關于泵站技術改造措施分析

王占國

摘要：我國目前的泵站裝置效率普遍都很低下，尤其是一些地形較低的地區，大多數的裝置效率一般只有30%左右。不過由于運行時間的加長，總體的趨勢還會降低，提高能源的消耗，所以泵站的技術改造已經勢在必行，刻不容緩的地步。本文對泵站技術改造措施進行了分析。

關鍵詞：泵站技術改造措施 問題分析

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一、做好技術改造的前期工作

1、泵站改造前的現狀檢查

把正在運行的機器的工作情況進行全面檢查，并對找出的問題進行解決，才能有針對性的新型改造，這是改造之前首要做的事情。泵站建造的具體時間，所在區域，泵站所使用的設備機組的運行情況，還有泵站在檢查前運行的時候是否出現過問題，發現問題后是怎樣解決的等這些泵站自身的情況，這就是泵站現狀檢查的主要方面。出現問題后的解決措施和情況等等這些泵站自身的情況。與此同時，對泵站周邊的環境情況也要進行調查，包括泵站所在區域的經濟發展情況，泵站的運行對這一區域的影響大小等等環境因素，這些情況的調查對之后將要進行的改造決策起著決定性的作用。

2、泵站的機組性能測試

在初步的環境和情況調查完成之后，就必須要對取得的資料進行核實和確認，比較重要的內容就在于泵站機組的性能情況，前面的資料只能提供一個參考意見，在制定具體的有針對性的改造方案前，要對泵站機組的性能進行測試，從而根據測試結果得出具體的機組的性能情況，以判斷是否要進行改造，如何進行改造，以及改造的程度。

3、搞好泵站現場測試。

將泵站的設備情況以及泵站為何效率低下是主要的原因進行實際的測量，再依據實際測量的數據進行設備技術狀況的測定。找出泵站工作效率低的原因，確定好進行改造的技術方向，然后制訂改造方案，可以有效避免泵站的盲目的改造，可以使泵站的技術改造真正建立在科學的基礎上，從而總結泵站改造的經驗教訓。還需要注意的是在進行技術改造之前，應當充分考慮泵站所在的地區的發展規劃，對于排灌區的規劃修改、復核，以便正確確定泵站的水源、受益范圍、排灌標準及裝機容量等泵站設計參數。

二、泵站存在的問題

1、選型不當

泵站的選址沒有進行科學合理地研究就確定；選擇水泵時，只根據了當時的情況以及供貨的基本條件進行選擇，都高于平均揚程運行的高度。這種情況所建成的泵站偏離了運行，能源消耗大，降低了泵站的效率。

2、安裝布置不合理

大部分的泵站都存在進水口位置高，淹沒的深度不能達到標準，使泵站的周圍有旋渦產生，也有的泵站進水口懸空高度不夠，運行時大量泥沙被抽進出水池，嚴重時產生汽蝕。

3、管路水頭損失大

泵站的管路大多數都存在管路長、彎頭比較多、管路遭到銹蝕、漏水、進氣現象嚴重。引起了水資源的損失，降低了管路效率。

4、出水池使用效率的高低和池的大小、形狀、布置方式有著直接的關系。如果在進行設計池時不科學、不合理就會引起池內的汽蝕、產生回流、流態惡化等現象的出現，進而破壞了水泵的使用性能，降低了工作效率。

三、對泵站進行技術改造

1、水泵改造措施

在泵站中的水泵是非常重要的設備，水泵的技術要求在運行過程中一定要保持良好的狀態，要具有工作效率高、能源消耗低的特點，具體的改造措施有：

1）更新水泵或更換零部件

水泵更新即是指購買和之前一樣型號的水泵替換之前報廢的水泵。一般情況下需要將以下因素考慮進去：第一，之前型號的水泵可以滿足現在的負荷要求，同時也沒有更新型號的水泵進行替代；第二，之前型號的水泵由于自然老化，使用壽命顯然已經超過了國家的規定范圍內的使用年限；第三，對于一些過流部件，例如，葉片、泵殼等部件的泥沙磨損以及軸承的機械磨損嚴重超出；第四，之前水泵的零部件損耗嚴重或者是沒有辦法再進行維修，又或者是維修的價格接近于買新部件的價格。

2）改變水泵的轉速

將水泵的轉速進行調節，可以有效地節省能源的浪費，達到比較好的節能效果，不過不能無限制地進行變速，一般不能超過限定轉速的50%左右，一般要求在75%-100%中間，在確定轉速的時候應當按照實際情況進行設定，否則會影響水泵的效率，使整個泵站的工作效率降低。需要指出的是，水泵一旦在臨界范圍內進行工作，會引起共振現象的發生，進而引起水泵周圍遭到破壞；水泵的運行轉速也不能隨便性地進行提高，否則會引起動力機超負荷，還可能會引起汽蝕，以及增強水泵零件的應力，嚴重時會損壞零件，引起機械損壞。因此，增速一般不要高于額定轉速的7%～8%。

一般情況水泵轉速的改變有兩種方式：第一種是將電動機本身的轉速進行改變；第二種是利用電動機與水泵相互間的傳動機進行速度調整。第一種又可以分成同步和異步的電動機的變頻調節；第二種也可以分成：利用皮帶傳動進行調速、利用齒輪變速箱的調速和利用液力禍合器、電磁禍合器的調速。

3）加強水泵維護

通常使用的水泵都是出廠時進行簡單的打磨、鑄造后就交付使用，所以在水泵的內部表面會顯得比較粗糙，流經泵內的時候就會加大阻力，增加水泵的軸功率，浪費能源的消耗。此外，泵站的水泵運行環境不盡相同，所以會使一些部件受到不同因素所造成的侵害，比如說，腐蝕、氣蝕等，這樣不僅會改變葉輪內流體運動狀態，還會影響水泵的工作效率。所以進行流體設備表面腐蝕的定期維修，可以減少由于腐蝕所造成的表面粗糙度，還可以使泵內產生的渦流得到適當地減少，有利于提高水泵效率，降低水泵功率消耗。

新型水泵的密封方式都是采用了機械式密封，不但降低了維修泵站的成本，還減少了水泵的運行摩擦系數，所以如果將之前的填料密封式水泵改造為機械密封式，可達到節能目的。

2、電動機改造

經過大量資料的證明，大部分泵站的電動機看上去十分的陳舊，但是工作效率非常高。影響電機安全運行的主要問題是：由于泵站運行的環境是比較濕熱的空氣，再加上進行定子繞組所處的溫度比較高，有絕緣作用的材料慢慢就推動了彈性，以至于影響了電動機的安全運行?，F在許多的電機廠都開展了整體的規劃，按照新方案、采用新的絕緣材料返廠更換，浸漆，或者是重新嵌入新的線圈，也使電機達到同類新產品性能的這項業務。經過改造之后，性能完全可以達到檢測、設計的要求。而且經費還可以比購買新型號的電機節省60%左右。

3、對進、出水池的改造

1）進水池

進行泵站進水池設計時，將泵站所在地形的條件，以及泵站進水池設計標準的規范要求，把泵站進水方式改造成正面方向，采用矩形進行布置，采用科學合理地選定進水池的尺寸，進水管口的淹沒深度、懸空高度。給水泵創造一個最佳的吸水條件和進水流態。[5]

2）出水池

連接渠道和出水管的是出水池。泵站的出水池在滿足要求，保持原來狀態不變的情況下，發行成正向出水，淹沒出流。

4、優化管道布置，提高管路效率

泵站的管道配置設計是否合理，將直接導致了管道效率的高低。從如何使管道的損失降到最低，以及節約能源角度來說，加大管道的管徑就會增加投資；反之，如果管道的水流速度加大，就會降低管道的效率。為了可以提高管道的效率，適當擴寬軸流泵的出口，使用浮箱式拍門；在進行管路的優化設置時，采用了混流泵，將“三閥”、以及“出口裝拍門”取消，使用了PVC管，泵站的管路經過優化設計之后，對管路進行檢測時工作效率高達96%以上。

四、大型泵站更新改造的技術分析

1、水泵的技術改造

根據多年的測試結果，對效率低、能耗高的泵站應進行技術改造。泵的機械效率、水力效率的影響因素很多，所以說水泵改造是多方面的，應根據具體情況和用戶的實際需求進行改造更新。水泵的技術改造要使水泵具有良好的水力性能、效率高、調節范圍寬，可以適應不同灌溉條件。在更換水泵配件時要可以考慮更換部件的主要類型。由于水泵嚴重磨損的部分較多，所以在更新改造過程中應用高性能的配件。同時，學習國外先進的大型泵站更新改造的技術，在水利管道、泵站電機和電力系統方面要通過多個部門的協同合作，來完成大型水泵的更新改造。組織水泵技術人才進行出國考查，學習先進技術，結合我國的工程實際，進行更新改造。

2、電動機的改造

電機的改造主要考慮兩個方面：安全和經濟。電機的改造方案應根據泵站具體情況經濟情況，選擇最優方案。首先，要選用高性能的電機線圈材料，杜絕嚴重的電機絕緣老化。其次，對于老化嚴重、無法修復的電機，應及時更換，取之于高性能、高功率因數的電機。最后在泵站更新改造的同時需要增加電機功率，提高電機的導電性能，使用高質量的線材。對于變化頻繁的泵站，應考慮電機的變速效率，確保在各種條件下抽水站的高效運作。

3、輸水管道的改造

1）選擇合適的管徑，努力提高管道的直徑，以減少能源消耗。同時管道直徑不宜過大，應根據實際情況和經濟情況確定管徑大小。同時盡量減少管道長度，可以有效減少管道的投資，還可以節省能源。

2）減少不必要的灌溉和排水中的管道配件，以此來改善水流條件和不同直徑的管道彎頭。降低局部阻力系數，考慮管道的節能問題。保障管道的密封性來提高管道的效率，減少管道的橫截面，確保密封。

3）確保水泵葉輪運行正常，如果加入其他雜物，不僅會增加管道阻力損失，降低管路效率，而且會使流量速度和壓力分布不均勻，降低水泵的效率。因此，確定水管的形式和尺寸合理十分重要。

4、進出水構筑物的改造

進出水構筑物的合理設計是保證泵站穩定安全運行的重要組成部分，若設計不合理，則不僅會增加水頭損失，還有可能導致在設計標準的年份無法滿足流量需求，進出水構筑物包括進水建筑物和出水建筑物。其優化改造主要從取水建筑物、前池、攔污柵、進水池、出水池等方面進行。進出水構筑物的改造需要根據實際的經濟效益以及處理效率等各方面因素進行綜合考慮，比如，取水建筑物的改造，主要是引渠和沉沙池的改造，要綜合技術經濟地勢等各方面因素確定是否要采用引渠，當泵房位于岸邊采用直接從水源取水的方式時，則無需設置引渠，從而避免成本浪費。

結束語：泵站的更新改造項目完成后，可以有效進行農業灌溉，提高地區的生態環境以及農業的可持續發展，保證工業和生活用水的供給，促進城市經濟的發展。大型泵站的更新改造工程十分復雜，具有任務繁重和項目較多的特點，在施工過程中要注意施工的質量和施工的安全性，在保證工程質量的前提下安全穩定的保證工程的進行。同時不可否認我國大型泵站的更新改造技術與國外先進技術存在一定的差距，我國大型泵站的工作者要努力學習外國的先進技術，并結合我國水利環境實際因地制宜應用到我國的工程實際中，這樣才能從根本上做好我國大型泵站的更新改造的工作，促進我國水利工程項目的發展。

參考文獻

[1]莊長融，溫惠芬.泵站技術改造可行性研究[J].江蘇農學院學報，1990，04：61-68.

[2]甘為國.安徽省泵站技術改造的措施[J].中國農村水利水電，2003.3

[3]張清文.積極開展泵站技術改造[J].江西水利科技，1992，01：14-21.