珠海市區(qū)供水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的探討

林景秀

摘 要：本文償試分析珠海市區(qū)由四個(gè)水廠、一個(gè)泵站（數(shù)個(gè)下屬子泵站）組成的供水系統(tǒng)的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并提出一些節(jié)能運(yùn)行措施，使系統(tǒng)能達(dá)到一個(gè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，從而獲得良好的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)合理投運(yùn)、原水調(diào)配、管網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行、水廠節(jié)能運(yùn)行

1 背景

城區(qū)制水分公司屬下四間水廠拱北水廠、南區(qū)水廠、香洲水廠、唐家水廠分布在珠海市區(qū)，承擔(dān)市區(qū)的全部供水任務(wù)，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于市區(qū)的用水非常重要。廣昌泵站是珠海市區(qū)最大的取水泵站，市區(qū)的大部分水廠都由這個(gè)泵站供水，同時(shí)還承擔(dān)西水東調(diào)中轉(zhuǎn)站的角色，其在珠海整個(gè)原水管網(wǎng)中的重要地位不言而喻。

在保證四廠一站安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對(duì)其配電系統(tǒng)的合理投運(yùn)、機(jī)組運(yùn)行的合理配搭，生產(chǎn)流程的節(jié)能控制管理等，使其在經(jīng)濟(jì)效益上達(dá)到一個(gè)良好的指標(biāo)，是生產(chǎn)管理人員必須經(jīng)常研究、分析的課題之一。

2 運(yùn)行操作分析

所以謂經(jīng)濟(jì)運(yùn)行關(guān)鍵是節(jié)能運(yùn)行，可從幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 配電系統(tǒng)合理投運(yùn)

由于南方電網(wǎng)對(duì)轄區(qū)內(nèi)的主要用電設(shè)備收取基本負(fù)荷費(fèi)，目前的費(fèi)用是23元/KW，按月計(jì)算。因此負(fù)荷費(fèi)用開(kāi)支比較大，是節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用的主要目標(biāo)之一。四廠一站（包括屬下小站）具體負(fù)荷見(jiàn)表。

城區(qū)制水分公司每年根據(jù)水源情況、用水計(jì)劃等因素，適時(shí)報(bào)停及報(bào)開(kāi)機(jī)相關(guān)用電設(shè)備、節(jié)省負(fù)荷費(fèi)用是相當(dāng)有必要的。因此分公司與集團(tuán)公司供水業(yè)務(wù)部協(xié)調(diào)，按計(jì)劃進(jìn)行操作，以最大限度地節(jié)約費(fèi)用。

2.2 原水調(diào)配

四個(gè)水廠中有大部分水廠具有多原水來(lái)源的特點(diǎn)，走向比較復(fù)雜。合理調(diào)配原水的使用對(duì)本公司及整個(gè)供水管網(wǎng)的節(jié)能效果會(huì)產(chǎn)生很大的影響，需要充分考慮各個(gè)因素。目前部分水廠原水走向如下：

A、拱北水廠可使用廣昌泵站前河水、裕洲泵站水、平崗泵站的原水、竹洲頭泵站原水、竹銀水庫(kù)水、南屏水庫(kù)水、竹仙洞水庫(kù)水、大鏡山水庫(kù)水等；

B、南區(qū)水廠可使用廣昌泵站前河水、裕洲泵站水、平崗泵站的原水、竹洲頭泵站原水、竹銀水庫(kù)水、南屏水庫(kù)水等；

C、香洲水廠可用廣昌泵站過(guò)來(lái)的原水（如壓力不足時(shí)還需要南抽站加壓）、大鏡山水庫(kù)水等。

D、唐家水廠一般使用鳳凰山水庫(kù)水，當(dāng)用水不足時(shí)，可通過(guò)涵洞從大鏡山水庫(kù)送水到鳳凰山水庫(kù)。

2.2.1、原水調(diào)配節(jié)電方面可考慮采取的措施如下：

A、水源充足的情況下，應(yīng)選用最短的供水途徑，減少水頭損失從而降低能耗；

B、在原水管網(wǎng)壓力、流量相對(duì)固定的情況下，取水泵站應(yīng)采用工頻機(jī)組運(yùn)行，減少變頻機(jī)組帶來(lái)的效率損失從而減少能耗；

C、在原水管網(wǎng)壓力變化較大時(shí)，需要隨時(shí)調(diào)壓時(shí)，取水泵站應(yīng)采用變頻機(jī)組運(yùn)行，降低單機(jī)功耗從而達(dá)到節(jié)能的目的；

D、降雨量充足時(shí)，根據(jù)流域來(lái)水情況，可優(yōu)先考慮使用水庫(kù)原水，或?qū)⑺畮?kù)水混合河水使用，減少取水泵站機(jī)組運(yùn)行的數(shù)量，達(dá)到節(jié)能的目的；

E、咸期用水期間，在機(jī)組出站壓力達(dá)到要求、在管網(wǎng)耐壓范圍內(nèi)的前提下，盡可減少中間加壓環(huán)節(jié)，直接對(duì)水廠或水庫(kù)進(jìn)行供水，從而降低原水管網(wǎng)能耗；

F、咸期用水期間，如裕洲泵站水質(zhì)達(dá)到使用要求，可優(yōu)先考慮從裕洲泵站取水，因?yàn)樵Ｖ薇谜緳C(jī)組揚(yáng)程低，取水量大，可達(dá)到良好的節(jié)能目的；

2.2.2、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行除了考慮電耗因素外，藥耗也是必需考慮的因素之一，原水調(diào)配藥耗方面可考慮采取的措施如下：

A、如河水水質(zhì)良好（從咸度、濁度、氯氮等方面考慮），特別是廣昌泵站前河水，盡可能取用河水，可有效降低水廠生產(chǎn)的藥耗，達(dá)到節(jié)能的目的；

B、當(dāng)水庫(kù)水源充足、或預(yù)期有充足的降雨時(shí)、或水庫(kù)需要對(duì)水體進(jìn)行部分置換時(shí)，應(yīng)盡可能使用水庫(kù)水。如因藻類(lèi)、水中膠質(zhì)等因素影響水廠的正常生產(chǎn)，可混合濁度稍高的河水，降低水廠對(duì)水庫(kù)水的處理難度。有效置換水庫(kù)水體，充分利用汛期降雨也是節(jié)能的主要目標(biāo)之一，同時(shí)也有可能降低日后水庫(kù)水處理的藥耗，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降耗的目的。

2.3 凈水管網(wǎng)及水廠節(jié)能運(yùn)行

除上述兩方面節(jié)能運(yùn)行措施外，凈水管網(wǎng)節(jié)能運(yùn)行更是重中之重。我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)分析及采取措施：

A、凈水管網(wǎng)總協(xié)調(diào)運(yùn)行方面。按目前每日兩次的用水高峰期的用水需求、根據(jù)各個(gè)水廠的生產(chǎn)特點(diǎn)、靈活調(diào)配各個(gè)水廠的運(yùn)行機(jī)組，選擇合適的運(yùn)行機(jī)組（可采用的方法有根據(jù)已建成及不斷建成的機(jī)組動(dòng)態(tài)效率圖表、參考定期的機(jī)組效率測(cè)試報(bào)告、參考生產(chǎn)報(bào)表等，對(duì)各個(gè)水廠的各個(gè)機(jī)組進(jìn)行合理的選擇運(yùn)行），從而提高整體的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。水廠泵房動(dòng)態(tài)效率見(jiàn)下圖：

B、凈水管網(wǎng)調(diào)壓方面。根據(jù)壓力損失的區(qū)域，選擇合理的提壓點(diǎn)進(jìn)行提壓。要從水廠的分布特點(diǎn)，水廠的產(chǎn)能，管道分布情況，水廠機(jī)組揚(yáng)程、流量等因素綜合考慮。合理的提壓手段可達(dá)到最佳的提壓效果，達(dá)到達(dá)到節(jié)能降耗的目的；

C、水廠配電控制方面。水廠機(jī)組設(shè)備屬于大型負(fù)荷感性用電設(shè)備，合理的電容補(bǔ)償相當(dāng)重要（包括相位、電流、電壓補(bǔ)償）。在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)機(jī)組的用電情況，靈活調(diào)整電容補(bǔ)償措施，從而提高電源的使用效率，達(dá)到良好的節(jié)能目的；

D、水廠生產(chǎn)流程控制方面。在保證安全生產(chǎn)的前提上，可采取提高清水池水位的方法，降低水泵機(jī)組的進(jìn)、出口壓力差，在出廠壓力不變的情況下，降低水泵的輸出功率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。水廠機(jī)組24小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使只是節(jié)省1米的水頭壓力，節(jié)能效益也是相當(dāng)可觀的，這也是目前各個(gè)水廠普遍采用的辦法之一；

E、水泵的合理技改措施。因?yàn)橛盟h(huán)境在不斷變化，需求在不斷改變，水廠設(shè)計(jì)之初的水泵選型、壓力及流量設(shè)計(jì)可能與目前的工況有一定的差異，因此我們應(yīng)根據(jù)目前的用水情況，對(duì)水泵選型進(jìn)行重新論證，及時(shí)更換便合適的水泵，選配高效節(jié)能的水泵，這樣可以達(dá)到良好的節(jié)能效果（香洲水廠、唐家水廠的水泵更換，二年到三年就可以收回投資成本，達(dá)到良好的節(jié)能效果）。

F、電機(jī)的合理技改措施。目前幾個(gè)水廠，在使用的低壓電機(jī)部分存在高能耗的情況，被列入國(guó)家規(guī)定的高耗能電機(jī)的不在少數(shù)，在國(guó)家大幅度補(bǔ)貼的情況下，應(yīng)盡早更換相關(guān)電機(jī)，可在國(guó)家推薦的節(jié)能電機(jī)目錄中摘優(yōu)采用。電機(jī)屬于高耗能設(shè)備，更換成新型的節(jié)能電機(jī)，將會(huì)達(dá)到一個(gè)良好的節(jié)能效果。

G、主出廠管道中的閥門(mén)檢查維護(hù)。由于市區(qū)內(nèi)的水廠建成部分已有數(shù)拾年的歷史，有相當(dāng)部分出水管維修用閥門(mén)比較老舊，限于當(dāng)時(shí)的制造工藝及使用年限，部分可能已無(wú)法正常使用，關(guān)鍵是有些閥門(mén)可能存在不在全開(kāi)狀態(tài)（可能已指示全開(kāi)），在一次搶修事件中，曾發(fā)現(xiàn)有主要閥門(mén)不在全開(kāi)狀態(tài)（閥門(mén)開(kāi)度指示錯(cuò)誤），如此可能造成不必要的水頭損失，導(dǎo)致機(jī)組能耗增大。因此定期檢查關(guān)鍵閥門(mén)，保證其在正常需要的工作狀態(tài)，保證管道的暢通，減少不必要的能耗也是重要的節(jié)能措施之一；

H、凈水管網(wǎng)改造。因?yàn)槌鞘邪l(fā)展的節(jié)奏、方向不斷變化，規(guī)模不斷增大，管網(wǎng)布局會(huì)存在諸多不理想的地方。城市的主供水管道如果布局不合理，會(huì)造成局部水頭損失嚴(yán)重，其造成的能耗損失是整個(gè)供水系統(tǒng)中最大的。因此通過(guò)管網(wǎng)的流量、壓力變化的數(shù)據(jù)，不斷查找、分析管網(wǎng)中存在的瓶頸，并對(duì)其進(jìn)行合理的改造，會(huì)有效地降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，并且立桿見(jiàn)影。凈水管網(wǎng)改造是使系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行最有效的辦法，但難度也是最高的；

I、水廠生產(chǎn)過(guò)程控制方面。根據(jù)生產(chǎn)峰值周期，合理安排流程的排泥時(shí)間及次數(shù)，采用更科學(xué)的排泥措施（如多次少量排泥），或采用協(xié)助式排泥措施（加裝加速排泥設(shè)施）等，降低生產(chǎn)過(guò)程中的水損，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；

J、如果上述排泥效果得到加強(qiáng)，濾池的生產(chǎn)周期有條件延長(zhǎng)，反應(yīng)攪拌池的清洗間隔周期更有可能會(huì)延長(zhǎng)，這將會(huì)產(chǎn)生一系列有利于降低水損及輔助生產(chǎn)用電的條件，在生產(chǎn)過(guò)程中加以有效利用，同樣能達(dá)到節(jié)能降耗的目的；

K、生產(chǎn)藥耗控制方面。根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)、生產(chǎn)水量情況，及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整藥劑的投加量（如加氯、加礬等），使得藥耗控制在更合理的水平，節(jié)約藥耗，達(dá)到降耗的目的；

L、遠(yuǎn)程生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的使用。各級(jí)生產(chǎn)管理人員，應(yīng)充分利用遠(yuǎn)程生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)水廠、泵站的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控，以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并采取有效的措施進(jìn)行及時(shí)處理。同時(shí)利用系統(tǒng)中的各類(lèi)歷史數(shù)據(jù)記錄曲線（如壓力、水位、流量、電流、電壓、功率、濁度、余氯、藥耗等），對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生和歷史事件進(jìn)行分析，判斷可能存在的問(wèn)題，并找出存在問(wèn)題的依據(jù)然后采取措施予以解決，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性。同時(shí)因生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息在局域內(nèi)的高速共享，使得各個(gè)水廠、泵站的生產(chǎn)協(xié)調(diào)性加強(qiáng)，有利于生產(chǎn)管理人員制定出更科學(xué)的調(diào)度方案，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 小結(jié)

城區(qū)制水分公司屬下四廠一站，幾乎就構(gòu)成了整個(gè)珠海市區(qū)的供水系統(tǒng)。一座城市的供水系統(tǒng)，是一個(gè)異常龐大且復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)能運(yùn)行這個(gè)目標(biāo)，當(dāng)中有很多需要綜合考慮的因素，包括生產(chǎn)條件因素及用戶需求因素等。本文償試在純技術(shù)的角度及公司權(quán)限及行的角度，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的分析，并闡述了一些可采用的控制措施（部分措施是正在使用并一直沿用），在保證生產(chǎn)安全的情況下，使系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)節(jié)能的、高效的生產(chǎn)狀態(tài)上，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。