優化節能設計提升小型排灌泵站工作效能

趙耀

摘要：隨著社會經濟的快速發展，農村經濟得到了長足的發展。農村經濟增長中，小型排灌泵站發揮了積極的作用，在當前可持續發展及環保背景下，對小型排灌泵站進行節能改造為農村經濟發展奠定良好基礎。本文主要分析了農村現有小型排灌泵站的問題，然后結合節能需求，對排灌泵站的改造設計進行探討。

關鍵詞：小型;排灌泵站;節能;更新改造

引言

改革開放后，我國經濟得到快速的發展，這也使得農民的生活水平不斷提高。農村經濟增長主要依賴農業種植，農業種植過程，農田灌溉是非常重要的生產過程。小型排灌泵站作為重要的農業灌溉設施，在農業生產中發揮著重要的作用，同時還在排澇與防洪上發揮著不可忽視的作用。但是，農村現有小型排灌泵站大多使用較長年限，實際使用中存在耗能高、老化及低效率等問題，在當前可持續發展背景下，進行相關的節能改造非常有必要。

1 現有小型排灌泵站存在的問題

1.1 泵站設備老舊，配套不合理

受維修無配件、更新無資金等因素的影響，當前大多數農村小型排灌泵站存在低效率運行、耗能高等問題[1]。小型排灌泵站的設備大多生產于上世紀六、七十年代的，這些設備早就停產，相關的配件很難購買到。因此一旦機械設備出現故障，很難進行有效的維修，這樣會導致實際運行中經常出現耗能高、效率低、污染大的問題，大大影響排灌泵站的工作質量。

1.2 泵站布局不合理

農村小型排灌泵站大多存在設計不合理的情況，比如出水池的進出設計不合理，常常造成池壁阻水情況，使得水頭損失較大;進水流道設計不合理常常導致進水池流態紊亂，同時還伴漩渦的產生。

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，當前我國農村80%以上的小型排灌泵站存在建筑物老化的情況[2]。大多數建造于上世紀七、八十年代的排灌泵站，經過多年的使用，水土建筑及土建基礎設施已經遭受到嚴重的損壞;泵站中進出水池也存在嚴重的泥土淤積情況;泵房與管理用房的屋頂多處漏雨，使得泵站內部金屬設施腐蝕嚴重;泵站門窗在長期雨水及風的侵蝕下，出現腐爛及破損等情況，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，當前農村小型排灌泵站多數處于無人管理的狀態。很多排灌站常常由村社自己管理，缺少政府撥款，泵站盈虧多數來源于水費收入，但是少量的水費收入難以維持泵站設備維修、管理所需，這使得泵站設備老化、管理效率地下及設備耗能高等問題不能得到及時有效的解決。

2 農村小型排灌泵站節能改造設計策略

2.1 更新水泵，不斷提高主泵的運行效率

合理水泵選型需要通過以多年平均揚程作為選泵的主要依據，同時以最高揚程作為校核的依據，保證在平均揚程下水泵可以在高效區運行，而在最高或者最低揚程下水泵也可以保證安全及穩定運作，充分發揮泵站的實用價值[3]。針對排水站，在遭遇特大暴雨式，應保證在最短的時間內將澇水排除，避免泵站下游農田受到洪澇的危害。主泵改造上，針對選型不合理的離心泵，如果主泵的性能依舊良好，可以通過調節變速及變徑，或者更換葉輪后者更新主泵以提高主泵工作效率;而針可調節的軸流泵與導葉式混流泵，可以進行變角與變速調節，或者依據實際情況進行導葉、葉片與葉輪的改造;主泵的性能如果與實際參數存在較大的差異，需要更換新的零部件以保證水泵能夠正常工作。

2.2 應用節能電機，不斷提高電機的運行效率

對于排灌泵站，要將老式電機設備淘汰掉，同時還需要引進大量新的節能電機產品，使得電機的效率能夠大幅提升。并且，最好還要選擇配套功率的電動機以保證電機可以滿足主泵在各種工況下的工作需求。電動機配套功率備用參數需要滿足相關標準，若備用系數較大，電動機的效率往往會降低，功率因素也會降低，這樣會顯著增加輸電線路與變壓器損耗，同時備用系數如果比較小，則常常會使得電動機難以承受主泵的負擔，這樣無法滿足設備所需功率，會造成電動機壽命的縮減。為此，電動機優化上，應按照同主泵優化配套需求，調整參數或進行更換。

2.3 對傳動裝置進行改造，不斷提高傳動效率

如果電動機的轉速可以滿足水泵運行工況，可以考慮采取直接傳動的方式，直接傳動常常要比間接傳動的效率提高3%[4]。在改造傳動裝置過程，需要注意傳動裝置的安裝是否正確，這樣主要是避免聯軸器不同心對動效率產生影響。直接傳統通常適用與水泵及電動機轉速相當的情形，如果需要改變水泵轉速可采取直接傳動的方式來提升水泵運行效率。

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，常常對工程投資以及泵站的運行費用及節能產生巨大的影響。管路的效率通常與管路水頭損失呈反比關系，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、管徑以及管壁的粗糙程度有直接的聯系。所以在節能改造過程中，就需要適當的縮小管長及減少彎頭，通過計算選擇出合適大小的管徑，這樣主要是控制經濟流速，在提高流通效率的同時還減少水頭損失。

2.5 對進出水池進行改造，降低進出水池造成的水頭損失

泵站進出水池的改造是節能設計的關鍵，合理的進出水池尺寸及形狀不但可以減少設備中水頭損失，還能夠避免回流、漩渦及脫壁等不良水力現象的出現，大大提高水泵的效率。

在具體的進出水池改造上，當水源條件發生變化，進出水池中的水泵吸入管口的最小淹沒深度常常會變小，這樣就經常會引起漩渦[5]。為此適當將進水池的底板高度降低。而對于出水池，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，可采用側向出水的方式來避免水池對池壁產生沖擊。

2.6 做好人員培訓工作，不斷提高排灌泵站的管理質量

排灌泵站的節能改造重點還強調泵站管理及維護的重要性，具體可以通過成立專業的維修隊伍，同時對泵站的管理人員進行培訓以不斷提高排灌泵站的生產安全性及生產效率。

3 結語

總之，針對當前農村小型排灌泵站，想要充分發揮泵站的功能，需要依據實際情況進行綜合改造。在具體的改造過程中，將新的節能技術與設備應用到改造設計中，使得排灌泵站能夠充分發揮節能及高效運作的作用，為農業經濟的可持續發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]? 劉瑞梅，王迺杰，劉景富. 小型排灌泵站更新改造節能設計[J]. 水科學與工程技術，2010（03）：75-76.

[2]? 黃劍鋒. 小型排灌泵站更新改造節能設計探討[J]. 科技視界，2017，000（036）：224，241..

（作者單位：江蘇省丹陽市大吳塘水庫管理所）