探讨取水泵站的节能改造与优化设计

郭红生马华明/.宁夏固海扬水管理处泉眼山泵站 .宁夏水利电力工程学校

探讨取水泵站的节能改造与优化设计

郭红生1马华明2/1.宁夏固海扬水管理处泉眼山泵站 2.宁夏水利电力工程学校

随着我国社会主义现代化建设的不断发展，我国的水利工程建设取得了前所未有的成就，为人们的生产与生活提供了极大的便利。目前，我国已经成立了多个取水泵站，为水利工程的正常运行提供了必要的保障。然而，我国当前的取水泵站在设计方面还存在一些问题，影响了取水泵站职能的有效发挥。本文将对取水泵站的设计方法进行深入分析，对取水泵站的节能改造以及优化设计提出自己的见解，为水利工程的管理提供一个参考与借鉴。

取水泵站；节能改造；优化设计；改进策略

改革开放以来，我国的水利工程建设得到了不断的发展，对水利工程的管理也实现了一系列的变革。所谓的取水泵站，也可称之为水源泵房，就是将水井、出水闸门井等进行合建或者分建，这种措施有利于实现水泵在枯水位时有效吸水，又能够避免洪水位时被淹没，具有一定的优越性。取水泵站的设计思路影响着取水泵站职能的发挥，因此，必须对取水泵站进行科学、合理的优化，并增强其节能功能，满足当前社会的发展需求。

1.取水泵站设计中存在的问题

从我国目前取水泵站的运行情况来看，其设计思路还存在一些不合理的因素。一般情况下，在对取水泵站的水泵进行设计与选择的时候，往往考虑的是净水构筑物的用水量，将每天可能使用的最高水量进行综合分析，作为取水泵站设计的一个重要参考依据。然而，在实际运用中，则是以枯水位的标准高差作为水流量的统一衡量标准。我国的气候变化十分明显，在取水泵站的实际运行过程中，季节以及气候的变化都会不同程度的影响到水源水位的变化，而且还会伴随着相应供水量的变化，然而这种变化具体到每一天，就表现的不是那么明显。而且，根据我国的气候变化情况，一般7～9月份是水量作为丰富的时期，这个时期对水的需求量更大，生产生活用水、城市绿化用水以及工业用水需求达到了一个巅峰，因此，夏季也是供水量最大的一个时期。冬季则与其相反，这在一定程度上证明了最大供水量与最酷水位是不可能在同一时期出现的。另外，泵站的头部水位相对来说比较稳定，而实际河水的水位往往比设计的水位要高出许多，这造成了水泵工作效率的低下，同时，这也是取水泵站设计不合理的部分。

2.取水泵站的工作效率降低

我国的取水泵站大多数的水泵已经具有了一定的使用年限，而且经过长期的水流冲击，水泵的内壁以及叶轮过水面功能逐渐退化，变得起伏不平，这在一定程度上增大了水泵内流道的摩擦力，影响了水流的通畅度。另一方面，由于水泵的老化，在水泵的内侧部位会形成许多垢瘤，水泵的容积本身就有现，再加上垢瘤的作用，使水泵容积更小，所能达到的取水量难以得到保障，并且还会加快水头的损坏，降低了取水泵站的整体工作效率。

3. 取水泵站的节能改造

当前，我国提出了科学发展观的发展战略，为了全面贯彻落实科学发展观，实现水利工程的可持续发展，就必须对取水泵站进行节能改造，这是水利工程管理的一个重要方向。对取水泵站的节能改造目前主要有水泵运行工况点的改变以及水泵特性曲线的改变两种方法。

4.对水泵运行转速的改变

根据当前的已建好的水泵站的实际运行情况，我们有必要对水泵站进行有效的节能改造。首先目前的水泵站对资源的需求量比较大，这在一定程度上会造成资源过度浪费。而且在具体的工作中，水泵远多于实际的需要。鉴于这种严重的资源浪费行为，必须采取合理、有效的措施对水泵站实施节能改造，对于已经建成的水泵，想使其实现运转速度的提升是有一定难度的，我们可以从改变水泵运行工况点着手，使其实现由低效区向高效区的转移，进而达到水泵的节能改造目标。作为水泵站运行过程中的重要环节，工况点的工作效率影响着整个水泵站的运行效率。对水泵工况点的改变并不是一蹴而就的，它需要对水泵以及管路的特性曲线进行科学的改变，它能够保障水泵工况点改变的顺利进行。而要想使水泵的特性曲线实现改变，一般是采用改变转速与切削叶轮这两种方法。一旦水泵的运转速度得到了提升，那么运行曲线也会相应的变化。出水压力与管网实际所需一旦能够达到一致，便可以有效地实现水泵的节能目标。水泵运转速度的变化将改变工况点的位置，那么水泵的水流量也会随之变化，不仅能够在一定程度上减小压力损失，而且可以有效提升水泵的工作效率。水泵的运行速度与水流量的需求能够基本达到一致，起到了水泵的节能效果。

5. 对水泵切削叶轮的改变

除了上述讲到的水泵运行速度改变的方法，对水泵切削叶轮的改变也能够有效达到水泵的节能目标。切削叶轮通俗来说就是变径，针对水泵运行所需的基本参数对不相适应的水泵叶轮外径采取切削手法，使水泵的运行状态与性质发生明显的变化，运转速度得到高效的提升，实现水泵的节能目标。这种方法也是通过改变水泵工况点的位置来实现水泵流量的变化的。在无压力的状态下提升了水泵的整体运行效率。目前，我国的已建成的水泵站主要是通过这两种方法来实现节能目标的。新时期，我国的科学技术得到了充分的发展，变频技术在各行各业得到了广泛的应用，它同样适用于对水泵运转速度的改变。然而，这种设备成本较高，且需要大量的资金投入。因此，对切削叶轮的改变在水泵的节能设计中得到了充分的应用，只要保证其转速不低于范围的最低值，便能够达到良好的节能效果。

6.取水泵站的优化设计

由于我国的季节差异比较大，对水泵站的设计需要考虑多种不同的因素。首先对于水源水位和供水量变化范围比较稳定的取水泵站，扬程坐标点与所需要的水流量处于不断的动态变化。在季节气候出现明显变化的条件下，用水量需求的增多与净扬程的减少保持一致，那么坐标点将会顺直线DE下的DFE弧线进行移动，且该弧线与其所对应的直线的纵轴的最大差就出现在平均流量与水位处。另外，在水泵的实际工作中，常常会出现高效去单台水泵不能有效覆盖流量与扬程范围变化的现象，我们可以将水泵实现联合，达到水泵正常工作的目的。如图2所示，这是水泵联合工作呈现出的特性曲线，水泵在并联工作的条件下，高效区的扬程没有出现变化，当水泵的流量范围出现增大时，曲线Q-H将会逐渐趋于平缓。在一些水量变化幅度比较明显的地区，可以采用这种系统设计。如果是高效区的流量不变，扬程范围出现了变化，那么曲线Q-H将会趋于陡峭的趋势，这可以适用于水位变化比较频繁的场地，具有一定的优越性。

7.结束语

我国当前的大多数水泵站，并没有做到节能减排，这在一定程度上造成了资源的过度消耗与浪费，违背了可持续发展的发展战略。水泵站的施工与设计会存在一些偏差，这是由多方面因素共同造成的。因此，在水泵站建设之前，就应对其进行充分的考察与评估，尽量将误差降到最低，将节能理念充分融入到水泵站的建设中，不断优化水泵站的设计，促进水泵站职能的有效发挥。

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