市政污水廠運行優化管理（八）

　　此前討論了關于進水提升泵設備的一些基本原理，本篇對進水提升泵的優化運行措施進行相關內容的探討。>>>前情回顧<<<
 

　　對于污水提升泵來說，上周對提升泵基本的運行原理進行了討論，但是對于優化運行來說，僅僅知道提升泵是怎么工作的還是不夠的，需要知道更多的控制細節。在污水廠中，污水提升泵的高耗能運行已經成為了運行人員的共識，如何采用合理的控制措施進行能耗的降低，成為污水提升泵的優化運行的核心內容。
 

　　污水廠內的污水提升泵的主要功能是將進入污水廠內的污水提升到一定高度后，在污水廠內形成重力流的高起點，以進行后期的構筑物的重力自流，減少構筑物之間的污水輸送產生二次的能量損耗。理論上最佳的設計是一次提升，全程重力流，但是由于污水出水水質的高標準要求，僅靠二級生物處理已經不能滿足污水水質的達標，增設的深度處理單元中對污水需要進行加藥過濾等，這需要污水具有足夠的勢能才能保障通過阻力較大的過濾層，如果依靠污水提升泵的一次提升滿足最終過濾出水的水力勢能，提升的高度會很高，前段的生化處理段的構筑物的高度也會做的很高，從工程建設費用以及后期的運維管理都會造成很大的困境。為了避免這樣的結果，在采用深度處理的污水廠中，一般會設置兩級提升，一級提升到生化處理過程結束，深度處理單元再進行二次提升，滿足深度處理單元的過濾等工序的水頭要求，這樣可以降低一級提升的揚程，以及生物處理段的整體構筑物的高度，從整體的設計的經濟性和運行的可靠操作性上都比一次提升有很大的改善，也是現階段污水廠采用的通用的污水提升方式。
 

　　已經可以確定污水廠的二級提升是必須的工序，那么對于二次提升中的水泵能耗進行優化控制措施的開展前，首先要明確水泵的提升過程中能耗的特點，這對于在污水廠中進行能耗管理是必備基礎。污水廠在設計過程中，設計人員會根據進水管道的管底標高，生物處理段的高程要求，設計的進水水量計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揚程，而水泵廠家拿到這個設計資料后，會在生產的水泵系列中選擇與設計資料匹配的流量和揚程的水泵，并且在水泵出廠前都會有配置水泵樣本，水泵樣本明確了水泵的揚程和流量的關系，其中與運行管理關系更為緊密的是水泵的效率曲線。
 

　　水泵的效率概念就是水泵的有效功率和軸功率的比值。水泵銘牌上的效率是指該臺水泵在額定轉速時可以達到的高效率值。一般水泵效率是60%～85%。高效率的泵說明做同樣功，該泵所消耗的能源低，反之高。
 

　　1、效率高和效率低的兩臺泵，做同樣的功，應該是效率高所消耗的能量低，效率低所消耗的能量高。
 

　　2、高效率的泵與低效率的水泵在做相等功德前提下，高效率的水泵能耗低，簡言之，耗電量就低。節省了電費，對于大功率的水泵電機來說，這是筆不小的成本開支。
 

　　從這個概念上來說，如何使水泵在高效能下工作，也就是污水提升泵優化運行的目標，這個目標最終的結果就能反映到污水廠能耗的降低上來，污水提升泵的優化措施也就是圍繞水泵的高效能運行來進行的。在進行水泵的高效能運行之前，需要針對水泵的效能曲線做一些基本的了解。下面是一張水泵的效能曲線圖：
 

　　在水泵制造廠商提供的水泵樣本的運行曲線中，可以看到流量Q和揚程H的關系，特別是效率?曲線，在這張圖中可以看到效率曲線并不是隨著流量增大而同步上升的：水泵在剛啟動，轉速較低的情況下，水泵的流量開始逐步上升，水泵的效率?也是從0開始逐步上升的過程，在這個過程中水泵的揚程H會下降，這個過程中水泵效率?在持續增加，但是水泵效率也是一個低能效區間，也就是低流量高揚程低效能的工況；在效率?到一個高效點后，效率?就不再隨著水泵流量增加而繼續提升了，效率?在這里出現了拐點，向下運行，也就是出現大流量低揚程低效能的運行工況。從水泵流量揚程效能曲線可以了解污水提升泵的高效能并不是在水泵輸出的高揚程，大流量狀態下達到的，而是在一個合理的揚程和流量下達到的，這就是水泵運行曲線提供的高效的運行控制點。當然這個高效點不會是運行最終的控制點，一般把高效點向下浮動8~10%左右的區間都可以認為是高效區間，這為后期的水泵控制提供了區間控制而不是點位控制。對水泵的運行曲線了解以后，就可以知道水泵的優化運行，是將水泵的運行區間控制在高效段內，而不是簡單的大流量，高揚程的工況。
 

在了解了水泵的效能曲線以后，水泵的優化措施就比較明確了，具體的優化措施有：
 

　　1、了解污水廠內安裝水泵的參數。在進行水泵的優化管理之前，一定要明確水泵的高效能區間，污水廠的設計和運行中一定會存在一定的偏差，導致設計采用的水泵運行工況和實際的運行工況不同，在進行污水提升泵的優化措施之前一定要確定廠內安裝水泵的各項參數，特別是對已安裝水泵參數中的高效點，高效區間(高效點前后8~10%的范圍)，水泵實際的工作參數，污水提升泵的穩定的工作液位，水泵的實際的工作揚程(實際工作液位往往高于設計工作液位，這樣水泵的實際工作揚程會比設計的工作揚程低)，不同時段的污水廠進水水量(居民生活習慣導致進水水量會隨著一天不同的時段發生明顯的變化)等等的一系列參數，這些實際運行的參數需要污水廠的運行管理人員進行詳細準確的收集，然后將這些參數進行統計整理后，確定為水泵優化運行的控制參數，后續的優化控制措施其實就是在設計參數和實際運行工況參數之間進行相互的契合，具體收集的參數表如下:
 

　　可以根據實際的運行情況收集更多的參數，便于優化措施的深入實施。
 

　　后續將圍繞污水提升泵的優化運行措施展開進行討論，歡迎持續關注并參與討論。
 

　　原標題：市政污水廠運行優化管理(八)