肖玉林, 趙新娟

(1.天津市自來水集團(tuán)靜海水務(wù)有限公司，天津301600；2.天津市華淼給排水研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300190)

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管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)在二次加壓泵站的應(yīng)用分析

肖玉林1, 趙新娟2

(1.天津市自來水集團(tuán)靜海水務(wù)有限公司，天津301600；2.天津市華淼給排水研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300190)

為實(shí)現(xiàn)泵站節(jié)能降耗的目的，天津市團(tuán)泊新城西區(qū)供水服務(wù)中心加壓泵房近期根據(jù)不同來水壓力，分別采用串聯(lián)加壓和清水池取水運(yùn)行模式；遠(yuǎn)期根據(jù)不同的供水方向，采用分壓供水運(yùn)行模式。通過對(duì)比實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和理論能耗計(jì)算，該加壓站近期運(yùn)行模式可有效降低泵站的運(yùn)行電耗。

給水泵站； 節(jié)能降耗； 電費(fèi)

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源用量不斷增加，電能作為一種清潔能源一直供不應(yīng)求。在城市供水中，更是消耗了大量電能。研究表明，供水行業(yè)中電耗占其管理費(fèi)用的70%以上，占制水成本的40%以上，而主要電耗則發(fā)生在水泵運(yùn)行上[1]。為實(shí)現(xiàn)泵站節(jié)能降耗目的，團(tuán)泊新城西區(qū)供水服務(wù)中心加壓泵房近期根據(jù)不同來水壓力，分別采用串聯(lián)加壓和清水池取水的運(yùn)行模式；遠(yuǎn)期則根據(jù)不同的供水方向，采用分壓供水的運(yùn)行模式，并且所有水泵均采用變頻調(diào)速。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，取得了明顯的節(jié)能降耗效果。

1 天津市團(tuán)泊新城西區(qū)供水服務(wù)中心簡(jiǎn)介

團(tuán)泊新城西區(qū)位于天津市南部、靜?？h東部，總面積210.52 km2。

供水服務(wù)中心(以下簡(jiǎn)稱供水服務(wù)中心)水源來自市區(qū)通用水務(wù)有限公司供水廠，由一條DN1000管道和一條DN600管道供給，設(shè)計(jì)規(guī)模為10×104m3/d。主要構(gòu)筑物包括：清水池、吸水井、加壓泵房及變配電間、加氯間和綜合樓等。其中，清水池3座，總有效容積1.5×104m3，為水廠最高日水量的15%；考慮到水泵流量較大，在泵房前設(shè)吸水井一座，吸水井容積可滿足遠(yuǎn)期最大一臺(tái)水泵2 h的運(yùn)行；加壓泵房為半地下式，水泵啟動(dòng)采用全自灌式，泵房?jī)?nèi)還設(shè)置起吊和排水設(shè)施；加氯間設(shè)置在加壓泵房變配電間內(nèi)，加氯采用次氯酸鈉原液直接投加方式。

2 供水服務(wù)中心加壓泵房運(yùn)行及配泵模式

2.1 運(yùn)行模式

團(tuán)泊新城西區(qū)供水服務(wù)中心工藝流程圖見圖1。

圖1 供水服務(wù)中心工藝流程Fig.1 Flow chart of the water service center

(1)當(dāng)進(jìn)水壓力高于5 m時(shí)，按串聯(lián)加壓(也叫疊壓)流程模式運(yùn)行，如圖2所示。

圖2 串聯(lián)加壓運(yùn)行流程Fig.2 Flow chart of the series pressurized operation

(2)當(dāng)進(jìn)水壓力低于5 m時(shí)，按清水池取水流程模式運(yùn)行，如圖3所示。

圖3 清水池取水運(yùn)行流程Fig.3 Flow chart of water taking in the finished water tank

2.2 配泵模式

加壓泵房?jī)?nèi)設(shè)置水泵共9臺(tái)，近遠(yuǎn)期配泵模式和具體參數(shù)、臺(tái)數(shù)見表1和表2。

表1 供水服務(wù)中心遠(yuǎn)期水泵配備

表2 供水服務(wù)中心近期水泵配備

注：近期水泵各種工況之間可以互為備用但不會(huì)同時(shí)使用，因此不設(shè)備用泵。

3 服務(wù)中心運(yùn)行情況分析

3.1 供水量

供水服務(wù)中心2014年高峰供水月為8月,最大供水量為998 702 m3，2015年高峰供水月為7月，最大供水量為1 072 800 m3。除1月和4月，2015年月供水量均大于2014年月同期，具體見圖4。

圖4 2014年、2015年月供水量Fig.4 Monthly water supply tendency in 2014 and 2015

3.2 來水壓力和出廠壓力

從2014年和2015年運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，服務(wù)中心來水壓力隨著送水量增大而降低。2014年最高來水壓力為22 m，2015年最高來水壓力為19 m，且兩年來水壓力均在14 m以上。由于供水服務(wù)中心送水泵房采用恒壓變頻控制模式，出廠壓力持續(xù)穩(wěn)定在28 m。

根據(jù)來水壓力可以看出，服務(wù)中心一直采用串聯(lián)加壓供水模式，具體數(shù)據(jù)見圖5和圖6。

圖5 2014年泵站進(jìn)出水壓力Fig.5 Inflow and outflow pressure of the pump station in 2014

圖6 2015年泵站進(jìn)出水壓力分析圖Fig.6 Inflow and outflow pressure of the pump station in 2015

4 近期節(jié)能分析

近期，供水服務(wù)中心采用根據(jù)不同的來水壓力采用不同的運(yùn)行模式，這樣水泵設(shè)置臺(tái)數(shù)較多，共設(shè)置9臺(tái)水泵。加壓泵房整體長度較長，總長度為50.05 m；總投資1131.79萬元(投資包括土建及工藝設(shè)備和安裝費(fèi)用，不包括電氣自控設(shè)備和安裝費(fèi)用)。

如果供水服務(wù)中心僅采用從清水池取水的工況，水泵臺(tái)數(shù)可減少到7臺(tái)，加壓泵房整體長度縮短到40 m，總投資可降低到1005.35萬元(投資包括土建及工藝設(shè)備和安裝費(fèi)用，不包括電氣自控設(shè)備和安裝費(fèi)用)。

根據(jù)供水服務(wù)中心運(yùn)行數(shù)據(jù)，加壓泵房?jī)?nèi)水泵2014年及2015年年耗電量見表3。如果采用從清水池取水經(jīng)水泵送出的運(yùn)行模式，根據(jù)水泵軸功率、動(dòng)力機(jī)功率計(jì)算公式[2]和供水量、出廠壓力可計(jì)算出2014年、2015年理論年耗電量見表3。

表3 2014年、2015年電耗

綜合以上分析，兩種設(shè)計(jì)方式工程投資相差126.44萬元， 2014年節(jié)省電費(fèi)為17.8萬元，2015年節(jié)省電費(fèi)為18.5萬元(電費(fèi)單價(jià)按0.71元/kW·h計(jì))，節(jié)電效果明顯。同時(shí)，隨著供水量的增加，年節(jié)約電費(fèi)將進(jìn)一步增加。

5 結(jié)論

團(tuán)泊新城西區(qū)供水服務(wù)中心加壓泵房工程中，設(shè)計(jì)時(shí)采用根據(jù)不同來水壓力選用不同運(yùn)行模式，雖然土建和設(shè)備投資較高，但可以有效降低運(yùn)行電耗。盡管這種運(yùn)行模式比較復(fù)雜，但隨著自控水平的提高，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。建議在用地、投資允許的情況下，在進(jìn)行二次加壓泵房設(shè)計(jì)時(shí)，可優(yōu)先考慮采用。

[1] 嚴(yán)煦世. 給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.

[2] 汪洪秀.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3冊(cè))城鎮(zhèn)給水(第2版)[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社,2004.

Analysis on the application of network pressure-superposed water supply in secondary booster pump station

Xiao Yulin1, Zhao Xinjuan2

(1.JinghaiWaterworksCo.,TianjinWaterworksGroupCo.,Ltd.,Tianjin301600,China; 2.TianjinHuamiaoWaterandWastewaterResearch&DesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300190,China)

In order to realize energy saving in the pump station, recently according to the incoming water pressure of the booster pump station of the water service center in Tianjin Tuanbo Xincheng Xiqu, different operation modes were applied. Partial pressure water supply mode was applied for long-term according to different directions of water supply. The actual operation data and power consumption calculation were compared, power consumption of the pump station could be reduced effectively by the operation modes of the booster pump station.

water pump station; energy saving; electricity fee

TU991.35

B

1673-9353(2016)05-0049-03

10.3969/j.issn.1673-9353.2016.05.011

肖玉林(1968- )， 男， 工程師， 主要從事給排水工程管理工作。E-mail：806838091@qq.com

2016-08-02