□肖 波

太陽能光伏提灌站水泵選型設計與應用

□肖 波

本文通過對達州市達川區(qū)亭子鎮(zhèn)魏家洞太陽能提灌站機組選型與安裝方式的探究，介紹了目前太陽能提灌站常用的二類水泵及優(yōu)缺點，分析了離心式光伏水泵和容積式光伏水泵在具體工程環(huán)境中的特點和安裝方式，確定了本項目的水泵型式和安裝方式。

太陽能提灌；水泵；選型

1 概述

達州市達州區(qū)亭子鎮(zhèn)魏家洞太陽能提灌站位于四川省達州市達川區(qū)亭子鎮(zhèn)，其灌區(qū)覆蓋亭子鎮(zhèn)青云村和大風鄉(xiāng)明江村的7個社，控灌面積83.33hm2，受益農戶580戶，人口1830人。該站設計要求凈揚程為H=102.5m，流量為Q=50m3/h。

2 提灌泵站水泵機組類型的選型設計

2.1 太陽能提灌站常用機組類型及特點

太陽能提灌泵站的常用水泵主要有2類：一是容積式光伏泵，其流量較小、揚程較大且單機功率不大，能隨著光照強度的變化調整其運行頻率，在保證足夠揚程的前提下通過流量的變化來適應輸入功率的變化；該類水泵的主要缺點是吸程不大、泵型少選型受限、對水源清潔度要求較高，工作時震動及噪聲較大。二是離心式光伏水泵，其流量、揚程及單機功率覆蓋范圍較大，選型容易；對水源清潔度要求較容積光伏泵寬松很多，工作時的震動及噪聲也遠較容積式光伏泵低；此類泵在光伏應用上的主要缺點是對光照強度變化較為敏感，可有效利用的光照時間遠低于容積泵。

2.2 本提灌站水泵機組的選擇確定

本提灌站建站處水源明月江水位變幅約5m，故泵房修建地點選擇為距江邊約12m，且高于最低水位約5.5m的位置。根據該條件，本站水泵機組選擇方式如下。

方式1：小揚程離心式潛水泵安裝于江中取水，采用輸水至泵房，再由泵房內的容積式光伏泵接力輸送到出水口的提水方式。因該方式主泵為容積泵，對光照強度變化的適應性較強，故選型難度較低。

方式2：選擇揚程足夠的離心式潛水泵安裝于江中取水，采用直接輸送到出水口的提水方式。因該方式主泵為離心泵，對光照強度變化的適應性較低，故對水泵型號及臺數選擇有一定難度。

綜上所述，由于選定的建站處附近有不少民居，容積泵工作時產生的巨大震動和噪聲對周邊居民的生活影響較大，故最終選擇了方式2。經流量、揚程及管損的綜合計算，要滿足設計所需的流量和揚程，考慮到陽光變化對流量和揚程的影響，提高了泵參數的富裕量，該站水泵機組應達到的流量、揚程性能參數為：Q=50m3/h，H=134m。

綜合對比多種型號的離心式光伏潛水泵后，考慮到盡量利用太陽光照、運行條件、檢修條件和安裝方式，選擇采用1臺小功率離心式光伏潛水泵與1臺功率略大的離心式光伏潛水泵并聯(lián)運行的提水方式。選用的機組型號及參數如下。

小功率泵：PVPC11-152-15（選用 點 參 數 Q=16m3/h， H=135m，n=2900r/min，P=11kW）

大功率泵：PVP C18.5-156-28（選用點參數Q=34m3/h，H=135m，n=2900r/min，P=18.5kW）

光照強度好時，二泵并聯(lián)同時全速運行；光照強度一般時，大功率泵單泵全速運行；光照強度較差時，小功率泵單泵全速運行。單泵運行時因流量變小而管損也降低，可以允許水泵工作揚程在一定程度下降（即允許水泵運行頻率在一定程度降低）。通過這幾種運行方式，可以讓水泵機組最大程度上適應因光照強度變化而引起的輸入功率變化。

3 提灌站水泵機組安裝方式的選擇

3.1 潛水泵目前的常用安裝方式

潛水泵常用安裝方式主要有3種：一是在水源處建進水池，將潛水泵直接安裝在進水池內取水；二是采用真空集成裝置，潛水泵安裝在該裝置內，而該裝置既可安裝于進水池內，也可安裝在距水源不遠且高差不大于4m的岸坡處；三是在取水處傾斜設置引水鋼筒，將潛水泵用滑撬下放至鋼筒底部（保證潛水泵進水口在最低水位以下0.3m）安裝固定。

3.2 本提灌站水泵機組安裝方式的選擇確定

綜上所述，第三種方式安裝雖較第一、二種難度要大，但因引水鋼筒的出口，可以延長到最高水位之上，故無論枯水期還是豐水期時，水泵機組的維修、拆卸都可以正常進行。

綜合考慮到水泵機組的安裝、維修及拆卸方面事宜，本站選擇第三種安裝方式，即：在江邊傾斜設置2根9m長的φ219×8的引水鋼筒，2臺潛水泵分別用滑撬下至鋼筒底部（保證潛水泵進水口在最低水位以下0.3m）安裝固定。

4 結束語

達州市達川區(qū)亭子鎮(zhèn)魏家洞太陽能提灌站機組選型及安裝應用方式選擇構思新穎，技術可靠、先進可行，在類似的機電提灌站和太陽能提灌站上的應用試點表明，該類提灌泵站裝置效率較高，安裝維修運行管理方便，該泵站的選型及安裝應用方式適合在光照條件好、裝機功率不大、水源水位變幅較大且距泵房有一定距離的太陽能提灌泵站工程中推廣應用。

[1]竇以松等．泵站設計與抽水裝置試驗[M]．水力電力出版社:1990．2．

[2]丘傳忻,林中卉等．泵站工程技術手冊[M]．中國農業(yè)出版社:1998．12．

[3]阮紅麗,廖功磊等．太陽能提灌的構成及其應用[J]．現(xiàn)代農業(yè)科技,2012(13)．

[3]阮紅麗,李光輝等．太陽能節(jié)水灌溉實驗平臺設計[J]．現(xiàn)代農業(yè)科技,2015(1)．

S275．1

B

2095-3615（2015）05-0047-02