小型排灌泵站更新改造節(jié)能設(shè)計(jì)探討

黃劍鋒

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(duì)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(wèn)題，然后結(jié)合節(jié)能需求，對(duì)排灌泵站的改造設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】小型；排灌泵站；節(jié)能；更新改造

0 引言

改革開放后，我國(guó)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(zhǎng)主要依賴農(nóng)業(yè)種植，農(nóng)業(yè)種植過(guò)程，農(nóng)田灌溉是非常重要的生產(chǎn)過(guò)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(shí)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(zhǎng)年限，實(shí)際使用中存在耗能高、老化及低效率等問(wèn)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(wèn)題

1.1 泵站設(shè)備老舊，配套不合理

受維修無(wú)配件、更新無(wú)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(yùn)行、耗能高等問(wèn)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(gòu)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(huì)導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)耗能高、效率低、污染大的問(wèn)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(jì)不合理的情況，比如出水池的進(jìn)出設(shè)計(jì)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(jì)不合理常常導(dǎo)致進(jìn)水池流態(tài)紊亂，同時(shí)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(guó)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(guò)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(zhǎng)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(wú)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(lái)源于水費(fèi)收入，但是少量的水費(fèi)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(wèn)題不能得到及時(shí)有效的解決。

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

2.1 更新水泵，不斷提高主泵的運(yùn)行效率

合理水泵選型需要通過(guò)以多年平均揚(yáng)程作為選泵的主要依據(jù)，同時(shí)以最高揚(yáng)程作為校核的依據(jù)，保證在平均揚(yáng)程下水泵可以在高效區(qū)運(yùn)行，而在最高或者最低揚(yáng)程下水泵也可以保證安全及穩(wěn)定運(yùn)作，充分發(fā)揮泵站的實(shí)用價(jià)值[3]。針對(duì)排水站，在遭遇特大暴雨式，應(yīng)保證在最短的時(shí)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(duì)選型不合理的離心泵，如果主泵的性能依舊良好，可以通過(guò)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(shí)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(shí)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(yùn)行效率

對(duì)于排灌泵站，要將老式電機(jī)設(shè)備淘汰掉，同時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的效率往往會(huì)降低，功率因素也會(huì)降低，這樣會(huì)顯著增加輸電線路與變壓器損耗，同時(shí)備用系數(shù)如果比較小，則常常會(huì)使得電動(dòng)機(jī)難以承受主泵的負(fù)擔(dān)，這樣無(wú)法滿足設(shè)備所需功率，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)壽命的縮減。為此，電動(dòng)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(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行改造，不斷提高傳動(dòng)效率

如果電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以滿足水泵運(yùn)行工況，可以考慮采取直接傳動(dòng)的方式，直接傳動(dòng)常常要比間接傳動(dòng)的效率提高3%[4]。在改造傳動(dòng)裝置過(guò)程，需要注意傳動(dòng)裝置的安裝是否正確，這樣主要是避免聯(lián)軸器不同心對(duì)動(dòng)效率產(chǎn)生影響。直接傳統(tǒng)通常適用與水泵及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)那樾危绻枰淖兯棉D(zhuǎn)速可采取直接傳動(dòng)的方式來(lái)提升水泵運(yùn)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(duì)工程投資以及泵站的運(yùn)行費(fèi)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(zhǎng)、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(guò)程中，就需要適當(dāng)?shù)目s小管長(zhǎng)及減少?gòu)濐^，通過(guò)計(jì)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(shí)還減少水頭損失。

2.5 對(duì)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(jì)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(méi)深度常常會(huì)變小，這樣就經(jīng)常會(huì)引起漩渦[5]。為此適當(dāng)將進(jìn)水池的底板高度降低。而對(duì)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(lái)避免水池對(duì)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(diǎn)還強(qiáng)調(diào)泵站管理及維護(hù)的重要性，具體可以通過(guò)成立專業(yè)的維修隊(duì)伍，同時(shí)對(duì)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(yǔ)

總之，針對(duì)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(shí)際情況進(jìn)行綜合改造。在具體的改造過(guò)程中，將新的節(jié)能技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用到改造設(shè)計(jì)中，使得排灌泵站能夠充分發(fā)揮節(jié)能及高效運(yùn)作的作用，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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