機井灌區節水節能試驗的經濟效益研究

孫昌林

（大同市陽高縣水土保持工作站，山西 大同 038100）

對于農作物產品種植而言，提高產量是改善經濟效益的重要舉措之一。對于機井灌區而言，機井系統節能節水措施的運用能夠有效減少能耗，提高經濟效益。灌區機井的灌溉水大多源自于地下水，為了達到節能節水的目的，實現對灌區成本的控制，是機井灌區節能節水試驗的重點研究課題。

1 減少“高射炮”的存在

“高射炮”指的是水泵出水管口比水池水面要高，進而導致揚程無效。根據本文選取的幾個案例，可知很多灌區機井存在“高射炮”，其中有超過20%的機井水泵出水管口高度超過水池水面0.5m，每年造成近90萬kw/h電量浪費。

A縣對三眼井加以改造，改造后揚程平均值達到14.9m，無效揚程接近1m，基于對“高射炮”的改造，整體出水量、耗電量以及裝置效率均有所優化，具體數據分別為10%、-2%以及15%。

2 離心泵下臥

一般來講，臥式離心泵在安裝過程中需要考慮允許吸上真空高度這一因素，這是避免氣蝕的關鍵所在。具體措施主要是對吸程損失加以控制，比如管件數量、吸水管徑以及吸水管淹沒深度的控制等等。在水位大幅度下降的情況下，這些措施所取得的效果并不理想，此時就應該選擇機泵下臥、落井安裝等措施，如果下臥深度最大超過8m以上，那么下臥可能就并不適合，此時就要對機泵進行更換。究其原因，就在于如此安裝型式會增加整個機井系統的安裝與維護成本，在經濟性方面并不具有優勢。

A縣、B縣在機井灌區節能節水改造中下臥離心泵配套井共計14眼，下臥深度不超過3m，其平均出水量、耗電量以及裝置效率均得到了改善，具體數據分別為31%、-12%以及41%。

3 管路改造

管路改造相對復雜，難度也比較大，但取得的經濟效益相對較高，具體涉及到以下幾項措施：

增加管徑?，F階段很多水泵進出水管口都有很大的提升空間，管中流速比較快，因為阻力造成較大的損失，管路整體效率有待提升。其中C縣某村1#井配置的是10NQ50-25潛水泵，經過改造將出水口管徑從3改到4，取得了比較理想的效果，出水量與裝置效率分別提高了30%與80%。

吸水管更換。水泵出水量與運行效率與吸水管損壞程度有一定的關系。有的吸水管發生漏氣現象，可能會導致出水不暢甚至完全不出水。對于吸水管損壞不嚴重的情況，可以選擇對其進行修補的措施，如果破損情況比較嚴重，則必須對管道進行更換。C縣某村對原有吸水管進行了更換，配置了離心泵吸水管共6套，出水量與裝置效率均得到了提升，具體數據為30%與15%。

優化管道間連接方式。C縣某村配有10眼潛水泵配套井，出水膠管直徑與連接管直徑分別為105mm與98mm，二者顯然并不匹配，造成比較大的局部損失，在管間連接優化之后，選擇105mm喇叭口連接出水膠管后，出水量u裝置效率分別提高了20%與35%，耗電量則降低了2%。

控制淹沒深度。通常情況下，人們為了增加水泵出水量，都會錯誤的認為增加泵體深度或者吸水管淹沒深度即可，其實這種做法并不正確，并且還會破壞管路，造成更大損失。淹沒深度應該遵循合理性原則，只要泵體沒有空氣進入，就應該以最淺的深度進行淹沒即可。A線某村4#井進水管口原先淹沒深度超過9m經改造后淹沒深度降低到4m，出水量增加了4m3/h。

4 設備改造

機井灌區節能節水的一項重要措施還在于設備的調整與優化。現階段還有很多井泵與機泵的配套情況并不理想。“大馬拉小車”的情況普遍存在，其中高揚程泵與低揚程井配套情況比較典型。這種問題直接導致水泵在運行過程中承受過大負荷，嚴重影響到機械設備的使用壽命。針對此，在選配動力過程中，應該嚴格參考備用系數范圍。

B縣某村水泵配13kW電機，電機功率與實際要求（17kW）不符合，與此同時井的涌水量也比較高，配套泵偏小，經過設備改造后，選擇22kW電機與大流量泵相匹配，充分發揮了井與泵的效益，出水量與裝置效率分別提高了160%與18%，當然耗電量則相應增加了118%。

5 轉速調整

當水泵轉速處于額定值時，其能夠達到最高的運行效率，此時調整轉速都會降低水泵的運行效率。因此，將水泵轉速保持在額定值十分必要。當然，有時需要調整轉速，那么應該按照不超過額定值30%的標準進行調整，增速也不能夠大于額定轉速的10%，如果控制不當，就可能導致降速過大，大幅度降低水泵運行效率，或者降低水泵的機械強度。C縣某村3號井選擇的水泵就比額定轉速要低，經過調整將原有的190mm電機背靠輪換為205mm，出水量與裝置效率分別提升了60%與40%。

6 結語

本文選取了我省幾個典型區改造井節能節水試驗展開研究，對其取得的經濟效益進行了簡單的分析，不可否認這部分井改造效果可能仍然有提升空間，但改造后取得的變化也是非常突出的，換言之機井灌區節能節水試驗所取得的經濟效益是有所提升的。