給水廠技術(shù)節(jié)能減排改造措施分析

吳 芬 曹 慧

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

隨著我國城市內(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，但是給水廠在運營發(fā)展工作當中，因為對一些工藝技術(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較大，因此造成比較大的經(jīng)濟浪費?；诖?，需要有效結(jié)合現(xiàn)階段給水廠產(chǎn)生的能源浪費問題進行綜合分析和研究，結(jié)合該市場的實際生產(chǎn)工作情況，提出針對性的節(jié)能改造工藝方案，有效提高給水廠的經(jīng)濟效益。

1 給水廠電能損耗問題分析

1.1 水泵機組電能損耗問題

給水廠的日常工作過程中需要使用到大量的水泵機組，水泵機組工作過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)部因為設(shè)備、技術(shù)等各方面因素的影響和制約，造成我國在泵站工程建設(shè)方面存在效率偏低、能耗量過高、制水成本較高等多方面問題，使得給水廠的整體經(jīng)濟效益相對較低。隨著我國城市化建設(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)部的水泵機組卻沒有進行同步改造工作，進而造成水廠當中的水泵工作揚程不斷下降，經(jīng)常處于低效率的運行工作狀態(tài)，進而降低了水泵基礎(chǔ)的工作效率，形成大量的電力資源浪費問題，同時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，也會造成電力資源浪費情況[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)生的損失量和進水效果之間有著直接的關(guān)聯(lián)，有效解決水頭損失問題，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節(jié)能工作展開綜合考慮和分析，通過對水廠自動控制技術(shù)的改造和應用，是降低給水廠能耗量的重要方法。國外一些發(fā)達國家在給水處理構(gòu)筑物的設(shè)計工作中，通常情況下會使用隔板絮凝，通過使用濾池形成的落差進行發(fā)電實現(xiàn)節(jié)能化效果。同時大部分的水廠都會采用儀表控制和計算機控制系統(tǒng)，在水體處理過程中通過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，但是我國由于在該市場的資金投入量，以及對先進技術(shù)適用程度不足等方面因素的影響，造成給水處理工作過程中存在的問題相對較大[2]。

1.3 清水池電能損耗問題

城市給水廠的清水池在使用工作過程中具有蓄存、調(diào)節(jié)水量以及滿足消毒接觸時間等多方面作用，屬于自來水生產(chǎn)工作當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，同時需要根據(jù)日常水體使用工作要求來進行確認，在實際工作過程中針對清水池的設(shè)計工作，通常情況下需要從水體容量方面進行考慮。通過抬高池內(nèi)水位高度，可以達到良好的節(jié)能效果，如果在該工作環(huán)境當中，無法充分注意能源的消耗量會造成更大的能量損失，同時會進一步加大企業(yè)單位的生產(chǎn)運營工作成本。通過實踐工作分析得出，通過抬高水體內(nèi)部的水位高度，通過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)能化效果會更加明顯。

2 節(jié)能減排改造工作策略分析

2.1 對泵站進行系統(tǒng)優(yōu)化和改進

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

第一，是進行水泵機組的合理化選擇，通過選擇一些運行工作效率更高的水泵機組，可以有效達到良好的節(jié)能化工作目標和效果。在水泵基礎(chǔ)的優(yōu)化選擇方法上相對較多，比如啟發(fā)式選擇方法、圖解法、動態(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組選型工作方法，主要優(yōu)點在于計算比較簡單、更加容易理解，缺點問題在于過程流程比較繁瑣，在供水量相對比較頻繁的情況下，整個計算工作過程相對比較復雜。同時同一張綜合型圖譜上的泵型相對比較有限，因此不能囊括所有的工作機組型號，因此在水泵機組的類型選擇方面會存在一定的限制，只適用于一些比較簡單的泵站水泵機組的選擇[3]。

第二，對泵站進行調(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)，以此可以達到良好的節(jié)能化效果。泵站優(yōu)化調(diào)度工作方法相對比較復雜，其中主要包含ASA算法動態(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)實際工作情況對其進行合理選擇。通過對水泵揚程大小進行科學合理的設(shè)計，可以有效調(diào)節(jié)水泵機組的運行工作速率，單體建筑或者建筑小區(qū)在選擇使用高效水泵機組的工作基礎(chǔ)之上，如果再通過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)，或者通過使用高頻水泵機組，可以為其進行24小時的運轉(zhuǎn)供水工作，整個泵站的運行工作穩(wěn)定性得到全面提升，同時還可以實現(xiàn)全自動化的控制與節(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)計工作過程中，主要包含供電點供電系統(tǒng)接線方案、供電工作容量、供電電壓以及供電回路無功補償?shù)榷喾N形式通過，對泵站配電工作的全面優(yōu)化和改進，可以從變壓器的型號選擇方面、主電動機設(shè)計優(yōu)化以及配電網(wǎng)無功補償方案等方面來進行優(yōu)化和改進。配電網(wǎng)無功補償設(shè)計工作方案當中，包含有電站集中補償配電、變低壓不長配電線路、固定補償以及用電設(shè)備分散型補償?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)計工作方法，由于這種泵站設(shè)計電容器組大多數(shù)使用的是三角形接線，手動投切工作裝置，在運行工作過程中的可靠性和穩(wěn)定性相對較低，主要表現(xiàn)在三角形的接線電容器組，在使用不當?shù)那闆r下，很容易出現(xiàn)爆炸情況，電容器組的手動投切無法起到有效的補償作用和效果，基本上無法達到無功補償和節(jié)能化的工作要求。在改進工作方法方面，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)擊穿故障問題時形成短路，故障電流會受到系統(tǒng)當中的容抗限制與控制不會產(chǎn)生爆炸問題，進而可以在很大程度上提高該裝置運行工作的可靠性和穩(wěn)定性。

第二，將電容器分組有一個大組調(diào)整為3~4個工作小組，實現(xiàn)自動跟蹤系統(tǒng)的負荷變化，根據(jù)系統(tǒng)的實時性復核先進行計算然后進行判別，最終制定出最優(yōu)化的組合工作方案，通過將手動受切轉(zhuǎn)化成自動受限，實現(xiàn)將系統(tǒng)內(nèi)部的無功補償量達到最佳的補償工作狀態(tài)，可以提高水泵機組的系統(tǒng)運行工作效率和穩(wěn)定性，以此可以達到良好的節(jié)能化工的效果。因為補償系統(tǒng)主要是基于負載的變化量實現(xiàn)自動投切電容器，因此在基礎(chǔ)的正常工作過程中，可以保證功率因數(shù)達到0.92以上，不會產(chǎn)生無功倒流等各種問題。一方面可以有效改善電網(wǎng)的供電電壓穩(wěn)定性，同時還可以進一步提高送變電設(shè)備的容量大小，降低供電線路的時候量，同時有效控制不必要的電力經(jīng)濟成本支出，實現(xiàn)良好的節(jié)能化工的效果，同時還進一步滿足供電系統(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^程中不可缺少的資源之一，隨著我國城市內(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)境污染問題越來越嚴重?，F(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標排放，轉(zhuǎn)化為以水質(zhì)再生作為核心工作要點的水循環(huán)再利用，由比較簡單的水體污染控制，上升到水生態(tài)修復工作層面。再生處理比海水淡化工作成本更低，同時在水體處理技術(shù)方面也更加成熟，基礎(chǔ)建設(shè)投資量比遠距離引水工作的經(jīng)濟投入量更低、經(jīng)濟效益更加明顯。通過將污水進行循環(huán)再利用，一方面可以有效控制遠距離引水工作過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟成本消耗；另一方面還可以有效降低污水處理工作過程中對環(huán)境所產(chǎn)生的污染問題，因此通過提高污水的再生使用率，不但可以有效降低企業(yè)單位的運行工作成本，同時還可以提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，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、還用于養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)、地下水體回灌以及地表水補充等各項工作當中。

3 結(jié)語

綜上，在給水廠的運行成本控制工作過程中，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，同時降低給水廠的生產(chǎn)工作成本，提高給水廠的經(jīng)濟效益，是給水廠所需要考慮的重點問題之一。需要充分地利用現(xiàn)有的設(shè)備、現(xiàn)有的條件，從改進工藝，優(yōu)化工藝組合上來充分挖掘，有效減低水廠生產(chǎn)過程中的能源損耗，從而為供水企業(yè)帶來良好的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益。