提高中小型泵站装置效率的几点措施

提高中小型泵站装置效率的几点措施
随着国家经济的发展，国家对水利工程的投入力度不断加大，中小型泵站的更新改造逐步成为了国家水利建设发展的重要方向。

而我们知道，泵站更新改造过程中最重要的任务就是如何做到提高泵站机组装置的使用效率，从而达到节能降耗的目的。

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泵站的装置效率是反映设备使用过程中抽水效率以及和其它各个泵站之间相互配合的综合性指标。

因此，提高泵站各个部分使用率是提高装置效率的一种手段，同时也对泵站的经济效益起着很大的作用。

1 关于改造泵站存在的主要问题
我国目前，一批待改造的泵站很大一部分是上世纪六七十年代建设，使用的年限已经比较长，而这些泵站的设备已经逐渐出现了老化等各种问题，这些问题的出现正是泵站改造中应该注意的。

1.1 设备老化严重
设备由于使用的年限较长，出现了老化现象，因而设备损坏的程度也逐渐严重，从而导致了运行效率逐渐降低。

因为使用年限过长，磨损程度较为厉害，水泵的叶轮与外壳的间隙逐步大，致使水泵使用的效率下降，而当今农业化的规模越来越大，这种设备明显已经远远不能够满足目前的发展要求。

现代农业的灌溉需要更加先进、更高的装置效率来适应。

1.2 设备机组不合理
就目前的情况而言，这个类型的泵站都是上世纪60年代初建造的，而现在农业的发展越来越快，领域也更广泛。

因此，以往这种类型的泵站很难再有满足需要的泵型。

虽然也有很多的的泵站符合要求，但是随着社会的变化、农业规模的扩大，对泵站的技术参数、性能指标要求也发生了变化，导致了目前很多类型的机电设备满足不了当前的需要。

1.3 泵站装置较落后
泵站运行所产生的经济效益主要是取决于泵站的装置效率大小，以前的泵站装置效率已经远远不能够满足当下泵站的需求量在改造的同时也应该根据需要提高装置的使用效率。

2 泵站装置效率提高措施
泵站装置效率不仅影响着国家对这项工程的投资力度，同时也影响着电能的消耗和运行过程中产生的费用。

因此，泵站装置的效率对水泵排水功能起着重要作用，同时也影响着农业的发展。

2.1 配套使用泵站电机
目前，我国泵站使用的电机大多数是上个世纪六七十年代的产品，这种装置消耗能源过高、效率低，正在逐步的退出市场。

而那些绝缘老化、铁损消耗太大、效率低下、存在安全隐患的设备，国家应该实行技术更新改造，从而提高电机的使用效率。

对于没设有立式轴流泵机组的泵站，最大的危险就是泵站处在最好扬程，而这个时候就意味着水位是最高点，这就需要配置更大容量的机组来适应排水功能。

因此，改善机组容量，提高泵站排涝能力尤为重要。

加大配置机组的电机功率，使机组在正常情况下扬程运行，使电机容量满足它的需要。

实际看，电机负荷系数达到50%左右的标准，在这情况下机组运行达到的效率就已经接近了所需的最高效率，完成对于电机工作的需求。

因此，只要电机的容量不超过正常情况下水泵使用功率1倍的范围，那么就不会对泵站的装置效率有太大影响，因此泵站改造的时候，可以适当加大配电机组容量，用来适应更强大的功能。

2.2 研制新型水利模型
由于上个世纪六七十年代我国的综合国力较为落后，当时所使用产品系列不完整，所选择水泵设计的扬程档次不符合当时国情，很多泵站使用的是相近泵型的规格来替代。

而现实情况，水泵设计的扬程与现实使用的扬程相差太大，于是造成了水泵长期在低效率下工作，浪费了资源，还没能达到预期的效果。

就目前，需要根据不同的情况做出不同调整，离心水泵的性能较好，但是其结构复杂，可以适用于高扬程水流小的泵站；而轴流泵结构简单扬程低，可以适用于水流量大的地区，混流泵则是集二者一体的新模式，现新的模式如图1。

2.3 提高管路效率
在泵站改造过程中，尽量采用新技术、新产品，水泵排水口可采用新型侧翻拍门，逐步减少水头损失程度，达到减少能源消耗的目的。

管路拍门采用节能型侧开式拍门，主要由门座、门轴及密封件所组成，门板仅仅通过绞安装在门座上，并采用软硬双重密封，无需启用任何装置，就能够实现自动启闭。

同时，侧开式拍门能够将阀体铰轴竖向布置，并设计了最佳倾斜角度，然后利用门重分力作闭门的动力，可实现无需任何启闭装置，达到高效、节能目的。

此外，不需要人工操作，从而节省了人力、物力，并提高运行安全性及可靠性，减少后期维修成本，有利于促进节约型社会的发展。

2.4 提高水泵利用率
进出的水流通道是水泵装置最为重要的环节，对进出水流的設计是影响水泵
装置的关键。

进水流的状态同样也是决定水泵工作的状态，应对其进行更新改造，并提高水泵利用率。

现以我国洞庭湖泵站更新中的中江一号站为例：原来中江一号站9台20SH-28型卧式离心泵，经过配建电机JSI17-6 115KW后，经当地的泵站监测机构监测，现泵站的装置效率仅有50%左右，水泵的出口无撕流断流的设施，水泵的出水为自由出流，出水位管道位于出水池的水面以上，浪费了高出水面的部分，而且无法保证机组安全运行。

目前经过多方面的考察，对锈蚀的设备进行更新改造，使目前的水泵利用率达到了70%以上，操作过程既安全又加大了水泵装置的效率[3]。

3 动力机组效率改造
3.1 配备合理电机功率机器
现以电机的更新配套使用为例：鄱阳湖的九城泵站更新改造把原来的12台500ZLBO.60型立式轴流泵，配套电机为Y280M-55KW机组，机组呈东西两房各6台电机并用的模式，这样就形成了侧向进水的功能，使装置效率提升到70%[2]。

只有动力机与水泵之间合理的配套使用才能更加增加泵站的使用效率，在选择水泵动力机时，动力机的系数不宜过大。

而电机空载运行时，电机效率随着功率因数增加逐步提高，在额定负荷的情况下使用效率此时达到最大值，因此，在使用中尽量避免空载运行，这样才能满足功能需求和达到经济性指标。

因此合理配备电机的功率对泵装置效率有着很大的影响。

3.2 减少容积损失
目前，水泵多采用由动力密封和辅助密封组成的无泄露密封装置，替代了传统水泵的填料密封、机械密封，在解决”跑、冒、滴、漏”问题上效果显著。

因此，要减少容积损失，除了保证安装质量外，还应加强水泵的密封设计。

3.3 减少机械损失
在水泵实际运行中应尽力提高水泵效率，尽量减少水泵把能量传给水的过程中存在的各项能量损失，即从设计上就要十分重视叶轮入口和出口的设计，并需要通过模型试验进行复核和优化，减少水流在叶轮人口和出口处的撞击涡流损失，并尽可能地减少由于泵轴转动所产生的摩擦损失。

3.4 其他措施
重点注意泵站的通风情况，控制好温度，保证电机不至于被烧坏；适当的改进传动效率，所使用的皮带应符合电机的型号，这样更加有利于传动效率的提高，把泵装置的效率发挥到最大化；减小管路长度，在满足设计要求下，尽量缩短出水管路的长度，在管理的布置上可使用直线距离，根据地形实际情况增设出水池，做到因地制宜，适应农业的发展；尽量减少管路的附件使用，小型泵站的管路可采用简易的充水装置，实现无底阀抽水的目的，逐步减少杨程损失，提高管路效率。

最后，由于出水池的水流较紊乱，为了增大出水效率，可使用真空阀。

4 结束语
泵站对我国水利工程影响巨大，因此我们更应该提高对泵站的认识，严格按照国家标准，做好泵站的管理，加强泵站的技术改造工作，加大控制力度，努力做到措施、责任到位，把好泵站改造工程质量关，把泵站的改造工作作为农村基础设施建设的重要部分；同时加强泵站监测设施、通信调度等设施等管理，逐步实现泵站信息自动化管理，推进泵站现代化的进程。

在工作中，积极探寻新理论、新方法、新的科学技术，以更好的应用到泵站更新改造之中，努力促进农业现代化进程。

参考文献
[1]流态对轴流泵工作的影响[J].水泵技术，1984（1）.
[2]汤方平，袁家博，周济人. 轴流泵站进出水流道水力损失的试验研究[J].排灌机械，1995（3）.
[3]朱俊华.轴流泵水力模型性能参数的确定[J].水泵技术，1989（3）.
[4]朱俊华.流泵站叶片外缘液流角β∞对轴流泵性能的影响[J].水泵技术，1995（6）.
[5]范晋如.提高泵站装置效率的途径[J].水泵技术，1985（4）.
作者簡介：刘建超（1965，2-），男，汉族，湖北省枣阳市，大学专科，水利电力工程师，主要从事泵站运营管理及机电工程监理。