水利工程論文-供水系統(tǒng)調節(jié)方式的節(jié)能選擇摘要：供水系統(tǒng)調節(jié)方式的節(jié)能選擇探討。關鍵詞：供水系統(tǒng)情調節(jié)方式節(jié)能選擇1系統(tǒng)的調節(jié)方式1.1關閘調節(jié)和變速調節(jié)送水泵房的任務是要滿足管網(wǎng)中用戶對水量、水壓的要求。在管網(wǎng)中無水塔或高位水池的情況下，任何時刻二級泵站的供水量應等于用水量。由于管網(wǎng)用水量每時每刻都在變化，而水泵的搭配和分級是有限的，因此需對管道或水泵進行調節(jié)以滿足用戶水量、水壓的要求，關閘調節(jié)和水泵變速調節(jié)是兩種有效的調節(jié)方式。關閘調節(jié)使能量浪費在閘門上，由于送水泵房運行費占水廠制水成本的50%以上，因而能量的浪費很可觀。一般來說，水泵變速調節(jié)和關閘調節(jié)相比，能量節(jié)約了14.1%。1.2水塔或高位水池調節(jié)水塔或高位水池調節(jié)是傳統(tǒng)而有效的調節(jié)方式。當管網(wǎng)中建有水塔或高位水池時，二級泵站每小時供水量可不等于用水量，但每天總供水量仍等于用水量。此時，水泵工作分為二級到三級。只要選泵合理，可使水泵一直在節(jié)能狀態(tài)下工作。因而，水塔或高位水池調節(jié)不會引起水泵能量的浪費。從以上分析可知，水泵變速調節(jié)只是系統(tǒng)的一種調節(jié)方式，同水塔和高位水池調節(jié)相比，它可以省去水塔或水池，但要求泵站和管網(wǎng)按最高日、最高時流量設計。同時，清水池的容積也要比水塔或水池調節(jié)時大。另外，先進的調速設備如變頻調速設備一般需要進口，價格較為昂貴。因此，到底采用那種調節(jié)方式，需通過技術經濟比較后才能確定，不能盲目認為變速調節(jié)就一定節(jié)能。例如，當管網(wǎng)中水塔和水池的調節(jié)容積足夠時，使用變速調節(jié)并不能起到節(jié)能目的。2水泵調速的節(jié)能原理由離心泵的基本方程式可知，水流通過水泵時，比能(揚程)的增值與葉輪的轉速和外徑有關。降低轉速和減小輪徑，都可以降低水泵的揚程。這一原理是水泵調速的理論基礎。水泵裝置的工況點是指水泵供給水的總比能與管道所要求的總比能相等的那個點(見圖1)，也就是水泵特性曲線(曲線)與管道特性曲線(曲線)的交點，如A點。當水泵特性曲線和管道特性曲線改變時，都會引起工況點的轉移。圖1調速泵工作曲線對定速泵來說，當流量由QA變?yōu)镼B時，水泵特性曲線不變，管道特性曲線變?yōu)榍€，工況點因此成為C點，相應的揚程為HC。對變速泵來說，如要求流量由QA變?yōu)镼B，可通過改變水泵轉速，使曲線變?yōu)榍€，此時管道特性曲線仍為，工況點則變?yōu)锽點，對應揚程為HB。因此，直觀地說，變速泵節(jié)約的揚程為(HC-HB)。當然，選擇水泵時應校核水泵的調速范圍是否合理。3設計舉例3.1定速與調速節(jié)能比較某水廠設計規(guī)模20104m3/d，24h逐時用水量變化資料已知(見圖2)。根據(jù)管網(wǎng)平差結果，要求該水廠出水水壓滿足：H=40+1.8Q2(1)選SULZER501500泵(n=1470r/min)3臺。方案1為全部采用定速泵，方案2采用2臺變速、1臺定速，比較兩方案節(jié)能效果。1.用水量變化曲線2.二級泵站設計供水線圖2用水量變化曲線從泵譜圖上求得泵特性曲線方程為：H=81-17Q2(2)則二泵并聯(lián)后特性曲線方程為：H=81-4.25Q2(3)三泵并聯(lián)H=81-1.9Q2(4)分別聯(lián)立(1)(2)、(1)(3)、(1)(4)得出：Q1=1.477m3/s=5316m3/hQ2=2.6m3/s=9372m3/hQ3=3.33m3/s=12000m3/h因而，對方案1，按以下原則調度：QQ1時，開泵1臺；Q1QQ2時，開泵2臺；Q2QQ3時，開泵3臺。對方案2，則按如下原則操作：QQ1時，開變速泵1臺；Q1QQ2時，開變速泵2臺；Q2QQ3時，開1臺定速泵，2臺變速泵。利用用水量逐時變化資料，計算每一時刻各方案所消耗的電能。方案1某小時所耗電能為：(5)方案2同一時刻所耗電能應分為兩部分，即定速泵耗電加上變速泵耗電，即：(6)經計算，方案2比方案1節(jié)能14.1%，每年節(jié)電205104kW*h。本設計需要的最大調速比：3.2水塔與泵調速節(jié)能比較泵調速范圍為11561470r/min。若系統(tǒng)中水塔或高位水池的調節(jié)容積足夠(經計算，調節(jié)容積需大于13100m3)，假定管路系統(tǒng)不變，水泵分兩級工作。20時至次日5時一級供水，供水量為5560m3/h；5時至20時二級供水，供水量為1104m3/h。選取SULZER602720泵(n=980r/min)2臺，水泵葉輪切削一檔，泵特性曲線方程為H=106.5-26.7Q2。一級供水時開泵1臺，工況點為(5560，44)；二級供水時開泵2臺，工況點為(10000，55)。經計算1d內能耗為：33285(kW.h/d)可見，經水塔調節(jié)后耗