探讨泵站技术改造措施

探讨泵站技术改造措施

杨志航

深圳市东江水源工程管理处

【摘要】针对泵站设备老化、机组选型和配套不合理、泵站泥沙“三害”、优化选型和优化设计技术还不普及等方面的问题，探索了一套行之有效的技术改造经验和具体措施，为泵站技术改造的全面健康发展奠定了基础。

【关键词】泵站；技术改造；效率；能源；消耗

引言：我国目前的泵站装置效率普遍都很低下，尤其是一些地形较低的地区，大多数的装置效率一般只有30%左右。不过由于运行时间的加长，总体的趋势还会降低，提高能源的消耗，所以泵站的技术改造已经势在必行，刻不容缓的地步。

为了探究我国南方城市中一些中小型泵站技术改造的经验，针对泵站，进行了技术改造、测试、考核，并且通过验收鉴定，取得了比较好的成功经验。

1.做好技术改造的前期工作

泵站的技术改造是在原有的基础上进行。为了可以将泵站的改造方案即经济又合理，全面了解泵站的情况十分重要，为此需要做好以下几个方面：

搞好泵站现场测试。

将泵站的设备情况以及泵站为何效率低下是主要的原因进行实际的测量，再依据实际测量的数据进行设备技术状况的测定。找出泵站工作效率低的原因，确定好进行改造的技术方向，然后制订改造方案，可以有效避免泵站的盲目的改造，可以使泵站的技术改造真正建立在科学的基础上，从而总结泵站改造的经验教训。还需要注意的是在进行技术改造之前，应当充分考虑泵站所在的地区的发展规划，对于排灌区的规划修改、复核，以便正确确定泵站的水源、受益范围、排灌标准及装机容量等泵站设计参数。

2.泵站存在的问题

2.1选型不当

泵站的选址没有进行科学合理地研究就确定；选择水泵时，只根据了当时的情况以及供货的基本条件进行选择，都高于平均扬程运行的高度。这种情况所建成的泵站偏离了运行，能源消耗大，降低了泵站的效率。

2.2安装布置不合理

大部分的泵站都存在进水口位置高，淹没的深度不能达到标准，使泵站的周围有旋涡产生，也有的泵站进水口悬空高度不够，运行时大量泥沙被抽进出水池，严重时产生汽蚀。

2.3管路水头损失大

泵站的管路大多数都存在管路长、弯头比较多、管路遭到锈蚀、漏水、进气现象严重。引起了水资源的损失，降低了管路效率。

2.4进出水流态欠佳

进、出水池使用效率的高低和池的大小、形状、布置方式有着直接的关系。如果在进行设计池时不科学、不合理就会引起池内的汽蚀、产生回流、流态恶化等现象的出现，进而破坏了水泵的使用性能，降低了工作效率。

3.对泵站进行技术改造

3.1水泵改造措施

在泵站中的水泵是非常重要的设备，水泵的技术要求在运行过程中一定要保持良好的状态，要具有工作效率高、能源消耗低的特点，具体的改造措施有：

3.1.1更新水泵或更换零部件

水泵更新即是指购买和之前一样型号的水泵替换之前报废的水泵。一般情况下需要将以下因素考虑进去：第一，之前型号的水泵可以满足现在的负荷要求，同时也没有更新型号的水泵进行替代；第二，之前型号的水泵由于自然老化，使用寿命显然已经超过了国家的规定范围内的使用年限；第三，对于一些过流部件，例如，叶片、泵壳等部件的泥沙磨损以及轴承的机械磨损严重超出；第四，之前水泵的零部件损耗严重或者是没有办法再进行维修，又或者是维修的价格接近于买新部件的价格。

3.1.2改变水泵的转速

将水泵的转速进行调节，可以有效地节省能源的浪费，达到比较好的节能效果，不过不能无限制地进行变速，一般不能超过限定转速的50%左右，一般要求在75%-100%中间，在确定转速的时候应当按照实际情况进行设定，否则会影响水泵的效率，使整个泵站的工作效率降低。需要指出的是，水泵一旦在临界范围内进行工作，会引起共振现象的发生，进而引起水泵周围遭到破坏；水泵的运行转速也不能随便性地进行提高，否则会引起动力机超负荷，还可能会引起汽蚀，以及增强水泵零件的应力，严重时会损坏零件，引起机械损坏。因此，增速一般不要高于额定转速的7%～8%。

一般情况水泵转速的改变有两种方式：第一种是将电动机本身的转速进行改变；第二种是利用电动机与水泵相互间的传动机进行速度调整。第一种又可以分成同步和异步的电动机的变频调节；第二种也可以分成：利用皮带传动进行调速、利用齿轮变速箱的调速和利用液力祸合器、电磁祸合器的调速。

3.1.3加强水泵维护

通常使用的水泵都是出厂时进行简单的打磨、铸造后就交付使用，所以在水泵的内部表面会显得比较粗糙，流经泵内的时候就会加大阻力，增加水泵的轴功率，浪费能源的消耗。此外，泵站的水泵运行环境不尽相同，所以会使一些部件受到不同因素所造成的侵害，比如说，腐蚀、气蚀等，这样不仅会改变叶轮内流体运动状态，还会影响水泵的工作效率。所以进行流体设备表面腐蚀的定期维修，可以减少由于腐蚀所造成的表面粗糙度，还可以使泵内产生的涡流得到适当地减少，有利于提高水泵效率，降低水泵功率消耗。

新型水泵的密封方式都是采用了机械式密封，不但降低了维修泵站的成本，还减少了水泵的运行摩擦系数，所以如果将之前的填料密封式水泵改造为机械密封式，可达到节能目的。

3.2电动机改造

经过大量资料的证明，大部分泵站的电动机看上去十分的陈旧，但是工作效率非常高。影响电机安全运行的主要问题是：由于泵站运行的环境是比较湿热的空气，再加上进行定子绕组所处的温度比较高，有绝缘作用的材料慢慢就推动了弹性，以至于影响了电动机的安全运行。现在许多的电机厂都开展了整体的规划，按照新方案、采用新的绝缘材料返厂更换，浸漆，或者是重新嵌入新的线圈，也使电机达到同类新产品性能的这项业务。经过改造之后，性能完全可以达到检测、设计的要求。而且经费还可以比购买新型号的电机节省60%左右。

3.3对进、出水池的改造

3.3.1进水池

进行泵站进水池设计时，将泵站所在地形的条件，以及泵站进水池设计标准的规范要求，把泵站进水方式改造成正面方向，采用矩形进行布置，采用科学合理地选定进水池的尺寸，进水管口的淹没深度、悬空高度。给水泵创造一个最佳的吸水条件和进水流态。[5]

3.3.2出水池

连接渠道和出水管的是出水池。泵站的出水池在满足要求，保持原来状态不变的情况下，发行成正向出水，淹没出流。

3.4优化管道布置，提高管路效率

泵站的管道配置设计是否合理，将直接导致了管道效率的高低。从如何使管道的损失降到最低，以及节约能源角度来说，加大管道的管径就会增加投资；反之，如果管道的水流速度加大，就会降低管道的效率。为了可以提高管道的效率，适当扩宽轴流泵的出口，使用浮箱式拍门；在进行管路的优化设置时，采用了混流泵，将“三阀”、以及“出口装拍门”取消，使用了PVC管，泵站的管路经过优化设计之后，对管路进行检测时工作效率高达96%以上。

总结语：

在进行泵站的技术改造过程中应当做到“提高泵站的工作效率，降低能源消耗，保证正常用水的要求”为主要目标。为达到目标，各种设计要求相互制约，相互补充，进行优化技术改造。新技术的泵型系列，新型的泵种结构配置，节约能源运行等等，都需要后续地加深研发和制造以便把泵站的发行技术水平提高到一个新的高度。

参考文献：

[1]温惠芬.泵站技术改造可行性研究.江苏农学院学报2014.6

[2]甘为国.安徽省泵站技术改造的措施.中国农村水利水电，2012.3

[3]张清文.积极开展泵站技术改造.江西水利科技2014.21

[4]李继珊.关于泵站技术改造的几个问题.农田水利与小水电2015.9