淺談提高電力提灌供水工程裝置效率的措施

高興蕊

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730900）

現(xiàn)代社會快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平也得到了進(jìn)一步提升。要想增加農(nóng)業(yè)灌溉效益，就應(yīng)當(dāng)積極加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水利工程中電力提灌供水工程的建設(shè)，確保提水水泵運行的整體效率。與此同時，也要充分考慮當(dāng)前電力提灌供水工程運行與管理情況，制定科學(xué)可行的管理措施，提高動力設(shè)備的運行效益。電力提灌供水工程裝置很容易出現(xiàn)老化問題，這就需要相關(guān)部門深入分析工程裝置的實際使用情況，將老化設(shè)備及時更新?lián)Q代，并在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支持下，不斷完善電力提灌供水工程裝置與設(shè)備，應(yīng)用現(xiàn)代化手段，提高電力提灌供水工程裝置效率，助推農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展[1]。

1 農(nóng)業(yè)水利工程中電力提灌供水工程存在的問題

電力提灌供水泵站是當(dāng)前農(nóng)業(yè)水利工程中開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要供水設(shè)施工程，在抗旱救災(zāi)中具有重要作用，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定高產(chǎn)。但就當(dāng)前電力提灌供水工程的實際情況來看，仍然存在一些不足之處，例如裝置效率較低，所帶來的能源消耗較大，使得抽水成本較高，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。導(dǎo)致上述情況的主要原因包括以下幾個方面：第一，供水泵站設(shè)計不當(dāng)。水泵在平均揚(yáng)程下的工作點位置上長期運行，隨著時間的推移，水泵工作點也會逐漸偏離高效區(qū)域，使得泵站整體工作效率低下。另外，動力設(shè)備與水泵并不匹配，使得電機(jī)的運行效率偏低，能源浪費等情況時有發(fā)生。第二，未合理選擇設(shè)備裝置。在選擇設(shè)備裝置時，往往會受到經(jīng)濟(jì)條件的影響，從而導(dǎo)致設(shè)備與實際運行需求并不相符。同時，未使用高效的節(jié)能型水泵，也使得能源浪費問題較為嚴(yán)重[2]。第三，運行管理存在偏差。管理人員缺乏專業(yè)的電力提灌供水工程管理知識，對電力提灌供水工程裝置了解不夠全面，也并未對其積極進(jìn)行后期的維護(hù)與保養(yǎng)，進(jìn)而使得電力提灌供水工程整體效率較低。

2 電力提灌供水工程裝置效率提升措施

2.1 提高電動機(jī)工作效率

電動機(jī)是電力提灌供水工程運行的主要動力，只有在保障電動機(jī)效率的情況下，才能夠有效提高農(nóng)業(yè)灌溉效益。在選擇電力提灌供水工程所需的電動機(jī)時，要結(jié)合工程情況，選擇合適的種類與型號，確保電動機(jī)能夠支撐提灌供水工程運行。部分地區(qū)電力提灌供水工程建設(shè)與投入使用時間較長，裝置設(shè)備不夠先進(jìn)，甚至部分裝置老化，工作效率不高。因此，需要及時對電力提灌供水工程的電動機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代，將提升電動機(jī)的工作效率作為首要工作，積極選擇節(jié)能、高效的電動機(jī)。在選擇電動機(jī)時，要堅持電動機(jī)與電力提灌工程和裝置相匹配的原則，充分了解電力提灌供水工程的實際運行情況，結(jié)合實際需求綜合考慮電動機(jī)類型。如果發(fā)現(xiàn)電動機(jī)難以滿足電力提灌供水工程裝置需求，或者無法與其相匹配，則要根據(jù)具體情況作出調(diào)整，避免影響其他裝置的運行。在應(yīng)用過程中，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)與水泵保持一致，從而有效提高電動機(jī)的工作效率[3]。此外，恰當(dāng)調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)向，確保電動機(jī)與水泵轉(zhuǎn)向一致，并優(yōu)先選擇直接轉(zhuǎn)動法，使得電動裝置能夠得以簡化，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)動效率，延長電動機(jī)使用時間，實現(xiàn)電力提灌供水工程裝置效率的有效提升。

2.2 提高供水水泵使用效率

要想充分提高電力提灌裝置效率，就應(yīng)當(dāng)積極提高水泵的設(shè)計應(yīng)用效率，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，合理選擇水泵類型，在水泵的平均揚(yáng)程下，提高最終的使用效率。除此之外，還要積極改進(jìn)相關(guān)技術(shù)，不斷提高水泵的使用效率。在具體應(yīng)用過程中，要對水泵設(shè)備進(jìn)行定期維修與檢測，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決，減少水泵運行過程中的安全隱患。與此同時，也要積極更新現(xiàn)有水泵技術(shù)，不斷提高水泵的整體工作效率，保障電力提灌工程的有效運行。例如當(dāng)水泵與提灌供水工程不匹配時，就要立即作出調(diào)整措施：如果屬于小機(jī)大泵，那么要盡量降低水泵轉(zhuǎn)速，使得水泵的性能能夠與電動機(jī)性能相適應(yīng)；如果在提高水泵轉(zhuǎn)速時受到限制，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況合理調(diào)整電機(jī)或者選擇更換水泵。在安裝水泵時也應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇性能較好的零件，如果零件性能難以保障，就會直接影響水泵的具體應(yīng)用情況，水泵出現(xiàn)問題的概率也就會隨之上升；而性能較好的零件則能夠有效延長設(shè)備的使用壽命，提高水泵使用效率。除此之外，還應(yīng)核對水泵的安裝過程[4]。安裝過程會直接影響水泵的應(yīng)用性能，因此在計算水泵安裝高程時，可以采取線上真空高度的方式，減少汽蝕余量對水泵的影響，使水泵的性能與運行效率能夠得到顯著提升。

2.3 提高傳動裝置工作效率

傳動裝置直接影響著電力提灌供水工程的應(yīng)用效率，在開展提水工程作業(yè)時，首先，應(yīng)優(yōu)先采用科學(xué)合理的傳動裝置安裝方式。一般情況下，電力提灌工程傳動裝置主要采取直接傳動的方式，因此，應(yīng)當(dāng)合理選擇傳動方式，并確保傳動效率在1或者以上。其次，要保證合理安裝傳動裝置，在安裝傳動裝置的過程中，要確保電動機(jī)與水泵之間的連接同心同軸，但二者之間的間隙不可過大也不可過小，要盡量提高傳動效率。

2.4 提高管路使用效率

管路的使用材料、管徑、安裝質(zhì)量、安裝方式、管路流量等都會直接影響管路的使用效率，因此要想充分提高管路的應(yīng)用效率，可從影響管路效率的因素入手，減少管路使用出現(xiàn)的損失。首先，應(yīng)當(dāng)合理選擇管道材料。在選擇管道材料時，除了要考慮成本外，也要確保材料與管路的設(shè)計相符，保障管道設(shè)計的合理性。一般情況下，優(yōu)先選擇阻力系數(shù)小、內(nèi)壁更為光滑的管道材料，進(jìn)而降低阻力在管路運行過程中產(chǎn)生的影響，提高管路使用效率[5]。其次，合理選擇管徑，確保與工程項目相符合，在不影響工程項目運行的基礎(chǔ)上，確保其經(jīng)濟(jì)實用性?？梢愿鶕?jù)常見的經(jīng)驗方法來合理選擇管徑，提高實際應(yīng)用效率。最后，要想有效提高管路的實際應(yīng)用效率，還應(yīng)從隔離設(shè)計管路入手，確保管路的安裝與設(shè)計符合提灌工程的需求，降低安裝帶來的損失。在實際安裝管路的過程中，要根據(jù)設(shè)計方案選擇不同方法，如截彎取直法，這種方法能夠有效降低管路壁阻所產(chǎn)生的阻力，也能夠縮短管路長度。另外，還可以選擇減少管路附屬零件數(shù)量來提高管路運行效率。

2.5 提高進(jìn)水池與出水池效率

水池的工作效率影響著電力提灌供水工程裝置的效率，一旦水池進(jìn)出水效率未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，那么則會直接影響后續(xù)電力提灌供水工程的運行效率，不利于電力提灌供水工程的進(jìn)一步發(fā)展。要想提高進(jìn)水池與出水池的效率，就應(yīng)當(dāng)注意影響其的幾項因素，如水池形狀、深度、吸水管口、淹沒深度。與此同時也要及時清理進(jìn)水池與出水池的攔污柵欄，避免污染物堆積，影響工程的運行，甚至滋生出新污染物，造成二次污染。在選擇進(jìn)水池與出水池的形狀時，也要綜合考慮其大小與尺寸，以滿足電力提灌供水工程的相關(guān)要求，確保進(jìn)出水池在進(jìn)水、出水時，能夠保持水體的清潔，流態(tài)也更為均勻，進(jìn)而提高進(jìn)水池與出水池效率，為電力提灌供水工程整體工作效率的提高奠定良好基礎(chǔ)。

3 電力提灌供水工程裝置與信息技術(shù)的融合

電力提灌供水工程裝置與信息技術(shù)的融合，能夠構(gòu)建完備的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集與分析，設(shè)備信息的合理管控，優(yōu)化調(diào)度，管理決策以及應(yīng)急預(yù)案的制訂。信息化系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠保障系統(tǒng)各個功能得到全面應(yīng)用，價格更加合理，技術(shù)更為先進(jìn)，也使得電力提灌供水工程的維護(hù)更為便捷，推廣更為便利。在分布式結(jié)構(gòu)的使用下，將其分為泵站控制層、執(zhí)行層與中心監(jiān)控層。在各結(jié)構(gòu)管理層的使用下，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞，在現(xiàn)場總線技術(shù)的使用下，能夠?qū)崿F(xiàn)電力提灌工程與現(xiàn)場設(shè)備的有效連接，進(jìn)而形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的環(huán)境[6]。

3.1 信息化系統(tǒng)硬、軟件設(shè)計

3.1.1 硬件設(shè)計

在電力提灌供水工程信息化系統(tǒng)硬件設(shè)計時，可以將LPC2132作為核心控制系統(tǒng)，并設(shè)立外圍電路與數(shù)據(jù)存儲模塊、傳感檢測模塊、人機(jī)對話接口、GSM模塊，實現(xiàn)對泵站的全面管控，同時聯(lián)合數(shù)據(jù)處理中心模塊、EEPROM存儲電路與泵站信息檢測等模塊，加強(qiáng)系統(tǒng)管理，提高電力提灌供水工程效率[7]。首先在設(shè)計EEPROM存儲電路時，技術(shù)人員可以分別從主電源電路、輔助電路入手，使其與ARM7內(nèi)核芯片供電電壓相適應(yīng)，確保主電源模塊電路穩(wěn)定運行，并輸出24 V的直流電壓；而輔助電源電路則選擇12 V的鋰電池，一旦主電源無法充電，輔助電源就能夠及時供電。另外，電力提灌工作需要記錄累計抽水時間，選擇相應(yīng)芯片作為主要儲存裝置。在數(shù)據(jù)處理模塊，技術(shù)人員可以優(yōu)先選擇能耗低且更為平穩(wěn)的單片機(jī)LPC2132，使控制終端結(jié)構(gòu)更加緊湊，進(jìn)而降低成本與外界帶來的風(fēng)險，提高電力提灌工程裝置的運行效率。而泵站信息檢測模塊的設(shè)計，主要是綜合考慮電網(wǎng)穩(wěn)定性差帶來的影響，通過對電氣參數(shù)值的實時檢測以及對電機(jī)功率的有效計算，及時判斷電機(jī)運行是否超載，進(jìn)而作出精準(zhǔn)的判斷并采取措施，提高電動機(jī)的運行效率，保障電力提灌工程的效率。

3.1.2 軟件設(shè)計

電力提灌工程信息化系統(tǒng)軟件設(shè)計可以選擇ARM Developer Suit開發(fā)，使用JTAG仿真器，保障軟件設(shè)計的合理性，同時也要合理設(shè)計程序模塊化、GSM程序、LCD顯示程序等多個模塊。在應(yīng)用不同模塊化設(shè)計時，要綜合考慮泵站信息化需求，設(shè)計前臺程序與后臺程序，構(gòu)建無限循環(huán)管理體系，在循環(huán)中核查各個任務(wù)是否執(zhí)行到位，并對其進(jìn)行調(diào)度與管理。其中主程序是保障電力提灌工程軟件系統(tǒng)設(shè)計的核心，其在函數(shù)的支持下，能夠按照系統(tǒng)完成操作，實時檢測電力提灌工程的實際運行效率。在現(xiàn)代信息技術(shù)的融合下，無論是數(shù)據(jù)儲存還是通信機(jī)制的建設(shè)，都能夠保證各項信息的合理輸送與傳遞，精準(zhǔn)掌握電力提灌工程泵站的設(shè)計運行情況，結(jié)合現(xiàn)存問題采取針對性的解決措施，進(jìn)而提高使用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[8]。

3.2 信息化系統(tǒng)功能測試

3.2.1 終端功能

在完成電力提灌供水工程裝備信息化系統(tǒng)設(shè)計后，可以進(jìn)行后續(xù)LCD顯示模塊與GSM模塊的安裝，在保證信息化系統(tǒng)功能完善后，利用傳感器逐一測量相關(guān)數(shù)據(jù)，模擬參數(shù)，而后與AD轉(zhuǎn)換器相連接，準(zhǔn)確計算出液壓檢測值、電量參數(shù)值，確保電壓與實際需求相符合。傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對電壓與電阻的有效測量，在確保電壓值與信號最大值相對以后，保障終端功能的穩(wěn)定性，實現(xiàn)信號與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的有效連接，進(jìn)而精準(zhǔn)控制電力提灌工程裝置的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，最大化發(fā)揮出電力提灌供水工程信息化系統(tǒng)的管理作用，為提高效率做好充足準(zhǔn)備。

3.2.2 現(xiàn)場運行

電力提灌供水工程信息系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崟r檢測現(xiàn)場運行情況。將電動球閥開關(guān)與控制器相連接，實時檢測傳感器數(shù)據(jù)信息，同時也能夠有效檢測進(jìn)出水口壓力、電流電壓、抽水時間等多項參數(shù)，判斷電機(jī)是否正常運行及電機(jī)的運行效率，并針對問題采取相應(yīng)的解決方式[9]。如果電機(jī)確實存在問題，則應(yīng)當(dāng)主動將監(jiān)測參數(shù)上傳至主機(jī)，做好備案，及時解決潛在問題。另外，在動態(tài)化信息系統(tǒng)的監(jiān)控下，管理人員能夠?qū)崟r檢測泵站的實際工作情況，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離管理泵站，使得操作更為便捷。在信息技術(shù)的支持下，電力提灌供水工程設(shè)備能夠得到全面管理，同時也能減輕工作人員的工作壓力，在信息化系統(tǒng)的支持下，全面監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況，并及時作出調(diào)整，保障工作效率。

4 結(jié)束語

綜上所述，農(nóng)業(yè)水利工程中電力提灌供水工程需要應(yīng)用的設(shè)備與裝置較為復(fù)雜，要想提高電力提灌供水工程裝置效率，就應(yīng)當(dāng)深入到各個工作環(huán)節(jié)中，綜合提高整體工作效率，如提升電動機(jī)、水泵、傳動裝置、管路以及進(jìn)水池與出水池的使用效率。除此之外，電力提灌工程裝置效率的提高也會受到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的影響，因此要積極選擇節(jié)能減排類裝置，降低成本投入，并積極與現(xiàn)代信息技術(shù)相融合，構(gòu)建電力提灌供水工程信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)化管理，及時發(fā)現(xiàn)工程運行存在的問題并加以解決，進(jìn)而有效提高電力提灌供水工程裝置效率[10]。