太阳能光伏提灌站水泵选型设计与应用

□肖 波

太阳能光伏提灌站水泵选型设计与应用

□肖 波

本文通过对达州市达川区亭子镇魏家洞太阳能提灌站机组选型与安装方式的探究，介绍了目前太阳能提灌站常用的二类水泵及优缺点，分析了离心式光伏水泵和容积式光伏水泵在具体工程环境中的特点和安装方式，确定了本项目的水泵型式和安装方式。

太阳能提灌；水泵；选型

1 概述

达州市达州区亭子镇魏家洞太阳能提灌站位于四川省达州市达川区亭子镇，其灌区覆盖亭子镇青云村和大风乡明江村的7个社，控灌面积83.33hm2，受益农户580户，人口1830人。该站设计要求净扬程为H=102.5m，流量为Q=50m3/h。

2 提灌泵站水泵机组类型的选型设计

2.1 太阳能提灌站常用机组类型及特点

太阳能提灌泵站的常用水泵主要有2类：一是容积式光伏泵，其流量较小、扬程较大且单机功率不大，能随着光照强度的变化调整其运行频率，在保证足够扬程的前提下通过流量的变化来适应输入功率的变化；该类水泵的主要缺点是吸程不大、泵型少选型受限、对水源清洁度要求较高，工作时震动及噪声较大。二是离心式光伏水泵，其流量、扬程及单机功率覆盖范围较大，选型容易；对水源清洁度要求较容积光伏泵宽松很多，工作时的震动及噪声也远较容积式光伏泵低；此类泵在光伏应用上的主要缺点是对光照强度变化较为敏感，可有效利用的光照时间远低于容积泵。

2.2 本提灌站水泵机组的选择确定

本提灌站建站处水源明月江水位变幅约5m，故泵房修建地点选择为距江边约12m，且高于最低水位约5.5m的位置。根据该条件，本站水泵机组选择方式如下。

方式1：小扬程离心式潜水泵安装于江中取水，采用输水至泵房，再由泵房内的容积式光伏泵接力输送到出水口的提水方式。因该方式主泵为容积泵，对光照强度变化的适应性较强，故选型难度较低。

方式2：选择扬程足够的离心式潜水泵安装于江中取水，采用直接输送到出水口的提水方式。因该方式主泵为离心泵，对光照强度变化的适应性较低，故对水泵型号及台数选择有一定难度。

综上所述，由于选定的建站处附近有不少民居，容积泵工作时产生的巨大震动和噪声对周边居民的生活影响较大，故最终选择了方式2。经流量、扬程及管损的综合计算，要满足设计所需的流量和扬程，考虑到阳光变化对流量和扬程的影响，提高了泵参数的富裕量，该站水泵机组应达到的流量、扬程性能参数为：Q=50m3/h，H=134m。

综合对比多种型号的离心式光伏潜水泵后，考虑到尽量利用太阳光照、运行条件、检修条件和安装方式，选择采用1台小功率离心式光伏潜水泵与1台功率略大的离心式光伏潜水泵并联运行的提水方式。选用的机组型号及参数如下。

小功率泵：PVPC11-152-15（选用 点 参 数 Q=16m3/h， H=135m，n=2900r/min，P=11kW）

大功率泵：PVP C18.5-156-28（选用点参数Q=34m3/h，H=135m，n=2900r/min，P=18.5kW）

光照强度好时，二泵并联同时全速运行；光照强度一般时，大功率泵单泵全速运行；光照强度较差时，小功率泵单泵全速运行。单泵运行时因流量变小而管损也降低，可以允许水泵工作扬程在一定程度下降（即允许水泵运行频率在一定程度降低）。通过这几种运行方式，可以让水泵机组最大程度上适应因光照强度变化而引起的输入功率变化。

3 提灌站水泵机组安装方式的选择

3.1 潜水泵目前的常用安装方式

潜水泵常用安装方式主要有3种：一是在水源处建进水池，将潜水泵直接安装在进水池内取水；二是采用真空集成装置，潜水泵安装在该装置内，而该装置既可安装于进水池内，也可安装在距水源不远且高差不大于4m的岸坡处；三是在取水处倾斜设置引水钢筒，将潜水泵用滑撬下放至钢筒底部（保证潜水泵进水口在最低水位以下0.3m）安装固定。

3.2 本提灌站水泵机组安装方式的选择确定

综上所述，第三种方式安装虽较第一、二种难度要大，但因引水钢筒的出口，可以延长到最高水位之上，故无论枯水期还是丰水期时，水泵机组的维修、拆卸都可以正常进行。

综合考虑到水泵机组的安装、维修及拆卸方面事宜，本站选择第三种安装方式，即：在江边倾斜设置2根9m长的φ219×8的引水钢筒，2台潜水泵分别用滑撬下至钢筒底部（保证潜水泵进水口在最低水位以下0.3m）安装固定。

4 结束语

达州市达川区亭子镇魏家洞太阳能提灌站机组选型及安装应用方式选择构思新颖，技术可靠、先进可行，在类似的机电提灌站和太阳能提灌站上的应用试点表明，该类提灌泵站装置效率较高，安装维修运行管理方便，该泵站的选型及安装应用方式适合在光照条件好、装机功率不大、水源水位变幅较大且距泵房有一定距离的太阳能提灌泵站工程中推广应用。

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S275．1

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2095-3615（2015）05-0047-02