機(jī)井灌區(qū)節(jié)水節(jié)能試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)效益研究

孫昌林

（大同市陽(yáng)高縣水土保持工作站，山西 大同 038100）

對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)品種植而言，提高產(chǎn)量是改善經(jīng)濟(jì)效益的重要舉措之一。對(duì)于機(jī)井灌區(qū)而言，機(jī)井系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水措施的運(yùn)用能夠有效減少能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。灌區(qū)機(jī)井的灌溉水大多源自于地下水，為了達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)成本的控制，是機(jī)井灌區(qū)節(jié)能節(jié)水試驗(yàn)的重點(diǎn)研究課題。

1 減少“高射炮”的存在

“高射炮”指的是水泵出水管口比水池水面要高，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)P程無(wú)效。根據(jù)本文選取的幾個(gè)案例，可知很多灌區(qū)機(jī)井存在“高射炮”，其中有超過(guò)20%的機(jī)井水泵出水管口高度超過(guò)水池水面0.5m，每年造成近90萬(wàn)kw/h電量浪費(fèi)。

A縣對(duì)三眼井加以改造，改造后揚(yáng)程平均值達(dá)到14.9m，無(wú)效揚(yáng)程接近1m，基于對(duì)“高射炮”的改造，整體出水量、耗電量以及裝置效率均有所優(yōu)化，具體數(shù)據(jù)分別為10%、-2%以及15%。

2 離心泵下臥

一般來(lái)講，臥式離心泵在安裝過(guò)程中需要考慮允許吸上真空高度這一因素，這是避免氣蝕的關(guān)鍵所在。具體措施主要是對(duì)吸程損失加以控制，比如管件數(shù)量、吸水管徑以及吸水管淹沒(méi)深度的控制等等。在水位大幅度下降的情況下，這些措施所取得的效果并不理想，此時(shí)就應(yīng)該選擇機(jī)泵下臥、落井安裝等措施，如果下臥深度最大超過(guò)8m以上，那么下臥可能就并不適合，此時(shí)就要對(duì)機(jī)泵進(jìn)行更換。究其原因，就在于如此安裝型式會(huì)增加整個(gè)機(jī)井系統(tǒng)的安裝與維護(hù)成本，在經(jīng)濟(jì)性方面并不具有優(yōu)勢(shì)。

A縣、B縣在機(jī)井灌區(qū)節(jié)能節(jié)水改造中下臥離心泵配套井共計(jì)14眼，下臥深度不超過(guò)3m，其平均出水量、耗電量以及裝置效率均得到了改善，具體數(shù)據(jù)分別為31%、-12%以及41%。

3 管路改造

管路改造相對(duì)復(fù)雜，難度也比較大，但取得的經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較高，具體涉及到以下幾項(xiàng)措施：

增加管徑?，F(xiàn)階段很多水泵進(jìn)出水管口都有很大的提升空間，管中流速比較快，因?yàn)樽枇υ斐奢^大的損失，管路整體效率有待提升。其中C縣某村1#井配置的是10NQ50-25潛水泵，經(jīng)過(guò)改造將出水口管徑從3改到4，取得了比較理想的效果，出水量與裝置效率分別提高了30%與80%。

吸水管更換。水泵出水量與運(yùn)行效率與吸水管損壞程度有一定的關(guān)系。有的吸水管發(fā)生漏氣現(xiàn)象，可能會(huì)導(dǎo)致出水不暢甚至完全不出水。對(duì)于吸水管損壞不嚴(yán)重的情況，可以選擇對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)的措施，如果破損情況比較嚴(yán)重，則必須對(duì)管道進(jìn)行更換。C縣某村對(duì)原有吸水管進(jìn)行了更換，配置了離心泵吸水管共6套，出水量與裝置效率均得到了提升，具體數(shù)據(jù)為30%與15%。

優(yōu)化管道間連接方式。C縣某村配有10眼潛水泵配套井，出水膠管直徑與連接管直徑分別為105mm與98mm，二者顯然并不匹配，造成比較大的局部損失，在管間連接優(yōu)化之后，選擇105mm喇叭口連接出水膠管后，出水量u裝置效率分別提高了20%與35%，耗電量則降低了2%。

控制淹沒(méi)深度。通常情況下，人們?yōu)榱嗽黾铀贸鏊?，都?huì)錯(cuò)誤的認(rèn)為增加泵體深度或者吸水管淹沒(méi)深度即可，其實(shí)這種做法并不正確，并且還會(huì)破壞管路，造成更大損失。淹沒(méi)深度應(yīng)該遵循合理性原則，只要泵體沒(méi)有空氣進(jìn)入，就應(yīng)該以最淺的深度進(jìn)行淹沒(méi)即可。A線某村4#井進(jìn)水管口原先淹沒(méi)深度超過(guò)9m經(jīng)改造后淹沒(méi)深度降低到4m，出水量增加了4m3/h。

4 設(shè)備改造

機(jī)井灌區(qū)節(jié)能節(jié)水的一項(xiàng)重要措施還在于設(shè)備的調(diào)整與優(yōu)化。現(xiàn)階段還有很多井泵與機(jī)泵的配套情況并不理想。“大馬拉小車”的情況普遍存在，其中高揚(yáng)程泵與低揚(yáng)程井配套情況比較典型。這種問(wèn)題直接導(dǎo)致水泵在運(yùn)行過(guò)程中承受過(guò)大負(fù)荷，嚴(yán)重影響到機(jī)械設(shè)備的使用壽命。針對(duì)此，在選配動(dòng)力過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格參考備用系數(shù)范圍。

B縣某村水泵配13kW電機(jī)，電機(jī)功率與實(shí)際要求（17kW）不符合，與此同時(shí)井的涌水量也比較高，配套泵偏小，經(jīng)過(guò)設(shè)備改造后，選擇22kW電機(jī)與大流量泵相匹配，充分發(fā)揮了井與泵的效益，出水量與裝置效率分別提高了160%與18%，當(dāng)然耗電量則相應(yīng)增加了118%。

5 轉(zhuǎn)速調(diào)整

當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速處于額定值時(shí)，其能夠達(dá)到最高的運(yùn)行效率，此時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速都會(huì)降低水泵的運(yùn)行效率。因此，將水泵轉(zhuǎn)速保持在額定值十分必要。當(dāng)然，有時(shí)需要調(diào)整轉(zhuǎn)速，那么應(yīng)該按照不超過(guò)額定值30%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，增速也不能夠大于額定轉(zhuǎn)速的10%，如果控制不當(dāng)，就可能導(dǎo)致降速過(guò)大，大幅度降低水泵運(yùn)行效率，或者降低水泵的機(jī)械強(qiáng)度。C縣某村3號(hào)井選擇的水泵就比額定轉(zhuǎn)速要低，經(jīng)過(guò)調(diào)整將原有的190mm電機(jī)背靠輪換為205mm，出水量與裝置效率分別提升了60%與40%。

6 結(jié)語(yǔ)

本文選取了我省幾個(gè)典型區(qū)改造井節(jié)能節(jié)水試驗(yàn)展開(kāi)研究，對(duì)其取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，不可否認(rèn)這部分井改造效果可能仍然有提升空間，但改造后取得的變化也是非常突出的，換言之機(jī)井灌區(qū)節(jié)能節(jié)水試驗(yàn)所取得的經(jīng)濟(jì)效益是有所提升的。