管网叠压供水技术在二次加压泵站的应用分析

2016-11-14肖玉林赵新娟

供水技术 2016年5期

关键词：清水池供水量泵房

肖玉林, 赵新娟

(1.天津市自来水集团静海水务有限公司，天津301600；2.天津市华淼给排水研究设计院有限公司，天津300190)

管网叠压供水技术在二次加压泵站的应用分析

肖玉林1, 赵新娟2

(1.天津市自来水集团静海水务有限公司，天津301600；2.天津市华淼给排水研究设计院有限公司，天津300190)

为实现泵站节能降耗的目的，天津市团泊新城西区供水服务中心加压泵房近期根据不同来水压力，分别采用串联加压和清水池取水运行模式；远期根据不同的供水方向，采用分压供水运行模式。通过对比实际运行数据和理论能耗计算，该加压站近期运行模式可有效降低泵站的运行电耗。

给水泵站；节能降耗；电费

随着我国经济快速发展，能源用量不断增加，电能作为一种清洁能源一直供不应求。在城市供水中，更是消耗了大量电能。研究表明，供水行业中电耗占其管理费用的70%以上，占制水成本的40%以上，而主要电耗则发生在水泵运行上[1]。为实现泵站节能降耗目的，团泊新城西区供水服务中心加压泵房近期根据不同来水压力，分别采用串联加压和清水池取水的运行模式；远期则根据不同的供水方向，采用分压供水的运行模式，并且所有水泵均采用变频调速。经过一段时间的运行，取得了明显的节能降耗效果。

1 天津市团泊新城西区供水服务中心简介

团泊新城西区位于天津市南部、静海县东部，总面积210.52 km2。

供水服务中心(以下简称供水服务中心)水源来自市区通用水务有限公司供水厂，由一条DN1000管道和一条DN600管道供给，设计规模为10×104m3/d。主要构筑物包括：清水池、吸水井、加压泵房及变配电间、加氯间和综合楼等。其中，清水池3座，总有效容积1.5×104m3，为水厂最高日水量的15%；考虑到水泵流量较大，在泵房前设吸水井一座，吸水井容积可满足远期最大一台水泵2 h的运行；加压泵房为半地下式，水泵启动采用全自灌式，泵房内还设置起吊和排水设施；加氯间设置在加压泵房变配电间内，加氯采用次氯酸钠原液直接投加方式。

2 供水服务中心加压泵房运行及配泵模式

2.1 运行模式

团泊新城西区供水服务中心工艺流程图见图1。

图1 供水服务中心工艺流程Fig.1 Flow chart of the water service center

(1)当进水压力高于5 m时，按串联加压(也叫叠压)流程模式运行，如图2所示。

图2 串联加压运行流程Fig.2 Flow chart of the series pressurized operation

(2)当进水压力低于5 m时，按清水池取水流程模式运行，如图3所示。

图3 清水池取水运行流程Fig.3 Flow chart of water taking in the finished water tank

2.2 配泵模式

加压泵房内设置水泵共9台，近远期配泵模式和具体参数、台数见表1和表2。

表1 供水服务中心远期水泵配备

表2 供水服务中心近期水泵配备

注：近期水泵各种工况之间可以互为备用但不会同时使用，因此不设备用泵。

3 服务中心运行情况分析

3.1 供水量

供水服务中心2014年高峰供水月为8月,最大供水量为998 702 m3，2015年高峰供水月为7月，最大供水量为1 072 800 m3。除1月和4月，2015年月供水量均大于2014年月同期，具体见图4。

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

3.2 来水压力和出厂压力

从2014年和2015年运行数据来看，服务中心来水压力随着送水量增大而降低。2014年最高来水压力为22 m，2015年最高来水压力为19 m，且两年来水压力均在14 m以上。由于供水服务中心送水泵房采用恒压变频控制模式，出厂压力持续稳定在28 m。

根据来水压力可以看出，服务中心一直采用串联加压供水模式，具体数据见图5和图6。

图5 2014年泵站进出水压力Fig.5 Inflow and outflow pressure of the pump station in 2014

图6 2015年泵站进出水压力分析图Fig.6 Inflow and outflow pressure of the pump station in 2015

4 近期节能分析

近期，供水服务中心采用根据不同的来水压力采用不同的运行模式，这样水泵设置台数较多，共设置9台水泵。加压泵房整体长度较长，总长度为50.05 m；总投资1131.79万元(投资包括土建及工艺设备和安装费用，不包括电气自控设备和安装费用)。

如果供水服务中心仅采用从清水池取水的工况，水泵台数可减少到7台，加压泵房整体长度缩短到40 m，总投资可降低到1005.35万元(投资包括土建及工艺设备和安装费用，不包括电气自控设备和安装费用)。

根据供水服务中心运行数据，加压泵房内水泵2014年及2015年年耗电量见表3。如果采用从清水池取水经水泵送出的运行模式，根据水泵轴功率、动力机功率计算公式[2]和供水量、出厂压力可计算出2014年、2015年理论年耗电量见表3。

表3 2014年、2015年电耗

综合以上分析，两种设计方式工程投资相差126.44万元， 2014年节省电费为17.8万元，2015年节省电费为18.5万元(电费单价按0.71元/kW·h计)，节电效果明显。同时，随着供水量的增加，年节约电费将进一步增加。

5 结论

团泊新城西区供水服务中心加压泵房工程中，设计时采用根据不同来水压力选用不同运行模式，虽然土建和设备投资较高，但可以有效降低运行电耗。尽管这种运行模式比较复杂，但随着自控水平的提高，可实现全自动运行。建议在用地、投资允许的情况下，在进行二次加压泵房设计时，可优先考虑采用。

[1] 严煦世. 给水排水管网系统[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2] 汪洪秀.给水排水设计手册(第3册)城镇给水(第2版)[M]. 北京：中国建筑工业出版社,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