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【摘 要】 本文通过对矿区供水方案以及系统能耗的综合分析，简要介绍了所采取的设备优化运行的方案，并总结了取得的效果.对其它矿区供水系统的设备管理有一定的借鉴意义。
【关键词】 矿区能耗设备;优化;供水方案;探讨
引言：
矿区供水方案中的设备管理是一项非常系统化的工程，涉及到泵、电动机、控制设备、变压器、管道、传动装置等，不仅要提高各个组成部分的效率，更重要的是要提高整个系统的效率。我们是通过对能耗的综合分析，充分利用现有资源，而不是简单的进行设备更新。合理安排设备运行方式，进行設备的优化运行，进行针对性的技术改造，采取挖潜增效措施，从而达到提高系统效率，改善设备性能，实现经济运行的目的。
一、工程概况
其供水系统目前承担着矿区20多个单位，8万名职工家属用水的供水任务，水资源开采量为5万m3/日左右，输送到水处理厂通过38口水源井群，经处理后再输送到居民用户经过二级泵站加压。在矿区生活、生产区内，水源井分布较为分散。自改革开放以来，随着矿区逐年扩大的建设规模，运行设备老化程度高，水量损失较大，增加了设备一定的管理难度。
二、对比选型实验
以下分别对500泵房向+820水池供水和738向+820水池供水两种供水方案进行选型计算，来对比两种方案孰优孰劣。
（一）500泵房向+820水池供水
1、水泵选型及稳定性校验
根据容量200m3和日需水量，可确定流量为10-15m3/h。
该方案据实地勘测，需掘进一条斜巷倾角为23°30′。因此，水泵一定要产生的扬程：
HB=HC（1+0.1～0.12/sinα）=320×（1+0.1～0.12/sin23°30′）≈400.3～416.3m
可从样本泵产品中查得50DG50X8型离心式水泵流量为Q=10m3/h，总扬程H=4llm，电动机功率N=37kw，效率η=46%。
从水泵参数能够看出，Q=0时的扬程H0>4llm，又411x0.9=369.9m。该值不小于HC=324.5m，所以对条件0.9H0≥HC的要求可以稳定满足。
2、吨水电耗
（l）按水泵稳定运行条件根据经验计算耗电量，可估算耗电量。
因日需水量各时期相同，所以在一年内一台水泵的耗电量
E=1.05×[ρgnQiHi/（1000×3600ηiηciηdiηw）]riTi=212515.6kwh
式中
1.05—照明等辅助用电系数;
ρ—取ρ=1011kg/m3，饮用水密度;
Qi—按现场条件工况流量，取额定流量的1.05倍;
Hi—按现场条件工况扬程，取额定扬程的0.9倍;
ηi—泵工况效率，按额定效率（46%）计算;
ηci—传动效率，取ηci=0.98;
ηdi—电机效率，取ηdi=0.90;
ηw—电网效率，取ηw=0.95;
ri—工作日数，d;
Ti—每昼夜工作小时数，h。
3、计算吨水电耗
吨水能耗=E/（QiriTi）=212515.6kwh/（10.5×365×20）≈2.77kwh
（二）738向+820水池供水
1、水泵选型及稳定条件校验
738向+820水池供水为800m的水池斜长，倾角α=arcsin（820-738.25）/800=5°52′，sinα=0.1022。故水泵一定要产生的扬程：
HB=（820-738）×（1+0.1～0.12/sinα）=82×（1+0.1～0.12/sin5°52′）≈162.2～178.3m
流量Q仍取10～5m3/h。
可选用DG12-25x7型水泵，其流量12.5m3/h，扬程175m.配用功率15kw，效率54%。可知Q=0时的扬程H0>175m，又175×0.9=157.5m。该值不小于Hc=62+4.5=66.5m，对条件o.9H0≥Hc的要求稳定满足。
2、吨水电耗
（l）可按水泵稳定运行条件根据经验计算耗电量，估算耗电量。
因日需水量各时期相同，所以在一年内一台水泵的耗电量
E=1.05×[ρgnQiHi/（1000×3600ηiηciηdiηw）]riTi=76934.8kwh
3、计算吨水电耗
吨水电耗=E/（QiriTi）≈1.01kwh
（三）方案优化
从以上分析、计算可知，500泵房向+820供水方案不需增设人员，能满足使用要求，也便于管理，但是其需掘进巷道802.3m，且吨水电耗量达2.77kwh，约需资金32万元，显然成本太高。
三、进行地下水资源监测，优化泵设备的下泵深度
一切有关水源质与量的基础是水资源监测，实施水资源监测工作主要包括监测制度的制定和监测网点的设置，为水量平衡通过监测提供资料，并对如何进一步挖掘水源潜力可以进行指导。
矿区共有水源井38口，其中33口井安装250QJ型潜水泵，5口井安装8JD型深水泵。对一级水源井通过监测，在38口水源井中发现有23口水源井单井产水量逐年降低，水位下降厉害，水井单耗上升，如与开采初期相比，9号井，2号井水位下降近10米，确定下泵深度根据井下水位的具体情况（如表1）。避免了井泵的干抽现象。不仅减少了单井的能耗，而且提高了单井产水量。
表1 水源井情况表（选其中9口井为代表）
四、应用节能新技术，优化现有设备的运行工况
目前较为有效的手段是新技术的应用，在相对资金紧张的情况下，我们挤出一定的资金，将节能新技术引入到实际的生产中来，并且进行针对性的改造现有设备工程。
（1）通过一块电流表监测水泵的运行状况是原来水源井的现场，监测数据单一，亦是由人工控制水池水位。我们采用三遥控制（遥控、遥信、遥测），即进行遥控水源井的电机壳温、电机电流、流量、泵出口压力等，使得输水系统的实时自动监控基本实现。
（2）原采用就地控制来的二级泵站供水离心泵，水泵的启、停并不是完全根据管路压力和实际用水量的变化来调节，而是人工操作，变频调速进行了改造，对二级泵站供水离心泵实现了自动控制。
五、节能效益分析
（1）对一级水源井通过监测，了解每口井的具体水位，从而有效地控制下泵深度，基本上消灭了井泵的无功作业，提高了井泵的作业效率。全年用电量520万kwh，与上一年相比，下降16万kwh。
（2）设备诊断与监测工作的开展，节能新技术的应用，设备及管网的紧急抢修次数明显减少了，降低了人工、维修成本和零部件的消耗等，使得设备的开工率提高。据有关资料统计，可相应节能5～15%。全年可节电35万kwh。
六、结束语
通过能耗对比试验，我们不难看出，供水方案的优化其实就是对供水设备能耗问题的优化方案，通过认真的机械选型，加之一定的水泵优化处理手段，定能够满足低能耗满足供水需求的要求。
参考文献：
[1]施宅辛，王小慧，王煜乾.矿区供水水源设计与水文地质勘探有关问题探讨[J].陕西煤炭，2002，01：16-18.
[2]王浩.统配煤矿矿区供水问题亟待解决[J].煤炭经济研究，1989，05：36-37.
【关键词】 矿区能耗设备;优化;供水方案;探讨
引言：
矿区供水方案中的设备管理是一项非常系统化的工程，涉及到泵、电动机、控制设备、变压器、管道、传动装置等，不仅要提高各个组成部分的效率，更重要的是要提高整个系统的效率。我们是通过对能耗的综合分析，充分利用现有资源，而不是简单的进行设备更新。合理安排设备运行方式，进行設备的优化运行，进行针对性的技术改造，采取挖潜增效措施，从而达到提高系统效率，改善设备性能，实现经济运行的目的。
一、工程概况
其供水系统目前承担着矿区20多个单位，8万名职工家属用水的供水任务，水资源开采量为5万m3/日左右，输送到水处理厂通过38口水源井群，经处理后再输送到居民用户经过二级泵站加压。在矿区生活、生产区内，水源井分布较为分散。自改革开放以来，随着矿区逐年扩大的建设规模，运行设备老化程度高，水量损失较大，增加了设备一定的管理难度。
二、对比选型实验
以下分别对500泵房向+820水池供水和738向+820水池供水两种供水方案进行选型计算，来对比两种方案孰优孰劣。
（一）500泵房向+820水池供水
1、水泵选型及稳定性校验
根据容量200m3和日需水量，可确定流量为10-15m3/h。
该方案据实地勘测，需掘进一条斜巷倾角为23°30′。因此，水泵一定要产生的扬程：
HB=HC（1+0.1～0.12/sinα）=320×（1+0.1～0.12/sin23°30′）≈400.3～416.3m
可从样本泵产品中查得50DG50X8型离心式水泵流量为Q=10m3/h，总扬程H=4llm，电动机功率N=37kw，效率η=46%。
从水泵参数能够看出，Q=0时的扬程H0>4llm，又411x0.9=369.9m。该值不小于HC=324.5m，所以对条件0.9H0≥HC的要求可以稳定满足。
2、吨水电耗
（l）按水泵稳定运行条件根据经验计算耗电量，可估算耗电量。
因日需水量各时期相同，所以在一年内一台水泵的耗电量
E=1.05×[ρgnQiHi/（1000×3600ηiηciηdiηw）]riTi=212515.6kwh
式中
1.05—照明等辅助用电系数;
ρ—取ρ=1011kg/m3，饮用水密度;
Qi—按现场条件工况流量，取额定流量的1.05倍;
Hi—按现场条件工况扬程，取额定扬程的0.9倍;
ηi—泵工况效率，按额定效率（46%）计算;
ηci—传动效率，取ηci=0.98;
ηdi—电机效率，取ηdi=0.90;
ηw—电网效率，取ηw=0.95;
ri—工作日数，d;
Ti—每昼夜工作小时数，h。
3、计算吨水电耗
吨水能耗=E/（QiriTi）=212515.6kwh/（10.5×365×20）≈2.77kwh
（二）738向+820水池供水
1、水泵选型及稳定条件校验
738向+820水池供水为800m的水池斜长，倾角α=arcsin（820-738.25）/800=5°52′，sinα=0.1022。故水泵一定要产生的扬程：
HB=（820-738）×（1+0.1～0.12/sinα）=82×（1+0.1～0.12/sin5°52′）≈162.2～178.3m
流量Q仍取10～5m3/h。
可选用DG12-25x7型水泵，其流量12.5m3/h，扬程175m.配用功率15kw，效率54%。可知Q=0时的扬程H0>175m，又175×0.9=157.5m。该值不小于Hc=62+4.5=66.5m，对条件o.9H0≥Hc的要求稳定满足。
2、吨水电耗
（l）可按水泵稳定运行条件根据经验计算耗电量，估算耗电量。
因日需水量各时期相同，所以在一年内一台水泵的耗电量
E=1.05×[ρgnQiHi/（1000×3600ηiηciηdiηw）]riTi=76934.8kwh
3、计算吨水电耗
吨水电耗=E/（QiriTi）≈1.01kwh
（三）方案优化
从以上分析、计算可知，500泵房向+820供水方案不需增设人员，能满足使用要求，也便于管理，但是其需掘进巷道802.3m，且吨水电耗量达2.77kwh，约需资金32万元，显然成本太高。
三、进行地下水资源监测，优化泵设备的下泵深度
一切有关水源质与量的基础是水资源监测，实施水资源监测工作主要包括监测制度的制定和监测网点的设置，为水量平衡通过监测提供资料，并对如何进一步挖掘水源潜力可以进行指导。
矿区共有水源井38口，其中33口井安装250QJ型潜水泵，5口井安装8JD型深水泵。对一级水源井通过监测，在38口水源井中发现有23口水源井单井产水量逐年降低，水位下降厉害，水井单耗上升，如与开采初期相比，9号井，2号井水位下降近10米，确定下泵深度根据井下水位的具体情况（如表1）。避免了井泵的干抽现象。不仅减少了单井的能耗，而且提高了单井产水量。
表1 水源井情况表（选其中9口井为代表）
四、应用节能新技术，优化现有设备的运行工况
目前较为有效的手段是新技术的应用，在相对资金紧张的情况下，我们挤出一定的资金，将节能新技术引入到实际的生产中来，并且进行针对性的改造现有设备工程。
（1）通过一块电流表监测水泵的运行状况是原来水源井的现场，监测数据单一，亦是由人工控制水池水位。我们采用三遥控制（遥控、遥信、遥测），即进行遥控水源井的电机壳温、电机电流、流量、泵出口压力等，使得输水系统的实时自动监控基本实现。
（2）原采用就地控制来的二级泵站供水离心泵，水泵的启、停并不是完全根据管路压力和实际用水量的变化来调节，而是人工操作，变频调速进行了改造，对二级泵站供水离心泵实现了自动控制。
五、节能效益分析
（1）对一级水源井通过监测，了解每口井的具体水位，从而有效地控制下泵深度，基本上消灭了井泵的无功作业，提高了井泵的作业效率。全年用电量520万kwh，与上一年相比，下降16万kwh。
（2）设备诊断与监测工作的开展，节能新技术的应用，设备及管网的紧急抢修次数明显减少了，降低了人工、维修成本和零部件的消耗等，使得设备的开工率提高。据有关资料统计，可相应节能5～15%。全年可节电35万kwh。
六、结束语
通过能耗对比试验，我们不难看出，供水方案的优化其实就是对供水设备能耗问题的优化方案，通过认真的机械选型，加之一定的水泵优化处理手段，定能够满足低能耗满足供水需求的要求。
参考文献：
[1]施宅辛，王小慧，王煜乾.矿区供水水源设计与水文地质勘探有关问题探讨[J].陕西煤炭，2002，01：16-18.
[2]王浩.统配煤矿矿区供水问题亟待解决[J].煤炭经济研究，1989，05：36-37.