城市排水泵站运行优化管理措施

城市排水泵站运行优化管理措施

于静

于静

东莞市机电排灌管理站广东东莞523000

摘要：城市排水泵站是基础水利建设设施，关系到城市的正常用水，对于提高城市排水系统运行的安全性和可靠性有着重要的意义。本文从四个点阐述了城市排水泵站的运行控制方式，针对四个方面给出了城市排水泵站的优化运行管理措施，为此类工程和工作人员提供了可参考的依据。

关键词：城市排水泵站；优化运行管理；分析；管理措施

引言

随着我国经济的不断增长，城市化进程进一步加快，对水能的要求越来越高，泵站作为调控水资源的基础设施，影响着城市水资源的管理。但是由于城市排水系统较为复杂，传统的泵站运行管理方式容易出现问题。所以如何优化城市排水泵站的运行管理成为了人们关心的问题。下面就此进行讨论分析。

1城市排水泵站的运行控制方式

1.1叶片转角调整

由于大型蜗壳式混流泵、导叶式混流泵与轴流泵都包含较大的轮毂，所以通常将其设计成可调控叶片的水泵，然后在轮毂内设置操作机构，利用叶片轴的移动代替操纵杆的上下转动，并通过叶片角的改变来调整其性能曲线，此种调节方式便称为变角调节。叶片转角的不同便会引起不同的性能曲线，当排水泵站运行至固定的检修周期后，在检修过程中依据泵站原有的具体运行状况调整叶片角度，从而保证水泵适应当前泵站的排水环境。对于扬程过高或使用不当的泵站，按照实际工作情况，应在依据工艺要求扬程的条件下对水泵的工况进行重复审核，调整水泵的叶片转角，从而提高水泵的运行性能。

1.2恰当数量的水泵组合

根据泵站工况的变化情况利用同型号或不同型号的多个水泵组合进行并联运行可有效改善泵站控制效果。此种控制方式要求泵站内设置多台水泵，且要大小组合搭配，其成本较高，通常在大型优化调度研究水泵扎和供泵站监控中应用。

一般排水泵站设计流量的变化幅度较大，台数宜多；灌溉泵站设计流量变化幅度较小（比较稳定），台数宜少；灌排结合泵站，既要满足灌概要求，又要满足排水要求。泵房离出水池较远的泵站，采用并联出水管路时，台数宜考虑并联要求。对于高扬程多级泵站，各级泵站联合运行时，水泵的流量应协调一致，哪一级泵站均不应有弃水或供水不足现象，故一级站的机组台数应多，末级泵站机组台数宜少。另为适应流量变化需要，可根据需要选配1-3台小型调节机组。一般主泵台数宜为3-9台，另为保证泵站稳定运行还应考虑备用机组，备用机组数根据供水的重要性及年利用小时数和满足机组正常检修的要求确定。

1.3水泵调速

水泵调速是指利用水泵转速的调整来提高水泵性能的一种控制方式，其能够保证泵站的运行状况与实际需要运行要求相一致，具有节省能耗、提高效率的优点。此种方式筒切削叶轮一样，都是利用水泵特性曲线的变化来适应工作条件的变化，水泵转速的调控主要是依照不汽蚀、不阻水、高效等原则进行调速范围确定的。综合分析各类因素及原则水泵调速运行的限制条件为：0.8n0≤n≤1.05n0；（其中n0是指水泵的设定转速）。变频调速方法是一种有效的节能手段，但由于其成本较高，在运用时应当开展节电计算。

水泵调速装置内部异步电动机的电源频率与转速有如下规律：

n=60f（1-s）/p

其中n是指异步电动机的转速；f是指电源频率；s是指异步电动机的转差率；p是指电动机的极对数。

根据以上公式，通过恰当改变电动机的定子绕组电源频率，就能有效改善电动机的同步转速。当电动机的转速减缓时，其轴功率也会对应降低，电动机的输入功率也会减小，这是水泵调速节能的重要手段。为保证调速过程中电动机保持固定的最大转矩，且同时维持电动机稳定的磁通，需要对定子绕组电压进行合理的调整，而变频调速器同时具有调压与调频两种功能，其就是通过调整电压的频率来改善电动机的转速的。

1.4闸阀调节

闸阀调节是指利用对水泵出口控制阀的开启调节过程控制水泵的工况点，进而满足泵站的工作需求。若水泵时间的扬程比所需扬程高时，则通过调小出水闸阀来调整恒流状态，从而减少冲击负荷对净水构筑物的影响。闸阀调节方式的主要优点就是简单易行，成本较低，对于水位变幅较小的泵站非常适用。然而其在闸阀位置会消耗过多的能量，对于水位变幅过大的泵站不适用，此种情况下可以采用调速、换轮或水泵组合的方式进行控制。

2城市排水泵站的优化运行管理措施

2.1泵站的自动化控制

通常泵站的设备运行主要通过泵站的就地控制系统进行直接控制，就地控制系统主要依据液位等泵站的工作状况进行控制。在实际运行中，监控系统会将全方位的调控指令与运行数据传输到泵站中，其自动控制过程便以此作为自动控制得主要条件参数，从而配合监控系统的流量控制过程。若能够按照实际运行环境的改变，利用计算机控制算法对泵站进行实时的调控，那将会使泵站的运行效率大幅度提高。

计算机监控系统既能保护与控制泵站主机与变压器等主要设备，还能控制调整对应的辅助设备，并处理接受水情数据，利用主控室内的数据分析、显示、处理等功能实现现场分散保护与控制。泵站自动化控制要以泵站的实际运行要求与工作条件为基础，避免由于控制系统的闲置与维护缺乏而造成资源的浪费与设备的老化。泵站远程监控系统主要由计算测量与摄像、通信平台、监控中心、泵站远程测控终端等设备构成，其具有报警、数据监测、数据存储、远程控制、信息查询等功能，能够实现对泵站及其设备的远程操控，进而有利于降低人员劳动强度与工作量。

2.2改善进出水池效率

泵站进出水池的水流条件直接影响着进出水池与泵站的工作效率。为保证进出水池的效率，需要重新改造不恰当的进出水池；对于新建的泵站，若其进出水池、前池的尺寸与形状等不符合标准，则容易造成池内出现回流、漩涡等问题，继而影响水泵的正常工作。通常污水管主要用来处理生活废水与污水等，若进水池的面积过小、扩散段较窄、扩散角较大等，水流由进水管流入到前池后突然进行扩散，便很容易形成漩涡、回流等异常水流状态，偏离水泵通道进口所需的水流均匀、平顺等条件要求；同时还可能引起泥沙堆积问题，影响水池及水泵效率。

开展水池清挖的具体措施：

（1）测量分析进水池的位置及淤积量，根据水池概况制定恰当的施工方案与安全措施计划；

（2）测定池内气体成分及含量，在符合安全标准后将泵站阀门关闭，对水池进行抽水，待水位满足作业要求后再次进行气体测量，

（3）施工人员在穿戴好隔离式供压缩空气防护衣后，从内到外对水池进行清挖，由距离出泥口最远的位置开始进行清挖，淤泥要完全清理到泥斗车上；

（4）各施工人员在池内的工作时间应不高于1h，采取多班组轮换进行施工方式。

2.3减小无功损耗，改善泵站用电功率因数

通常泵站的电耗量较高，其无功损耗量也相对较高。无功功率一方面会引发设备发热、加剧线损，另一方面减小的功率因数会降低电网的有功功率，增加线路的无功电能消耗。功率因数的大小直接影响着设备与配电线路的供电性能及功率损耗。

利用无功功率设备的恰当配置可有效改善系统的功率因数，提高泵站的节能效率。具体实施时应根据泵站条件，将自动跟踪补偿系统安装子泵站变电站的无功补偿设备上，完成无功功率的就地平衡，从而提高站内功率因数值；在检修设备时，要更换老化的自动补偿控制器与电容器，确保功率因数值不低于0.9；定期检查无功功率设备的工作状况，重点检测电容控制开关、功率因数控制器与电容器等设备，对于故障问题要及时检修，以减少由设备故障引起的功率因数值下降问题。

2.4做好配套土建设施

（1）将专用通气立管设置在污水泵站的集水池附近，尽量使臭气向高空排放，以降低环境影响；

（2）增建敞开式集水池钢筋混凝土盖板，根据预定尺寸设置水泵起吊孔，并尽量采用玻璃钢板盖板和镀锌钢格板；

（3）为改善进出水池的进水流态，应在集水池底部安装压水板与导流墩等整流设施。

3结语

综上所述，城市排水泵站的优化管理质量影响着城市水资源的管理和调度，直接关系着城市排水系统运行的安全性与可靠性，所以，泵站工作人员要积极探索排水泵站优化管理措施，不断总结关于优化城市排水泵站的运行管理经验，努力提高城市排水泵站工作效率与质量。

参考文献：

[1]梁泽远.浅谈城市排水泵站的设备管理[J].科教文汇（上半月）.2012，06（10）：61-62.

[2]苏戈锋.泵站水泵的调节方式及节能控制研究[J].内蒙古石油化工，2011，05（35）：57-58.