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管网运行压力降低对供水单位电耗的影响
计算公式的推导
根据供水电耗的定义,建立计算公式。
泵站是将电能转化为位能的装置,机泵的输入功率为:
N =ρg Q H / (η×3600×103 ) =
若机组运行时间为t,消耗的电能(KW·h)为:
式(1):E = N*t =
式中:N—机泵的输入功率(KW);ρ—水的密度(×103 kg/m3);g—重力加速度()
Q—水泵流量(m3/h); H—泵站静扬程(m); η—泵站效率(%)
设在t小时内,水厂一泵房取水Q1,二泵房出水Q2,则总耗电量为:
E = E1+E2+E3+⊿E = (Q1tH1/η1+ Q2tH2/η2)+E3 +⊿E
供水单位电耗为:
式(2):e = E/(Q2t×103) = [(Q1/Q2)*(H1/η1)+H2/η2]+1000 E3/Q2t+1000⊿E/⊿Qt
式中:e为单位电耗(KW·h/kt); E1、H1、η1 分别为一泵房的耗电量(KW·h),静扬程(m),泵站效率(%);E2、H2、η2 分别为二泵房的耗电量(KW·h),静扬程(m),泵站效率(%);E3为水厂内制水的其他耗电量(KW·h),包括变压器用电、所变用电量、生产工艺中的耗电量及其他杂电;⊿E为加压站用电量(KW·h);⊿Q为时段内加压水量(m3/h)
供水单位电耗的影响因素分析
水源水位
水源水位的变化直接改变一泵房的取水静扬程H1, 由式(2)可知,当水源水位上涨时,H1减小,供水电耗下降;当水源水位回落时,H1增加,供水电耗上升。
供水压力
水厂生产中,一般通过供水压力来控制二泵房及整个水厂的生产运行。从水厂角度看,供水压力即可表示出水静扬程H2。由式(2)可知,当减小供水压力时,H2减小,供水单位电耗下降;反之,当提高供水压力时,H2增大,供水电耗上升。因此,供水压力的变化对供水单位电耗的影响非常明显。
泵站效率
对于电机和水泵采用的联轴器直接传动的机组,主要能量损耗有电机内部的损耗、水泵内部的损耗以及管路损耗等三部分。泵站效率η为:
η= η1·η2·η3
式中,η1为电机效率;η2为水泵效率;η3为管路效率
电机效率与其自身的机械损失有关,水泵效率除了与其自身的机械损失有关外,还与运行的工况有关,但一般水泵的运行都在其高效区内。管路效率的主要影响因素是管线的沿程水头损失以及阀门等处的局部水头损失,对于特定的管网,这部分可视为不是可变因素。
增压站的进出水压力
由式(2)可知,单位电耗随着进出水压力差值的增大而增大。
其他用电量
在计算单位电耗的式(2)中,其他用电量包括变压器用电、所变用电量、生产工艺中的耗电量及其他杂电,这些用电量与一定水厂的一定生产设备及工艺有关,可视为不变因素。
管网运行压力降低的因素分析
影响管网运行压力降低的因素包括内因和外因两个方面:
(1)、内因
通过减小水厂二泵房的台时或者降频运行,可导致二泵房出水量Q2的减小,从而导致出水压力的降低。
(2)、外因
由于气温上升等因素,外界的需水量增加,二泵房的输水量也要相应增加,如果在维持台时不变的情况下,需水量的增加也会导致供水压力的降低。
管网运行压力的