城市供水系统节能运行方法

2015年第2期(总第113期)纷源与钍ENERGYANDENERGYCONSERVAT10N城市供水系统节能运行方法刘晶，俞国平(同济大学环境科学与工程学院，上海200092)摘要：为满足用户要求，城市供水往往维持较高水压。通过调整供水管网增压泵站工况，对广州市中心城区管网进行模拟运行，计算结果显示在满足用户对水压要求的前提下降低了部分用户过剩压力，达到节能降耗的目的。关键词：城市供水；增压泵站；自由水头；节能运行中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：2095—0802一(2015)02—0084—02Energy-SavingRunningMethodofUrbanWaterSupplySystemLIUJing．YUGuoping(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Inordertomeetuserrequirements．citywater0ftenmaintainsahighwaterpressure．Byadjustingtheboosterpumpstationconditionsofwatersupplynetwork．simulationrunofpipesystemincentralGuangzhouwasmade．Theresultsshowit(anmeetuserrequirementsforwater，reducesomeusersexcesshydraulicpressureandachieveenergysavingpurposes．Keywords：urbanwatersupply；boosterpumpstation；freedomwaterhead；energy—savingrunning0引言城市供水企业是城市用电大户。随着供水量增加、供水区域扩大，城市供水系统能耗越来越大。据统计资料，2013年中国总用电量为5．32×10kW·h，工业总耗电量为3．85×10kW·h；其中供水行业用电量达4．08X10mkW·h，供水行业用电量占全国总用电量0．77％，占工业用电量1．06％。一般来说，城市供水行业能耗费用在自来水成本中约占30％40％，供水企业应在保障安全供水、提高服务质量的前提下，提高节能意识，采取节能措施，提高经济效益。1给水管网系统能耗组成图l所示为1个简单管网系统，由水厂泵站(节点5)向管网供水。以图1中的计算管路5—4—3—2—1为例，泵站(节点5)供水能量【3]：E=pgq4-5(ZI+H1+∑)，(1)式(1)中，E为泵站供水能量，N·in；口为泵站总供水量，mS／s；zl为控制点(节点1)地面高出泵站吸水井水面的高度，m；H。为控制点(节点1)所需最小服务水头，m；∑为从控制点(节点1)到泵站(节点5)的管道总水头损失，m；JD为水的密度，kg／L；g为重收稿日期：2014-12—12第一作者简介：刘晶，1982年生，女，福建上杭人，2003年毕业于上海大学环境科学与工程学专业，在读硕士研究生。·84·Q为进入管网系统的总流量，m3／s；qi为各用户节点的刷水量，ms，i=1，2，3，4；1、2、3、4为节点(用户)编号，节点5为泵站。图1简单管网系统力加速度，9．81m／s。泵站供水能量E由三部分组成：a)保证每个用户最小服务水头所需能量E，N·m；b)克服供水管道摩阻所需能量E，N·Ill；C)未能有效利用的能量，即因各用户节点水压过剩而浪费的能量E，，N·m。E=El+E2+E3。(2)第一部分能量E保证每个用户最小服务水头得到有效利用，所以E不能减小。第二部分能量E2消耗于输水过程中克服管道摩阻，在供水管网运行中这部分能量损失不可避免，但可通过调节阀门合理分配管道流量或修复陈旧管道使这部分损耗有所降低。第三部分能量E是每个自来水用户富裕、未能有效利用的水头，属于浪费的能量，这也是无法完全避免的。但可通过增强或调整管网中途增压泵站的功能，降低水厂泵站出厂压力，均衡供水区域水压，从而达到2015年第2期刘晶，等：城市供水系统节能运行方法2015年2月降低用户过剩水头，达到减少能量浪费的目的。2广州中心城区供水管网加压站优化运行长期以来，广州中心城区管网运行存在以下一些问题：水厂供水互相干扰比较严重；自来水厂出厂水压力偏高；管网平均服务压力偏高；加压泵站设置不够合理或运转不正常；部分DN1200mm以上管道的流量偏大或偏小，流速不够合理。本文根据广州自来水公司提供的广州市中心城区2012年11月29日上午10：00一．11：00的各行政区域用水量和水厂供水量统计情况，使用WSZ管网模型软件对中心城区现状管网进行模拟