黃立

摘 要：泵站工程是運(yùn)用泵機(jī)組及過流設(shè)施傳遞和轉(zhuǎn)換能量、實現(xiàn)水體輸送以興利避害的水利工程，可解決水資源緊缺且時空分布不均衡問題，實現(xiàn)旱澇保收。由于歷史條件的限制和二、三十年的運(yùn)行，泵站工程老化嚴(yán)重，遂進(jìn)行更新改造。本論文通過查閱資料及數(shù)據(jù)分析對更新改造后八泵站及其機(jī)電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析，通過新舊設(shè)備的各項指標(biāo)對比分析，總結(jié)出新設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)及日常運(yùn)行維護(hù)的注意事項，從而使泵站在良性條件下更好運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：泵站 設(shè)備 運(yùn)行 經(jīng)濟(jì)

八泵站更新改造后現(xiàn)配備110千伏專用變電所一座，受電線路111坡惠I線，主接線采用單母線接線方式，安裝兩臺容量為6300千伏安的主變壓器。泵站現(xiàn)有機(jī)組9臺，總裝機(jī)容量6900千瓦，其中4#、8#為變頻機(jī)組，2#機(jī)組為異步小機(jī)，其余為異步大機(jī)。凈揚(yáng)程31.45米。水泵軸承均采用機(jī)械密封方式。廠房機(jī)組錯開式布置，正向進(jìn)水，直管淹沒式出水，出水壓力管道三排，長度1.12千米，單排管道DN1600；前池警戒水位4.08米。干渠長度45.07千米。泵站管轄直開口1座，受水區(qū)設(shè)計灌溉面積3000畝，受益鄉(xiāng)鎮(zhèn)為吳忠市紅寺堡開發(fā)區(qū)太陽山鎮(zhèn)。

1.研究問題

（1）更新改造后設(shè)備較舊設(shè)備對揚(yáng)水生產(chǎn)的效率提升；

（2）變頻器投入使用后對生產(chǎn)效率的提升；

（3）存在的不足和需要改進(jìn)之處。

2.研究的內(nèi)容與方法

2.1研究的內(nèi)容

（1）影響泵站整體經(jīng)濟(jì)效益的因素有那些；

（2）就八泵站機(jī)組而言各機(jī)組之間存在的差異及原因分析；

（3）新設(shè)備較之前舊設(shè)備各項指標(biāo)有那些提升。

2.2研究的方法

研究方法主要是數(shù)據(jù)統(tǒng)計法和對比分析法。通過研究各項設(shè)備參數(shù)中局部與整體之間，以及各有關(guān)因素之間相互聯(lián)系的規(guī)律性，對測量所取得的數(shù)據(jù)和以往所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)分析研究得到所需結(jié)果的一種科學(xué)方法。

3.統(tǒng)計與分析

3.1機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)

3.1.1工頻機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

八泵站工頻機(jī)組5#機(jī)組的水泵效率最高。因2#機(jī)組為相對小型機(jī)組，暫排除對比，1#與9#機(jī)組的水泵效率相對偏低，考慮1#、3#、5#、6#、7#、9#機(jī)組所采用的電動機(jī)及其無功補(bǔ)償裝置相同，忽略其設(shè)備出廠時細(xì)微偏差，得出結(jié)論：由5#機(jī)組開始至兩側(cè)分散進(jìn)水條件相對逐漸變差。

3.1.2變頻機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

在泵站運(yùn)行期間，通過對變頻器頻率的調(diào)節(jié)，獲得了變頻機(jī)組的相對參數(shù)，計算出不同頻率下的水泵效率，4#變頻機(jī)組頻率在46.5Hz時水泵效率相對最高，8#變頻機(jī)組頻率在48.5Hz時水泵效率最高。日常運(yùn)行過程中的推薦運(yùn)行頻率為45Hz至50Hz之間。

3.1.3變頻機(jī)組運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)

在泵站系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，為保證泵站的安全生產(chǎn)，前池水位的調(diào)節(jié)是必不可免的，而調(diào)節(jié)前池水位高低最直觀的辦法就是調(diào)節(jié)上下級泵站的出水量，所以時間段的開停調(diào)節(jié)是不可或缺的。變頻器的使用通過調(diào)節(jié)頻率來達(dá)到調(diào)節(jié)出水量的目的，很大程度上減少了開停機(jī)次數(shù)，使得泵站系統(tǒng)安全運(yùn)行、電動機(jī)使用壽命都得到了極大改善。

3.2經(jīng)濟(jì)效益

3.2.1單機(jī)單耗

在夏秋灌機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時抽取一日泵站機(jī)組運(yùn)行參數(shù)如表1。

由表1數(shù)據(jù)可知從5#機(jī)組即泵站中心軸開始向兩側(cè)分散能源單耗逐漸升高，這就從另一個方向印證了文中所提到的“由5#機(jī)組開始至兩側(cè)分散進(jìn)水條件相對逐漸變差”這個結(jié)論，同時也表示在現(xiàn)有狀況下，開啟5#周圍機(jī)組周圍機(jī)組泵站相對經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.2.2安全運(yùn)行

八泵站一次主接線10KVI段母線所帶1#至5#機(jī)組，合計3700Kw；I I段母線所帶1#至9#機(jī)組，合計3 2 0 0 Kw。兩臺主變?nèi)萘烤鶠?300KVA，理論上兩段母線解列運(yùn)行均可帶動所開機(jī)組，但是為了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，兩臺主變并列運(yùn)行是最為安全、穩(wěn)妥的運(yùn)行方式，所以母聯(lián)的投用是非常必要的。同理廠變的并列運(yùn)行也是必要的，上水高峰期平均每天耗電量150kw.h左右，平均負(fù)荷6.25kw，泵站無勵磁裝置，主電機(jī)屬于自然冷卻式，單臺廠變可以正常給低壓負(fù)荷供電。兩臺廠變并列運(yùn)行，雖然增加了電能損耗，但在一臺廠變故障跳閘后，低壓負(fù)荷不至于失電，保障了低壓供電可靠性。

3.2.3運(yùn)行方式

結(jié)合八泵站三臺機(jī)組分別在三排出水管道的現(xiàn)狀以及前池兩側(cè)淤泥情況，邊排管道最兩側(cè)1#、9#機(jī)組的開啟及長時間運(yùn)行是必不可少的。1-3號機(jī)組共用一排出水管道，4-6號機(jī)組共用一排出水管道，7-9號機(jī)組共用一排出水管道。通過八泵站一次主接線圖4-4所示再結(jié)合泵站出水管道排列方式，以10m3/s左右的出水情況，得出最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

（1）五大一變頻運(yùn)行方式：1、3、5、6、7、8號機(jī)組同時運(yùn)行為最經(jīng)濟(jì)模式，可用8#機(jī)組變頻調(diào)節(jié)前池水位。

（2）四大一小一變頻運(yùn)行方式：1、2、4、5、6、9號機(jī)組同時運(yùn)行最為全面，較之第一種可多出2#小機(jī)與3#機(jī)組的互相開停調(diào)節(jié)，保障水位較大波動情況的零時調(diào)節(jié)。

3.3整體指標(biāo)

3.3.1整體單耗

6月是上水高峰期，以相對穩(wěn)定的運(yùn)行方式運(yùn)行，兩年度皆運(yùn)行30天。新機(jī)組在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下較舊機(jī)組多運(yùn)行260.36小時，揚(yáng)水量提升1936072方，用電量較增加5.54kw·h。抽取6月份整體情況作為對比對象，根據(jù)公式計算出能源單耗。

如表2所示依據(jù)公式轉(zhuǎn)換以單位出水量計算：

即每提1方水新設(shè)備所耗的有功電量較舊設(shè)備相應(yīng)減少0.009Kw·h。同理586. 0，370. 8，784. 71221=？==VVVV即每耗1度電新設(shè)備較舊設(shè)備要多提0.586方水。

3.3.2整體效率

根據(jù)公式計算得出2017年六月份即舊設(shè)備裝置效率η1及2018年六月份即新設(shè)備裝置效率η2。

因此得出新設(shè)備較舊設(shè)備的裝置效率提升了5個百分點(diǎn)，所以此次更新改造工程使得泵站整體經(jīng)濟(jì)效益的到了一定提升。

4.結(jié)論

（1）前池的進(jìn)水條件很大程度上影響單機(jī)的設(shè)備效率；

（2）變頻機(jī)組對泵站系統(tǒng)安全運(yùn)行具有很大影響；

（3）更新改造后裝置效率得到了提升；

（4）更新改造后泵站整體較之前更加經(jīng)濟(jì)。

5.結(jié)束語

本研究以一個特定的視角及給定數(shù)據(jù)為基本框架從局部到整體分析了泵站設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對泵站整體的經(jīng)濟(jì)性做了大概考量。實際上，影響泵站經(jīng)濟(jì)效益的因素是多方面的，對如何提升泵站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性還有許多需要完善的地方，任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王雪琴，錢寶萍.泵站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系研究[J].上海水務(wù)，2011（1）：12-14.

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