关于泵站技术改造措施分析

王占国

摘要：我国目前的泵站装置效率普遍都很低下，尤其是一些地形较低的地区，大多数的装置效率一般只有30%左右。不过由于运行时间的加长，总体的趋势还会降低，提高能源的消耗，所以泵站的技术改造已经势在必行，刻不容缓的地步。本文对泵站技术改造措施进行了分析。

关键词：泵站技术改造措施 问题分析

中图分类号：C35文献标识码： A

一、做好技术改造的前期工作

1、泵站改造前的现状检查

把正在运行的机器的工作情况进行全面检查，并对找出的问题进行解决，才能有针对性的新型改造，这是改造之前首要做的事情。泵站建造的具体时间，所在区域，泵站所使用的设备机组的运行情况，还有泵站在检查前运行的时候是否出现过问题，发现问题后是怎样解决的等这些泵站自身的情况，这就是泵站现状检查的主要方面。出现问题后的解决措施和情况等等这些泵站自身的情况。与此同时，对泵站周边的环境情况也要进行调查，包括泵站所在区域的经济发展情况，泵站的运行对这一区域的影响大小等等环境因素，这些情况的调查对之后将要进行的改造决策起着决定性的作用。

2、泵站的机组性能测试

在初步的环境和情况调查完成之后，就必须要对取得的资料进行核实和确认，比较重要的内容就在于泵站机组的性能情况，前面的资料只能提供一个参考意见，在制定具体的有针对性的改造方案前，要对泵站机组的性能进行测试，从而根据测试结果得出具体的机组的性能情况，以判断是否要进行改造，如何进行改造，以及改造的程度。

3、搞好泵站现场测试。

将泵站的设备情况以及泵站为何效率低下是主要的原因进行实际的测量，再依据实际测量的数据进行设备技术状况的测定。找出泵站工作效率低的原因，确定好进行改造的技术方向，然后制订改造方案，可以有效避免泵站的盲目的改造，可以使泵站的技术改造真正建立在科学的基础上，从而总结泵站改造的经验教训。还需要注意的是在进行技术改造之前，应当充分考虑泵站所在的地区的发展规划，对于排灌区的规划修改、复核，以便正确确定泵站的水源、受益范围、排灌标准及装机容量等泵站设计参数。

二、泵站存在的问题

1、选型不当

泵站的选址没有进行科学合理地研究就确定；选择水泵时，只根据了当时的情况以及供货的基本条件进行选择，都高于平均扬程运行的高度。这种情况所建成的泵站偏离了运行，能源消耗大，降低了泵站的效率。

2、安装布置不合理

大部分的泵站都存在进水口位置高，淹没的深度不能达到标准，使泵站的周围有旋涡产生，也有的泵站进水口悬空高度不够，运行时大量泥沙被抽进出水池，严重时产生汽蚀。

3、管路水头损失大

泵站的管路大多数都存在管路长、弯头比较多、管路遭到锈蚀、漏水、进气现象严重。引起了水资源的损失，降低了管路效率。

4、出水池使用效率的高低和池的大小、形状、布置方式有着直接的关系。如果在进行设计池时不科学、不合理就会引起池内的汽蚀、产生回流、流态恶化等现象的出现，进而破坏了水泵的使用性能，降低了工作效率。

三、对泵站进行技术改造

1、水泵改造措施

在泵站中的水泵是非常重要的设备，水泵的技术要求在运行过程中一定要保持良好的状态，要具有工作效率高、能源消耗低的特点，具体的改造措施有：

1）更新水泵或更换零部件

水泵更新即是指购买和之前一样型号的水泵替换之前报废的水泵。一般情况下需要将以下因素考虑进去：第一，之前型号的水泵可以满足现在的负荷要求，同时也没有更新型号的水泵进行替代；第二，之前型号的水泵由于自然老化，使用寿命显然已经超过了国家的规定范围内的使用年限；第三，对于一些过流部件，例如，叶片、泵壳等部件的泥沙磨损以及轴承的机械磨损严重超出；第四，之前水泵的零部件损耗严重或者是没有办法再进行维修，又或者是维修的价格接近于买新部件的价格。

2）改变水泵的转速

将水泵的转速进行调节，可以有效地节省能源的浪费，达到比较好的节能效果，不过不能无限制地进行变速，一般不能超过限定转速的50%左右，一般要求在75%-100%中间，在确定转速的时候应当按照实际情况进行设定，否则会影响水泵的效率，使整个泵站的工作效率降低。需要指出的是，水泵一旦在临界范围内进行工作，会引起共振现象的发生，进而引起水泵周围遭到破坏；水泵的运行转速也不能随便性地进行提高，否则会引起动力机超负荷，还可能会引起汽蚀，以及增强水泵零件的应力，严重时会损坏零件，引起机械损坏。因此，增速一般不要高于额定转速的7%～8%。

一般情况水泵转速的改变有两种方式：第一种是将电动机本身的转速进行改变；第二种是利用电动机与水泵相互间的传动机进行速度调整。第一种又可以分成同步和异步的电动机的变频调节；第二种也可以分成：利用皮带传动进行调速、利用齿轮变速箱的调速和利用液力祸合器、电磁祸合器的调速。

3）加强水泵维护

通常使用的水泵都是出厂时进行简单的打磨、铸造后就交付使用，所以在水泵的内部表面会显得比较粗糙，流经泵内的时候就会加大阻力，增加水泵的轴功率，浪费能源的消耗。此外，泵站的水泵运行环境不尽相同，所以会使一些部件受到不同因素所造成的侵害，比如说，腐蚀、气蚀等，这样不仅会改变叶轮内流体运动状态，还会影响水泵的工作效率。所以进行流体设备表面腐蚀的定期维修，可以减少由于腐蚀所造成的表面粗糙度，还可以使泵内产生的涡流得到适当地减少，有利于提高水泵效率，降低水泵功率消耗。

新型水泵的密封方式都是采用了机械式密封，不但降低了维修泵站的成本，还减少了水泵的运行摩擦系数，所以如果将之前的填料密封式水泵改造为机械密封式，可达到节能目的。

2、电动机改造

经过大量资料的证明，大部分泵站的电动机看上去十分的陈旧，但是工作效率非常高。影响电机安全运行的主要问题是：由于泵站运行的环境是比较湿热的空气，再加上进行定子绕组所处的温度比较高，有绝缘作用的材料慢慢就推动了弹性，以至于影响了电动机的安全运行。现在许多的电机厂都开展了整体的规划，按照新方案、采用新的绝缘材料返厂更换，浸漆，或者是重新嵌入新的线圈，也使电机达到同类新产品性能的这项业务。经过改造之后，性能完全可以达到检测、设计的要求。而且经费还可以比购买新型号的电机节省60%左右。

3、对进、出水池的改造

1）进水池

进行泵站进水池设计时，将泵站所在地形的条件，以及泵站进水池设计标准的规范要求，把泵站进水方式改造成正面方向，采用矩形进行布置，采用科学合理地选定进水池的尺寸，进水管口的淹没深度、悬空高度。给水泵创造一个最佳的吸水条件和进水流态。[5]

2）出水池

连接渠道和出水管的是出水池。泵站的出水池在满足要求，保持原来状态不变的情况下，发行成正向出水，淹没出流。

4、优化管道布置，提高管路效率

泵站的管道配置设计是否合理，将直接导致了管道效率的高低。从如何使管道的损失降到最低，以及节约能源角度来说，加大管道的管径就会增加投资；反之，如果管道的水流速度加大，就会降低管道的效率。为了可以提高管道的效率，适当扩宽轴流泵的出口，使用浮箱式拍门；在进行管路的优化设置时，采用了混流泵，将“三阀”、以及“出口装拍门”取消，使用了PVC管，泵站的管路经过优化设计之后，对管路进行检测时工作效率高达96%以上。

四、大型泵站更新改造的技术分析

1、水泵的技术改造

根据多年的测试结果，对效率低、能耗高的泵站应进行技术改造。泵的机械效率、水力效率的影响因素很多，所以说水泵改造是多方面的，应根据具体情况和用户的实际需求进行改造更新。水泵的技术改造要使水泵具有良好的水力性能、效率高、调节范围宽，可以适应不同灌溉条件。在更换水泵配件时要可以考虑更换部件的主要类型。由于水泵严重磨损的部分较多，所以在更新改造过程中应用高性能的配件。同时，学习国外先进的大型泵站更新改造的技术，在水利管道、泵站电机和电力系统方面要通过多个部门的协同合作，来完成大型水泵的更新改造。组织水泵技术人才进行出国考查，学习先进技术，结合我国的工程实际，进行更新改造。

2、电动机的改造

电机的改造主要考虑两个方面：安全和经济。电机的改造方案应根据泵站具体情况经济情况，选择最优方案。首先，要选用高性能的电机线圈材料，杜绝严重的电机绝缘老化。其次，对于老化严重、无法修复的电机，应及时更换，取之于高性能、高功率因数的电机。最后在泵站更新改造的同时需要增加电机功率，提高电机的导电性能，使用高质量的线材。对于变化频繁的泵站，应考虑电机的变速效率，确保在各种条件下抽水站的高效运作。

3、输水管道的改造

1）选择合适的管径，努力提高管道的直径，以减少能源消耗。同时管道直径不宜过大，应根据实际情况和经济情况确定管径大小。同时尽量减少管道长度，可以有效减少管道的投资，还可以节省能源。

2）减少不必要的灌溉和排水中的管道配件，以此來改善水流条件和不同直径的管道弯头。降低局部阻力系数，考虑管道的节能问题。保障管道的密封性来提高管道的效率，减少管道的横截面，确保密封。

3）确保水泵叶轮运行正常，如果加入其他杂物，不仅会增加管道阻力损失，降低管路效率，而且会使流量速度和压力分布不均匀，降低水泵的效率。因此，确定水管的形式和尺寸合理十分重要。

4、进出水构筑物的改造

进出水构筑物的合理设计是保证泵站稳定安全运行的重要组成部分，若设计不合理，则不仅会增加水头损失，还有可能导致在设计标准的年份无法满足流量需求，进出水构筑物包括进水建筑物和出水建筑物。其优化改造主要从取水建筑物、前池、拦污栅、进水池、出水池等方面进行。进出水构筑物的改造需要根据实际的经济效益以及处理效率等各方面因素进行综合考虑，比如，取水建筑物的改造，主要是引渠和沉沙池的改造，要综合技术经济地势等各方面因素确定是否要采用引渠，当泵房位于岸边采用直接从水源取水的方式时，则无需设置引渠，从而避免成本浪费。

结束语：泵站的更新改造项目完成后，可以有效进行农业灌溉，提高地区的生态环境以及农业的可持续发展，保证工业和生活用水的供给，促进城市经济的发展。大型泵站的更新改造工程十分复杂，具有任务繁重和项目较多的特点，在施工过程中要注意施工的质量和施工的安全性，在保证工程质量的前提下安全稳定的保证工程的进行。同时不可否认我国大型泵站的更新改造技术与国外先进技术存在一定的差距，我国大型泵站的工作者要努力学习外国的先进技术，并结合我国水利环境实际因地制宜应用到我国的工程实际中，这样才能从根本上做好我国大型泵站的更新改造的工作，促进我国水利工程项目的发展。

参考文献

[1]庄长融，温惠芬.泵站技术改造可行性研究[J].江苏农学院学报，1990，04：61-68.

[2]甘为国.安徽省泵站技术改造的措施[J].中国农村水利水电，2003.3

[3]张清文.积极开展泵站技术改造[J].江西水利科技，1992，01：14-21.