姜金輝

摘 要：文章主要探析了高揚程提水泵站如何合理設(shè)計，首先分析了高揚程泵站耗能大的主要原因，包括兩個方面的內(nèi)容：設(shè)計不合理、機泵組件搭配不合理、設(shè)備嚴重老化、管理不善，之后探討了高揚程提水泵站如何合理設(shè)計、實現(xiàn)節(jié)能降耗的有效途徑，主要包括四個方面的措施：合理設(shè)計、合理選配泵站設(shè)備、采用科學合理地節(jié)水灌溉模式、希望能夠為以后的研究工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：高揚程;提水泵站;節(jié)能降耗

一、高揚程泵站耗能大的主要原因

（一）設(shè)計不合理

很多已建泵站，由于對水源選擇缺乏水量平衡分析、揚水管徑計算不合理，導(dǎo)致建成后無水用或用水量不滿足等現(xiàn)象，造成建成后的泵站不能發(fā)揮效益，甚至建成后就報廢。

（二）機泵組件搭配不合理

在很多高揚程提水灌區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)一些不合理地水泵設(shè)備組合現(xiàn)象，其中最為常見的就是“大馬拉小車”式的組合。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是：一部分高揚程提水灌區(qū)泵站在建設(shè)的過程中與之相匹配的設(shè)備機型缺乏，在這種情況下為了能夠繼續(xù)運行該機泵系統(tǒng)，只能采用較大功率的設(shè)備，或者將多個設(shè)備拼湊起來使用，又或者設(shè)計人員在設(shè)計過程中所選的設(shè)計系數(shù)過于保守，導(dǎo)致只能選用功率偏大的機型。無論以上哪一種原因，都會導(dǎo)致機泵組件的搭配不合理，從而使水泵的工作效率降低，最終使高揚程提水灌區(qū)泵站的能源消耗大幅增加。

（三）設(shè)備嚴重老化

很多地區(qū)建成高揚程提水灌區(qū)泵站之后，經(jīng)過長時間的使用再加上工作人員不注意維護包括水泵在內(nèi)的相關(guān)設(shè)備，從而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)嚴重的老化。對于這種長期使用的設(shè)備來說，無論哪個方面、何種形式的老化都會大大降低設(shè)備的工作效率。比如，設(shè)備管道生銹后不對其進行處理，就會導(dǎo)致管道越來越窄，增加管道內(nèi)水流的阻力，從而導(dǎo)致水泵運行的能耗大幅增加;而相關(guān)設(shè)備在水中雜物的長期磨損下，會增加水泵軸負荷;另外，水泵在運行過程中會降低過流效應(yīng)，從而大幅增加整個系統(tǒng)所消耗的能源。

（四）管理不善

提水泵站建成后，在風調(diào)雨順的年景根本無人使用，因此存在有人建無人管的現(xiàn)象。一到干旱需要使用時，設(shè)備因長時間無人使用維護造成損壞或老化。

二、高揚程提水泵站實現(xiàn)節(jié)能降耗的有效途徑

（一）合理選擇水源

首先要通過用水人口或灌溉面積確定用水規(guī)模，選擇能夠滿足需水量的水源，在南方地區(qū)生活用水水量一般選擇100L/d，灌溉用水根據(jù)可根據(jù)灌溉定額確定，缺水地區(qū)可根據(jù)《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》（SL267—2001）的規(guī)定，結(jié)合項目區(qū)的地理、地形、氣候條件，玉米等旱地作物灌溉次數(shù)1～2次定額30～60m3/hm2，雙季蔬菜、果樹150～180m3/hm2，一季水稻300～400m3/hm2（非充分灌溉）。集雨灌溉供水保證率50%～75%。

（二）合理選配泵站設(shè)備

要想有效提高高揚程提水灌區(qū)泵站的運行效率，首先要重視合理選配泵站設(shè)備和各種組件，所選擇的水泵型號必須與相關(guān)的設(shè)計參數(shù)相一致，同時還要能夠與當?shù)貙嶋H的環(huán)境特點和水質(zhì)特點等相適應(yīng)。除此之外，水泵的抗老化和抗磨損能力也要特別注意，在使用過程中要進一步強化設(shè)備檢修工作，只有這樣才能夠使泵站設(shè)備的長期穩(wěn)定運行得到充分地保障。

（三）采用科學合理地節(jié)水灌溉模式

高揚程提水灌區(qū)泵站的特點非常明顯，即高揚程、高能耗以及高成本。在這種情況下為了使高揚程提水灌區(qū)泵站的工程能耗和運行成本最大限度地降低，可以對灌區(qū)農(nóng)田的灌溉模式進行改進，使其更加地科學合理，從而減少用水量，使灌溉面積進一步擴大，這樣能夠使泵站的提水量減少，進而使泵站的能耗降低?？偟膩碚f，對灌區(qū)農(nóng)田的灌溉模式進行改進，能夠使水資源的利用率大幅提高，這對的當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展具有很大的促進作用。

（四）合理設(shè)計沉淀池

水中往往含有多種雜物，其中最為主要的就是泥沙。在這種情況下，要想使高揚程提水灌區(qū)泵站的運行效率得到有效的提高，并使泵站的能源消耗進一步降低，就必須把水中泥沙等雜物對泵站的影響控制在最小的范圍內(nèi)。需要注意的是水中的泥沙往往混有很多黏性物質(zhì)和有機物，在這種情況下如果遇到堿性水質(zhì)，這些物質(zhì)就會和泥沙結(jié)合形成大小不一的固體顆粒，而隨著水流滾動的顆粒會越來越細小，非常容易滲入相關(guān)設(shè)備中，從而對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)造成不良影響，進而使設(shè)備的運行效率大幅下降，同時還會嚴重威脅到設(shè)備的安全運行。因此，在建設(shè)高揚程提水灌區(qū)泵站的過程中，還要注意將相應(yīng)的沉積池設(shè)置在水泵的進口處，這樣能夠使泥沙對設(shè)備的影響和破壞最大限度地降低。另外，已經(jīng)落入沉積池的泥沙在重力作用下不會再流入水泵中，從而使流入的泥沙含量大幅減少，這為水泵的順利運行提供了有效有效的保障。除此之外，還可以將沉積池中的泥沙收集起來再利用，從而真正做到充分地利用各類資源。

（五）改進優(yōu)化管路設(shè)計

對于泵站的運行來說，管道設(shè)計的改進和優(yōu)化非常重要。首先要對管道管徑進行合理地選擇，合適的管徑能夠使能源損耗減少，進而使運行成本降低。如果選擇的管徑偏大，雖然能夠使水流阻力降低、能源消耗降低，并使腐蝕和磨損現(xiàn)象減少，但是卻會大幅增加整個管道的建設(shè)成本;如果選擇的管徑偏小，則剛好與之相反，會加大能耗，提高泵站的運行成本，并且會進一步加大管道和相關(guān)設(shè)備的腐蝕和磨損風險。因此，在設(shè)計管道管徑的過程中，一定要根據(jù)實際情況對各種因素進行充分地考慮，如果只重視當前的施工成本，必將對工程項目的質(zhì)量造成嚴重的影響，進而使工程項目的使用壽命大幅縮短。管道管徑的設(shè)計應(yīng)該在保證其科學性和合理性的前提下，選擇更加經(jīng)濟的方案，這樣既能夠使管道建設(shè)的成本減少，又能夠使管道的質(zhì)量、使用壽命以及運行效率得到充分地保障。除此之外，還要注意合理選擇管道的材質(zhì)。要通過測量揚水管長、落差，合理計算抽水流量，可根據(jù)公式D=計算管徑，根據(jù)壓力合理選擇管材料，管壁厚度，驗算經(jīng)濟流速v=Q/π（D/2）2是否滿足設(shè)計。

（六）建立健全管理機制

在很多缺水地區(qū)建高揚程的水站，可以把農(nóng)村生活用水與灌溉用水相結(jié)合起來，在不需要灌溉用水的時期，用于生活用水，明確在干旱時確保供給灌溉用水，一是育苗用水免費供給，但要計量進入年度報告公示，事實上供給的保苗水已進入總體水價;二是灌溉用水，每戶一個計量水表，實行減半收費，如遇較大旱情，政府運用抗旱經(jīng)費給予補助。

三、結(jié)束語

總而言之，高揚程提水灌區(qū)泵站的運行效率會直接影響到當?shù)氐娜嗣袢罕姷纳詈娃r(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展，因此現(xiàn)階段必須針對高揚程提水灌區(qū)泵站存在的問題進行充分地研究和分析，并在此基礎(chǔ)上及時采取合理有效的措施加以解決，從而有效降低泵站的能源消耗和運行成本，進而推動當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。

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