摘要：完善的供水系统是城市生活的重要保障，由于供水系统本身的耗能情况较高，需要从根本上进行节能运行方法的探索。为了满足当前城市居民的用水需求，并达到节能减排的目的，本文对供水系统的主要能耗组成进行了简介，并在此基础上探讨了当前已有的几种节能运行方法，希望能够为城市供水系统的进一步优化助力。
关键词：城市供水系统；增压泵站；节能；运行方法
引言
随着城市化进程的推进，当前城市的规模在扩大、人口在增加，因而用水量及需要进行供水的范围也在进一步扩大的过程中。为紧跟不断提升的需求，城市供水系统中的耗能也在增加，不仅增加了供水方的运营成本及经济负担，而且也是一种对于能源的巨大消耗。当前的研究领域已经意识到城市供水系统能源消耗量较大的问题，并从宏观及微观角度进行节能方法的探索，下面就针对城市供水系统的主要能耗进行分析，为探究适宜的城市供水系统节能运行方法做铺垫。
1城市供水系统的主要能耗组成
对于不同的供水厂而言，所采用的管道设计、设备之间存在一定的差异性，但就主要耗能方面而言，也具备共同点。城市供水系统中，耗能最多的主要为电能，为了处理净化水资源、供给用水，需要大量的电力设备，其中送水泵站的能耗最高，是最应进行节能考虑的部分。泵站为了能够为不同距离、不同高度的用户供水，需要结合服务需求、能量损失、管道长度及具体的地点，计算出泵站所需的供水能量，而后设置相应的压力。而在这一过程中，管道的设计及管道内阻力，是产生过多能耗的部分之一，可以对本部分进行节能设计及处理。而除了满足全部用户均能至少达到最小服务水头的同时，也产生了很多多余的能量，不少用户富余的水头以及过大的水压，是过度耗能的主要源头。在进行节能设计时，应结合这一实际情况，找准节能运行的着力点，探索能够在实践当中发挥效用的节能方法，减少不必要的浪费。
2城市供水系统的节能运行方法
城市供水系统消耗的能源主要为电能，本文主要针对如何节约电能进行运行方法的分析。前文中已经提到了，消耗电能最大的为泵站，所以，应从降低泵站能耗方面入手，降低整个系统的能耗。由于供水系统为基础设施，所以要在满足整个城市供水需求的基础上，区分水泵的必要消耗和不必要消耗。应关注水泵提升的扬程是否合理、效率高不高、不同类型的水泵之间的搭配是否科学等。
2.1优化供水泵站
降低水泵站的能耗是供水系统节能的主要方法。泵站所涉及到的电机设备较多，包括水泵、电动机、止回阀、变压器等等，优化供水泵站的能耗情况，应当从监测、检查各类电器设备的耗电情况入手。应采用定期检查和随机抽查相结合的方法，对其中存在故障问题的设备进行维修，减少不必要的电力消耗，对于一些使用了很多年的老旧设备，应及时进行更新换代，在满足需求的基础上，优先选择具有节能优势的设备。对于高能耗部分，应及时检查其系统配置、设备型号、搭配设计、技术等方面是否存在问题，并及时进行处理及调整。此外，还应及时跟进城市各部分用水情况的实时动态，结合不同的区域、用水情况等进行具体设计，避免与实际情况脱节，产生大量不必要的电能浪费。
水泵耗能控制可以通过调速来实现。也就是在施工建设的时候，提前结合现场实际情况，对设计方案进行考核，对其中的水泵站效率进行检验，如有问题，及时进行水泵的更换，重新对水泵站进行设计。这种方法简单实用，但也存在一定需要注意的地方，比如，当前的水泵站管网较为复杂，更换水泵的工程量较大，对于已经建设完成的主干线路而言，具有实践困难。而且，城市供水的需求变化快，一直跟着需求更换设备，从经济上而言是不现实的。因此，在优化设计中，技术人员也能针对供水泵站的变频器参数进行调整，以便在满足供水需求的同时降低能源消耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若要保证水泵的流量不变，则技术人员需要结合水泵的运行能耗以及区域的电价对变频器的节能数值进行合理的计算，提升节能改造工作的进行质量。在改造过程中，技术人员要发挥变频器的调整作用，对水泵的运行压力进行调整，降低水泵运行功率，提升水泵的运行效率，降低运行能耗。
2.2优化输配水管网
在水泵站当中，关系到管网水头损失情况的是压头，也就是扬程，简言之就是水泵所能泵水的高度，为了降低泵水的阻力，应对水管网进行科学的设计，尽可能降低管水网水头的损失，缩减扬程。在进行水管网的设计时，可以结合不同的地势地形，进行输送配水管网络的巧妙规划，借助城市地貌进行扬程的缩减。在进行主干线的选择时，应尽量以地势高的地方为中心，且考察周边的用户数量及用水量，优先选址为用水量大、用户多的位置，而后可以利用地形的便捷，为周边的城区供水，减少扬程。城市区域较大的，可以采用分区供水的方式，结合不同区域的实际情况，进行配水管网的灵活设计。而且，为了保障供水能够满足全部用户的实际需求，应当在部分区域加设加压泵站，对扬程进行调控，保障水压能够满足用水需要。此外，供水系统当中的水头数量也是产生能耗的节点之一，适当的减少总水头有助于降低整体能耗。在采取分区域供水的方式进行系统设计时，部分区域可以直接借助地势进行供水，而需要加压的部分也能采用局部增加压力的方法进行，能够在保障供水安全稳定、符合需要的同时，降低能耗。在这种模式下，可以降低系统内部的水头量，节约能量及能耗。
2.3调速泵与定速泵的优化组合
对于不同的城市供水系统而言，所选择使用的水泵之间具有一定的差异性。不同的水泵的作用点，以及其效率、扬程、流量之间也是不一样的。为了能够充分利用不同类型的水泵发挥出实际的供水作用，并考虑到降低能耗、减少浪费方面的要求，可以采用调速泵与定速泵组合使用的方式，使输水量能够与用水量保持一致，同时还能保持恒压。定速泵利用的是离心力原理，而调速泵则是利用液力耦合器实现力的传递，所以，在定速运行的情况下，两种水泵组合使用，能够保持等压力供水，与单一泵的使用相比，能耗更低，当前已经有部分供水企业开始使用这种组合方式。
2.4供水管网加压站优化运行
对于用水量及用户数量相对较少的小城市中，单一水厂供水即可满足日常需求；而在城市规模较大，内部供水链条较为复杂的大城市中，采用多个水厂进行供水方能达到预期的供水效果。在多个水厂共同构建城市供水系统时，不同水厂之间的供水存在一定的干扰性，水厂的出厂水压有高有低，水的流速及流量之间也参差不齐，应当对供水管网的加压站进行优化运行，以保障不同的泵站能够保持相同的步调，相互协调，共同提供更为优质的供水服务。在进行城市供水管网加压站的优化之前，应当提前对本城的全部加压站进行统计，了解其当前的工作状态，并对目前各个水厂的出厂水压进行调查记录，在保障用户基本用水压力的基础上，通过调整泵站的压力、水量、管道等，均衡并降低出厂压力，减少过多的水头。
结语
综上所述，节能减排是可持续发展的必由之路，也是当前国内国际共同关注的重要领域。城市供水系统的节能运行，不仅能够大幅度降低城市整体的电能消耗，而且还能为供水企业带来更多的经济效益，实属一举两得。应深入探究具有实用性及实效性的系统优化方法，使城市供水系统更为节能环保。
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论文作者:罗敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/11
标签：供水系统论文; 水泵论文; 节能论文; 城市论文; 泵站论文; 水头论文; 扬程论文; 《基层建设》2019年第22期论文;