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        優(yōu)化節(jié)能設(shè)計提升小型排灌泵站工作效能

        2020-08-14 09:55趙耀
        好日子(下旬) 2020年7期
        關(guān)鍵詞:小型節(jié)能

        趙耀

        摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,農(nóng)村經(jīng)濟(jì)得到了長足的發(fā)展。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長中,小型排灌泵站發(fā)揮了積極的作用,在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保背景下,對小型排灌泵站進(jìn)行節(jié)能改造為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。本文主要分析了農(nóng)村現(xiàn)有小型排灌泵站的問題,然后結(jié)合節(jié)能需求,對排灌泵站的改造設(shè)計進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞:小型;排灌泵站;節(jié)能;更新改造

        引言

        改革開放后,我國經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展,這也使得農(nóng)民的生活水平不斷提高。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長主要依賴農(nóng)業(yè)種植,農(nóng)業(yè)種植過程,農(nóng)田灌溉是非常重要的生產(chǎn)過程。小型排灌泵站作為重要的農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用,同時還在排澇與防洪上發(fā)揮著不可忽視的作用。但是,農(nóng)村現(xiàn)有小型排灌泵站大多使用較長年限,實際使用中存在耗能高、老化及低效率等問題,在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展背景下,進(jìn)行相關(guān)的節(jié)能改造非常有必要。

        1 現(xiàn)有小型排灌泵站存在的問題

        1.1 泵站設(shè)備老舊,配套不合理

        受維修無配件、更新無資金等因素的影響,當(dāng)前大多數(shù)農(nóng)村小型排灌泵站存在低效率運行、耗能高等問題[1]。小型排灌泵站的設(shè)備大多生產(chǎn)于上世紀(jì)六、七十年代的,這些設(shè)備早就停產(chǎn),相關(guān)的配件很難購買到。因此一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障,很難進(jìn)行有效的維修,這樣會導(dǎo)致實際運行中經(jīng)常出現(xiàn)耗能高、效率低、污染大的問題,大大影響排灌泵站的工作質(zhì)量。

        1.2 泵站布局不合理

        農(nóng)村小型排灌泵站大多存在設(shè)計不合理的情況,比如出水池的進(jìn)出設(shè)計不合理,常常造成池壁阻水情況,使得水頭損失較大;進(jìn)水流道設(shè)計不合理常常導(dǎo)致進(jìn)水池流態(tài)紊亂,同時還伴漩渦的產(chǎn)生。

        1.3 建筑物老化

        受地方重視度低,更新改造資金缺乏等因素的影響,當(dāng)前我國農(nóng)村80%以上的小型排灌泵站存在建筑物老化的情況[2]。大多數(shù)建造于上世紀(jì)七、八十年代的排灌泵站,經(jīng)過多年的使用,水土建筑及土建基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)遭受到嚴(yán)重的損壞;泵站中進(jìn)出水池也存在嚴(yán)重的泥土淤積情況;泵房與管理用房的屋頂多處漏雨,使得泵站內(nèi)部金屬設(shè)施腐蝕嚴(yán)重;泵站門窗在長期雨水及風(fēng)的侵蝕下,出現(xiàn)腐爛及破損等情況,這使得泵站存在諸多的安全隱患。

        1.4 合理的管理體系缺乏

        受管理體系不完善的影響,當(dāng)前農(nóng)村小型排灌泵站多數(shù)處于無人管理的狀態(tài)。很多排灌站常常由村社自己管理,缺少政府撥款,泵站盈虧多數(shù)來源于水費收入,但是少量的水費收入難以維持泵站設(shè)備維修、管理所需,這使得泵站設(shè)備老化、管理效率地下及設(shè)備耗能高等問題不能得到及時有效的解決。

        2 農(nóng)村小型排灌泵站節(jié)能改造設(shè)計策略

        2.1 更新水泵,不斷提高主泵的運行效率

        合理水泵選型需要通過以多年平均揚程作為選泵的主要依據(jù),同時以最高揚程作為校核的依據(jù),保證在平均揚程下水泵可以在高效區(qū)運行,而在最高或者最低揚程下水泵也可以保證安全及穩(wěn)定運作,充分發(fā)揮泵站的實用價值[3]。針對排水站,在遭遇特大暴雨式,應(yīng)保證在最短的時間內(nèi)將澇水排除,避免泵站下游農(nóng)田受到洪澇的危害。主泵改造上,針對選型不合理的離心泵,如果主泵的性能依舊良好,可以通過調(diào)節(jié)變速及變徑,或者更換葉輪后者更新主泵以提高主泵工作效率;而針可調(diào)節(jié)的軸流泵與導(dǎo)葉式混流泵,可以進(jìn)行變角與變速調(diào)節(jié),或者依據(jù)實際情況進(jìn)行導(dǎo)葉、葉片與葉輪的改造;主泵的性能如果與實際參數(shù)存在較大的差異,需要更換新的零部件以保證水泵能夠正常工作。

        2.2 應(yīng)用節(jié)能電機(jī),不斷提高電機(jī)的運行效率

        對于排灌泵站,要將老式電機(jī)設(shè)備淘汰掉,同時還需要引進(jìn)大量新的節(jié)能電機(jī)產(chǎn)品,使得電機(jī)的效率能夠大幅提升。并且,最好還要選擇配套功率的電動機(jī)以保證電機(jī)可以滿足主泵在各種工況下的工作需求。電動機(jī)配套功率備用參數(shù)需要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),若備用系數(shù)較大,電動機(jī)的效率往往會降低,功率因素也會降低,這樣會顯著增加輸電線路與變壓器損耗,同時備用系數(shù)如果比較小,則常常會使得電動機(jī)難以承受主泵的負(fù)擔(dān),這樣無法滿足設(shè)備所需功率,會造成電動機(jī)壽命的縮減。為此,電動機(jī)優(yōu)化上,應(yīng)按照同主泵優(yōu)化配套需求,調(diào)整參數(shù)或進(jìn)行更換。

        2.3 對傳動裝置進(jìn)行改造,不斷提高傳動效率

        如果電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以滿足水泵運行工況,可以考慮采取直接傳動的方式,直接傳動常常要比間接傳動的效率提高3%[4]。在改造傳動裝置過程,需要注意傳動裝置的安裝是否正確,這樣主要是避免聯(lián)軸器不同心對動效率產(chǎn)生影響。直接傳統(tǒng)通常適用與水泵及電動機(jī)轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)那樾?,如果需要改變水泵轉(zhuǎn)速可采取直接傳動的方式來提升水泵運行效率。

        2.4 改造管路,不斷提高管路的流通效率

        小型排灌泵站的組成中,管路也是非常重要的組成部分,常常對工程投資以及泵站的運行費用及節(jié)能產(chǎn)生巨大的影響。管路的效率通常與管路水頭損失呈反比關(guān)系,即管理效率越高,管路水頭損失也就越大。此外,水頭損失還與管長、管徑以及管壁的粗糙程度有直接的聯(lián)系。所以在節(jié)能改造過程中,就需要適當(dāng)?shù)目s小管長及減少彎頭,通過計算選擇出合適大小的管徑,這樣主要是控制經(jīng)濟(jì)流速,在提高流通效率的同時還減少水頭損失。

        2.5 對進(jìn)出水池進(jìn)行改造,降低進(jìn)出水池造成的水頭損失

        泵站進(jìn)出水池的改造是節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵,合理的進(jìn)出水池尺寸及形狀不但可以減少設(shè)備中水頭損失,還能夠避免回流、漩渦及脫壁等不良水力現(xiàn)象的出現(xiàn),大大提高水泵的效率。

        在具體的進(jìn)出水池改造上,當(dāng)水源條件發(fā)生變化,進(jìn)出水池中的水泵吸入管口的最小淹沒深度常常會變小,這樣就經(jīng)常會引起漩渦[5]。為此適當(dāng)將進(jìn)水池的底板高度降低。而對于出水池,水頭損失常常同管口的出流形式與水池形式尺寸有很大聯(lián)系,為此需要盡可能的避免管口的高度高出水池的水面,可采用側(cè)向出水的方式來避免水池對池壁產(chǎn)生沖擊。

        2.6 做好人員培訓(xùn)工作,不斷提高排灌泵站的管理質(zhì)量

        排灌泵站的節(jié)能改造重點還強(qiáng)調(diào)泵站管理及維護(hù)的重要性,具體可以通過成立專業(yè)的維修隊伍,同時對泵站的管理人員進(jìn)行培訓(xùn)以不斷提高排灌泵站的生產(chǎn)安全性及生產(chǎn)效率。

        3 結(jié)語

        總之,針對當(dāng)前農(nóng)村小型排灌泵站,想要充分發(fā)揮泵站的功能,需要依據(jù)實際情況進(jìn)行綜合改造。在具體的改造過程中,將新的節(jié)能技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用到改造設(shè)計中,使得排灌泵站能夠充分發(fā)揮節(jié)能及高效運作的作用,為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]? 劉瑞梅,王迺杰,劉景富. 小型排灌泵站更新改造節(jié)能設(shè)計[J]. 水科學(xué)與工程技術(shù),2010(03):75-76.

        [2]? 黃劍鋒. 小型排灌泵站更新改造節(jié)能設(shè)計探討[J]. 科技視界,2017,000(036):224,241..

        (作者單位:江蘇省丹陽市大吳塘水庫管理所)

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