黃蕓東

【摘 要】在當下21世紀，城市管網(wǎng)恒壓供水已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市的一種象征，這也促使變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在在當下城市供水領(lǐng)域中被普遍使用，其不僅能達到恒壓供水的目的，而且還具備節(jié)省資源和避免浪費等重大作用。

【關(guān)鍵詞】調(diào)速機制；變頻；節(jié)能降耗

一、前言

在供給水工程中，為確保實現(xiàn)穩(wěn)固和可靠的城市供水需求，普遍通過使用供揚程、水管道的最低工作流量的措施來進行斷定。然而該措施仍然會高頻率地碰到高峰時期水量小的問題，造成供水流量在大部分的時間中都是處于有礙工作的狀況中，以至于水泵會長期運行在負荷狀態(tài)下，嚴重影響其性能。如今國內(nèi)對變頻調(diào)速泵在節(jié)約資源、降低能耗方面的工作機制和解析中仍存在大量未知要素，這要求我們進行深層次的鉆研。

二、影響調(diào)速供水的因素

在切實進行工作時，水泵轉(zhuǎn)速的高低并不是判斷節(jié)能效果是否良好的標準。實踐過程中，了解到水泵軸的轉(zhuǎn)速是取決于它工作的動力的。若轉(zhuǎn)速減低，軸也會隨其快速降低。所以在現(xiàn)實使用中，我們不僅要考慮調(diào)速設(shè)備本身的效率，還要考慮水泵的效率。與此同時，定速水泵和管網(wǎng)性在協(xié)同運行中的操縱也是我們不可以忽視的地方，如果其效果高于設(shè)備本身的能力，那么節(jié)約能耗的作用就難完成。

1.轉(zhuǎn)速的影響機制

電機的值受轉(zhuǎn)速影響通常是無法確定的，其一般是因轉(zhuǎn)速變化而變化的。如前所述，當水泵的轉(zhuǎn)速降低時，必將導(dǎo)致其軸的功率也迅速降低。若電機進行工作時的頻率出現(xiàn)偏離工頻比較多的時候，或者高出限定功率的時候，必定會使電機的工作效率下降，大范圍地降低了其工作性能，從而造成整個系統(tǒng)的工作效果及成本資源消耗嚴重受損。如果采用變頻器驅(qū)動，那么異步電動機電流將會增長5%。并且電機運行速度偏低時將會嚴重影響冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致其速率減慢，給風(fēng)量也會減少，從而進一步提高了電機運轉(zhuǎn)的安全性和效率。

2.水泵性能對調(diào)速的限定

一般不管采用哪種水泵或變頻器，都需要判斷水泵的自身特性，根據(jù)其進行制作的。水泵再使用期間，想要快速和有效的進行應(yīng)用，就必須處在存在限制的流量區(qū)域和調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)。然而要是離開了以上區(qū)間，水泵的調(diào)控和反應(yīng)能力就無法經(jīng)過調(diào)速來實現(xiàn)其統(tǒng)一、快速和有效的運轉(zhuǎn)，并且水泵的利用效能同樣無法實現(xiàn)最優(yōu)化。在水泵進行高效率應(yīng)用時，其真實工作期間的工況點也處在同一區(qū)間內(nèi)，促使水泵應(yīng)用效能下降，從而出現(xiàn)真實進行工作期間的工況點偏離范圍變大的情況，導(dǎo)致其利用率不能實現(xiàn)預(yù)期的要求。

3.定速泵的影響分析

在切實進行工作期間，通常會共同使用多臺水泵，這也使得供水系統(tǒng)不具備單一性。但是其設(shè)施價格過高，所以在現(xiàn)實使用中并不會使所有水泵都進行調(diào)速，通常都運用協(xié)作運行的方法來實現(xiàn)供水功能。故而，在以上系統(tǒng)構(gòu)造中，如果想要使定速和調(diào)速泵處于最佳運行狀況，就必須使兩者都實現(xiàn)高速高效運轉(zhuǎn)。然而，想要實現(xiàn)兩者的最佳狀態(tài)應(yīng)當注重下面兩點：首先，并排使用同一型號的水泵，能夠較為機敏的控制系統(tǒng)運行狀況，但無法同時將定速和調(diào)速水泵保持在高效率的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這也體現(xiàn)出該狀況下的操控范濤偏小的劣勢。其次，在并排運轉(zhuǎn)非同一型號的定速和調(diào)速水泵的過程中，使調(diào)速水泵保持在最佳運行狀況，就能夠達到最大效率的調(diào)速工作目的，當調(diào)速泵額定轉(zhuǎn)速揚程達到定速泵高效泵左端點揚程，就能夠達到最佳的工作狀態(tài)。

4.管路特性的影響

管網(wǎng)特性對調(diào)頻供水而言具有鮮明的影響力。即使調(diào)動水泵性能曲線是水泵調(diào)節(jié)的主要方式，但網(wǎng)管特性的差異會導(dǎo)致調(diào)速節(jié)能減排效果和成本出現(xiàn)截然不同的現(xiàn)象。在設(shè)計相同的3個供水系統(tǒng)中，都需要將流量設(shè)置到某個固定點。雖然調(diào)速水泵的性能和型號都相同，但是由于管網(wǎng)特性存在一定的差異性，也能夠?qū)е鲁霈F(xiàn)不同的損耗成本。

三、如何有效的節(jié)能降耗

1.轉(zhuǎn)速調(diào)整節(jié)能降耗

供水領(lǐng)域中有一個重要特質(zhì)即連續(xù)運行，由于人們的生產(chǎn)和生活都是以自來水為基礎(chǔ)進行的，同時用水量也存在多個峰谷期，這就要求管網(wǎng)壓力必具備實時調(diào)節(jié)能力，促使我們針對送水泵的流量、揚程必須展開持續(xù)性的調(diào)動。其中流量及揚程是供水管網(wǎng)中應(yīng)當進行調(diào)節(jié)的兩個重要參數(shù)。

調(diào)度流量和揚程在原則上有兩個方法：一是截流調(diào)節(jié)，保持泵的轉(zhuǎn)速，通過調(diào)動供水管路上閥門的開度來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。在使用截流調(diào)節(jié)時，流量和揚程會變小，然而因為拖動電機的輸出功率沒有出現(xiàn)大幅度的變化，所以造成配水單耗產(chǎn)生高強度的增加，促使大批電能被浪費。二是變速調(diào)節(jié)，也就是保持供水管路的狀態(tài)，使泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化來實現(xiàn)調(diào)節(jié)，眾所周知由流體機械理論來決定的，在雷同工況下，泵的流量，揚程和功率分別與其轉(zhuǎn)速的一次方、二次方和三次方成正比，因此通過使用調(diào)速調(diào)節(jié)流量和揚程的手段能夠高強度地減少配水單耗，以實現(xiàn)高強度避免浪費的目標。

依照本人的經(jīng)歷，當使用變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)時其配水單耗是363.56KWh/Km3Mpa，而使用工頻供水系統(tǒng)時的配水單耗是452.61KWh/Km3Mpa，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能成效是十分明顯的。

2.降低電耗

就城市而言，其使用的電能總量與工業(yè)企業(yè)同樣都相對偏高，其中自來水公司是最耗電一種。水廠泵使用的電能最多，大概占總耗電量的97%。而城市管網(wǎng)向外漏水造成水泵的使用臺數(shù)增多，并拉長了水泵的應(yīng)用時間，這就是主要導(dǎo)致泵房耗電量過大的原因。

（1）減少漏水量

由于我市城鎮(zhèn)大多數(shù)管網(wǎng)使用時間較長，故而出現(xiàn)老舊、抗壓能力弱、容易出現(xiàn)爆管、漏水處較多等問題。特別是在晚上，人民用水量突然降低造成管網(wǎng)壓力加大，漏水量加大，并且這種現(xiàn)象只能通過擴大水泵運行數(shù)量和拉長運行時間進行處理，從而導(dǎo)致大量電能被浪費。故而，加大查漏補并進行修補的力度是減少電能浪費份重要措施。前些年，我公司請保定市專業(yè)查漏隊針對自身管網(wǎng)展開全面的檢測，檢測出一些嚴重的漏點并進行修補，降低了自來水的泄漏量。并且在該過程中噴訓(xùn)了一些專業(yè)查漏人員以實現(xiàn)長遠性的查漏工作。

（2）改造水泵技術(shù)

使用恒壓變頻控制供水具備以下3個好處：一是使用方式簡潔易懂無需手動調(diào)節(jié)進水閥門，大幅度的降低了員工的勞動力度，提升了員工的工作效能。二是水泵啟動時雜音小、電流小，并在一定程度上避免了電網(wǎng)的沖擊，維護了電動機的使用質(zhì)量，避免了維修資源的浪費。三是維持供水壓力恒定，在降低電動機無功功率的同時提升了水泵的運行效能，并且避免了資源的浪費，使用恒壓變頻技能可以促使管網(wǎng)供水壓力保持恒定，進而能夠控制因為夜間用水量減少導(dǎo)致管網(wǎng)壓力急速增長的現(xiàn)象，降低爆管事件發(fā)生的幾率，避免漏水量變大。

（3）加強施工質(zhì)量管理

因為在裝置供水管道的過程中會出現(xiàn)建設(shè)質(zhì)量不達標的現(xiàn)象，所以一些管道可能會出現(xiàn)漏水事件。故而，認真遵守并執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，根據(jù)建設(shè)流程進行施工，加強建設(shè)管理，通過管理的手段實現(xiàn)提高管道裝置水平，降低管道泄漏事件的發(fā)生。

四、壓力調(diào)節(jié)節(jié)約成本的措施

若一個供水管網(wǎng)中具有兩個或兩個以上的水泵站，那么想要憑借使用不同效用的水泵分別展開調(diào)整的手段達到掌控網(wǎng)管壓力的目的，就必須進行多次倒泵和截流。眾所周知，工頻電機實現(xiàn)啟停的時間是1s以內(nèi)，因此水泵的啟停定然會導(dǎo)致出現(xiàn)水錘效應(yīng)，而供水管網(wǎng)中的爆管事件基本上都是由該效應(yīng)引起的，并且每次爆管都會出現(xiàn)耗損大量資源及修理資金等多余支出。

若是一個供水管網(wǎng)里存在多于兩個的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，能夠在很大程度上改善這種狀況，一是必須使用大功率的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，其能夠大范濤的對流量和揚程進行調(diào)整，高效率的降低了水泵的啟停頻率。二是在每次啟停電機的過程中，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)能夠配置科學(xué)性線性加速或減速時間，從而達到除去產(chǎn)生水錘效應(yīng)的目的，并且還能夠防止電機發(fā)動過程中對電網(wǎng)造成沖擊。

五、結(jié)語

變頻調(diào)速在我國水泵節(jié)能技能領(lǐng)域中被普遍使用，同時其使用的前提要求是相當嚴厲的，是無法簡易地被任意環(huán)境中的任意供水系統(tǒng)使用的。故而在切實進行工作時，理應(yīng)針對詳細問題進行詳細探析。與恒壓變流量供水系統(tǒng)相比，變壓變流量系統(tǒng)減少消耗能源的能力更強，然而其使用時的困難需要我們進行深入性的研究。

參考文獻：

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