张志光1，张志阳2
摘要：本文从提高动力机、水泵、传动装置、管路和进出水池等五部分的效率入手，深入挖掘水泵机组节能的潜力，达到了泵站节能的目的。
关键词：泵站；节能；效益
中图分类号：TU991.64文献标识码：B
目前，我国机电排灌事业已发展到一个新的高度，总动力接近9万MW。在能源日趋紧张的今天，进行泵站技术改造，节约能源仍大有潜力可挖。提高泵站效益的有效途径就是提高泵站的装置效率。具体地说，就是提高动力机、水泵、传动装置、管路和进出水池各部分的效率。
一、提高动力机效率
动力机效率为动力机的输出功率与输入功率之比。提高动力机效率，除了从动力机的设计、制造等方面加以改进之外，使用单位应注意以下问题。
1．合理配套
配套功率的备用系数不宜过大，因为，电动机负荷不足时，其效率要降低；同时，电动机的功率因数也降低，增加了输电线路和变压器的损耗。柴油机负荷不足时，燃油消耗率增加。所以，应避免“大马拉小车”。
配套功率的备用系数更不宜过小，否则将会使动力机难负其重，使动力机寿命大大缩短。因此，更应避免“小马拉大车”。
一般来讲，电动机的负荷率应大于0.7，如果过小，应按配套要求进行调整或更换。如更换合适的电动机型号、规格、容量等；调整电动机的转速，在不降低传动效率的前提下，使泵站处于高效率运行；改变电动机绕组的接线方法，变“△”接法为“Y”接法。
对于柴油机组而言，除更换合适的柴油机型号外，可根据负荷的变化来改变柴油机的转速，使柴油机在经济工况区工作。
另外，用户应尽量选用新产品，选用正规厂家生产的优质产品。如低压电机选用Y型、新型Y2或YX型，高压电机选用Y型或新型高效的YJS型产品。
2．加强维修
定期检查电动机，可以提高自然功率因数。正确地操作电动机的启动、运行、停机。
柴油机要加强机务管理。为了减少机械摩擦损失，要保证各相对运动零部件之间有适当的配合间隙，选择适宜的润滑油，保证正常的润滑油温。为提高柴油机的燃油效率，在运行中应按最佳提前角供油，提高喷雾质量，控制冷却水温等。
二、提高水泵效率
保证水泵高效运行是提高泵站效率的重要环节。水泵的效率与水泵的设计制造水平、运行工况及使用情况有关。
1．校核水泵的选型
根据水泵性能曲线及配套管路系统特性曲线，校核水泵在平均扬程、最高扬程和最低扬程时的工作点参数。要求在平均扬程时，水泵在高效区运行；在最高扬程和最低扬程下，水泵能安全稳定运行。
对于扬程、功率和转速等配套不当的水泵型号应予以调节或改造。
2．合理调节水泵的性能
如果水泵工作点的性能参数不符合实际需求，水泵将长期处于低效率区工作。这时，可采用改变水泵性能曲线的方法移动工作点，使水泵的工作点符合实际情况的需要。
离心泵和小型混流泵一般可采用变速、变径调节；可调叶片的轴流泵一般可采用变速、变角调节；所有叶片泵都可采用变速调节。
3．更换水泵零部件
变速、变径和变角调节都有一定的限度，如果水泵工作点的性能参数与实际需要相差较大，或经使用后叶轮、口环等零部件已磨损，就应更换磨损的零部件，以保证水泵的正常工作。
4．加强水泵的维修保养
水泵运行一段时间后必将产生磨损，增加泵内的能量损失。为保证水泵能长期高效工作，应加强监督，及时进行维护保养，定期进行小、大修，并更换损坏的零部件。重点监测的对象是水泵的叶轮、口环、填料、轴承和地脚螺栓等。
5．保证安装质量
水泵工作性能的好坏与其安装精度有很大关系。如果安装精度不符合要求，不仅会降低水泵效率，严重时还将产生振动和噪声，引起电动机过热，以致不能运转。
三、提高传动效率
传动方式的选择是否合理直接影响传动效率。当动力机的转速能够满足水泵运行工况的情况下，间接传动尽量改为直接传动。
当水泵工况变化较大，动力机又无法调速时，可将直接传动改为间接传动。此时，尽管传动效率有所下降，但水泵效率、管路效率能有所提高。在间接传动中，通常应避免平带或V带交叉、半交叉传动。
传动装置安装是否正确也直接影响传动效率，如果直接传动时联轴器不同心、带传动时传动轴距过小或过大以及传动带过紧或过松等，都应予以调整、改造。
四、提高管路效率
1．采用经济管径
管道是泵站的重要组成部分，对工程投资和运行费用及节能均有较大影响。管径增大，管道阻力减小，耗电量及年运行费用降低，但管道一次性投资增大。相反管径减小，管道阻力增大，损耗增大，投资减少。因此要选用新型管材，采用经济管径，控制经济流速，一般控制在1.5～2.5m/s。在满足工程条件时，可选用玻璃钢夹砂管，以减少投资，降低管损。
2．缩短管路长度
进、出水管的长度应最大限度地缩短，减少弯头、减小管道内壁的粗糙度。
3．减少管路附件
管路附件的局部阻力系数很大，运行时必然会消耗大量的能量。因此，应尽量减少不必要的管路附件。例如采用合理充水方式，尽量取消底阀；管路进口和出口可采用喇叭口；闸阀尽可能处于全开状态；低扬程离心泵、混流泵可取消闸阀；扬程不高的泵站可用拍门代替逆止阀；拍门的重量一定要轻，并设置平衡锤。
除上述几点之外，消除“高射炮”式出流、保证管路的密封性也是提高管路效率的具体措施。
五、提高进、出水池效率
1．改造不合理的进、出水池形状和尺寸
泵站的前池、进水池、出水池的形状及尺寸设计要合理。否则会导致池内发生漩涡、回流、脱壁等不良水力现象，致使进、出水池的效率下降。为改善流态，应进行泵站技术改造。如前池扩散角过大，可以延长前池的长度或将前池改为折线型、曲线型；进水池设计不合理，在水泵周围产生环流、漩涡等，可采取增加导流墩、盖板等措施以消除漩涡。
2．清除进水池中的污物
进水池中的杂草等漂浮物会阻碍水体流向水泵，使水泵效率下降，严重时甚至会缠绕叶片，使水泵无法正常工作。因此，泵站进水建筑物中必须设置人工或机械拦污栅，并及时进行清污。进水池中的淤泥会阻塞水体的过流，使进水池的流态发生变化，影响泵站效率。为此，应定期清淤。
3．保证水泵的淹没深度
水源条件的变化会使进水池中水泵吸入管口的最小淹没深度变小，从而诱发漩涡的发生。为此，可以采取降低进水池底板高度，同时降低水泵安装高度的措施来改善进水条件。
需要指出的是，上述五种提高泵站效益的措施并不是孤立的，而是相互影响、相互制约的。因此，提高泵站的节能潜力必须全面考虑，综合改造。
加强对泵站管理人员的培训，搞好管理和维护，确保泵站安全高效运行。对于超过使用年限的泵站，应及时进行更新改造，淘汰耗能高、效率低的电机和水泵，更换破损锈蚀的管道。
参考文献：
袁俊森．水泵与水泵站．郑州：黄河水利出版社，2003.
张志光．农用小型水泵的选择与使用《中国农村水利水电》，2003(1).
昊峻德．机电排灌技术问答．北京：水利电力出版社，1982.