(guò)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液能完成了液體的抽送工作。目前，機(jī)泵設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于供水、污水處理、石油化工等多個(gè)領(lǐng)域。然而，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工作，機(jī)泵設(shè)備由于受銹蝕、腐蝕等作用的影響，泵殼和泵輪表面凹凸不平，導(dǎo)致這兩者之間的摩擦系數(shù)上升，進(jìn)而增加了電能的消耗，降低了設(shè)備的運(yùn)行效率。
1.1水泵機(jī)組能耗大、效率低的原因
自來(lái)水廠機(jī)泵設(shè)備出現(xiàn)能耗增大、效率降低的主要原因有以下幾個(gè)：①機(jī)泵設(shè)備在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于受水流的沖刷，葉輪過(guò)水面和流道內(nèi)壁漸漸變得粗糙，內(nèi)流道受到的阻力增大，從而降低了設(shè)備的使用效率。②機(jī)泵葉片背水面在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，導(dǎo)致蜂窩表面和氣穴的形成。同時(shí)，葉輪表面在電化學(xué)的腐蝕作用下，發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，從而增大了能源的消耗。③由于在制水過(guò)程中，會(huì)在泵殼內(nèi)投入相關(guān)藥物，再加上受原水水質(zhì)因素的影響，泵坑內(nèi)會(huì)出現(xiàn)積垢，嚴(yán)重情況下還會(huì)增加泵殼的壁厚，從而使水泵水力效率下降。④機(jī)泵生產(chǎn)、加工工藝不過(guò)關(guān)，機(jī)械、容積等出現(xiàn)了損失，這些情況均會(huì)增加機(jī)泵能源的消耗，從而降低設(shè)備的工作效率。
1.2對(duì)水泵站的控制技術(shù)
水泵站的參數(shù)包括流量、液位和壓力等，其中最重要的參數(shù)是流量。對(duì)流量的調(diào)節(jié)和控制可以有效的降低水泵的能耗，減少浪費(fèi)。通過(guò)供水理論依據(jù)，可以將流量的調(diào)節(jié)方式分成兩種：
第一是調(diào)節(jié)供水管路閥門的開(kāi)啟程度，有效的控制流量的大小，閥門開(kāi)大，流量增加；相反如果閥門轉(zhuǎn)小，流量也會(huì)減少。但要注意的是不論閥門調(diào)大或調(diào)小，水泵的轉(zhuǎn)速不能發(fā)生變化。
第二可以對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速和流量實(shí)施變速調(diào)節(jié)，水泵的轉(zhuǎn)速與流量是呈正相關(guān)的由于水泵的轉(zhuǎn)速不斷加大，流量也會(huì)隨之有所提升，若轉(zhuǎn)速下降，流量會(huì)相應(yīng)減少，但供水管路的狀態(tài)要始終保持一致。對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速，可以降低不必要的能力耗損，有效的體現(xiàn)了節(jié)能的效果。還有其他一些對(duì)壓力或液位進(jìn)行控制的方法，如采用不同尺寸的泵搭配工作，或是調(diào)節(jié)泵的葉片角度等，都是能夠有效降低水泵的電能消耗的措施。
2水廠水泵工作的節(jié)能技術(shù)
2.1水泵的類型
目前國(guó)內(nèi)水廠普遍采用的水泵分為節(jié)流調(diào)節(jié)式與調(diào)速調(diào)節(jié)式。調(diào)速水泵的節(jié)能要比節(jié)流調(diào)節(jié)式的水泵效果更好，要合理的選擇水泵的調(diào)速范圍和調(diào)速控制方式，達(dá)到理想的調(diào)速節(jié)能的效果，在選擇水泵是就必須要結(jié)合實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來(lái)進(jìn)行選擇。
2.1.1控制水泵調(diào)速范圍
在確定水泵的調(diào)速范圍前，要充分的考慮到水泵的性能、特點(diǎn)、管路特征，對(duì)水泵調(diào)速采取何種控制方式。雖然調(diào)速越低代表所能調(diào)控的范圍越大，但在設(shè)置最小的調(diào)速時(shí)也要考慮到調(diào)速過(guò)小所起到的節(jié)能效果并不明顯，因此對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速的設(shè)置不能過(guò)低。在調(diào)速完成后，要注意控制水泵實(shí)際工作時(shí)的工況點(diǎn)，盡量保證水泵是在高效區(qū)的范圍內(nèi)工作，這樣的工作狀態(tài)才能達(dá)到理想的節(jié)能目的。
2.1.2調(diào)速泵和恒速泵的選擇
目前大多數(shù)的水廠都在采用一臺(tái)調(diào)速泵與幾臺(tái)恒速泵并聯(lián)運(yùn)行的搭配方式。當(dāng)進(jìn)行多泵并聯(lián)的運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)最好能夠應(yīng)用兩臺(tái)調(diào)速泵同時(shí)進(jìn)行使用，而且要以調(diào)速控制為依據(jù)，合理的選擇調(diào)速泵的類型。
2.2加大葉輪的切割改造力度
機(jī)泵的特性曲線不吻合、機(jī)泵的揚(yáng)程過(guò)高等是目前大部分自來(lái)水廠出現(xiàn)機(jī)泵配置不合理，導(dǎo)致機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行效率偏低的原因。針對(duì)這種情況，最簡(jiǎn)便的解決方法就是對(duì)葉輪進(jìn)行切割。在進(jìn)行葉輪切割操作中，需依照具體的參數(shù)設(shè)置對(duì)切割量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，從而將葉輪的外徑改變。在完成葉輪的切割后，設(shè)備運(yùn)行電流就會(huì)大大降低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約電能的目的。同時(shí)，機(jī)泵的特性曲線隨著葉輪外徑的改變而發(fā)生變化，機(jī)泵設(shè)備也達(dá)到了實(shí)際需要的高效運(yùn)行區(qū)間，大大降低了能源的消耗。
2.3新材料的應(yīng)用
自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備由于受腐蝕、水力、機(jī)械、容積等損失的影響，加大了機(jī)泵與葉輪表面的摩擦力，使機(jī)泵運(yùn)行效率降低。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以采用新型噴涂材料和密封技術(shù)進(jìn)行解決。由于機(jī)泵設(shè)備消耗的能源會(huì)隨著葉輪與機(jī)泵表面摩擦力的增大而增多，因此可以將新型高分子材料噴涂在葉輪表面，使葉輪表面形成光滑的表層，這樣可以減少水泵因抵抗摩擦力而消耗的能量。例如美國(guó)一家公司研究致力于開(kāi)發(fā)高分子修補(bǔ)材料，該公司最近研發(fā)生產(chǎn)了一種新型特種內(nèi)涂式材料，被叫做泵增效節(jié)能涂料，工藝流程包括：先將水泵進(jìn)行拆卸，擦拭干凈葉輪表面和泵殼內(nèi)腔，在其表面行噴砂修補(bǔ)處理，再對(duì)葉輪的表面均勻噴涂上兩層泵增效節(jié)能涂料，噴涂后一定溫度下晾干，全部干燥后進(jìn)行水泵的再裝配。在這個(gè)過(guò)程中，水泵流道表面的氣蝕部分經(jīng)過(guò)了噴砂修補(bǔ)，涂漆處理兩個(gè)環(huán)節(jié)后，整個(gè)表面已被修復(fù)完整，摸上去不存在之前的凹凸感，手感也比修補(bǔ)前光滑了許多。應(yīng)用這種新型的涂料對(duì)水泵進(jìn)行噴涂后，水泵的運(yùn)行效果可以得到顯著的提高，對(duì)推進(jìn)水泵的節(jié)能起到了重要的作用。
2.4水泵的換代更新
水廠在進(jìn)行水泵的選型工作時(shí)，要從水廠的最初投產(chǎn)，中期生產(chǎn)到理想的設(shè)計(jì)規(guī)模幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，還要對(duì)不同季節(jié)的水量需求，供水量曲線等都應(yīng)做一個(gè)深入的了解和比較，在此基礎(chǔ)上來(lái)完成選用水泵工作，這樣才能既滿足了供水要求又能降低能耗。目前高效節(jié)能水泵應(yīng)用廣泛，高效節(jié)能水泵質(zhì)量技術(shù)較為先進(jìn)，不僅能在節(jié)能方面獲得顯著效果，其低振動(dòng)技術(shù)和低噪音污染的優(yōu)點(diǎn)也能使水泵在運(yùn)行時(shí)對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，除此之外，高效節(jié)能水泵還具有機(jī)械密封性好的優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了常規(guī)水泵軸向易發(fā)生滲漏的現(xiàn)象，減少了水泵維修保養(yǎng)的時(shí)間和金錢也提高了設(shè)備的使用壽命。
3結(jié)論
水廠提高水泵的運(yùn)行效率，降低電耗方法是有多種渠道的，因此水廠要根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇合理的方法來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。想讓水泵更好的節(jié)約能源，就必須對(duì)水泵的各種性能參數(shù)有正確的設(shè)置和認(rèn)識(shí)，同時(shí)在水廠水泵的設(shè)計(jì)選型與配套中，還要合理的選用變頻器。節(jié)能工作的道路還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有盡頭，如何把能耗降到最低，這需要我們繼續(xù)不斷地去摸索總結(jié)，只要我們能緊密的結(jié)合平時(shí)實(shí)際工作，在工作中多發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，多思考解決辦法，就一定能把水廠水泵的節(jié)能工作做好，從而有效的減少水廠的運(yùn)行成本，提高整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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(1)減少水泵能耗的最直接的方法是減少水泵提升的水量。因此，減少污水管道中的滲漏或誤接水量，減少系統(tǒng)的各類回流或循環(huán)水量將是水泵節(jié)能的最有利措施之一。
(2)定期更換水泵使用。頻繁啟動(dòng)水泵會(huì)造成電量的浪費(fèi)，長(zhǎng)時(shí)間工作的水泵葉輪會(huì)磨損或被雜物纏繞，不止會(huì)影響瞬時(shí)流量，還會(huì)造成水泵不同程度的損傷，汕頭市××污水廠的進(jìn)水泵數(shù)量安排了4臺(tái)(三用一備)并將換泵的使用時(shí)間設(shè)定為12h，既保證水量充足，又不浪費(fèi)電量。
(3)在粗格柵水位較高時(shí)才啟動(dòng)水泵。由于汕頭市××污水廠納污范圍內(nèi)目前還有些管網(wǎng)還未能完善，不能滿負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)粗格柵的水位升到較高時(shí)，水泵才啟動(dòng)，瞬時(shí)流量較大，因此節(jié)省電能。
(4)利用峰谷電價(jià)進(jìn)行污水處理。當(dāng)污水量減少時(shí)，因晚上的電價(jià)便宜，可累積污水，待到晚上進(jìn)行處理。當(dāng)污水量充足的情況下，晚上要盡量的較滿負(fù)荷的運(yùn)行，以錯(cuò)開(kāi)用電高峰，節(jié)省成本。
鼓風(fēng)機(jī)
鼓風(fēng)機(jī)是好氧池曝氣供氧、生化池培養(yǎng)活性污泥的重要設(shè)備，也是污水廠耗能最多的設(shè)備。汕頭市××污水廠采用3臺(tái)(2用1備)有變頻功能的NX系列離心風(fēng)機(jī)曝氣。同時(shí)安裝在線DO探測(cè)設(shè)備與中控系統(tǒng)組成一套自動(dòng)控制鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，曝氣池中DO濃度從2mg/L升高到5mg/L，所需要消耗的能量增加了近一倍。最節(jié)能的方法是根據(jù)降解污水中有機(jī)物和硝化的最低需氧量，以及在線DO數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)供氧曝氣，并維持穩(wěn)定的DO濃度。對(duì)于汕頭市××污水廠的活性污泥系統(tǒng)，DO濃度值大約維持在1.2～2.5mg/L。
降雨期間，也要適時(shí)根據(jù)進(jìn)水濃度來(lái)調(diào)整曝氣時(shí)間。大雨或已降雨一天時(shí)，進(jìn)水濃度很低，曝氣時(shí)間可縮短為1h。中雨時(shí)，進(jìn)水濃度一般，曝氣時(shí)間可縮短為2h，無(wú)雨時(shí)，進(jìn)水濃度較高，曝氣時(shí)間是應(yīng)提至3h，該處理周期能使出水達(dá)標(biāo)排放。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)控制曝氣時(shí)間，從而減少了電能的損耗。單臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出的氣量足夠同時(shí)供給兩組的好氧池使用，因此只運(yùn)行1臺(tái)風(fēng)機(jī)即可。該法能省去1臺(tái)風(fēng)機(jī)的電費(fèi)。
其他設(shè)備
對(duì)于提升泵、污泥回流泵、剩余污泥泵和內(nèi)回流泵。按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般減少提升水頭，可以節(jié)約能耗。安排進(jìn)水、出水在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表能夠監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況，為優(yōu)化控制提供了有效且可靠的測(cè)量值，緩解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整滯后情況，但時(shí)間間隔過(guò)短，水質(zhì)變化不會(huì)特別明顯，且耗能，根據(jù)污水廠長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定在線監(jiān)測(cè)儀表2h測(cè)定一次數(shù)據(jù)，這樣，又在另一個(gè)角度起到節(jié)能降耗的作用。
維修費(fèi)用降耗措施
1技改
汕頭市××污水廠維修費(fèi)用主要是對(duì)進(jìn)水泵、粗格柵、中沉池的泵吸式吸刮泥機(jī)、PLC柜的模塊等進(jìn)行維修時(shí)產(chǎn)生的。汕頭市××污水廠通過(guò)技改的方式，來(lái)降低維修費(fèi)用。具體安排如下：
(1)針對(duì)管網(wǎng)來(lái)水垃圾、煤渣、泥沙多等問(wèn)題，在進(jìn)水泵房增加一套抽砂系統(tǒng)，定期對(duì)泵房池底的泥沙、垃圾進(jìn)行清除，以確保水泵的正常工作及減少水泵的維修率。
(2)針對(duì)粗格柵維修頻率高，費(fèi)用高的情況，在粗格柵后面、進(jìn)水泵房前面的進(jìn)水口加裝攔污裝置，同時(shí)配套固定裝置及起吊裝置，定時(shí)將攔污的格柵網(wǎng)起吊并對(duì)垃圾進(jìn)行清除，最大程度的減少進(jìn)入進(jìn)水泵房的垃圾，防止其進(jìn)入泵體、葉輪，造成葉輪堵塞或者泵體損壞。
(3)針對(duì)中沉池泵吸式吸刮泥機(jī)能耗大、修理費(fèi)用高、存在安全隱患的情況，將汕頭市××污水廠中沉池的泵吸式吸刮泥機(jī)改造成虹吸式并增加防脫軌裝置。從而減少維修費(fèi)用。
(4)生化池PLC柜的自控模塊、線路、不間斷UPS電源受到外界影響嚴(yán)重，導(dǎo)致我廠的修理費(fèi)用大的情況，因此通過(guò)在生化池上的PLC柜加裝隔離房，來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)
配備專用的維護(hù)保養(yǎng)人員，制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)制度、設(shè)備的相關(guān)操作規(guī)程。專用人員應(yīng)定期按照規(guī)定、操作規(guī)程對(duì)廠內(nèi)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，并做相關(guān)的記錄。通過(guò)這種方式，減少設(shè)備損壞率，降低維修費(fèi)用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
人工優(yōu)化分配
(1)通過(guò)獎(jiǎng)罰制度，激勵(lì)員工的積極性。
(2)利用開(kāi)會(huì)，內(nèi)外部培訓(xùn)、宣傳等提高員工清潔生產(chǎn)意識(shí)，達(dá)到節(jié)能降耗目的。
(3)定期對(duì)各級(jí)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高其管理能力，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高工作效率。
(4)對(duì)全公司各個(gè)崗位員工進(jìn)行理論培訓(xùn)和實(shí)踐考核，提高全體員工的技術(shù)水平，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，保障安全穩(wěn)定生產(chǎn)。(5)優(yōu)化分配各個(gè)崗位的員工人數(shù)，力爭(zhēng)做到把各個(gè)崗位的工作發(fā)揮到最好。在人員工資不變下，通過(guò)提高員工的素質(zhì)、工作效率、節(jié)約意識(shí)，優(yōu)化各個(gè)崗位人員安排，從而提高生產(chǎn)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
適量使用藥劑
通過(guò)化驗(yàn)室進(jìn)行小試、分析、對(duì)比，從而確定藥劑的最佳實(shí)驗(yàn)投加量，再將最佳實(shí)驗(yàn)投加量應(yīng)用到污水廠運(yùn)營(yíng)當(dāng)中試運(yùn)行并做微調(diào)，得到了最佳投藥量。調(diào)整適當(dāng)?shù)耐端幜浚鼙苊饫速M(fèi)，起到節(jié)能降耗的效果。
優(yōu)化管理
通過(guò)實(shí)行紙張的雙面使用、勞保用品和辦公用品以舊換新制度。把計(jì)算機(jī)調(diào)成省電模式、膠袋、公文袋循環(huán)使用等形式優(yōu)化管理，達(dá)到節(jié)能降耗效果。
節(jié)能降耗后的成果
1電費(fèi)變化
2維修費(fèi)用變化節(jié)能前，汕頭市xx污水廠維修費(fèi)用高達(dá)150萬(wàn)元/a，使用節(jié)能措施后預(yù)計(jì)維修費(fèi)用下降至80萬(wàn)元/a。
3人員資源優(yōu)化后的變化人員資源優(yōu)化后，在人工費(fèi)用不變的前提下，廠內(nèi)生產(chǎn)量計(jì)提高了4萬(wàn)t/a。
4藥劑變化
5優(yōu)化管理后節(jié)約情況
對(duì)廠內(nèi)辦公使用優(yōu)化管理后預(yù)計(jì)能節(jié)約的費(fèi)用約1萬(wàn)元/年。
結(jié)語(yǔ)
1.1混凝、沉淀階段的注意事項(xiàng)
第一，在pH值控制方面，對(duì)于pH值影響水的混凝效果的程度來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)相應(yīng)的混凝劑品種來(lái)決定，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的混凝劑，在確定過(guò)程中，則需要考慮水質(zhì)特征和混凝劑的特點(diǎn)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分析，結(jié)合工況要求，這里采用液態(tài)聚合氯化鋁混凝劑，能有效控制pH值在7～8范圍內(nèi)，達(dá)到較好的效果。第二，在水溫控制方面，應(yīng)該保證合適的水溫范圍，對(duì)于較低的水溫來(lái)說(shuō)，由于松散、細(xì)小的顆粒容易造成比較慢的絮凝體，這時(shí)應(yīng)考慮到具有吸熱性的混凝劑水解過(guò)程的特點(diǎn)。對(duì)于低溫水混凝劑來(lái)說(shuō)，具有黏度較大、水解困難的問(wèn)題，這樣就造成了顆粒不容易進(jìn)行碰撞，另外，也能使得膠體顆粒增強(qiáng)相關(guān)的水化作用，妨礙膠體進(jìn)行凝聚。一般來(lái)說(shuō)，能夠通過(guò)高分子助凝劑、混凝劑投加量增加來(lái)保證低溫水處理效果。第三，在進(jìn)水量和水力條件方面，應(yīng)該考慮其對(duì)于沉淀、混凝的影響，對(duì)于這個(gè)階段來(lái)說(shuō)，唯一目的就是不管采用何種辦法，實(shí)現(xiàn)快速的均勻混合。在進(jìn)行絮凝和水力混合過(guò)程中，應(yīng)該保證進(jìn)水水量的有效控制，根據(jù)相應(yīng)的要求結(jié)合水力條件的特點(diǎn)，從而有效保證絮凝效果，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第四，在原水濁度控制方面，應(yīng)該從實(shí)際情況考慮，在夏天的洪水期，具有較高的原水濁度；在冬季，具有較低的原水濁度。對(duì)于大于200NTU的夏季原水濁度高來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)利用高效的混凝劑來(lái)保證混凝沉淀效果，在其他的時(shí)候，根據(jù)要求應(yīng)用普通型的混凝劑即可。第五，在控制積泥方面，為了保證有效的運(yùn)行，應(yīng)該控制好沉淀池、絮凝池的積泥問(wèn)題，在水質(zhì)處理過(guò)程中，應(yīng)該有效保證進(jìn)行定期的排泥和清理。并且在進(jìn)行排泥周期的設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)不同的原水濁度進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)有效的自動(dòng)排泥控制系統(tǒng)來(lái)保證清理效果，還能減輕工作量，一般要保持每年清洗一次沉淀池。
1.2消毒工藝
要想保證水質(zhì)安全，就應(yīng)該嚴(yán)格控制消毒工作。一般來(lái)說(shuō)，液氯消毒是各水廠的主要環(huán)節(jié)，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，參考具體的沉淀水、原水以及過(guò)濾水的水質(zhì)情況，來(lái)確定相應(yīng)的氯氣投加量。對(duì)于存在有機(jī)物、原水氨氮等較多的污染物情況下，則應(yīng)該消耗更多的氯量。另外，夏季中存在繁殖較快的微生物、細(xì)菌情況以及冬季中存在較多的氨氮污染物等情況，都是使得氯氣消耗所增加的原因。另外，還受到相關(guān)的原水氯化物、pH值等方面的影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，一般都是將出廠水余氯控制在0.5～1.0ppm范圍。
1.3臭氧消毒工藝
針對(duì)臭氧冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要涉及到間接和直接冷卻兩大類。對(duì)于簽核來(lái)說(shuō)，主要要求使用純度非常高、不容易出現(xiàn)輻射的水為內(nèi)環(huán)的水要求，外部冷卻水則是使用出廠水即可。要求出廠水的氯離子控制在50毫克/升內(nèi)，就可以滿足冷卻設(shè)備直接應(yīng)用于出廠水，否則，就應(yīng)該使用間接冷卻技術(shù)。這主要是從防止設(shè)備腐蝕角度考慮，水質(zhì)存在問(wèn)題的冷卻水就能使得系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕情況。另外，在此工藝中，應(yīng)該對(duì)于系統(tǒng)配件進(jìn)行定期更換，保證臭氧發(fā)生器沒(méi)有出現(xiàn)生銹情況。
1.4加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)
應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)的氨氮、余氯、pH值以及濁度等方面的指標(biāo)參數(shù)，化驗(yàn)室應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)確的化學(xué)分析，除了進(jìn)行國(guó)家飲用水的必要監(jiān)測(cè)之外，還應(yīng)該重點(diǎn)研究和分析相關(guān)的絮凝劑和消毒劑投加、原水水質(zhì)等方面的檢測(cè)工作，能夠有效保證指導(dǎo)生產(chǎn)。另外，相關(guān)班組也應(yīng)該對(duì)于水質(zhì)檢驗(yàn)進(jìn)行定期和定項(xiàng)的檢驗(yàn)。
2水廠節(jié)能降耗技術(shù)
2.1通過(guò)有效方法進(jìn)一步降低電能損耗
第一，通過(guò)優(yōu)化水廠的泵站，保證電能損耗在正常的生產(chǎn)過(guò)程中不斷降低。在進(jìn)行優(yōu)化水泵的過(guò)程中，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，目的是有效提高泵站的運(yùn)行效果，使得電能盡量得到節(jié)省。在具體的優(yōu)化方法中，可以采用相應(yīng)的圖解法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法以及啟發(fā)式智能方法等。在進(jìn)行變化的供水量和用水量之間，保證泵站的運(yùn)行具有最優(yōu)的狀態(tài)，滿足省電要求。第二，泵站變配電工程設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化，保證電能損耗在生產(chǎn)過(guò)程中最低?？紤]到水廠的技術(shù)以及資金方面的因素，有時(shí)候盡管采用了相應(yīng)的電容器組手動(dòng)投切措施，也不能進(jìn)行有效補(bǔ)償效果，不能滿足有效的節(jié)電功能。所以，應(yīng)該對(duì)于其泵站變配電工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，能夠把手動(dòng)授切改為自動(dòng)的方式，使得線路損耗有所降低，電費(fèi)支出也有所減少，滿足電能的節(jié)約要求。第三，對(duì)于水廠泵站的配電方案進(jìn)一步優(yōu)化，保證電能損耗的有效降低。當(dāng)前從分析泵站的供電系統(tǒng)來(lái)看，在技術(shù)方面存在較為落后的缺點(diǎn)，所以應(yīng)該通過(guò)配電方案的優(yōu)化，保證能耗的有效降低。第四，清水池的電能損耗的優(yōu)化也是減低能耗的有效手段。當(dāng)前，針對(duì)水廠的清水池設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究比較多，主要就是通過(guò)清水池有效容積，來(lái)保證節(jié)約能耗的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)于清水池的工作進(jìn)行改進(jìn)。在進(jìn)行內(nèi)部的池內(nèi)水位的抬高，可以通過(guò)異水位的設(shè)計(jì)方法提供，這樣使得滿足水位抬高以及有效進(jìn)行水量調(diào)蓄工作的要求。
2.2優(yōu)化生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，不斷降低藥耗
第一，應(yīng)該保證礬耗程度進(jìn)一步降低，對(duì)于生產(chǎn)自來(lái)水過(guò)程中的礬耗消耗來(lái)說(shuō)，在大部分水廠中都是采用手動(dòng)加礬的過(guò)程，這樣就無(wú)形使得礬耗有所增加。因此，在加礬控制中利用游動(dòng)電流檢測(cè)儀加手動(dòng)方式，能夠達(dá)到較好的效果，對(duì)于濾后水濁度變化可以利用動(dòng)電流檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量得到，這樣就能保證加礬的最佳量確定，能夠有效保證為用戶提供質(zhì)量穩(wěn)定的自來(lái)水，同時(shí)還能有效保證加礬量的降低。第二，如果在水廠出現(xiàn)了礬耗過(guò)高的問(wèn)題，應(yīng)該對(duì)于相關(guān)的原水異常波動(dòng)進(jìn)行分析，要求相關(guān)技術(shù)和運(yùn)行人員進(jìn)行相關(guān)的處理，保證水處理的有效性，并且積極進(jìn)行總結(jié)和分析，有效提高處理水平。另外，還要積極有效地參與培訓(xùn)活動(dòng)，使得水廠相關(guān)技術(shù)人員能具有較高的專業(yè)素養(yǎng)，保證有效降低礬耗。第三，可以通過(guò)相應(yīng)的自動(dòng)加氯系統(tǒng)，保證有效降低氯耗，針對(duì)水廠進(jìn)行液氯消毒過(guò)程具有重要的意義。在相應(yīng)的自動(dòng)加氯系統(tǒng)中，主要包括前加氯與后加氯兩部分，能有效通過(guò)流量比例進(jìn)行一定的控制，使得生產(chǎn)中的氯耗能夠進(jìn)一步降低，有效避免產(chǎn)生多余的氯氣消耗。通過(guò)合理應(yīng)用，能夠保證首次氯的投加的有效降低，保證二次氯投的有效性，能夠保證自來(lái)水管網(wǎng)具有良好的消毒能力，保證出廠水質(zhì)的要求。
3結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗機(jī)組；混凝效果；消毒；加強(qiáng)管理
自來(lái)水企業(yè)中水廠的能耗和藥耗占自來(lái)水的制水成本的30%以上。因此加強(qiáng)水廠生產(chǎn)管理，加大節(jié)能降耗技術(shù)改造力度，可在實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)質(zhì)供水的前提下降低制水成本，提高自來(lái)水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
我公司經(jīng)過(guò)多年的供水生產(chǎn)管理、實(shí)踐和不斷總結(jié)，節(jié)能降耗措施已從以下幾個(gè)方面得到實(shí)踐并取得較好的效果：
一、確定合理的取水揚(yáng)程確保機(jī)泵設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效
運(yùn)行一般來(lái)說(shuō)，水廠建成投產(chǎn)后可以根據(jù)最大取水量、現(xiàn)有凈水構(gòu)筑物標(biāo)高、河床最低枯水位來(lái)校核取水揚(yáng)程，確定合理的取水揚(yáng)程。為降低電耗，為此我們確立了專門的節(jié)能攻關(guān)課題，用水準(zhǔn)儀對(duì)水廠歷史枯水位到凈水構(gòu)筑物的高差進(jìn)行測(cè)量，對(duì)反應(yīng)池的構(gòu)造和狀態(tài)進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)取消消能井成了降低整個(gè)取水揚(yáng)程的關(guān)鍵。反應(yīng)池改造后整個(gè)取水揚(yáng)程會(huì)降低，進(jìn)而降低了電耗。技改后的機(jī)組不但節(jié)能、機(jī)組搭配更合理并節(jié)約改造資金萬(wàn)元。
取水泵揚(yáng)程的確定以滿足水泵能從河床抽水至反應(yīng)池為基礎(chǔ)，如果定得過(guò)高可能使能耗增大；如果豐水期與枯水期河床水位相差太大也可以讓一臺(tái)機(jī)組配備兩套葉輪。準(zhǔn)確確定取水揚(yáng)程有利于節(jié)能降耗。合理搭配機(jī)組，取水泵要降低能耗提高水泵上水率，必須盡可能避免吸水管在同一個(gè)吸水井的機(jī)組同時(shí)開(kāi)機(jī)。如果同時(shí)開(kāi)兩臺(tái)機(jī)吸水，井水位下降很快，吸水揚(yáng)程增大，水泵容易產(chǎn)生氣蝕將影響水泵的出水流量使耗電率增大。當(dāng)吸水井容積及吸水井之間的連通管直徑小時(shí)尤其明顯。在生產(chǎn)調(diào)度中，掌握每臺(tái)機(jī)組的實(shí)際效率，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行開(kāi)、停機(jī)的調(diào)度，效率高的水泵機(jī)組而將效率低的機(jī)組作為備用，并在適當(dāng)時(shí)進(jìn)行改造以進(jìn)一步提高水廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。
另外，變頻調(diào)速系統(tǒng)在供水行業(yè)已經(jīng)得到了較為廣泛的采用。它不僅能控制供水壓力、調(diào)節(jié)供水量，更重要的是在節(jié)能降耗上具有優(yōu)勢(shì)。但由于目前投資較高而且變速泵只有在兩臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行節(jié)能效果較好，這可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)適當(dāng)采用。
二、優(yōu)化凈水構(gòu)筑物提高混凝效果
凈水構(gòu)筑物的形式尤其是反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)凈水效果和礬耗起著關(guān)鍵的作用。不同的反應(yīng)池有不同的控制指標(biāo)對(duì)其流速的變化、速度梯度及反應(yīng)池停留時(shí)間有不同的要求。控制不合適時(shí)有可能影響混凝效果增加礬耗。如有的水廠工程反應(yīng)池為穿孔旋流反應(yīng)池，投產(chǎn)后由于池體格數(shù)少、流速小，混凝效果差礬耗大。可通過(guò)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)測(cè)定找出問(wèn)題所在。在技術(shù)改造過(guò)程中，在反應(yīng)池前三格加裝隔板，通過(guò)嚴(yán)格的核算控制過(guò)流截面，改變水的流速和延長(zhǎng)水的流程，提高反應(yīng)池前段的速度、梯度，增大顆粒間的碰撞幾率。改造后礬耗比改造前降低了，沉淀池出水濁度降低了。因此優(yōu)化反應(yīng)池的控制參數(shù)對(duì)于提高混凝效果降低礬耗具有重要的意義。
三、控制好余氯量是保證自來(lái)水消毒效果的關(guān)鍵
控制好余氯量是保證消毒效果的關(guān)鍵。但加氯量過(guò)多不僅浪費(fèi)，水中的有害的消毒副產(chǎn)物也會(huì)隨之增加。因此，確定出廠水余氯的原則是杜絕水介疾病的發(fā)生，確保飲水衛(wèi)生，按照細(xì)菌數(shù)規(guī)律來(lái)確定余氯。從人體健康和降耗的角度出發(fā)，在確保水質(zhì)的前提下盡可能減少加氯量。一般來(lái)說(shuō)，水余氯過(guò)高大多出于保險(xiǎn)心理。針對(duì)這種情況，我們可以考慮幾個(gè)方面，如出廠水取樣點(diǎn)是否合理。取樣點(diǎn)距離過(guò)近消毒時(shí)間不夠，即使余氯高細(xì)菌指標(biāo)有可能也會(huì)超標(biāo)。不定期檢驗(yàn)濾后水的細(xì)菌和總大腸菌群，評(píng)估一次加氯的效果和調(diào)整加氯量，原水中氨氮含量高時(shí)考慮以總氯來(lái)控制水余氯。
四、加強(qiáng)自來(lái)水生產(chǎn)管理，做到安全、優(yōu)質(zhì)、高效
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;機(jī)泵選擇;運(yùn)行調(diào)節(jié)
對(duì)于自來(lái)水廠來(lái)說(shuō)，整個(gè)水廠的能源消耗中有一大部分是電力消耗，而在整個(gè)電力消耗中，通常有50%以上的用電量是被機(jī)泵設(shè)備消耗了，而其它一些輔助的設(shè)備如排泥機(jī)、風(fēng)機(jī)等耗電量所占比例僅約為2%～5%。因此要想降低自來(lái)水廠的能源消耗就要重點(diǎn)降低機(jī)泵設(shè)備的能耗，做好機(jī)泵設(shè)備的節(jié)能降耗措施。對(duì)自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備采取節(jié)能降耗措施可以有效地減少自來(lái)水廠的資源浪費(fèi)，提高了資源的利用效率，降低了企業(yè)的能耗成本，同時(shí)對(duì)于我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)有一定的推動(dòng)作用。因此做好自來(lái)水廠機(jī)泵設(shè)備的節(jié)能降耗有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1機(jī)泵設(shè)備效率下降、能耗增多的原因
機(jī)泵設(shè)備在社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，城市中它主要用于供水、污水系統(tǒng)以及化工等領(lǐng)域，在使用的過(guò)程中，可以將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能再轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)液體的輸送［1］。①自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)受到水和水中一些物質(zhì)的腐蝕而出現(xiàn)銹蝕的情況。較嚴(yán)重的銹蝕會(huì)使得泵輪與泵殼的表面不再平滑，而出現(xiàn)凹凸，從而導(dǎo)致摩擦系數(shù)的增大，導(dǎo)致機(jī)泵的耗電量增大，設(shè)備的效率降低。具體分析即設(shè)備在水流長(zhǎng)期的沖刷之下，流道的內(nèi)壁和葉輪的過(guò)水面會(huì)因?yàn)楦g而變得越來(lái)越粗糙，內(nèi)流道的阻力增大，使得設(shè)備的效率降低，能耗增大。②在機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，葉片背水面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致氣穴和蜂窩表面的出現(xiàn)，這樣在電化學(xué)腐蝕的情況下，葉輪的表面會(huì)產(chǎn)生汽蝕，使得設(shè)備的能耗較之前增加許多。③自來(lái)水廠的機(jī)泵設(shè)備除了受到水流的沖刷而產(chǎn)生的腐蝕外還會(huì)受到一些藥劑的腐蝕，比如在水處理的過(guò)程中會(huì)根據(jù)水質(zhì)的情況來(lái)投加一些藥物，使水質(zhì)得到改善，滿足自來(lái)水廠生產(chǎn)水的需要。而藥劑的投加會(huì)使得泵殼內(nèi)積垢，積垢增多到一定程度會(huì)使得泵殼的壁厚度明顯增加，導(dǎo)致設(shè)備的水力效率降低［2］。④機(jī)泵設(shè)備的加工工藝也會(huì)對(duì)設(shè)備的能耗有較大的影響，粗糙的水泵產(chǎn)品會(huì)使得設(shè)備的能耗較高，影響了泵體的容積和流體流速，增加了機(jī)械磨損等，也會(huì)降低水泵的性能，造成運(yùn)行效率不佳，能耗增加。
2水泵效率的提高
2．1水泵的選擇
自來(lái)水廠在選擇機(jī)泵設(shè)備的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意水泵的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇高效能電機(jī)，水泵功率的大小也要與使用要求相匹配，在有條件的情況下可選擇增加變頻調(diào)速控制器。目前城市中的自來(lái)水廠所使用的機(jī)泵設(shè)備大部分是離心泵，該類型的水泵在工作的過(guò)程中是通過(guò)葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生離心力，從而將內(nèi)流道中的水壓入蝸殼里再被甩出，而與此同時(shí)葉輪口會(huì)形成一段真空，水池水在大氣壓的作用下直接進(jìn)入水泵，如此反復(fù)進(jìn)行下去水不斷地被向上推壓實(shí)現(xiàn)液體的抽送。從離心泵工作的過(guò)程來(lái)看，如果保持葉輪片以及泵殼的表面光滑，可減少表面摩擦力，使得水流的流動(dòng)更加順暢，有效地提高機(jī)泵的運(yùn)行效率。而一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有瑕疵，工藝粗糙的機(jī)泵會(huì)使得運(yùn)行的效率大大降低。因此自來(lái)水廠要想實(shí)現(xiàn)機(jī)泵的節(jié)能降耗，要選用一些葉輪和泵殼構(gòu)造較好的設(shè)備，這樣才能有效地保障機(jī)泵設(shè)備高效、長(zhǎng)期的使用，在提高了設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)也為企業(yè)降低了能耗［3］。
2．2水泵的安裝質(zhì)量
對(duì)于自來(lái)水廠來(lái)說(shuō)，水泵是廠內(nèi)工藝運(yùn)行的重要組成部分，自來(lái)水廠的機(jī)泵通常是全天不間斷運(yùn)行，因此設(shè)備的損耗較大，設(shè)備很容易達(dá)到大修的周期，這就導(dǎo)致設(shè)備會(huì)比較頻繁地進(jìn)行裝卸。在對(duì)機(jī)泵設(shè)備進(jìn)行安裝的過(guò)程中如果安裝不到位容易使得設(shè)備的安裝不穩(wěn)定、不固定，導(dǎo)致運(yùn)行的時(shí)候設(shè)備會(huì)有較強(qiáng)烈的振動(dòng)，這就會(huì)使機(jī)泵的損耗加快，且較易出現(xiàn)堵、漏、跑的情況，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行效率產(chǎn)生不利的影響并導(dǎo)致能耗的增加。因此要想使機(jī)泵設(shè)備的運(yùn)行效率有保障，就要對(duì)水泵的安裝重視，提高安裝的質(zhì)量。
2．3水泵的維修
在機(jī)泵設(shè)備使用的過(guò)程中，機(jī)泵要按規(guī)范進(jìn)行保養(yǎng)，按時(shí)更換機(jī)油和軸承等易損件。操作人員要及時(shí)巡檢設(shè)備，掌握機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題的設(shè)備要及時(shí)停用維修［4］。這樣才能使得水泵處在一個(gè)比較好的運(yùn)行狀態(tài)下，提高水泵的運(yùn)行效率。有時(shí)機(jī)泵所出現(xiàn)的并不是很大的問(wèn)題，比如加一些油就可以使得軸承更好更順利地進(jìn)行工作，因此要及時(shí)地對(duì)軸承內(nèi)的油進(jìn)行檢查，判斷是否需要進(jìn)行補(bǔ)充，并檢測(cè)油質(zhì)的情況，當(dāng)油質(zhì)情況不理想時(shí)要進(jìn)行更換，這些小問(wèn)題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決能夠有效避免其發(fā)展成為大問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械損失。另外，當(dāng)密封環(huán)的間隙寬度超過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)也會(huì)使機(jī)泵設(shè)備的運(yùn)行效率降低，因此在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的時(shí)候要對(duì)此問(wèn)題加以重視。
3機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗措施
3．1使用變頻控制，提高機(jī)泵節(jié)能降耗的控制水平
為了更好地控制機(jī)泵的能耗，可以在電氣控制方式上進(jìn)行改進(jìn)。傳統(tǒng)的控制方法是將閥門關(guān)閉，這樣就可以降低機(jī)泵設(shè)備的輸出，減少了功耗，現(xiàn)在隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速的節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，采用變頻控制能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的供水壓力，使得機(jī)泵的性能更加地智能和科學(xué)。變頻調(diào)速能夠有效地控制機(jī)泵的能耗問(wèn)題。但變頻器本身存在電能損耗的缺點(diǎn)，同時(shí)電氣控制部分成本較高，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行維修時(shí)的費(fèi)用以及對(duì)技術(shù)的要求也高，因此自來(lái)水廠應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的實(shí)際情況和需求來(lái)選用變頻調(diào)速器。
3．2合理調(diào)度，找出水泵的高效區(qū)，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行
為了實(shí)現(xiàn)自來(lái)水廠各機(jī)泵組設(shè)備的性能優(yōu)化組合，要對(duì)機(jī)泵設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的性能進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其進(jìn)行分析，判斷其性能以及功效的特點(diǎn)和不同，從而才可以有效地根據(jù)機(jī)泵的性能來(lái)科學(xué)的調(diào)度使用機(jī)泵，實(shí)現(xiàn)設(shè)備組合的優(yōu)化。比如可以將運(yùn)行效率較低的機(jī)泵用于水量和壓力的調(diào)節(jié)，不將其作為主機(jī)使用，而選用高效區(qū)間更廣，適用于偏低揚(yáng)程大流量運(yùn)行效率高的機(jī)泵作為主機(jī)［5］。另外，有些機(jī)泵的高效區(qū)范圍較窄，但其適用于偏高揚(yáng)程，在此種條件下工作性能優(yōu)良，因此可以用在自來(lái)水廠白天高峰供水時(shí)段。由此可見(jiàn)，根據(jù)不同機(jī)泵的性能特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)度使用可以有效地優(yōu)化整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率，使得能源的消耗得到降低，同時(shí)將各機(jī)泵的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)，可有效延長(zhǎng)其使用的期限。
3．3采取葉輪切削方法，對(duì)葉輪進(jìn)行切割改造
目前一些自來(lái)水廠的機(jī)泵通常存在配置不合理的問(wèn)題，主要是機(jī)泵的揚(yáng)程偏高，機(jī)泵的特性曲線不吻合，這就使得機(jī)泵的運(yùn)行效率受到影響。在現(xiàn)有的情況下可以通過(guò)機(jī)械方式解決此類問(wèn)題。最簡(jiǎn)單的方法就是對(duì)葉輪進(jìn)行切割，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)泵進(jìn)行改造。在對(duì)葉輪進(jìn)行切割之前，要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的具體參數(shù)來(lái)計(jì)算切割量，在葉輪經(jīng)過(guò)切割后可使電流降低，能夠有效地節(jié)約機(jī)泵的能耗。而且葉輪外徑的變化也會(huì)導(dǎo)致機(jī)泵特性曲線的變化，使機(jī)泵運(yùn)行時(shí)可以達(dá)到自來(lái)水廠實(shí)際需要的高效區(qū)間，達(dá)到節(jié)能的效果。
3．4采用高分子噴涂材料
機(jī)泵在使用的過(guò)程中會(huì)受到腐蝕而使得葉輪表面與機(jī)泵摩擦阻力增大，使機(jī)泵的工作效率降低。因此采用高分子噴涂材料可以使這個(gè)問(wèn)題得以解決。高分子材料的噴涂可使葉輪的表面形成光滑的保護(hù)層，降低了運(yùn)行過(guò)程中與水流的摩擦阻力，減少了能耗。且通常來(lái)說(shuō)高分子材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，可使機(jī)泵的使用效率提高。
4結(jié)語(yǔ)
自來(lái)水廠在城市生活中扮演著重要的角色，由于其用電量較大，能源消耗大，因此對(duì)自來(lái)水廠進(jìn)行節(jié)能降耗十分有必要。機(jī)泵的能耗占到自來(lái)水廠能耗的絕大部分，對(duì)其采取節(jié)能降耗的措施可以有效降低自來(lái)水廠的能耗。
作者:張海濤 單位:深圳市水務(wù)( 集團(tuán)) 有限公司
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