盐环定扬黄共用工程更新改造后泵站及机电设备的经济指标分析

黄立

摘 要：泵站工程是运用泵机组及过流设施传递和转换能量、实现水体输送以兴利避害的水利工程，可解决水资源紧缺且时空分布不均衡问题，实现旱涝保收。由于历史条件的限制和二、三十年的运行，泵站工程老化严重，遂进行更新改造。本论文通过查阅资料及数据分析对更新改造后八泵站及其机电设备的经济指标进行分析，通过新旧设备的各项指标对比分析，总结出新设备的优缺点及日常运行维护的注意事项，从而使泵站在良性条件下更好运行。

关键词：泵站 设备 运行 经济

八泵站更新改造后现配备110千伏专用变电所一座，受电线路111坡惠I线，主接线采用单母线接线方式，安装两台容量为6300千伏安的主变压器。泵站现有机组9台，总装机容量6900千瓦，其中4#、8#为变频机组，2#机组为异步小机，其余为异步大机。净扬程31.45米。水泵轴承均采用机械密封方式。厂房机组错开式布置，正向进水，直管淹没式出水，出水压力管道三排，长度1.12千米，单排管道DN1600；前池警戒水位4.08米。干渠长度45.07千米。泵站管辖直开口1座，受水区设计灌溉面积3000亩，受益乡镇为吴忠市红寺堡开发区太阳山镇。

1.研究问题

（1）更新改造后设备较旧设备对扬水生产的效率提升；

（2）变频器投入使用后对生产效率的提升；

（3）存在的不足和需要改进之处。

2.研究的内容与方法

2.1研究的内容

（1）影响泵站整体经济效益的因素有那些；

（2）就八泵站机组而言各机组之间存在的差异及原因分析；

（3）新设备较之前旧设备各项指标有那些提升。

2.2研究的方法

研究方法主要是数据统计法和对比分析法。通过研究各项设备参数中局部与整体之间，以及各有关因素之间相互联系的规律性，对测量所取得的数据和以往所获得的数据进行有关分析研究得到所需结果的一种科学方法。

3.统计与分析

3.1机组的运行参数

3.1.1工频机组运行参数

八泵站工频机组5#机组的水泵效率最高。因2#机组为相对小型机组，暂排除对比，1#与9#机组的水泵效率相对偏低，考虑1#、3#、5#、6#、7#、9#机组所采用的电动机及其无功补偿装置相同，忽略其设备出厂时细微偏差，得出结论：由5#机组开始至两侧分散进水条件相对逐渐变差。

3.1.2变频机组运行参数

在泵站运行期间，通过对变频器频率的调节，获得了变频机组的相对参数，计算出不同频率下的水泵效率，4#变频机组频率在46.5Hz时水泵效率相对最高，8#变频机组频率在48.5Hz时水泵效率最高。日常运行过程中的推荐运行频率为45Hz至50Hz之间。

3.1.3变频机组运行优点

在泵站系统正常运行过程中，为保证泵站的安全生产，前池水位的调节是必不可免的，而调节前池水位高低最直观的办法就是调节上下级泵站的出水量，所以时间段的开停调节是不可或缺的。变频器的使用通过调节频率来达到调节出水量的目的，很大程度上减少了开停机次数，使得泵站系统安全运行、电动机使用寿命都得到了极大改善。

3.2经济效益

3.2.1单机单耗

在夏秋灌机组稳定运行时抽取一日泵站机组运行参数如表1。

由表1数据可知从5#机组即泵站中心轴开始向两侧分散能源单耗逐渐升高，这就从另一个方向印证了文中所提到的“由5#机组开始至两侧分散进水条件相对逐渐变差”这个结论，同时也表示在现有状况下，开启5#周围机组周围机组泵站相对经济运行。

3.2.2安全运行

八泵站一次主接线10KVI段母线所带1#至5#机组，合计3700Kw；I I段母线所带1#至9#机组，合计3 2 0 0 Kw。两台主变容量均为6300KVA，理论上两段母线解列运行均可带动所开机组，但是为了系统安全稳定运行，两台主变并列运行是最为安全、稳妥的运行方式，所以母联的投用是非常必要的。同理厂变的并列运行也是必要的，上水高峰期平均每天耗电量150kw.h左右，平均负荷6.25kw，泵站无励磁装置，主电机属于自然冷却式，单台厂变可以正常给低压负荷供电。两台厂变并列运行，虽然增加了电能损耗，但在一台厂变故障跳闸后，低压负荷不至于失电，保障了低压供电可靠性。

3.2.3运行方式

结合八泵站三台机组分别在三排出水管道的现状以及前池两侧淤泥情况，边排管道最两侧1#、9#机组的开启及长时间运行是必不可少的。1-3号机组共用一排出水管道，4-6号机组共用一排出水管道，7-9号机组共用一排出水管道。通过八泵站一次主接线图4-4所示再结合泵站出水管道排列方式，以10m3/s左右的出水情况，得出最经济运行方式。

（1）五大一变频运行方式：1、3、5、6、7、8号机组同时运行为最经济模式，可用8#机组变频调节前池水位。

（2）四大一小一变频运行方式：1、2、4、5、6、9号机组同时运行最为全面，较之第一种可多出2#小机与3#机组的互相开停调节，保障水位较大波动情况的零时调节。

3.3整体指标

3.3.1整体单耗

6月是上水高峰期，以相對稳定的运行方式运行，两年度皆运行30天。新机组在稳定运行的状态下较旧机组多运行260.36小时，扬水量提升1936072方，用电量较增加5.54kw·h。抽取6月份整体情况作为对比对象，根据公式计算出能源单耗。

如表2所示依据公式转换以单位出水量计算：

即每提1方水新设备所耗的有功电量较旧设备相应减少0.009Kw·h。同理586. 0，370. 8，784. 71221=？==VVVV即每耗1度电新设备较旧设备要多提0.586方水。

3.3.2整体效率

根据公式计算得出2017年六月份即旧设备装置效率η1及2018年六月份即新设备装置效率η2。

因此得出新设备较旧设备的装置效率提升了5个百分点，所以此次更新改造工程使得泵站整体经济效益的到了一定提升。

4.结论

（1）前池的进水条件很大程度上影响单机的设备效率；

（2）变频机组对泵站系统安全运行具有很大影响；

（3）更新改造后装置效率得到了提升；

（4）更新改造后泵站整体较之前更加经济。

5.结束语

本研究以一个特定的视角及给定数据为基本框架从局部到整体分析了泵站设备运行的经济性，对泵站整体的经济性做了大概考量。实际上，影响泵站经济效益的因素是多方面的，对如何提升泵站运行的经济性还有许多需要完善的地方，任重而道远。

参考文献：

[1]王雪琴，钱宝萍.泵站技术经济指标体系研究[J].上海水务，2011（1）：12-14.

[2]吴本华.浅析泵站机电设备安全运行的管理[J].水能经济，2016（12）：249-249.