序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇水廠節能降耗，期待它們能激發您的靈感。

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關鍵詞: 水廠；節能降耗；問題；對策

中圖分類號：TE08文獻標識碼：A文章編號：

隨著我國經濟的不斷發展，我國各地水廠的規模不斷擴大，用水量也不斷增加。我國各地的水廠基本都對供水系統進行了改造，以降低能源消耗。但是，還有一些水廠在生產的過程中，由于生產工藝、管理等等原因，使水廠的生產效率較低，對能源的損耗較大，使水廠的生產成本居高不下。不斷降低生產成本是我國各地水廠快速發展的重要的內在動力，因此，應當不斷采取多種有效措施，進一步實現水廠的節能降耗。從而有效降低水廠生產成本，提高水廠的經濟效益。

一、當前水廠節能降耗存在的主要問題

1、水廠電能損耗較為嚴重

首先，是水廠的水泵機組的電能損耗較為嚴重。目前，在我國的各類水廠中，水泵機組的應用較為普遍。在水廠的生產過程中，水泵機組消耗了大量的電能。由于設備、管理、技術等各種原因，我國水廠的水泵機組效率較低、能耗偏大、成本較高致。使泵站工程水廠的效益難以提高。究其根源，主要是由于供水量增長速度較快，供水管網改造也較快，但是，很多水廠水廠的水泵機組卻沒有及時進行同步改造，使很多給水廠的水泵工作揚程不斷下降，往往都是運行在低效區運行，使水泵的效率難以，造成大量電能的浪費。另外，還有一些水廠加壓供水的選泵配置不盡合理，也導致大量的不必要的電能浪費。

其次，是給水處理過程中的電能損耗較為嚴重。水處理過程中的電能損耗較為嚴重的主要原因，是由于資金和技術等制約，使我國的很多水廠自動控制技術較為落后，加藥及污泥處理工藝不完善，尚未建立起完善的儀表控制和計算機控制系統，難以滿足水廠節能降耗的需要。

另外，是水廠的清水池的電能損耗較為嚴重。水廠的清水池在自來水的生產過程中發揮著重要的作用，具有調節水量、蓄存、進行氯化消毒接觸的作用。但是，由于我國的一些自來水廠的設計的缺陷，使很多清水池有效容積不夠，無法滿足貯存的要求。另外，還有一些水廠在設計清水池時，往往都是從容量方面考慮，很少考慮通過抬高清水池內水位節約能耗，最終造成了清水池的電能損耗較為嚴重。

2、水廠藥耗水平居高不下

首先，是我國水廠礬耗過高。目前我國水廠大多數使用平流沉淀池，導致工藝處理時間較長。同時，加礬量也不夠合理。水廠的運行人員需要利用較長的時間，才能了解一定加礬量所對應的濾后水濁度，為了保證水質，水廠的運行人員會提高加礬量，這樣就增加了加礬耗。

其次，目前我國大多數水廠采用是液氯消毒，但是，在消毒過程中主要還是水廠的運行人員依賴水廠的運行人員的人工操作，難以有效降低氯耗。同時，對于我國的水廠來說，凈水構筑物體積一般都較大，與外界接觸面積廣，氯氣非常容易揮發，也產生了大量不必要的氯氣消耗，

二、促進水廠節能降耗的相關對策

1、采取多種措施，不斷降低電能損耗

首先，要通過對泵站進行優化，不斷降低水廠生產過程中的電能損耗。具體可以采用兩種方式。第一，可以考慮進行進行水泵的優選，利用水泵的優選不斷提高水廠泵站的運行效率，達到節約電能的目的。可以采用啟發式方法、動態規劃算法、圖解法等水泵優選的方法。通過優選，可以在用水量和供水量發生變化時，使水廠的泵站運行始終保持較優的工作狀態，以達到節約電能的目的。

其次，要不斷優化水廠泵站的配電方案，不斷降低水廠生產過程中的電能損耗。目前，我國大多數水廠的泵站的供電系統主要包括供電系統接線方案、供電容量、供電點、供電電壓等。從總體上看，大多數水廠的泵站的供電系統比較落后，因此，有必要對水廠泵站的配電方案進行優化，具體可以從配電網無功補償方案優化變壓器選型、主電動機設計等方面來進行優化。

另外，要優化泵站變配電工程設計，不斷降低水廠生產過程中的電能損耗。由于資金不足和技術落后等等方面的原因，目前，我國國內的一些水廠還在采用上個世紀90年代的泵站變配電工程設計，大量是用三角型接線度手動投切裝置，在運行過程中的安全性和可靠性較差差。電容器組手動投切也難以起到有效的補償作用，基本上達不到無功補償以及節約電能的要求。因此，必須要不斷優化泵站變配電工程設計，將手動授切改為自動授切，降低線路的損耗，減少電費的支出，以達到節約電能的目的。

最后，要不斷降低電能損耗，必須有效清水池的電能損耗。一方面，我國各地的水廠要不斷優化自來水廠清水池的設計，提高清水池有效容積。在設計清水池時，不但要從容量方面考慮，還要考慮通過抬高清水池內水位，達到節約能耗的目的。另一方面，要改進清水池的工作過程。要采用異水位的設計方法，抬高池內水位，使清水池具有水量調蓄和抬高水位雙重作用。同時，目前我國很多水廠的清水池的工作過程比較落后，基本上都是采用活性碳吸附、反滲透、離子交換、微濾、電滲析等方法，消耗大量的電能。積極采用新的處理方法，減少能量損耗，降低水廠的生產運營成本。

2、優化生產流程和生產工藝，不斷降低藥耗

首先，要不斷降低礬耗。礬耗是自來水生產過程中的重要消耗之一，目前，我國的很多水廠采用的是手動加礬，在一定的程度上增加了礬耗。因此，可以考慮采用游動電流檢測儀進行輔助手動加礬控制，利用游動電流檢測儀分析濾后水濁度變化情況，并確定最佳的加礬，不但可以確保為用戶提供質量穩定一致的自來水。在相同的濾后水水質下，還可以可以大大降低加礬量。

另外，針對礬耗過高的情況，還可以要求水廠的技術人員與運行人員對原水異常波動以及水處理過程及時進行技術分析，通過分析總結經驗教訓，提高處理水平，為處理類似情況打下了良好的基礎。同時，還要積極對進行培訓，不斷提高水廠的技術人員與運行人員水處理技能，促進礬耗的不斷降低。

其次，要不斷水廠生產過程中的氯耗。目前我國大多數水廠采用是液氯消毒，要有效降低氯耗，必須采用其自動加氯系統。由前加氯與后加氯組成自動加氯系統，采用科學的流量比例控制。降低生產過程中的氯耗。必須避免不必要的氯氣消耗，可以采用降低首次氯的投加，確保二次氯的投加，不但可以降低氯耗，還可以確保自來水管網持續消毒效果和出廠消毒效果。

參考文獻

1.杜俐.水廠出水泵能耗分析及效率提高途徑.中國市政工程.2009(8)

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【關鍵詞】水廠；節能降耗；水泵

根據相關數據顯示，在供水行業中水泵的能源消耗能夠占到企業能源消耗的80%-90%。如此高的能源消耗與當前我國所倡導的可持續發展戰略不符合的，因此如何提高水廠水泵的運行效率，把能耗平穩的降下來是一個非常關鍵的問題。本文將對水廠水泵運行中的節能問題進行探討，并提出相應的解決措施來達到降低企業經濟成本，為國家的能源的可持續發展和經濟增長做出貢獻的目的。

1水廠水泵機組概述

機泵設備通過將機械能轉換為液能完成了液體的抽送工作。目前，機泵設備已被廣泛應用于供水、污水處理、石油化工等多個領域。然而，經過長時間的工作，機泵設備由于受銹蝕、腐蝕等作用的影響，泵殼和泵輪表面凹凸不平，導致這兩者之間的摩擦系數上升，進而增加了電能的消耗，降低了設備的運行效率。

1.1水泵機組能耗大、效率低的原因

自來水廠機泵設備出現能耗增大、效率降低的主要原因有以下幾個：①機泵設備在長期使用過程中，由于受水流的沖刷，葉輪過水面和流道內壁漸漸變得粗糙，內流道受到的阻力增大，從而降低了設備的使用效率。②機泵葉片背水面在運行過程中會產生一定的負壓，導致蜂窩表面和氣穴的形成。同時，葉輪表面在電化學的腐蝕作用下，發生汽蝕現象，從而增大了能源的消耗。③由于在制水過程中，會在泵殼內投入相關藥物，再加上受原水水質因素的影響，泵坑內會出現積垢，嚴重情況下還會增加泵殼的壁厚，從而使水泵水力效率下降。④機泵生產、加工工藝不過關，機械、容積等出現了損失，這些情況均會增加機泵能源的消耗，從而降低設備的工作效率。

1.2對水泵站的控制技術

水泵站的參數包括流量、液位和壓力等，其中最重要的參數是流量。對流量的調節和控制可以有效的降低水泵的能耗，減少浪費。通過供水理論依據，可以將流量的調節方式分成兩種：

第一是調節供水管路閥門的開啟程度，有效的控制流量的大小，閥門開大，流量增加；相反如果閥門轉小，流量也會減少。但要注意的是不論閥門調大或調小，水泵的轉速不能發生變化。

第二可以對水泵的轉速和流量實施變速調節，水泵的轉速與流量是呈正相關的由于水泵的轉速不斷加大，流量也會隨之有所提升，若轉速下降，流量會相應減少，但供水管路的狀態要始終保持一致。對水泵進行調速，可以降低不必要的能力耗損，有效的體現了節能的效果。還有其他一些對壓力或液位進行控制的方法，如采用不同尺寸的泵搭配工作，或是調節泵的葉片角度等，都是能夠有效降低水泵的電能消耗的措施。

2水廠水泵工作的節能技術

2.1水泵的類型

目前國內水廠普遍采用的水泵分為節流調節式與調速調節式。調速水泵的節能要比節流調節式的水泵效果更好，要合理的選擇水泵的調速范圍和調速控制方式，達到理想的調速節能的效果，在選擇水泵是就必須要結合實際的運轉情況來進行選擇。

2.1.1控制水泵調速范圍

在確定水泵的調速范圍前，要充分的考慮到水泵的性能、特點、管路特征，對水泵調速采取何種控制方式。雖然調速越低代表所能調控的范圍越大，但在設置最小的調速時也要考慮到調速過小所起到的節能效果并不明顯，因此對水泵的轉速的設置不能過低。在調速完成后，要注意控制水泵實際工作時的工況點，盡量保證水泵是在高效區的范圍內工作，這樣的工作狀態才能達到理想的節能目的。

2.1.2調速泵和恒速泵的選擇

目前大多數的水廠都在采用一臺調速泵與幾臺恒速泵并聯運行的搭配方式。當進行多泵并聯的運行方式時，應最好能夠應用兩臺調速泵同時進行使用，而且要以調速控制為依據，合理的選擇調速泵的類型。

2.2加大葉輪的切割改造力度

機泵的特性曲線不吻合、機泵的揚程過高等是目前大部分自來水廠出現機泵配置不合理，導致機泵設備運行效率偏低的原因。針對這種情況，最簡便的解決方法就是對葉輪進行切割。在進行葉輪切割操作中，需依照具體的參數設置對切割量進行準確計算，從而將葉輪的外徑改變。在完成葉輪的切割后，設備運行電流就會大大降低，實現了節約電能的目的。同時，機泵的特性曲線隨著葉輪外徑的改變而發生變化，機泵設備也達到了實際需要的高效運行區間，大大降低了能源的消耗。

2.3新材料的應用

自來水廠的機泵設備由于受腐蝕、水力、機械、容積等損失的影響，加大了機泵與葉輪表面的摩擦力，使機泵運行效率降低。針對這個問題，可以采用新型噴涂材料和密封技術進行解決。由于機泵設備消耗的能源會隨著葉輪與機泵表面摩擦力的增大而增多，因此可以將新型高分子材料噴涂在葉輪表面，使葉輪表面形成光滑的表層，這樣可以減少水泵因抵抗摩擦力而消耗的能量。例如美國一家公司研究致力于開發高分子修補材料，該公司最近研發生產了一種新型特種內涂式材料，被叫做泵增效節能涂料，工藝流程包括：先將水泵進行拆卸，擦拭干凈葉輪表面和泵殼內腔，在其表面行噴砂修補處理，再對葉輪的表面均勻噴涂上兩層泵增效節能涂料，噴涂后一定溫度下晾干，全部干燥后進行水泵的再裝配。在這個過程中，水泵流道表面的氣蝕部分經過了噴砂修補，涂漆處理兩個環節后，整個表面已被修復完整，摸上去不存在之前的凹凸感，手感也比修補前光滑了許多。應用這種新型的涂料對水泵進行噴涂后，水泵的運行效果可以得到顯著的提高，對推進水泵的節能起到了重要的作用。

2.4水泵的換代更新

水廠在進行水泵的選型工作時，要從水廠的最初投產，中期生產到理想的設計規模幾個時間點對水泵的運行工況點進行詳細的分析，還要對不同季節的水量需求，供水量曲線等都應做一個深入的了解和比較，在此基礎上來完成選用水泵工作，這樣才能既滿足了供水要求又能降低能耗。目前高效節能水泵應用廣泛，高效節能水泵質量技術較為先進，不僅能在節能方面獲得顯著效果，其低振動技術和低噪音污染的優點也能使水泵在運行時對環境不產生污染，除此之外，高效節能水泵還具有機械密封性好的優點，徹底解決了常規水泵軸向易發生滲漏的現象，減少了水泵維修保養的時間和金錢也提高了設備的使用壽命。

3結論

水廠提高水泵的運行效率，降低電耗方法是有多種渠道的，因此水廠要根據實際特點選擇合理的方法來達到節能的目的。想讓水泵更好的節約能源，就必須對水泵的各種性能參數有正確的設置和認識，同時在水廠水泵的設計選型與配套中，還要合理的選用變頻器。節能工作的道路還遠遠沒有盡頭，如何把能耗降到最低，這需要我們繼續不斷地去摸索總結，只要我們能緊密的結合平時實際工作，在工作中多發現問題，多思考解決辦法，就一定能把水廠水泵的節能工作做好，從而有效的減少水廠的運行成本，提高整個社會經濟的經濟效益。

參考文獻

[1]王智為.水廠水泵運行的節能問題探討[J].科技咨詢導報，2012，11（06）：218-220.

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關鍵詞:節能降耗;機泵選擇;運行調節

對于自來水廠來說，整個水廠的能源消耗中有一大部分是電力消耗，而在整個電力消耗中，通常有50%以上的用電量是被機泵設備消耗了，而其它一些輔助的設備如排泥機、風機等耗電量所占比例僅約為2%～5%。因此要想降低自來水廠的能源消耗就要重點降低機泵設備的能耗，做好機泵設備的節能降耗措施。對自來水廠的機泵設備采取節能降耗措施可以有效地減少自來水廠的資源浪費，提高了資源的利用效率，降低了企業的能耗成本，同時對于我國建設資源節約型社會有一定的推動作用。因此做好自來水廠機泵設備的節能降耗有著重要的現實意義。

1機泵設備效率下降、能耗增多的原因

機泵設備在社會生產的各個領域都有廣泛的應用，城市中它主要用于供水、污水系統以及化工等領域，在使用的過程中，可以將電能轉變為機械能再轉變為液體的動能，從而實現液體的輸送［1］。①自來水廠的機泵設備在長期的使用過程中會受到水和水中一些物質的腐蝕而出現銹蝕的情況。較嚴重的銹蝕會使得泵輪與泵殼的表面不再平滑，而出現凹凸，從而導致摩擦系數的增大，導致機泵的耗電量增大，設備的效率降低。具體分析即設備在水流長期的沖刷之下，流道的內壁和葉輪的過水面會因為腐蝕而變得越來越粗糙，內流道的阻力增大，使得設備的效率降低，能耗增大。②在機泵設備運行的過程中，葉片背水面會產生負壓，導致氣穴和蜂窩表面的出現，這樣在電化學腐蝕的情況下，葉輪的表面會產生汽蝕，使得設備的能耗較之前增加許多。③自來水廠的機泵設備除了受到水流的沖刷而產生的腐蝕外還會受到一些藥劑的腐蝕，比如在水處理的過程中會根據水質的情況來投加一些藥物，使水質得到改善，滿足自來水廠生產水的需要。而藥劑的投加會使得泵殼內積垢，積垢增多到一定程度會使得泵殼的壁厚度明顯增加，導致設備的水力效率降低［2］。④機泵設備的加工工藝也會對設備的能耗有較大的影響，粗糙的水泵產品會使得設備的能耗較高，影響了泵體的容積和流體流速，增加了機械磨損等，也會降低水泵的性能，造成運行效率不佳，能耗增加。

2水泵效率的提高

2．1水泵的選擇

自來水廠在選擇機泵設備的時候應當注意水泵的電動機應選擇高效能電機，水泵功率的大小也要與使用要求相匹配，在有條件的情況下可選擇增加變頻調速控制器。目前城市中的自來水廠所使用的機泵設備大部分是離心泵，該類型的水泵在工作的過程中是通過葉輪高速轉動而產生離心力，從而將內流道中的水壓入蝸殼里再被甩出，而與此同時葉輪口會形成一段真空，水池水在大氣壓的作用下直接進入水泵，如此反復進行下去水不斷地被向上推壓實現液體的抽送。從離心泵工作的過程來看，如果保持葉輪片以及泵殼的表面光滑，可減少表面摩擦力，使得水流的流動更加順暢，有效地提高機泵的運行效率。而一些結構設計有瑕疵，工藝粗糙的機泵會使得運行的效率大大降低。因此自來水廠要想實現機泵的節能降耗，要選用一些葉輪和泵殼構造較好的設備，這樣才能有效地保障機泵設備高效、長期的使用，在提高了設備運行效率的同時也為企業降低了能耗［3］。

2．2水泵的安裝質量

對于自來水廠來說，水泵是廠內工藝運行的重要組成部分，自來水廠的機泵通常是全天不間斷運行，因此設備的損耗較大，設備很容易達到大修的周期，這就導致設備會比較頻繁地進行裝卸。在對機泵設備進行安裝的過程中如果安裝不到位容易使得設備的安裝不穩定、不固定，導致運行的時候設備會有較強烈的振動，這就會使機泵的損耗加快，且較易出現堵、漏、跑的情況，對于設備的運行效率產生不利的影響并導致能耗的增加。因此要想使機泵設備的運行效率有保障，就要對水泵的安裝重視，提高安裝的質量。

2．3水泵的維修

在機泵設備使用的過程中，機泵要按規范進行保養，按時更換機油和軸承等易損件。操作人員要及時巡檢設備，掌握機泵的運行狀態，發現異常問題的設備要及時停用維修［4］。這樣才能使得水泵處在一個比較好的運行狀態下，提高水泵的運行效率。有時機泵所出現的并不是很大的問題，比如加一些油就可以使得軸承更好更順利地進行工作，因此要及時地對軸承內的油進行檢查，判斷是否需要進行補充，并檢測油質的情況，當油質情況不理想時要進行更換，這些小問題的及時發現和解決能夠有效避免其發展成為大問題，導致設備產生機械損失。另外，當密封環的間隙寬度超過一定的標準值時也會使機泵設備的運行效率降低，因此在對設備進行檢修的時候要對此問題加以重視。

3機泵設備節能降耗措施

3．1使用變頻控制，提高機泵節能降耗的控制水平

為了更好地控制機泵的能耗，可以在電氣控制方式上進行改進。傳統的控制方法是將閥門關閉，這樣就可以降低機泵設備的輸出，減少了功耗，現在隨著技術的不斷發展，變頻調速的節能控制技術應用越來越廣泛，采用變頻控制能夠實現穩定的供水壓力，使得機泵的性能更加地智能和科學。變頻調速能夠有效地控制機泵的能耗問題。但變頻器本身存在電能損耗的缺點，同時電氣控制部分成本較高，一旦出現問題，進行維修時的費用以及對技術的要求也高，因此自來水廠應當根據自己的實際情況和需求來選用變頻調速器。

3．2合理調度，找出水泵的高效區，優化機組運行

為了實現自來水廠各機泵組設備的性能優化組合，要對機泵設備單獨運行時的性能進行測定，對其進行分析，判斷其性能以及功效的特點和不同，從而才可以有效地根據機泵的性能來科學的調度使用機泵，實現設備組合的優化。比如可以將運行效率較低的機泵用于水量和壓力的調節，不將其作為主機使用，而選用高效區間更廣，適用于偏低揚程大流量運行效率高的機泵作為主機［5］。另外，有些機泵的高效區范圍較窄，但其適用于偏高揚程，在此種條件下工作性能優良，因此可以用在自來水廠白天高峰供水時段。由此可見，根據不同機泵的性能特點對其進行合理調度使用可以有效地優化整個機組的運行效率，使得能源的消耗得到降低，同時將各機泵的優點發揚，可有效延長其使用的期限。

3．3采取葉輪切削方法，對葉輪進行切割改造

目前一些自來水廠的機泵通常存在配置不合理的問題，主要是機泵的揚程偏高，機泵的特性曲線不吻合，這就使得機泵的運行效率受到影響。在現有的情況下可以通過機械方式解決此類問題。最簡單的方法就是對葉輪進行切割，對現有的機泵進行改造。在對葉輪進行切割之前，要根據設備運行的具體參數來計算切割量，在葉輪經過切割后可使電流降低，能夠有效地節約機泵的能耗。而且葉輪外徑的變化也會導致機泵特性曲線的變化，使機泵運行時可以達到自來水廠實際需要的高效區間，達到節能的效果。

3．4采用高分子噴涂材料

機泵在使用的過程中會受到腐蝕而使得葉輪表面與機泵摩擦阻力增大，使機泵的工作效率降低。因此采用高分子噴涂材料可以使這個問題得以解決。高分子材料的噴涂可使葉輪的表面形成光滑的保護層，降低了運行過程中與水流的摩擦阻力，減少了能耗。且通常來說高分子材料具有較強的耐腐蝕性，可使機泵的使用效率提高。

4結語

自來水廠在城市生活中扮演著重要的角色，由于其用電量較大，能源消耗大，因此對自來水廠進行節能降耗十分有必要。機泵的能耗占到自來水廠能耗的絕大部分，對其采取節能降耗的措施可以有效降低自來水廠的能耗。

作者:張海濤 單位:深圳市水務( 集團) 有限公司

參考文獻:

［1］王玉倩．淺析自來水廠機泵設備節能降耗措施［J］．中國高新技術企業，2013(20):93－94．

［2］唐紅霞．基于自來水廠機泵設備節能降耗的措施的探討［J］．江西建材，2015(1):288－289．

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【關鍵詞】自來水廠；節能降耗；自動化控制；應用

一、自來水制水工藝及自控系統的組成

1、自來水制水工藝。制水工藝過程分別幾個步驟，取水-制備與投加藥劑-混凝-平流沉淀-過濾沉淀-送水。制水工藝采用最新的深度處理工藝，從而達到最新的國家標準要求。自控儀表設備選取分布式集散控制系統，與先進的計算機控制技術、網絡技術相結合，實現整體生產工藝的自動化管理控制，為自來水廠創造更高的生產效率及出水質量。

2、自來水自控系統組成。從整體自動控制系統的多個控制站考慮，可以選擇任一個一級控制站作為代表，分析PLC在控制站中硬件和軟件的設置。其中，PLC的硬件配置包括擴展型基架和CPU、電源、數字量輸入輸出、模擬量、通訊五大模塊共同構成，其中，CPU和電源模塊在左端插槽，其它模塊可隨意安裝。按照實際情況設置基架撥號，通常情況下采取16進制，不過0號主基架撥碼例外，必須把統一設置成“off”狀態。

二、自來水廠節能降耗中自動化控制系統的應用

1、取水泵站自動化控制系統的設計。取水泵站一共有4臺取水泵（其中2臺變頻泵及2臺定速泵，3用1備），主要為整個水廠進行原水的供應，是電量的主要消耗站之一，也是水廠控制電量的關鍵部位。為保證最大限度降低電耗，需把水泵分為兩個組：運行的變頻泵設定為變頻泵組，另一臺變頻泵及定速泵設定為定速組。每次運行均至少開啟一臺變頻器，當運行變頻泵設定時間到時，且另一變頻泵不運行時，將自動切換至另一變頻泵。自控系統將根據清水池水位增減相應的水泵。

1.1取水變頻泵的頻率調整。原水變頻泵的運行頻率要介于最小和最大頻率之間，頻率限定值在SCADA系統中設定。PLC記錄變頻泵停止前的頻率，以便于變頻泵再次啟動后保持之前的頻率。

1.2定速泵的啟動數量。定速泵的啟動數量由變頻泵的運行頻率決定，為了更好地控制定速泵的數量，需要定義兩個限定值：限定值1：啟動一臺定速泵時變頻泵頻率，限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率。

2、加藥加氯系統自動化控制設計

2.1加藥系統。加藥系統主要節能控制點在于控制藥耗。水廠加藥系統主要用于控制聚合氯化鋁的投加，為保證系統的節能降耗，主要控制在于精確計算氯化鋁的投加量。樂從水廠設計3臺加藥計量泵，計量泵的速度需通過PLC計算并直接通過通信進行速度控制給定。

2.2加氯消毒站程序設計。整個水廠的加氯系統由氣源系統，真空加氯系統，壓力水供應系統，電氣、控制檢測儀表系統，氯氣泄漏檢測及安全防護系統組成。為了掌握加氯是否處在手動或自動加氯狀態，在加氯機中引出了加氯機的手動/自動選擇信號。

（1）前加氯控制設計。前加氯機的控制方式：前加氯的作用主要是防止藻類和破壞膠體，所以前加氯一般根據原水流量按比例投加：加氯機開度控制=源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000，共設置兩臺前加氯機，一用一備。當使用加氯機故障時，在SCADA上發出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機，

（2）后加氯控制設計。后加氯主要作用是保證出廠水中余氯含量，起到清水池及出廠水管道消毒作用。控制方式如下：加氯機開度控制=流量主控制量+余氯控制量流量主控制量=濾后水流量或源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000

（3）余氯控制量根據濾后水余氯高低進行控制，控制范圍規定在流量主控制量的±5%。當余氯高于SCADA中設定的余氯值時，每分鐘余氯控制量-0.2kg（可以SCADA中設置）當余氯低于SCADA中設定的余氯值時，每分鐘余氯控制量+0.2kg（可以SCADA中設置）本工程共設置2臺前加氯機，一用一備。當使用加氯機故障時，在SCADA上發出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機。

3、沉淀池排泥系統自動化控制設計。沉淀池排泥系統主要由排泥閥、排泥車組成。該環節的節能控制關鍵點在于排泥過程中合理排水，在污泥排放時盡量減少不必要的排水。

3.1沉淀池排泥閥控制。沉淀池排泥閥周期性排泥：排泥周期可設定；各排泥閥開閥時間可設定。排泥周期可設定：用戶可根據原水水質進行排泥周期的設定，合理減少排泥時間。各排泥閥開閥時間可設定：用戶可根據平流沉淀池的具體特性，設置各閥門的相應開啟時間。

3.2排泥車控制。沉淀池排泥車的過程控制：由于沉淀池長度約100m，長度較長，而按照沉淀池的沉泥規律，從沉淀池的進水到出水，池底所沉積的泥厚度按從多到小逐步遞減的規律進行，因此，為了達到排泥車的排泥效果而又減小不必要的排水浪費，排泥車的行走電機可采用變速電機，在沉淀池的進水端采取慢速行走，而在沉淀池的出水端采取快速行走，或排泥車的行走電機為定速電機，排泥車從沉淀池的進水端前行全程1/3，后退至沉淀池進水端，再從進水端排泥至出水端，空車返回。

4、送水泵站自動化控制設計。送水泵房一共有4臺清水泵，分別為2臺變頻泵及2臺定速泵組成。正常使用時為3用1備。每次運行均至少開啟一臺變頻器，當運行變頻泵設定時間到時，且另一變頻泵不運行時，將自動切換至另一變頻泵。系統分為兩個組：運行的變頻泵設定為變頻泵組P401A/C，定速泵P401B/D設定為定速組。運行的變頻泵的頻率根據出廠水壓力設定值調整。定速泵啟動的個數根據變頻泵的頻率決定啟動臺數。

4.1加壓變頻泵的頻率調整。加壓變頻泵的頻率根據SCADA設置的壓力值進行PID恒壓控制，PLC不斷調整變頻泵的頻率。變頻泵的頻率及頻率閥值以Hz表示。

4.2增加變頻泵頻率。變頻泵頻率由用戶設定壓力值及實際管道壓力計決定。PLC通過PID運算調整變頻泵頻率，當管道壓力小于用戶設定壓力時，變頻泵頻率將增加。

4.3減少變頻泵頻率PLC。通過PID運算調整變頻泵頻率，當管道壓力大于用戶設定壓力時，變頻泵頻率將減少。

4.4定速泵的啟動數量。定速泵的啟動數量由變頻泵的運行頻率決定。為了更好的控制定速泵的數量，需要定義兩個限定值：限定值1：增加一臺定速泵時變頻泵頻率；限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率

4.5啟動一臺送水定速泵。當變頻泵的頻率高于等于限定值1（例如48.5Hz）并且至少有一臺定速泵可用時啟動一臺定速泵。

4.6停止一臺送水定速泵。當變頻泵的頻率低于限定值2（例如35Hz）并且至少有一臺定速泵運行時停止一臺定速泵。

結束語

自來水生產具有獨有的特性，其連續性、不可替代性及不間斷性要求自動化控制系統具有較高的可靠性、高速性以及穩定性，必須要選擇增強型的處理器。自動化系統在自來水廠中的應用有廣泛的發展，可以有效的保證水質，提高自來水廠的處理能力。

參考文獻

[1]張文峰.自動化控制系統在自來水廠中的應用淺析[J].數字技術與應用，2014（26）：314-316.

篇5

【關鍵詞】污水處理廠；節能降耗；能耗分布

前 言：城市的命脈就是水。這幾年來，隨著迅速進展的社會與接連推動的城市化，相應增加的是城市污水排放量，日趨出眾的問題是缺水，日益增大的是用水沖突。增產節約，城市化過程中一般篩選的是加大中水的運用率。因此，本文就對城市污水處理廠的節能降耗展開了論述。

1我國城市污水處理廠能耗及分布

城市污水處理是高能耗行業，其能耗主要包括電能、藥耗和燃料等多個方面，其中電耗約占總能耗的60%～90%，電耗也成為了污水處理廠運行成本的主要組成部分。2011年，我國城鎮污水處理廠用電量約為100×108kW?h，約占全國社會總用電量的0.2%。污水處理廠電能主要消耗在污水污泥的提升、生物處理的供氧、推動混合、污泥的處理處置、附屬建筑用電和廠區照明等方面。其中曝氣能耗最大，約占到整個污水處理廠能耗的一半左右，此外，污泥處理環節能耗也不容忽視，我國污水處理廠在該環節的能耗約為3%～5%左右，與日本、美國等發達國家20%～30%相比有很大差距，這也反映出我國的污泥處理工藝和設備還有待進一步完善。

2城市污水處理廠節能降耗途徑分析

從以上分析可以看出，我國城市污水處理廠的能耗分布主要在污水提升、處理以及污泥處理等單元，包括設備的電能消耗、污水處理和藥劑消耗等，因此，我國城市污水處理廠節能的途徑選擇應該是在曝氣和泵領域、污泥處理以及日常運行的節能設計優化等等。

2.1污水提升泵站節能途徑

污水提升泵在整個污水處理中是主要的耗能設備之一，因此，具有優化提升泵站設計能夠產生較大的節能效果。目前國內城市污水處理廠泵的能量高消耗主要由于電機效率不高、設計的運行能力超過了實際水量所需的能量、水量波動以及運行控制不良等原因所致。提升泵的優化節能主要途徑有改工頻泵為部分變頻泵作為調速泵；所有提升泵都是變頻泵，如紹興污水處理廠通過提升水泵變頻技術改造，節能達到12%；多級動態液位控制策略技術。在實際運行過程中通過轉速加臺數控制法，實現定速泵平均流量運行；當水流出現較大波動時應該適時增減運轉臺數，調速泵變速運轉來適應水流量的變化；定期對水泵進行維護，以減少摩擦降低電耗。

2.2曝氣設施節能途徑

曝氣機是污水處理廠耗能最多的設備之一，降低污水處理廠的能耗關鍵是要做好曝氣機的節能。在污水處理曝氣環節的操作主要有風機、空氣擴散、控制以及動力等方面，現實中造成曝氣過高能耗的原因主要有設備容量過大、操作效率低等等，因此，可以通過優化曝氣系統和智能控制來實現曝氣機的節能降耗：考慮曝氣機動力效率、氧利用率、堵塞故障以及工程造價等因素來合理選擇曝氣裝置；選擇漸減式曝氣布置，如第1～3段分別按照35%、30%、25%進行布置；選擇溶解氧自動控制系統來實現對溶解氧濃度的控制；選擇變頻器來改變交流電機的轉速方式對風機流量進行控制，實現風機的節能。

2.3污水處理節能途徑

污水處理環節的能耗主要產生于污水預處理和生化處理，其中預處理階段主要包括格柵、沉砂池，生化處理階段的主要能耗單元是曝氣系統（之前已作論述）。這里重點探討污水預處理環節的能耗。首先是做好格柵的安裝，雖然整個格柵本身在污水處理過程中的節能空間不大，但對后續其他設備的降耗起著重要作用，需要做好格柵的安裝，一般會選擇將格柵安裝在污水處理廠的前段或者污水渠道、泵房集水井的進口處，以此來實現對較大漂浮物的截留，減少堵塞，保證污水設施的正常運轉。曝氣沉沙池由于曝氣設備的使用而產生較高能耗，因此沉砂池的設計一般應選擇平流式和旋流式。

2.4污泥處理節能途徑

污泥處理單元是產生能耗較大的部分，既要做好該部分的節能降耗，也需要探尋污泥資源的二次利用，因此污泥處理系統的節能主要著眼于污泥的處理和資源的回收階段。首先是污泥處理方面，目前主要包括污泥的濃縮、穩定和脫水三個環節。其中，污泥濃縮應優先使用生物氣浮技術來代替簡單的重力氣浮，以提升濃縮效率、降低能耗的效果；污泥的穩定主要有厭氧、好氧和堆肥處理，當然也有許多未經穩定處理就直接進入了脫水環節。一般厭氧消化后可以產生沼氣來彌補穩定環節的能量。污泥脫水有機械脫水和自然脫水兩種方式，目前大多選擇的機械脫水，機械脫水的主要能耗是電耗，一般使用離心脫水的電耗較低，但對污泥的預處理效果要求高，還容易磨損，還需要在實踐中探尋新的脫水工藝，提升節能降耗效果。此外，要做好污泥的回收再利用，污泥中大部分成分是揮發性有機物，在日本，60%污泥可以經由厭氧消化削減，每噸揮發性有機質可產生約680m3的沼氣，利用磷酸型燃料電池殼獲得污水廠約50%的能源。污泥的回收途徑一般有兩種：利用污泥焚燒產生的熱能、厭氧消化氣的利用。

2.5藥劑消耗節能途徑

藥劑消耗雖然在整個污水處理廠中所產生的能耗比例不大，但在污泥消毒、調理和除磷等環節也存在一定的節能空間。首先是除磷方式的選擇，一般會使用無需投加藥劑、污泥產量又少的生物除磷技術，但這項技術工藝較為復雜，需要在實踐中不斷的加以完善。如果選擇化學除磷，可以嘗試使用高分子混凝劑除磷，能夠有效降低藥耗；污泥調理是為了進一步提升污泥的脫水性能，通常有選擇化學調理和物理調理兩種工藝；污泥的消毒可以推薦使用輻射技術，無需高溫高壓，是污泥消毒的新技術，有利于污水處理廠的節能降耗。

3加強日常生產經營管理

污水廠的節能降耗滲透于日常的生產運營管理的方方面面，加強日常生產經營管理也是污水處理廠的節能降耗的重要舉措。首先是加強教育培訓，提升人員的節能意識，樹立節能生產理念；其次是做好日常的生產經營成本分析，通過對城市污水處理廠各個處理環節的能耗分析，準確掌握不同單元的具體能耗，從而有針對性的提出控制能耗的重點環節；再次是建立節能降耗目標，把節能降耗目標設置于各個環節，對于完成預期目標的給予一定的獎勵，從而激發大家開展節能降耗的積極性。

4節能進展動向

污水處理技術說到將來的發展動向時，將來污水處理要向著強化脫氮除磷、增強污水返回利用和推動環保低排放目標進展。被稱為一項概括性工作的是污水廠的節能低排放，規劃到工藝、裝備和其它好多步驟。所以，污水廠的節能技術要從工藝規劃、裝備選型、運行管理等步驟每個步驟開始，四處建立節能認識，連續開采探討節能新工藝；能耗績效的治理評定體系是污水廠要建立的，在實驗中概括節能經歷，同步模仿國外優秀治理經歷，污水處理廠的運行治理水平才能得到提升，讓污水處理技能從高能耗向低能、高效的目標進展。

5結語

一項概括性工作就是污水廠的節能低排放，牽涉到材料、工藝、裝備、治理、電氣、自動化掌控等好多步驟。節能降耗辦法在污水處理廠執行，同步增強治理，能源可以儉省，下降運營本錢，從而推動污水解決企業的可繼續進展。

參考文獻

[1]王崇.污水處理廠能耗分布與節能機會分析[J].市政技術，2013（3）：148-151.

[2]姚遠，張丹丹，楚英豪.城市污水處理廠中的能耗及能源綜合利用[J].資源開發與市場，2010，26（3）：202-205.