杜仲河水厂节能评估分析

李 晨

( 贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)

1 工程概况

瓮安县位于贵州省中部、县城二期工程供水规模3 m3/d。主要建设内容有取水工程、输水工程、净水工程。

1.1 主要用能工艺和工序及能耗指标和能效水平

本项目主要耗能在以下5个环节:

1) 取水系统:主要为取水设备消耗电能。

2) 输水系统:本工程采用重力输水方式，不消耗电能。

3) 净水系统:主要为水处理工艺设备消耗电能。

4) 配水系统: 主要为因为高程关系，加压设备耗能。

5) 生产生活照明用电，生产生活用水。

1.2 主要耗能设备及能耗指标和能效水平

本项目主要耗能设备耗能计算见表1。

2 水泵能效评估分析

泵站具有多种泵型可供选择时，应综合分析水力性能、机组造价、工程投资和运行检修等因素择优确定，条件相同时宜选用卧式离心泵。

2.1 干田坝水厂高位水池加压水泵

扬程为95 m，单泵提水流量为0.15 m3/s，可研阶段初选卧式单级双吸离心泵为推荐代表机型，根据水泵效率为79%:

水泵转速n =1480 r/min，单台水泵流量Q =0.15 m3/s，扬程H=95m

供水水泵比转速ns=( 3.65 ×n ×( Q/2)1/2) ÷H0.75=3.65 ×1480 ×(0.15/2)1/2) ÷950.75=48.62

根据《清水离心泵能效限定值机节能评价值》( GB19762—2005) 要求，曲线图1 确定未修正效率值:当Q=551 m3/h时，η =82%

根据曲线图3 确定效率修正值: 当ns=48.62时，Δη =11%

能效限定值: η1= η － Δη =82% －11% =71%

节能评价值: η2= η － Δη +1% =84% －11%+1% =74%

按《清水离心泵能效限定值及节能评价值》［1］( GB19762—2007) 要求计算，水泵能效限定值为71%，节能评价值为74%。可研设计选用供水水泵效率为79%，经计算评估认为该水泵效率满足规范能效限定值及节能评价值的要求［2－4］。

表1 主要耗能设备耗能计算表

2.2 干田坝水厂低位水池加压水泵

扬程为64 m，单泵提水流量为0.11 m3/s，可研阶段初选卧式单级双吸离心泵为推荐代表机型，根据水泵效率为75%:

水泵转速n =1 480 r/min，单台水泵流量Q =0.11 m3/s，扬程H =64 m

供水水泵比转速ns= (3.65 × n × ( Q/2)1/2) ÷H0.75= 3.65 ×1480 ×(0.11/2)1/2) ÷640.75= 55.99

根据《清水离心泵能效限定值机节能评价值》( GB19762—2005) 要求，曲线图1 确定未修正效率值:当Q =425 m3/h时，η =84%

根据曲线图3 确定效率修正值: 当ns=55.99时，Δη =8%

能效限定值: η1= η － Δη － =81.2% －9%=73.2%

节能评价值: η2= η － Δη +1% =83.3% －8%+2% =77%

按《清水离心泵能效限定值及节能评价值》( GB19762—2007) 要求计算，水泵能效限定值为73.2%，节能评价值为77%。可研选用供水水泵效率为75%，经计算评估认为下阶段应对该该水泵效率提出更高要求，要求水泵效率节能值达到节能评价值76%，确保本项目水泵为节能型产品。

3 电机能效评估分析

根据目前国内外各专业厂家的制造和同类工程机组运行经验，水泵电机可采用同步电机和异步电机两种形式。若选用同步电机，其功能因素高，稳定性好，但须增加励磁装置，而且控制设备复杂，运行维护工作量大，配用设备占地面积较大。故本工程泵站的水泵电机拟选用效率高，噪声低，工作可靠，保养维护简便的2 套立式异步电动机及1 套低压电动机，提水泵站的电机电压拟采用10 kV级。电机型号分别为YKK355—2、YKK400—2、YKK100—2。

评估认为:主要耗能设备的选型，充分考虑了节约能源和工程造价，达到一定的能效指标和能效水平，不会对能源消费构成不利影响。下阶段，应对电动机及水泵进行优化选型，

使其满足《评价企业合理用电技术导则》GB/T 3485—1998 和《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762—2007。提高功率因数，减小无功损耗。

4 变压器能效评估分析

目前国内使用的变压器主要有9 型、10 型、11型等几种类型。由于技术进步10 型和11 型从经济角度考虑相差不多，本工程选用的11 型低损耗变压器，其能耗值远低于GB 20052—2006《三相配电变压器能效限定值及节能平均值》，与9 型、10 型变压器相比其具有: 体积小、重量轻、效率高、损耗低、噪声低、运行可靠的特点，可减少大量的电网损耗和运行费用。从而降低了电气设备的能耗量。

本项评估认为:目前选用的SC11—315/10 型三相节能型变压器，根据《三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052—2006》标准规定，该容量电压器能效限定值为空载损耗P0= 880 W，负载损耗Pk(100 ℃) =3 270 W。该项目所选变压器满足《三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052—2006》能效限定值要求( 空载和负载损耗偏差允许在7.5%以内) ，属于节能降耗产品。

5 节能措施效果评估

本项目是自来水厂工程，原料为河水，产品为经过处理后达到饮用水标准的清洁水，生产过程中，主要消耗的为电能。对厂内所有用电设备( 含日常照明、通风、空调、工艺设备等厂内日常用电) 的功率、效率以及工作时间进行统计。

水厂生产规模为3.0 万m3/d，自来水厂设备用电总量为490.979 万kW，折合标准煤603.341 t。项目水能耗指标为0.58 kW·h/t。

本项目充分考虑自来水厂的项目特点，结合国家各种节能标准和规范，在规划、设计、建造和运行过程中，通过采用新型墙体材料，执行建造节能标准，加强构筑物用能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高工艺、运行、用电等的效率，降低能源消耗，合理、有效地利用能源。

6 结 语

1) 建立完善的能源消耗定额考核机制，制订详细的能耗考核指标，并与绩效考核挂钩，设立节能工作的节奖超罚制度，对节能工作中做出贡献的单位和个人给予一定表彰和奖励，以有效推进节能降耗工作。

2) 及时进行能耗指标的对比分析，通过对比分析，查找企业生产管理过程中存在的问题，及时推进节能技改管理，进一步提高企业能源管理水平。

3) 建议引进“合同能源管理”。鉴于合同能源管理公司的节能专业性，建议引入节能公司进行能源管理以减少能源费用。节能公司通过对企业能源利用状况进行调查和综合分析，提供节能减排和产能升级整体解决方案，达到优化能源配置，整体节能减排的目的。节能公司可为企业节能管理提供有效的评价方法与模式，同时，对企业实现科学用能管理、节约能源、降低成本、增强竞争力提供技术保障。

［1］全国能源基础与管理标准化技术委员会.GB 19762—2007 清水离心泵能效限定值及节能评价值［S］. 北京:中国标准出版社，2008.

［2］史俊阳. 给水厂节能降耗措施［J］. 给水排水，2002(05) :32 －33.

［3］何芳，张鹏飞. 某小城镇水厂变频二级供水泵房节能改造方案评估［J］. 给水排水，2012，38(03) :93 －96.

［4］唐三连. 水厂的节能降耗技术研究［J］. 武汉:武汉科技大学，2007.