舜禹水务郑其元:节能错峰智慧供水系统应用研究

   日期:2020-09-11     来源:中国水网     作者:徐冰冰整理     浏览:1685     评论:0    
核心提示:  9月4日,在2020(第五届)供水高峰论坛上,安徽舜禹水务股份有限公司(以下简称“舜禹水务”)供水技术部经理郑其元分享了节能错峰智慧供水系统应用研究。郑其元  安徽舜禹水务股...

  9月4日,在2020(第五届)供水高峰论坛上,安徽舜禹水务股份有限公司(以下简称“舜禹水务”)供水技术部经理郑其元分享了节能错峰智慧供水系统应用研究。

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郑其元

  安徽舜禹水务股份有限公司坐落于安徽长丰(双凤)经开区,是集研发、生产、营销、安装、运维为一体的国家级高新技术企业,是专注于生活供水全生命周期管理的智慧水务服务商。

  郑其元分享之初抛出了以下几个问题以启发观众思考。

  1、为什么高层的用户正常用水,而低层(市政直供区)却出现用水压力不足甚至缺水的现象?

  2、为什么供水服务能力能满足区域用水需求的水厂在高峰期时却出现供水能力不足的现象?

  3、为什么同一个水厂所服务区域的不同小区用水体验却各不相同?

  4、在低峰期时,水厂的供水能力有富余,如何能把这段时间的水厂供水能力利用起来?

  二次供水行业产品现状分析

  郑其元首先回顾了二次供水行业的产品发展历程。从新中国成立以来70余年的发展历程中,二次供水行业的产品经历了从重力式供水、气压式供水到变频供水、无负压供水,进而发展到叠压(无负压)供水、错峰供水的变化。

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  目前,二次供水设备主流产品包括箱式变频供水设备、罐式叠压供水设备、箱式叠压供水设备。

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二次供水设备主流产品情况

  产品选择上,由于叠压供水方式的特殊性,必须综合考虑城镇供水管网供水能力、用户用水性质和叠压供水设备条件,在确保城市整体供水安全的基础上,有条件地推广应用叠压供水方式。为此,在行业相关规程的内容中提出了“五个不应”:

  A、用户所在区域的供水管网压力低于当地规定可采用叠压供水方式区域的最低供水压力标准时,不应采用叠压供水方式;

  B、城镇供水管网压力不稳定、波动过大的地区,不应采用叠压供水方式;

  C、特大型居住小区、宾馆、洗浴中心等用水量大、用水高峰集中的用户,不应采用叠压供水方式;

  D、叠压供水方式大部分没有储水设施或储水量很小,因此,要求确保不间断供水的用户不应采用叠压供水方式;

  E、医疗、医药、造纸、印染、化工行业和其他可能对公共供水造成污染危害的相关行业与用户,不应采用叠压供水方式。

  对于二次供水这一细分领域存在的挑战,郑其元分享了自己的思考。

  从生产企业角度来讲,企业专业性规模化差异化较大、产品质量参差不齐;行业及产品技术标准品类繁多;行业产品与技术创新存在瓶颈;行业竞争较大,存在恶性竞争。

  从供水企业角度来讲,设备材料多样及质量难把控、建设规范及过程监管难;设备及泵房监管产权职责不明晰、运营模式差异化;改造费用机制及落实难、缺乏政策及法规支撑;专业化、系统化、规范化、集中化管理较难实现;城市供水设施建设相对滞后,供水运营压力大,运营负担较重。

  节能错峰智慧供水系统应用研究

  郑其元介绍,自2015年开始,舜禹水务联合合肥供水集团共同成功开发出了节能错峰智慧供水系统,有效缓解了城市供水运营负担。

  节能错峰智慧供水系统通过实时数据采集、分析目标区域用户用水需求特征信息,智慧统筹区域内各管网配水量,最大化释放系统的调蓄功能,提高供水管网的配水调节能力,缓解高峰时期供水管网运行压力。错峰用水,减少管网波动,保证供水管网的平稳运行,延长管网使用寿命,降低漏损率,降低城市居民用水集中时段对城市供水管网的不利影响,缓解水厂的运营压力,达到安全、节能与节约的社会经济效益。其核心目的是有效缓解城市供水需求的不断增长与供水能力有限之间的矛盾。

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节能错峰智慧供水系统基本构成

  节能错峰智慧供水系统分为三部分:智慧错峰系统、智慧善水系统、智慧清洁系统。

  智慧错峰系统是舜禹自主研发的一套多态delta算法,云平台在不间断收集的大数据基础上加入了多个数学模型,针对下图所示的多态变量因素,通过该算法实现动态精准调节,调节指令下发到各个终端泵房的错峰功能模块,智慧统筹调节液位水量,达到错峰用水的目的。

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错峰智慧云平台系统架构

  智慧善水系统是舜禹自主开发的一个水质管理系统,系统核心是基于大数据的BI分析技术,多维分析区域用水特征、水质变化因素以及变化预测,实时分析水质指标及劣化进程预测,保障设备水体处于相对安全范围内。如果超出预设安全范围,系统自动发出告警,并提醒管理者自动或手动启动清洁系统,下发处理指令到泵房控制系统,完成清洗作业。

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  智慧清洁系统基于智慧善水系统的一套清洁执行系统,通过实时的水质在线监测与分析,智慧预测水质变化进程,统筹运行清洁系统,有效降低人工清洗的投入,保障居民用水安全。

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模拟实验分析

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错峰供水改造项目现场

  舜禹水务在实验分析上做了相应的研究,在斥巨资搭建的错峰实验平台上,分别模拟市政水源、市政管网,用户用水特性,通过对比管网叠压与节能错峰系统实验分析:传统管网叠压设备在低谷时期对于市政管网的压力基本无影响,但是随着用水高峰期到来之后,随着用水量的持续快速增加,市政管网的压力出现了明显的下降过程,这就是管网对市政管网产生的影响。当切换成节能错峰智慧供水系统时,低谷时期市政进水不再是恒定的曲线,而是呈现了一定的周期性的、规律性的动作和变化,这也是错峰系统自带算法的动态精准调节的过程,它对于市政管网的压力影响也可以忽略不计。

  郑其元分析,在高峰用水时期,在错峰智慧供水系统的动态调节下,能够保证市政管网压力始终维持在非常平稳的状态。当实验区域扩张之后,它产生的效果就更加明显了,当然我们的实验条件是有限的。因此,节能错峰智慧供水系统,具有明显的稳定市政管网压力的功能效果。

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第十四届中国城镇水务发展研讨会的分享报告

  此外,舜禹水务还与知名高校通过产学研合作,开展基于EPANET模型的成套设备管网数值模拟研究,得出以下结论:节能错峰智慧供水系统,能有效提升城市供水管网整体供水能力。

  舜禹水务近些年在合肥供水集团大力支持下,对合肥市部分泵房和终端进行了错峰改造。通过这些错峰供水的改造,并持续跟进它的应用效果,总体产生的效果在去年第十四届中国城镇水务发展研讨会上,合肥供水集团针对这一技术进行了分享:合肥市2016年11月1日后新建,且二次供水水箱容积大于50立方米的小区,必须实施错峰供水建设,同时逐步对已接管泵房进行改造。该技术逐步“复制”后,产生效能相当于新建一座10万立方米水厂。

 
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