泵站智能化技术分析与工程建设研究

2020-03-29路欣

农业科技与信息 2020年23期

路欣

（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰730400）

景泰川电力提灌工程是一项高扬程、大流量、多梯级电力提水工程，整个景电工程设计提水流量28.56 m/s，兴建泵站43座，装机容量270 MW，最高扬程713 m。在灌溉工程中，可靠的泵站工程施工质量是保证灌溉工程安全运行的前提。在泵站工程施工建设过程中，应对泵站工程施工过程中涉及的各个环节施工建设质量进行严格的管理和控制，保证泵站工程施工建设的质量。本文首先分析了泵站在灌溉工程中的作用及应用现状，之后阐述了电机水泵的智能化技术和控制调节方法，最后介绍了灌溉工程泵站的工程建设管理方法。

1 灌溉工程泵站概述

1.1 泵站在灌溉工程中的作用

在灌溉工程中，需要依靠泵站完成重要的功能，也是灌溉工程建设的关键，可以实现智能化提水，满足灌溉工程的需求。传统混凝土泵站存在着一定的缺陷，如投资巨大，建设周期长，耗费大量人力、物力，因此现在人们更多地选择采用机动灵活的预制泵站完成灌溉作业，预制泵站具有结构紧凑、施工周期短、安装简单、采用玻璃钢材质、无泄漏、专业泵坑设计、臭气噪声小、成本小等特点，且预制泵站在灌溉方面发挥的优越性越来越突出。同时，在泵站工程施工过程中，严格控制施工过程的质量对确保泵站工程施工质量起着重要作用。首先，泵站工程施工质量控制可以提高泵站工程的施工效率，保证泵站工程施工过程的顺利进行。其次，控制泵站工程施工质量可以保证泵站工程在后续运行过程中的可靠性，不易出现故障或其他缺陷[1]。再次，对泵站工程施工质量进行控制，可以降低泵站工程的运行和维护费用，从工程的整体来看，具有较高的经济效益。泵站的实物图如图1所示。

1.2 泵站在灌溉工程中的应用现状

目前泵站在灌溉工程中的应用已有较高的技术水平，包括采用预制泵站。现有的预制泵站包括筒体、进水管、出水管、水泵、抽水管、自耦底座、爬梯和粉碎格栅等。预制泵站的建造安装形式是地埋式，即整个泵站在地面下方，预制泵站上设置有进水管与出水管分别与相应的外接管道连接；外界水由进水管进入预制泵站筒体内部，筒体内部的水泵泵水至出水管。但也存在一些问题：泵站底部的法兰边使用预埋地脚螺栓将抗浮块与泵站进行螺栓连接，地表以下会有地下水层，泵站会受到地下水的浮力影响发生一定的偏移，不仅对地脚螺栓的抗剪强度要求较高，而且对进水管、出水管的连接端口造成一定的损伤；再者就是，筒体内部的水泵进水端通常设置有滤网来过滤即将通过水泵的水体，但是过滤效果比较差，影响水泵的正常工作。

2 泵站智能化技术分析

2.1 电机水泵的智能化技术

电机水泵要实现智能化，需要采用泵站电气控制系统，在电气设计时，可选择多种传感器，使用PLC进行数据采集及处理，运用触摸屏进行数据的直观显示，并配置数据远传模块，通过VPN路由器实现数据的远程监控，能够实时了解泵站的运行状况，全面实现泵站的智能化运行。

2.2 电机水泵的控制调节

在电机水泵中，其控制回路包括串联的各模拟量采集模块，模拟量采集模块与控制回路的PLC控制芯片电连接，模拟量采集模块还分别与灌溉工程泵站内液位传感器以及变频器电连接[2]，采集液位数据信号以及变频器运行电流并上传至PLC控制芯片，实现对电机水泵的控制调节。在电机水泵的控制调节过程中，可通过PLC控制芯片自动控制信号，用于操作对应变频器的停止以及手动自动控制切换。

2.3 电机水泵的调度

电机水泵要完成各项规定的任务，需要对电机水泵进行合理的调度。根据灌溉工程中的实际需求，制定电机水泵的运行计划，可以通过智能化控制技术，完成电机水泵的优化调度。景电工程通过现代化升级改造，基本实现电机水泵智能化调度，单位能耗逐年下降，能耗曲线如图2所示。

3 灌溉工程泵站的工程建设

3.1 渠道管道结构设计

渠道管道结构设计是灌溉工程中电机泵站建设的关键环节之一，应加强渠道管道结构设计，保证渠道管道结构设计的质量。可以采用现代化的结构设计辅助软件进行辅助设计，提前获取施工过程中可能会遇到的结构施工问题，提高施工效率和施工质量。

3.2 泵站的工程建设管理策略

3.2.1 泵站工程建设质量的影响因素在对泵站工程建设的质量进行控制之前，有必要先分析可能会影响泵站工程施工质量的因素。以下几点对泵站工程的施工质量也具有较大的影响，在施工过程中应加以考虑：一是在泵站工程中使用的施工材料。优质合格的泵站工程材料对确保泵站工程施工质量起着重要作用，如果采用了质量不合格的材料，后续在泵站工程的运行中将可能会出现较大的缺陷问题，给泵站工程带来较大的安全隐患。二是泵站工程的建设环境，冰雪和雨季等天气也会对泵站工程的施工质量产生一定的影响，此外不同的季节对泵站工程的施工也会具有相当较大的影响。同时，工程建设实际中也存在着一定的问题，包括泵站工程施工落实安全责任不到位。虽然提出了一系列加强泵站工程施工安全管理的相关措施，但由于安全责任落实不到位[3]，很多措施都只流于表面形式，难以在实际管理上得到落实。泵站工程施工安全管理执行力不够。对泵站工程施工安全管理的重视程度不够，导致相关的安全管理措施的执行力度不够。

3.2.2 泵站工程建设安全管理的措施对于泵站工程施工安全管理的措施，首先应加强泵站工程施工中的各工序施工质量的过程控制。在泵站工程施工中，加强各工序施工质量的过程控制，通过对影响泵站工程施工质量各种因素全面的动态控制，从而保证各系统的施工质量。此外，应加强泵站工程施工现场质量的检查和监督。保证泵站工程施工人员不出现违章作业的情况[3]，同时保证施工人员严格按照安装施工图纸和技术规范要求进行施工，保证泵站工程施工的质量。当发现违章行为或者施工质量不合格，则应责令整改。此外，在泵站工程施工过程中，应结合当地泵站工程施工具体情况，逐步完善相关规章制度。最后，泵站工程施工现场人员缺乏经验、技术不过关也会对改造施工带来一定的安全风险。部分泵站工程施工人员缺乏足够的操作经验以及处理风险的能力，也没有过硬的技术水平，造成操作失误。因此，当泵站工程施工出现问题时，工作人员往往难以有效解决，造成严重危害。对此，应对工作人员进行定期培训考核，进行相关风险管理学习，逐步提高工作人员的工作经验和施工技术。

3.3 泵站工程的应用趋势

虽然传统混凝土泵站为目前主流泵站的建设方式，但日益暴露出它自身难以克服的缺点，混凝土泵站投资巨大，往往一个泵站会花费大量的经费，这些弊端都促使人们开始寻找一种性能更为优化的替代品。一种机动灵活的一体式预制泵站应运而生。随着一体式预制泵站的发展，对预制泵站的控制要求也越来越多，特别是对于智能化的要求越来越全面。