污水提升泵站节能方法探讨

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:沈鸣 朱琦
[导读] 摘要:随着城市化进程不断深入,生活污水治理工作取得了令人满意的成绩,而人们也更加关注环境保护以及可持续发展的问题。
        杭州余杭水务控股集团有限公司  浙江杭州  311100
        摘要:随着城市化进程不断深入,生活污水治理工作取得了令人满意的成绩,而人们也更加关注环境保护以及可持续发展的问题。在城市中,污水处理系统是由若干污水处理厂组成的,若系统规模较大,还需要更多污水处理厂。所以,污水泵站节能运行及组合优化十分重要,能够有效地减轻污染,实现节能的目标。
        关键词:污水提升;泵站节能方法
        引言
        我国污水处理行业发展突飞猛进,整体发展处于快速成长期。我国城镇污水处理厂的发展也进入了从点到面的阶段,很多省份已经率先实现了县县建成污水处理厂。这种大规模的污水处理项目的运营,将为节能降耗技术的发展带来机遇和挑战。
        1泵站设计过程中应当遵循的基本原则
        1.1对于材料的选择
        由于污水具备腐蚀破坏性能,对此,在进行泵站设计的过程中,要从相关材料入手,选择防腐性能高以及质量好的材料。另外,针对施工中购买的材料,要做好相应的腐蚀性试验检测工作,以此确保污水泵站的安全性和稳定性。
        1.2合理的确定规模
        在进行污水泵站设计过程中,要明确所在地区污水处理厂配置套管的处理要求,在这一基础上来制定规模。在本文中,主要针对泵站设计初期周围区域污水处理规模展开了详细的分析,根据城市实际发展情况来预测了泵站的处理要求。通过采取分期施工的方法,解决了当前区域的污水输送需求。所以,在设计污水泵站规模的时候,要根据城市近、远两期污水处理实际要求来评估系统自身的性能。
        1.3科学合理的进行选址和布局
        泵站本身是城市发展中不可缺少的一项设施,对泵站进行选址的时候,要按照城市市政管网布局情况、结合城市规划来展开相应的布置。科学合理的布局可以提升当地经济效益。满足城市发展需求。
        2污水提升泵站能耗结构
        根据环保要求,国家已经颁布污水排放标准,而污水处理泵站的建设数量也不断增加。在污水泵站实际运行的过程中,有诸多配置会消耗能量,最为典型的就是动力机、管道、出水池以及污水泵等,同时包括辅助性设备与电气设备。
        2.1泵站动力机能耗
        柴油机与电动机都属于动力机。其中,电动机能耗主要包括机械损耗、铜铁损耗以及杂散损耗。而机械损耗和铜铁损耗属于恒定损耗,和负荷大小并无关联。但是,转子绕组、杂散损耗与定子损耗会按照负荷的大小变化,属于可变损耗。可变损耗会根据电动机增加而变大,若输出功率负荷有所降低,减少了电动机损耗,同样会影响电动机运行速度,而电动机效率会根据负荷降低而减少,特别是负荷系数。也就是说,当实际输出功率和额定功率比值不超过0.5的情况下,电动机效率会迅速地降低。
        2.2污水泵的能耗
        水力损失、容积损失与机械损失都是污水泵能耗,而实际损失状况会根据其工况改变而变化。通过观察污水泵性能曲线可以了解到,在工况额定的情况下,污水泵效率相对较高。但是,如果与额定工况左右偏离,那么污水泵效率会随之降低。
        3污水提升泵站的节能方法
        污水提升泵站与管网排污系统都具有一定的复杂性,基于人们生产与生活污水量的增加,受原有排水系统的制约,不得不改善污水管网的输送工作。

其中,大型污水提升泵站受到流量、扬程等因素的影响,根据时间的变化而不断增加,所以水泵的运行会与高效区相偏离。特别是大型污水泵站,其选择使用的机组以及调节运行的方式,在机组安全运行以及能源节省方面都发挥着重要的作用。
        3.1水泵节能方法
        在污水提升泵站中,水泵是十分重要的设备,而水泵效率同样也是装置效率不可缺少的部分。因此,效率高低对于泵站装置的效率与能耗存在直接的关系,必须要对水泵效率予以严格的控制。但是,水泵在运行过程中必然会出现较大的损失,所以有效功率N效始终要小于轴功率N轴,而在理论方面,水泵在效率N效/N轴是难以实现100%的。为此,必须尽量将系统内部的损失减少,才能够实现水泵效率的增强。而机械损失、容积损失以及水力损失是水泵内损失的重要组成,要想实现水泵效率的提升,就应当降低泵内的损失,尽量将上述3种损失减少。然而,对以上损失产生影响的因素较多,所以节能的途径也更多,下边将从型号选择与组合台数优化控制角度展开分析。在水泵选型方面,必须严格遵循特定原则,具体内容需要充分考虑生产需求,尽量与排水流量相适应,确保水泵能够在高效范围之内实现运转,且水泵在长期运行过程中效率最好且能耗最低,有效节省运行的费用。若扬程处于不良状态,则在水泵机组运行方面电机不允许超载且要保证机组不振动。选择使用的水泵应确保其安装、运输及操作维修便利。另外,在选择过程中,必须充分考虑设计年份扬程与流量因素,尽量采用中等年份流量与扬程水泵,针对方案经济性以及合理性展开对比,综合衡量设计流量以及经济节能的相关要求。对于组合泵优化控制而言,污水提升泵包括串联与并联运行两种。其中,水泵并联输水的最突出特点就是在其中一台水泵损坏的情况下不会对其他水泵产生不利的影响。在这种情况下,可以实现泵站运行调度的灵活性,进而提高供水稳定程度。在优化组合泵方面应严格遵循相关性原则,为了降低污水成本,就必须尽可能减少电能的损耗,使得泵站运行更加灵活,尽量减少机械摩擦而不断增加水泵机组使用的时间,最终达到提升系统安全可靠性的目的。
        3.2泵站前池与出水池节能方法
        泵站在实际运行过程中,进水前池与出水池流态会发生一定的改变。如果前池的设计不合理或水泵吸水管的淹没深度不到位,就会增加旋涡与回流的几率,严重影响水泵运行效率。对于出水池的节能问题来讲,其主要的内容就是控制出水池的围堰闸,保证围堰闸高度和固定围堰高度比例调整成固定差值,也就是说,泵水能源消耗就可以减少。与此同时,将附加扬程消除掉,并合理运用恒速排水的方式,若在运行过程中排水持续且排水量较大,则会出现严重的污水滞留问题。要想有效地减少周边扬程能量的损耗,还可以使用变频调速水泵或将围堰闸高度降低,进而将附加扬程带来的影响消除掉。在对变频调速原理进行研究的过程中,可以了解到电动机调速中磁通量不发生改变这一因素是最重要的,所以交流异步电动机称磁通量就是有机合成转子磁和定子。其中,异步电动机电势方程可以表示为:E1=4.44f1K1N1φ1,V1=E1+JI1X1+IR1。若定子压降的作用忽略不计,则可以用以下方程式表示出来,即V1=E1=4.44f1K1N1φ1。根据以上研究与分析,为了保证电动机磁通量是恒定的,就一定要保证定子电压在频率的变化下呈正比例变化关系,也就是说,一定要将恒磁通变频调速进行合理的控制。
        结语
        对污水提升泵站的节能方法进行了相关的分析。此外,也有很多创新的方法,如可以在设置污水泵站时选择低洼位置,以保证其可以向江河直接排放,尽可能节省雨水处理的能源消耗成本。另外,应充分考虑天气和季节状况对流量进行准确的预测,并合理地采用相应的措施,对设备运行的速度与频率进行适当的调整,尽可能地减少无用运行状况。总的来讲,国内大部分城市都积极采取了不同种类的污水处理方式,因而污水提升泵站的建设数量也不断增加。在此背景下,深入探讨污水泵站的节能优化运行也更具实际意义。
        参考文献
        [1]黄小荣.市政雨污水泵站工艺设计与运行[J].工程建设与设计,2018(9):88-90.
        [2]周志阳.污水泵站的设计及运行管理要点[J].中国新技术新产品,2019(16):123-124.
        [3]赖华武.城市中小型污水泵站的设计与优化运行管理[J].湖南科技学院学报,2019,33(12):56-58.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: