论文部分内容阅读
【摘 要】本文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面临现代化新设备与产能落后老工艺同时并存的挫折和挑战中,坚持科学发展观,克难求进,汇聚民智充分发挥第一生产力作用,全力实施节能降耗对策,取得了明显的成效,使企业在经济结构调整、增长方式转变的新形式下得以高效和谐可持续发展。
【关键词】节能降耗;变频调速;降低漏损率;二次供水改造;优化调度
In economic restructuring, implementation energy saving and efficient measures to promote a harmonious sustainable water development work
Ye Jian-hua 1,Wei Wen-zhang 2
(1. Jilin City Jiangcheng Water Supply Engineering Co., Ltd. Jilin Jilin 132011;
2. Jilin City Water Group Co., Ltd. Jilin Jilin 132011
)
【Abstract】The article introduces briefly that Water (Group) CO.LTD ofJilin city is a more than 80 years old enterprise.This old enterprise in the face of the modernization of new equipment and production process behind the old coexisting challenges and setbacks, insist on scientific development outlook, gram difficult entrants, gathering intelligence fully exert the first productivity, energy saving measures to implement, and made the obvious effect, make the enterprise in the economic structure adjustment, change the new form under the sustainable development of efficient and harmonious
【Key words】Energy saving;VVVF; Reducing leakage ratio; Secondary supply reconstruction;Optimization attemperment
吉林市水务集团有限公司已建厂83周年,固定资产12.7亿,供水管网总长1008公里,日供水能力50.5万m3/d ,是建厂初期的六十倍。由于跨越几个历史时期,饱经沧桑,多年来设备及管网陈旧落后,耗能高、效率低,漏损率长期居高不下,问题比较突出,在某种程度上制约了供水企业的发展。近年来,国家和政府投入了一些资金,几经改造和扩建,供水状况有较大的转变和提高。但按国民经济高速发展、构建和谐社会、建设节能型中国和经济结构调整的需要,尚有较大差距,仍需不懈努力。
节能降耗是我国的基本国策,是缓解能源紧张的重要措施。为有效地抓好该项工作,我公司从抓综合治理漏损率入手,进行水厂、管网和二次供水加压泵站的优化调度,充分发挥高效设备的作用,合理选择工艺技术参数和管道材质,认真贯彻工艺规程和技术规范,加强技术管理。由于全力实施了诸项节能降耗对策,在节电、节水、节药、降低漏损率等方面取得了较理想的成果,简要归述于下:
1. 从综合治理漏损率抓起
吉林市是一个丰水城市,建成区面积140平方公里,用水人口145万,四周环山,美丽的松花江以倒“S”形穿越整个市区。属Ⅱ-Ⅲ 类水体,一年四季有300天原水浑浊度低于30NTU,水质良好。人均生活用水标准为136~159升/人.日,在国内居高水平,管网漏损率长期居高不下,在40%左右排徊,其主要原因是管网陈旧老化,进行改造需要较大的资金投入,企业难以承担,恶性循环,愈演愈烈。近几年来国家狠抓节能减排,我公司以此为契机,上下总动员,综合治理漏损率。采用外聘与内查两个队伍,齐头并进。所谓外聘即:招聘河北保定金迪探漏公司;内查是公司内部成立一个探漏科。两只队伍各自承担区域查找管网暗漏。而后,根据查找出的漏失量根据合同兑现所得报酬。从2007年5月至2009年末,在吉林市140平方公里的范围内,用英、法、日进口的HL-90探测仪,RD400-PXL-Ⅱ管线定位仪,SEBADYNA相关仪,2m听漏杆与GPRS卫星定位仪等仪器在1000多公里的输配水管线路径上,每天昼伏夜出采用路面听音、阀栓听音、阀栓漏水声波探测、管道探测及漏水点附近水压测定与排水情况调查等方法共探测出地下暗漏254处,并及时修复。制止漏水流量1420m3/h,相当于全年漏水量12439200吨,以制水成本计每年可为企业创造净价值1000多万元。应该说这是一个很大的收获,是集团公司内水厂、营业、维修、调度、质检、技术、探漏几个部门相互协作完成的,是一个系统工程,因而称之为综合治理漏损率。
2. 对水厂、管网、二次泵站进行优化调度,充分发挥高效节能设备与设施的作用
(1) 抓住主要矛盾,降低供水厂的能耗。
供水厂能源消耗主要有两耗:一是电耗,二是水耗(自用量)随着经济建设的发展,能源也逐年涨价,以电为例,近几年来多次涨价,促使电费在制水成本中所占比率增大,2007年电费在我公司的制水成本中占34%,而上世纪90年代中期电费只占制水成本的23%;水廠自用量一般按制水量的8%设计,而我公司2006年8月正式投产的三水厂(现代化水厂)自用水量仅占制水量的4%。我公司有5个水厂,因建厂年限和设计标准不同,能源消耗也不同。在节能降耗工作中,我们注意充分发挥高效设备的作用,即发挥二水厂(1998年扩建投产,引进法国设备),三水厂(2006年扩建投产,采用国内外先进技术)的作用,这两个水厂均为现代化自动控制制水厂,节能效果好。例如二、三水厂的V型滤池,其反冲洗时耗电量仅为0.15KWh/m2,较旧滤池节电87.5%;三水厂新系统送水560KW-SBS500-700F机组电耗为0.8KWh/吨,而原旧泵房550KW-20Sh-9机组电耗为0.28KWh/吨,节电36%.在节省自用水量方面:二、三水厂V型滤池采用气水反冲洗,并且为小阻力排水系统,冲洗时的耗水量为1.728m3/m2比普通快滤池节省冲洗水量91%,二、三水厂斜板沉淀池排泥时的耗水量也比其它传统沉淀池节省32%,并且水质全面达标。我们进行水厂生产工艺优化调度时使二、三水厂担负65%的负荷,其它三个水厂负担35%的负荷。
图1 2002~2007年水厂电单耗变化曲线
(2) 优化管网,充分发挥大口径管线与闸门的作用,减少管道的水头损失,稳压均衡供水。
供水系统中克服管道水头损失的电耗所占比重较大,管道的阻力与管径的平方成反比,与流速成正比,流速增加阻力亦增加,使流速在经济流速范围内最佳,大口径的管线其经济流速的范围也大。我公司近十年来随着城市改造和水厂的扩建敷设了DN500以上的管线总长118公里(DN500-DN1200),各主要街路都有大管线,光五个水厂的出水干线就有25条,近两年来我们又在一些主要干线上增设闸门49个,在全市范围内设置30个测压点,管网的水压可实时传递到公司供水调度中心的大屏幕上,以便调度掌握,及时合理调整压力,大管线和大闸门阻力小,故优先启动。此外我们在选择管材时,优先选择管壁光滑、防锈、坚韧的管材,基本淘汰了灰铸铁管和小口径钢管,对于DN300以下的管道采用了一些非金属的PE管和UPVC管,这些管材的粗糙系数n=0.008-0.009,仅为铸铁管和混凝土管的62-69%(铸铁管、混凝土管的粗糙系数n=0.013)管道水头损失小,相对地可以降低水泵扬程,有很大的节能潜力。
(3) 分区供水,统一规划,合理地进行管网二次供水改造。
吉林市是一座沿江发展的山水城市,蜿蜒曲折的松花江自然地将市区分割成船营、昌邑、龙潭、丰满四个供水区域。其中,一水厂向船营区供水;二水厂和五水厂向龙潭区与九站经开区供水;三水厂向昌邑区和部分丰满区供水;四水厂向丰满区和江南经开区供水。这四个供水区域通过三条过江管线互相联网(三条过江管线是DN800、DN700、DN500管线)在五个水厂的25条供水干线上分别安装法国DISRCO型、大连TDS型、本溪USFM型超声波流量计25台。为加强管网管理,提高营业查收力度,我们借鉴大连、鞍山、长春等公司经验。在供水区域分界线的供水干线安装9台区域流量计,为分区计量、治理损失率创造了条件。
过去,长期以来管网二次供水加压泵站大部分由产权单位管理,供水单位只负责小区供水干线的水压不低于0.14~0.16MPa即可。从2002年起吉林市政府要求,所有二次供水加压泵站统由供水部门管理。当时,全市二次供水加压泵站有近千个,机组总功率15000多KW,大部分压泵站大马拉小车,是个耗电大户,我公司接管之后固然增加负担,但从全局来看,是个节能良策,于国于民都有利。经技术论证和规划,制定了与城市小区改造相结合在8年之内将全市近4个分散的二次加压泵站改造成100个集中加压泵站,并全部实行无人值守自动控制。同时对小区管网也进行了改造,管材基本采用非金属的PE,UPVC和球墨铸铁管。这100个泵站共安装供水机组208台套,服务区面积近3000公顷,服务人口109万,电机总功率4900KW,为改造前的33%降低67%,其节电效果不言而喻。铺设供水管道85公里,保证全市6层以下楼房昼夜有水。通过抓水厂、管网、二次供水优化调度及技术改造和治理供水管网的损失率,水厂的供水量与自用量亦随之减少,近几年制水单位电耗逐年下降(见图1),从2002年至2007年全公司各水厂平均单位电耗由323KWh/Km3下降到288KWh/Km3,下降了35KWh/Km3,降幅为12%,如果去掉2005年因三水厂扩建工程处于全面安装阶段工程用电量较大的影响致使当年单位电耗上升的因素外,单位电耗每年以3%的速度下降。
3. 节能增效方法小结
节能降耗除上述综合治理损失率,对水厂、管网和二次供水加压泵站进行优化调度,充分发挥高效设备及设施的作用,合理选择新型管材、闸门与流量计外,下面再补充谈谈节电、节水的几点具体做法:
(1) 提高水泵效率是水厂节电的关键。
有效功率与轴功率的比值谓之水泵的效率,要想提高水泵的效率即设法提高水泵的有效功率,主要做法是:
(a)采用变频调速,恒压供水。例如我公司三水厂扩建后,在可以预见的十年内,水厂供水能力必然有较大的冗余量,故采用高压变频调速,以满足未来十年供水量的频繁变化与调节,确保供水的时效性与经济性两个指标的有效统一。实现了高效节能环保与稳定生产的可控制动态平衡。故对取水泵355Kw/10Kv3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38HZ-45HZ之间。供水泵560Kw/10KV3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,运行参数如下表1
变频器有效泵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%,三水厂每年可节电100多万元。此法在一、二、四水厂都有应用,效果亦然。
(b)100个二次供水加压泵站全部采用微机变频调速恒压供水设备,并实行远程控制,节电效果很好。
以上(a)与(b)两种方法也称变速调节。这种调节方法效果最佳。
(c)切削水泵叶轮,也叫变径调节。此法在二、三水厂送水泵上用过,切削后电机功率下降,节电效果明显。
(2)对33%二次供水加压泵站采用无负压装置供水。即取消清水池,水泵直接从压力较高的来水管道的稳压器上抽水,充分利用了管道的余压,这种方法可使节电率达50%以上,但要求来水管线直径大于DN300,管道余压大于0.1MPa 。
综上所述,可见吉林市水务集团有限公司这个建厂八十多年的老供水企业在面对现代化新设备与产能落后的老工艺同時并存的挫折和挑战中,坚持科学发展观,克难救进、汇聚民智充分发挥第一生产力作用,全力实施节能降耗对策,取得了明显的成效,使企业在经济结构调整、增长方式转变的新形势下得以高效和谐可持续发展。
[文章编号]1006-7619(2010)09-28-993
[作者简介] 叶建华,吉林市江城给水工程有限责任公司副总经理兼总工程师 ,1991 年毕业于吉林建筑工程学院给排水专业、工程师,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。
【关键词】节能降耗;变频调速;降低漏损率;二次供水改造;优化调度
In economic restructuring, implementation energy saving and efficient measures to promote a harmonious sustainable water development work
Ye Jian-hua 1,Wei Wen-zhang 2
(1. Jilin City Jiangcheng Water Supply Engineering Co., Ltd. Jilin Jilin 132011;
2. Jilin City Water Group Co., Ltd. Jilin Jilin 132011
)
【Abstract】The article introduces briefly that Water (Group) CO.LTD ofJilin city is a more than 80 years old enterprise.This old enterprise in the face of the modernization of new equipment and production process behind the old coexisting challenges and setbacks, insist on scientific development outlook, gram difficult entrants, gathering intelligence fully exert the first productivity, energy saving measures to implement, and made the obvious effect, make the enterprise in the economic structure adjustment, change the new form under the sustainable development of efficient and harmonious
【Key words】Energy saving;VVVF; Reducing leakage ratio; Secondary supply reconstruction;Optimization attemperment
吉林市水务集团有限公司已建厂83周年,固定资产12.7亿,供水管网总长1008公里,日供水能力50.5万m3/d ,是建厂初期的六十倍。由于跨越几个历史时期,饱经沧桑,多年来设备及管网陈旧落后,耗能高、效率低,漏损率长期居高不下,问题比较突出,在某种程度上制约了供水企业的发展。近年来,国家和政府投入了一些资金,几经改造和扩建,供水状况有较大的转变和提高。但按国民经济高速发展、构建和谐社会、建设节能型中国和经济结构调整的需要,尚有较大差距,仍需不懈努力。
节能降耗是我国的基本国策,是缓解能源紧张的重要措施。为有效地抓好该项工作,我公司从抓综合治理漏损率入手,进行水厂、管网和二次供水加压泵站的优化调度,充分发挥高效设备的作用,合理选择工艺技术参数和管道材质,认真贯彻工艺规程和技术规范,加强技术管理。由于全力实施了诸项节能降耗对策,在节电、节水、节药、降低漏损率等方面取得了较理想的成果,简要归述于下:
1. 从综合治理漏损率抓起
吉林市是一个丰水城市,建成区面积140平方公里,用水人口145万,四周环山,美丽的松花江以倒“S”形穿越整个市区。属Ⅱ-Ⅲ 类水体,一年四季有300天原水浑浊度低于30NTU,水质良好。人均生活用水标准为136~159升/人.日,在国内居高水平,管网漏损率长期居高不下,在40%左右排徊,其主要原因是管网陈旧老化,进行改造需要较大的资金投入,企业难以承担,恶性循环,愈演愈烈。近几年来国家狠抓节能减排,我公司以此为契机,上下总动员,综合治理漏损率。采用外聘与内查两个队伍,齐头并进。所谓外聘即:招聘河北保定金迪探漏公司;内查是公司内部成立一个探漏科。两只队伍各自承担区域查找管网暗漏。而后,根据查找出的漏失量根据合同兑现所得报酬。从2007年5月至2009年末,在吉林市140平方公里的范围内,用英、法、日进口的HL-90探测仪,RD400-PXL-Ⅱ管线定位仪,SEBADYNA相关仪,2m听漏杆与GPRS卫星定位仪等仪器在1000多公里的输配水管线路径上,每天昼伏夜出采用路面听音、阀栓听音、阀栓漏水声波探测、管道探测及漏水点附近水压测定与排水情况调查等方法共探测出地下暗漏254处,并及时修复。制止漏水流量1420m3/h,相当于全年漏水量12439200吨,以制水成本计每年可为企业创造净价值1000多万元。应该说这是一个很大的收获,是集团公司内水厂、营业、维修、调度、质检、技术、探漏几个部门相互协作完成的,是一个系统工程,因而称之为综合治理漏损率。
2. 对水厂、管网、二次泵站进行优化调度,充分发挥高效节能设备与设施的作用
(1) 抓住主要矛盾,降低供水厂的能耗。
供水厂能源消耗主要有两耗:一是电耗,二是水耗(自用量)随着经济建设的发展,能源也逐年涨价,以电为例,近几年来多次涨价,促使电费在制水成本中所占比率增大,2007年电费在我公司的制水成本中占34%,而上世纪90年代中期电费只占制水成本的23%;水廠自用量一般按制水量的8%设计,而我公司2006年8月正式投产的三水厂(现代化水厂)自用水量仅占制水量的4%。我公司有5个水厂,因建厂年限和设计标准不同,能源消耗也不同。在节能降耗工作中,我们注意充分发挥高效设备的作用,即发挥二水厂(1998年扩建投产,引进法国设备),三水厂(2006年扩建投产,采用国内外先进技术)的作用,这两个水厂均为现代化自动控制制水厂,节能效果好。例如二、三水厂的V型滤池,其反冲洗时耗电量仅为0.15KWh/m2,较旧滤池节电87.5%;三水厂新系统送水560KW-SBS500-700F机组电耗为0.8KWh/吨,而原旧泵房550KW-20Sh-9机组电耗为0.28KWh/吨,节电36%.在节省自用水量方面:二、三水厂V型滤池采用气水反冲洗,并且为小阻力排水系统,冲洗时的耗水量为1.728m3/m2比普通快滤池节省冲洗水量91%,二、三水厂斜板沉淀池排泥时的耗水量也比其它传统沉淀池节省32%,并且水质全面达标。我们进行水厂生产工艺优化调度时使二、三水厂担负65%的负荷,其它三个水厂负担35%的负荷。
图1 2002~2007年水厂电单耗变化曲线
(2) 优化管网,充分发挥大口径管线与闸门的作用,减少管道的水头损失,稳压均衡供水。
供水系统中克服管道水头损失的电耗所占比重较大,管道的阻力与管径的平方成反比,与流速成正比,流速增加阻力亦增加,使流速在经济流速范围内最佳,大口径的管线其经济流速的范围也大。我公司近十年来随着城市改造和水厂的扩建敷设了DN500以上的管线总长118公里(DN500-DN1200),各主要街路都有大管线,光五个水厂的出水干线就有25条,近两年来我们又在一些主要干线上增设闸门49个,在全市范围内设置30个测压点,管网的水压可实时传递到公司供水调度中心的大屏幕上,以便调度掌握,及时合理调整压力,大管线和大闸门阻力小,故优先启动。此外我们在选择管材时,优先选择管壁光滑、防锈、坚韧的管材,基本淘汰了灰铸铁管和小口径钢管,对于DN300以下的管道采用了一些非金属的PE管和UPVC管,这些管材的粗糙系数n=0.008-0.009,仅为铸铁管和混凝土管的62-69%(铸铁管、混凝土管的粗糙系数n=0.013)管道水头损失小,相对地可以降低水泵扬程,有很大的节能潜力。
(3) 分区供水,统一规划,合理地进行管网二次供水改造。
吉林市是一座沿江发展的山水城市,蜿蜒曲折的松花江自然地将市区分割成船营、昌邑、龙潭、丰满四个供水区域。其中,一水厂向船营区供水;二水厂和五水厂向龙潭区与九站经开区供水;三水厂向昌邑区和部分丰满区供水;四水厂向丰满区和江南经开区供水。这四个供水区域通过三条过江管线互相联网(三条过江管线是DN800、DN700、DN500管线)在五个水厂的25条供水干线上分别安装法国DISRCO型、大连TDS型、本溪USFM型超声波流量计25台。为加强管网管理,提高营业查收力度,我们借鉴大连、鞍山、长春等公司经验。在供水区域分界线的供水干线安装9台区域流量计,为分区计量、治理损失率创造了条件。
过去,长期以来管网二次供水加压泵站大部分由产权单位管理,供水单位只负责小区供水干线的水压不低于0.14~0.16MPa即可。从2002年起吉林市政府要求,所有二次供水加压泵站统由供水部门管理。当时,全市二次供水加压泵站有近千个,机组总功率15000多KW,大部分压泵站大马拉小车,是个耗电大户,我公司接管之后固然增加负担,但从全局来看,是个节能良策,于国于民都有利。经技术论证和规划,制定了与城市小区改造相结合在8年之内将全市近4个分散的二次加压泵站改造成100个集中加压泵站,并全部实行无人值守自动控制。同时对小区管网也进行了改造,管材基本采用非金属的PE,UPVC和球墨铸铁管。这100个泵站共安装供水机组208台套,服务区面积近3000公顷,服务人口109万,电机总功率4900KW,为改造前的33%降低67%,其节电效果不言而喻。铺设供水管道85公里,保证全市6层以下楼房昼夜有水。通过抓水厂、管网、二次供水优化调度及技术改造和治理供水管网的损失率,水厂的供水量与自用量亦随之减少,近几年制水单位电耗逐年下降(见图1),从2002年至2007年全公司各水厂平均单位电耗由323KWh/Km3下降到288KWh/Km3,下降了35KWh/Km3,降幅为12%,如果去掉2005年因三水厂扩建工程处于全面安装阶段工程用电量较大的影响致使当年单位电耗上升的因素外,单位电耗每年以3%的速度下降。
3. 节能增效方法小结
节能降耗除上述综合治理损失率,对水厂、管网和二次供水加压泵站进行优化调度,充分发挥高效设备及设施的作用,合理选择新型管材、闸门与流量计外,下面再补充谈谈节电、节水的几点具体做法:
(1) 提高水泵效率是水厂节电的关键。
有效功率与轴功率的比值谓之水泵的效率,要想提高水泵的效率即设法提高水泵的有效功率,主要做法是:
(a)采用变频调速,恒压供水。例如我公司三水厂扩建后,在可以预见的十年内,水厂供水能力必然有较大的冗余量,故采用高压变频调速,以满足未来十年供水量的频繁变化与调节,确保供水的时效性与经济性两个指标的有效统一。实现了高效节能环保与稳定生产的可控制动态平衡。故对取水泵355Kw/10Kv3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38HZ-45HZ之间。供水泵560Kw/10KV3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,运行参数如下表1
变频器有效泵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%,三水厂每年可节电100多万元。此法在一、二、四水厂都有应用,效果亦然。
(b)100个二次供水加压泵站全部采用微机变频调速恒压供水设备,并实行远程控制,节电效果很好。
以上(a)与(b)两种方法也称变速调节。这种调节方法效果最佳。
(c)切削水泵叶轮,也叫变径调节。此法在二、三水厂送水泵上用过,切削后电机功率下降,节电效果明显。
(2)对33%二次供水加压泵站采用无负压装置供水。即取消清水池,水泵直接从压力较高的来水管道的稳压器上抽水,充分利用了管道的余压,这种方法可使节电率达50%以上,但要求来水管线直径大于DN300,管道余压大于0.1MPa 。
综上所述,可见吉林市水务集团有限公司这个建厂八十多年的老供水企业在面对现代化新设备与产能落后的老工艺同時并存的挫折和挑战中,坚持科学发展观,克难救进、汇聚民智充分发挥第一生产力作用,全力实施节能降耗对策,取得了明显的成效,使企业在经济结构调整、增长方式转变的新形势下得以高效和谐可持续发展。
[文章编号]1006-7619(2010)09-28-993
[作者简介] 叶建华,吉林市江城给水工程有限责任公司副总经理兼总工程师 ,1991 年毕业于吉林建筑工程学院给排水专业、工程师,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。