水利机电设备常见运行异常问题的解决策略

水利机电设备常见运行异常问题的解决策略

李延开 吕婧

山东省水利勘测设计院有限公司 ，山东省济南市250000

摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，在水利工程中，泵站是非常重要的组成部分。不过在长时间运行中，多数的泵站都逐渐显现出老化的情况，使其在实际工作中，效率变得非常低，而且安全也不能得到有效保证。为了将这些问题有效解决，需要根据不同的泵站问题，提出相应的解决策略，加强泵站的安全运行管理，从而有效提高泵站的使用效率，为水利工程的长远发展带来积极影响。

关键词：水泵；技术原理；节能技术

引言

水泵是供水系统中使用频率最高，且最为重要的一种机电设备。但就目前的使用现状来看，水泵在设备条件以及相关配套技术等因素的限制下，大多存在能耗较高、效率低下等问题，不仅造成了资源浪费，且不利于国家倡导的绿色环保发展趋势。虽然有些单位积极更换节能型水泵，但却受选型匹配、运行方式等方面的制约，从而对节能效益的充分发挥产生了负面影响。所以在水泵的应用过程中，加大力度对节能技术进行研究和推广非常必要。

1现阶段水泵系统现状

互联网时代，随着各类科学技术的大量涌现，多种先进技术被应用于各个行业中，以电力领域技术的应用及发展最为显著，而工业化技术在应用中较为薄弱，依然会出现能源消耗较多现象。据不完全统计，泵类产品的数量约有4000万台，其中包括水泵、空气压缩机以及风机等等，装机容量已超过1亿kW。但这些高容量设备在实际使用过程中，其运行效率却与预期效果相差甚远，究其原因，主要是能源消耗太大，以电力能源的消耗为例，设备在使用过程中浪费的电能在总耗电中的占比在40%左右。这种高耗能现象存在于多数企业中，不仅大大提升了企业运营过程中的生产成本，也造成了生产效率的降低，且在增加能耗的同时，也不利于环境保护。当前应用中的水泵设备多采用普通阀门进行调节，应用变频调速调节的仅有少数。相比于普通阀门调节，变频调节能够大幅降低电能损耗，从而节约生产成本。

2水泵设计问题

当前，供水系统的水泵设计，基本上还是沿用传统的设计理念与方式，加上相关技术更新速度的制约，更是拉低了设计技术，从而对水泵的质量产生不利影响，无法满足供水系统所需。究其原因主要是由于多数水泵设计单位不仅资金投入较少，且在设计过程中，未能重视思维的创新，一味遵循以往的模式。同时，水泵设计行业的发展存在较大局限性，导致大部分设计人员对于专业理论知识与技能的掌握并不熟练，而且，相关企业未能定期组织设计人员新知识的学习与培训，所以，造成了水泵设计环节实施得不理想，也就无法确保水泵设计的科学、合理。随着市场竞争的愈发激烈，只有尽最大能力将系统的能源消耗降到最低，才能推进企业的长远发展。

3完善供水系统水泵节能设计的有效途径

3.1提高泵站动力机运行效率

要想提高景电工程灌区高扬程提水泵站运行效率，科学实现“节能降耗”，首先需要工作人员合理提升泵站动力机运行效率。在景电工程中，动力机的主要形式为电动机站，需要借助电动机运行效率的提升来增强节能降耗效果。所以，除了需要优化灌区泵站设计制造方案外，还应从以下几方面合力改进：1）结合灌区灌溉需要，对工程泵站机组进行优化，不再一味沿用保守备用系数，对备用系数进行合理调改，改善灌区电动机站实际运行负荷，使电动机运行效率得以提升。这样不仅可以避免必须运用大功率电动机带动小流量机组的问题发生，也可以科学延长农业水利工程实际使用寿命。具体而言，泵站机组配套设施的备用系数不宜过大，电动机效率曲线应确保在1.0~1.7之间，机组配套设施效率系数在0.8为宜，工程泵站电动机运行效率保持0.8左右。2）优化电动机实际转速。在不降低动力机传动效率的基础上，为最大程度确保灌区作物灌溉需水量，电动机采用绕组接线方法，由“△”法改为“Y”法，提高电动机的自然功率因数，使泵站运行节能降耗，作物灌溉合理不浪费。

3.2优化水电设计

从现实角度来看，水利泵站中的节能优化设计还应该从节水、节电方面着手。节电优化设计的重点在于供电方案改进，设计人员需要做好节能降耗视域下的供电设计，从源头上减少水利泵站建设与运营过程中的不必要电力损耗，从而达到节能目的。此时，要求水利泵站的节能优化设计人员从实际出发，结合水利泵站的供电需求，设计出最具节能性的供电方案，并使其成为水利泵站变压器选择、电气工程施工与运维的施工依据。而且，为实现持续节电，水利泵站的节能优化设计环节还应该强调就地补偿技术应用，基于节能供电思路保障电能供给稳定性、充足性；当然，设计人员应尽可能地缩短线路距离，减少输电工程中的电力损耗并切实提升电能利用效率。在节水设计方面，水利泵站节能优化设计的重点在于排水规划设计和流道水力设计，实践中应以实现水资源优化配置、降低水力损耗为导向做好水利泵站的节能改造。比如，实施分级、分块排水设计，结合水利泵站辐射范围内的各区块用水需求，合理设计排水方式，达到高效节能排水目的；优化流道布置，提高水利泵站运行安全，降低水利泵站内构筑物的水力损耗，达到节能目的。在减少不必要水力损耗环节，水利泵站节能优化设计人员也应该重视水资源调度优化。此时，需要多站或多级水利泵站的联合优化运行，通过做好多泵站运行工况统筹以及水流量配置和控制，为节水设计提供有力支持。

3.3变压器的经济运行

电网的经济运行是指使整个系统中的有功功率损耗最小并能获得最佳经济效益的运行方式。泵站配置的变压器经济运行，是使变压器总的有功损耗最小的运行方式。泵站配电系统中的有功功率损耗与电气设备的有功功率和无功功率均相关。因无功功率需求量的升高导致电流升高，电流经过变压器和线路时产生较大的功率损耗，使配电系统中总有功损耗升高。为直观表达上述工况，因而出现了“无功功率经济当量”的说法。无功功率经济当量表示了因装设人工无功电容补偿设备得到的直接经济效益，其物理意义为每补偿1kvar无功功率，在配电系统中相应引起有功功率所增加的数值。无功功率经济当量的大小与电力系统的容量、结果及计算点的具体位置等因素有关。距离电源越远的泵站变电所，无功功率经济当量值越大，亦即装设无功补偿设备后所得经济效益越高。变压器工作需要消耗无功功率建立交变磁场，其消耗的无功功率约为其自身额定容量的15%左右，空载无功功率约为满载时的1/3。从经济运行的角度来说，并联工作的变压器要考虑有功功率损耗和无功功率损耗，因为电网供给无功功率时也会在电网和变压器中引起有功功率的损耗。当总负荷一定时，泵站无论接入1台还是2台变压器，变压器所产生的功率损耗是一样的。因此，应根据季节性负荷变化情况，确定泵站配置的变压器最经济的并联运行台数，减少电能损耗，达到最佳的经济效益。

结语

现阶段，随着供水系统的快速发展，水泵设备的节能设计已成为迫在眉睫的重要任务之一。只有不断完善水泵的节能设计，才能真正实现运行能耗的降低，使其发挥应有的优势。对此，相关技术人员应在全面了解新型节能技术的同时，以供水系统的实际需求作为出发点，合理制定科学改造方案。为了确保水泵设备在运行过程中充分发挥节能效果，相关技术人员不仅要合理设置各项参数，还需要操作人员的规范操作。除此之外，检修人员还应重视水泵的保养与维护，以确保产品性能的充分发挥，并延长使用年限。从而实现供水系统中水泵的优化设计，达到节能环保的发展目的。

参考文献

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