节能技术
大型污水泵站节能途径研究
来源:中国节能减排网
本文结合上海市合流污水治理一期工程中的彭越浦泵站和出口泵站的节能措施,分析大型污水泵站的节能途径。为了改善日益恶劣的城市水环境,从根本上防止污水对城市河流的污染,许多城市正在建设或筹建大型截流排污工程。大型污水泵站在城市排污工程中起着关键性的作用,其运行时间长,消耗能量大。采用合理的工程技术手段,提高泵站的运行效率,对大型污水泵站的节能和管理具有十分重要的意。
1大型污水泵站节能途径1.1泵站能源消耗及泵站装置效率栗站的能源消耗是以能源单耗为衡量指标的,能源单耗是水栗每提水1000吨并将其扬高1米所消耗的能量。以电为能源的泵站能源单耗的表达式为3(3),历一水泵扬程(m)兄,朽一水泵轴功率(kW)当水泵转速变化时,其流量、扬程、轴功率等也相应地改变,而转速在一定范围内变化时其水泵效率变化不大。因此,可通过改变水泵转速来实现调节水泵运行工况。
8台NPSV1600-1340型污水泵,其中2台为变频调―速机组NPSV1600-1340型污水泵性能曲线如所示,该泵在净。下工作,则水泵工作点为戌,水泵效率可达最篼效率水泵效率下降为%,把水泵的转速《0变为后,则付~曲线变为时水栗的工作点从山变为水泵效率从提高到炉。同时,由于水泵流量的减少,提高了管路效率,从而使装置效率明显提高。
这是调速后的相似工况抛物线方程,尺为常数,在这条曲线上的点都是相似工况点,因而各参数都符合比例定律……
设泵站的净扬程为W净,管路阻力系数为5,则抽水装置所需要的流量扬程关系式为式(4)与式(5)联解可得为了保证水泵能在最高效率点工作,上述抛物线应通过水泵的设计点,若这时水泵的流量和扬程分别为和丑。,则尺=/ <.2,代入(6)(7)两式即得将式(8)代人式(3),即得最佳转速为即可求得不同的//净所对应的最佳转速n佳0 2.3彭越浦泵站变频调速机组运行性能上海市合流污水治理一期工程彭越浦泵站是目前亚洲最大的污水泵站,其设计流量为40m3/S,设计扬程为22m.由于截流管流量变化大,导致泵站装置扬程变化较大,实际运行表明彭越浦泵站装置扬程变幅在8.0m左右。鉴于此,该栗站安装了2台变频调速机组。为了进一步分析调速机组的运行性能,对彭越浦泵站7机组(变频调速机)进行了现场测试,结果见。
速n=375r/rain时,其装置效率为74.65%;当净扬程//净为14.30m,转速n =375r/min时,其装置效率为70.8%左右;当水栗转速调节为335r/min时,其装置效率为73.5%左右,调速后装置效率净提高了2.7%;当净扬程丑净为12.0m,水栗转速375r/min时,装置效率仅为68%左右;当水泵转速调节为300r/min时,其装置效率为72%左右时,调速运行后装置效率净增加了4%;显然,根据净扬程的变化,合理地调节水泵转速,可达到提高装置效率、节省能源的目的。
3泵站节能的水力措施泵站节能的水力措施主要包括泵站前池设底坎;前池中增设导流墩、立柱;水泵吸水口下设置导流板等。试验研究表明,采用上述水力措施,对改善泵站进水流态,提高泵站装置效率具有明显的作用。
3.1不良进水流态对水泵工作性能的影响机理不良进水流态是指进水系统中产生环流、旋涡或螺旋流。泵站抽送的水流可看作是粘性不可压缩流体,其涡旋矢量应满足的流体微分方程为:7―运动粘性系数尸一压力F―外力一拉普拉斯算子11*位的十台泵运行)试验表明,水流进入前池,遇到底坎后不仅削弱了主流的动量,改变了前池水流运动状态,削弱了前池两边的回流强度,同时过坎后产生一个与原先回流相垂直的旋滚,与水平方机组号加底坎前加底坎后向的回流相互作用,相互抵消各自的旋转动量,造成速度降低和局部压力梯度增大,使回流迅速闭合,成为一个通常的素乱扩散状态。采用此水力措施后,前池流态趋于平稳,水流越过底坎后分配均匀,流向稳定一致,水泵旋涡及翻滚等水力现象明显减弱()。
进水流态改善后,模型栗在设计扬程运行时,流量明显增加,水栗效率显著提高,见表1 4结论本文结合工程实例,扼要地论述了大型污水泵站的节能途径,对调速机组节能和前池水力措施节能的基本原理作了全面的阐述,为大型污水泵站的规划、设计、管理,提供了科学依据。
水泵的调速运行是通过调速电机来完成的。调速电机通常有变频调速和变极调速两种。实践证明,采用二级或三级调速基本能满足污水泵站扬程变化的要求。因此,在实施过程中,应根据情况,选择合适的调速电机的种类,以减少工程投资。需要说明的是,机组调速运行时,增速不可超过额定转速的5%,减速不可低过额定转速的20进水流态对泵站装置效率的影响往往不为人们所重视。但通过在前池中设置导流墩、底坎、立柱等设施来提高泵站的装置效率,往往简单而效果显著。需要指出的是,这些设施的具体尺寸及设置于前池中的位置,目前尚没有完善的经验公式来推算,必须通过模型试验加以确定。