优化节能设计提升小型排灌泵站工作效能

赵耀

摘要：随着社会经济的快速发展，农村经济得到了长足的发展。农村经济增长中，小型排灌泵站发挥了积极的作用，在当前可持续发展及环保背景下，对小型排灌泵站进行节能改造为农村经济发展奠定良好基础。本文主要分析了农村现有小型排灌泵站的问题，然后结合节能需求，对排灌泵站的改造设计进行探讨。

关键词：小型;排灌泵站;节能;更新改造

引言

改革开放后，我国经济得到快速的发展，这也使得农民的生活水平不断提高。农村经济增长主要依赖农业种植，农业种植过程，农田灌溉是非常重要的生产过程。小型排灌泵站作为重要的農业灌溉设施，在农业生产中发挥着重要的作用，同时还在排涝与防洪上发挥着不可忽视的作用。但是，农村现有小型排灌泵站大多使用较长年限，实际使用中存在耗能高、老化及低效率等问题，在当前可持续发展背景下，进行相关的节能改造非常有必要。

1 现有小型排灌泵站存在的问题

1.1 泵站设备老旧，配套不合理

受维修无配件、更新无资金等因素的影响，当前大多数农村小型排灌泵站存在低效率运行、耗能高等问题[1]。小型排灌泵站的设备大多生产于上世纪六、七十年代的，这些设备早就停产，相关的配件很难购买到。因此一旦机械设备出现故障，很难进行有效的维修，这样会导致实际运行中经常出现耗能高、效率低、污染大的问题，大大影响排灌泵站的工作质量。

1.2 泵站布局不合理

农村小型排灌泵站大多存在设计不合理的情况，比如出水池的进出设计不合理，常常造成池壁阻水情况，使得水头损失较大;进水流道设计不合理常常导致进水池流态紊乱，同时还伴漩涡的产生。

1.3 建筑物老化

受地方重视度低，更新改造资金缺乏等因素的影响，当前我国农村80%以上的小型排灌泵站存在建筑物老化的情况[2]。大多数建造于上世纪七、八十年代的排灌泵站，经过多年的使用，水土建筑及土建基础设施已经遭受到严重的损坏;泵站中进出水池也存在严重的泥土淤积情况;泵房与管理用房的屋顶多处漏雨，使得泵站内部金属设施腐蚀严重;泵站门窗在长期雨水及风的侵蚀下，出现腐烂及破损等情况，这使得泵站存在诸多的安全隱患。

1.4 合理的管理体系缺乏

受管理体系不完善的影响，当前农村小型排灌泵站多数处于无人管理的状态。很多排灌站常常由村社自己管理，缺少政府拨款，泵站盈亏多数来源于水费收入，但是少量的水费收入难以维持泵站设备维修、管理所需，这使得泵站设备老化、管理效率地下及设备耗能高等问题不能得到及时有效的解决。

2 农村小型排灌泵站节能改造设计策略

2.1 更新水泵，不断提高主泵的运行效率

合理水泵选型需要通过以多年平均扬程作为选泵的主要依据，同时以最高扬程作为校核的依据，保证在平均扬程下水泵可以在高效区运行，而在最高或者最低扬程下水泵也可以保证安全及稳定运作，充分发挥泵站的实用价值[3]。针对排水站，在遭遇特大暴雨式，应保证在最短的时间内将涝水排除，避免泵站下游农田受到洪涝的危害。主泵改造上，针对选型不合理的离心泵，如果主泵的性能依旧良好，可以通过调节变速及变径，或者更换叶轮后者更新主泵以提高主泵工作效率;而针可调节的轴流泵与导叶式混流泵，可以进行变角与变速调节，或者依据实际情况进行导叶、叶片与叶轮的改造;主泵的性能如果与实际参数存在较大的差异，需要更换新的零部件以保证水泵能够正常工作。

2.2 应用节能电机，不断提高电机的运行效率

对于排灌泵站，要将老式电机设备淘汰掉，同时还需要引进大量新的节能电机产品，使得电机的效率能够大幅提升。并且，最好还要选择配套功率的电动机以保证电机可以满足主泵在各种工况下的工作需求。电动机配套功率备用参数需要满足相关标准，若备用系数较大，电动机的效率往往会降低，功率因素也会降低，这样会显著增加输电线路与变压器损耗，同时备用系数如果比较小，则常常会使得电动机难以承受主泵的负担，这样无法满足设备所需功率，会造成电动机寿命的缩减。为此，电动机优化上，应按照同主泵优化配套需求，调整参数或进行更换。

2.3 对传动装置进行改造，不断提高传动效率

如果电动机的转速可以满足水泵运行工况，可以考虑采取直接传动的方式，直接传动常常要比间接传动的效率提高3%[4]。在改造传动装置过程，需要注意传动装置的安装是否正确，这样主要是避免联轴器不同心对动效率产生影响。直接传统通常适用与水泵及电动机转速相当的情形，如果需要改变水泵转速可采取直接传动的方式来提升水泵运行效率。

2.4 改造管路，不断提高管路的流通效率

小型排灌泵站的组成中，管路也是非常重要的组成部分，常常对工程投资以及泵站的运行费用及节能产生巨大的影响。管路的效率通常与管路水头损失呈反比关系，即管理效率越高，管路水头损失也就越大。此外，水头损失还与管长、管径以及管壁的粗糙程度有直接的联系。所以在节能改造过程中，就需要适当的缩小管长及减少弯头，通过计算选择出合适大小的管径，这样主要是控制经济流速，在提高流通效率的同时还减少水头损失。

2.5 对进出水池进行改造，降低进出水池造成的水头损失

泵站进出水池的改造是节能设计的关键，合理的进出水池尺寸及形状不但可以减少设备中水头损失，还能够避免回流、漩涡及脱壁等不良水力现象的出现，大大提高水泵的效率。

在具体的进出水池改造上，当水源条件发生变化，进出水池中的水泵吸入管口的最小淹没深度常常会变小，这样就经常会引起漩涡[5]。为此适当将进水池的底板高度降低。而对于出水池，水头损失常常同管口的出流形式与水池形式尺寸有很大联系，为此需要尽可能的避免管口的高度高出水池的水面，可采用侧向出水的方式来避免水池对池壁产生冲击。

2.6 做好人员培训工作，不断提高排灌泵站的管理质量

排灌泵站的节能改造重点还强调泵站管理及维护的重要性，具体可以通过成立专业的维修队伍，同时对泵站的管理人员进行培训以不断提高排灌泵站的生产安全性及生产效率。

3 结语

总之，针对当前农村小型排灌泵站，想要充分发挥泵站的功能，需要依据实际情况进行综合改造。在具体的改造过程中，将新的节能技术与设备应用到改造设计中，使得排灌泵站能够充分发挥节能及高效运作的作用，为农业经济的可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]  刘瑞梅，王迺杰，刘景富. 小型排灌泵站更新改造节能设计[J]. 水科学与工程技术，2010（03）：75-76.

[2]  黄剑锋. 小型排灌泵站更新改造节能设计探讨[J]. 科技视界，2017，000（036）：224，241..

（作者单位：江苏省丹阳市大吴塘水库管理所）