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水泵节能改造设计《新闻》巢湖

发布时间:2020-08-12 12:12:57 来源:冶金机械网

2016-11-17 08:57:28来源:环保水圈

水泵是消耗电能较多的一种设备,在设计泵站时,由于对泵性能缺乏全面的认识,往往片面强调保险,以最大工况加算较多的余量还考虑到远期发展需要,选泵时又宁大毋小,导致了水泵的性能大大超过装置实际需求,水泵经常处于低效区运行或采用阀门节流,造成电能的巨大浪费。

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污水处理厂提升泵房的电耗一般占到全厂电耗的20%左右,是污水处理厂的节能重点。对于污水提升泵的节能,首先应充分应用节能设计。其次,对于己建好的污水厂,仍能通过更换部分设备或加强管理进行节能。

进行节能设计,合理确定水泵扬程

国内进行污水厂高程设计时,水头损失都采取估算方法,而且普遍偏高,导致提升泵设计扬程偏高,一般提升泵之后的高位配水池水位要高于系统末端接触消毒池进水口4~8m,而发达国家一般污水厂总水位差仅2.0m左右。可见我们估算的过于保守,因此最好结合地形通过详细的水力学计算来确定污水处理系统总水位差,从而合理确定水泵扬程。

根据水泵的有效Nu=γQH,可知当γ、Q一定时,Nu 与γ呈正比。因此降低水泵扬程节能效果将非常显著。例如:某AA/O的工艺污水厂和某污水处理厂同是传统活性污泥法(鼓风曝气),工艺流程都采用曝气沉砂池—初沉池—曝气池—二沉池—排水,而总水位差(从污水提升泵出水水面至污水厂出水口水面的高度 ),调查的AA/O工艺污水厂为5.92m,某污水厂却为4.50m,两者相差1.42m,AA/O工艺污水厂要多提升1.42m,通过计算每年要多耗电近100万kW·h。

降低水泵扬程可采取以下措施:

1)设计高程时,尽量做到一次提升,避免多次提升污水。尽量利用重力流、自流经过处理构筑物,避免由于多次重复提升带来的能量消耗。

2)设计构筑物的进、出水口形式和管道之间的连接方式时,要合理选用设备的型式,减少处理流程的水头损失。各构筑物和管线的布置应紧凑、简洁,避免不必要的拐弯和长距离输送,这既可以减少水头损失,又可以降低污水一级提升泵的扬程,这将大大降低电能消耗。反之,如果设计时考虑不周或布置失误,能耗、运行费用都可能会很大。

3)改固定堰为可调堰,非淹没堰为淹没堰,落差可由35~40cm减少到10cm。

4)充分考虑构筑物的特征和构筑物之间的相互关系,合理集中布置某些构筑物,如污泥浓缩池与调节池或初沉池集中。

5)当实际条件许可时,可把某些处理单元合建。如中和反应池与沉淀池,反应池与气浮池或滤池,调节池与浓缩池,格栅与沉砂池等,以降低土建工程量。一些发达国家总水位差比较小。如日本关键就在于初沉池、曝气池、二沉池都采用方形平流式,三池合建,首尾相连,水流通畅,最大限度地减小了水头损失。

6)在平面设计时,充分考虑构筑物的特征和构筑物之间的相互关系,合理集中布置某些构筑物,如把污泥浓缩池与调节池或初沉池集中,坚决反对一味追求宽松、美观大方等不切实际的做法,节省土地资源,减少水力输送环节,降低能耗。

更换部分设备或加强管理进行节能

上面的AA/O工艺污水厂实际运行的只有3台水泵,仅,1台软启动泵,只能对几种水量进行提升;氧化沟工艺污水厂运行的3台MNC离心泵全是定速泵,对水量调节能力较差;两个提升泵房都不能实现水量的连续调节,满足不了工艺的要求,对生化处理效果产生一定的影响。而且由于两个污水厂建厂较早,运行时间较长,现在还有部分老式水泵,这些效率低、高能耗的设备也会增加污水厂的能耗量。

可从以下几方面着手对水泵节能改造:

1)变频调速技术的应用

城市污水处理厂的提升泵站一般为24小时运行,而由于每天的不同时段进水量不同,因此污水提升机组大部分时间都不在高效区运行。采用变频调速设备可使水泵平均转速比工频转速降低左右,累计节能效率可达一。变频调速设备与采用阀门、档板调节流量相比,节能效率可达一。

变频调速技术还可提高水泵的运行质量。消除设备负荷不均衡产生的“水锤现象”,减小对电网的冲击。当运行水泵发生故障时,变频器将自动切断供电电路,进入保护状态并输出报警信号,将进行检测,而后启动备用泵。

2)实际污水厂设计水泵机组应尽量采用同一泵型、同一型号,以利于维修管理,同时选择不同流量大小的水泵搭配。

3)水泵在运行管理过程中应减少频繁启动进水泵,根据实际情况而定。

a.合理更换水泵。调节池的进水泵数量一般在2台以上。当其中一台水泵连续工作24h以上时,水泵叶轮会磨损,或由于污水中杂物较多,如毛线、塑料袋等杂物会缠绕叶轮,水泵瞬时流量减少,导致污水处理量降低。所以当流量计显示水泵瞬时流量明显减少时,应启动另一台水泵工作,保证处理水量。

b.合理启动水泵。大多数城市污水处理厂因配套市政管网未完善或冬天污水量减少而不能满负荷运行,调节池的水位不高。当调节池的水位升到最高时,水泵的瞬时流量较大;当调节池的水位较低时,水泵的瞬时流量较小。因此为了节省电能消耗,应在调节池水位最高时启动水泵。

c.利用峰谷电价进行间断污水处理。当污水处理量减少时,而晚上的电价较便宜,可累积污水,等到晚上进行处理。当污水处理量充足时则不宜采用。

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