珠海市区供水系统节能运行的探讨

林景秀

摘 要：本文偿试分析珠海市区由四个水厂、一个泵站（数个下属子泵站）组成的供水系统的关键生产环节，并提出一些节能运行措施，使系统能达到一个经济运行状态，从而获得良好的社会效益。

关键词：配电系统合理投运、原水调配、管网协调运行、水厂节能运行

1 背景

城区制水分公司属下四间水厂拱北水厂、南区水厂、香洲水厂、唐家水厂分布在珠海市区，承担市区的全部供水任务，其安全、稳定运行对于市区的用水非常重要。广昌泵站是珠海市区最大的取水泵站，市区的大部分水厂都由这个泵站供水，同时还承担西水东调中转站的角色，其在珠海整个原水管网中的重要地位不言而喻。

在保证四厂一站安全运行的基础上，对其配电系统的合理投运、机组运行的合理配搭，生产流程的节能控制管理等，使其在经济效益上达到一个良好的指标，是生产管理人员必须经常研究、分析的课题之一。

2 运行操作分析

所以谓经济运行关键是节能运行，可从几个方面进行分析。

2.1 配电系统合理投运

由于南方电网对辖区内的主要用电设备收取基本负荷费，目前的费用是23元/KW，按月计算。因此负荷费用开支比较大，是节约生产费用的主要目标之一。四厂一站（包括属下小站）具体负荷见表。

城区制水分公司每年根据水源情况、用水计划等因素，适时报停及报开机相关用电设备、节省负荷费用是相当有必要的。因此分公司与集团公司供水业务部协调，按计划进行操作，以最大限度地节约费用。

2.2 原水调配

四个水厂中有大部分水厂具有多原水来源的特点，走向比较复杂。合理调配原水的使用对本公司及整个供水管网的节能效果会产生很大的影响，需要充分考虑各个因素。目前部分水厂原水走向如下：

A、拱北水厂可使用广昌泵站前河水、裕洲泵站水、平岗泵站的原水、竹洲头泵站原水、竹银水库水、南屏水库水、竹仙洞水库水、大镜山水库水等；

B、南区水厂可使用广昌泵站前河水、裕洲泵站水、平岗泵站的原水、竹洲头泵站原水、竹银水库水、南屏水库水等；

C、香洲水厂可用广昌泵站过来的原水（如压力不足时还需要南抽站加压）、大镜山水库水等。

D、唐家水厂一般使用凤凰山水库水，当用水不足时，可通过涵洞从大镜山水库送水到凤凰山水库。

2.2.1、原水调配节电方面可考虑采取的措施如下：

A、水源充足的情况下，应选用最短的供水途径，减少水头损失从而降低能耗；

B、在原水管网压力、流量相对固定的情况下，取水泵站应采用工频机组运行，减少变频机组带来的效率损失从而减少能耗；

C、在原水管网压力变化较大时，需要随时调压时，取水泵站应采用变频机组运行，降低单机功耗从而达到节能的目的；

D、降雨量充足时，根据流域来水情况，可优先考虑使用水库原水，或将水库水混合河水使用，减少取水泵站机组运行的数量，达到节能的目的；

E、咸期用水期间，在机组出站压力达到要求、在管网耐压范围内的前提下，尽可减少中间加压环节，直接对水厂或水库进行供水，从而降低原水管网能耗；

F、咸期用水期间，如裕洲泵站水质达到使用要求，可优先考虑从裕洲泵站取水，因为裕洲泵站机组扬程低，取水量大，可达到良好的节能目的；

2.2.2、经济运行除了考虑电耗因素外，药耗也是必需考虑的因素之一，原水调配药耗方面可考虑采取的措施如下：

A、如河水水质良好（从咸度、浊度、氯氮等方面考虑），特别是广昌泵站前河水，尽可能取用河水，可有效降低水厂生产的药耗，达到节能的目的；

B、当水库水源充足、或预期有充足的降雨时、或水库需要对水体进行部分置换时，应尽可能使用水库水。如因藻类、水中胶质等因素影响水厂的正常生产，可混合浊度稍高的河水，降低水厂对水库水的处理难度。有效置换水库水体，充分利用汛期降雨也是节能的主要目标之一，同时也有可能降低日后水库水处理的药耗，进一步实现降耗的目的。

2.3 净水管网及水厂节能运行

除上述两方面节能运行措施外，净水管网节能运行更是重中之重。我们可以从以下几个方面来分析及采取措施：

A、净水管网总协调运行方面。按目前每日两次的用水高峰期的用水需求、根据各个水厂的生产特点、灵活调配各个水厂的运行机组，选择合适的运行机组（可采用的方法有根据已建成及不断建成的机组动态效率图表、参考定期的机组效率测试报告、参考生产报表等，对各个水厂的各个机组进行合理的选择运行），从而提高整体的运行效率，达到节能降耗的目的。水厂泵房动态效率见下图：

B、净水管网调压方面。根据压力损失的区域，选择合理的提压点进行提压。要从水厂的分布特点，水厂的产能，管道分布情况，水厂机组扬程、流量等因素综合考虑。合理的提压手段可达到最佳的提压效果，达到达到节能降耗的目的；

C、水厂配电控制方面。水厂机组设备属于大型负荷感性用电设备，合理的电容补偿相当重要（包括相位、电流、电压补偿）。在运行时，根据机组的用电情况，灵活调整电容补偿措施，从而提高电源的使用效率，达到良好的节能目的；

D、水厂生产流程控制方面。在保证安全生产的前提上，可采取提高清水池水位的方法，降低水泵机组的进、出口压力差，在出厂压力不变的情况下，降低水泵的输出功率，达到节能降耗的目的。水厂机组24小时不间断运行，即使只是節省1米的水头压力，节能效益也是相当可观的，这也是目前各个水厂普遍采用的办法之一；

E、水泵的合理技改措施。因为用水环境在不断变化，需求在不断改变，水厂设计之初的水泵选型、压力及流量设计可能与目前的工况有一定的差异，因此我们应根据目前的用水情况，对水泵选型进行重新论证，及时更换便合适的水泵，选配高效节能的水泵，这样可以达到良好的节能效果（香洲水厂、唐家水厂的水泵更换，二年到三年就可以收回投资成本，达到良好的节能效果）。

F、电机的合理技改措施。目前几个水厂，在使用的低压电机部分存在高能耗的情况，被列入国家规定的高耗能电机的不在少数，在国家大幅度补贴的情况下，应尽早更换相关电机，可在国家推荐的节能电机目录中摘优采用。电机属于高耗能设备，更换成新型的节能电机，将会达到一个良好的节能效果。

G、主出厂管道中的阀门检查维护。由于市区内的水厂建成部分已有数拾年的历史，有相当部分出水管维修用阀门比较老旧，限于当时的制造工艺及使用年限，部分可能已无法正常使用，关键是有些阀门可能存在不在全开状态（可能已指示全开），在一次抢修事件中，曾发现有主要阀门不在全开状态（阀门开度指示错误），如此可能造成不必要的水头损失，导致机组能耗增大。因此定期检查关键阀门，保证其在正常需要的工作状态，保证管道的畅通，减少不必要的能耗也是重要的节能措施之一；

H、净水管网改造。因为城市发展的节奏、方向不断变化，规模不断增大，管网布局会存在诸多不理想的地方。城市的主供水管道如果布局不合理，会造成局部水头损失严重，其造成的能耗损失是整个供水系统中最大的。因此通过管网的流量、压力变化的数据，不断查找、分析管网中存在的瓶颈，并对其进行合理的改造，会有效地降低整个系统的能耗，并且立杆见影。净水管网改造是使系统节能运行最有效的办法，但难度也是最高的；

I、水厂生产过程控制方面。根据生产峰值周期，合理安排流程的排泥时间及次数，采用更科学的排泥措施（如多次少量排泥），或采用协助式排泥措施（加装加速排泥设施）等，降低生产过程中的水损，达到节能降耗的目的；

J、如果上述排泥效果得到加强，滤池的生产周期有条件延长，反应搅拌池的清洗间隔周期更有可能会延长，这将会产生一系列有利于降低水损及辅助生产用电的条件，在生产过程中加以有效利用，同样能达到节能降耗的目的；

K、生产药耗控制方面。根据水质特点、生产水量情况，及时动态调整药剂的投加量（如加氯、加矾等），使得药耗控制在更合理的水平，节约药耗，达到降耗的目的；

L、远程生产实时监控系统的使用。各级生产管理人员，应充分利用远程生产实时监控系统，对各个水厂、泵站的生产过程进行全程监控，以第一时间发现生产过程中存在的问题，并采取有效的措施进行及时处理。同时利用系统中的各类历史数据记录曲线（如压力、水位、流量、电流、电压、功率、浊度、余氯、药耗等），对生产过程中发生和历史事件进行分析，判断可能存在的问题，并找出存在问题的依據然后采取措施予以解决，提高整个生产系统的安全性。同时因生产数据信息在局域内的高速共享，使得各个水厂、泵站的生产协调性加强，有利于生产管理人员制定出更科学的调度方案，从而进一步提高了系统的生产效率，达到节能降耗的目的。

3 小结

城区制水分公司属下四厂一站，几乎就构成了整个珠海市区的供水系统。一座城市的供水系统，是一个异常庞大且复杂的生产系统，实现经济节能运行这个目标，当中有很多需要综合考虑的因素，包括生产条件因素及用户需求因素等。本文偿试在纯技术的角度及公司权限及行的角度，通过对系统中各个关键生产环节的分析，并阐述了一些可采用的控制措施（部分措施是正在使用并一直沿用），在保证生产安全的情况下，使系统运行在一个节能的、高效的生产状态上，从而产生良好的经济效益。