馬志峰 / 寧夏鹽環(huán)定揚水管理處
探討揚水泵站的發(fā)展與創(chuàng)新策略
馬志峰 / 寧夏鹽環(huán)定揚水管理處
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展, 為了合理解決我國水資源緊缺問題,逐漸開始加強建設揚水泵站,水資源緊缺地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉以及人畜飲水問題都得到有效解決。但由于社會信息化、自動化水平的提高,揚水泵站亟需進一步改進和創(chuàng)新,這樣才能夠更好的適應社會發(fā)展,滿足各方面需求。本文主要是對當前在揚水泵站中存在的問題、促進揚水泵站發(fā)展和創(chuàng)新的有效策略兩個方面做出了詳細的分析和研究。
揚水泵站;存在問題;發(fā)展;創(chuàng)新;策略
當前在揚水泵站當中存在的問題主要表現(xiàn)為自動化水平不高,難以匹配所使用的自動化設備,導致其運行安全及穩(wěn)定存在一定的問題,而且就運行管理工作來說,還沒有實現(xiàn)“無人值班”。這主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
一是大部分的泵站機組應用的都是單機雙吸臥式離心水泵,同時還需要配備相應的鼠籠式異步電動機,在這一機組中如果機型低于32英寸的話,應用的就是滾動式軸承;如果機型是32英寸或以上,大功率和小功率分別應用的是滑動軸承、滾動軸承。這樣一來,應用滾動軸承的機組就能夠直接啟動,不需要先盤車;應用滑動軸承的機組需要先盤車,然后再啟動,軸承在高速啟動的時候就不會受到損傷[1]。
二是一般都是由多個梯級泵站才構成揚水系統(tǒng),并需要承擔一定的灌溉任務,當灌水量出現(xiàn)變動后,工作人員需要及時調(diào)整輸水量,或者是增加/減少機組數(shù)量,如果不能很好的匹配站間渠系輸水量的話,就會直接導致整個系統(tǒng)停止運行,嚴重的話甚至會造成渠道決口,形成水患。
三是在開機之前,離心水泵需要向?qū)⑦M水管和泵內(nèi)氣體排水干凈,水泵不僅不能出水,還是引起震動。
四是大多數(shù)渠系支、斗渠供水閘都是需要相關人員在工作現(xiàn)場直接操作,但由于渠系配水困難、勞動強度大、渠道閘門多,可能會出現(xiàn)閘門關閉不及時造成灌水失控[2]。部分灌區(qū)在綜合改革農(nóng)業(yè)水價之后,安裝了自動量測水裝置和電動閘門,這能夠在一定程度上合理調(diào)整渠系配水。而自動化程度低就會產(chǎn)生較大的量測水誤差,導致用水戶形成意見。
五是泵站的自動監(jiān)測、人工測報、室內(nèi)溫控、室內(nèi)外照明等問題都還沒有得到有效解決,導致其存在較多隱患,還需要人工值班。
正是由于還存在著上述的這些問題,還難以實現(xiàn)“少人值守”、“無人值守”的運行管理模式,因此目前對主要的就是需要積極改進和優(yōu)化揚水設備,從根本上提高其自動化水平。
“無人值班”模式指的是借助各項先進通信技術、微型計算機等設備,有效結合泵站揚水設施,優(yōu)化揚水工藝流程,這是揚水泵站的重要物質(zhì)基礎和技術支持。在泵站中的所有揚水設備,不僅僅需要具備相應的揚水能力,同時還需要很好的結合通信及計算機系統(tǒng),構建信息自動化體系。
1.水泵。
水泵揚程在多級泵站中普遍較高,一般應用的都是單級雙吸臥式離心水泵,最高揚程和最大流量分別為120m、10m3/s。水泵是蝸殼式殼體,采用45號優(yōu)質(zhì)鋼筋調(diào)直熱處理,葉輪材質(zhì)為不銹鋼[3]。在確定泵站容量之后,應該盡可能的選擇大的單臺機組流量,數(shù)量可以相對減少。同時為了與梯級泵站站間配水更好適應,變頻機組揚程應該略高于計算揚程,流量則需要超過計算流量的20%,這樣一來就能夠直接實現(xiàn)梯級揚水系統(tǒng)輸水平衡,避免出現(xiàn)棄水問題,提高渠道行水安全。在變頻機組的統(tǒng)一輸水道中,還應該保證調(diào)頻一致,避免由于壓力差出現(xiàn)“搶水”問題,導致運行工況降低。還應該將溫度傳感器安裝到水泵軸體上,對軸承溫度進行實時測量,在每次啟動機組之前,都需要確定內(nèi)部的氣體完全排出。
2.電動機。
水泵運行的動力來自于電動機,在選型的時候需要綜合考慮到水泵轉(zhuǎn)速配套、軸功率、環(huán)境條件、安裝場所等因素,同時還需要考慮到泵站的無功功率補償問題,如果條件允許的話,可以配置相應的同步電動機設備。如果電動機型號比較小,就可以直接使用鑄造殼體,中型和大型電動機則是鋼板焊制殼體,但都需要加強對電動機通風散熱功能的考慮,自然通風散熱或強制通風散熱。將電動機的轉(zhuǎn)速與水泵轉(zhuǎn)速保持一致,分別在電動機出風口、電動機鐵芯、軸承、三相繞組內(nèi)部安裝2個溫度傳感器、2個溫度傳感器、1個溫度傳感器、2個溫度傳感器。另外還可以直接將鼠籠式異步電動機安裝在恒壓變量水泵中,不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)變頻,同時由于系統(tǒng)比較簡單,后期易于維護。
3.進出水閥門。
在選擇水泵進水出閥門的時候,一般都會使用蝶閥,這主要是由于該閥門啟動和關閉時間都比較短,使用壽命長、維護簡單,功率小。其中進水閥和出水閥分別為檢修用閥以及工作閥,其中檢修用閥可以使用手動或電動、手動兩用,工作閥為了避免在水泵停機后出現(xiàn)水錘問題,可以使用微阻緩閉液控蝶閥,通過對閥門關閉快慢、角度進行合理調(diào)節(jié)來避免這一問題的出現(xiàn)。其中需要注意的是,在選擇閥門的時候,必須保證其具有較高的可靠性與安全性,能夠有效保護管道、機組設備[4]。
在近幾年,隨著不斷發(fā)展的通信技術、計算機技術以及微電子技術,極大的促進了揚水泵站信息自動化發(fā)展。通過在泵站中應用通信網(wǎng)絡和計算機監(jiān)控網(wǎng)絡,就能夠從根本上改變泵站信息自動化技術,現(xiàn)代化揚水系統(tǒng)管理需求已經(jīng)不能得到很好的滿足。因此無論是在新建泵站,還是改造老站過程中,都必須加強對改造、創(chuàng)新泵站機電設備的重視程度,確保其能夠符合其信息自動化需求。在系統(tǒng)結構中,可以采用集中式、分布式相結合的形式,實現(xiàn)統(tǒng)一管理、調(diào)控各分散泵站,進行全過程遠程監(jiān)控,真正實現(xiàn)“少人值守”或“無人值守”。其中無論是在調(diào)度中心主控層(級)、泵站監(jiān)控層(級),還是現(xiàn)地單元控制層(級),都需要加強對通信方式的應用,保證揚水系統(tǒng)通信分散、面廣、多點的需求都能夠得到有效滿足[5]。
泵站管理主要是針對泵站活動實施、維護、運行等過程中所實施的管理措施,只有通過有效管理之后,才能夠獲得相應的效益,也是現(xiàn)實系統(tǒng)效益化、標準化、規(guī)范化、制度化的必然措施。特別是在信息自動化遠程監(jiān)控的泵站當中,加強管理是十分必要和關鍵的。首先需要制定相應的管理措施,這是各項管理措施得以實現(xiàn)的基礎保障。其次還需要加強對泵站工作人員的教育培訓,全面提高泵站工作人員的綜合素質(zhì)與專業(yè)技能,進而能夠更好的落實各項工作。最后還需要積極更新、優(yōu)化相關設備,有效提高設備運行的安全性和可靠性,不斷提高揚水系統(tǒng)設備的完好率。
總的來說,在發(fā)展、創(chuàng)新?lián)P水泵站的過程中,首先需要更新?lián)P水工藝,這是實現(xiàn)創(chuàng)新的基礎保障;其次需要提高系統(tǒng)自動化水平,合理應用各項先進技術與設備;最后需要強化泵站管理,從各個方面來促進其發(fā)展。
[1]張學英.探討揚水泵站電氣設備安全運行管理及其養(yǎng)護方法[J].農(nóng)業(yè)與技術,2015,35(24):71.
[2]田巍,張曉紅,沈俊江.HLZ直聯(lián)型立式混流泵在寧夏揚水泵站中的應用[J].寧夏工程技術,2014,13(02):151-153.
[3]柳德峰.揚水泵站中水泵和機電設備安裝管理的風險因素[J].北京農(nóng)業(yè),2013,(33):232.
[4]道華,朱文軍,劉福榮,岑少奇.揚水泵站大型水泵機組安裝流程和技術措施[J].中國科技信息,2013,(21):140-142.
[5]馬江鵬.寧夏紅寺堡揚水泵站自動化系統(tǒng)的組成及故障排除探析[J].北京農(nóng)業(yè),2012,(24):148.