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水泵机组能耗分析与节能运行控制-论文


势 平 稳 ,水厂仍有较
裕 量 ,集团公司在保证供水的前提
下 ,加强了调度经济运行管理,使得供水管网不
,管网总
需求压力逐渐降低,管网总 下 降 。 目前,水厂存在机组单
偏 高 、效 率 偏 低 的 现 象 ,为 管网调度经济运行与节
降 耗 ,有 必 要 对 水 厂 机 组 的 运 行 状 况 进 行 分 析 。
从流量
分 析 ,新 泵 流 量 宜 选 1 4 " m3/2、
3 600 m3/ 2 两个级别,通过不同水泵 搭配及水泵自身的调
节 性 ,可以满足各 2 . 3 . 2 搭配方案
流量的需求。
根 据 新 泵 流 量 及 实 际 供 水 需 求 状 况 ,新 泵 的 搭 配 方 案 如 表
2 所示。
表 2 新水泵机组搭配方案
1 . 3 泵站设计选型对水泵机组能耗产生的影响
水泵在设计选 ,由于对管路各种损失的计算通常采用
最不利的运行工况,且 为 安 全 保 险 而 选 用 偏 大 的 摩 擦 阻 力 系
数 、安
,最终会造成选用的水泵 偏 高 ,使得水泵 :
实行
得 多 。水泵在过低
行时"丨丨
电 机 过 载 ,水 泵 运 行 偏 离 高 效 区 等 ,不 利 于 节 能 。
= 370 000 元 。
若按方案- ,只换水泵(按某合资公司报价)不 换 电 机 ,仍
收稿日期$014-09-05 作者简介:成朝晖(1969—),男 ,湖南湘潭人,电气工程师,研 究方向:电气工 机电一体化。
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机 容量充足 供水

髙 ,机 组 搭 配

,大 小 机 组
用充足

机 组 容 量 较 大 ,投

行维护费用也较大
3 1 4 m3 / 2 机 组 ,1 台 3 600 m3/h 机
机 容量充足 搭

,小 机
用充足

小机组容量
,但 大 机
-
用 ,投
用^
行维护 用 较
机 容量

2 1 4 m3 / 2珠海市东北部唐家湾地区,原水取自凤凰山
水 库 ,是唐家湾地区目前唯一的水厂,一期工程制水流 计
力 1 2 万 m3/ : 由于唐家湾地区以高新产业园区及高等
学院等绿色产业为主"
不 多 ,所 以 1997年投产
后 ,供水量
,近 3
为 。. 9 2 / ,供水量
不 大 ,但送水泵房机
2.4机
后的节
新机组改造按方案- 进 行 节 能 计 算 ,选定水泵 (选某
合资公司
水 泵 进 行 节 能 测 算 )如 下 :流量
1 400 m3/h,扬 程 40 m,轴 功 率 180 kW ,额 定 效 率 8 5 /
(ASP350-450A) 流量 3 6 0 m3/h,扬程 40 m,轴功率 445 kW,
额定效率 8 8 . 2 / ( SFWP50-600S l) 。
对唐家水厂实际工况进行测算对比,结 果 如 表 3 所 示 。
表 3 唐家水厂实际工况测算对比


低谷时段总 髙峰时段总

项目
水 量 /km3 电 量 /kW • 2 供 水 量 /km3 供 水 量 /km3 供 水 量 / km3
角 ,不产生
矩 ,但会发生电 荡 ,引 起 发 热 、温 度 升 高 ,并在星形
的电机中 与供电系统零
电 ,出现中性
现象。由于 分 量 的 存 在 "
力矩使得电机的输
出 功 率 大 打 折 扣 ,不 能 产 生 满 额 定 转 矩 ;同 时 ,电 机 轴 承 在 不 同
的 转 矩 分 量 作 用 下 ,可 能 发 生 机 械 损 坏 ;电 机 的 定 、转 子 尤 其 是
YK S5002-6
电压
38 0 V
10 kV
380 V
10 kV
/kW
25 0
22 0
132
560
/ ( r/min)
1 48 0
1 488
1 486
990
通 过 对 比 现 有 水 泵 参 数 与 实 际 压 力 需 求 可 知 ,唐 家 湾 地 区
供水压力不高于。. 4 3 MPa,但 1 ! 、2 ! 、4 ! 、5!机

据计
算 ,全年实 降 13/。
旧 机 组 节 电 467 028 kW . 2 全 年 用 电 量 下
3 结语
运行中的泵组能耗指标受2 方面因素 影 响 ,既有来自设备
本身的因素,又有 电网和 输 水 管 网 的 外 部 因 素 ,用 ■以
对运行 的测试与分析,展开有针对性的 改 造 。对
大多数泵站 ,可利用现有的测量
用方案- 是 的 ,也 是 有 必 要 的 。最 终 ,唐家水厂送水泵
房机组节能改造工程在2013年圆满 。为了确保唐家湾地
区的供水水压,按照实际用水情况将水泵最佳效 的 上 调了 2 m,定 为 42 m,也对所 选 水 泵 进 行 了 适 当 修 改 。根据近
一年的 统 计 ,节 能 效 果 非 常 明 显 ,
2 . 2 唐家水厂二泵房机组现状
家 水 厂 送 水 泵 房 现 有 5 个 机 位 ,已 安 装 5 台 机 组 (其中
1!机
用 器控制,1999
器 故 障 后 ,一直停 机未
运行 ),
根据压力的变化,采用 2 ! 、3 ! 、4 ! 、5! 4 机组
相互搭配的方 行 。机
1 所示 。
表 1 唐家水厂二泵房机组参数
Shebeiguanl i yuG aizao ♦ 设 *管 理 与 改 造
水泵机组能耗分析与节能运行控制
成朝晖 (珠海水务集团有限公司,广 东 珠 海 519000)
摘 要 :分析了影响水泵机组能耗的相关因素,在此基础上,通过对唐家水厂水泵机组运行实例进行研究,从而明确了水泵机组能耗 较高的症结所在,并提出了 的改造方案,着重对新水泵机组选型进行了较为 的论述,并总结了唐家水厂水泵机组改造后的效果, 得出了 明显降低这一结论。

搭形
优点

机 组 容 量 过 大 ,开 机 率 低 ,
3 台 1 400 m3/li 机 机 组 容 量 充 足 ,供 水
置 率 髙 ,投

髙 ,机 组 搭 配
工 组 ,2 台 3 600 m3/h
行维护费用

,大 小 机 组

\
,,

未来机组没有调节改造的
用充足


2 1 4 m3 / 2 机 组 ,2 台 3 600 m3/h 机
虑到未 家湾地区发展 水主干管扩建等因素,出厂总管
压力将不会升高,而 是 稳 中 略 降 ,所以新泵 不宜高也不宜
低 ,选 在 40 m 较 。
机 电 信 息 2015年 第 6 期总第432期 83
设* 管理与改造♦Shebeiguanl i yuGaizao
唐家水厂全天出厂水流量基本在以下3 个区间$
关键词:水泵机组;能耗;实例;节能效果
! 影响水泵机组能耗的相关因素
泵站实际运行当中,影 响 机 组 能 耗 的 因 素 较 多 ,有电网的
供电质量 ,也有站
分配 与 运 行 调 度 、水泵设计选型
与 运 行 调 节 控 制 等 。针对不同的因素,采取 的应对措
施 ,能有效降低 ,提高运行效率。
1 . 1 电源三相不平衡对水泵机组能耗产生的影响
特 不 ,这 就 是 机 组 单 位 电 耗 偏 高 、效率偏低的主要
原 因 。为了节能降耗,保 证 供 水 需 求 ,需对送水泵房现机组按
实际需求进行更换改 造 。
2 . 3 新机 型
2.3.1
确定
根 据 近 3 年出厂总管年平均压力及流量分布情况统计,唐
家水厂目前出厂总管平均压力在〇 .37〜0.43M Pa范 围 内 ,考
出现 ,加速绝缘老化等。 地 ,水泵

使机组效率降低,水泵的 电机还得降低容量等级使用。
1.2电


产生的影响
电源低压系统由于存在一 用 可 控 硅 、P C 开 关电 源 、变
频器等电
流 器 的 负 载 ,会 使 电 源 系 统 产 生 高 次 谐 波 ,
高次谐波会对电机
损 耗 ,造成电
、振动和
电压 。
、数据
置 ,实时
地计算并 泵组的单
、系 统 效 率 ,并
据的
追 索 ,确定最 行 工 况 点 ,利用现代控制
节能的目
的 。7
[参考文献] [ 1 ] 张嘉恩.关于水泵机组节能运行的制约因素分析及改进建议
给水排水,2013(4) / ] 王全东,钟佃洲,肖芙蓉.水泵机组运行效率及节能分析/ ] . 南
(1) 1 200〜 1 500 m3/h,主要在凌晨供水低
(约 6 2,
压 力 " 4 1 M Pa左右)。
(2) 2 3Q0〜 2 700 m3/ 2 主要在下午及高峰低谷转换时段 (约 8 2 压 力 " 40 M Pa左右)。
! ) 3 4Q0〜 3 8Q0 m3/h,主 要 在 上 午 、晚上供水高峰时段 (约 10 2 压 力 0.39 M Pa左右)。
泵房机
1!
2 ! 、4!
3!
5!
水泵型号
14SA-10B 14SA-10B 300S58B KQSN/J600-M13/631
流 量 Q i八 ms/2) 1 080
1 080
684
3 17 0
压 /m
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