市政污水厂运行优化管理（八）

此前讨论了关于进水提升泵设备的一些基本原理，本篇对进水提升泵的优化运行措施进行相关内容的探讨。>>>前情回顾<<<
 
　　对于污水提升泵来说，上周对提升泵基本的运行原理进行了讨论，但是对于优化运行来说，仅仅知道提升泵是怎么工作的还是不够的，需要知道更多的控制细节。在污水厂中，污水提升泵的高耗能运行已经成为了运行人员的共识，如何采用合理的控制措施进行能耗的降低，成为污水提升泵的优化运行的核心内容。
 
　　污水厂内的污水提升泵的主要功能是将进入污水厂内的污水提升到一定高度后，在污水厂内形成重力流的高起点，以进行后期的构筑物的重力自流，减少构筑物之间的污水输送产生二次的能量损耗。理论上最佳的设计是一次提升，全程重力流，但是由于污水出水水质的高标准要求，仅靠二级生物处理已经不能满足污水水质的达标，增设的深度处理单元中对污水需要进行加药过滤等，这需要污水具有足够的势能才能保障通过阻力较大的过滤层，如果依靠污水提升泵的一次提升满足最终过滤出水的水力势能，提升的高度会很高，前段的生化处理段的构筑物的高度也会做的很高，从工程建设费用以及后期的运维管理都会造成很大的困境。为了避免这样的结果，在采用深度处理的污水厂中，一般会设置两级提升，一级提升到生化处理过程结束，深度处理单元再进行二次提升，满足深度处理单元的过滤等工序的水头要求，这样可以降低一级提升的扬程，以及生物处理段的整体构筑物的高度，从整体的设计的经济性和运行的可靠操作性上都比一次提升有很大的改善，也是现阶段污水厂采用的通用的污水提升方式。
 
　　已经可以确定污水厂的二级提升是必须的工序，那么对于二次提升中的水泵能耗进行优化控制措施的开展前，首先要明确水泵的提升过程中能耗的特点，这对于在污水厂中进行能耗管理是必备基础。污水厂在设计过程中，设计人员会根据进水管道的管底标高，生物处理段的高程要求，设计的进水水量计算出需要提升的污水水量和高度，也就是污水提升泵的流量和扬程，而水泵厂家拿到这个设计资料后，会在生产的水泵系列中选择与设计资料匹配的流量和扬程的水泵，并且在水泵出厂前都会有配置水泵样本，水泵样本明确了水泵的扬程和流量的关系，其中与运行管理关系更为紧密的是水泵的效率曲线。
 
　　水泵的效率概念就是水泵的有效功率和轴功率的比值。水泵铭牌上的效率是指该台水泵在额定转速时可以达到的高效率值。一般水泵效率是60%～85%。高效率的泵说明做同样功，该泵所消耗的能源低，反之高。
 
　　1、效率高和效率低的两台泵，做同样的功，应该是效率高所消耗的能量低，效率低所消耗的能量高。
 
　　2、高效率的泵与低效率的水泵在做相等功德前提下，高效率的水泵能耗低，简言之，耗电量就低。节省了电费，对于大功率的水泵电机来说，这是笔不小的成本开支。
 
　　从这个概念上来说，如何使水泵在高效能下工作，也就是污水提升泵优化运行的目标，这个目标最终的结果就能反映到污水厂能耗的降低上来，污水提升泵的优化措施也就是围绕水泵的高效能运行来进行的。在进行水泵的高效能运行之前，需要针对水泵的效能曲线做一些基本的了解。下面是一张水泵的效能曲线图：
 

　　在水泵制造厂商提供的水泵样本的运行曲线中，可以看到流量Q和扬程H的关系，特别是效率ŋ曲线，在这张图中可以看到效率曲线并不是随着流量增大而同步上升的：水泵在刚启动，转速较低的情况下，水泵的流量开始逐步上升，水泵的效率ŋ也是从0开始逐步上升的过程，在这个过程中水泵的扬程H会下降，这个过程中水泵效率ŋ在持续增加，但是水泵效率也是一个低能效区间，也就是低流量高扬程低效能的工况；在效率ŋ到一个高效点后，效率ŋ就不再随着水泵流量增加而继续提升了，效率ŋ在这里出现了拐点，向下运行，也就是出现大流量低扬程低效能的运行工况。从水泵流量扬程效能曲线可以了解污水提升泵的高效能并不是在水泵输出的高扬程，大流量状态下达到的，而是在一个合理的扬程和流量下达到的，这就是水泵运行曲线提供的高效的运行控制点。当然这个高效点不会是运行最终的控制点，一般把高效点向下浮动8~10%左右的区间都可以认为是高效区间，这为后期的水泵控制提供了区间控制而不是点位控制。对水泵的运行曲线了解以后，就可以知道水泵的优化运行，是将水泵的运行区间控制在高效段内，而不是简单的大流量，高扬程的工况。
 


 

在了解了水泵的效能曲线以后，水泵的优化措施就比较明确了，具体的优化措施有：
 
　　1、了解污水厂内安装水泵的参数。在进行水泵的优化管理之前，一定要明确水泵的高效能区间，污水厂的设计和运行中一定会存在一定的偏差，导致设计采用的水泵运行工况和实际的运行工况不同，在进行污水提升泵的优化措施之前一定要确定厂内安装水泵的各项参数，特别是对已安装水泵参数中的高效点，高效区间(高效点前后8~10%的范围)，水泵实际的工作参数，污水提升泵的稳定的工作液位，水泵的实际的工作扬程(实际工作液位往往高于设计工作液位，这样水泵的实际工作扬程会比设计的工作扬程低)，不同时段的污水厂进水水量(居民生活习惯导致进水水量会随着一天不同的时段发生明显的变化)等等的一系列参数，这些实际运行的参数需要污水厂的运行管理人员进行详细准确的收集，然后将这些参数进行统计整理后，确定为水泵优化运行的控制参数，后续的优化控制措施其实就是在设计参数和实际运行工况参数之间进行相互的契合，具体收集的参数表如下:
 
项目 水泵数量 进水毎日変化的时间区间 各个进水时段间的泵房液位 设计高效扬程区间 实际扬程区间 设计高效流量区间 实际流量区间
设计参数   /          
运行参数              
　　可以根据实际的运行情况收集更多的参数，便于优化措施的深入实施。
 
　　后续将围绕污水提升泵的优化运行措施展开进行讨论，欢迎持续关注并参与讨论。

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