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        城市供水方式節(jié)能改造應用探索

        2016-12-17 08:34:04范本彥李偉杰申楊
        科技視界 2016年26期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能水利

        范本彥 李偉杰 申楊

        【摘 要】為了進一步優(yōu)化供水方式,結(jié)合管網(wǎng)改擴建的完成,通過建立供水系統(tǒng)工況分析平臺,對城市供水管網(wǎng)進行了多種工況條件下的分析,有針對性的提出了規(guī)劃方案,并在規(guī)劃過程中提出了重力流供水方案,減少資金的投入,實現(xiàn)了最佳投資效益。

        【關(guān)鍵詞】重力流;節(jié)能;水利

        1 項目背景

        1.1 九里山水廠現(xiàn)況

        九里山水廠設計生產(chǎn)能力為20萬m3/日,建有取水泵房和送水泵房。送水泵房分一期、二期建設,每期均由三套水泵機組組成,兩用一備。1#—6#水泵額定流量均為3125m3/h,揚程均為30米。其中1#—3#水泵(二期)為上海凱泉泵業(yè)(集團)有限公司單級雙吸離心泵,配套電機功率為355kW,3#水泵為變頻泵。4#—6#水泵(一期)流量為長沙工業(yè)泵總廠的離心泵,配套電機功率為400kW,4#水泵為變頻泵(因變頻柜故障停運)。水廠清水池底標高為119.5米,泵中心標高為119.05米。據(jù)統(tǒng)計,九里山水廠目前的實際供水單耗為241kWh/Km3(公司綜合計劃單耗為265kWh/Km3)。

        1.1.1 九里山水廠自壓分區(qū)供水含義

        九里山水廠自壓分區(qū)供水是平頂山市自來水有限公司在探知節(jié)能降耗、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的技術(shù)途徑中,根據(jù)我市地勢、地形、水源位置、用水分布等客觀條件進行合理自壓分區(qū),將我市供水分成兩個供水區(qū)域,即自壓區(qū)和加壓區(qū),通過取水泵房均勻取水,減少送水泵房加壓水量,增加自壓區(qū)水量,使自來水管網(wǎng)壓力更加趨于合理,達到降低供水單耗和日均用電單價的目標。

        即充分利用九里山水廠與東部城區(qū)的地勢差,通過送水泵房的管道改造和調(diào)整城區(qū)供水管網(wǎng)閥門,實現(xiàn)九里山水廠送水泵房一期機組加壓向市區(qū)供水;二期機組暫時停運,利用沿新南環(huán)路鋪設的九里山水廠出廠DN1200mm管道重力流自壓供水。

        1.2 自壓分區(qū)供水范圍

        經(jīng)過四次調(diào)整,自壓區(qū)供水范圍包括新南環(huán)路以北,礦工路以南,新華路以東,化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)以西的廣大區(qū)域,新南環(huán)路、開發(fā)一路沿線用戶;誠樸路以東的高陽路沿線、建設路沿線、礦工路沿線。區(qū)域內(nèi)匯集了化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)平煤己二酸項目、尼龍六六鹽、神馬氯堿公司等重點工業(yè)用戶和較多的居民小區(qū)。

        2 自壓分區(qū)供水的實施

        2.1 自壓分區(qū)供水條件

        城市管網(wǎng)能承受的最高水壓H,由水管材料和接口形式而定。為使用安全和管理方便起見,水壓最好不超過490——590kPa(50——60mH20)。最小服務水頭H由房屋層數(shù)確定。管網(wǎng)的水頭損失∑h根據(jù)管網(wǎng)水力計算決定。H=△Z+H+∑h,當管網(wǎng)延伸很遠,這時即使地形平坦(即△Z很?。惨蚬芫W(wǎng)水頭損失過大(即∑h過大),而使得管網(wǎng)中最高水壓H過大,為防止超壓,須在管網(wǎng)中途設置水庫泵站或加壓泵站,形成自壓分區(qū)給水系統(tǒng)。

        2.2 九里山自壓分區(qū)供水可行性分析

        九里山水廠是沿新南環(huán)路鋪設的DN1200mm供水管道水源地。主要用戶有平煤技術(shù)學院、北渡新村、藍欣佳園小區(qū)、化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、高陽小區(qū)和部分農(nóng)用水,沿線地勢最高的用戶是平煤技術(shù)學院。根據(jù)普查辦現(xiàn)場測量,學院內(nèi)最高點的地面標高是97.77米,與水廠泵中心高差為21.23米。其它用戶所在地面標高和水廠的泵中心高差在23米——38米之間,具備重力流供水的條件。

        根據(jù)衛(wèi)東營業(yè)所、湛河營業(yè)所抄收水量統(tǒng)計,目前,尼龍六六鹽、神馬氯堿有限公司用水量基本在52萬m3/月左右(1.73萬米3/日);沿新南環(huán)路用戶用水量(含化工城用水)基本在59萬米3/月左右(1.97萬米3/日)。

        我們按供水現(xiàn)狀和在最不利條件(五年內(nèi),化工城用水量達到5萬米3/日、六六鹽用水量為3萬米3/日)下,對DN1200mm供水管道進行了五種工況的水力計算。從供水現(xiàn)狀和最不利工況的計算結(jié)果看,在最不利條件下,最不利點——平煤技術(shù)學院的自由水頭為20.67米,即0.206MPa,基本滿足用戶的水壓需求。化工城自由水頭為29.90米,即0.299MPa;六六鹽自由水頭為30.96米,即0.3096MPa,都能保證足壓供水。所以,九里山水廠采用自壓分區(qū)供水方式,即一期加壓向市區(qū)供水,二期沿新南環(huán)路重力流(自流)供水是可行的。

        3 自壓分區(qū)供水具體實施步驟

        3.1 第一階段

        根據(jù)前期對九里山水廠自壓分區(qū)供水可行性論證和大量準備工作,調(diào)整的主要閥門有:1)關(guān)閉開發(fā)二路與神馬大道(高陽路)交叉口西北角DN600mm閘門。2)開啟開發(fā)一路與神馬大道交叉口西南角DN800mm閘門。3)關(guān)閉九里山水廠一期和二期出水管道中間DN1200mm串通閥門。4)開啟2#機組出水DN800mm閘門。5)開啟開發(fā)一路南段DN1200mm閘門。6)開啟開發(fā)一路湛河橋南DN800mm閘門。7)關(guān)閉建設路東段煤泥河東DN800mm閘門。8)根據(jù)平煤技校及藍鑫家園用戶壓力情況和產(chǎn)業(yè)聚居區(qū)壓力變化情況,逐步調(diào)節(jié)三和電廠村莊東側(cè)DN1200mm閘門開啟度。

        此次閥門調(diào)整,實現(xiàn)了開發(fā)二路以東用戶和建設路東段煤泥河以東用戶的自壓供應。

        3.2 第二階段

        根據(jù)自壓分區(qū)供水后的管網(wǎng)運行情況,在第一階段的基礎上微調(diào),擴大了自壓分區(qū)供水范圍。主要調(diào)整的閘門是:1)開啟建設路東段煤泥河東DN800mm閘門。2)關(guān)閉建設路東段體育村東圍墻外的DN800mm閘門和DN700mm閘門。將自壓分區(qū)供水范圍擴大至東環(huán)路以東地區(qū),包括建設路(體育村東——東環(huán)路)的部分用戶。

        3.3 第三階段

        根據(jù)自壓分區(qū)供水后的管網(wǎng)運行情況,在第二階段的基礎上微調(diào),再次擴大自壓分區(qū)供水范圍。主要調(diào)整的閘門是:1)開啟建設路東段體育村東圍墻外的DN800mm閘門和DN700mm閘門。2)關(guān)閉誠樸路與礦工路口DN600mm閘門,關(guān)閉誠樸路和高陽路交叉口(高陽路加油站)DN800mm閘門,關(guān)閉誠樸路與建設路口DN700mm閘門,將自壓分區(qū)供水范圍擴大至誠樸路以東地區(qū),包括礦工路東段(誠樸路——焦化廠)的部分用戶,誠樸路沿線、健康路沿線用戶。

        4 節(jié)能效果及結(jié)論

        根據(jù)九里山水廠目前的綜合單耗241kWh/Km3和取水泵房、送水泵房出口壓力計算,水廠送水單耗為100.41kWh/Km3。按新南環(huán)路DN1200mm供水管道所帶用戶用水量1200萬米3/年計算(11月份實際統(tǒng)計量為110萬米3/月),自壓分區(qū)供水改造后,自流部分每年可節(jié)約電費約110萬元(電價為0.91元/kWh)??紤]自流供水是每天24小時連續(xù)均勻供水,則平均電價也將下降至0.662元/kWh,每年電費可再降30.26萬元。即自壓分區(qū)供水后,每年電費支出減少140萬元左右,節(jié)能效果顯著。

        重力流(自壓)供水利用城市自然地形形成的地勢差,結(jié)合水源位置和合理的管網(wǎng)布局,從經(jīng)濟上減少供水能耗,符合現(xiàn)階段國家節(jié)能減排總體規(guī)劃,在有條件地區(qū)有較大的推廣意義。

        【參考文獻】

        [1]給水排水設計手冊[S].2版.中國建筑工業(yè)出版社,2004,2.

        [責任編輯:田吉捷]

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