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        這項熱門技術能否破解二次供水難題?
        中國水網 | 發布時間:2023/5/29 | 瀏覽次數:

         


          黨的十九大提出,要滿足人民日益增長的美好生活需要,黨的二十大提出,要以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興。近年來,我國不斷對高質量發展提出新的要求。對于供水行業來說,供水服務已經不滿足于聚焦于水質、水量這些最基本的服務保障,如何用服務的升級,去滿足人民對于“美好”的感知,成為行業高質量發展的核心內容。

          在高質量發展的道路上,供水行業仍有很多難題亟待解決。比如二次供水環節,在如今,因二次供水設施建設質量、運維不善導致的居民用水問題、水質問題的現象屢見不鮮,讓居民、水司都很頭疼。

          提升居民的“龍頭水”質量是社會、供水行業多年討論的難點和重點。行業期待出臺政策法規力度再大一些,對供水企業的責權、價費進行進一步理清的同時,也在期待一些創新性技術從根本上讓二供管理實現系統、智慧,降低運營成本,實現城市高品質供水目標。

          二次供水環節的糾結與管理難點

          為了給百姓的龍頭水提供更多保障,近年來國家和地方均鼓勵供水企業接管二次供水管理工作。在水司的陸續接管下,我國二次供水環節的建設標準、設施品質、運維與管理專業化程度均有所提高。

          而在二次供水存量設施的批量改造過程中,由于各地基礎不一,社會環境不同,情況復雜,影響因素較多。同時由于過去供水公司介入少,缺乏前期對于建設過程的規范監督,部分開發商為了節約成本,建設質量也是參差不齊,后期的管理也成了難題。

          在供水高峰期時,水廠供水能力不足,管網壓力低,造成部分區域缺水,在用水高峰時段容易發生“搶水”現象,導致居民做飯難、洗澡難,生活受到影響。供水企業不僅要投入大量的人力、物力、財力去處理相關問題。而在供水低峰時期,水廠供水能力又過剩,富裕的供水能力無法得到充分利用,造成了能源、資源的浪費,大大影響了整個供水系統的運行效率。

          這些問題直接導致二次供水設施運維成本一直居高不下。根據《二次供水專題研究報告(2022年版)》顯示,我國二次供水環節運營成本原則上包括日常維護、設施折舊、大修等費用,若加上所需的動力費(電費),每噸水成本基本超過1元,增加了水司的正常運營成本。

          因此,有關部門也在一直思考這部分服務成本,能否合理且及時的回收,在保障二次供水設施穩定運行的同時,一定程度減輕供水企業經濟負擔。如目前各地方根據自身情況,出臺了一些二次用水設施運行維護收費辦法。

          如在新建項目中,開發單位按照一定時間范圍向供水企業一次性支付一定運管費用,如一些地區選擇將二次供水設施的運行維護管理費用計入供水企業運營成本,期望通過下一輪的水價調整予以彌補等等……盡管如此,有業內人士指出,由于我國目前的水價調節機制存在調整周期長、且只注重彌補過往成本等問題,對于二次供水規模較大的城市而言,此種方式會使水價倒掛現象更為嚴重,從而加劇供水企業虧損,在一定方面不利于供水行業的發展。

          對于這些二供方面讓人頭疼的難題,行業在呼吁國家相關法律法規進一步完善的同時,如何對二供環節供水設施進行優化、提高其運行管理水平,已經成為行業迫切的課題。

          集約化、綠色化趨勢下,錯峰調度技術有什么優勢?

          為了實現二次供水環節的高標準、可持續發展,在二供建設環節上,不少城市地區陸續開始了一些突破性的實踐。如部分地區率先進行了標準化泵房試點工作,規范了二次供水設施的標準化建設,推進專業化運行維護與管理,部分地方還將未來城市直飲水布局同步納入考量。

          在這樣的產業升級背景下,集約化、智慧化、綠色化成為二供產品的主要發展趨勢,一些創新性技術也有了更好的發揮空間。其中利用智能控制領域的相關理念和方法,對整個城市供水系統進行優化調度,實現更加集約智慧化的管理,是近年來行業重點討論的熱點。

          如以智慧化為基礎的錯峰調度供水技術,多年來已經在各地方供水系統中開展了應用實踐,節能錯峰智慧供水系統是其中的典型。據了解,該系統通過智慧匹配區域中每一條管網的合理水量,對供水進行統籌調度,目標是最大化釋放系統調蓄潛能,提升供水管網配水調節能力,緩解高峰時期供水管網運行壓力。

          如前面提到的水量、水壓問題,節能錯峰智慧供水系統的基本原理是在居民用水的高峰期時將水箱閥門開度減小或者關閉,優先使用水箱內的水供給加壓區用戶,而在低峰期時利用水廠富余供水能力,將水箱內的水補滿。依托智慧化的加持,供水服務范圍內每個泵房之間產生通信,實現了從全局視角出發,統籌調度區域內的所有泵房,提高水司供水能力,從根本上解決“搶水”問題,改善居民的用水體驗。

          節能錯峰智慧供水系統的另一大優勢還在于保證正常供水的同時,能降低各種消耗。比如對供水總量進行削峰填谷,在低峰期時,水廠的供水能力有富余,錯峰系統可以改變水廠配水模式,通過轉移部分日間配水任務至夜間用水低谷期,將水廠供水能力實現充分的利用。這樣做可以實現水廠生產活動的錯峰用電,最大程度優化能源的利用率,可以作為供水企業實現節能降耗的重要手段,實現行業的綠色發展。

          智慧錯峰供水能創造多大效益?以合肥水司為例

          基于智慧錯峰供水的種種優勢,不少水司已經將這項技術引入日常管理,并在實踐中創造了實實在在的經濟效益和社會效益。

          其中在二次供水接管改造起步較早的合肥市,由于接管的二次供水泵房數目逐年增多,為了緩解早晚高峰供水壓力,提升供水的穩定性,經過充分調研,合肥供水集團自2015年開始,對合肥市部分泵房和終端進行了錯峰改造。

          合肥水司根據用水時段、水箱水位高低對水箱進水進行控制,實現了二次供水泵房低峰蓄水、滿足用戶需求的錯峰供水自動調控模式,經過分批次的對接管泵房的全面改造,實現了合肥市供水能力的大步提升。

          為了實現更加集約化、智慧化的管理,近年來合肥供水集團開始在個別區域系統中加入智能控制,通過云平臺實現區域化的統籌調度。與單個泵房的錯峰調控不同,區域化統籌調度從供水管網整體運行工況視角出發,首先通過模型精準預測各個小區未來用水量,然后以用水量預測為基準、以均衡供水管網負載為目標,綜合考慮供水系統各項邊界條件,實時生成控制指令,動態調節各調蓄設施,實現供水流量削峰填谷,管網壓力平衡穩定。

          基于這項統籌調度技術,合肥供水集團在二供“水質、水量、水壓”等核心環節為居民用水提供了堅實保障,實現了“精調細控、穩度高峰”的目標。

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          圖1. 區域統籌調度實現供水流量削峰填谷,高峰期流量削減24.84%

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          圖2. 區域統籌調度實現管網壓力平衡穩定,單日壓力波動降低41.88%

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          圖3. 區域統籌調度充分利用水箱調蓄能力,水箱利用率高達94.52%

          以該技術為支撐,合肥供水集團在二次供水建設環節形成了諸多突破,在全國范圍內打造了二次供水標準化泵房和智慧錯峰調蓄示范點,同時主編安徽省首個《新建住宅二次供水泵房建設標準》、《節能錯峰智慧供水系統工程技術規程》,成功打造了二次供水的“合肥模式”,用創新的技術應用,推動了合肥供水事業的高質量發展。

          有專家指出,目前二次供水環節水司采用水箱變頻供水、疊壓供水和屋頂水箱供水三種方式的居多,其中水箱變頻供水方式對市政管網基本無沖擊,能夠較好地保障用戶用水的穩定性,頗受水司青睞。但是水箱變頻供水存在用水低峰期水箱使用率較低,導致水齡變長不利于水質安全,在用水高峰期又會出現與用戶“搶水”等一系列問題,智慧錯峰供水技術能較好地解決這一問題。采用該技術能實現優異的產業和社會效益,將為國家“碳達峰、碳中和”目標提供有力支撐,未來發展前景十分可觀。

         
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