摘要：泵組節能改造不僅可以提高設備的運行效率和延長設備的使用壽命，還可以降低企業的運營成本。針對某加壓泵站的改造工作進行分析，以總結相關經驗，提升公司節能改造工作效果。目前，節能減排已是大家普遍關注的話題，其中，供水企業由于泵組數量多，運行時間長，消耗大量電能。隨著直購電上網電價的調整，企業電費占據能源費用的大部分，泵組的節能高效運行是供水企業高度關注的課題。1. 高能耗：泵組的能耗相對較高，特別是隨著電力費率的增長，其消耗的成本也逐年上升，成為企業的主要支出之一。2.節能空間：根據對泵站改造前的運行數據，不同的系統都存在一定的節能潛力。改造后短期內能收回投資并產生經濟效益。3.優化性能：為了提高泵站的效率，需要對其進行綜合技術改造。這包括對取水裝置、配套工程、控制系統等進行優化，確保多年平均泵站效率達到最高。4.技術手段：采用先進的節能技術進行技術迭代，如變頻調速、液力透平回收回水余壓能量裝置等，可以有效地減少電機出力，實現電能的閉環回收和循環利用，從而達到明顯的節能效果。綜上所述，泵組節能改造不僅可以降低企業的運營成本，還可以提高設備的運行效率和延長設備的使用壽命。因此，對于任何一個關心經濟效益的企業來說，這都是一個不可忽視的重要課題。針對某加壓泵站的改造工作進行分析，以總結相關經驗，提升公司節能改造工作效果。某泵站由開發區管委會于2016年移交我公司，該泵站安裝了型號為AABSL125-505A立式供水泵組4臺，參數為Q=300m3/h、H=60m、η=80%、水泵軸功率N=56.17kW、電機配用功率N=75kW，采用變頻控制運行，設計最大運行工況為“三運一備”，設計供水能力為2.0×104m3/d；設計進水壓力為0.20MPa，總進水管管徑為DN500, 總出水管管徑為DN400；水泵進水管管徑為DN250，水泵出水管管徑為DN200；其功能是通過泵組變頻運行，將管網水轉輸至上一級加壓站容積為600m3水庫。由于該工程屬于政府移交工程，該加壓站存在建筑面積狹小，無吊裝裝置，無檢修工作面，泵組整體大修無法在車間內完成等困難。
目前該泵站24h連續運行，最近的運行數據顯示：通常白天運行工況為2臺泵組并聯運行，偶爾有3臺泵組并聯運行狀況，進水壓力最高0.46MPa，最低0.27MPa，平均0.365MPa；出水壓力最高0.75MPa，最低0.60MPa，平均值為0.685MPa；平均供水量580m3/h；變頻器長期運行頻率為（46-50）Hz；夜晚運行1臺泵組，頻率為(48-50)Hz，平均供水量2903/h；通過運行數據可以看出，泵組運行方式基本穩定，泵組實際揚程也在0.3MPa附近。泵站近期運行主要數據見下表所示：
隨著近年蘭州城建力度加大，沿途供水管線逐步改造更新該加壓站進水壓力提高，使原安裝水泵參數和實際運行工況嚴重偏離，雖然采用變頻調速，但仍存在能源浪費的情況，運行不合理。故相關技術部門討論后根據現場情況，初步擬定改造計劃，計劃拆除2臺泵組更新為高效節能泵組，達到優化運行節約能耗的目的。根據某加壓站現況，泵房空間狹小，無法在泵站內安裝吊裝設備進行更新工作，需將泵房頂部部分拆除并制作活動屋頂，從屋頂洞口進行吊裝工作?；顒游蓓數母脑鞛橐院髾z修工作也提供方便。- 做好泵組防護，將泵房頂部部分拆除，尺寸大小為3m*1.3m；
- 為保證結構安全，前后墻做鋼支柱DN250*8mm;
- 貼屋頂處做鋼橫梁，采用鍍鋅方管300*250*8mm;
- 屋頂洞口四周砌筑厚500mm高120mm厚磚砌板墻，磚墻頂部做鋼筋砼圈梁，內外壁水泥砂漿抹面，內表面刷乳膠漆；
- 恢復屋面防水層，洞口圍墻四周和女兒墻四周泛水泛起高度為300mm,泛水SBS防水卷材；
按照目前運行流量、揚程確定設備參數，根據實際工況及設備安裝難易程度擬定兩種改造方案；方案一：選用2臺參數為Q=300m3/h、 H=40m、配套電機功率為45kW的泵組更新原有3#4#泵組。由于改造設備尺寸變化不大，原有工藝管線略有改動，電氣控制系統仍可沿用原有控制系統。完成更新后，3#4#泵并聯運行可滿足白天水量的需求；如水量繼續增加，3#4#泵可與未更新的任意1臺泵并聯運行，可滿足最大時供水量的需求。- 拆除3#4#泵在原位安裝新泵組即可，進出水管不做改動，基礎做部分調整，電氣控制系統不用更改，可沿用原有設備，施工量少。
- 改造后夜間仍可運行1臺新泵組，夜間同比原有泵組節能效果明顯。
- 屋頂改造完成后初步解決檢修空間問題，可采用吊裝拆除安裝泵組，避免2#或3#泵組故障必須拆除外側1#或4#泵組。
- 如改造完成后，按照目前運行工況計算，年節約電量約20萬kWh,合計節約電費約10萬元。
- 仍然存在多臺泵組并聯運行狀況，效率相對單臺大流量泵組略低。
方案二、選用1臺參數為Q=600m3/h、 H=35m、配套電機功率為75kW的泵組更新原有泵組。完成更新后，此泵組單獨運行滿足水量的需求；如水量繼續增加，此臺泵與未更新的任意1臺泵并聯運行，可滿足最大時供水量的需求。- 在原泵位安裝新泵組，工藝方面進出水管僅需加裝短管變徑，基礎做部分調整，電氣控制系統不用更改，可沿用原有設備。
- 該泵組單獨運行可滿足白天工況條件，運行效率較高，避免泵組并聯運行狀況。
- 如改造完成后，按照目前運行工況計算，年節約電量約22萬kWh, 合計節約電費約11萬元。
- 此方案需要對出水管做部分改動，對泵組基礎進行改造。
- 由于空間狹小，施工難度較大。同時更換為大流量泵組后以后檢修不太方便，拆卸安裝難度較大，
- 改造后，夜間仍需運行原有高耗能泵組，沒有徹底解決夜間泵組不經濟運行狀況。
- 管網進水壓力目前偶爾出現小于0.35mpa情況，如果進水壓力低于0.35mpa,該設備存在供水壓力不足的問題。
按照節能方案，對理論節能量進行計算，并通過水泵生產廠家提供的泵組性能曲線表核算，節能量基本一致。根據現場提供運行數據分析，白天基本運行2臺泵組，運行時間16小時，夜間運行一臺泵組泵組運行8小時。白天單臺運行泵組頻率為46Hz,功率約為：（46/50）3x75x0.9x2=58.4*2=105.12kW,夜間運行頻率為48Hz，功率為59.7kW,每天耗電約為105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度為2160x30=64800kWh.按照新選泵組測算流量為300時，電機功率為45kW測算，白天運行45x0.9x2x16=1296kWh,夜間運行45x0.9x8=324kWh,合計1536kWh,每天節約540kWh，年度節約電量540x365=19.7萬kWh,節約電費約10萬元。根據泵站提供運行數據分析，白天基本運行2臺泵組，運行時間16小時，夜間運行一臺泵組泵組運行8小時。白天單臺運行泵組頻率為46Hz,功率約為:（46/50）3x75x0.9x2=58.4x2=105.12kW,夜間運行頻率為48Hz，功率為59.7kW,每天耗電約為105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度為2160x30=64800kWh.按照新選泵組測算流量為600時，電機功率為75KkWW測算，白天運行75x0.9x16=1080kWh,夜間仍需運行原有泵組,每天節約1681.92-1080=601.92kWh，年度節約電量601x365=21.97萬kWh,電費約11萬元。方案1改造約45天，造價約37萬 ，按照年度節約10萬計算靜態回收期約為3.7 年。方案2改造約60天，造價約27萬，按照年度節約11萬計算靜態回收期約為2.5 年。通過方案1、2綜合比較，均有較好的節能效果，比較徹底解決目前存在進水揚程較富裕的問題，方案1夜間泵組仍可運行新改造泵組，效率較原有泵組效率也有所提高，達到較好節能效果。考慮某加壓站的重要性、工藝運行方式靈活性、設備備用率、壓力小于0.35Mpa供水保障率及后續改造的可能性（根據夜間運行狀況，再更新1臺較低揚程泵只在夜間運行），所以建議采用方案1進行節能改造，待運行穩定后根據工藝狀況對剩余2臺泵組做進一步改造工作。通過對該類加壓站的調研，發現外部移交泵站普遍存在設計選型偏大，檢修空間不足、自控系統對接難度大等問題。針對此類問題建議：1、完善泵房標準化管理制度，凡是外部移交泵站均應按照本企業要求配置相關功能，不滿足條件的，和移交單位協商整改。2、爭取政府政策支持，外部企業自建供水泵站，凡是需要和公共供水管網直接連接的納入供水企業管理范圍，設計施工需經供水部門審批后實施。3、業主單位也需加強用水分析，提供合理用水需求，按照近中遠期逐步實施。 更多精彩內容，關注泵友圈微信號（ID：bengyouquan）
