中小型泵站节能措施的探讨

1、2007年6月 水利电力科技 第33卷 第2期 25中小型泵站节能措施的探讨孙衣春 魏文礼 李超（西安理工大学）文 摘 我国机电排灌事业已发展到一个新的高度。但是，泵站在运行管理中暴露出不少问题。在能源日趋紧张的今天，节约能源意义重大。本文从提高动力机、水泵、传动装置、管路和进出水池等五部分的效率入手，深入挖掘水泵机组节能的潜力，达到了泵站节能的目的。关键词 泵站 节能 措施1 引言目前，我国机电排灌事业已发展到一个新的高度，以中小型泵站为主体的机电排灌网络在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任。但是，也应看

2、到泵站在运行管理中也暴露出不少问题。在能源日趋紧张的今天，节约能源仍大有潜力可挖。提高泵站效益的有效途径就是提高泵站的装置效率。具体地说，就是提高动力机、水泵、传动装置、管路和进出水池各部分的效率。2 提高动力机效率动力机效率为动力机的输出功率与输入功率之比。提高动力机效率，除了从动力机的设计、制造等方面加以改进之外，还应注意以下问题。2.1 机泵合理配套配套功率的备用系数不宜过大。因为当电动机负荷不足时，其效率要降低，同时电动机的功率因数也降低，增加了输电线路和变压器的损耗；而当柴油机负荷不足时，燃油消耗率将增加。所以，应避免“大马拉小车”的情况。配套功率的备用系数更不宜过小，否则将会使动力

3、机难负其重，使动力机寿命大大缩短。因此，更应避免“小马拉大车”情况。一般来讲，电动机的负荷率应大于0.7，如果过小，应按配套要求进行调整或更换。如更换合适的电动机型号、规格、容量等；调整电动机的转速，在不降低传动效率的前提下，使泵站处于高效率运行；改变电动机绕组的接线方法，变“”接法为“Y ”接法。对于柴油机组而言，除更换合适的柴油机型号外，还可根据负荷的变化来改变柴油机的转速，使柴油机在经济工况区工作。另外，用户应尽量选用新产品，选用正规厂家生产的优质产品。如低压电机选用Y 型、新型Y2或YX 型，高压电机选用Y 型或新型高效的YJS 型产品。作者简介：孙衣春，男，硕士研究生中小型泵站节能措

4、施的探讨 孙衣春 魏文礼 李超262.2 合理选配变压器为了节省能源消耗，要注意变压器容量不要配得太大。一般应按经济容量选配，其负载率应大于0.5。非排灌季节应将主变压器停用，若因照明和多种经营需要，可另装小变压器。这样，可以减少变压器的“铁损”，减少电费支出。2.3 加强维修定期检查电动机，正确地操作电动机的启动、运行、停机。柴油机要加强机务管理。为了减少机械摩擦损失，要保证各相对运动零部件之间有适当的配合间隙，选择适宜的润滑油，保证正常的润滑油温。为提高柴油机的燃油效率，在运行中应按最佳提前角供油，提高喷雾质量，控制冷却水温等。3 提高水泵效率保证水泵高效运行是提高泵站效率的重要环节。水泵

5、的效率与水泵的设计制造水平、运行工况及使用情况有关。3.1 校核水泵的选型根据水泵性能曲线及配套管路系统特性曲线，校核水泵在平均扬程、最高扬程和最低扬程时的工作点参数。要求在平均扬程时，水泵在高效区运行；在最高扬程和最低扬程时，水泵能安全稳定运行。与扬程、功率和转速等配套不当的水泵型号，应予以调节或改造。3.2 合理调节水泵的性能如果水泵工作点的性能参数不符合实际需求，水泵将长期处于低效率区工作状态。这时，可采用改变水泵性能曲线的方法移动工作点，使水泵的工作点符合实际情况的需要。离心泵和小型混流泵一般可采用变速、变径调节；可调叶片的轴流泵一般可采用变速、变角调节；所有叶片泵都可采用变速调节。3

6、.3 更换水泵零部件变速、变径和变角调节都有一定的限度，如果水泵工作点的性能参数与实际需要相差较大，或经使用后叶轮、口环等零部件已磨损，就应更换磨损的零部件，以保证水泵的正常工作。3.4 加强水泵的维修保养水泵运行一段时间后必将产生磨损，增加泵内的能量损失。为保证水泵能长期高效工作，应加强监督，及时进行维护保养，定期进行大修，并更换损坏的零部件。重点监测的对象是水泵的叶轮、口环、填料、轴承和地脚螺栓等。3.5 保证安装质量水泵工作性能的好坏与其安装精度有很大的关系。如果安装精度不符合要求，不仅会降低水泵效率，严重时还将产生振动和噪声，引起电动机过热，以致不能运转。 4 提高传动效率传动方式的选

7、择是否合理直接影响传动效率。当动力机的转速能够满足水泵运行工况时，间接传动尽量改为直接传动。当水泵工况变化较大，动力机又无法调速时，可将直接传动改为间接传动。此时，尽管传动效率有所下降，但水泵效率、管路效率会有所2007年6月 水利电力科技 第33卷 第2期 27提高。在间接传动中，通常应避免平带或V 带交叉、半交叉传动。传动装置安装是否正确也直接影响传动效率，如果直接传动时联轴器不同心、带传动时传动轴距过小或过大以及传动带过紧或过松等，都应予以调整、改造。5 提高管路效率5.1 采用经济管径管道是泵站的重要组成部分，它对工程投资和运行费用及节能均有较大影响。管径增大，管道阻力减小，耗电量及年

8、运行费用降低，但管道一次性投资增大。相反管径减小，管道阻力增大，损耗增大，投资减少。因此要选用新型管材，采用经济管径，控制经济流速，流速一般控制在1.5m/s2.5m/s。在满足工程条件时，可选用玻璃钢夹砂管，以减少投资，降低管损。5.2 缩短管路长度进水管、出水管的长度应最大限度地缩短，减少弯头，减小管道内壁的粗糙度。5.3 减少管路附件管路附件的局部阻力系数很大，运行时必然会消耗大量的能量。因此，应尽量减少不必要的管路附件。例如采用合理的充水方式，尽量取消底阀；管路进口和出口可采用喇叭口；闸阀尽可能处于全开状态；低扬程离心泵、混流泵可取消闸阀；扬程不高的泵站可用拍门代替逆止阀；拍门的重量一

9、定要轻，并设置平衡锤。除上述几点之外，消除“高射炮”式出流、保证管路的密封性也是提高管路效率的具体措施。6 提高进、出水池效率6.1 改造不合理的进、出水池形状和尺寸泵站的前池、进水池、出水池的形状及尺寸设计要合理，否则会导致池内发生漩涡、回流、脱壁等不良水力现象，致使进水池、出水池的效率下降。为改善流态，应进行泵站技术改造。如前池的扩散角过大，可以延长前池的长度或将前池改为折线型、曲线型；进水池设计不合理，在水泵周围产生环流、漩涡等，可采取增加导流墩、盖板等措施以消除漩涡。6.2 清除进水池中的污物进水池中的杂草等漂浮物会阻碍水体流向水泵，使水泵效率下降，严重时甚至会缠绕叶片，使水泵无法正常

10、工作。因此，泵站进水建筑物中必须设置人工或机械拦污栅，并及时进行清污。进水池中的淤泥会阻塞水体的过流，使进水池的流态发生变化，影响泵站效率。为此，应定期清淤。6.3 保证水泵的淹没深度水源条件的变化会使进水池中水泵吸入管口的最小淹没深度变小，从而诱发漩涡的发生。为此，可以采取降低进水池底板高度，同时降低水泵安装高度的措施来改善进水条件。7 结束语 上述五种提高泵站效益的措施并不是孤立的，而是相互影响、相互制约的。因此，中小型泵站节能措施的探讨 孙衣春 魏文礼 李超 28提高泵站的节能潜力必须要全面考虑，综合改造。要加强对泵站管理人员的培训，搞好管理和维护，确保泵站安全高效运行。对于超过使用年限

11、的泵站，应及时进行更新改造，淘汰耗能高、效率低的电机和水泵，更换破损锈蚀的管道。参考文献1 谢金华, 储训. 中小型泵站改造技术与图集. 南京: 江苏省水利厅, 19952 储训, 刘复新. 中小型泵站设计与改造技术. 南京: 河海大学出版社, 2001信息服务美国科罗拉多州的新能源事业位于美国中西部的科罗拉多州风景秀丽、地域广阔。该州的人口不足500万，但受高等教育比例居全美第一。这里的高技术产业和新经济居于国内领先地位，这其中就包括近几年来炙手可热的可再生能源事业。发展可再生能源不仅可以保护环境，而且还是提高能源安全的重要手段，是一个潜力巨大的产业。科罗拉多州的煤炭等传统能源产业很发达，但

12、为了提高能源安全并减少温室气体排放，该州大力发展风能、太阳能、生物燃料等可再生能源。为此，科罗拉多州通过了多项相关法案，并投入专项资金扶持相关中小企业。到2007年年底，该州的电力将有10%来自可再生能源，到2020年这一比例将提升到20%。科罗拉多州东部平原风能资源也很巨大。在科研方面，美国国家可再生能源实验室就设在该州境内，由不同研究机构合作组成的“科研梦之队”正在寻找新型太阳能材料，研制生物燃料技术，政府则有专门办公室帮助研究成果走向市场。目前科罗拉多州的可再生能源主要来自风能，由于技术相对成熟并有税收优惠，风能电力的价格与传统电力相当。英国石油公司将于2007年完工的300MW 风力电站投入运营后，将为12万户家庭提供清洁电力。当地电力公司正在筹划建造一座美国最大的太阳能发电厂，功率为8MW 。为了刺激可再生能源事业，科罗拉多州规定，利用可再生能源发电可以免除州