節(jié)能優(yōu)化設計在水利泵站中的應用

王彥青

【摘要】隨著我國人口的不斷增加，對各種資源的需求量也在逐年上升，人類生存所必需的水資源需求量更是急劇升高，但是，我國淡水資源儲量并不豐富，無法繼續(xù)滿足人們日益增加的需求，如何提高水資源利用率以滿足人們日常生活所需，是一個亟待解決的課題。本文從水利泵站的角度入手，分析了我國水利泵站目前存在的一些問題，針對這些問題提出了幾點對應的節(jié)能優(yōu)化設計建議。

【關鍵詞】節(jié)能設計；水利泵站；應用

引言

由于過去人們對資源的過度開采和不合理利用，目前我國各項資源儲備量已經不容樂觀，能源問題成為制約我國經濟持續(xù)穩(wěn)步增長的重要因素，針對這一現狀，我國采取了節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展模式，實踐證實節(jié)能減排是解決我國資源和環(huán)境問題的有效措施。在水資源方面，同樣需要一些節(jié)能優(yōu)化措施來解決水資源匱乏的問題，對水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設計的應用是解決該問題的有效措施。

一、水利泵站存在的問題

1 設備機組不合理

近年來隨著科技的進步，農業(yè)也進入了快速發(fā)展的時代，科技水平有了顯著的提升，過去很多需要人力的農活大部分被機器替代，幫農民節(jié)省了大量的人力需求，耕地面積逐漸擴大，形成規(guī)?；母厝海虼?，對灌溉用水的需求量也大大增加。但是，我國目前大部分的水利泵站均是大約半個世紀前建造的，無論是水泵類型還是性能參數，都已經不能滿足現今的灌溉需要，以現在的角度來看，其設備機組配置不合理。

2 泵站裝置較落后

由于水利泵站修建的時間過長，隨著時代的進步和科技的發(fā)展，即使是當時最先進的科學技術下生產的高科技含量的泵站裝置，使用到現在也已經是落后的產品。幾十年來，生產水平不斷進步，研究成果不斷刷新，泵站裝置也在不斷向著更節(jié)能更高效的方向發(fā)展，舊的泵站裝置因為資金等原因無法及時更新換代，導致現有的水利泵站裝置落后，生產效率低。

3 泵站設備老化嚴重

水利泵站的設備和裝置受地形和工作環(huán)境的限制，常年遭受風力侵蝕、雨水侵蝕和空氣侵蝕，金屬外表早就不堪重負傷痕累累；設備內部不間斷的受到水流沖蝕，設備內壁和葉輪長期高負荷運作，其產品功能受到一定影響；各地水質情況有差異，但水利泵站基本都是含雜質的生水，管道內會不同程度的結出水垢，影響過水速率。由于不注重日常的設備維護以及水利泵站設備檢修保養(yǎng)確實有一定難度，導致水利泵站設備老化，取水量降低。

二、水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設計

1 機組選型

水利泵站的各項水利設備按照作用和功率的不同有不同的型號可選，在規(guī)劃水利泵站的建造時，一定要根據實際工作環(huán)境和工作需求選擇設備，因為各項水利設施是水利泵站的核心，一旦選擇不當會對該泵站造成嚴重的人力物力財力損失。因此，對于不同區(qū)域的水利泵站要根據該地區(qū)的實際需要選擇最優(yōu)的機組選型方案。

2 流道水力設計

選擇了合適的水利設備后，對水利泵站的其他相關水工建筑也不能忽視。在進水口通道和出水口通道的建造上，應該選擇最佳的流道設置，減少水流阻力和水力損耗，保證水利泵站安全運行的同時提高泵站的工作效率從而達到節(jié)能的目的。

3 工程的布置與選址

做好工程布置與選址工作，能在很大程度上節(jié)省水利泵站的能源消耗。首先選址應該選擇那些有一定坡度但是不會太陡的位置，河流既可以自流又可以抽排結合，可以在一定程度上利用河流自身的力量滿足灌溉和泄洪需求；其次工程布置應該選擇泵閘結合的方法，巧妙的利用節(jié)制閘降低能耗。

三、水利泵站的節(jié)能優(yōu)化設計應用

1 應用信息技術促進泵站的優(yōu)化運行

水利泵站的日常運行本身就是一個比較復雜的系統，再加上要使其達到節(jié)能的目標，這就要求水利泵站要在不影響正常運行的前提下，根據天氣、地形等條件對其進行調度，使得水利泵站的運行變成了一個更復雜的系統。如何更高效地控制和調動這個系統，必須依靠先進的電子信息技術。目前對于水利泵站的調控，已經有了一個比較成熟的電子系統，該系統利用集散控制和網絡技術對水利泵站的水利設施進行監(jiān)控、管理和調度，利用電子計算機的高效算法和全方位的監(jiān)控信息對水利泵站的運行進行合理規(guī)劃，此外還可以根據現有信息對未來可能出現的洪澇災害進行預判，做到提前防范，有效降低了水利泵站的運行成本，實現節(jié)能高效的目標。

2 優(yōu)化多個泵站的聯合運行

受地形等因素的影響，河流可能會在某一區(qū)域內交錯奔流，使該區(qū)域內水利泵站分布密集，在排澇、防洪、供水作業(yè)時經常多個水利泵站聯合運行，但是各個水利泵站都擁有獨立的操控系統，聯合運行時必須合理分工協調運行。怎樣對多個水利泵站的聯合運行進行優(yōu)化，涉及到多方面的考量。首先，要保證各個水利泵站的流量平衡，確保每個水利泵站的工作量基本一致，既不浪費也不超負荷運行。其次，還要保證各個水利泵站的經濟運行，根據各個水利泵站的不同情況合理分配任務，對小型水利泵站應該適當減少任務量，大型水利泵站則要分配較多的任務量。另外，多個水利泵站聯合運行時需要多個單位的共同參與，必要時可以建立綜合指揮部，對多個泵站進行統一調度。

結束語

綜上所述，影響我國水利泵站節(jié)能運行的因素很多，我國水利泵站未來的節(jié)能優(yōu)化之路還很長，有很大的進步空間。因此，必須現在就行動起來，采取有效措施對水利泵站進行節(jié)能優(yōu)化，為我國的節(jié)能減排工程做出貢獻，也為水資源的合理利用做出貢獻，緩解其緊缺局面。

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