2025年第10期
• 供排水企业运行及管理成果专栏 •
碳减排背景下基于供水安全保障的二次供水模式切换方式应用
作者:孙军益,刘康乐,林涛,张雪,沈月生
作者单位:江苏省城镇供水安全保障中心;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室;河海大学环境学院;苏州市自来水有限公司;上海中韩杜科泵业制造有限公司
引用本文:孙军益, 刘康乐, 林涛, 等.碳减排背景下基于供水安全保障的二次供水模式切换方式应用[J].净水技术, 2025, 44(10): 214-221.
摘要:【目的】 二次供水是城市供水系统能耗的主要环节,其节能降耗对降低整体碳排放具有重要意义。 为提高二次供水能效,该研究旨在开发一种智能化的供水模式切换方法,通过优化叠压供水与水箱-变频泵供水的组合模式,在保障供水稳定性和安全性的前提下,最大化利用管网余压,实现能耗的最小化。 【方法】 本文提出一种基于遗传算法的二次供水模式智能切换策略。 在用水低峰时段采用叠压供水以利用管网余压,在高峰时段切换为水箱-变频泵供水以确保稳定性。 通过遗传算法搜索最佳切换模式,并优化关键参数(如切换次数、流量惩罚系数和水力停留时间惩罚系数)。 以苏州市某小区部分供水区域为案例,模拟评估模型效果,对比传统水箱-变频泵模式的能耗差异。 【结果】 参数优化结果显示,当切换次数为4次、流量惩罚系数为0.5、水力停留时间惩罚系数为20时,模型性能最优。 此时,最佳切换模式的日能耗为66.614 4 kW·h,较传统模式节能4.07 kW·h(约5.8%)。 流量超限仅发生在23:00—24:00,超出量仅为0.017 5 m3/h,且当日最低水箱水位保持在安全范围内(0.131 2 m)。 模拟推算该小区4个供水区域年节能可达5 942.2 kW·h,相当于减少4 706.81 kg CO2排放。 【结论】 基于遗传算法的二次供水模式智能切换能有效平衡节能与供水安全需求,显著降低系统能耗与碳排放。 该方法通过动态利用管网余压,在极小影响用户用水体验的前提下实现可持续节能,具备推广价值,可为城市供水系统的绿色化改造提供技术参考。
关键词:水箱-变频泵供水;叠压供水;供水模式切换;遗传算法;能耗;碳减排
基金资助:江苏省住房和城乡建设厅科技项目(2022ZD033)
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