给水厂技术节能减排改造措施分析

吴 芬 曹 慧

1 华蓝设计（集团）有限公司南昌分公司 江西 南昌 330001 2 江西省公路科研设计院有限公司 江西 南昌 330000

随着我国城市内部工业产业的整体发展速度不断加快，城市内部的用水量正在不断上升，城市供水系统的改造速度和改造工作力度也在不断加大，但是给水厂在运营发展工作当中，因为对一些工艺技术的使用程度有所不足，生产工作基础工作效率偏低，造成大量的能源损耗，尤其是在电力资源的损耗量方面相对较大，因此造成比较大的经济浪费。基于此，需要有效结合现阶段给水厂产生的能源浪费问题进行综合分析和研究，结合该市场的实际生产工作情况，提出针对性的节能改造工艺方案，有效提高给水厂的经济效益。

1 给水厂电能损耗问题分析

1.1 水泵机组电能损耗问题

给水厂的日常工作过程中需要使用到大量的水泵机组，水泵机组工作过程中需要消耗掉大量的电力资源，并且占到水厂总电能消耗量的90%以上。现阶段，给水厂内部因为设备、技术等各方面因素的影响和制约，造成我国在泵站工程建设方面存在效率偏低、能耗量过高、制水成本较高等多方面问题，使得给水厂的整体经济效益相对较低。随着我国城市化建设发展速度不断加快，城市内部的供水量也在快速增加，供水管网的改造工作速度也在不断提升，但是给水厂内部的水泵机组却没有进行同步改造工作，进而造成水厂当中的水泵工作扬程不断下降，经常处于低效率的运行工作状态，进而降低了水泵基础的工作效率，形成大量的电力资源浪费问题，同时还存在一些给水厂内部二次加压供水工作的基础配置不科学，也会造成电力资源浪费情况[1]。

1.2 给水处理工作中的电能损耗

给水处理构筑物节能工作，通常情况下是节约水头产生的损失量和进水效果之间有着直接的关联，有效解决水头损失问题，可以全面提高水体处理工作质量和效果。在此工作条件下需要对节能工作展开综合考虑和分析，通过对水厂自动控制技术的改造和应用，是降低给水厂能耗量的重要方法。国外一些发达国家在给水处理构筑物的设计工作中，通常情况下会使用隔板絮凝，通过使用滤池形成的落差进行发电实现节能化效果。同时大部分的水厂都会采用仪表控制和计算机控制系统，在水体处理过程中通过加药和污泥处理工作方法，可以有效提高水体处理工作质量和效果，但是我国由于在该市场的资金投入量，以及对先进技术适用程度不足等方面因素的影响，造成给水处理工作过程中存在的问题相对较大[2]。

1.3 清水池电能损耗问题

城市给水厂的清水池在使用工作过程中具有蓄存、调节水量以及满足消毒接触时间等多方面作用，属于自来水生产工作当中非常重要的工作环节，清水池需要具备更大的有效容积，同时需要根据日常水体使用工作要求来进行确认，在实际工作过程中针对清水池的设计工作，通常情况下需要从水体容量方面进行考虑。通过抬高池内水位高度，可以达到良好的节能效果，如果在该工作环境当中，无法充分注意能源的消耗量会造成更大的能量损失，同时会进一步加大企业单位的生产运营工作成本。通过实践工作分析得出，通过抬高水体内部的水位高度，通过使用清水池具有水量调蓄和抬高水位的作用和效果，整体的节能化效果会更加明显。

2 节能减排改造工作策略分析

2.1 对泵站进行系统优化和改进

在针对泵站展开系统优化和改进工作过程中，主要分为两种途径：

第一，是进行水泵机组的合理化选择，通过选择一些运行工作效率更高的水泵机组，可以有效达到良好的节能化工作目标和效果。在水泵基础的优化选择方法上相对较多，比如启发式选择方法、图解法、动态规划算法以及DG算法等。其中图解法属于其中一种比较常用的水泵机组选型工作方法，主要优点在于计算比较简单、更加容易理解，缺点问题在于过程流程比较繁琐，在供水量相对比较频繁的情况下，整个计算工作过程相对比较复杂。同时同一张综合型图谱上的泵型相对比较有限，因此不能囊括所有的工作机组型号，因此在水泵机组的类型选择方面会存在一定的限制，只适用于一些比较简单的泵站水泵机组的选择[3]。

第二，对泵站进行调度优化工作。本质意义上主要是在城市用水量和供水量产生变化的情况下，保证泵站可以始终处于一种最优化的工作状态，以此可以达到良好的节能化效果。泵站优化调度工作方法相对比较复杂，其中主要包含ASA算法动态规划法、非线性规划法、线性规划法以及等微增率法等，泵站系统的节能方法多样化，需要根据实际工作情况对其进行合理选择。通过对水泵扬程大小进行科学合理的设计，可以有效调节水泵机组的运行工作速率，单体建筑或者建筑小区在选择使用高效水泵机组的工作基础之上，如果再通过多套水泵叶轮和变频调速工作，可以将其始终维持在高效的工作区间范围内，或者通过使用高频水泵机组，可以为其进行24小时的运转供水工作，整个泵站的运行工作稳定性得到全面提升，同时还可以实现全自动化的控制与节能化效果。

2.2 优化泵站配电工作方案

泵站供电系统在设计工作过程中，主要包含供电点供电系统接线方案、供电工作容量、供电电压以及供电回路无功补偿等多种形式通过，对泵站配电工作的全面优化和改进，可以从变压器的型号选择方面、主电动机设计优化以及配电网无功补偿方案等方面来进行优化和改进。配电网无功补偿设计工作方案当中，包含有电站集中补偿配电、变低压不长配电线路、固定补偿以及用电设备分散型补偿等多种形式[4]。

第一，由于受到资金和技术条件等方面因素的影响，现阶段很多企业单位仍然使用90年代的泵站配电工程设计工作方法，由于这种泵站设计电容器组大多数使用的是三角形接线，手动投切工作装置，在运行工作过程中的可靠性和稳定性相对较低，主要表现在三角形的接线电容器组，在使用不当的情况下，很容易出现爆炸情况，电容器组的手动投切无法起到有效的补偿作用和效果，基本上无法达到无功补偿和节能化的工作要求。在改进工作方法方面，首先需要将电容器组以三角形接线形式改变成星型接线形式，通过这一方法在星形接线电容器组产生电容器组出现击穿故障问题时形成短路，故障电流会受到系统当中的容抗限制与控制不会产生爆炸问题，进而可以在很大程度上提高该装置运行工作的可靠性和稳定性。

第二，将电容器分组有一个大组调整为3~4个工作小组，实现自动跟踪系统的负荷变化，根据系统的实时性复核先进行计算然后进行判别，最终制定出最优化的组合工作方案，通过将手动受切转化成自动受限，实现将系统内部的无功补偿量达到最佳的补偿工作状态，可以提高水泵机组的系统运行工作效率和稳定性，以此可以达到良好的节能化工的效果。因为补偿系统主要是基于负载的变化量实现自动投切电容器，因此在基础的正常工作过程中，可以保证功率因数达到0.92以上，不会产生无功倒流等各种问题。一方面可以有效改善电网的供电电压稳定性，同时还可以进一步提高送变电设备的容量大小，降低供电线路的时候量，同时有效控制不必要的电力经济成本支出，实现良好的节能化工的效果，同时还进一步满足供电系统的功率因素要求[5]。

2.3 提高污水再生使用率

水体资源是人们日常生活工作过程中不可缺少的资源之一，随着我国城市内部工业产业的发展速度不断加快，人口数量也在不断上涨，水体环境污染问题越来越严重。现阶段，水体污染治理工作已经从传统层面上的污水治理达标排放，转化为以水质再生作为核心工作要点的水循环再利用，由比较简单的水体污染控制，上升到水生态修复工作层面。再生处理比海水淡化工作成本更低，同时在水体处理技术方面也更加成熟，基础建设投资量比远距离引水工作的经济投入量更低、经济效益更加明显。通过将污水进行循环再利用，一方面可以有效控制远距离引水工作过程中所产生的经济成本消耗；另一方面还可以有效降低污水处理工作过程中对环境所产生的污染问题，因此通过提高污水的再生使用率，不但可以有效降低企业单位的运行工作成本，同时还可以提高企业的整体经济效益，节省大量的电力资源。截止到目前为止，城市内部的污水再生回用途径已经达到了10余种以上，主要是用于农业灌溉、生活杂用以及工业用水的同时、还用于养殖产业、地下水体回灌以及地表水补充等各项工作当中。

3 结语

综上，在给水厂的运行成本控制工作过程中，电能消耗在其中占据非常大的组成部分，如何采取积极有效的控制工作策略，降低电力资源的损耗量，同时降低给水厂的生产工作成本，提高给水厂的经济效益，是给水厂所需要考虑的重点问题之一。需要充分地利用现有的设备、现有的条件，从改进工艺，优化工艺组合上来充分挖掘，有效减低水厂生产过程中的能源损耗，从而为供水企业带来良好的社会效益和显著的经济效益。