一、给水厂电能损耗的主要方面
1.1水泵机组的电能损耗
水泵机组在给排水工程中的应用十分普遍。在水厂中,水泵机组所消耗的电能占到到了水厂总耗电量的90%以上。目前,由于设备、技术等各种条件的制约,我国泵站工程普遍存在着效率不高、能耗较大、制水成本较高等问题,致使泵站工程效益较低。例如,由于城市发展的加快,供水量剧增,供水管网改造很快,然而给水厂水泵却没有进行同步改造,很多给水厂的水泵工作扬程有所下降,远离了高效区运行,大大地降低了水泵的效率,造成电能的大量浪费。还有一此二次加压供水的选泵配置不合理,也导致不必要的电能浪费。
1.2给水处理过程中的电能损耗
给水处理构筑物节能常常是节水水头损失,它与净水效果密切关联,有时多一此水头损失可以提高水的处理质量。在这种情况下,节能应该综合考虑。水厂自动控制的技术改造,是减低能耗的有效手段。日本的给水处理构筑物设计一般都采用隔板絮凝,利用滤池的落差发电节能。而且几乎所有水厂都采用了仪表控制和计算机控制系统,在加药及污泥处理工艺中有时甚至两种系统都有,日本在自控方向投人了大量资金。相对于我国来说,由于资金和技术等原囚,这方向的差距还很大。
1.3清水池的电能损耗
城镇给水厂的清水池具有蓄存、调节水量以及满足氯化消毒接触时间的作用,是自来水生产中的重要一环。清水池需要有足够的有效容积,它要根据各种日常用水的贮存量来确定。因而在实际中,对清水池的设计一般从容量方向考虑得较多,而对抬高池内水位,从而达到节能的效果则注意较少。在清水池的工作过程中,常采用活性碳吸附、微滤、电渗析、反渗透和离子交换等方法,会消耗很大部分的电能,如果这一步中不注意能源的节约,就会造成很大的能量损耗,加大企业的生产运营成本。实践证明,采用异水位的设计方法,抬高池内水位,使清水池具有水量调蓄和抬高水位双重作用,节能效果会很显著。
二、节能减排改造措施分析
2.1对泵站进行系统优化
对泵站进行系统优化主要有两种条途径,一是进行水泵的优选,通过优选提高泵站机泵效率,达到节能的目的。水泵优选的方法有很多,如启发式方法、图解法、DG算法、动态规划算法等等,其中图解法是一种比较传统的水泵选型方法,优点是计算简单,容易理解,缺点是过于繁琐,在水量变化频繁时,设计过程复杂。而且,同一张综合型谱图上的泵型有限,不能囊括所有泵型,选型种类受到限制,仅适用于飞简单泵站的水泵选取。
二是对泵站进行运行的优化调度,其实质就是在城市用水量和供水量发生变化时,使泵站运行始终处于较优的工作状态,从而达到节能的目的。泵站优化调度的方法也较多,如实时运行算法、ASA法、动态规划法、线性规划法和非线性规划法、等微增率法等。泵站系统的节能方法多样,应根据实际情况合理运用。如合理设计取水泵的扬程,合理调节水泵的运作速度等。单体建筑或建筑小区在选用高效水泵机组的基础上,如果再配以多套水泵叶轮或自行切削叶轮,以达在高效区范围工作,或者选用变速(频)水泵机组,将不仅24小时运转供水,泵站运行性能稳定,全自动化控制,而且节能。
2.2优化泵站配电方案
泵站的供电系统设计包括供电点、供电系统接线方案、供电容量、供电电压、供电回路数及无功补偿方式等。对泵站配电的优化,可以从变压器选型的优化、主电动机设计优化、配电网无功补偿方案优化这此方向来进行。配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿等。
由于资金和技术等原囚,目前一此企业还在采用90年代的泵站变配电工程设计,而这种设计的电容器组大多采用三角型接线度手动投切装置,运行方式安全可靠性差(三角型接线的电容器组容易引发爆炸),电容器组手动投切起不到有效的补偿作用,基本上达不到无功补偿及竹能的要求。有效的改进方式是:一是将电容器组由三角形接线改为星形接线,这样,当星形接线电容器组发生电容器组全击穿产生短路时,故障电流受到健全相容抗的限制,不会引起爆炸,大大提高了装置的可靠性。二是将电容器组由一大组分为3至4个小组,自动跟踪系统负荷的变化,根据系统的实时负荷,计算后作出判别,作出最优的组合方案。将手动授切改为自动授切,将无功补偿到最佳容量,提高系统的功率,达到节能的效果。由于补偿系统是根据负载的变化来自动投切电容器的,这样就保证了功率囚数达到0. 92以上,不会出现无功倒送的现象,一方向改苦了电网的电压质量,提高了送变电设备的容量;另一方向又降低了线路的损耗,减少了电费的支出,从而起到了节能的效果,同时还满足了供电系统的功率因数要求。
2. 3提高污水再生利用率
水是力物之源,而全球的淡水资源是十分医乏的。随着工业社会的大发展和城市人日的增多,水环境污染日益加剧。目前,水污染治理的战略目标已经由传统意义上的“污水处理达标排放”转为以水质再生为核心的“水的循环再用”,由简单的“污染控制”上升到“水生态的修复和恢复”。再生处理比海水淡化的成本低很多,而且处理技术也比较成熟,基础建设的投资比远距离引水要经济得多。将污水进行再利用,一方向可以减少远距离引水所产生的电能损耗,另一方向还可以减少污水对环境的污染。所以,提高污水的再生利用率,不仅可以为企业减少生产运行成本,提高企业的经济效益,而且还)i省了大量的能源,契合国家的发展策略,保护了环境。到目前为止,城市污水的再生回用途径已有十几种,主要用J飞农业灌溉、工业用水、生活杂用,还有用于养殖业、地下水回灌和地表水补充等。
三、结语
目前,加强环境保护,推进资源的综合利用,促进节能技术的实施,是我国大力倡导的措施。提高水厂的节能减排,是降低水厂生产运行成本的有效途径。我们应该充分地利用现有的设备、现有的条件,从改进工艺,优化工艺组台上来充分挖掘,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。