降低損耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

降低損耗，提升效率

文/ Hans-Jürgen Bittermann

水資源基礎設施的維護和管理——水資源管理的一大特征是有著很長使用壽命的基礎實施，其維護保養也是一項巨大的支出，如何挖掘水處理企業的費用節約潛力，本文綜合介紹了一些市場前沿的解決方案。

近幾年來，德國全國的供水管道、家用自來水接口和管道配件的平均損壞率一直保持在較低的水平，這不僅意味著德國有很高的供水管理質量，也標志著德國水資源企業的維護保養戰略、投資戰略大體是正確的。基礎設施是水資源管理中的一項費用高昂的固定成本，與水/污水量的多少無關，想要節約則只能挖掘水處理企業生產運行時的成本節約潛力。

德國聯邦經濟及科技部BMWi于2015年制定的“給水供水中的能源效率”計劃的目標是，在考慮供水企業經濟性的前提下，改善供水企業，尤其是采水企業的能源利用效率。

柏林給水供水企業的嘗試已經收獲了第一批成果。在能源平衡計算中，“原水”側的能源損失為56%（由于原水水網的壓力損失、650臺水泵的能源損失、電纜的電力損耗、配件附件和結鈣沉淀物等帶來的能源損耗），“凈水”側能源損失為28%（44臺水泵和供水管道的能源損耗）。

德國Langenau市自來水廠地下空間里有3層管道，在多級沖洗過程中，70個氣動控制閥驅動著截止閥的開啟和關閉

智能化泵系統

水泵、管道網絡的壓力損失和儀器儀表的工作狀態等都是考察的對象，KSB公司專門針對水資源經濟中的取水、采水環節開發了最大功率至150 kW節能新型電動機潛水泵。這種潛水泵配用的是永磁同步電機，與傳統的異步電動機相比，永磁同步電動機以其高功率密度而著稱。永磁同步電動機的啟動由變頻器驅動，通過流量調整能減少啟動次數，同時減少影響效率的因素，通過潛水泵運行方式的優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，從而延長使用壽命。

Wilo公司研發生產的Sub潛水泵有足夠的輸水能力，保證了可靠的給水供水，它既可以多臺串聯，也可以并聯使用，凡是與被輸送介質相互接觸的零部件，都可以使用防腐蝕的材料來制造，這也延長了使用壽命。Sub潛水泵的高速變型產品被稱為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控和保護功能，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先生所強調的，配水系統中使用的管道配件和附件要滿足食品生產用水的衛生清潔的技術要求，這不只對水泵的給水供水基礎設施中有著重要意義，還對管道附件、配件的應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措施。很多管道閥門、儀表在長時間使用過程中無人維護，但卻要在保證運行正常，因此堅固耐用、防腐蝕保護和傳動機構的密封性十分重要。

模塊自動化

傳統的水過濾裝置是由閥門、水泵、容器、過濾模塊、傳感器和管道系統組成的，這種配置的水過濾設備可以通過簡單的方法實現模塊化。Festo公司介紹說，整個流程可以分解為幾個子流程工藝，每一個子工藝都可以定義為一個包含了所有機械連接功能和自動化運行控制模塊。同樣，也可以使自動化實現模塊化，開關柜組成元器件和中央智能化（流程工藝控制應用軟件）按照下列方式分解開來：每一個模塊都有自己的控制器、Remoto遠程控制輸入/輸出端口和氣動控制接口，這樣，可按照用戶的要求任意地將這些模塊組合配置起來，滿足特殊使用環境，此外，僅僅需要增加一些結構和功能相同的模塊，規模化擴建就可以實現。

保持恒定的水壓

統保證了配水網絡的水壓保持在規定值上，使自來水壓力平穩，減少了給水供水企業的生產運行費用，以及配水網絡中的水資源損失。

恒壓調節閥的供應商VAG公司說道：“管道閥門和儀表也有著重要的節能作用，恒壓調節閥保證了用戶側水壓恒定，從而保證了這一地區用戶的自來水配送，當配送網絡中的壓力超過了設定水壓時，恒壓調節閥就會減小配水管道系統中的壓力，并把多余的水配送到次要的給水供水地區（例如排放到草地或者農作物種植地中）。”

德國供水網絡中大約共安裝使用了300萬個減壓閥，這類控制閥的任務是限制供水系統的壓力，保證用戶能夠順利使用自來水。EWID的計劃目標是：找到一條減少減壓閥能耗的出路，渦輪驅動的水泵將承擔配水網絡系統中傳統減壓閥的任務，同時它還能夠生產電能。

Grundfos公司開發的解決方案利用蓄電池供電的數據記錄儀測量給水供水網絡中的壓力，利用GSM全球移動通信系統網絡將檢測到數據傳送到DDD需求分配控制系統中，保證了水壓是恒定的。智能化的自適應控制系

結語

每一個給水供水系統都有各自的特點和專一性，沒有標準配置這一說，用戶需要符合本地實際情況的解決方案，應用于水資源經濟領域中保證設備控制、監控的自動化技術亦是如此。

本文作者系PROCESS德文版特約撰稿人。