小型泵站施工技术

小型泵站施工技术（共9篇）

小型泵站施工技术 篇1

摘要：泵站建筑物应根据不同类型泵站的特点、灌排渠系布置、水文、气象、地形、地质及水源与能源等条件, 在满足灌排要求的情况下, 进行合理布置, 达到安全、高效、经济的目的。本文就某小型泵站的施工技术作浅述。

关键词：泵站,施工技术,分析

某泵站按近期10年一遇24h设计暴雨1天平均排干标准规划流量为13.5m3/s, 安装3台1200ZLB-135型立式轴流水泵, 电机配用3台YL-450-12 240kW异步立式电动机, 总装机容量为720kW, 设计排水流量1 5.1 5 m3/s。

1 施工准备工作

(1) 施工前做好三通一平工作, 清除杂物, 对每个桩位进行探桩工作, 深度不小于2m, 有关地下管网, 线路要妥善处理迁移, 对四周建筑物在打桩前应作全面检查, 确保施工安全, 并做好排水工作。

(2) 放线精确控制, 建立自己的轴线网, 对轴线、红线进行有效控制复核, 采用测量控制网络以保证轴线定位准确。施工前放好每个桩位, 在桩位中心打一根短钢筋, 涂上红漆使标志明显, 在桩基础施工前要重新测定桩位。

2 施工排水系统

基坑开挖过程要做好基坑的截水、排水、降水工作, 基坑必须保持干燥, 地下水位稳定在基底50cm以下, 本工程施工范围内的土质较差、含水量较高, 为防止地下水浮力对基础施工的影响, 可采用轻型井点降水。因此在基坑土方开挖期间, 应每天坚持抽水, 以土体固结, 当挖至基底后应在基坑周边设排水沟和集水井。基坑底设置周边排水沟和集水井, 基底采用砼垫层, 壁采用砌块砌筑, 并应结合基坑底板垫层一齐进行。

为确保坑底和渗出的水能有序排出, 保证地下水位降至底板下500mm, 沿基坑纵横向中部设置盲沟, 盲沟采用素砼垫层, 120厚砖砌迭, 少用砂浆或不用砂浆, 内填级配碎石和粗砂, 沟底设坡度流向坑边的集水沟。

3 泵站施工技术

3.1 土方工程

为节约工程造价, 土方开挖过程中土方平衡非常重要, 尽量采用挖填结合。上游围堰利用基坑开挖土进行填筑, 下游围堰利用大堤破除的土方进行填筑, 对基坑开挖的土方进行合理利用, 弃土与回填土分开堆放, 待泵房及进出水侧土方回填时便可利用, 不足部分利用外调土方回填。土方填筑必须在基础处理、隐蔽工程和基坑清理等验收合格后才能进行, 验收合格的堤基应及时填筑。

根据填筑部位的不同, 采用不同的压实方法, 确保回填土方达到设计要求。土方填筑采用120推土机整平压实, 压实后干密度达到15.5kN/m3, 且压实度不小于0.92, 建筑物周边的回填土用人工和小型机具夯压密实, 压实后的干密度不小于15.5kN/m3, 粘性土压实度不小于0.96, 砂性土相对密度不小于0.7。

3.2 模板工程

采用组合钢模板施工, 局部止水处采用木模板在加工场按图纸配制, 检查合格后运至现场安装。木模板表面应刨光, 安装前涂刷隔离剂。木模面板25mm厚松木板, 背筋都为50mm×100mm扁方。模板采用地垅木固定, 模板木支撑水平向夹角不得大于40℃, 安装好后, 现场检查安装质量、尺寸、位置均符合要求后, 再进行下道工序施工。模板之间拼缝要严密, 螺栓应拧紧、无松动。围囹采用双道钢管。闸墩头半圆模板采用定型钢模。模板安装后要反复校对垂直度及几何尺寸, 其误差应严格控制在施工规范允许的范围内, 且牢固稳定, 平整光洁。钢筋、预埋件、预留孔、门槽、止水等高程与中心线要反复校核, 在准确无误后方可浇筑砼。

3.3 钢筋工程

钢筋在内场加工成型, 现场绑扎定位, 上、下层钢筋片间用工字型钢筋支撑, 支撑与上、下层钢筋网片点焊, 以确保网片之间的尺寸。下层钢筋网片垫砼垫块, 垫块强度不低于底板砼, 以确保钢筋保护层, 支撑间距不应大于1.5m。需要焊接的钢筋现场焊接, 为加快施工进度, 直径14mm以下的钢筋尽量采用搭接。

3.4 止水

模板立制时, 在设计位置安装止水, 使止水嵌固于模板中, 另外应用小木板固定止水, 使其在砼浇筑过程中不移位。铜片止水的连接需要根据施工图的规定, 搭接长度不小于20cm, 采用咬接或搭接并采取双面焊, 橡胶止水搭接长度不小于10cm, 采用氯丁橡胶粘接法, 搭接面平整, 人工挫毛, 层间均匀刷涂胶水。胶接后, 采用特制铁夹固定夹紧, 加压时间不得少于24h, 橡胶止水和铜片止水的型式、尺寸满足设计要求, 各种物理性能应符合有关规定。

伸缩缝的砼面层应完全清除干净, 并涂抹一层沥青玛蹄脂防止缝面之间的粘接, 以达到结构有伸缩变形时不损伤砼的目的。伸缩缝填沥青木板, 沥青木板提前制作成型, 钢筋绑扎前用热沥青粘贴于砼面层, 并妥善保护, 使其与两次浇筑的砼都能紧密结合。

对已安装的止水设施, 应加以保护, 以防意外破坏, 在止水片附近浇砼时, 应仔细、认真振捣, 不得冲撞止水片, 当砼即将淹埋止水片时, 应清除其表面污垢。嵌固止水片的模板应适当推迟拆模时间, 防止止水产生变形和破坏。

3.5 混凝土工程

(1) 混凝土运输。

混凝土自搅拌机中卸出后, 应及时送到浇筑地点。在运输过程中, 要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。如混凝土运到浇筑地点有离析或初凝现象时, 必须禁止使用。混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间, 不宜超过规定。

(2) 混凝土浇筑与振捣要求。

(1) 混凝土自斗口下落的自由倾落高度不得超过2m, 浇筑高度如超过3m时必须采取措施, 用串桶或溜管等。

(2) 浇筑混凝土时应分段分层连续进行, 浇筑层高度应根据结构特点、钢筋疏密决定, 一般为振捣器作用部分长度的l.25倍, 最大不超过50cm。

(3) 使用插入式振捣器应快插慢拔, 插点要均匀排列, 逐点移动, 顺序进行, 不得遗漏, 做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.5倍 (一般为30cm~40cm) 。振捣上一层时应插入下层5cm, 以消除两层间的接缝。平板振动器的移动间距, 应保证振动器的平板覆盖已振实部分的边缘。

(4) 浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇, 其间歇时间应尽量缩短, 并应在前层混凝土凝结之前, 将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定, 一般超过2h应按施工缝处理。

(5) 浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况, 发现问题应立即处理, 并应在已浇筑的混凝土凝结前修正完好。

(3) 混凝土养护。

混凝土浇筑完毕后, 应在12h以内加以覆盖和浇水, 浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态, 养护期不少于两周。

(4) 浇筑时注意要点。

(1) 浇筑混凝土时, 应注意防止混凝土的分层离析。混凝土由料斗内卸出进行浇筑时, 其自由倾落高度一般不宜超过2m。

(2) 浇筑混凝土前, 承台底部应先填以50mm~100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆。承台混凝土的水灰比和坍落度, 应随浇筑高度的上升, 酌予递减。

(3) 浇筑混凝土时, 应经常观察模板、支架、钢筋的情况, 当发现有变形、移位时, 应立即停止浇筑, 并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。

4 结语

泵站的施工质量关系到居民生活的长治久安, 在施工过程中, 必须层层把关, 做到最好, 同时, 应提高施工技术人员的技术素质、责任心, 为城市发展提供更高的服务。

小型泵站施工技术 篇2

一、可敞式进水池设计

一、设计要求。*****************************************P118中

二、主要尺寸。

1、进水池宽度B,一泵一池。B取2—2.5D。**************P119上

2、喇叭口的悬空高度z********************************P119下对中小型泵站，悬空高建议取（0.5-0.7）D<离心泵小泵取小值><轴流泵大泵取大值>

3、进水管口的淹没深度HS =(1-1.4)D*******************P120中下

4、后壁距X,X采用（0.5-0.75）D。实际为管边至后壁0.25D***P125上

5、长度L，L取（5-8）D**************************P125下

二、淹没式出水池设计

1、出水管出口的直径确定***********************************P139下

对于中小型泵站，一般控制出水管出口流速在2.0-2.5m/s的范围比较合适。对于扬程在3m以下的低扬程轴流泵站，出口流速宜取小位。对离心泵站，出口流速可取2.5-3.0m/s。

2、出水池宽度B的确定*************************************P140中上出水池宽度B=(n-1)δ+n(DO+2b)

式中n-------出水管数。δ----------隔墩厚度。DO------出水管口直径

b-------出水管至池壁或边缘的距离。根据管道安装或拍门安装的要求，管边净间距不宜小于D。

3、管口淹没深度**************************************P140下—P141上管口最小淹没深度不应小于0.1m，出口水位可与管口上缘齐平。4管口下缘与出水池底距离边距h下的确定********************P141中

为方便出水管道与拍门的安装，一般用采用h下≥（0.3-0.5）m。

5出水池高度H的確定*************************************P141中下

H=H1-H4=出水池墙顶高程-出水池处底高程

H1=H2+α.式中H2：最高水位，α：安全超高

6、出水池长度Lk的确定***********************************P141下-P143

经验公式Lk=Kh0.5淹maxK=7-(2.4hp-0.5)0.5D0hm

式中k--------经验系数，hp---------底坎高度，m--------底坎坡度。

7、渐变段Ln的确定**************************************P144中 BbLn=B-------出水池宽度 2tan2

b-------出水渠道底宽

8、护砌长度L护的确定************************************P144中下

9、出水池内水跃校核*******************************P144下-P145下

10、压力水箱的结构尺寸**********************************P146下

三、进出水池设计参数尺寸

1、正向进水直线型进水池最值几何尺寸*********************P1262、不同泵型正向进水于直线型开敞式设计参数尺寸***********P128中上

3、淹没出流正向式出水池设计参数尺寸*********************P146下

四、泵房主要尺寸的确定

泵房内设备间最小间距****************************P168 表10-2 泵房机组布置间距********************************P168 表10-3

一、干室型泵房主要尺寸

1、设备布置要求***************P174中（必须做到(1)-(5)）

2、主要平面尺寸参数

离心泵 ：图10-13P172下

表10-4P173下

混流泵 ：图10-14P173上

表10-5P174上

3、各部分高程确定：图10-15P174下----P176上

二、湿室型泵房的主要尺寸：

1、主要平面尺寸参数：轴流泵：图10-16P177下

表10-6P177中上

小型泵站施工技术 篇3

关键词：小型排灌；排泵站；工程现状

中图分类号：F207 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）03-0145-02

近年来，在我国经济水平不断提高的条件下，人们的生活水平也在不断地提高。人们对水资源的需求在不断地增加，给生态环境带来了一定的破坏。排灌泵站作为提高农村经济发展水平的基础设施，能够有效地解决水资源短缺、洪涝灾害以及水环境恶化等问题。通过运用小型的排灌泵站工程，对于促进水利建设朝生态化、现代化、资源化以及可持续发展的方向发展具有至关重要的意义。本文结合某市的小型排灌泵站工程实际情况进行详细的分析。

1 南海区里水镇的小型排灌泵站工程建设概况

某市具有优越的地理位置和明显的区位优势，其总土地面积约为148平方公里。在里水镇，小型排灌泵站工程在全镇分布得较多，200kW以上的有18处泵站，一共有排灌泵站机43套。里水镇的排涝总面积为12万亩，排灌结合面积约为1万亩。本镇的小型排灌泵站在建设的过程中施工条件比较简陋、并且要求的建设标准也较低。在实际的运行过程中，受到投资经费不足、维修不及时以及不能进行改造等因素的影响，导致泵站的排灌能力不强，降低了排灌效益，并且不能有效地保障泵站设备的安全稳定运行。

2 小型排管泵站工程的建设现状

2.1 泵站设备存在老化现象

由于以往在建设泵站工程时，具有一定的盲目性、突发性特点，进而在没有对泵站规划进行严格论证的前提下，导致泵站的设计和布局不够合理、规范。另外，受到施工环境恶劣、设备技术水平不高、配套设施安排不合理等因素的影响，不能充分地将泵站工程自身具备的经济效益完全发挥出来。部分泵站设备长期不间断地运行，一定程度上减少了泵站设备的使用寿命，没有足够的资金对设备进行维修改造，提高了泵站的故障率，严重影响了农田的排涝和灌溉工作。除此之外，泵站设备机组出现老化现象、水泵汽腐蚀程度较高，进而在运行过程中产生很大的噪音，使温度不断升高，降低了运行的安全性和可靠性，最终影响了泵站自身作用的

发挥。

2.2 管理水平不高

长期以来，我国遵循的用水思想具有无偿用水的特点，并且水利工程建设的管理体制、运用的管理方式不够新颖，具有一定的落后性，严重阻碍了水利工程的快速建设。另外，水利工程存在着注重建设、轻视管理的现象，并且建立的大多数水利工程属于农村集体管理的形式，具有统一管理、统一使用的特点。但是农村集体管理的经济意识不强，不注重泵站的日常维修、维护工作。特别是对泵站进行维修改造时，缺乏足够的资金投入力度，不能对其进行及时的维护和更新，进而导致其设备的安全稳定运行存在着很多问题。此外，由于水利工程没有明确的管理主体，进而给水利工程自身的效益带来严重的影响。

2.3 技术水平低

由于在农村建设泵站工程，位置比较偏僻，交通也不方便，总体建设水平不高，进而不能吸引专业知识丰富、技术能力强的工作人员，并且泵站工作人员自身的文化、技术水平不够高。另外，技师和技工比较缺乏，尤其是缺乏熟悉、精通电气的专业人员，其不仅不能很好地满足现代管理化的需求，而且不能对泵站进行及时的改造，还不能推广使用新工艺、新技术、新材料和新设备。特别是对于小型排灌泵站来说，其只在开机的过程中运用专业的技术人员，但是在实际的管理过程中没有安排专业能力强、懂业务以及技术知识丰富的人员，导致泵站存在很多的安全隐患。

3 小型排灌泵站工程问题的应对方法分析

3.1 对排灌泵站工程进行合理的规划设计

通过对排灌泵站进行科学合理的规划和设计，能够有效地将泵站工程自身具备的经济效益充分地发挥出来。首先，各级政府要严格地依据我国的相关规范文件，有计划、目的地将泵站工程的更新、改造工作纳入到基础建设项目中，并且还要制定相关的扶持补贴政策，及时对泵站设备进行改造，有效地将泵站工程的经济效益发挥出来，更好地促进农村经济的发展。另外，在对排灌泵站工程的建设现状进行分析后，对泵站的整体建设进行规划，合理布置泵站的灌溉布局，对于规划不合理、布局不科学的泵站及时进行调整。在对泵站工程的设计部门进行规划时，要对现场的实际情况进行分析，科学地布局，合理地规划，最终将泵站工程的整体效益发挥出来，达到抗灾保丰收的目的。

3.2 增强排灌泵站设备的维修力度

虽然排灌泵站设备的使用频数不多，但是其运行时间较长，需要对其进行定期的维修和保养。例如定期地对水泵、变压器以及电动机等设备进行检查、保养和维护；不定期地对泵站机械设备的零部件、泵站的配电设备等进行检查和维护。这样能够最大程度地降低泵站设备的故障率，使其能够稳定运行。另外，还要对建设的水站工程是否存在裂缝、是否出现位移、护坡是否出现坍塌现象、设备的开关设备是否能够顺利开关、电气设备的操作动作是否正常、拦污栅是否出现破损以及是否在设备的运行之前定期进行润滑和清理等各个方面的情况进行检查，最终有效地保证其能够顺利、正常运转，延长排灌设备的使用寿命。

3.3 加强泵站的管理，有效提升整体管理水平

为了更好地对泵站进行管理，要求水利工程运用三分的力度进行建设，用七分的力度进行管理。通过制定有效的泵站管理规范制度，转变管理方式，提高水泵工程的安全、稳定运行，使泵站管理朝现代化、制度化、专业化的方向发展。

3.4 制定奖惩措施，提高泵站工作人员的积极性

针对目前泵站的发展现状，对其进行改革是十分有必要的。通过对其进行相应的改革，将管理和养护工作互相分离，运用定编定员的方式，并制定奖惩机制，提高泵站工作人员的工作积极性，达到权责分明的效果。另外，通过制定相应的泵站管理规范、值班制度以及交接班制度等制度，对工作人员定期进行考核，提高其自身的责任心，极大地提高其工作积极性，发挥他们的主观能动性，最终将工程效益发挥出来。

3.5 加大培训力度，提高工作人员的专业技能

人作为泵站管理的主体，对于泵站管理的质量水平具有直接影响。因此，需要建设一支专业技能水平高的排灌施工队伍。为了提高泵站管理人员的专业技能水平，需要加大对其的培训力度。对泵站管理人员主要对泵站工程的自身结构、存在的问题以及发展现状等内容进行培训，并培养其对泵站设备的检查、养护、观测、维修以及控制等方面的技术。在培训过程中，还要对员工自身的学习能力和接受能力进行了解，对其各自职责进行准确定位，各司其职，将自身的最大潜力发挥出来。另外，对于人才流失问题进行解决时，可以通过健全失业、医疗、养老以及住房公积金等各个方面的制度，增加工资福利待遇，保障企业职工的生活。

4 结语

总之，在人们水资源需求不断加大、资源形势日益紧张的环境下，通过建设泵站工程管理，对于解决能源资源的短缺、水资源的缺乏、供水短缺以及生态环境恶化的问题具有十分重要的意义。因此，各地政府要引起对小型排灌泵站工程建设的重视，加大政府支持力度，对其进行定期改造，最终有效地提高泵站建设的经济效益，为农业的发展提供有力的保障。

参考文献

[1] 申永民，刘铁柱.小议灌区水利工程管理现状及应对措施[J].科技创新导报，2010，1（36）：125.

[2] 彭辉，仇宝云，董波.农村小型泵站建设管理存在的问题分析与对策研究[J].江苏水利，2013，10（9）：136-137.

[3] 梅觉坤.浅谈小型排灌泵站工程现状与应对措施[J].城市建设理论研究，2012，14（3）：58.

中小型泵站智能化技术改造探讨 篇4

1.1 泵站动力机的选型

农用排灌动力机主要采用交流异步电动机和交流同步电动机两种类型,同步电机具有能够补偿电网无功功率和稳定工作的优点,但是同步电机辅助设备较多,控制环节复杂,因而成本大、运行故障率较高,仅用于大型泵站中。与同步电动机相比异步电动机具有结构简单、没有励磁系统等辅助设备、控制系统简单、运行操作方便、可靠性高、投资省等优点,但异步电动机的缺点是起动电流过大、功率因数偏低,所以对电源容量和起动方式有一定要求。

随着农村供电电网的不断改造,现在农村供电电网多以10kV和35kV电压等级为主,而随着电机绝缘技术的发展,高电压电机生产技术已非常成熟,6kV和10kV交流异步电机的造价已相差无几,因此在价格上差别较小。如果选用10kV交流异步电机,则在供电系统接线方案和造价上具有较大优越性,加之异步电机变频调速技术的采用减少了低速电机由于极数过多造成的功率因数低下的问题。因此异步电动机正逐步取代同步电机而成为泵站动力机的首选电机。所以在电机选择额定电压为10kV交流异步电机。

1.2 电动机的起动方式选择

电动机的传统起动方式一般有降压起动和直接起动两种方式,直接起动要求电机功率不能大于电源容量的30%,降压起动一般采用Y/△变换软起动、自耦变压器软起动等。随着电力电子技术和微机控制技术的发展,出现了用于电动机起动的软起动技术。

软起动器采用三相正反并联晶闸管作为调压器,通过改变加到晶闸管上的触发脉冲角,使晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机平稳加速,实现平滑起动,降低了起动电流,待电机达到额定转数时,软起动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,电动机在额定电压正常运转。软起动器同时还提供软停车功能,软停车与软起动过程相反,电压逐渐降低,转数逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。基于软启动方式的优越性以及装置技术成熟和造价不高的优点,需要降压起动的电动机选择使用软起动。

1.3 电动机调速方式选择

水泵变速调节方法可分为两类:一类是电动机转速不变,通过动力机与水泵之间的传动装置调速,即改变传动装置的输出转速来改变水泵的工作转速。另一类方法是通过改变动力机自身转速,从而实现水泵的转速调节[1]。

2 泵站智能控制技术

泵站智能控制技术主要是根据河道水位的变化自动进行水泵工作与否的操作,通过智能式水位实时监测系统[2]实时监测河道水位,并将水位高度转化为电压信号,控制电机起动、停止开关的操作,以实现泵站的智能控制。根据河道水位超过警戒水位的多少,水位实时监测系统可以产生多个电压信号,以控制参与运行的水泵数量和调速方式。电动机的控制采用手动和自动并联联锁控制的方式,手动方式是在自动控制设备故障时的应急操作措施。智能式水位实时监测系统主要由下位机和上位机两部分组成,下位机完成对水位高度的进行实时监测,形成电信号与上位机之间的串行通信,上位机主要完成采集信号的传输、处理。

2.1 智能式水位实时监测系统

2.1.1 传感器及信号调理电路。

水位传感器选用Motorola公司的高精度X型硅压力传感器。传感器的水位信号经MPX压力传感器变为电信号,再送入放大电路,进行调理后输出到A/D模数转换。

信号调理电路的工作电源VDD2由间隙性工作的电源管理线路提供,而MPX压力传感器的工作电压由HT7130-1电压调整器调整成3V电压提供。

2.1.2 单片机及外围线路原理。

水位监测系统下位机由单片机及外围线路组成。其中单片机选择了PHILIPS公司近期推出51LPC系列中的P87LPC764 OTP单片机,该系列单片机采用80C51改进型MCU、增加了WDT看门狗、I2C总线及PWM输出。

存储器可选用新型由MEGAWIN公司生产的低功耗、大容量串行e-Flash存储器MM36SB020。实时时钟芯片选用了PCF8563,低工作电流:典型值为0.25μA，大工作电压范围:1.0～5.5V,所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递。A/D转换器选择了八位三线串行A/D转换器TLC8031CP,其分辨率为1/25,达到了系统技术指标的要求。同时选择了MAX6129＿EUK25-T超低功耗、串联型电压基准为A/D提供2.5V基准电压。RS232串口驱动芯片采用了MAX232并通过串行中断的方式现实上下位机的通信连接。

2.1.3 下位机软件设计。

下位机软件的设计主要包括主程序及串口中断服务程序的设计。主程序流程图主要包括VDD2上电延时、PCF8563时钟信号读取及贮存、水位数据采样及处理、PCF8563计数定时启动、掉电状态进入程序、掉电状态中断唤醒程序等模块组成。

2.2 电动机电气控制改造

根据河道警戒水位、流量以及水泵排水流量,确定水泵运行水位条件,如有三台机组,则分别确定一台、二台及所有水泵运行的水位条件,以此确定智能式水位实时监测系统应提供电压信号大小,分别作为三台水泵开关操作系统的开启信号,电机控制线路的改造可直接利用监测信号通过PLC形成控制电路,也可在原来控制电路基础上,在各个电机开关操作控制线路中并接由开启信号控制的继电器常开触点,并和手动控制回路进行联锁,实现两种控制方式互锁控制,以使在智能系统出现故障时可通过手动控制方式进行控制。

3 总结

通过以上改造的泵站智能控制技术,可全天候自动工作,可以达到无人值班、少人值守的目的,有效减小洪涝灾害的危害。

摘要：在泵站技术改造中,主要就动力机选型及智能控制方式方面进行了探索,提出在对河道水位进行智能监测的基础上对动力机采用智能控制,以达到无人值班、少人值守的目的,有效减小洪涝灾害的危害。

关键词：泵站技术改造,智能控制,水位实时监测

参考文献

[1]潘玲,徐得潜.关于供水泵站的优化选型问题[J].中国农村水利水电, 2006(10).

农村小型泵站的水泵选型分析 篇5

1 农村小型泵站的水泵选型依据

水泵的选择和使用必须以泵站的扬程和流量为基础。而农田灌溉过程中, 水泵的选择则主要是根据地形的实际情况和蛇根草需要为标准。

1.1 水泵选型的原则

①水泵的流量和扬程必须满足农田灌溉的射进标准和要求。同时, 泵站的扬程设计必须与水泵实际运行的工作点为基础, 确保泵站最高及最低扬程满足泵站运行工作点的设计要求, 才能将泵站的作用充分发挥出来。

②水泵的选择不仅要满足泵站扬程、流量变化的需要, 而且质量必须符合相关的要求。如果可选择的泵型较多, 则应在考虑经济因素的基础上择优选择。如果所选产品无法满足泵站设计要求时, 必须另行选择新型产品, 同时必须对新型产品的性能进行相应的试验, 在确定其符合泵站设计要求之后才能选用。如果泵站的扬程变化相对较大, 则应选择Q-H曲线陡降型的水泵;反之, 如果泵站流量变化相对较大, 则应选择Q-H曲线平缓的水泵。

1.2 水泵参数的确定

1.2.1 扬程。

所谓的扬程, 指的是水泵进水口与出水口之间的压力差[1]。其实际的数值指的是两水面实际的垂直差于水在传导管流动过程中产生摩擦造成的损失的扬程之和, 并不是通常所说的提水高度, 其对于水泵的选择极为重要。在选择水泵时, 其扬程的选择应为提水高度的1.15~1.20倍, 如果水源处到用水处的垂直高度为20 m, 那么所选择水泵的扬程应在23~24 m。水泵名牌上的扬程与实际所需扬程越接近, 其使用率也就越高。但是, 不应要求其绝对相等, 只要其偏差不超过20%, 就可以实现水泵的节能运行。

1.2.2 流量。

单位时间内抽取水量的体积或者质量就是水泵出水量。如果水泵出水量过大, 那么将会增加水泵购置的费用。因此, 必须根据自身实际情况, 合理选择水泵的出水量, 才能在有效降低水泵购置费用的基础上, 最大限度地发挥出水泵的工作效率。

1.3 配套动力选择

一般小型农用水泵都采用的是电力和柴油机动力2种形式, 而动力形式的选择必须以实际使用情况及动力配置为基础。

1.3.1 电动机选择。

一般选择的是鼠笼型水泵, 如果电网容量较小, 则应选择绕线型水泵。而干燥且灰尘较少的地方, 大多采用防护式水泵;尘土飞扬且水花四溅的环境下, 应选用封闭式水泵。如果水泵长期处于均匀负荷运转状态, 则电动机的选择应采用连续工作制, 同时确保其转速与用水量保持一致, 以便于水泵的正常启动。另外, 在选择水泵时还必须根据使用地电源的情况选择单相火灾三相, 如果使用地没有三相电源, 则必须选择单相水泵, 在有三相电源的情况下应尽可能选择三相水泵。

1.3.2 功率选择。

选择电动机时, 必须确保其功率等于配套水泵的1.0~1.3倍;假如需要配备柴油机, 那么其功率应等于水泵所需功率的1.3~1.5倍。电动机配置过大, 则会出现浪费能源的现象;如果过小, 则会因为超负荷运转而导致电动机被损坏。

2 农村小型泵站的水泵选型方法

2.1 单纯抽水或液体

如果水泵只是用来抽水或者其他溶液, 那么所选择的水泵就必须具备自吸功能, 同时对水泵的流量和输出电压也有相应的要求;如果所抽取的是水或者非油性介质, 那么要求水泵必须具备自吸功能;假如对水泵的流量要求较大而对压力要求不高, 那么应选择噪音小、寿命长、自吸吸程相对较高的水泵;如果对水泵流量要求不高但对压力要求较大, 那么就必须选择ASP、HSP等系列水泵。

2.2 水气混合场合

如果水泵是用来抽水或者气体, 其要求体积较小、噪音较低、满足连续使用的要求, 同时在无人看管的情况下可以长期空转的水泵。首先必须选择水气两用型且可以长期空转, 同时满足体积小、噪音低等要求, 但是其对于水泵的流量、扬程等要求相对较低。在使用小型水泵抽真空时, 经常会出现液体进入泵腔的现象, 因此要求所选择的水泵必须具备即可抽水又可抽气的功能。在使用小型水泵抽水时, 经常会出现水泵干转的现象, 很多传统水泵都不具备干转的功能, 而长时间干转必然会造成水泵被损坏。而PHW系列产品不仅将真空泵与水泵的所有功能集成在一起, 而且满足了即可抽水又可抽气的要求。不管是在哪种状态下工作, 都属于其正常的工作范围, 即便是出现了干转现象也不会造成水泵被损坏。

2.3 单纯抽水或液态, 不要求自吸能力

如果所抽取的介质中含有少量油分、固体颗粒或者残渣, 选择水泵时必须选择流量相对较大的水泵, 这样才可以将介质中的杂质顺利抽出。但是必须注意的是, 此类介质的粘度不能太大, 而且不能有缠绕物。但是, 水泵在工作的过程中可以允许介质中含有少量油分, 但切记介质不能全部都是油, 否则将会对水泵造成严重的损坏, 并造成不必要的经济损失。

3 农村小型泵站节能措施

3.1 皮带传动节能措施

皮带出现松弛现象的话将会对水泵运行的转速造成不利的影响。研究发现, 如果皮带出现松弛现象, 水泵的运转速度将会降低10%, 同时水泵的流量、扬程也会分别出现10%和19%的降幅, 这一现象的出现将会导致泵站无法满足实际的调水要求而影响泵站的运行效率。如果皮带张力处于正常状态, 那么其滑率应在0.5%~1.0%, 此时其传动效率将会达到96%以上;反之, 如果皮带出现松弛现象, 那么其滑率则会增至4%~8%时, 此时其传递效率则分别为92%和84%。因此, 泵站在实际运行的过程中, 必须及时调整皮带松紧度, 确保皮带滑率在正常的范围内, 才能确保泵站运行效率的稳步提高。

3.2 水泵运行管理节能措施

水泵在实际运行管理的过程中, 必须做好以下工作, 才能促进水泵节能运行效率的提高。一是水泵的维修保养必须及时, 一旦发现零件损坏, 必须及时予以更换。如果水泵叶轮出现破损, 将会对水泵性能的发挥造成影响, 导致水泵运行效率降低。因此, 必须定期检查和保养水泵叶轮, 才能确保水泵的高效运行。二是控制密封间隙。在检修过程中对磨损严重且失去弹性的填料函必须及时进行更新, 才能有效降低汽蚀和泥沙磨蚀对水泵造成的影响, 从而将水泵的节能作用充分发挥出来。

3.3 管路运行管理节能措施

首先, 加强管路巡查与维护, 确保管路密封性能。如果伸缩缝止水破坏或者管路出现破损, 将会导致负压处空气进入管道, 同时造成正压处管路向外渗水, 这样不仅会降低水泵运行的效率, 而且会引起水泵机组的振动。所以, 必须进一步加强水泵机组的巡查力度, 以便及时发现问题并修复问题, 从而大大降低能耗。其次, 水泵在实际运行的过程中必须确保其管路闸阀处于全开的状态, 切记不可运用改变闸阀开度的方式来调节水泵流量。

3.4 进出水建筑物运行管理节能措施

一是运行调度确保对称运行。如果机组出现不对称运行, 将会引起水池主流出现偏斜的现象, 从而导致不对称扩散现象的发生。所以, 如果泵站运行机组较多, 必须采取对称开机的方式, 才能改善进水流态, 促进泵站运行效率的提高。二是及时清除进水池及拦污栅前的污物。如果进水池中杂物较多, 不仅会导致水泵运行效率下降, 而且会造成水量不足, 造成泵站运行效率降低。所以, 必须采取设置拦污栅的方式, 及时拦截水中的杂物及淤泥等, 才能将其对泵站运行的影响降至最低。

4 结语

由于小型泵站的节能改造价值相对较高, 而且产生的经济效益非常显著。因此, 必须充分重视小型泵站的节能改造工作。根据本站运行的实际情况, 科学合理地选择水泵, 才能在促进泵站运行效率全面提高的基础上, 提高泵站的社会效益和经济效益。

参考文献

影响小型泵站效率的因素浅析 篇6

1 渠道对泵站效率的影响

小型泵站渠道对泵站效率的影响是一个很容易被忽视的问题。渠道设计合理与否直接影响渠道的过水能力、渗漏, 尤其是经过长期运行的泵站, 渠道对泵站效率的影响就更为显著。

1.1 引渠末段的长直段偏短。

从水流状态来看, 一般要求引渠末端要有10倍水面宽的长直段, 以保证水流进入前池和进水池后有较均匀的流速分布。但实际上有很多泵站的引渠末端长直段偏短。还有很多靠近水源的泵站由于没有引渠段, 导致进水池的水流极不稳定, 流速分布不均, 产生回流、旋涡, 引起管路震动, 破坏水泵的吸水条件。

1.2 渠道过水断面偏小。

泵站设计时要求进出水建筑物必须与泵机组合理配套, 但由于规划、设计、施工等方面的原因, 渠道常常与机给不配套。当输水渠道偏小时, 若启动全部机组, 则由于出水量超过渠道的输水能力, 形成溢流而影响周围农田或居民的安全, 只好部分机组运行。有的泵站从建成后一直只能起动部分机组运行, 造成进水池中产生漩涡、环流, 破坏进水池的水流稳定, 造成成机组振动, 管路及泵磨损加剧或产生汽蚀, 导致管路、泵、动力机、进出水池的效率降低, 从而使泵站效率偏低。

2 前池、进水池对泵站效率的影响

在泵站中泵装置扬程与泵站扬程这两个概念, 这是两个不同的概念。泵装置扬程为进出水池的水位差 (淹没出流) 或出水管出口中心线与进水池的水位差 (自由出流) ;而泵站扬程包含进出水池的损失, 比泵装置扬程略小, 如果水流很平稳, 进出水池的水头损失一般很小, 两者相差较小, 故常把它们混用。事实上, 进出水池尤其是进水池水流常常是不稳定流, 特别是进水池设计不合理、并有拦污栅影响的情况下, 由于环流、漩涡对泵的性能影响很大。泵样本上的性能常常是理想进水条件的, 泵站设计出是按理想条件设计的, 在实际运用时, 实际泵性能与样本上提供的性能有明显差异。资料表明, 立式轴流泵的进水喇叭口, 水力损失很小, 只占泵总扬程的1%~2%, 而附加扬程损失却大很多, 达5%~7%。主要原因是泵进口前急剧改变流向引起泵进口断面压力不均, 产生环流破坏流速的均匀性, 从而导致泵性能下降。要使进出水损失最小, 就必须保证最佳的进水流态。目前前池和进水池存在的问题有如下几个方面:

2.1 前池的扩散角不合理。

从前池水流状态考虑应有前池的锥角α≤水流的自然扩角θ, θ的大小与渐变断的流速υ, 水深h有关, 即θ=f (h, υ) , 一般θ的大小应通过实验获得。根据有关试验和工程实践, θ角一般为20o~40o。特殊情况下有的可达45O或60O。但如果为缩短前池长度而使α过大, 池中又不加设隔墩, 必将造成前池及进水池的水流恶化, 并且在主流两侧形成较大的回流区, 两边角产生漩涡。主流受到约束, 流速加大, 池底甚至受到冲剧破坏, 而两侧水泵或进水管进口周围形成环流, 泵的效率下降。最为严重的是有的泵站将进水池的进口设计成突然扩大的形式, 即α=180O, 相当于取消前池, 漩涡更加严重, 若将空气带入水泵, 当进入的空气量超过一定的数量后, 还将造成泵的出水量减少, 效率下降, 泵的汽蚀等后果。尤其在中小型泵站站中, 上述设计还比较常见, 其原因在造成结果在设计中无法从量上体现出来。而建成的泵站由于管理监测不利, 也没有将后果反映出来, 所以就认为这种设计是可行的, 事实上这是缺乏科学依据的主观想象, 在工程中应该克服。

2.2 进水池的平面形状不合理。

进水池的平面形状有矩形, 多边形、半圆形和平面对称的蜗形。进水池形式不同, 流态也不同, 由于矩形进水池设计及施工都较方便, 所以在小型泵站中大量采用。但矩形进水池两边角和水泵或进水管进口与后墙之间易产生漩涡, 尤其是引渠、前池来水不均匀或部分机组不对称运行将更加严重。若在进水管或水泵与后墙之间加上隔板 (混凝土或金属的) , 可防止环流和漩涡。

3 水泵效率对泵站效率的影响

小型泵站中水泵的效率高低将直接影响泵效率。而泵效率偏低的原因是多方面的, 如:

3.1 泵产品质量差, 水泵铭牌参数与实际性能不符, 尤其经多年运行后泵的效率会更低。

3.2 一些小型泵站尤其是20世纪60~70年代建成的泵站, 问题更突出:

(1) 无规划、无设计、无验收而建成的泵站; (2) 选项择大泵低扬程下运行, 水泵效率偏低; (3) 市场缺货而用其它产品代替; (4) 系列中无现成产品; (5) 长期运行, 磨损严重而维修不利或未维修; (6) 早期购得的水泵, 损坏严重, 而目前又无处购买配套的新泵件, 仿造加工的产品达不到质量要求, 至使泵站只能带病运行, 效率降低, 能耗加剧, 水泵出水减少, 灌溉面积达不到设计标准, 供需矛盾突出, 也影响到了灌区的发展。

3.3 忽视管理或管理人员素质低。

4 泥沙对泵站效率的影响

农用水泵一般是按清水设计的, 其性能也是在清水状态下测得的, 所以使用时应考虑水源的水质情况。但实际上在小型泵站的选泵问题上很少考虑泥沙, 而且小型泵站又不可能建沉排沙设施, 一但水源含有大量大粒径泥少时, 必将对水泵、管路及管路附件造成成磨损, 缩短寿命, 降低水泵、管路的效率, 从而降低泵站的效率, 还会增加泵站管理部门的设入。如黑龙江佳木斯某泵站建在黑金河上, 由于河水中含有大量的泥沙, 结果泵站建成后不到2a, 水泵叶轮就被破坏, 以后几乎第年都要换叶轮, 对泵站的运行造成了很大的影响。

结束语

我国泵站的拥有量是世界上最多的, 尤其是小型泵站, 但小型泵站的运行状况却得不到重视, 由于小型泵站数量非常多, 能量损耗就相当大, 所以做为水利工作者和各级领导机构, 必须提高认识, 提高小型泵站的设计和施工质量, 加强管理, 提高管理人员的素质, 以减少小型泵站的能量损失, 提高泵站的效率, 从而更好地促进灌排事业的发展。

摘要：我国的泵站龙其是小型泵站数量大, 分布广, 但小型泵站的效率普遍较低, 分析了影响小型泵站效率的若干因素, 以引起同行们的重视。

中小型排涝泵站节能挖潜改造 篇7

在对泵站进行改造之前, 必须先对现在正在运行的工作情况进行检查, 找出问题, 从而有针对性的进行改造。一般来说, 对泵站的现状检查主要从以下几方面:泵站建造的时间, 区域, 所使用的设备机组的运行情况, 以及在此之前的泵站运行的时间里有没有出现过什么问题, 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 依据调查结果制定合理的改造方案

在对泵站的基本调查和测试完成之后, 要得出调查和测试的结果, 从而依据结果制定有针对性的改造方案, 对泵站机组的节能进行具体的改造。当然, 在改造的时候, 注意以下两方面:

(1) 对于发现的已经超出了使用期限的机电设备和已经被时代的发展淘汰的机电产品, 必须予以更换, 不能够在泵站机组中继续使用下去。

(2) 对于机组中部分存在问题的设备, 必须立即进行修复, 修复的时候要注意经济效益和工作效益的平衡。在经济消耗较高的情况下, 可以不予修复, 直接更换更新的设备。

4 节能挖潜分析与方法

能量在转换过程中会有消耗, 其中有合理的消耗, 也有不合理的消耗。可根据部颁标准来衡量泵站耗能是否合理。现将部颁标准与电力排灌系统实际平均效率进行对照如 (表1)

由表1可知, 节能潜力最大的是泵站工程, 泵站效率与部颁标准相差不少。然而, 也不能轻视变压器和低压线路的节能潜力。虽然变压器和低压线路效率与部颁标准相差分别为3%、11.6%, 但由于运行时间较泵站运行时问长3倍, 因此电能的不合理消耗量往往大于泵站和渠系工程。所以我们在进行节能挖潜改造中要重点对这些方面进行改造, 下面是一些具体的改造措施。

4.1、提高动力机效率

(一) 机泵合理配套

配套功率的备用系数不宜过大。因为当电动机负荷不足时, 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;而当柴油机负荷不足时, 燃油消耗率将增加。所以, 应避免“大马拉小车”的情况。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”情况。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, 还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。

(二) 合理选配变压器

为了节省能源消耗, 要注意变压器容量不要配得太大。一般应按经济容量选配, 其负载率应大于0.5。非排灌季节应将主变压器停用, 若因照明和多种经营需要, 可另装小变压器。这样, 可以减少变压器的“铁损”, 减少电费支出。

(三) 加强维修

定期检查电动机, 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。

4.2. 对水泵的运行效率方面的改造

水泵是泵站机组中重要的组成部分, 要想机组节能, 必须对水泵的运行效率进行提升。那么, 影响水泵的运行效率的因素都有那些呢?一般来说, 主要有水泵自身性能、水泵在整个机组运行中的运行条件、水泵的选型等等。所以要想提升水泵的运行效率, 必须从这三方面进行改造。首先, 就是要设计和制造出高性能的水泵;其次, 在选择水泵的时候, 要针对机组的情况和整个泵站的运行情况, 根据现实的条件, 选择合适的水泵。选择好合适的水泵后, 就必须在机组中为水泵的运行提供一个良好的合适的工作环境。同时, 在日常的水泵运行工作中, 也要注意水泵的维修和保护, 出现问题要及时解决, 并做出备份资料, 为以后的水泵改造提供参考的数据。

4.3 动力机和传动设备的选择

选择动力机的时候要注意动力机的型号大小、容量的大小、转速的高低, 依据泵站的具体情况进行合适的配对, 当然, 一般情况而言, 在选择的时候应当比需要的情况更高一些, 留出一定的余地, 但是也应当注意余量不能太低也不能太高。太低, 意义不大, 太高, 又会造成资源的浪费, 增加能量的损失。对于运行的时候情况变化比较复杂的泵站, 在经济能力许可的情况下, 最好采用可调速动力机。动力机选好了之后, 就要注意传送装备的选择, 传送装备一般分为两种, 分别是直接传动和间接传动。两者的区别就在于, 直接传动装备的结构简单、效率相对而言比较高、设备的机构构造也比较简单紧凑, 而间接传动的价格就比较高, 效率相对而言比较低、占地的面积较大。两者分别适用于不同的水泵, 在选择时要注意选择区别。

结语

排涝泵站更新改造不能单凭主观印象或者经验来决定, 而要本着“科学合理, 经济实效”的原则来进行。更新改造的过程是调查、测试、评估、找问题、技术改造的过程, 这些步骤和环节缺一不可。

摘要：排涝泵站作为防洪排涝治理的工程措施和主动力量, 在防洪摊涝, 保障城镇人口和农业粮食生产安全发挥着不可或缺的作用。本文主要探讨中小型排涝泵站在节能方面的挖潜改造。旨在破除以往的盲目, 找到一条科学合理的道路。

关键词：中小型,排涝泵站,节能,挖潜改造

参考文献

[1]章丰明, 葛伟飞, 俞觃荣.中小型排涝泵站电气设计工作中存在的问题及思考[J].小水电, 2010 (01) .

小型泵站施工技术 篇8

1 泵站的吨水电耗公式

泵站的吨水电耗表达式:

式中:W为吨水电耗值 (千瓦时/立方米, kw.h/m3) , H (Q, t) 为泵站提供的总扬程 (米, m) , η (Q, H) 为泵站整体运行效率 (百分比, %) 。

H (Q, t) 是流量Q和时间t的函数, 它的大小同工艺要求和设备自身的调节能力有关。

η (Q, H) 是流量Q和扬程H (Q, t) 的函数, 它的表达式如下:

式中:η1 (Q, H) 为水泵的运行效率, η2 (Q, H) 为联轴器的运行效率, η3 (Q, H) 为电机的运行效率, η4 (Q, H) 为调速装置的运行效率, η5 (Q, H) 为配电装置的运行效率, η6 (Q, H) 为变压器的运行效率。

2 泵站存在节电潜力的原因及节电途径

从上述公式可以看出, 降低泵站电耗必须提高各环节的效率。现实中人们往往对中小型泵站的改造工作缺少热情, 但对中小型泵站的合理维护和改造不仅关系泵站的经济性, 同时关系泵站的安全性, 因此对一些简单易行的措施应积极推行。

2.1 合理确定富裕扬程, 提高水泵的运行效率η1 (Q, H)

留出适当的富裕扬程对于泵的正常供水和机组的安全运行是必要的, 但富裕扬程过高是有害的。在某些情况下, 不仅仅是大马拉小车、效率下降的问题, 也会因流量增大诱发汽化和汽蚀, 影响正常供水。

对中小型泵站, 尤其面临拆除重建的泵站, 更换水泵显然是不经济的。使用调速装量、加装调节阀、更改管路系统、调整叶片安装角度、定制新型叶片、减少多级泵的泵级数都不失为可行的方法。

当前不少泵站建设时间较长, 存在进出水设计不合要求的问题。特别是进水设计不规范, 造成进水条件恶化, 汽蚀、振动、漩涡的产生使水泵效率和工作性能急剧下降。对不需要拆除重建的泵站, 应视条件尽快安排改造进水池。对需要拆除重建的泵站, 检修时应做好进水池的清淤工作, 确保进水流畅。

2.2 提高维修水平, 降低联轴器的运行效率η2 (Q, H)

联轴器种类较多, 不同联轴器之间效率差异较大, 选择合适的联轴器是不可忽视的工作。根据中小泵站现状, 综合考虑各种因素, 提高检修运行水平可行且必行。

2.3 保证最佳运行工况, 降低电机的运行效率η3 (Q, H)

减少电机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。选择一款合适的电机是基础, 现实中存在很多电机容量选择过大、负载率过低的问题。环境温度较高时, 电机发热更加严重, 绝缘老化加快, 缩短电机寿命甚至烧毁电机。为实现安全运行, 重新测算电机负载率, 必要时更换电机是可行的。

不少泵站由于设备使用时间较长, 电机在正常运行时, 均达不到其额定功率 (约80%) , 功率因数更低。过低的功率因数对电力系统的负面影响很大。提高功率因数对降低电能损耗、提高供电质量具有重要意义。提高功率因数的重要方法就是利用并联电容器进行无功功率补偿。

无功补偿装置的容量至关重要, 不同补偿方式有不同的计算公式, 必须仔细确定适用情况。如果电容器的容量配置不当, 不但起不到节电的作用, 反而会影响设备的安全运行, 所以要注意防止过补或出现纯电阻电路, 一般功率因数控制在0.93左右较好。如果资金允许, 采用可自动调节容量电容器比固定容量补偿器起到更好的节能效果。

目前不少中小泵站中, 尽管有些也安装了无功就地补偿装置, 但其容量一般按额定工况确定, 与实际运行工况不符。现在迫切需要根据实际情况重新校核补偿容量, 若与实际补偿装置相差较大, 则应更换补偿装置。一般三相异步电机就地补偿容量采用下式计算:

其中:Qc为补偿电容量;P为电机实际负载下的有功功率;cos2Φ1为实际负载下的功率因数平方;cos2Φ2为补偿后要求达到的功率因数平方。

在无实测数据的情况下, 可利用电动机额定电压下的空载电流进行计算, 公式为:Qc≤Un I0

式中:Un为额定电压;Io为空载电流, 其值可在标牌中查到, 如查不到, 可采用瑞典通用电气公司推荐的方法, 即公式:Io=2IN (1-cosΦN) (A) 。式中, In为额定电流, cosΦN为额定负载时的功率因数。

无功就地补偿是有条件的, 它适用于负荷容量较大、连续运行且供电距离较远的场合。对于负荷容量较小、非连续运行且供电较近 (即供电电压较高) 的场合不适用。

2.4 选择适当调速装置, 降低调速装置的运行效率η4 (Q, H)

改变电动机的转速的方法有改变转差率s、改变频率f、改变极对数p三种。围绕三种方法, 三相异步电动机的调速方式主要有:变极对数调速方法, 变频调速方法, 串级调速方法, 绕线式电动机转子串电阻调速方法, 定子调压调速方法, 电磁调速电动机调速方法, 液力耦合器调速方法等。对应不同方法产生了不同的调速装置, 目前中小泵站可考虑变频器变频调速, 它适用范围广泛, 调速范围宽, 调速精度高, 节电效果好, 性能是其它各种交流调速技术所不能比拟的。尽管近几年变频器价格有所降低, 但相对其他产品其价格依然较高。

2.5 优化电气系统, 降低配电装置的运行效率η5 (Q, H)

优化电气系统需要综合考虑各种因素, 主要包括电压等级的确定、主接线的确定、配电形式的确定、起动方式的确定及电缆的选择、开关设备的选择、低压断路器的选择等。这些设备直接关系到泵站的现代化水平, 恰当的选型对提高运行效率同样重要。

2.6 合理确定变压器, 降低变压器的运行效率η6 (Q, H)

在设计中选择配电变压器时, 除要充分考虑其性能参数外, 应根据用电负荷, 合理选择变压器的容量, 确定变压器运行方式, 使变压器经济运行。不仅能节电, 同时也能提高功率因数。实践中可主要考虑使变压器运行在经济运行曲线或最佳经济运行曲线中, 而这与变压器的台数、容量和性能参数密切相关。

3 泵站节电的其他途径

泵站节电除采取技术措施外, 还可以采用建立健全各项制度, 提高管理、运行、维护水平等措施, 尤其要重视提高灌区的管理水平、改进现有的灌溉制度。像我县探索的“疏浚河道, 高水位, 速灌速停”节水节电效果就比较明显。

总之, 在推行节能环保、建设生态美丽中国, 提高泵站管理及现代化水平的今天, 不懈探索各种节能方法, 并尽可能将其应用于实践, 是我们水利人义不容辞的职责。

摘要：通过对中小型泵站特点的分析, 结合实践经验, 本文探讨了泵站设计中所要考虑的节电因素及现状泵站的可行易用的节电措施, 并重点对无功补偿做了介绍。

关键词：节电,潜力,中小型泵站,经济性

参考文献

[1]陈群.电网中的无功补偿及其经济效益[J].龙岩师专学报, 2004.

小型泵站监控的无线数据传输系统 篇9

关键词：泵站,监控信号采集,无线数据传输

0引言

目前, 装机容量1 000 kW 以下的小型泵站在农田水利、防洪排涝中占有相当大的比例, 若采用传统的单机控制和集中控制方式, 运行管理成本较高。装机容量在100 kW以下的小型泵站, 水泵机组分散, 水泵的起停、水位、流量、温度、转速等运行参数大多靠人工手动操作来完成, 信号采集不准确、人工值守成本高。因此, 实现泵站运行过程的自动监控成为泵站改造的当务之急, 泵站监控信号和无线数据传输是泵站实现监控的关键问题。本系统是以PC机与无线数据传输模块作为中心控制, 设计了丰富的数据采集界面, 实现设备异常报警、数据记录、事件顺序记录、事故追忆等功能。用ARM2132单片机和无线收发模块nRF905构成多个下位机, 将现场采集的监控信号通过数据模块送到中心控制站, 中心控制站对接收到的信号进行判断, 通过下位机发出开停机信号, 由执行机构控制水泵, 达到开、停机和事故停机自动实时控制目的, 也可以进行现地操作监控水泵运行, 解决了小型泵站信号采集、远距离控制问题, 降低运行人工费用, 提升小型泵站自动化水平。

1硬件设计

1.1系统总体设计

泵站监控无线数据传输系统结构图如图1所示。主站PC机通过USB接口与PL2303HX连接将USB转为串口通信, 可以方便地利用串口与单片机和无线数传模块nRF905进行通信;下位机由ATmega8完成多点泵站监控信号的采集, 转换后送入单片机ARM2132经nRF905无线收发将数据发送到中心控制站, 由PC机完成数据处理、图表绘制、控制指令的处理。中心控制站可以设定运行程序对泵站进行自动运行和监控, 也可以对接收到的信号进行判断和故障分析, 对下位机发出开停机信号, 由执行机构控制水泵, 达到开、停机和事故停机自动实时控制。系统控制模式有两种:一是泵站可在监控系统设定的模式下自动运行;二是能在现地操作界面上直接设置机组的开停机, 两者可以通过现地操作界面进行转换设置。

1.2监控信号数据采集与控制电路设计

泵站监控信号数据采集与检测主要分为模拟量数据和数字量数据两类, 模拟量检测的数据主要有:水位、水泵轴温、电机温度、流量等;数字量检测的数据主要有:水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、功率补偿器工作状态、水泵工作状态等。模拟量输入通过传感器将检测到的连续电压变化信号经转换处理, 送入到ATmega8单片机的ADC端口如图2所示, ATmega8中的ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接, 能够对8路单端电压输人进行采样, 转换精度达到10位, ADC还包括采样保持电路, 以确保输入电压在ADC转换过程中保持恒定。数字量输入通过光电耦合器接入到PB端口。ATmega8单片机可以通过PD端口方便地设置不同的下位机地址, 来区分不同的监测终端。数据收发通过ATmega8的TXD与TXR端口与ARM2132单片机连接。单片机对采集的数据进行地址识别和数据打包后, 通过无线数传模块发送到中心控制站, 中心控制站对接收到的信号进行判断, 并发送开停机信号给ATmega8单片机, 由水泵执行机构控制水泵, 达到开、停机和事故停机自动实时控制。

1.3无线数传模块电路设计

根据泵站监控系统小型化、低功耗、数据无线传输安全可靠稳定的技术要求, 选用ARM2132单片机和nRF905模块构成无线收发模块, 电路连接如图3所示。nRF905是NordicV LSI公司推出的一款无线收发芯片, 工作在433MHz的频率上, MOSI、MISO是发射/接收数据的通道;TRXCE、TXE是收/发通道的控制端;PWRUP是工作模式控制端;CSN、SCK为申行接口控制端;CD是接收模式下载波监测信号输出端;AM是接收到正确的数据包地址后芯片指示信号的输出端。nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器、功率放大器、通信协议控制等模块, 曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成, 无需用户对数据进行受彻斯特编码, 可直接与单片机的串口进行数据收发, 硬件设计和软件编程都变得非常方便, 适用于工业数据采集以及家庭自动化等领域。单片机选用Philip公司生产的ARM2132单片机, 它具有低功耗、低电压 (与nRF905共用同一电压) 的特性, 适合比较复杂的实时监测系统。

ARM2132单片机主要完成对射频芯片通信过程的控制, 另一方面在上位机中通过USB转串口模块与PC机相连, 设计了USB转串口电路如图4所示。选用PL2303HX芯片, 28脚贴片SOIC封装, 工作频率为12MHZ, 符合USB 1.1通信协议, 可以直接将USB信号转换成串口信号, 波特率从75～1228800, 有22种波特率可以选择, 并支持5、6、7、8、16共5种数据比特位, 实现了TTL电平与PC机USB串口标准电平的相互转换, 可以非常方便地实现PC机与无线收发模块之间的通信;下位机中ARM2132单片机通过TXD0与TXR0端口与ATmega8连接, 实现了泵站数据采集、传输和现地操作控制的功能。

2软件设计

2.1无线收发模块的软件设计

(1) 发射子程序 (如图5所示) 。

①初始化单片机内部参数, 配置nRF905内部寄存器, 并且控制模式引脚使nRF905为待机模式;②单片机通过定时器定时判断是否有数据发送, 没有数据发送时, 继续等待;③当有数据发送时, 单片机控制模式引脚使nRF905为待机模式;④单片机把要发送的数据通过SPI口写入nRF905的发送缓存区, 并且启动发送;⑤当发送完成后, nRF905结束数据传输, 则通过控制使其回到待机模式。

(2) 接收子程序 (如图6所示) 。

①配置nRF905内部寄存器, 并且控制模式引脚使nRF905为接送模式;②等待接收数据, 单片机判断nRF905数据有效引脚DR, 如果被置高, 说明有数据收到;③单片机通过SPI口以一定的CLK读出nRF905内部接收缓冲区数据;

④判断读出的数据校验是否正确, 如果错误, 则清空数据区, 如果正确保存数据。

2.2PC机通信软件设计

PC机软件采用Delphi7来实现人机界面和通信功能, 软件功能框图如图7所示。

(1) 主界面是整个软件的框架, 管理各个功能模块。

(2) 任务配置模块主要配置采集的各个参数, 包括各个终端模块地址, 采集数据的时间间隔等数据。

(3) 数据采集模块是根据任务, 定时发送采集命令, 读取各个终端的测量点数据, 同时把数据提交给数据库控制模块, 保存数据。

(4) 数据查询模块主要是根据用户要求从数据库中读取数据, 实现数据和图表显示, 同时负责统计数据的功能。

(5) 通信模块是负责把通信命令通过串口发给无线收发模块。

(6) 控制模块负责分析采集来的数据, 当采集的数据值超过用户设定的限值时, 控制模块自动发送停机指令, 也可用户手动控制。

3结语

小型泵站监控的无线数据传输系统, 具有造价低廉, 可靠性高, 能耗低, 适用于各种环境条件下运行等优点, 并且在系统硬件组成不变的情况下通过更改软件设置来适应多种监控运行方式的需要, 可广泛应用于水文检测、灌溉排水、小型水电站远程监控等领域, 在小型泵站实现无人值守或半无人值监控系统中, 具有广阔的应用前景。

参考文献

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[2]张西良, 丁飞, 张世庆, 等.温室环境无线数据采集系统的研究[J].中国农村水利水电, 2007, (2) .

[3]吕跃刚, 高晨辅, 范俊峰, 等.基于nRF905无线数传模块的设计及其实现[J].微计算机信息, 2006, 22 (11-2) .