降低损耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

降低损耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

水资源基础设施的维护和管理——水资源管理的一大特征是有着很长使用寿命的基础实施，其维护保养也是一项巨大的支出，如何挖掘水处理企业的费用节约潜力，本文综合介绍了一些市场前沿的解决方案。

近几年来，德国全国的供水管道、家用自来水接口和管道配件的平均损坏率一直保持在较低的水平，这不仅意味着德国有很高的供水管理质量，也标志着德国水资源企业的维护保养战略、投资战略大体是正确的。基础设施是水资源管理中的一项费用高昂的固定成本，与水/污水量的多少无关，想要节约则只能挖掘水处理企业生产运行时的成本节约潜力。

德国联邦经济及科技部BMWi于2015年制定的“给水供水中的能源效率”计划的目标是，在考虑供水企业经济性的前提下，改善供水企业，尤其是采水企业的能源利用效率。

柏林给水供水企业的尝试已经收获了第一批成果。在能源平衡计算中，“原水”侧的能源损失为56%（由于原水水网的压力损失、650台水泵的能源损失、电缆的电力损耗、配件附件和结钙沉淀物等带来的能源损耗），“净水”侧能源损失为28%（44台水泵和供水管道的能源损耗）。

德国Langenau市自来水厂地下空间里有3层管道，在多级冲洗过程中，70个气动控制阀驱动着截止阀的开启和关闭

智能化泵系统

水泵、管道网络的压力损失和仪器仪表的工作状态等都是考察的对象，KSB公司专门针对水资源经济中的取水、采水环节开发了最大功率至150 kW节能新型电动机潜水泵。这种潜水泵配用的是永磁同步电机，与传统的异步电动机相比，永磁同步电动机以其高功率密度而著称。永磁同步电动机的启动由变频器驱动，通过流量调整能减少启动次数，同时减少影响效率的因素，通过潜水泵运行方式的优化减少了潜水泵的控制电路，也减少了电气元器件的接触磨损，从而延长使用寿命。

Wilo公司研发生产的Sub潜水泵有足够的输水能力，保证了可靠的给水供水，它既可以多台串联，也可以并联使用，凡是与被输送介质相互接触的零部件，都可以使用防腐蚀的材料来制造，这也延长了使用寿命。Sub潜水泵的高速变型产品被称为Sub TWU 3 HS-ECP，它的外置变频器中，集成了智能化控制软件以及监控和保护功能，因此保证了很高的给水供水和工作可靠性。

正如Talis公司的Erhard先生所强调的，配水系统中使用的管道配件和附件要满足食品生产用水的卫生清洁的技术要求，这不只对水泵的给水供水基础设施中有着重要意义，还对管道附件、配件的应用提出了更高的要求，例如一般给水供水管道和阀门仪表等都要在地下有很好的防冻保护措施。很多管道阀门、仪表在长时间使用过程中无人维护，但却要在保证运行正常，因此坚固耐用、防腐蚀保护和传动机构的密封性十分重要。

模块自动化

传统的水过滤装置是由阀门、水泵、容器、过滤模块、传感器和管道系统组成的，这种配置的水过滤设备可以通过简单的方法实现模块化。Festo公司介绍说，整个流程可以分解为几个子流程工艺，每一个子工艺都可以定义为一个包含了所有机械连接功能和自动化运行控制模块。同样，也可以使自动化实现模块化，开关柜组成元器件和中央智能化（流程工艺控制应用软件）按照下列方式分解开来：每一个模块都有自己的控制器、Remoto远程控制输入/输出端口和气动控制接口，这样，可按照用户的要求任意地将这些模块组合配置起来，满足特殊使用环境，此外，仅仅需要增加一些结构和功能相同的模块，规模化扩建就可以实现。

保持恒定的水压

统保证了配水网络的水压保持在规定值上，使自来水压力平稳，减少了给水供水企业的生产运行费用，以及配水网络中的水资源损失。

恒压调节阀的供应商VAG公司说道：“管道阀门和仪表也有着重要的节能作用，恒压调节阀保证了用户侧水压恒定，从而保证了这一地区用户的自来水配送，当配送网络中的压力超过了设定水压时，恒压调节阀就会减小配水管道系统中的压力，并把多余的水配送到次要的给水供水地区（例如排放到草地或者农作物种植地中）。”

德国供水网络中大约共安装使用了300万个减压阀，这类控制阀的任务是限制供水系统的压力，保证用户能够顺利使用自来水。EWID的计划目标是：找到一条减少减压阀能耗的出路，涡轮驱动的水泵将承担配水网络系统中传统减压阀的任务，同时它还能够生产电能。

Grundfos公司开发的解决方案利用蓄电池供电的数据记录仪测量给水供水网络中的压力，利用GSM全球移动通信系统网络将检测到数据传送到DDD需求分配控制系统中，保证了水压是恒定的。智能化的自适应控制系

结语

每一个给水供水系统都有各自的特点和专一性，没有标准配置这一说，用户需要符合本地实际情况的解决方案，应用于水资源经济领域中保证设备控制、监控的自动化技术亦是如此。

本文作者系PROCESS德文版特约撰稿人。