提高中小型泵站裝置效率的幾點(diǎn)措施

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)水利工程的投入力度不斷加大，中小型泵站的更新改造逐步成為了國(guó)家水利建設(shè)發(fā)展的重要方向。而我們知道，泵站更新改造過(guò)程中最重要的任務(wù)就是如何做到提高泵站機(jī)組裝置的使用效率，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：中小型；泵站裝置效率；措施

泵站的裝置效率是反映設(shè)備使用過(guò)程中抽水效率以及和其它各個(gè)泵站之間相互配合的綜合性指標(biāo)。因此，提高泵站各個(gè)部分使用率是提高裝置效率的一種手段，同時(shí)也對(duì)泵站的經(jīng)濟(jì)效益起著很大的作用。

1 關(guān)于改造泵站存在的主要問(wèn)題

我國(guó)目前，一批待改造的泵站很大一部分是上世紀(jì)六七十年代建設(shè)，使用的年限已經(jīng)比較長(zhǎng)，而這些泵站的設(shè)備已經(jīng)逐漸出現(xiàn)了老化等各種問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)正是泵站改造中應(yīng)該注意的。

1.1 設(shè)備老化嚴(yán)重

設(shè)備由于使用的年限較長(zhǎng)，出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，因而設(shè)備損壞的程度也逐漸嚴(yán)重，從而導(dǎo)致了運(yùn)行效率逐漸降低。因?yàn)槭褂媚晗捱^(guò)長(zhǎng)，磨損程度較為厲害，水泵的葉輪與外殼的間隙逐步大，致使水泵使用的效率下降，而當(dāng)今農(nóng)業(yè)化的規(guī)模越來(lái)越大，這種設(shè)備明顯已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿(mǎn)足目前的發(fā)展要求?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的灌溉需要更加先進(jìn)、更高的裝置效率來(lái)適應(yīng)。

1.2 設(shè)備機(jī)組不合理

就目前的情況而言，這個(gè)類(lèi)型的泵站都是上世紀(jì)60年代初建造的，而現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越快，領(lǐng)域也更廣泛。因此，以往這種類(lèi)型的泵站很難再有滿(mǎn)足需要的泵型。雖然也有很多的的泵站符合要求，但是隨著社會(huì)的變化、農(nóng)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)泵站的技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)要求也發(fā)生了變化，導(dǎo)致了目前很多類(lèi)型的機(jī)電設(shè)備滿(mǎn)足不了當(dāng)前的需要。

1.3 泵站裝置較落后

泵站運(yùn)行所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益主要是取決于泵站的裝置效率大小，以前的泵站裝置效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿(mǎn)足當(dāng)下泵站的需求量在改造的同時(shí)也應(yīng)該根據(jù)需要提高裝置的使用效率。

2 泵站裝置效率提高措施

泵站裝置效率不僅影響著國(guó)家對(duì)這項(xiàng)工程的投資力度，同時(shí)也影響著電能的消耗和運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的費(fèi)用。因此，泵站裝置的效率對(duì)水泵排水功能起著重要作用，同時(shí)也影響著農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2.1 配套使用泵站電機(jī)

目前，我國(guó)泵站使用的電機(jī)大多數(shù)是上個(gè)世紀(jì)六七十年代的產(chǎn)品，這種裝置消耗能源過(guò)高、效率低，正在逐步的退出市場(chǎng)。而那些絕緣老化、鐵損消耗太大、效率低下、存在安全隱患的設(shè)備，國(guó)家應(yīng)該實(shí)行技術(shù)更新改造，從而提高電機(jī)的使用效率。對(duì)于沒(méi)設(shè)有立式軸流泵機(jī)組的泵站，最大的危險(xiǎn)就是泵站處在最好揚(yáng)程，而這個(gè)時(shí)候就意味著水位是最高點(diǎn)，這就需要配置更大容量的機(jī)組來(lái)適應(yīng)排水功能。因此，改善機(jī)組容量，提高泵站排澇能力尤為重要。

加大配置機(jī)組的電機(jī)功率，使機(jī)組在正常情況下?lián)P程運(yùn)行，使電機(jī)容量滿(mǎn)足它的需要。實(shí)際看，電機(jī)負(fù)荷系數(shù)達(dá)到50%左右的標(biāo)準(zhǔn)，在這情況下機(jī)組運(yùn)行達(dá)到的效率就已經(jīng)接近了所需的最高效率，完成對(duì)于電機(jī)工作的需求。因此，只要電機(jī)的容量不超過(guò)正常情況下水泵使用功率1倍的范圍，那么就不會(huì)對(duì)泵站的裝置效率有太大影響，因此泵站改造的時(shí)候，可以適當(dāng)加大配電機(jī)組容量，用來(lái)適應(yīng)更強(qiáng)大的功能。

2.2 研制新型水利模型

由于上個(gè)世紀(jì)六七十年代我國(guó)的綜合國(guó)力較為落后，當(dāng)時(shí)所使用產(chǎn)品系列不完整，所選擇水泵設(shè)計(jì)的揚(yáng)程檔次不符合當(dāng)時(shí)國(guó)情，很多泵站使用的是相近泵型的規(guī)格來(lái)替代。而現(xiàn)實(shí)情況，水泵設(shè)計(jì)的揚(yáng)程與現(xiàn)實(shí)使用的揚(yáng)程相差太大，于是造成了水泵長(zhǎng)期在低效率下工作，浪費(fèi)了資源，還沒(méi)能達(dá)到預(yù)期的效果。就目前，需要根據(jù)不同的情況做出不同調(diào)整，離心水泵的性能較好，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以適用于高揚(yáng)程水流小的泵站；而軸流泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單揚(yáng)程低，可以適用于水流量大的地區(qū)，混流泵則是集二者一體的新模式，現(xiàn)新的模式如圖1。

2.3 提高管路效率

在泵站改造過(guò)程中，盡量采用新技術(shù)、新產(chǎn)品，水泵排水口可采用新型側(cè)翻拍門(mén)，逐步減少水頭損失程度，達(dá)到減少能源消耗的目的。管路拍門(mén)采用節(jié)能型側(cè)開(kāi)式拍門(mén)，主要由門(mén)座、門(mén)軸及密封件所組成，門(mén)板僅僅通過(guò)絞安裝在門(mén)座上，并采用軟硬雙重密封，無(wú)需啟用任何裝置，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)啟閉。同時(shí)，側(cè)開(kāi)式拍門(mén)能夠?qū)㈤y體鉸軸豎向布置，并設(shè)計(jì)了最佳傾斜角度，然后利用門(mén)重分力作閉門(mén)的動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需任何啟閉裝置，達(dá)到高效、節(jié)能目的。此外，不需要人工操作，從而節(jié)省了人力、物力，并提高運(yùn)行安全性及可靠性，減少后期維修成本，有利于促進(jìn)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展。

2.4 提高水泵利用率

進(jìn)出的水流通道是水泵裝置最為重要的環(huán)節(jié)，對(duì)進(jìn)出水流的設(shè)計(jì)是影響水泵裝置的關(guān)鍵。進(jìn)水流的狀態(tài)同樣也是決定水泵工作的狀態(tài)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更新改造，并提高水泵利用率?，F(xiàn)以我國(guó)洞庭湖泵站更新中的中江一號(hào)站為例：原來(lái)中江一號(hào)站9臺(tái)20SH-28型臥式離心泵，經(jīng)過(guò)配建電機(jī)JSI17-6 115KW后，經(jīng)當(dāng)?shù)氐谋谜颈O(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)泵站的裝置效率僅有50%左右，水泵的出口無(wú)撕流斷流的設(shè)施，水泵的出水為自由出流，出水位管道位于出水池的水面以上，浪費(fèi)了高出水面的部分，而且無(wú)法保證機(jī)組安全運(yùn)行。目前經(jīng)過(guò)多方面的考察，對(duì)銹蝕的設(shè)備進(jìn)行更新改造，使目前的水泵利用率達(dá)到了70%以上，操作過(guò)程既安全又加大了水泵裝置的效率[3]。

3 動(dòng)力機(jī)組效率改造

3.1 配備合理電機(jī)功率機(jī)器

現(xiàn)以電機(jī)的更新配套使用為例：鄱陽(yáng)湖的九城泵站更新改造把原來(lái)的12臺(tái)500ZLBO.60型立式軸流泵，配套電機(jī)為Y280M-55KW機(jī)組，機(jī)組呈東西兩房各6臺(tái)電機(jī)并用的模式，這樣就形成了側(cè)向進(jìn)水的功能，使裝置效率提升到70%[2]。只有動(dòng)力機(jī)與水泵之間合理的配套使用才能更加增加泵站的使用效率，在選擇水泵動(dòng)力機(jī)時(shí)，動(dòng)力機(jī)的系數(shù)不宜過(guò)大。而電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)效率隨著功率因數(shù)增加逐步提高，在額定負(fù)荷的情況下使用效率此時(shí)達(dá)到最大值，因此，在使用中盡量避免空載運(yùn)行，這樣才能滿(mǎn)足功能需求和達(dá)到經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。因此合理配備電機(jī)的功率對(duì)泵裝置效率有著很大的影響。

3.2 減少容積損失

目前，水泵多采用由動(dòng)力密封和輔助密封組成的無(wú)泄露密封裝置，替代了傳統(tǒng)水泵的填料密封、機(jī)械密封，在解決"跑、冒、滴、漏"問(wèn)題上效果顯著。因此，要減少容積損失，除了保證安裝質(zhì)量外，還應(yīng)加強(qiáng)水泵的密封設(shè)計(jì)。

3.3 減少機(jī)械損失

在水泵實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)盡力提高水泵效率，盡量減少水泵把能量傳給水的過(guò)程中存在的各項(xiàng)能量損失，即從設(shè)計(jì)上就要十分重視葉輪入口和出口的設(shè)計(jì)，并需要通過(guò)模型試驗(yàn)進(jìn)行復(fù)核和優(yōu)化，減少水流在葉輪人口和出口處的撞擊渦流損失，并盡可能地減少由于泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦損失。

3.4 其他措施

重點(diǎn)注意泵站的通風(fēng)情況，控制好溫度，保證電機(jī)不至于被燒壞；適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)傳動(dòng)效率，所使用的皮帶應(yīng)符合電機(jī)的型號(hào)，這樣更加有利于傳動(dòng)效率的提高，把泵裝置的效率發(fā)揮到最大化；減小管路長(zhǎng)度，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求下，盡量縮短出水管路的長(zhǎng)度，在管理的布置上可使用直線距離，根據(jù)地形實(shí)際情況增設(shè)出水池，做到因地制宜，適應(yīng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展；盡量減少管路的附件使用，小型泵站的管路可采用簡(jiǎn)易的充水裝置，實(shí)現(xiàn)無(wú)底閥抽水的目的，逐步減少楊程損失，提高管路效率。最后，由于出水池的水流較紊亂，為了增大出水效率，可使用真空閥。

4 結(jié)束語(yǔ)

泵站對(duì)我國(guó)水利工程影響巨大，因此我們更應(yīng)該提高對(duì)泵站的認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，做好泵站的管理，加強(qiáng)泵站的技術(shù)改造工作，加大控制力度，努力做到措施、責(zé)任到位，把好泵站改造工程質(zhì)量關(guān)，把泵站的改造工作作為農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要部分；同時(shí)加強(qiáng)泵站監(jiān)測(cè)設(shè)施、通信調(diào)度等設(shè)施等管理，逐步實(shí)現(xiàn)泵站信息自動(dòng)化管理，推進(jìn)泵站現(xiàn)代化的進(jìn)程。在工作中，積極探尋新理論、新方法、新的科學(xué)技術(shù)，以更好的應(yīng)用到泵站更新改造之中，努力促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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[5]范晉如.提高泵站裝置效率的途徑[J].水泵技術(shù)，1985（4）.

作者簡(jiǎn)介：劉建超（1965，2-），男，漢族，湖北省棗陽(yáng)市，大學(xué)專(zhuān)科，水利電力工程師，主要從事泵站運(yùn)營(yíng)管理及機(jī)電工程監(jiān)理。