浅析调速供水的节能降耗和节约成本

黄芸东

【摘 要】在当下21世纪，城市管网恒压供水已经成为现代化城市的一种象征，这也促使变频调速恒压供水系统在在当下城市供水领域中被普遍使用，其不仅能达到恒压供水的目的，而且还具备节省资源和避免浪费等重大作用。

【关键词】调速机制；变频；节能降耗

一、前言

在供给水工程中，为确保实现稳固和可靠的城市供水需求，普遍通过使用供扬程、水管道的最低工作流量的措施来进行断定。然而该措施仍然会高频率地碰到高峰时期水量小的问题，造成供水流量在大部分的时间中都是处于有碍工作的状况中，以至于水泵会长期运行在负荷状态下，严重影响其性能。如今国内对变频调速泵在节约资源、降低能耗方面的工作机制和解析中仍存在大量未知要素，这要求我们进行深层次的钻研。

二、影响调速供水的因素

在切实进行工作时，水泵转速的高低并不是判断节能效果是否良好的标准。实践过程中，了解到水泵轴的转速是取决于它工作的动力的。若转速减低，轴也会随其快速降低。所以在现实使用中，我们不仅要考虑调速设備本身的效率，还要考虑水泵的效率。与此同时，定速水泵和管网性在协同运行中的操纵也是我们不可以忽视的地方，如果其效果高于设备本身的能力，那么节约能耗的作用就难完成。

1.转速的影响机制

电机的值受转速影响通常是无法确定的，其一般是因转速变化而变化的。如前所述，当水泵的转速降低时，必将导致其轴的功率也迅速降低。若电机进行工作时的频率出现偏离工频比较多的时候，或者高出限定功率的时候，必定会使电机的工作效率下降，大范围地降低了其工作性能，从而造成整个系统的工作效果及成本资源消耗严重受损。如果采用变频器驱动，那么异步电动机电流将会增长5%。并且电机运行速度偏低时将会严重影响冷却风扇的转速，导致其速率减慢，给风量也会减少，从而进一步提高了电机运转的安全性和效率。

2.水泵性能对调速的限定

一般不管采用哪种水泵或变频器，都需要判断水泵的自身特性，根据其进行制作的。水泵再使用期间，想要快速和有效的进行应用，就必须处在存在限制的流量区域和调速领域内。然而要是离开了以上区间，水泵的调控和反应能力就无法经过调速来实现其统一、快速和有效的运转，并且水泵的利用效能同样无法实现最优化。在水泵进行高效率应用时，其真实工作期间的工况点也处在同一区间内，促使水泵应用效能下降，从而出现真实进行工作期间的工况点偏离范围变大的情况，导致其利用率不能实现预期的要求。

3.定速泵的影响分析

在切实进行工作期间，通常会共同使用多台水泵，这也使得供水系统不具备单一性。但是其设施价格过高，所以在现实使用中并不会使所有水泵都进行调速，通常都运用协作运行的方法来实现供水功能。故而，在以上系统构造中，如果想要使定速和调速泵处于最佳运行状况，就必须使两者都实现高速高效运转。然而，想要实现两者的最佳状态应当注重下面两点：首先，并排使用同一型号的水泵，能够较为机敏的控制系统运行状况，但无法同时将定速和调速水泵保持在高效率的运转状态，这也体现出该状况下的操控范涛偏小的劣势。其次，在并排运转非同一型号的定速和调速水泵的过程中，使调速水泵保持在最佳运行状况，就能够达到最大效率的调速工作目的，当调速泵额定转速扬程达到定速泵高效泵左端点扬程，就能够达到最佳的工作状态。

4.管路特性的影响

管网特性对调频供水而言具有鲜明的影响力。即使调动水泵性能曲线是水泵调节的主要方式，但网管特性的差异会导致调速节能减排效果和成本出现截然不同的现象。在设计相同的3个供水系统中，都需要将流量设置到某个固定点。虽然调速水泵的性能和型号都相同，但是由于管网特性存在一定的差异性，也能够导致出现不同的损耗成本。

三、如何有效的节能降耗

1.转速调整节能降耗

供水领域中有一个重要特质即连续运行，由于人们的生产和生活都是以自来水为基础进行的，同时用水量也存在多个峰谷期，这就要求管网压力必具备实时调节能力，促使我们针对送水泵的流量、扬程必须展开持续性的调动。其中流量及扬程是供水管网中应当进行调节的两个重要参数。

调度流量和扬程在原则上有两个方法：一是截流调节，保持泵的转速，通过调动供水管路上阀门的开度来实现调节。在使用截流调节时，流量和扬程会变小，然而因为拖动电机的输出功率没有出现大幅度的变化，所以造成配水单耗产生高强度的增加，促使大批电能被浪费。二是变速调节，也就是保持供水管路的状态，使泵的转速发生变化来实现调节，众所周知由流体机械理论来决定的，在雷同工况下，泵的流量，扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比，因此通过使用调速调节流量和扬程的手段能够高强度地减少配水单耗，以实现高强度避免浪费的目标。

依照本人的经历，当使用变频调速恒压供水系统时其配水单耗是363.56KWh/Km3Mpa，而使用工频供水系统时的配水单耗是452.61KWh/Km3Mpa，因此变频调速恒压供水系统的节能成效是十分明显的。

2.降低电耗

就城市而言，其使用的电能总量与工业企业同样都相对偏高，其中自来水公司是最耗电一种。水厂泵使用的电能最多，大概占总耗电量的97%。而城市管网向外漏水造成水泵的使用台数增多，并拉长了水泵的应用时间，这就是主要导致泵房耗电量过大的原因。

（1）减少漏水量

由于我市城镇大多数管网使用时间较长，故而出现老旧、抗压能力弱、容易出现爆管、漏水处较多等问题。特别是在晚上，人民用水量突然降低造成管网压力加大，漏水量加大，并且这种现象只能通过扩大水泵运行数量和拉长运行时间进行处理，从而导致大量电能被浪费。故而，加大查漏补并进行修补的力度是减少电能浪费份重要措施。前些年，我公司请保定市专业查漏队针对自身管网展开全面的检测，检测出一些严重的漏点并进行修补，降低了自来水的泄漏量。并且在该过程中喷训了一些专业查漏人员以实现长远性的查漏工作。

（2）改造水泵技术

使用恒压变频控制供水具备以下3个好处：一是使用方式简洁易懂无需手动调节进水阀门，大幅度的降低了员工的劳动力度，提升了员工的工作效能。二是水泵启动时杂音小、电流小，并在一定程度上避免了电网的冲击，维护了电动机的使用质量，避免了维修资源的浪费。三是维持供水压力恒定，在降低电动机无功功率的同时提升了水泵的运行效能，并且避免了资源的浪费，使用恒压变频技能可以促使管网供水压力保持恒定，进而能够控制因为夜间用水量减少导致管网压力急速增长的现象，降低爆管事件发生的几率，避免漏水量变大。

（3）加强施工质量管理

因为在装置供水管道的过程中会出现建设质量不达标的现象，所以一些管道可能会出现漏水事件。故而，认真遵守并执行相关规定，根据建设流程进行施工，加强建设管理，通过管理的手段实现提高管道装置水平，降低管道泄漏事件的发生。

四、压力调节节约成本的措施

若一个供水管网中具有两个或两个以上的水泵站，那么想要凭借使用不同效用的水泵分别展开调整的手段达到掌控网管压力的目的，就必须进行多次倒泵和截流。众所周知，工频电机实现启停的时间是1s以内，因此水泵的启停定然会导致出现水锤效应，而供水管网中的爆管事件基本上都是由该效应引起的，并且每次爆管都会出现耗损大量资源及修理資金等多余支出。

若是一个供水管网里存在多于两个的变频调速供水系统，能够在很大程度上改善这种状况，一是必须使用大功率的变频调速供水系统，其能够大范涛的对流量和扬程进行调整，高效率的降低了水泵的启停频率。二是在每次启停电机的过程中，变频调速恒压供水系统能够配置科学性线性加速或减速时间，从而达到除去产生水锤效应的目的，并且还能够防止电机发动过程中对电网造成冲击。

五、结语

变频调速在我国水泵节能技能领域中被普遍使用，同时其使用的前提要求是相当严厉的，是无法简易地被任意环境中的任意供水系统使用的。故而在切实进行工作时，理应针对详细问题进行详细探析。与恒压变流量供水系统相比，变压变流量系统减少消耗能源的能力更强，然而其使用时的困难需要我们进行深入性的研究。

参考文献：

[1]王铁军，阎翠玲.串级调速电机在水厂中的节能应用实例[J].城镇供水，2008（4）：39-40.

[2]袁潮清.中国节能降耗途径的节能效果测算及优化研究[D].南京航空航天大学，2010（03）：9-12.