杜仲河水廠節(jié)能評估分析

李 晨

( 貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽550002)

1 工程概況

甕安縣位于貴州省中部、縣城二期工程供水規(guī)模3 m3/d。主要建設(shè)內(nèi)容有取水工程、輸水工程、凈水工程。

1.1 主要用能工藝和工序及能耗指標(biāo)和能效水平

本項目主要耗能在以下5個環(huán)節(jié):

1) 取水系統(tǒng):主要為取水設(shè)備消耗電能。

2) 輸水系統(tǒng):本工程采用重力輸水方式，不消耗電能。

3) 凈水系統(tǒng):主要為水處理工藝設(shè)備消耗電能。

4) 配水系統(tǒng): 主要為因為高程關(guān)系，加壓設(shè)備耗能。

5) 生產(chǎn)生活照明用電，生產(chǎn)生活用水。

1.2 主要耗能設(shè)備及能耗指標(biāo)和能效水平

本項目主要耗能設(shè)備耗能計算見表1。

2 水泵能效評估分析

泵站具有多種泵型可供選擇時，應(yīng)綜合分析水力性能、機組造價、工程投資和運行檢修等因素?fù)駜?yōu)確定，條件相同時宜選用臥式離心泵。

2.1 干田壩水廠高位水池加壓水泵

揚程為95 m，單泵提水流量為0.15 m3/s，可研階段初選臥式單級雙吸離心泵為推薦代表機型，根據(jù)水泵效率為79%:

水泵轉(zhuǎn)速n =1480 r/min，單臺水泵流量Q =0.15 m3/s，揚程H=95m

供水水泵比轉(zhuǎn)速ns=( 3.65 ×n ×( Q/2)1/2) ÷H0.75=3.65 ×1480 ×(0.15/2)1/2) ÷950.75=48.62

根據(jù)《清水離心泵能效限定值機節(jié)能評價值》( GB19762—2005) 要求，曲線圖1 確定未修正效率值:當(dāng)Q=551 m3/h時，η =82%

根據(jù)曲線圖3 確定效率修正值: 當(dāng)ns=48.62時，Δη =11%

能效限定值: η1= η － Δη =82% －11% =71%

節(jié)能評價值: η2= η － Δη +1% =84% －11%+1% =74%

按《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》［1］( GB19762—2007) 要求計算，水泵能效限定值為71%，節(jié)能評價值為74%?？裳性O(shè)計選用供水水泵效率為79%，經(jīng)計算評估認(rèn)為該水泵效率滿足規(guī)范能效限定值及節(jié)能評價值的要求［2－4］。

表1 主要耗能設(shè)備耗能計算表

2.2 干田壩水廠低位水池加壓水泵

揚程為64 m，單泵提水流量為0.11 m3/s，可研階段初選臥式單級雙吸離心泵為推薦代表機型，根據(jù)水泵效率為75%:

水泵轉(zhuǎn)速n =1 480 r/min，單臺水泵流量Q =0.11 m3/s，揚程H =64 m

供水水泵比轉(zhuǎn)速ns= (3.65 × n × ( Q/2)1/2) ÷H0.75= 3.65 ×1480 ×(0.11/2)1/2) ÷640.75= 55.99

根據(jù)《清水離心泵能效限定值機節(jié)能評價值》( GB19762—2005) 要求，曲線圖1 確定未修正效率值:當(dāng)Q =425 m3/h時，η =84%

根據(jù)曲線圖3 確定效率修正值: 當(dāng)ns=55.99時，Δη =8%

能效限定值: η1= η － Δη － =81.2% －9%=73.2%

節(jié)能評價值: η2= η － Δη +1% =83.3% －8%+2% =77%

按《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》( GB19762—2007) 要求計算，水泵能效限定值為73.2%，節(jié)能評價值為77%?？裳羞x用供水水泵效率為75%，經(jīng)計算評估認(rèn)為下階段應(yīng)對該該水泵效率提出更高要求，要求水泵效率節(jié)能值達(dá)到節(jié)能評價值76%，確保本項目水泵為節(jié)能型產(chǎn)品。

3 電機能效評估分析

根據(jù)目前國內(nèi)外各專業(yè)廠家的制造和同類工程機組運行經(jīng)驗，水泵電機可采用同步電機和異步電機兩種形式。若選用同步電機，其功能因素高，穩(wěn)定性好，但須增加勵磁裝置，而且控制設(shè)備復(fù)雜，運行維護工作量大，配用設(shè)備占地面積較大。故本工程泵站的水泵電機擬選用效率高，噪聲低，工作可靠，保養(yǎng)維護簡便的2 套立式異步電動機及1 套低壓電動機，提水泵站的電機電壓擬采用10 kV級。電機型號分別為YKK355—2、YKK400—2、YKK100—2。

評估認(rèn)為:主要耗能設(shè)備的選型，充分考慮了節(jié)約能源和工程造價，達(dá)到一定的能效指標(biāo)和能效水平，不會對能源消費構(gòu)成不利影響。下階段，應(yīng)對電動機及水泵進(jìn)行優(yōu)化選型，

使其滿足《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》GB/T 3485—1998 和《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》GB19762—2007。提高功率因數(shù)，減小無功損耗。

4 變壓器能效評估分析

目前國內(nèi)使用的變壓器主要有9 型、10 型、11型等幾種類型。由于技術(shù)進(jìn)步10 型和11 型從經(jīng)濟角度考慮相差不多，本工程選用的11 型低損耗變壓器，其能耗值遠(yuǎn)低于GB 20052—2006《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能平均值》，與9 型、10 型變壓器相比其具有: 體積小、重量輕、效率高、損耗低、噪聲低、運行可靠的特點，可減少大量的電網(wǎng)損耗和運行費用。從而降低了電氣設(shè)備的能耗量。

本項評估認(rèn)為:目前選用的SC11—315/10 型三相節(jié)能型變壓器，根據(jù)《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值GB20052—2006》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，該容量電壓器能效限定值為空載損耗P0= 880 W，負(fù)載損耗Pk(100 ℃) =3 270 W。該項目所選變壓器滿足《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值GB20052—2006》能效限定值要求( 空載和負(fù)載損耗偏差允許在7.5%以內(nèi)) ，屬于節(jié)能降耗產(chǎn)品。

5 節(jié)能措施效果評估

本項目是自來水廠工程，原料為河水，產(chǎn)品為經(jīng)過處理后達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的清潔水，生產(chǎn)過程中，主要消耗的為電能。對廠內(nèi)所有用電設(shè)備( 含日常照明、通風(fēng)、空調(diào)、工藝設(shè)備等廠內(nèi)日常用電) 的功率、效率以及工作時間進(jìn)行統(tǒng)計。

水廠生產(chǎn)規(guī)模為3.0 萬m3/d，自來水廠設(shè)備用電總量為490.979 萬kW，折合標(biāo)準(zhǔn)煤603.341 t。項目水能耗指標(biāo)為0.58 kW·h/t。

本項目充分考慮自來水廠的項目特點，結(jié)合國家各種節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在規(guī)劃、設(shè)計、建造和運行過程中，通過采用新型墻體材料，執(zhí)行建造節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，加強構(gòu)筑物用能設(shè)備的運行管理，合理設(shè)計建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，提高工藝、運行、用電等的效率，降低能源消耗，合理、有效地利用能源。

6 結(jié) 語

1) 建立完善的能源消耗定額考核機制，制訂詳細(xì)的能耗考核指標(biāo)，并與績效考核掛鉤，設(shè)立節(jié)能工作的節(jié)獎超罰制度，對節(jié)能工作中做出貢獻(xiàn)的單位和個人給予一定表彰和獎勵，以有效推進(jìn)節(jié)能降耗工作。

2) 及時進(jìn)行能耗指標(biāo)的對比分析，通過對比分析，查找企業(yè)生產(chǎn)管理過程中存在的問題，及時推進(jìn)節(jié)能技改管理，進(jìn)一步提高企業(yè)能源管理水平。

3) 建議引進(jìn)“合同能源管理”。鑒于合同能源管理公司的節(jié)能專業(yè)性，建議引入節(jié)能公司進(jìn)行能源管理以減少能源費用。節(jié)能公司通過對企業(yè)能源利用狀況進(jìn)行調(diào)查和綜合分析，提供節(jié)能減排和產(chǎn)能升級整體解決方案，達(dá)到優(yōu)化能源配置，整體節(jié)能減排的目的。節(jié)能公司可為企業(yè)節(jié)能管理提供有效的評價方法與模式，同時，對企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)用能管理、節(jié)約能源、降低成本、增強競爭力提供技術(shù)保障。

［1］全國能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB 19762—2007 清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值［S］. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［2］史俊陽. 給水廠節(jié)能降耗措施［J］. 給水排水，2002(05) :32 －33.

［3］何芳，張鵬飛. 某小城鎮(zhèn)水廠變頻二級供水泵房節(jié)能改造方案評估［J］. 給水排水，2012，38(03) :93 －96.

［4］唐三連. 水廠的節(jié)能降耗技術(shù)研究［J］. 武漢:武漢科技大學(xué)，2007.