羅飛龍

【摘 要】在大力提倡建設(shè)資源節(jié)約型社會的今天，降低電能和水量的消耗，提高經(jīng)濟效益，是自來水廠的一個重要的問題。因此，自來水廠的節(jié)能降耗改造工作近年來受到廣泛關(guān)注。本文以某供水廠為例，針對其存在的問題，提出了具體的節(jié)能降耗改造措施，最終達到降低能耗，節(jié)約資源的目的，其經(jīng)驗值得同類水廠降耗改造工作參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】水廠；節(jié)能；改造；運行方式

近年來，我國政府相繼出臺了一系列加強節(jié)能工作的政策措施，節(jié)能降耗工作被提到前所未有的高度，是當(dāng)前各行各業(yè)的熱點課題。自來水廠在實施生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中存在著不同程度的能量損耗，并因此而影響著自來水廠的經(jīng)濟運行和用能效益。下面就結(jié)合實例，詳細說明在水廠中如何通過發(fā)現(xiàn)問題并經(jīng)過技術(shù)改造，達到節(jié)能的目的，希望能提供經(jīng)驗大家借鑒。

1.修復(fù)過度磨損的水泵水封環(huán)

在開展水廠節(jié)能挖潛中對各個泵站的水泵效率進行摸底分析，發(fā)現(xiàn)某水廠取水泵房的水泵效率發(fā)生下降，從泵效測試結(jié)果來看，比對水泵工況曲線，小時流量降低了約300立方米。通過進一步查對泵房歷史運行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，效率下降現(xiàn)象與其前一段時間的取水泵房外取水格柵損壞修補時間相近，因此懷疑水泵在格柵損壞期間吸入異物造成水泵損壞。打開泵殼檢查發(fā)現(xiàn)水泵的水封環(huán)間隙磨損超標(biāo)，大部分水封環(huán)已磨損超過3毫米以上，個別磨損達到8毫米，遠超過維護標(biāo)準(zhǔn)的0.25～1.10毫米。由于格柵損壞后，導(dǎo)致水泵從水源中吸入異物直徑大于正常的泥沙粒徑，加劇水泵內(nèi)水封環(huán)磨損。水封環(huán)磨損超標(biāo)將導(dǎo)致水泵內(nèi)出水高壓區(qū)到吸水低壓區(qū)的泄流量増大，從而使得水泵效率大幅降低。

針對該問題，立刻對每臺取水泵進行開蓋檢查，更換超限磨損的水封環(huán)。更換水封環(huán)后，取水泵站的水泵出水量恢復(fù)到了水泵額定性能曲線的正常水平，由表1可以看到更換水封環(huán)前后水泵效率變化非常顯著。

2.改變水泵冷卻運行條件

水泵軸承冷卻原先從每側(cè)均直接引流一組冷卻水，冷卻水經(jīng)軸承后夏季水溫溫升0.8℃，但冷卻水量調(diào)節(jié)已經(jīng)很細，再調(diào)節(jié)將容易發(fā)生閥門堵塞。后選擇把冷卻水改為雙側(cè)返流使用，在驅(qū)動側(cè)的軸承冷卻水再供給非驅(qū)動側(cè)，改造后溫升1.6℃，整體不超過30℃，冷卻水量卻減少了一半，從而節(jié)約了相應(yīng)冷卻水的水資源費用以及加壓能耗。

3.水泵泵殼及葉輪噴涂節(jié)能涂料

水廠配水泵站安裝14SA-10A型和24SH-9A型雙吸離心泵均為鑄鐵材質(zhì)的水泵，這組水泵使用已經(jīng)有10年以上，泵體內(nèi)部銹蝕較為嚴重，泵殼凹凸不平，采用高分子超滑涂層對其進行節(jié)能改造，改造后經(jīng)測試水泵能耗降低最大可達到10%。

分析節(jié)能原因：改造前泵殼打開可見泵殼內(nèi)壁和葉輪表面已經(jīng)嚴重銹蝕，其中泵殼部分表面銹蝕層達到1-2厘米，葉輪表面銹蝕深度有3-5毫米，通過噴砂打掉銹蝕層后，使用高分子涂料和填料進行抹平和噴涂處理，處理后表面粗糙度可達到Ra<0.1μm。通過超滑涂料處理后，泵殼以及葉輪表面粗糙度降低，水流通過時表面渦流現(xiàn)象將大幅降低，從而降低水力機械損失。這種處理對于老舊銹蝕的水泵具有明顯效果，對本身粗糙度較低的不銹鋼水泵效果相對較低，對于普通水泵機組一般也可以達到2%以上。

故此對于非不銹鋼的水泵機組進行推廣應(yīng)用，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：

其中第二批噴涂后出現(xiàn)水泵出水喘振現(xiàn)象，導(dǎo)致無法閥門全開運行，系統(tǒng)效率不升反降，故此但這屬于極個別的現(xiàn)象，主要是噴涂后個別水泵在低揚程區(qū)域流量曲線與效率曲線形成雙峰特性所引起的。除了這一項特例外，水廠舊水泵采用噴涂后多達十幾種型號水泵效率都得到提升。

4.改進運行管理方式

水廠部分設(shè)備是分多期采購的，不同批次的設(shè)備之間可能存在性能差異，故此可以通過能效分析，尋找運行組合優(yōu)化方式達到節(jié)能目標(biāo)。

案例1、某水廠的內(nèi)部提升泵站的提升軸流泵分兩批采購，在裝機后經(jīng)運行統(tǒng)計比對發(fā)現(xiàn)，后一批采購的水泵效率要略高于前一批水泵，兩者之間的效率相差在2.5～5%之間。

故此，通過比對歷史數(shù)據(jù)，在日常開泵時，對水泵的開停機進行了優(yōu)先級分級，日常供水負荷未達到最大值時可以優(yōu)先啟動第二批水泵，第一批水泵僅保持最低限度的運行。通過調(diào)控開停泵優(yōu)先次序基本上達到主用機組全部都是高效泵組，而低效泵組僅作為備用機組使用，使得整個泵站的電耗有所下降，見表2。

案例2、水泵泵站吸水井分為東西兩側(cè)，每側(cè)配兩臺機組，合計4臺水泵，由于兩側(cè)管路流量特性相似，以其中一側(cè)為例，開單臺機和開雙臺機組，則其泵站吸水井到出水總管回合段的水流流速相差一倍，而管路無論是動壓頭和阻力都是和流速的平方成正比。

故此根據(jù)如此分析，在開兩臺機時合理平均分配吸水井機組負荷流速將較負荷集中在一側(cè)時低一半，管路摩擦及動壓頭損失相差4倍，實測兩種不同運行方式之間水頭損失相差超過0.7米，當(dāng)取水管路越遠時影響也將更明顯。

通過工藝、設(shè)備綜合分析，把找到的各項機組運行管理要求逐步細化，最終達到優(yōu)化節(jié)能降耗的目的。

5.結(jié)語

總之，水廠節(jié)能工作需要從基本細節(jié)之處著眼，通過完善基礎(chǔ)的運行維護標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的能效數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，在不影響正常供水壓力的前提下，制定出有效可行的節(jié)能方案，盡力在減少成本的情況下創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益，使水廠處于良好運行狀態(tài)，這也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。 [科]

【參考文獻】

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