德州市丁東水庫(kù)泵站節(jié)能技術(shù)改造

郭 偉，興 朋，李 聰

（德州市丁東水庫(kù)管理處，山東 德州 253000）

華魯恒升供水泵站2009年投入運(yùn)行，泵站設(shè)6臺(tái)水泵機(jī)組，水泵揚(yáng)程42 m，配套電機(jī)功率220 kW，設(shè)計(jì)供水能力為13萬(wàn)m3/d。2013年，為滿足向四水廠、天衢工業(yè)園供水需求，對(duì)機(jī)組進(jìn)行了擴(kuò)建，改造后的水泵揚(yáng)程42 m，配套電機(jī)400 kW，供水能力達(dá)到23萬(wàn)m3/d。運(yùn)行模式為不間斷運(yùn)行，近兩年實(shí)際供水量達(dá)1.2億m3/a。

1 泵站運(yùn)行中面臨的問題

1）由于電動(dòng)機(jī)采用工頻運(yùn)行方式，故電動(dòng)機(jī)在不同的負(fù)荷下轉(zhuǎn)速基本保持不變，耗電量亦基本不變，從而造成電能的大量浪費(fèi)。

2）當(dāng)要求流量較小時(shí)，節(jié)止閥水開度減小，水泵出口側(cè)壓力增大，易于造成管道軟連接等部件頻繁損壞。

3）機(jī)組啟動(dòng)方式為直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)對(duì)水泵沖擊大，易于造成軸承等設(shè)備的損壞。

2 節(jié)能改造的必要性

目前，華魯恒升泵站使用上海凱泉水泵，是滿足設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程的定型產(chǎn)品。水泵采用雙吸式離心泵，單流道，設(shè)計(jì)供水流量為2 200 m3/h。根據(jù)用戶的用水量采用管道閥門調(diào)節(jié)方式。這種調(diào)節(jié)方式的原理就是在耗能不變的情況下，通過減小管道的過水?dāng)嗝孢_(dá)到減少水量的目的，存在水泵效率低、大馬拉小車的狀況。

通過對(duì)2014年以來(lái)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了水泵能耗測(cè)算，恒升泵站水泵能耗大于《泵站技術(shù)管理規(guī)范》中要求的范圍（標(biāo)準(zhǔn)為160 kwh/km3，電費(fèi)0.107元/m），也高于同類泵站的水平，屬于高耗能設(shè)備，存在較大的節(jié)能空間。

3 節(jié)能改造中注意的問題

3.1 確定合理的選型參數(shù)

1）流量確定。對(duì)在連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的水泵，能夠精確計(jì)算流量時(shí)，就可以不留余量或少留余地，若為長(zhǎng)遠(yuǎn)開發(fā)留較多的余地，那么經(jīng)濟(jì)全衡的結(jié)果表明往往不如更換新泵。

2）揚(yáng)程確定。該參數(shù)的合理確定比流量的確定更困難些，從節(jié)能降耗的角度看注意以下幾點(diǎn)是有益的。首先，管路阻力不應(yīng)估取，應(yīng)由計(jì)算決定。而末加計(jì)算往往偏大估取。例如，對(duì)一臺(tái)泵若是揚(yáng)程H多估計(jì)3～4 m，每年將多付出近千元的電費(fèi)。另外，能精確給出H值時(shí)不必留有余量。要避免Q、H兩者同時(shí)留有余量，因?yàn)闊o(wú)論何者的余量，都自然給另一參數(shù)帶來(lái)余量。

3.2 泵性能的選擇

水泵性能選擇的重點(diǎn)是保證運(yùn)行的高效，工作流量調(diào)節(jié)幅度較大或頻繁時(shí)，應(yīng)特別注意Q－H曲線在調(diào)節(jié)范圍是否比較平坦，確保水泵在效率較高的區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 采用變頻技術(shù)的利弊

變頻技術(shù)在具有節(jié)能，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，提高功率因數(shù)等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在著揚(yáng)程降低，散熱，可靠性降低等問題，應(yīng)充分考慮變頻技術(shù)的使用環(huán)境和技術(shù)保障。

4 節(jié)能改造措施

4.1 水泵的合理配套與節(jié)能降耗

從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度考慮，泵站內(nèi)必須設(shè)有型號(hào)不同的泵可供選擇，實(shí)現(xiàn)大小泵配置方案。如果用水量大，可運(yùn)行大泵，如果用水量小，要及時(shí)停大泵開小泵，根據(jù)不具體變化，也可以1臺(tái)大泵與1臺(tái)小泵并聯(lián)運(yùn)行（兩者的揚(yáng)程要求相同或相近）。大小泵配置的運(yùn)行方式，不但調(diào)節(jié)靈活，而且經(jīng)濟(jì)性好，安全可靠性大為提高。其優(yōu)點(diǎn)：一是使所有的水泵都在高效區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其高效水泵發(fā)揮“高效”這一特點(diǎn)，使水泵電耗明顯下降，二是可根據(jù)泵站負(fù)荷變化，靈活調(diào)節(jié)給水流量，為生產(chǎn)運(yùn)行提供方便。

4.2 利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)流量

利用變頻調(diào)速系統(tǒng)恒壓供水，能夠提高泵站的自動(dòng)化程度，高效節(jié)能，安全可靠。通過加裝變頻調(diào)速系統(tǒng)是最直接，最安全，也是效果最明顯的節(jié)能降耗方式。同時(shí)，由于水泵在啟動(dòng)、運(yùn)行及停止時(shí)的速度都減緩，既能消除水錘的影響，又能減少泵軸的摩擦，因此可以大大提高水泵等設(shè)備的使用壽命。

4.3 加強(qiáng)維修管理提高節(jié)能降耗效果

1）在提高加工、裝配質(zhì)量，確保泵安全可靠工作的情況下，盡量縮小口環(huán)的間隙。

2）加強(qiáng)維修，及時(shí)修復(fù)泄漏間隙。當(dāng)發(fā)現(xiàn)口環(huán)已破裂或磨損后的泄漏間隙已超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理或更換。

為達(dá)到節(jié)能減排的目的，華魯恒升供水泵站在節(jié)能改造過程中采取了合理配置大小泵，加裝變頻裝置，加強(qiáng)維修管理等措施，通過技術(shù)改造，每年節(jié)省電費(fèi)約100萬(wàn)元，效果顯著。