城市排水泵站運(yùn)行優(yōu)化分析

【摘要】城市排水泵站的功能性較強(qiáng)，是城市水資源分配的重要構(gòu)件，隨著城市的發(fā)展和建設(shè)，排水系統(tǒng)對(duì)泵站的優(yōu)化管理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。本文分析了城市排水泵站設(shè)計(jì)與建設(shè)中存在的問題，提出城市排水泵站的優(yōu)化運(yùn)行管理措施和控制措施，并結(jié)合城市排水泵站優(yōu)化運(yùn)行管理的相關(guān)案例展開分析。

【關(guān)鍵詞】城市；排水泵站；運(yùn)行；優(yōu)化分析

城市泵站是集供水、排水、調(diào)水、灌溉與排澇等多種功能為一體的城市水利工程，與城市的水資源調(diào)配與管理有著直接影響。隨著我國城市化進(jìn)程的深入推進(jìn)，城市排水泵站的運(yùn)行有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，由于泵站運(yùn)行環(huán)境的特別，其排水結(jié)構(gòu)又相符復(fù)雜化，如果僅僅依照傳統(tǒng)模式開展管理工作，極易因暴雨惡劣天氣而導(dǎo)致內(nèi)澇等安全性問題。因此，為保證城市排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，加強(qiáng)排水泵站的優(yōu)化管理有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、城市排水泵站設(shè)計(jì)與建設(shè)中存在的問題

1建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、水平不統(tǒng)一

我國城市化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提升，使得泵站建設(shè)的要求也不斷提升，例如在技術(shù)性、專業(yè)性、選型、結(jié)構(gòu)等多方面都有著較為明顯的改變，但是城市泵站多數(shù)占地不大，其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)間差異性較差，明顯低于建筑群的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)中的水池設(shè)計(jì)顯然不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致產(chǎn)生水頭較高、運(yùn)行效率低、氣體污染、水體污染等情況。

2工藝選擇不合理

城市排水泵站的建設(shè)受區(qū)域內(nèi)地形的較大限制，部分泵站因是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所以經(jīng)常在開泵時(shí)出現(xiàn)跑冒情況。地形使得系統(tǒng)建設(shè)受限，水流易發(fā)生渦旋、回流情況，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)泥沙堆積，發(fā)生“死水區(qū)”的情況。而泵站跑冒則是因?yàn)榻ㄔO(shè)時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理、工藝選擇不合格，凸顯了管理層面的缺陷。

3水泵選型受習(xí)慣制約

由于水泵選型具有隨意性特點(diǎn)，往往會(huì)使得系統(tǒng)不合理，水泵選型包括流量、揚(yáng)程、環(huán)境溫度以及介質(zhì)特性等多個(gè)方面，這部分介質(zhì)的選擇需依照適宜的水泵，才可保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，但是長期實(shí)踐中我國水泵選型往往以習(xí)慣為主，對(duì)格柵清污機(jī)等選擇缺乏技術(shù)把控，導(dǎo)致運(yùn)行效率地下，大量資源被浪費(fèi)。

4泵站地下結(jié)構(gòu)形式、施工方式的選擇滯后性

在泵站結(jié)構(gòu)與施工工序的選擇中，依然以傳統(tǒng)方法為主，其傳統(tǒng)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面中：出水池與主機(jī)連接基礎(chǔ)高差較大，極易導(dǎo)致沉降的不均勻性；建筑的深基坑支護(hù)的經(jīng)驗(yàn)不足，或先進(jìn)成就未能應(yīng)用到泵站施工中。

二、城市排水泵站的優(yōu)化運(yùn)行管理分析

根據(jù)排水泵站的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)從管理手段的革新入手，強(qiáng)調(diào)泵站運(yùn)行氛圍和模式的創(chuàng)新與改善，以便更好的控制泵站的運(yùn)行。

1 自動(dòng)化控制

排水泵站的運(yùn)行管理過程中，自動(dòng)化運(yùn)行是重要目標(biāo)，不斷縮短泵站本身對(duì)設(shè)備的時(shí)間控制，通過直接和就地控制兩種方式，不斷促使城市排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并通過控制端將調(diào)控的指令發(fā)出，使得信息和數(shù)據(jù)能夠在最短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確傳輸至系統(tǒng)中，并自動(dòng)化創(chuàng)制相關(guān)條件。泵站的自動(dòng)化控制，使得系統(tǒng)能夠與排水監(jiān)控系統(tǒng)良好協(xié)作，通過流量參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化運(yùn)行。泵站的自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯，可依照排水系統(tǒng)的條件和實(shí)際情況，自主對(duì)設(shè)備中接收到的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并自動(dòng)向泵站發(fā)出信號(hào)，大大提升了泵站的可控化水平及其時(shí)效性。

2進(jìn)出水池效率優(yōu)化

再對(duì)排水泵站的進(jìn)出水池管理中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)效率的重要性，通過觀察水池運(yùn)行情況，提出針對(duì)性改進(jìn)建議，從解決回流、規(guī)避淤堵兩個(gè)方面展開優(yōu)化管理。首先應(yīng)當(dāng)將效率優(yōu)化這一概念樹立起來，并強(qiáng)調(diào)其高度重要性，對(duì)水池的運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)量，包括水池所處位置、池中淤泥量等，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)掌握水池的日常運(yùn)行情況，然后提出針對(duì)性的改進(jìn)方案，同時(shí)對(duì)池中氣體情況等進(jìn)行檢測(cè)，保證其運(yùn)行的絕對(duì)安全性，在所有指標(biāo)達(dá)標(biāo)后，將泵站的閥門閉緊。然后對(duì)水池進(jìn)行清理和抽水，消除池中氣體的干擾，在抽水作業(yè)完全達(dá)標(biāo)后，對(duì)池中氣體進(jìn)行二次檢測(cè)，保證操作過程的安全性。

3優(yōu)化泵站的功率因數(shù)

城市排水泵站的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的電力消耗，應(yīng)當(dāng)以優(yōu)化管理為原則，致力于降低泵站系統(tǒng)的無功損耗部分，考慮到系統(tǒng)功率因數(shù)的情況，可通過利用無功補(bǔ)償設(shè)備，碓系統(tǒng)功率因數(shù)進(jìn)行改善和優(yōu)化，并增加系統(tǒng)運(yùn)行的有用功，以節(jié)能降耗為目的減少系統(tǒng)運(yùn)行的無用功率。由于城市排水系統(tǒng)的不同泵站中，所需的無功補(bǔ)償相關(guān)裝備具有差異性，因此還需在其子泵站中設(shè)置相關(guān)跟蹤舍爾比，明確系統(tǒng)無功補(bǔ)償過程里的耗能狀態(tài)。對(duì)泵站功率因數(shù)進(jìn)行優(yōu)化管理有著顯著的實(shí)踐性特點(diǎn)，在泵站的整體運(yùn)行中十分重要，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境的優(yōu)化，同時(shí)還有效降低了電能總量的消耗。

三、城市排水泵站優(yōu)化中的控制措施

對(duì)排水泵站的運(yùn)行進(jìn)行控制，是運(yùn)行管理的重要優(yōu)化工作，既能夠改善泵站系統(tǒng)控制形式，同時(shí)還有利于提升其管理的精準(zhǔn)性與針對(duì)性水平。

1優(yōu)化水泵組合數(shù)量

在城市的排水泵站管理中，為提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，需根據(jù)泵站的實(shí)際工況，對(duì)水泵數(shù)量組合進(jìn)行優(yōu)化，通過不同數(shù)量、型號(hào)、功能的水泵，設(shè)置運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)泵站控制情況的改善。在通常情況下，水泵的組合數(shù)量，比較常見于大型泵站中，由于泵站組合、大小、數(shù)量均有所不同，其投入成本相對(duì)較高，因此，小型泵站中應(yīng)用不常見，如泵站監(jiān)控等，充分提下組合數(shù)量的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。

2 優(yōu)化水泵的運(yùn)行速度

要想提升水泵的運(yùn)行速度，需要從水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)中入手，使泵站運(yùn)行工況同預(yù)設(shè)一致，并基于此發(fā)揮提效、節(jié)能等作用。首先需對(duì)特性曲線進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，依照水泵系統(tǒng)的運(yùn)行速率，將調(diào)速范圍確定，并保證水泵速度N符合以下要求：

0.8n0≤n≤1.05n0，其中的n0指的是水泵初始轉(zhuǎn)率。當(dāng)前我國城市的排水泵站建設(shè)中，可根據(jù)變頻調(diào)速等技術(shù)，對(duì)水泵速度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

四、城市排水泵站優(yōu)化運(yùn)行管理案例

某座城市的排水泵站為16座，負(fù)責(zé)城市內(nèi)污水處理、抽升等多種工作，城市中多數(shù)泵站設(shè)備的建設(shè)年份較早，并且在后期使用和運(yùn)行中逐漸凸顯缺陷，因此，該城市通過泵站改造的方式，實(shí)現(xiàn)了排水泵站的運(yùn)行優(yōu)化。

該城市針對(duì)排水泵站進(jìn)行的改造重點(diǎn)包括：根據(jù)城市排水系統(tǒng)，對(duì)水泵設(shè)備進(jìn)行重新選擇，水泵需效率高、無堵塞，并對(duì)水泵架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，提升改造的可靠性特點(diǎn)；對(duì)系統(tǒng)有效容積進(jìn)行規(guī)定，考慮到城市發(fā)展情況和氣候條件等要素，對(duì)集水池進(jìn)行集中改造，根據(jù)規(guī)定適量擴(kuò)大水池面積，并提升其抽升能力，保持水池的系統(tǒng)性特點(diǎn)；新建出水井，該城市在泵站改造時(shí)，為降低運(yùn)行損耗，將水泵揚(yáng)程提升，并設(shè)置出水井以緩解系統(tǒng)壓力，提升泵站的安全性與可控性；安裝了進(jìn)水閥門，并使其反作用于受壓方向，將上游排水系統(tǒng)阻斷，使得下游泵站保養(yǎng)、維修等工作更加方便。

結(jié)束語：

城市排水泵站的運(yùn)行優(yōu)化，使得城市整體排水系統(tǒng)運(yùn)行得到提升，加強(qiáng)了系統(tǒng)排水安全性的有效控制，并大大降低了泵站運(yùn)行所造成的能源消耗情況，符合我國工程建設(shè)中的可持續(xù)發(fā)展理念。城市排水泵站的優(yōu)化管理，更加強(qiáng)調(diào)科學(xué)改造技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于提升系統(tǒng)的運(yùn)行和工作效率有著積極的推動(dòng)作用。

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作者簡(jiǎn)介：吳鐵栓，男，1960年2月出生，本科學(xué)歷，天津市濱海新區(qū)漢沽排灌管理站。