EBARA荏原在自来水厂的节能措施有哪些?

一、高效泵组与变频控制技术

1. 永磁同步电机 + 内置逆变器

   荏原研发的内置逆变器永磁同步电机（PM 电机）可使水泵系统能耗降低 30-50%。该电机采用 IE5 超高效能效标准，通过实时调整转速匹配管网流量需求，避免传统阀门节流造成的能量浪费。例如，在日本市场推广的机型通过自冷却设计和流体分析技术，实现电机与逆变器一体化紧凑安装，无需额外空间即可提升效率。深圳龙岗区中心城水厂的卧式双吸泵（CN 型）配备永磁电机后，在不同流量工况下效率提升 5-8%，年节约标准煤约 1450 吨。
2. 变频调速与精准控制

   福州飞凤山水厂扩建项目中，所有泵组均采用变频电机，通过 PLC 系统与 SCADA 平台联动，根据实时用水需求动态调整转速。该技术使制水环节的用电能耗显著降低，同时结合臭氧预处理工艺减少次氯酸钠消耗约 20%，实现双重节能。荏原的 F2000BT 型给水设备更采用推定末端压力一定控制，通过学习算法自动设定最大用水量对应的压力值，较传统定压控制进一步降低能耗。

二、数字孪生与智能运维系统

1. 全流程数字孪生优化

   福州飞凤山水厂构建了高度镜像化的数字孪生系统，通过三维复刻构筑物、设备和管网，集成实时监测数据进行动态分析。系统可模拟不同工况下的能耗分布，优化泵组启停策略，使整体能耗再降 10%。例如，通过数字孪生模型调整多级泵的运行组合，避免小流量工况下的低效运行，同时提前预判设备故障，减少非计划停机带来的能耗损失。
2. 远程监控与预测性维护

   荏原 Rissa 系统通过物联网采集水泵的温度、振动、能耗等数据，结合 AI 算法实现故障预判。在四川永祥硅材料项目中，该系统提前发现轴承磨损隐患，避免停机损失的同时降低维护过程中的能源消耗。此外，系统支持远程参数调整，可根据季节变化和用水峰谷自动优化运行参数，例如在夜间低峰期降低泵速，减少无效能耗。

三、工艺创新与设备优化

1. 深度处理工艺节能

   深圳龙岗区中心城水厂采用 “预臭氧 + 臭氧 + 生物活性炭" 工艺，荏原 DSZ 型潜水轴流泵用于臭氧接触池水流循环。该泵采用后掠式自清洁叶轮，防止杂质堵塞，同时电机通过液体冷却，适应 24 小时连续运行，较传统设备减少维护能耗。臭氧预处理工艺不仅提升水质，还通过减少后续消毒剂用量间接降低能源消耗。
2. 叶轮优化与水力模型升级

   荏原通过 CFD 仿真和实验测试优化叶轮设计，提升水泵在全流量范围内的效率。例如，为华能安源电厂定制的超超临界给水泵，通过形态优化设计减少空化现象，在 31MPa 超高压工况下稳定运行，效率较传统泵提升 5-8%。与西安交通大学合作研发的离心制冷压缩机叶轮优化技术，使机组 COP 提升 6%，制冷能力提升 13%，达到一级能效水平，该技术同样适用于水处理领域的流体机械。

四、能源回收与资源循环

1. 污泥热解与能源再生

   荏原的 ICFG 鼓泡床热分解技术可将水厂排泥水转化为石脑油和可燃气体，产油率超过 72%。日本千叶县 1 吨 / 日中试装置通过中低温热解（300-450℃）实现能量自给自足，燃烧产生的热能可回用于工艺加热。中国青岛小涧西污泥焚烧项目采用荏原流化床焚烧炉，日处理 300 吨污泥，焚烧后的灰渣用于建材生产，实现零填埋的同时回收能源。
2. 余压与余热利用

   在高扬程输水系统中，荏原通过水力透平回收剩余压力能。例如，山区水厂的清水加压泵站采用多级离心泵与透平机组串联，将多余压力转化为电能，回收率可达系统能耗的 8-12%。此外，污水源热泵系统利用排泥水热能实现 “冷热电" 三联供，在华中某项目中年节约标准煤 1450 吨，减排二氧化碳 3600 吨。

五、标准化与合规设计

1. 能效标准与材料创新

   荏原水泵产品严格遵循 ISO 5199（离心泵）、GB/T 13007-2011（离心泵效率）等标准，并通过 CCC 认证。其多级泵采用精密铸造工艺和耐腐蚀材质（如双相不锈钢），减少叶轮磨损和水力损失，同时满足欧盟 ErP 指令对能效的严苛要求，较传统产品效率提升 5-8%。
2. 轻量化与紧凑设计

   立式斜流泵（VZNM 型）采用叶片与轮毂体整体铸造工艺，单级扬程超过 100 米，占地面积较卧式泵减少 40%，降低泵房建设和运行成本。空气冷却型真空泵无需冷却水系统，直接接入 100-240V 电源即可运行，适用于偏远地区水厂的节能需求。

六、典型项目节能成效

• 福州飞凤山水厂扩建工程：通过变频电机、数字孪生系统和臭氧工艺优化，制水能耗较传统工艺降低 15%，年节约电量超过 500 万 kWh。

• 上海杨树浦水厂深度处理改造：荏原提供的 10 台套立式斜流泵（VZNM/VSM 型）采用免拆卸设计，减少维护时间 30%，同时通过变频控制实现节能运行，保障 120 万 m³/ 日供水能力下的高效稳定。

结语