節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)在水利泵站中的應(yīng)用

王彥青

【摘要】隨著我國(guó)人口的不斷增加，對(duì)各種資源的需求量也在逐年上升，人類(lèi)生存所必需的水資源需求量更是急劇升高，但是，我國(guó)淡水資源儲(chǔ)量并不豐富，無(wú)法繼續(xù)滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖黾拥男枨螅绾翁岣咚Y源利用率以滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ钏瑁且粋€(gè)亟待解決的課題。本文從水利泵站的角度入手，分析了我國(guó)水利泵站目前存在的一些問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題提出了幾點(diǎn)對(duì)應(yīng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能設(shè)計(jì)；水利泵站；應(yīng)用

引言

由于過(guò)去人們對(duì)資源的過(guò)度開(kāi)采和不合理利用，目前我國(guó)各項(xiàng)資源儲(chǔ)備量已經(jīng)不容樂(lè)觀，能源問(wèn)題成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)的重要因素，針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國(guó)采取了節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展模式，實(shí)踐證實(shí)節(jié)能減排是解決我國(guó)資源和環(huán)境問(wèn)題的有效措施。在水資源方面，同樣需要一些節(jié)能優(yōu)化措施來(lái)解決水資源匱乏的問(wèn)題，對(duì)水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用是解決該問(wèn)題的有效措施。

一、水利泵站存在的問(wèn)題

1 設(shè)備機(jī)組不合理

近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)代，科技水平有了顯著的提升，過(guò)去很多需要人力的農(nóng)活大部分被機(jī)器替代，幫農(nóng)民節(jié)省了大量的人力需求，耕地面積逐漸擴(kuò)大，形成規(guī)模化的耕地群，因此，對(duì)灌溉用水的需求量也大大增加。但是，我國(guó)目前大部分的水利泵站均是大約半個(gè)世紀(jì)前建造的，無(wú)論是水泵類(lèi)型還是性能參數(shù)，都已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)今的灌溉需要，以現(xiàn)在的角度來(lái)看，其設(shè)備機(jī)組配置不合理。

2 泵站裝置較落后

由于水利泵站修建的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，即使是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)下生產(chǎn)的高科技含量的泵站裝置，使用到現(xiàn)在也已經(jīng)是落后的產(chǎn)品。幾十年來(lái)，生產(chǎn)水平不斷進(jìn)步，研究成果不斷刷新，泵站裝置也在不斷向著更節(jié)能更高效的方向發(fā)展，舊的泵站裝置因?yàn)橘Y金等原因無(wú)法及時(shí)更新?lián)Q代，導(dǎo)致現(xiàn)有的水利泵站裝置落后，生產(chǎn)效率低。

3 泵站設(shè)備老化嚴(yán)重

水利泵站的設(shè)備和裝置受地形和工作環(huán)境的限制，常年遭受風(fēng)力侵蝕、雨水侵蝕和空氣侵蝕，金屬外表早就不堪重負(fù)傷痕累累；設(shè)備內(nèi)部不間斷的受到水流沖蝕，設(shè)備內(nèi)壁和葉輪長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)作，其產(chǎn)品功能受到一定影響；各地水質(zhì)情況有差異，但水利泵站基本都是含雜質(zhì)的生水，管道內(nèi)會(huì)不同程度的結(jié)出水垢，影響過(guò)水速率。由于不注重日常的設(shè)備維護(hù)以及水利泵站設(shè)備檢修保養(yǎng)確實(shí)有一定難度，導(dǎo)致水利泵站設(shè)備老化，取水量降低。

二、水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 機(jī)組選型

水利泵站的各項(xiàng)水利設(shè)備按照作用和功率的不同有不同的型號(hào)可選，在規(guī)劃水利泵站的建造時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境和工作需求選擇設(shè)備，因?yàn)楦黜?xiàng)水利設(shè)施是水利泵站的核心，一旦選擇不當(dāng)會(huì)對(duì)該泵站造成嚴(yán)重的人力物力財(cái)力損失。因此，對(duì)于不同區(qū)域的水利泵站要根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際需要選擇最優(yōu)的機(jī)組選型方案。

2 流道水力設(shè)計(jì)

選擇了合適的水利設(shè)備后，對(duì)水利泵站的其他相關(guān)水工建筑也不能忽視。在進(jìn)水口通道和出水口通道的建造上，應(yīng)該選擇最佳的流道設(shè)置，減少水流阻力和水力損耗，保證水利泵站安全運(yùn)行的同時(shí)提高泵站的工作效率從而達(dá)到節(jié)能的目的。

3 工程的布置與選址

做好工程布置與選址工作，能在很大程度上節(jié)省水利泵站的能源消耗。首先選址應(yīng)該選擇那些有一定坡度但是不會(huì)太陡的位置，河流既可以自流又可以抽排結(jié)合，可以在一定程度上利用河流自身的力量滿(mǎn)足灌溉和泄洪需求；其次工程布置應(yīng)該選擇泵閘結(jié)合的方法，巧妙的利用節(jié)制閘降低能耗。

三、水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

1 應(yīng)用信息技術(shù)促進(jìn)泵站的優(yōu)化運(yùn)行

水利泵站的日常運(yùn)行本身就是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，再加上要使其達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，這就要求水利泵站要在不影響正常運(yùn)行的前提下，根據(jù)天氣、地形等條件對(duì)其進(jìn)行調(diào)度，使得水利泵站的運(yùn)行變成了一個(gè)更復(fù)雜的系統(tǒng)。如何更高效地控制和調(diào)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)，必須依靠先進(jìn)的電子信息技術(shù)。目前對(duì)于水利泵站的調(diào)控，已經(jīng)有了一個(gè)比較成熟的電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用集散控制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)水利泵站的水利設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控、管理和調(diào)度，利用電子計(jì)算機(jī)的高效算法和全方位的監(jiān)控信息對(duì)水利泵站的運(yùn)行進(jìn)行合理規(guī)劃，此外還可以根據(jù)現(xiàn)有信息對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害進(jìn)行預(yù)判，做到提前防范，有效降低了水利泵站的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的目標(biāo)。

2 優(yōu)化多個(gè)泵站的聯(lián)合運(yùn)行

受地形等因素的影響，河流可能會(huì)在某一區(qū)域內(nèi)交錯(cuò)奔流，使該區(qū)域內(nèi)水利泵站分布密集，在排澇、防洪、供水作業(yè)時(shí)經(jīng)常多個(gè)水利泵站聯(lián)合運(yùn)行，但是各個(gè)水利泵站都擁有獨(dú)立的操控系統(tǒng)，聯(lián)合運(yùn)行時(shí)必須合理分工協(xié)調(diào)運(yùn)行。怎樣對(duì)多個(gè)水利泵站的聯(lián)合運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，涉及到多方面的考量。首先，要保證各個(gè)水利泵站的流量平衡，確保每個(gè)水利泵站的工作量基本一致，既不浪費(fèi)也不超負(fù)荷運(yùn)行。其次，還要保證各個(gè)水利泵站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)各個(gè)水利泵站的不同情況合理分配任務(wù)，對(duì)小型水利泵站應(yīng)該適當(dāng)減少任務(wù)量，大型水利泵站則要分配較多的任務(wù)量。另外，多個(gè)水利泵站聯(lián)合運(yùn)行時(shí)需要多個(gè)單位的共同參與，必要時(shí)可以建立綜合指揮部，對(duì)多個(gè)泵站進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，影響我國(guó)水利泵站節(jié)能運(yùn)行的因素很多，我國(guó)水利泵站未來(lái)的節(jié)能優(yōu)化之路還很長(zhǎng)，有很大的進(jìn)步空間。因此，必須現(xiàn)在就行動(dòng)起來(lái)，采取有效措施對(duì)水利泵站進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，為我國(guó)的節(jié)能減排工程做出貢獻(xiàn)，也為水資源的合理利用做出貢獻(xiàn)，緩解其緊缺局面。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉放. 節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)在水利泵站中的應(yīng)用[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2016，08：95-97.

[2]董波. 小型泵站系統(tǒng)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2013.

[3]沈雪峰，沈偉. 節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015，10：72.