霍邱县中小型泵站的运行管理和维护

2022-09-24汪家丽

河南水利与南水北调 2022年8期

汪家丽

（霍邱县排灌管理总站，安徽六安 237400）

0 引言

霍邱县农业经济发展的重要保障之一为水源，因此当前霍邱县农业经济发展中构建了符合当地农业经济发展实际的中小型水泵。为了保证水泵的良好运行与管理，霍邱县针对水泵运行情况制定了多种有针对性的管理与维护措施，将水泵运行管理维护放在重要位置，更好地保证水泵运行性能。

1 霍邱县中小型泵站运行背景

2016年霍邱县开发建设了多座中小型泵站，并建设一座1 000 m3蓄水池，对当地农业灌溉提供一定支持，新建的中小型泵站配型号KQSN200-M5/378，设计流量0.30 m3/s，配套电机型号Y360M-2，功率为320 kW；泵房附近设变压器1 台，配型号为S11-1260KVA/10 KV/0.4 KV 型变压器一套，在中小型水电站的南侧位置建设一座110 m2建筑面积的管理站。为了促进泵站的有效运行，优化灌溉水泵设计中的各项参数，由此确定合理的设计扬程与流量，使得泵站建设过程中水量设计能够符合相关要求，将其设计至适宜的数值，并逐渐进行增压处理。由此保证水泵设计的各项情况符合当前霍邱县水利灌溉的相关要求。根据霍邱县水域布置情况以及当地农业灌溉的相关要求，灌溉水泵设计主要采用中小型的设计方式，同时不同的水泵在作业过程中分别承担着不同的作业任务，因此在水泵设计过程中要求联合考虑流量情况、扬程数值等，在综合多项因素的基础之上，确定霍邱县中小型灌溉水泵的建筑型号、泵站类型以及建筑物等级。

2 霍邱县中小型泵站设计

2.1 霍邱县中小型泵站硬件设计

霍邱县中小型泵站运行设置了GPRSDTU.701 模块，采用工业级MTK芯片，能够在不同的环境下进行数据传输，并能够从多个不同角度进行数据传输与管理。MTK芯片在水泵运行数据传输与管理过程中具有显著的应用优势，具有较广的适用范围与较强的可靠性。构建了一种完美的工业级串ISI／GPRS网络数据传输模块。

2.2 霍邱县中小型泵站智能数据采集

利用智能仪器完成数据采集与分析，利用RS485线与单片机连接，并对系统运行构建MODBUS.RTU通信协议，将灌溉过程中采集到的各项数据输入单片机，采集到的数据信息有智能液位测量仪、智能电表、智能流量计。由此将采集到的中小型水泵电流数据转变为与电流相关联的脉冲输出。并用电量予以表示。

此次研究中霍邱县灌溉水泵采用鑫宇194E.9S 多功能电力仪表，该产品性能表现较为强悍，包括可编程测量、数字通讯、电能脉冲变送输出等多种功能。在数据处理与分析过程中能够对电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等多种类型的数据进行有效处理。采用0.5 级测量精度，使用RS.485 接口，构建MODBUS.RTU通信协议，在运行过程中相关性参数见表1。

表1 霍邱县灌溉水泵194E.9Sl智能电表产品技术参数表

测量水位仪器当前在霍邱县中小型灌溉水泵中被广泛使用，该系统体积较小，性能表现较为优良，测量精度较高，安装与使用较为便捷。在数据检测过程中将液位与液体压力数值转变为电信号，与传感器的运用有效结合在一起，由此构建一种一体化结构，免除外界信号的干扰，从而保证数据测量的精准性。在具体作业过程中，可以同时使用显示仪表、记录仪表等，并将输出的信号转变为485信号。

2.3 霍邱县中小型泵站水泵选型

为了满足水泵灌溉需求，当前在灌溉作业过程中水泵的功率要求尽可能大，以此保证灌溉效率，缩短灌溉时间。在同一泵站设计过程中，一般选择相同型号的水泵，并保证具有良好的洗水性能。选择任意设计点A、B、C 点，泵站供水管道阻力系数表示为S，泵站设计扬程值表示为HZ（m），泵站供水管道实际流量表示为Q（m3/s）。霍邱县灌溉水泵泵站装置性能见图1。

图1 霍邱县灌溉水泵泵站装置性能曲线图

结合B点相关参数进行水泵选型，若该点水泵运行效率较高，则说明选择的泵型较为适宜。结合实际工程运行情况分析可见，C 点相对流量较小，扬程较高。在抽水量逐渐增加的背景之下，水泵会在A 点运行。结合C 点与A 点之间的偏移情况，并与工程实践相结合，优化工程水泵选型。要求针对高扬程泵站与低扬程泵站分别进行不同的泵站选型，由此保证泵站运行效率良好。霍邱县设计过程中针对低扬程泵站采用大流量、变扬程的作业方式。轴流泵流量低于设计流量8%～10%、混流泵流量低于设计流量5%～10%、离心泵流量低于设计流量10%～15%；轴流泵扬程高于设计扬程5%～9%、混流泵扬程高于设计扬程1%～6%、离心泵扬程高于设计扬程-2%～-5%。

因此灌溉泵站选型过程中，要求综合水泵型号性能、土建施工、采购成本等多项要素，因此霍邱县中小型灌溉水泵设计过程中在流量小于1.00 m3/s 流量时，设2 台以上水泵，在流量大于1.00 m3/s流量时，设置3台以上水泵。

4 霍邱县中小型泵站运行管理及维护

4.1 制定明确的管理标准

为了更好地促进中小水泵的有效运行，制定完善的管理标准，对设备实际运行工作提供必要的支持。使霍邱县中小型泵站严格依照这一标准开展各项工作，同时全面检查灌溉泵站机电设备运行情况，从而确保设备在使用过程中处于安全状态。对于使用年限较长以及超过使用周期的水泵设备，进行重新规划与管理，并进行有效维护与管理，在寿命到期之前及时予以更换，保证水泵设备的运行质量，降低故障率。

4.2 强化泵站设备管理

中小型水泵的良好运行离不开大量的设备，因此要求加强对设备的有效管理，包括设备性能的监测与管理。因此在管理与运维过程中，要求加强对设备性能的有效监测与管理，一旦发现部分设备性能难以达到当前灌溉工作的需求，则及时予以更换。霍邱县中小型泵站设备主要包括电动机、变压器等。在变压器运行之前，要求对性能进行必要检测与分析，确保符合相关安装要求。

4.3 实现泵站现代化和信息化

在网络信息技术不断发展的背景之下，当前很多灌溉水泵均使用了信息技术，这对水泵的维护起到了重要的促进与支持作用。因此当前很多灌溉水泵均采用了自动化管理技术与管理方式，显著提升了运维管理效率。在水泵管理过程中，可以充分利用信息化技术全面搜集农业灌溉信息以及中小型水泵的具体运行情况，并对大量数据进行系统性分析。由此及时发现当前不同区域灌溉量的差异，并结合实际需求量灵活调整灌溉量。在提水泵建设过程中制定有针对性的施工管理方案，从而实现对水资源的优化配置。

通过信息技术构建在线网络监控系统，实现对农业灌溉活动的远程控制与管理，能够切实掌握当前水泵的实际运行情况，以此保证水泵的良好运行；保证水泵各个设备连接紧密，未出现松动现象，对水管运行情况进行检测，避免水管堵塞，保证阀门与压力表运行正常。密切关注水泵运行过程中电流、水位、电机温度等数值，保证处于正常范围之内。在灌溉水泵运行之后，及时进行必要的清洗与调整，避免水泵中出现残留物。