基于供水管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的系統(tǒng)節(jié)能分析.pdf

1、眾所周知，我國是世界水資源嚴(yán)重匱乏的國家之一，人均水資源占有量不到世界平均水平的四分之一。目前我國水行業(yè)的現(xiàn)狀是：一方面是城市人口數(shù)量在不斷增多，城市用水量的需求在不斷增加：而另一方面是城市工業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的水已經(jīng)或者正在被污染，導(dǎo)致我國水行業(yè)正面臨前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在國家節(jié)能減排的大背景下，如何提高水行業(yè)能源的利用效率，探索出一條可持續(xù)發(fā)展的道路，成為我們水行業(yè)人士所共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 綜觀國內(nèi)水行業(yè)，絕大部分是

2、老企業(yè)，由于年代久遠(yuǎn)，其設(shè)備已經(jīng)陳舊，供電設(shè)備亦已老化，水耗藥耗水平高，漏損嚴(yán)重，出水水質(zhì)差。許多新建和改擴(kuò)建的水處理工程，雖然投資組建了fcs、dcs、plc監(jiān)控系統(tǒng)，但任然不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的目的，造成了資源的浪費(fèi)。由于工藝選用不當(dāng)，工藝流程布置混亂，水泵機(jī)組的配置不合理，使得許多處理廠站的單位電耗成本高、發(fā)展困難。由此可見，水行業(yè)的降耗節(jié)能已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
　　 因此，如何采取科學(xué)的方法，對城市供水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的合

3、理性進(jìn)行系統(tǒng)研究，如何在保證安全供水的前提下供對整個(gè)供水系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局，在降低投資的同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的，對促進(jìn)水行業(yè)健康發(fā)展、提高水行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益都有著積極的意義。
　　 城市供水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著保障城市生活生產(chǎn)用水的重要任務(wù)，前人學(xué)者對供水系統(tǒng)的優(yōu)化做出了一系列成功的研究嘗試，本人在總結(jié)前人學(xué)者成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對供水系統(tǒng)的優(yōu)化做出了新的探索嘗試。本文的研究方法是：將組成城市供

4、水系統(tǒng)的取水、輸水、管網(wǎng)以及泵站部分分為兩類系統(tǒng)來分別優(yōu)化，一類包括取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物以及輸水管線，另一類包括泵站以及整個(gè)管網(wǎng)，并將清水水池作為兩類優(yōu)化系統(tǒng)的銜接過渡部分來處理整個(gè)供水系統(tǒng)的優(yōu)化。在求解過程中，一類優(yōu)化系統(tǒng)以年費(fèi)用為目標(biāo)進(jìn)行建模，求解最優(yōu)供水揚(yáng)程和最節(jié)省的年費(fèi)用；在二類優(yōu)化中，我們將管網(wǎng)和泵站系統(tǒng)分為兩級進(jìn)行優(yōu)化，在一級優(yōu)化即管網(wǎng)優(yōu)化中，我們以最小的供水成本為目的進(jìn)行優(yōu)化，通過水力分析和運(yùn)行費(fèi)用的核算，求解最佳送水

5、量和最佳送水揚(yáng)程；在二級優(yōu)化即泵站優(yōu)化中，通過一級管網(wǎng)優(yōu)化確定的送水水量和送水揚(yáng)程，以最小的電耗為目標(biāo)，來決定泵站內(nèi)部泵的開啟和組合方式，盡量滿足水泵在高效運(yùn)行范圍內(nèi)工作。然后選取清水池做為兩類優(yōu)化系統(tǒng)的媒介，對整個(gè)供水系統(tǒng)建立模型，結(jié)合具體的運(yùn)行數(shù)據(jù)，求解適宜的清水池水面高度值范圍，最終通過優(yōu)化調(diào)度來實(shí)現(xiàn)城市供水系統(tǒng)的節(jié)能。
　　 在確定了系統(tǒng)優(yōu)節(jié)能優(yōu)化調(diào)度模型和求解方法的基礎(chǔ)上，最終選取某縣城供水系統(tǒng)為例，通過具體的工程應(yīng)用