论水泵站的节能优化

论水泵站的节能优化

姜凯

河北省水利水电勘测设计研究院天津300250

摘要：城市的现代化发展与建设离不开许多关键供给行业的扶持，尤其是水电工程的水力电力供给。在整个城市供水系统中，水利泵站充当着一个动力驱动装置，将水源源不断地通过输配水管道送进千家万户中去，但这也意味着泵站是整个供水系统中的耗电大户。为了促进水泵站的可持续发展，同时践行保护环境、造福民众的理念，就必须在现有设备的基础上进行节能分析。本文以“水泵站的节能优化”为主要研究对象，首先对目前益阳市水泵站能源消耗情况进行分析，然后从要点与措施两个角度论述节能优化的具体策略。

关键词：水泵站；排渍；技能措施

引言

为提升泵站运行效率，在泵站建立过程中必须考虑节能环保环节，但节能环保措施经常影响经济性。因此，在设计方案时做到节能环保和经济性的同步适用是保证泵站高效运行的关键。

1水泵机组的节能途径

随着我国经济的高速发展，供电越来越紧张，尤其是需要供水不间断的冶金工业，最急需解决的是水泵机组的节电问题，最大限度地降低电能消耗，有效的方法是对低效能水泵机组进行技术改造。使用水量表、标准孔板或喷嘴等节流装置，容积水箱（适用于流量不大、出口压力不高的开放式系统的水泵），以及高速、中速、低速流速计等测定各类水泵的流量，参考不同的机具仪器测定各类数据。

2水泵站能源消耗分析

就水泵站能源消耗的现状来看，其能耗有直接能耗和间接能耗、必要能耗和非必要能耗之分，充分认识和分析这些能耗，方能找寻到节能措施可以实施的空间，防止影响到普通群众的正常生活。

2.1直接能耗与间接能耗

就水泵站而言，通常所说的能耗就是直接能耗，如水泵站在抽水过程中所消耗的能源；但事实上在建造水泵站、水泵站日常维护及工作过程中还需要大量的、非能源形式的投入，也就是间接能耗，如水泥、钢材、水泵主机组等；此外诸如运输、安装、服务及施工等相关部门所消费的能源也属于间接能耗的一部分。目前我国各行业产值的能耗统计数据显示，水泵站间接能耗率极大，诸如农林牧副渔、机械制造、橡胶工艺等行业的间接能耗率都超出直接能耗率一倍甚至两倍以上，因此节约能耗不仅要从直接能耗着手，更要注重控制间接能耗，从某种意义来说，把握和遏制间接能耗更为重要。

2.2必要能耗与非必要能耗

水泵站在正常运行过程中，为了保证将水抽送到人们所需要的地方，自然需要消耗一定的能量，而且这部分能量是无法通过现有的技术水平进行折扣或抵消的，换言之如果不消耗这部分能量，水泵的价值及相关功能将无法实现，那么这部分能耗自然属于必要能耗。与此相反，水泵站的规划设计、设备选择以及运营管理等步骤所引发的能源消耗显然都属于不必要的能耗，是可以避免和有效优化的。以水泵站所使用的设备为例，无论性能的好坏与质量的高低，同样会产生必要能耗和非必要能耗，若把水泵在运转过程中产生的机械损失、水利损失及容积损失等所产生的能耗以效率来衡量，显然效率与能耗之间成反比--这就要求相关水泵设备制造单位向水泵站提供效率高、质量好、能耗低的设备，助力优化节能。

3水泵站节能优化的要点与措施

3.1配件的选择

高质量的变压器可以降低能源的消耗，但需要注意选择容量小的变压器。尽量按经济性原则选择配件，负载率应≥50%。没有排灌需求时可停止主变压器的运行，如果有照明或其他需要，可改换小变压器，以降低变压器的“铁损”，节省电能。做好后期保障工作，定期检查电机性能，正确操作电机的启动、运行、停机。应加强对柴油机机车的管理，为了减少机器摩擦损耗，必须保证相对运动部件之间的适当间隙，选择适合的润滑油，确保正常的润滑油温度。另一方面，为了提高柴油机的燃油效率，运行中控制喷淋质量和冷却水温度。收缩变电站与负荷间的间隔，以缩小配电半径，削减路线消耗。变压器的体积和数目顺应季候转变引发的负荷转变，实现经济性运行，削减不必要的电力消耗。

3.2优化水泵站的运营系统，降低损耗，优化工作流程

就水泵站的实际情况来看，水泵站系统机械的损耗主要与设备安装质量及后续维修、养护效果有关，换言之倘若没有按照设计规划及专业要求对设备进行组装、养护，那么其寿命不仅会打折扣，还会导致其在正式投入使用后加剧机组震动、严重损耗零部件，长此以往不但会缩短设备的服务年限，还会增加系统运行的负担。所以为降低系统运行的损耗，要尽可能地控制好填料盖，避免轴承与填料之间因摩擦过大而产生损失，此外还要向填料中增加一定量的水滴，并及时更换损坏的填料，在保证密封的情况下确保其始终处于良好的状态。最后，把握水泵况点调节，结合实际情况达到优化节能的目的。这里所谓的调节主要包括两种类型，一是调节管路特性曲线，包括阀门调节和旁通阀调节等，比如以改变水泵转速为目的的转速调节，通过改变水泵性能曲线来实现对水泵工作点的调节；二是调节水泵特性曲线，包括水泵调速、叶轮切削及叶片角度调整等———笔者结合现状，认为对混流泵和离心泵的调节应分别采用变速、变径的方法，需结合实际采用相应的调节方式。不过需要注意的是，在将水泵转速调低时，整个过程要控制在一个时间段内，且要控制在原始转速的30%～50%之间，避免因为水泵速度的骤然降低而影响到其工作效率。

3.3优化启动方式

直接启动启动装置虽然快捷，但会对电网造成冲击，影响设备安全可靠运行，缩短设备的寿命。同时，大的启动电流会使电阻发热，加快绝缘老化，减短电机寿命，并使启动能量过多损失。特别是经常停车时，控制冲击电流，调节到最佳启动电流，非常适合于各种泵的负载。三相晶闸管调压器软启动器是一种新型电子软启动器，它相对于磁控和自动液阻软启动器性能更好，相对于变频器具有较低的价格，并且具有启动电流小的优点（可以根据需要设置启动电流乘法器）。配备软启动时，应考虑功能简单、价格合理、操作方便、操作条件多的软启动器。具有斜坡电压调节的软启动器应有斜坡电压启动。在接触器旁路模式下，软启动器可用于启动多台电机，减少一次性投资。

3.4泵站的水泵节能关键措施

泵站的水泵节能关键措施主要包括水泵站规划、泵系统、输变电系统、泵站节能管理等多个方面。随着社会经济的发展及自然条件的变化，保定市现有的部分泵站规模及其布局已经无法满足变化中的用水、排水需求，同时在重复性建设、水泵设备选型超标等问题的多重影响下，部分水泵站建设也面临资金浪费、使用效率低下的问题，久而久之就生成了水泵站存而不用、排水防汛问题存而无解的尴尬局面，这就要求相关工作人员及管理部门、机构，从成本控制的角度对水泵站群落的建设予以优化。一方面相关管理部门可以对部分小型的水泵站进行重新规划，适度合并一些较小的泵站，将整合后的资源以相对较大的规模进行重建；另一方面，在对水泵站所辖流域防汛排水及防渍工程规划的基础上，泵站建设要采用适当的优化及模拟技术，以排水量最大化为目标，基于优化结果提出合理的水泵站建设和改造意见，提升对水利建设资金的使用率及资源的重复利用率。

结语

随着科学技术的快速发展，每年都会有很多新型技术与设备应用到水泵站的建设过程中，而从节能优化的角度考虑，这些设备与技术是否使用、怎样使用才能实现对损耗的控制和水泵站运营系统的最优化达成，是一个十分值得深思的问题。

参考文献：

[1]郝坤.浅谈水泵站的节能优化[J].民营科技，2016（9）：174.

[2]郭玮.关于给水泵站节能优化研究[J].机械管理开发，2017，32（5）：17-18.