城市排水泵站運行優化管理措施

摘要：城市排水泵站是基礎水利建設設施，關系到城市的正常用水，對于提高城市排水系統運行的安全性和可靠性有著重要的意義。本文從四個點闡述了城市排水泵站的運行控制方式，針對四個方面給出了城市排水泵站的優化運行管理措施，為此類工程和工作人員提供了可參考的依據。

關鍵詞：城市排水泵站;優化運行管理;分析;管理措施

引言

隨著我國經濟的不斷增長，城市化進程進一步加快，對水能的要求越來越高，泵站作為調控水資源的基礎設施，影響著城市水資源的管理。但是由于城市排水系統較為復雜，傳統的泵站運行管理方式容易出現問題。所以如何優化城市排水泵站的運行管理成為了人們關心的問題。下面就此進行討論分析。

1"城市排水泵站的運行控制方式

1.1"葉片轉角調整

由于大型蝸殼式混流泵、導葉式混流泵與軸流泵都包含較大的輪轂，所以通常將其設計成可調控葉片的水泵，然后在輪轂內設置操作機構，利用葉片軸的移動代替操縱桿的上下轉動，并通過葉片角的改變來調整其性能曲線，此種調節方式便稱為變角調節。葉片轉角的不同便會引起不同的性能曲線，當排水泵站運行至固定的檢修周期后，在檢修過程中依據泵站原有的具體運行狀況調整葉片角度，從而保證水泵適應當前泵站的排水環境。對于揚程過高或使用不當的泵站，按照實際工作情況，應在依據工藝要求揚程的條件下對水泵的工況進行重復審核，調整水泵的葉片轉角，從而提高水泵的運行性能。

1.2"恰當數量的水泵組合

根據泵站工況的變化情況利用同型號或不同型號的多個水泵組合進行并聯運行可有效改善泵站控制效果。此種控制方式要求泵站內設置多臺水泵，且要大小組合搭配，其成本較高，通常在大型優化調度研究水泵扎和供泵站監控中應用。

一般排水泵站設計流量的變化幅度較大，臺數宜多;灌溉泵站設計流量變化幅度較小（比較穩定），臺數宜少;灌排結合泵站，既要滿足灌概要求，又要滿足排水要求。泵房離出水池較遠的泵站，采用并聯出水管路時，臺數宜考慮并聯要求。對于高揚程多級泵站，各級泵站聯合運行時，水泵的流量應協調一致，哪一級泵站均不應有棄水或供水不足現象，故一級站的機組臺數應多，末級泵站機組臺數宜少。另為適應流量變化需要，可根據需要選配1-3臺小型調節機組。一般主泵臺數宜為3-9臺，另為保證泵站穩定運行還應考慮備用機組，備用機組數根據供水的重要性及年利用小時數和滿足機組正常檢修的要求確定。

1.3"水泵調速

水泵調速是指利用水泵轉速的調整來提高水泵性能的一種控制方式，其能夠保證泵站的運行狀況與實際需要運行要求相一致，具有節省能耗、提高效率的優點。此種方式筒切削葉輪一樣，都是利用水泵特性曲線的變化來適應工作條件的變化，水泵轉速的調控主要是依照不汽蝕、不阻水、高效等原則進行調速范圍確定的。綜合分析各類因素及原則水泵調速運行的限制條件為：0.8n0≤n≤1.05n0;（其中n0是指水泵的設定轉速）。變頻調速方法是一種有效的節能手段，但由于其成本較高，在運用時應當開展節電計算。

水泵調速裝置內部異步電動機的電源頻率與轉速有如下規律：

n=60f（1-s）/p

其中n是指異步電動機的轉速;f是指電源頻率;s是指異步電動機的轉差率;p是指電動機的極對數。

根據以上公式，通過恰當改變電動機的定子繞組電源頻率，就能有效改善電動機的同步轉速。當電動機的轉速減緩時，其軸功率也會對應降低，電動機的輸入功率也會減小，這是水泵調速節能的重要手段。為保證調速過程中電動機保持固定的最大轉矩，且同時維持電動機穩定的磁通，需要對定子繞組電壓進行合理的調整，而變頻調速器同時具有調壓與調頻兩種功能，其就是通過調整電壓的頻率來改善電動機的轉速的。

1.4"閘閥調節

閘閥調節是指利用對水泵出口控制閥的開啟調節過程控制水泵的工況點，進而滿足泵站的工作需求。若水泵時間的揚程比所需揚程高時，則通過調小出水閘閥來調整恒流狀態，從而減少沖擊負荷對凈水構筑物的影響。閘閥調節方式的主要優點就是簡單易行，成本較低，對于水位變幅較小的泵站非常適用。然而其在閘閥位置會消耗過多的能量，對于水位變幅過大的泵站不適用，此種情況下可以采用調速、換輪或水泵組合的方式進行控制。

2"城市排水泵站的優化運行管理措施

2.1"泵站的自動化控制

通常泵站的設備運行主要通過泵站的就地控制系統進行直接控制，就地控制系統主要依據液位等泵站的工作狀況進行控制。在實際運行中，監控系統會將全方位的調控指令與運行數據傳輸到泵站中，其自動控制過程便以此作為自動控制得主要條件參數，從而配合監控系統的流量控制過程。若能夠按照實際運行環境的改變，利用計算機控制算法對泵站進行實時的調控，那將會使泵站的運行效率大幅度提高。

計算機監控系統既能保護與控制泵站主機與變壓器等主要設備，還能控制調整對應的輔助設備，并處理接受水情數據，利用主控室內的數據分析、顯示、處理等功能實現現場分散保護與控制。泵站自動化控制要以泵站的實際運行要求與工作條件為基礎，避免由于控制系統的閑置與維護缺乏而造成資源的浪費與設備的老化。泵站遠程監控系統主要由計算測量與攝像、通信平臺、監控中心、泵站遠程測控終端等設備構成，其具有報警、數據監測、數據存儲、遠程控制、信息查詢等功能，能夠實現對泵站及其設備的遠程操控，進而有利于降低人員勞動強度與工作量。

2.2"改善進出水池效率

泵站進出水池的水流條件直接影響著進出水池與泵站的工作效率。為保證進出水池的效率，需要重新改造不恰當的進出水池;對于新建的泵站，若其進出水池、前池的尺寸與形狀等不符合標準，則容易造成池內出現回流、漩渦等問題，繼而影響水泵的正常工作。通常污水管主要用來處理生活廢水與污水等，若進水池的面積過小、擴散段較窄、擴散角較大等，水流由進水管流入到前池后突然進行擴散，便很容易形成漩渦、回流等異常水流狀態，偏離水泵通道進口所需的水流均勻、平順等條件要求;同時還可能引起泥沙堆積問題，影響水池及水泵效率。

開展水池清挖的具體措施：

（1）測量分析進水池的位置及淤積量，根據水池概況制定恰當的施工方案與安全措施計劃;

（2）測定池內氣體成分及含量，在符合安全標準后將泵站閥門關閉，對水池進行抽水，待水位滿足作業要求后再次進行氣體測量，

（3）施工人員在穿戴好隔離式供壓縮空氣防護衣后，從內到外對水池進行清挖，由距離出泥口最遠的位置開始進行清挖，淤泥要完全清理到泥斗車上;

（4）各施工人員在池內的工作時間應不高于1h，采取多班組輪換進行施工方式。

2.3"減小無功損耗，改善泵站用電功率因數

通常泵站的電耗量較高，其無功損耗量也相對較高。無功功率一方面會引發設備發熱、加劇線損，另一方面減小的功率因數會降低電網的有功功率，增加線路的無功電能消耗。功率因數的大小直接影響著設備與配電線路的供電性能及功率損耗。

利用無功功率設備的恰當配置可有效改善系統的功率因數，提高泵站的節能效率。具體實施時應根據泵站條件，將自動跟蹤補償系統安裝子泵站變電站的無功補償設備上，完成無功功率的就地平衡，從而提高站內功率因數值;在檢修設備時，要更換老化的自動補償控制器與電容器，確保功率因數值不低于0.9;定期檢查無功功率設備的工作狀況，重點檢測電容控制開關、功率因數控制器與電容器等設備，對于故障問題要及時檢修，以減少由設備故障引起的功率因數值下降問題。

2.4"做好配套土建設施

（1）將專用通氣立管設置在污水泵站的集水池附近，盡量使臭氣向高空排放，以降低環境影響;

（2）增建敞開式集水池鋼筋混凝土蓋板，根據預定尺寸設置水泵起吊孔，并盡量采用玻璃鋼板蓋板和鍍鋅鋼格板;

（3）為改善進出水池的進水流態，應在集水池底部安裝壓水板與導流墩等整流設施。

3"結語

綜上所述，城市排水泵站的優化管理質量影響著城市水資源的管理和調度，直接關系著城市排水系統運行的安全性與可靠性，所以，泵站工作人員要積極探索排水泵站優化管理措施，不斷總結關于優化城市排水泵站的運行管理經驗，努力提高城市排水泵站工作效率與質量。

參考文獻：

[1]梁澤遠.淺談城市排水泵站的設備管理[J].科教文匯（上半月）.2012，06（10）：61-62.

[2]蘇戈鋒.泵站水泵的調節方式及節能控制研究[J].內蒙古石油化工，2011，05（35）：57-58.