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浅谈六合区小型泵站节能改造的技术措施
2008-10-14

一、        概况

六合区固定小型排灌站有815座,装机容量6.72万千瓦,1401台套,总流量近467秒立米,受益保护面积119万亩。其中单排站156座,2.0万千瓦,331台套,流量219 秒立米,受益面积35万亩,单灌站565座,3.6万千瓦,835台套,流量159秒立米,灌溉面积58万亩,排灌结合站94座,1.1万千瓦,235台套,流量91秒立米,排灌结合受益面积26万亩。这些泵站直接担负了全区67万亩耕地的灌溉和52万亩低洼圩区的排水任务,以保证圩区耕地在一般灾害年农业稳产。在199419952000年抗旱及199119982003年特大洪涝灾害中,电力排灌泵站都发挥了重要的抗灾作用。特别是我区沿江沿滁,一旦洪涝遭遇,全部涝水只能靠泵站抽排,泵站成了保家园、保生产的唯一依靠。但从工程现状看,运行效率低下,存在不少问题:

(一)、建设时间早,设备老化

全区60年代泵站30座, 60台套,3020千瓦,流量14.44秒立米;70年代泵站251座,407台套,16772千瓦,流量135.5秒立米;80年代泵站248座,334台套,12354千瓦,流量83.74秒立米;90年代泵站110座,265台套,14668千瓦,流量89.45秒立米;2000年以后泵站176座,335台套,20398千瓦,流量143.71秒立米;约65%建于6080年代,这些泵站普遍存在机电设备陈旧老化严重,带病运行,亟待更新改造。

(二)、设备配套不合理,产品质量差

70%的电机生产于6070年代, J型已报废很多,余量较少,多数是JO型,这些电机按同级同容量与Y系列相比,其电机效率要低2-2.6%。绝缘同是B级等级,前者绝缘材料吸收比超过13,耐压强度低,在梅雨季节时电机绝缘下降,如肖庄站的电机在此段时间其绝缘值只有0.1MΩ,必须烘干后方可开机运行。对于农村小泵站不经检测绝缘值就盲目开机导致电机损坏的事故时有发生。

丘岗地区使用的Sh型离心泵、圩区使用的HB型混流泵,由于产品更新,维修无配件,更新无资金,造成低效率运行,一般水泵效率为40-50%,而新型水泵效率基本上都在84%左右。经过20多年运行的这些小泵站90%以上装置效率目前仅为30-45%,远低于国家规定的泵站装置效率的标准。

(三)、机泵不配套

配套不合理的情况较多。主要有机泵不匹配,如程桥镇朱圩南站,用55KW电机配20寸低压离心泵,开机功率只有40KW,多耗能15KW

玉带镇刘摆渡站用55KW电机配套18寸混流泵,泵站效率测试只有31%。其次是选泵与扬程不合理,特别是Φ300或以下小型泵,如山丘区因扬程较高而增加转速,圩区因扬程过低而降低转速,特别是龙袍圩内灌溉村级站。因没有扬程2-3m混流泵,而选用扬程5m混流泵,造成管路效率低下,使水泵长期在低效区运行。另外就是管路设计弯头多,管中流速太快,管内壁水阻大等,如八百桥镇的孙林站,Φ300离心泵出水由Φ250改为Φ300,管中流速由4m/s降到2.8m/s,直接提高效率20%左右。特别是金牛老站出水管流速达到4.0m/s以上。

(四)、设计布局不合理

进水流道设计不合理,导致进水池中流态紊乱,并伴有漩涡产生。如过去3220ZLB型水泵进口均为锅底式。经过 池底改造,水泵效率直接提高4-6%,而且水泵震动减小。进出水池设计尺寸和结构布局不当,造成池壁阻水,导致水头雍高,水头损失较大。

(五)、管理水平低

区水利部门无专人从事泵站管理和指导,水利部门设置的机电排灌专职岗位已被其它职能取代;街镇基层水利站管理人员服务技术水平不高,80年代培养的机电排灌辅导员大多已到退休年龄,年轻的机电员大多因为报酬低,编制不落实,不愿意在水利站干,不少水利站无法对全街镇的泵站进行技术指导和监控;泵站操作机工技术水平低,管理泵站的机工流动性大,一般都没有经过专业培训,缺乏必要的专业知识,他们只知道合闸打水,拉闸停水,不知道故障排除,潜在的危险无处不在。如马集西凌河一级翻水站,开机人不懂电气知识,盲目操作,造成开关误动作。

泵站管理水平普遍低下,设备使用不规范,缺少保养。有的泵站平常不维修不保养,水泵锈蚀,杂物充斥,轴承无油,仪表缺失;有的泵站无人看管屡遭偷盗;有的泵站灌溉或汛前不检查不试车,用时仓促开机,毛病百出。

二、        小型泵站节能改造的技术措施

(一)、更新节能电机,提高电机效率

    淘汰老式J型、JO型电机,使用Y型节能电机产品,直接提高电机效率尽量使与主泵配套的电动机经常处于满负荷运行,一般应使负荷率 β≥0.7,若电动机负荷率β<0.5时,由于其长期轻载运行,效率低,能耗高,运行费用大,应按主机组优化配套的要求,调整使用或更换提高泵站装置效率做基础。

(二)、更新水泵,提高水泵效率

按多年平均扬程作为选泵依据,以最高扬程进行校核,保证水泵在高效区运行。对于选型不当的离心泵或蜗壳式混流泵,若其基本性能尚好,可采用变速、变径调节,更换叶轮或更新主泵。对于可调叶片的轴流泵和导叶式混流泵,可采用变角、变速调节,或根据情况改造导叶、叶片或叶轮。提高传动效率,以轴联为主配套机泵设备。

)、改造传动装置,提高传动效率

  电机一般优选直联传动,比带转动可提高传动效率3%。如机房布置、转速、转向等原因不宜直联传动时,采用三角带传动,控制好比和中心距,保证传动效率98%。同时要注意传动装置安装、使用和保养的合理正确。

)、改造管路,提高管路效率

进水管装喇叭口、出水管装渐扩管,减少进出水头损失,对低扬程泵站效果较好,管路效率提高约3-10%。

平装改斜装,使水泵出水口正对出水池,减少弯头附件,降低水头损失,可提高泵站效率3%-5%。

采用经济管径。经济管径由经济流速确定,进水经济流速控制为1.52.0/秒,出水经济流速控制为2.03.0/秒,根据各类泵使用扬程控制管路损失,确保管路效率达到标准。

固定站将“高射炮”出流改为淹没出流,一般出水口中心与渠道底板相平,基本能够保证出水口淹没,直接减少“高射炮”损失扬程。

此外,提高管路内壁光洁度也是提高管路效率的方法之一,特别是高扬程泵站。

(五)、改造进出水池,提高进出水效率

进出水池采用矩形开敞式。

进水池深为淹没深度加悬空高度。据相关资料,离心泵、混流泵的最佳淹没为1.41.6倍进水管直径,轴流泵的最佳淹没为0.70.8倍进水管直径;悬空高度常用0.60.8倍进水管直径,考虑检修最小不小于30厘米

进水池宽度:单泵站22.5倍进水喇叭口直径;多泵站相邻两台间距33.5进水喇叭口直径。

进水池长度:正向进水长度的大于5倍进水喇叭口直径;侧向进水长度的大于8倍进水喇叭口直径;进水管到后壁的距离为0.50.7进水喇叭口直径,进水喇叭口外缘与后壁净离不小于0.25倍进水喇叭口直径。

出水池宽度不小于进水池宽度。

出水池长度一般为6--12倍出水管直径,尽量避免侧向出水,正向出水池的收缩角为30--45度,最大不超过60度。

 (六)、加强水泵维修质量,推广新产品利用,提高机电设备完好率,改善管理方式

利用新技术新材料,维护好机电设备,使之达到高效、安全、寿命长的要求,是机电设备管理工作的首要任务。由于泵站为农短期服务,目前管理使用已明显分权。建议镇级水利站组织专业维修队伍,负责辖区内的所有泵站维修,有利于提高泵站完好率,提高生产安全性,减少维修经费。推广新设备、新工艺、新材料的使用,为国家节约能源,让节能产品逐步更换耗能产品。

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