文/ Hans-Jürgen Bittermann

降低損耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

水資源基礎(chǔ)設(shè)施的維護和管理——水資源管理的一大特征是有著很長使用壽命的基礎(chǔ)實施，其維護保養(yǎng)也是一項巨大的支出，如何挖掘水處理企業(yè)的費用節(jié)約潛力，本文綜合介紹了一些市場前沿的解決方案。

近幾年來，德國全國的供水管道、家用自來水接口和管道配件的平均損壞率一直保持在較低的水平，這不僅意味著德國有很高的供水管理質(zhì)量，也標志著德國水資源企業(yè)的維護保養(yǎng)戰(zhàn)略、投資戰(zhàn)略大體是正確的?；A(chǔ)設(shè)施是水資源管理中的一項費用高昂的固定成本，與水/污水量的多少無關(guān)，想要節(jié)約則只能挖掘水處理企業(yè)生產(chǎn)運行時的成本節(jié)約潛力。

德國聯(lián)邦經(jīng)濟及科技部BMWi于2015年制定的“給水供水中的能源效率”計劃的目標是，在考慮供水企業(yè)經(jīng)濟性的前提下，改善供水企業(yè)，尤其是采水企業(yè)的能源利用效率。

柏林給水供水企業(yè)的嘗試已經(jīng)收獲了第一批成果。在能源平衡計算中，“原水”側(cè)的能源損失為56%（由于原水水網(wǎng)的壓力損失、650臺水泵的能源損失、電纜的電力損耗、配件附件和結(jié)鈣沉淀物等帶來的能源損耗），“凈水”側(cè)能源損失為28%（44臺水泵和供水管道的能源損耗）。

德國Langenau市自來水廠地下空間里有3層管道，在多級沖洗過程中，70個氣動控制閥驅(qū)動著截止閥的開啟和關(guān)閉

智能化泵系統(tǒng)

水泵、管道網(wǎng)絡(luò)的壓力損失和儀器儀表的工作狀態(tài)等都是考察的對象，KSB公司專門針對水資源經(jīng)濟中的取水、采水環(huán)節(jié)開發(fā)了最大功率至150 kW節(jié)能新型電動機潛水泵。這種潛水泵配用的是永磁同步電機，與傳統(tǒng)的異步電動機相比，永磁同步電動機以其高功率密度而著稱。永磁同步電動機的啟動由變頻器驅(qū)動，通過流量調(diào)整能減少啟動次數(shù)，同時減少影響效率的因素，通過潛水泵運行方式的優(yōu)化減少了潛水泵的控制電路，也減少了電氣元器件的接觸磨損，從而延長使用壽命。

Wilo公司研發(fā)生產(chǎn)的Sub潛水泵有足夠的輸水能力，保證了可靠的給水供水，它既可以多臺串聯(lián)，也可以并聯(lián)使用，凡是與被輸送介質(zhì)相互接觸的零部件，都可以使用防腐蝕的材料來制造，這也延長了使用壽命。Sub潛水泵的高速變型產(chǎn)品被稱為Sub TWU 3 HS-ECP，它的外置變頻器中，集成了智能化控制軟件以及監(jiān)控和保護功能，因此保證了很高的給水供水和工作可靠性。

正如Talis公司的Erhard先生所強調(diào)的，配水系統(tǒng)中使用的管道配件和附件要滿足食品生產(chǎn)用水的衛(wèi)生清潔的技術(shù)要求，這不只對水泵的給水供水基礎(chǔ)設(shè)施中有著重要意義，還對管道附件、配件的應(yīng)用提出了更高的要求，例如一般給水供水管道和閥門儀表等都要在地下有很好的防凍保護措施。很多管道閥門、儀表在長時間使用過程中無人維護，但卻要在保證運行正常，因此堅固耐用、防腐蝕保護和傳動機構(gòu)的密封性十分重要。

模塊自動化

傳統(tǒng)的水過濾裝置是由閥門、水泵、容器、過濾模塊、傳感器和管道系統(tǒng)組成的，這種配置的水過濾設(shè)備可以通過簡單的方法實現(xiàn)模塊化。Festo公司介紹說，整個流程可以分解為幾個子流程工藝，每一個子工藝都可以定義為一個包含了所有機械連接功能和自動化運行控制模塊。同樣，也可以使自動化實現(xiàn)模塊化，開關(guān)柜組成元器件和中央智能化（流程工藝控制應(yīng)用軟件）按照下列方式分解開來：每一個模塊都有自己的控制器、Remoto遠程控制輸入/輸出端口和氣動控制接口，這樣，可按照用戶的要求任意地將這些模塊組合配置起來，滿足特殊使用環(huán)境，此外，僅僅需要增加一些結(jié)構(gòu)和功能相同的模塊，規(guī)?；瘮U建就可以實現(xiàn)。

保持恒定的水壓

統(tǒng)保證了配水網(wǎng)絡(luò)的水壓保持在規(guī)定值上，使自來水壓力平穩(wěn)，減少了給水供水企業(yè)的生產(chǎn)運行費用，以及配水網(wǎng)絡(luò)中的水資源損失。

恒壓調(diào)節(jié)閥的供應(yīng)商VAG公司說道：“管道閥門和儀表也有著重要的節(jié)能作用，恒壓調(diào)節(jié)閥保證了用戶側(cè)水壓恒定，從而保證了這一地區(qū)用戶的自來水配送，當配送網(wǎng)絡(luò)中的壓力超過了設(shè)定水壓時，恒壓調(diào)節(jié)閥就會減小配水管道系統(tǒng)中的壓力，并把多余的水配送到次要的給水供水地區(qū)（例如排放到草地或者農(nóng)作物種植地中）?！?/p>

德國供水網(wǎng)絡(luò)中大約共安裝使用了300萬個減壓閥，這類控制閥的任務(wù)是限制供水系統(tǒng)的壓力，保證用戶能夠順利使用自來水。EWID的計劃目標是：找到一條減少減壓閥能耗的出路，渦輪驅(qū)動的水泵將承擔配水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳統(tǒng)減壓閥的任務(wù)，同時它還能夠生產(chǎn)電能。

Grundfos公司開發(fā)的解決方案利用蓄電池供電的數(shù)據(jù)記錄儀測量給水供水網(wǎng)絡(luò)中的壓力，利用GSM全球移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將檢測到數(shù)據(jù)傳送到DDD需求分配控制系統(tǒng)中，保證了水壓是恒定的。智能化的自適應(yīng)控制系

結(jié)語

每一個給水供水系統(tǒng)都有各自的特點和專一性，沒有標準配置這一說，用戶需要符合本地實際情況的解決方案，應(yīng)用于水資源經(jīng)濟領(lǐng)域中保證設(shè)備控制、監(jiān)控的自動化技術(shù)亦是如此。

本文作者系PROCESS德文版特約撰稿人。