降低損耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

降低損耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

水資源基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和管理——水資源管理的一大特征是有著很長(zhǎng)使用壽命的基礎(chǔ)實(shí)施，其維護(hù)保養(yǎng)也是一項(xiàng)巨大的支出，如何挖掘水處理企業(yè)的費(fèi)用節(jié)約潛力，本文綜合介紹了一些市場(chǎng)前沿的解決方案。

近幾年來(lái)，德國(guó)全國(guó)的供水管道、家用自來(lái)水接口和管道配件的平均損壞率一直保持在較低的水平，這不僅意味著德國(guó)有很高的供水管理質(zhì)量，也標(biāo)志著德國(guó)水資源企業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)戰(zhàn)略、投資戰(zhàn)略大體是正確的?；A(chǔ)設(shè)施是水資源管理中的一項(xiàng)費(fèi)用高昂的固定成本，與水/污水量的多少無(wú)關(guān)，想要節(jié)約則只能挖掘水處理企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的成本節(jié)約潛力。

德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)及科技部BMWi于2015年制定的“給水供水中的能源效率”計(jì)劃的目標(biāo)是，在考慮供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)性的前提下，改善供水企業(yè)，尤其是采水企業(yè)的能源利用效率。

柏林給水供水企業(yè)的嘗試已經(jīng)收獲了第一批成果。在能源平衡計(jì)算中，“原水”側(cè)的能源損失為56%（由于原水水網(wǎng)的壓力損失、650臺(tái)水泵的能源損失、電纜的電力損耗、配件附件和結(jié)鈣沉淀物等帶來(lái)的能源損耗），“凈水”側(cè)能源損失為28%（44臺(tái)水泵和供水管道的能源損耗）。

德國(guó)Langenau市自來(lái)水廠地下空間里有3層管道，在多級(jí)沖洗過(guò)程中，70個(gè)氣動(dòng)控制閥驅(qū)動(dòng)著截止閥的開啟和關(guān)閉

智能化泵系統(tǒng)

水泵、管道網(wǎng)絡(luò)的壓力損失和儀器儀表的工作狀態(tài)等都是考察的對(duì)象，KSB公司專門針對(duì)水資源經(jīng)濟(jì)中的取水、采水環(huán)節(jié)開發(fā)了最大功率至150 kW節(jié)能新型電動(dòng)機(jī)潛水泵。這種潛水泵配用的是永磁同步電機(jī)，與傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)以其高功率密度而著稱。永磁同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)由變頻器驅(qū)動(dòng)，通過(guò)流量調(diào)整能減少啟動(dòng)次數(shù)，同時(shí)減少影響效率的因素，通過(guò)潛水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化減少了潛水泵的控制電路，也減少了電氣元器件的接觸磨損，從而延長(zhǎng)使用壽命。

Wilo公司研發(fā)生產(chǎn)的Sub潛水泵有足夠的輸水能力，保證了可靠的給水供水，它既可以多臺(tái)串聯(lián)，也可以并聯(lián)使用，凡是與被輸送介質(zhì)相互接觸的零部件，都可以使用防腐蝕的材料來(lái)制造，這也延長(zhǎng)了使用壽命。Sub潛水泵的高速變型產(chǎn)品被稱為Sub TWU 3 HS-ECP，它的外置變頻器中，集成了智能化控制軟件以及監(jiān)控和保護(hù)功能，因此保證了很高的給水供水和工作可靠性。

正如Talis公司的Erhard先生所強(qiáng)調(diào)的，配水系統(tǒng)中使用的管道配件和附件要滿足食品生產(chǎn)用水的衛(wèi)生清潔的技術(shù)要求，這不只對(duì)水泵的給水供水基礎(chǔ)設(shè)施中有著重要意義，還對(duì)管道附件、配件的應(yīng)用提出了更高的要求，例如一般給水供水管道和閥門儀表等都要在地下有很好的防凍保護(hù)措施。很多管道閥門、儀表在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中無(wú)人維護(hù)，但卻要在保證運(yùn)行正常，因此堅(jiān)固耐用、防腐蝕保護(hù)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封性十分重要。

模塊自動(dòng)化

傳統(tǒng)的水過(guò)濾裝置是由閥門、水泵、容器、過(guò)濾模塊、傳感器和管道系統(tǒng)組成的，這種配置的水過(guò)濾設(shè)備可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)模塊化。Festo公司介紹說(shuō)，整個(gè)流程可以分解為幾個(gè)子流程工藝，每一個(gè)子工藝都可以定義為一個(gè)包含了所有機(jī)械連接功能和自動(dòng)化運(yùn)行控制模塊。同樣，也可以使自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)模塊化，開關(guān)柜組成元器件和中央智能化（流程工藝控制應(yīng)用軟件）按照下列方式分解開來(lái)：每一個(gè)模塊都有自己的控制器、Remoto遠(yuǎn)程控制輸入/輸出端口和氣動(dòng)控制接口，這樣，可按照用戶的要求任意地將這些模塊組合配置起來(lái)，滿足特殊使用環(huán)境，此外，僅僅需要增加一些結(jié)構(gòu)和功能相同的模塊，規(guī)?；瘮U(kuò)建就可以實(shí)現(xiàn)。

保持恒定的水壓

統(tǒng)保證了配水網(wǎng)絡(luò)的水壓保持在規(guī)定值上，使自來(lái)水壓力平穩(wěn)，減少了給水供水企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用，以及配水網(wǎng)絡(luò)中的水資源損失。

恒壓調(diào)節(jié)閥的供應(yīng)商VAG公司說(shuō)道：“管道閥門和儀表也有著重要的節(jié)能作用，恒壓調(diào)節(jié)閥保證了用戶側(cè)水壓恒定，從而保證了這一地區(qū)用戶的自來(lái)水配送，當(dāng)配送網(wǎng)絡(luò)中的壓力超過(guò)了設(shè)定水壓時(shí)，恒壓調(diào)節(jié)閥就會(huì)減小配水管道系統(tǒng)中的壓力，并把多余的水配送到次要的給水供水地區(qū)（例如排放到草地或者農(nóng)作物種植地中）?！?/p>

德國(guó)供水網(wǎng)絡(luò)中大約共安裝使用了300萬(wàn)個(gè)減壓閥，這類控制閥的任務(wù)是限制供水系統(tǒng)的壓力，保證用戶能夠順利使用自來(lái)水。EWID的計(jì)劃目標(biāo)是：找到一條減少減壓閥能耗的出路，渦輪驅(qū)動(dòng)的水泵將承擔(dān)配水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳統(tǒng)減壓閥的任務(wù)，同時(shí)它還能夠生產(chǎn)電能。

Grundfos公司開發(fā)的解決方案利用蓄電池供電的數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)量給水供水網(wǎng)絡(luò)中的壓力，利用GSM全球移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)到數(shù)據(jù)傳送到DDD需求分配控制系統(tǒng)中，保證了水壓是恒定的。智能化的自適應(yīng)控制系

結(jié)語(yǔ)

每一個(gè)給水供水系統(tǒng)都有各自的特點(diǎn)和專一性，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)配置這一說(shuō)，用戶需要符合本地實(shí)際情況的解決方案，應(yīng)用于水資源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中保證設(shè)備控制、監(jiān)控的自動(dòng)化技術(shù)亦是如此。

本文作者系PROCESS德文版特約撰稿人。