二泵房机泵节能改造实践
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公司成立于 2005 年 12 4 3 月 8 日， 总供水能力为 45 × 10 m / d， 供水面积约 2 610 km ， 服务人口约 80 万。公司下属 2 座水厂和 1 4 3 个泵站管理所： 第二水厂的供水能力 10 × 10 m / d； 4 3 第三水厂的供水能力为 35 × 10 m / d， 其中一车间 4 3 4 3 30 × 10 m / d ， 5 × 10 m / d ； 泵站管理 二车间为 为 所共管辖华亭、 泰日等 15 个泵站。通常二泵房和中 途泵站的机泵设计需考虑中远期及最不利工况点的 要求， 即以供水管网的最高日最高时用水量和压力
节能降耗可以降低供水企业的生产成本， 提高 经济效益。有资料表明， 供水企业在供水过程中的 平均电耗占制水成本的 20% ～ 30% ， 其中约 90% 以 。《城市供水行业 2010 年技术进 上的电耗用于机泵 步发展规划及 2020 年远景目标》 中提出了关于节能 ［1 ］ 降耗的目标和措施 。 影响供水系统节能降耗的 因素是多方面的， 如规划布局、 运行管理、 优化调度、 设备改造、 维修养护及业务流程等。 在能源严重紧 缺的情况下， 节能降耗已成为供水企业当前的重要 任务之一。
Energy saving and renovation of pump set in secondary pump station
Fang Weizeng， Hu Ling， Cao Hui
（ Shanghai Waterworks Fengxian Co．， Ltd．，Shanghai 201400 ，China） Abstract： The design and type selection of pump set for secondary pump station and midway booster pump station were designed according to the requirement of mid long term and the most adverse working condition point． The pump always deviated from the efficient area during practical operation． The energy saving and renovation of pump set showed that it could effectively improve the operational efficiency of pump station，reduce the power consumption of water supply in order to reach the aim of energy saving and consumption reduction by altering the characteristic curve and economic operational dispatching of the pump and effluent pipeline． Meanwhile，reasonable suggestions of energy saving and renovation for pump set were put forward in the light of the technical issues in the course of pump set renovation． Key words： curve； secondary pump station； booster pump； energy saving and consumption reduction； efficiency 1 characteristic reservoir pump；
# # 第二水厂二泵房共有 4 台水泵机组 （ 3 ～ 6 ） ， # # 改造前各水泵的主要参数及运行方式如下 ： 3 和 4 3 水泵的额定流量为 1 842 m / h， 额定扬程为40 m， 运 # 行方式为变频调速， 平时处于常用状态； 5 水泵的额 3 定流量为 2 800 m / h， 额定扬程为 28 m， 运行方式 # 为工频， 平时处于备用状态； 6 水泵的额定流量为
此时水泵的额定流量为 2 450 m / h， 扬程为 29 m。 （ 2 ） 优化管路特性曲线 3 # ～ 6 # 水泵机组由西向东排列， 水泵出水管道 4 与 5 机组之间设置 1 个隔离阀， 采用并联布置， 出 厂供水管共有 2 根， 分别靠近 3 和 6 机组。6 水泵
# 的出水管管径为 DN800 ， 比 4 水泵的出水管管径 # # （ DN600 ） 大， 且 3 和 6 水泵分别靠近 2 根出厂供水 # # # # #
{
应用实例
第二水厂节能改造
H2 / H1 = （ N2 / N1 ）
2
（ 2）
3. 1
H1 式中 N1 为原转速； N2 为改变后的转速； Q1 、 H2 分别为电机转速改变 分别为原流量和扬程； Q2 、 后的流量和扬程。 2. 1. 2 切削叶轮外径 切削叶轮外径是改变水泵性能曲线的一种简便 易行的方法， 投资少且见效快。 根据水泵比转数的 大小和实际工况确定叶轮的切削量， 但叶轮也不能 任意切削， 当比转数大时只能少量切削， 否则效率下 降太多。通过切削叶轮， 水泵的流量和扬程发生变 化， 其关系见式（ 3 ） ：
表1 Tab． 1 改造前后配水单位电耗的变化 Variations of unit power consumption in water distribution before and after renovation 配水单位电耗 / 时间 （ kWh·10 － 3 m － 3 ·10 － 6 Pa － 1 ） 400． 99 改造前 393． 59 3 月 7 日—4 月 21 日 4 月 22 日—6 月 15 日 391． 55 6 月 16 日—8 月 15 日 386． 32 水泵效 率 /% 69． 27 70． 57 70． 94 71． 90
以有效地降低管路损失， 从而提高系统的效率。 合 理选择水泵出口的止回阀也能起到节能作用 。止回 阀的种类很多， 有旋启式止回阀、 多瓣式止回阀、 微 选择阻力较小的止回阀可以提高 阻缓闭止回阀等， 系统的效率。此外， 二泵房的出水管路上不再设置 单向阀， 可以减少出水管路的水头损失， 节能降耗效 果明显。 2. 3 经济运行调度 生产运行过程中， 在保证水量、 水压满足要求的 前提下做好经济调度也是节能的重要手段之一 。 提高清水池（ 水库 ） 水位， 以减少电耗。 在 夜间用电低谷时段蓄足清水池的水量 ， 节约电能； 清 ①
#
{
Q2 / Q1 = D2 / D1 H2 / H1 = （ D2 / D1 ）
2
（ 3）
式中 D1 为叶轮原直径； D2 为叶轮切削后的直 H1 分别为原流量和扬程； Q2 、 H2 分别为叶轮 径 ； Q1 、 切削后的的流量和扬程。 2. 2 改变管道特性曲线 合理设计出水管路及选择合适的出水管管径可
机泵节能改造措施
改变水泵性能曲线
确保水泵尽可能在高效区运行是水泵节能的关 键。为适应不同的工况点， 需要改变水泵的性能曲 线， 常用的方法是调速和切削叶轮。 2. 1. 1 改变电机转速 根据电机转速公式： 60 f（ 1 － s） n= p （ 1）
水池尽可能在高水位运行， 可减少水泵的吸程， 从而 节约电能。 依据供水量和管网压力及时调整开停机泵 的台数及类型， 优化水泵运行方案。 定期做好设备 ② 保养和水泵机组效率的测试工作， 优先开启效率高 的机组， 以达到节能的目的。 在日常运行中， 尽可能使用增压泵， 充分利 压力水进入水库后压力降到零， 若采 用管网的余压， ③ 用水库泵提升扬程， 则导致部分能量浪费， 而采用增 。 压泵可以减少能量的损耗 3
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2012 年 4 月
方伟曾， 等： 二泵房机泵节能改造实践
第6 卷
第2 期
来设计水泵的流量和扬程， 故水泵实际运行中所需 使得水泵经 的压力和流量与设计值有较大的差异， 常偏离高效区运行， 造成电能浪费， 故需要采取措施 以 对不合理用能的机泵实施节能改造和优化运行 ， 期进一步降低能耗。 2 2. 1
3
万元， 经济效益明显。
表2 Tab． 2 改造前后千吨水供水电耗的变化 Variations of power consumption for 1 000 m3 water supply before and after renovation 时间 2 月 1 —28 日（ 改造前） 3 月 8 日—4 月 21 日 4 月 22 日—6 月 15 日 6 月 16 日—8 月 15 日
第6 卷 第2 期 2012 年 4 月
供水技术
WATER TECHNOLOGY
Vol． 6 No． 2 Apr． 2012
二泵房机泵节能改造实践
方伟曾， 胡 玲， 曹 晖
（ 上海市自来水奉贤有限公司，上海 201400 ）
摘 要： 二泵房和中途泵站的机泵设计选型通常是根据中远期和最不利工况点的要求来设 计的， 水泵在实际运行中往往偏离高效区 。机泵节能改造实践表明， 通过改变水泵和出水管路的特 性曲线及经济运行调度， 可以有效地提高泵房的运行效率 ， 降低供水电耗， 以达到节能降耗的目的。 同时， 针对机泵改造过程中存在的技术问题 ， 提出了机泵节能技术改造的合理化建议 。 关键词： 二泵房； 节能降耗； 特性曲线； 中图分类号： TU991． 6 文献标志码： B doi： 10． 3969 / j． issn． 1673 － 9353． 2012． 02． 014 水库泵； 增压泵； 效率 文章编号： 1673 － 9353 （ 2012 ） 02 － 0052 － 04
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第6 卷
第2 期
供
节能降耗可以降低供水企业的生产成本， 提高 经济效益。有资料表明， 供水企业在供水过程中的 平均电耗占制水成本的 20% ～ 30% ， 其中约 90% 以 。《城市供水行业 2010 年技术进 上的电耗用于机泵 步发展规划及 2020 年远景目标》 中提出了关于节能 ［1 ］ 降耗的目标和措施 。 影响供水系统节能降耗的 因素是多方面的， 如规划布局、 运行管理、 优化调度、 设备改造、 维修养护及业务流程等。 在能源严重紧 缺的情况下， 节能降耗已成为供水企业当前的重要 任务之一。
Energy saving and renovation of pump set in secondary pump station
Fang Weizeng， Hu Ling， Cao Hui
（ Shanghai Waterworks Fengxian Co．， Ltd．，Shanghai 201400 ，China） Abstract： The design and type selection of pump set for secondary pump station and midway booster pump station were designed according to the requirement of mid long term and the most adverse working condition point． The pump always deviated from the efficient area during practical operation． The energy saving and renovation of pump set showed that it could effectively improve the operational efficiency of pump station，reduce the power consumption of water supply in order to reach the aim of energy saving and consumption reduction by altering the characteristic curve and economic operational dispatching of the pump and effluent pipeline． Meanwhile，reasonable suggestions of energy saving and renovation for pump set were put forward in the light of the technical issues in the course of pump set renovation． Key words： curve； secondary pump station； booster pump； energy saving and consumption reduction； efficiency 1 characteristic reservoir pump；
# # 第二水厂二泵房共有 4 台水泵机组 （ 3 ～ 6 ） ， # # 改造前各水泵的主要参数及运行方式如下 ： 3 和 4 3 水泵的额定流量为 1 842 m / h， 额定扬程为40 m， 运 # 行方式为变频调速， 平时处于常用状态； 5 水泵的额 3 定流量为 2 800 m / h， 额定扬程为 28 m， 运行方式 # 为工频， 平时处于备用状态； 6 水泵的额定流量为
此时水泵的额定流量为 2 450 m / h， 扬程为 29 m。 （ 2 ） 优化管路特性曲线 3 # ～ 6 # 水泵机组由西向东排列， 水泵出水管道 4 与 5 机组之间设置 1 个隔离阀， 采用并联布置， 出 厂供水管共有 2 根， 分别靠近 3 和 6 机组。6 水泵
# 的出水管管径为 DN800 ， 比 4 水泵的出水管管径 # # （ DN600 ） 大， 且 3 和 6 水泵分别靠近 2 根出厂供水 # # # # #
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应用实例
第二水厂节能改造
H2 / H1 = （ N2 / N1 ）
2
（ 2）
3. 1
H1 式中 N1 为原转速； N2 为改变后的转速； Q1 、 H2 分别为电机转速改变 分别为原流量和扬程； Q2 、 后的流量和扬程。 2. 1. 2 切削叶轮外径 切削叶轮外径是改变水泵性能曲线的一种简便 易行的方法， 投资少且见效快。 根据水泵比转数的 大小和实际工况确定叶轮的切削量， 但叶轮也不能 任意切削， 当比转数大时只能少量切削， 否则效率下 降太多。通过切削叶轮， 水泵的流量和扬程发生变 化， 其关系见式（ 3 ） ：
表1 Tab． 1 改造前后配水单位电耗的变化 Variations of unit power consumption in water distribution before and after renovation 配水单位电耗 / 时间 （ kWh·10 － 3 m － 3 ·10 － 6 Pa － 1 ） 400． 99 改造前 393． 59 3 月 7 日—4 月 21 日 4 月 22 日—6 月 15 日 391． 55 6 月 16 日—8 月 15 日 386． 32 水泵效 率 /% 69． 27 70． 57 70． 94 71． 90
以有效地降低管路损失， 从而提高系统的效率。 合 理选择水泵出口的止回阀也能起到节能作用 。止回 阀的种类很多， 有旋启式止回阀、 多瓣式止回阀、 微 选择阻力较小的止回阀可以提高 阻缓闭止回阀等， 系统的效率。此外， 二泵房的出水管路上不再设置 单向阀， 可以减少出水管路的水头损失， 节能降耗效 果明显。 2. 3 经济运行调度 生产运行过程中， 在保证水量、 水压满足要求的 前提下做好经济调度也是节能的重要手段之一 。 提高清水池（ 水库 ） 水位， 以减少电耗。 在 夜间用电低谷时段蓄足清水池的水量 ， 节约电能； 清 ①
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Q2 / Q1 = D2 / D1 H2 / H1 = （ D2 / D1 ）
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（ 3）
式中 D1 为叶轮原直径； D2 为叶轮切削后的直 H1 分别为原流量和扬程； Q2 、 H2 分别为叶轮 径 ； Q1 、 切削后的的流量和扬程。 2. 2 改变管道特性曲线 合理设计出水管路及选择合适的出水管管径可
机泵节能改造措施
改变水泵性能曲线
确保水泵尽可能在高效区运行是水泵节能的关 键。为适应不同的工况点， 需要改变水泵的性能曲 线， 常用的方法是调速和切削叶轮。 2. 1. 1 改变电机转速 根据电机转速公式： 60 f（ 1 － s） n= p （ 1）
水池尽可能在高水位运行， 可减少水泵的吸程， 从而 节约电能。 依据供水量和管网压力及时调整开停机泵 的台数及类型， 优化水泵运行方案。 定期做好设备 ② 保养和水泵机组效率的测试工作， 优先开启效率高 的机组， 以达到节能的目的。 在日常运行中， 尽可能使用增压泵， 充分利 压力水进入水库后压力降到零， 若采 用管网的余压， ③ 用水库泵提升扬程， 则导致部分能量浪费， 而采用增 。 压泵可以减少能量的损耗 3
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2012 年 4 月
方伟曾， 等： 二泵房机泵节能改造实践
第6 卷
第2 期
来设计水泵的流量和扬程， 故水泵实际运行中所需 使得水泵经 的压力和流量与设计值有较大的差异， 常偏离高效区运行， 造成电能浪费， 故需要采取措施 以 对不合理用能的机泵实施节能改造和优化运行 ， 期进一步降低能耗。 2 2. 1
3
万元， 经济效益明显。
表2 Tab． 2 改造前后千吨水供水电耗的变化 Variations of power consumption for 1 000 m3 water supply before and after renovation 时间 2 月 1 —28 日（ 改造前） 3 月 8 日—4 月 21 日 4 月 22 日—6 月 15 日 6 月 16 日—8 月 15 日
第6 卷 第2 期 2012 年 4 月
供水技术
WATER TECHNOLOGY
Vol． 6 No． 2 Apr． 2012
二泵房机泵节能改造实践
方伟曾， 胡 玲， 曹 晖
（ 上海市自来水奉贤有限公司，上海 201400 ）
摘 要： 二泵房和中途泵站的机泵设计选型通常是根据中远期和最不利工况点的要求来设 计的， 水泵在实际运行中往往偏离高效区 。机泵节能改造实践表明， 通过改变水泵和出水管路的特 性曲线及经济运行调度， 可以有效地提高泵房的运行效率 ， 降低供水电耗， 以达到节能降耗的目的。 同时， 针对机泵改造过程中存在的技术问题 ， 提出了机泵节能技术改造的合理化建议 。 关键词： 二泵房； 节能降耗； 特性曲线； 中图分类号： TU991． 6 文献标志码： B doi： 10． 3969 / j． issn． 1673 － 9353． 2012． 02． 014 水库泵； 增压泵； 效率 文章编号： 1673 － 9353 （ 2012 ） 02 － 0052 － 04
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第6 卷
第2 期
供
