供水规划与设计节能分析论文

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一、选择合理的供水系统

整个供水系统可以分为取水、净水及输配水等三个部分。供水系统的规划设计，由于涉及到城市总体规划、水文、水文地质、地形地质、水质、以及经济、技术环境等多方面因素而显得十分复杂。在供水系统中，取水和输配水部分所能耗占整个系统能耗的70-80%左右，所以系统优化对供水工程就得显得十分重要。利用能量分析可有助于论证和选择合理的供水系统。

供水系统的能量由取水泵房和送水泵房的流量及其扬程乘积之和组成的，它直接反映了耗能的大小。在选择给水系统中，往往遇到一次加压还是二次加压，泵站与水厂位置，泵站与水厂内的能量消耗，这些问题都可以用能量分析手段进行方案比较，以选出最佳的供水系统方案。

关于一次加压还是二次加压的问题，目前供水公司的取水泵站和输配水泵站的距离都比较近，所以在各水厂中往往都采用一次加压，这样就大大节省了二次加压所需的电能。如果一级泵站距离水厂较

远，也要经过充分论证后在决定是否建立二级泵站。

二、提高泵房综合效率

泵房设计中节能问题至关重要，水厂中电力消耗了极小一部分在变配电系统中损耗以外，几乎97%是水泵电机耗掉的。理论上每千吨/时送上一米的高度耗电是2.72度，但实际上由于电机、水泵的效果是随水泵运转过程中，管路中的流量大小，即水头损失的变化而改变的。水泵效率高的可达92--95%、低的只有60-65%。两者相差30%，即每千吨.米电耗在4.45与2.96度之间浮动。以欢喜岭水厂为例，其日产达到一万立方米，如果平均扬程为60米，则由于水泵效果的高低不同，年耗电量相差可达35万度之巨。亦即水泵效果平均能提高10%，每年就可省11.5万度，水厂规模越大，其相对差值也越大。可见研究泵房设计综合效率问题对于节能十分重要的。在泵房设计中应当注意下述问题：

1、要选择高效率的水泵。

2、水泵应大小搭配，合理组合。

3、推广采用变频调速泵，节约能量。

近年来，国内外广泛采用变频调速泵，即根据管网水量变化自动调节水泵转速达到节省能量的效果。实践表明泵站的经常运行费用（主要是动力费用）占水厂制水成本的50%甚至更大，为了降低水厂制水成本，在新水厂设计时，不但考虑水泵大小搭配合理，而且应采用变频调速这一新的节能技术。例如欢喜岭水厂在近年来广泛采用了变频调速节能技术，虽说要投入一部分资金。但长年节能，所需费用可在短期内收回，并达到降低制水成本的目的。每年为该厂节约电费约50万元，所增加的投资在一年内即收回。

三、减少水厂中的能量消耗

如果不把一级泵站的能量水泵包括在内，水厂中的能耗约为3.0-6.0米，这部分能量水泵由于上、下幅度差值较大，也应在设计中尽可能考虑和减少。一般在水厂设计中节能考虑主要有以下二个方面：

1、在工艺选择时，要比较能量消耗

目前混合一般采用泵前，跌水与管道混合。从节能角度看，采用泵前混合比较有利，因为基本上不需要专门的耗能装置。

沉淀工艺，从节能角度平流式沉淀池与斜管沉淀地是最合适的，目前海口市米铺水厂一期工程采用是钭管沉淀池，二期工程采用平流式沉淀池。

滤池的水厂净化设备中耗能大户，设计中应充分注意节能问题，滤池耗能主要在反冲洗水上，水厂中自用水量大部分就是反冲洗水。对于反冲洗水的节能，一是尽可能减少反冲洗水的耗量，二是尽可能减少反冲洗水头。一般设计采用反冲洗强度15升/秒/米2，如果考虑气水冲洗则反冲强度可减至8升/秒/米2。例如：海口市米铺水厂二期工程就采用气水反冲洗，先进的V型滤池工艺、并采用自动控制的形式、达到节水、节能的目的。

减少反冲洗水量的另一个途径就是将反冲洗水回收。

2、在水厂布置中要注意减少能量消耗

水厂布置为了减少其能量消耗，往往采以以下几个措施：

⑴工艺间平面布置尽可能集中；

⑵必要情况下设置超越管。

当采用水质较好的水库水源时，一般原水浊度在5-7℃以下。设置反应，沉淀池只是在高浊度时才利用。因此从反应地到滤池间设置一根超越渠道，水质好时不经过反应、沉淀而采用接触过滤工艺，由此减少了反应与沉淀的水头损失，达到了节能的目的。

例如：海口市米铺水厂存在季节性原水浊度低，加入反应池的硫酸铝产生的絮凝体不能及时沉淀。如果设置超越渠道采用接触过滤，就可以达到节能目的。

四重视输水管路设计中的技术经济比较

水泵所耗的电能转化为出厂压力后，除了服务压力部分有用处，其余都水泵在输水管网及地形高差中，这部分能量的水泵占整个供水系统电量水泵的极大部分，因此在规划设计中应十分注意经济流速问题。

所谓经济流速是一次投资与经常费用

之和最小时的流速为经济流速，而相应的管径即为经济管径。所以选择输配水管管径的大小涉及投资与耗电的大小，管径大基建费用高，电费却省，管径小一次投资省，但水头损失大，水泵扬程高，电费贵。故以往设计中以经济流速来控制。为了更合理设计管网，我们往往采用计算机对管网进行平差，以便降低能耗。

由于经济发展需要，需要新建、扩建的水厂很多。除了新水厂设计应考虑节能措施，对已建水厂亦应根据节能需要进行改造。如果我们都能在供水规划、设计中将节能提到相应重视程度，综合权衡，重视节能，又重视建设投资的节能，那么，供水节能的潜力将是可观的。

摘要：搞好城市供水节能主要在于二个方面：一方面合理地做好规划设计，选择出最佳系统工程方案与设计；另一方面是搞好管理，不断提高技术水平，加强维护保养，及时进行必要的技术改造。前者是节能的关键，本文结合供水公司欢喜岭水厂现状谈谈规划设计与节能的体会。

关键词：供水规划；设计节能；供水系统