发挥技术潜质\广寻降耗蹊径\建设节约型水务

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  【摘 要】通过已建厂八十多年的吉林市水务集团有限公司这个老企业,在充满挫折和挑战的水务工作中,发挥技术潜质,采用优化设计、变频调速、新工艺改造老设备、进口设备国产化、超声波水表计量等措施广寻节能降耗蹊径,取得了明显的成效,使企业得以稳定较快发展,体现了践行科学发展观、艰苦奋斗、厉行节约的深刻内涵。
  【关键词】优化设计;变频调速;超声波水表;进口设备国产化
  Exert technique potential and widely seek the consumption reduction way to build the save energy water supply.
  Zhang Yu-qing,Wei Wen-zhang
  (1. The ricer city water supply project limited liability company of Jilin city Jilin Jilin 132011;2. Water(Group)CO.LTD of Jlin city Jilin Jilin 132011)
  【Abstract】Water(Group)CO.LTD of Jlin city is an old enterprise with a long history of more than 80 years. In water supply, we have a lot of setbacks and challenges. We exert technique potential, use optimal design and frequency control, new technology to change old equipments import equipment used domestically. Ultrasonic water meter and seek the consumption reduction way widely etc, so we get obviously effect , our enterprise develops quickly and stable , the scientific development view and hard struggle, and practice strict economy have deep meaning.
  【Key words】Optimal design;Frenquency control;Ultrasonic water meter;Import equipment used domestically.
  1. 能源是推进经济结构调整、增长方式转变的重要物质条件,建设节约型水务刻不容缓
  目前我国正面临着经济结构调整与增长方式转变的转型期,这个转型期,目标明确无误,这就是实现现代化,实现中华民族的伟大复兴;转型的途径早已昭告世界,这就是落实科学发展观;转型的方向,也早已温暖人心,这就是构建社会主义和谐社会。并且这轮转型 是在工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化的推动下的加速转型。是要在几十年的时空中走完发达国家上百年甚至几百年的路。在此期间一个重要的物质条件是能源问题,在开发利用新能源的同时,大力开展节能降耗,水也是重要的能源之一(特别淡水)。节能降耗是我国的基本国策,温家宝总理于2009年12月18日哥本哈根世界气候变化大会上庄严宣布:“中国到2020年将实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%”的量化指标,此举显示了中国的大国风范和节能减排的决心。目前我国GDP占全世界比例不到5%,却消耗了全世界30%以上的钢铁,47%的水泥,而且增长趋势不减,这说明与发达国家相比,我们的设备产能和技术水平仍然是落后的。时代迫切需要我们努力拼搏,孜孜以求,攀登世界科学高峰,培养高端人才,提高设备产能,将有限的资源高效地应用到经济建设和民族复兴之中去、从我国的现状和发展需要,足见能源紧缺和涨价已是大势所趋,以吉林市水务集团为例,因近年来多次电涨价使电费在制水成本中所占比例已由上个世纪末的21%上升到目前的34%,加大了供水企业的压力。因此,节能降耗对我公司来说是当务之急,广泛寻求节能(节电)途径,刻不容缓。我公司是个用电大户,供排水机组装机总容量19390KW,其中供水厂与污水处理厂装机容量为14950KW,城市供水二次加压泵站装机容量为3422KW。因此,水务集团也是吉林市重点用电保护单位。
  发挥技术潜质,广寻节能降耗蹊径,建设节约型水务刻不容缓。
  2. 广寻节能降耗蹊径,建设节约型水务的对策及效益
  2.1 严把设计关,应用调速技术,使水泵机组在高效区工作。
  (1)我公司三水厂旧系统取水泵站,始建于1975年,因设计原因泵房室内地面没有下卧到合适的标高,3种型号的卧式离心清水泵的安装高度(水泵轴心)分别高出最低江水位3.16m、2.66m和 2.28m,水泵为真空启动。如果从三种型号水泵的允许吸上真空高度Hs值中减去以上3个数值,则所剩的允许吸上真空高度分别为2.54m、2.34m、0.68m。这些数值严重偏低,致使水泵抽力差,若水泵稍有点汽蚀,或吸水管漏气,就可能抽不上水来,其主要原因是泵站的室内地面没有卧下去,致使水泵安装高度过高,使水泵轴心标高高于松花江最低水位.造成投产后泵站的取水能力满足不了每日10.8万m3/d,的后果,最大取水量为9.5万m3/d,为设计值的88%,为水泵额定值的79%.每m3水耗电量为0.124KWh,比三水厂新建泵站取水机组每m3水耗电量高36%,节能降耗效果不好。鉴于上述情况,我们在2006年投产的新取水泵站中,安装了三台中德合资上海KSB水泵厂生产的RDL-600-670A水泵,其性能参数为Q=2800~4800m3/h,H=22~30m,配套电机功率为355KW。该泵的特点为:结构合理,效率高,抗汽蚀性能强,运行可靠。效率η≥80%,(比原来提高了3%~5%),水泵设计安装标高比原旧系统取水泵低4.86m,达到自灌启动,单机平均出水流量经测试为4500m3/h,满足设计要求。每送1m3水电耗为0.079KWh(比过去节电36%)。因新泵站投产后,在10年内取水能力必然有较大的冗余量,为满足未来供水量频繁变化与调节,实现高效率节能环保与稳定生产的可控制动态平衡,故采用高压变频调速,对取水泵355KW/10KV 3台机组采用北京利德华福HVRSVERT-A10/030大功率变频器对两台变频机组进行一拖二开环运行方式,即根据清水池水位手动调节频率,一般频率运行在38~45HZ之间。不仅满足了取水量的要求,还有效地降低了电耗。对送水泵560KW/10KV 3台机组选用HVRSVERT-A10/045带手动一拖二旁路的变频器进行闭环运行。变频器有效的水泵闭环控制功能使水泵调节平滑可靠,转速无波动,电网侧功率因数提高到0.96以上,单台机组节电率达32%以上,三水厂每年节省电费100多万元。
  (2)应用变频调速技术使水泵在高效区工作,其目的是提高水泵的有效功率,从而提高水泵的效率。该项工作我公司二水厂开展的早、效益好。他们是由浅入深,分三步实施的。第一步是1994年在取水工程中应用YQT内反馈调速系统,对4台Y450-6250KW-10KV高压电机中的一台进行调速,每年可节省电费40万元;第二步是2004年对4台法国HXR-450-LD4B3400KW-10KV高压电机中的2台应用北京利德华福大功率变频器进行一拖二变频调速,每年可节省电费30万元;第三步是2008年对旧系统送水5台机组中的2台132KW低压电机进行一拖二变频调速,变频率达25%,每年可节省电费20万元。仅此三项每年可节省电费90万元。
  除此以外,变频调速、恒压供水技术,在一水厂和四水厂也都得到应用,效果亦然。
  2.2 二水厂实行进口设备国产化。
  二水厂扩建工程设计能力为12万m3/d,于1998年7月竣工投产。该工程由中国市政工程东北设计研究院设计,采用法国技术,由法国得利满公司负责施工调试,设计中采用了快速混合、跳跃式隔板反应、侧向流斜板沉淀、恒水位等速过滤V型滤池的先进净水工艺,全流程自动控制,大屏幕显示,直观大方,可谓国内一流的现代化节能水厂,总投资2.1亿元。该工程投产后效益非常可观,与45年前投产的旧系统相比,节电19%,节药48%,节省自用水量34%,节省人力50%至今二水厂已经投产12年,进口设备运行初期一般比较稳定,随着运转时间的延长、会逐渐出现各种各样的故障,甚至会导致停运,自动控制系统和仪表问题尤为突出。由于国外设备及部件价格昂贵,购置周期长,势必严重影响安全供水。
  基于上述原因,可见强化对进口新工艺设备的技术管理及维护措施是保证高效安全供水的关键,是当务之急。
  通过对市场的调研和工程技术人员的努力,我们对部分设备进行了国产化,效果尚称理想,主要方法有三:
  (1)取而代之法:2002年二水厂从W&T公司引进的V2020 远程真空加氯机玻璃转子计量罩受损,是关键部件,如进口需1.6万元,到货修复约1个月时间。通过对市场的调研,找到了合作厂家,经双方协商研制出代替产品,经试用性能稳定,价格为进口的1/5,仅十多天即解决问题。
  (2)消化吸收法:二水厂扩建工程中从某国ABB公司引进HXR-450-LD4B3送水机组电动机4台,因制造工艺欠缺,投产十一年来,先后有3台电机主绝缘被击穿,需进行大修。由于原电机采用了美国VIP整浸技术,必须进行整线圈更换式大修。如利用国内现有绝缘材料。既要满足绝缘等级(F级),还要满足原功率要求,给大修带来了大难题。面对挑战,我公司工程技术人员与大修厂家一道,孜孜以求,认真分析事故原因和原设计意图,破解这一难题。通过更改线型、更改原层间绝缘厚度、增强主绝缘、增加高低阻带,改原整浸为压模工艺,进而绝缘提高一级(H级),防护不变(IP23),磁路参数不变。经上述技术手段大修的电机,经运行测试,在同工况,同负载时,比原电机的运行电流降低了2%,如此破解了国外电机利用国内现阶段绝缘材料进行大修的难题,又提高了电机的效率,为公司节省资金100多万元。
   (3)重点保护法:进口设备有一些关键部位是对用户限制的。特别是涉及到知识产权部分限制就更为严格,比如涉及到调节功能的软件部分。二水厂过滤工艺采用法国DEGREMONT公司先进的“V”型滤池工艺技术。整个运行由公用PLC各滤池PLC来进行控制,滤池的开、停可在中心控制室控制。V型滤池工作状态在走动模式下运行时,PLC通过控制滤后水出水闸门的开度来控制滤池的恒液位。PLC插件之一TSX AEM 411是调节恒液位过滤的关键部件,此卡源是由TE公司生产的,本来具有通用性,但外方改动了其中的部分部件,将具有只是产权的液位调节软件固化到此卡里,并且进行加密,没有专用的设备不能将其中的程序解读,更不可能进行更改,这种调节卡在保修期内就损坏了近半,由于此卡属外方专利产品,固价格很高,而且要到外方公司去购买。针对这种局面,我们经过细致查找,找到了其损坏的原因所在,对滤池系统的PLC加装高精度稳压电源来进行保护,运行5年来没有发生过TSXAEM 411 卡损坏的事件。
  通过二水厂进口设备国产化的科学实践,我们进一步理解了毛泽东同志:“古为今用,洋为中用”,邓小平同志:“科学技术就是生产力”的深刻内涵。也就是说,对进口技术要用发展的、辩证的观点去对待,决不是一成不变的。二水厂实行进口设备国产化之后,设备运行安全无恙,全套流程井然有序。
  2.3 实行分区供水,精确计量,降低产销差率。
   水也是商品,卖东西离不开秤,卖水也同样离不开秤,这个秤就是流量计。为了精确计量,近几年来公司投入一些资金,在输配水主干线和用水关键户的进水管道上安装了精度较高的新型流量计。在五个水厂的出水主干线上安装13台大型超声波流量计,在全市4个供水区域的分界线上安装了9台超声波区域流量计,在三产和较大企事业单位的进户线上安装了160多块DN40~DN300的超声水表,并严格管理维护,保证流量计和水表的精度。该措施实行以后,窃水现象有所收敛,供水销售部门之间的扯皮现象有所减少。丢量现象有所减少职工的责任心有所加强,加之近几年公司进行综合治理管网漏损率成效可观,所以供水量和产销差率有所降低。比如4年前水厂的供水量高达33万m3/d,而现在供水量为27.5万m3/d,较四年前降低16.7%,企业的产销差率有所降低。二〇〇八年管网漏失率较二〇〇七年降低7个百分点。
  2.4 应用新技术改造老设备的控制结构。
  我公司第一供水厂始建于一九二七年,是一个建厂八十多年的老水厂,至今还有已运行50来年的普通快滤池18座,在滤池狭窄、潮湿、阴暗的管廊中安装着72个闸门,虽经几次改造,操作控制结构的耗电量仍然较高,如气动闸门装置中的气电转换器对气质与环境要求很高,因管廊湿度大致使故障频出,维护检修工作量大,成本较高,为解决这一问题,工程技术人员与维修人员反复多次研讨,根据气压平衡原理与进、排气控制开关的要求,以满足净水工艺规程为准则,将易出现故障、维修困难、成本高的气电转换器取消,换成耐潮湿的二位三通电磁阀,将汽缸上接出的进气与排气管直接引到滤池操作台中与二位三通电磁阀相连接。这样既免除了繁杂的气电转换信号,又不受滤池管廊潮湿的影响,而其二位三通电磁阀不需要静止的工作压力,在干燥器出口处设置控制总阀,把控制总阀的开关接到每个操作台上(不操作时处于关闭状态),并在控制总阀的旁通气管上安装了手动开关,以备停电时用,这样既保证了安全生产,又避免了不操作时气源的损耗,延长了空压机的工作周期。通过对滤池控制阀门的不断改造,保证了安全运行,降低了运行维修费和电费,每年可节省20..63万元。
  综上所述,通过建八十多年的吉林市水务集团有限公司这个老企业在充满挑战和挫折的水务工作中,发挥技术潜质,采用优化设计变频调速、新工艺改造老设备、进口设备国产化、超声波水表计量等对策,广寻节能降耗蹊径,取得了明显的成效,使企业得以稳定较快发展,体现了践行科学发展观、艰苦奋斗、厉行节约的深刻内涵。
  
  [文章编号]1619-2737(2010)09-20-203
  [作者简介] 张玉清,吉林市江城给工程水有限责任公司 工程部长 1991年毕业于吉林市建筑工程学院给排水专业,给排水工程师,98年参编过《全国统一劳动定额》,实践经验丰富,业务娴熟。
   魏文章,吉林市水务集团有限公司董事长总经理技术顾问,高级工程师。
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