电力提灌工程（通用7篇）
电力提灌工程 篇1
节能降耗是落实科学发展观, 建立节约型社会的重要举措, 也是可持续发展的必然选择, 要深刻认识节能降耗的重大意义, 励行节能意识, 构建节约型社会。各部门要达成共识, 对职工进行节能意识教育, 从点滴做起, 从自我做起。建立和完善绩效考核制度, 资源节约激励约束机制, 节能评价考核制度。
景电工程是一项跨流域, 多梯级, 高扬程, 大流量, 高耗能的电力提灌工程。一期工程建成于20世纪70年代初期, 二期工程建成于20世纪90年代中期。该工程总装机306台 (套) , 装机容量25.97KW, 年耗电量9亿多度, 占白银地区农灌用电量的50%, 占甘肃省年耗电量的2%。2011年景电管理局支付电费4915万元, 占全年收入的近50%。2012年由于电价上涨的原因, 预算电费支出7142万元, 运行成本快速增加, 节能降耗刻不容缓。
一、水机高耗能形成原因
㈠设备老化严重景电工程经过40多年的运行, 长期受黄河水质中泥沙的冲刷侵蚀, 致使水机主件受损严重。有的叶片甚至千疮百孔, 剥落严重, 口环间隙磨损严重, 超过正常范围十几倍, 轴套磨损凹凸不平, 漏水严重。所有这些都是水泵效率低下, 振动明显, 高耗能形成的主要原因。加之单位维修资金有限, 难以对全部受损设备进行全面维修或更换, 只能采取突出重点的原则进行维修, 不能从根本上解决问题。
㈡阀门回水严重经过长期泥沙的冲刷和磨损, 出水阀门阀体受损严重, 冲刷为凹槽。阀门关闭后回水严重, 有的甚至使主机组倒转, 不仅增加能耗, 而且对安全生产构成威胁。
㈢出水拍门水头损失大现运行的出水拍门依靠水流冲力开启, 是铸铁构造, 自由重量大, 开启时水头损失严重, 能量损耗大。有些变形严重, 关闭不严, 回水量大, 使提上去的水再倒回来, 白白浪费电能。
㈣部分前池设计不合理, 进水条件差前池设计不合理会造成前池及渠道的淤积和回流严重, 实际可利用的蓄水容积减少, 水泵进水口流动流态紊乱, 从而导止水泵的运行极不稳定, 效率低下, 水泵叶轮进气口气蚀严重, 降低运行寿命。
㈤调度的权威性不足调度室是生产单位的“中枢神经”系统, 是生产的指挥中心, 而不是“传话筒”。保证各区间水位平稳运行, 各泵站尽量在设计水位运行, 必须严格执行调度命令, 确保调令畅通。有个别单位不执行调度命令, 以小集体利益为重, 没有全局观念, 造成区间水位不稳, 只能用频繁开停机来调节水位, 也是高耗能产生的原因之一。
二、节能降耗措施
㈠提高水机检修质量, 确保水机高效运行检修水机设备要规范技术要求, 做到精细化检修, 最大限度地减少机械损失、容积损失和水力损失。轴瓦间隙口环间隙, 连轴器的轴向偏差, 填料的松紧程度等, 都直接影响水机的出水效率。在检修过程中应加强领导, 尊重客观规律, 以事实为准则, 以技术要求为依据, 避免盲干、胡干、乱干。严把检修质量关和材料关, 确保水机在一个运行周期内平稳高效运行, 达到节能效果。
㈡加大维修经费投入高投入、高回报;低投入, 低回报;不投入, 没回报, 只有加大维修经费投入, 使缺陷设备及时得到维护和保养, 才能发挥设备的最大效率, 取得最佳的效益, 及时修复回水的阀门, 同时应积极引进新技术, 新产品, 如轻型左右开启式出水拍门, 它由水的流向实现开关, 既节能, 又安全。
㈢优化调试工作加强调度员的培训学习工作, 熟悉各区间取水口的分布及流量、各泵站水机匹配情况。保证合理调配机组, 杜绝用频繁开停机来调节干渠水位, 用开关支斗口来调节水位。尽量使各泵站机组在设计水位下运行, 保持水泵在最佳工况下运行, 发挥水泵最佳效能, 达到节能目的。学习白银供电局调度的工作经验, 进一步提高调度工作水平。前些年, 调度员跟随检修人员到现场掌握和了解渠间支口的分布情况值得推广。
㈣加大更新改造力度充分利用大中型泵站更新改造的有利时机, 超前谋划、科学规划, 彻底解决机组老化, 设备带病运行等影响安全上水的突出问题。在实施项目改造时, 必须坚持主次分明, 抓重抓主, 突出效益的原则, 从根本上解决一些超期服役, 效率低下的水机设备, 达到节能降耗的目的。
㈤设备保温时的节能措施在冬季对设备保温时, 各泵站要加快排水速度, 力争在生产用电没停之前完成保温工作, 这样就避免了在临时用电的高电费下进行保温工作, 达到节约用电, 降低能耗。 (注:临时用电的电价是生产用电电价的五倍) , 各泵站在冬季值班时采用集中设置值班室, 控制取暖设施的数量, 也是节能的有效途径。近年来景电管理局加强用电管理, 取缔外供电源, 将家属区用电移交供电部门直接管理后每年节约电费20多万元, 节约成效显著。
景电的节能工作任重道远, 前景广阔。只要提高认识, 人人参与, 把节能工作提高到一个新的高度去认识, 就一定能实现节能降耗, 实现景电的跨越式发展。
电力提灌工程 篇2
景泰川电力提灌工程是一项高扬程、多梯级、大流量的电力提水灌溉工程。由一期工程和二期工程及二期工程延伸向民勤调水工程组成。其中一期工程设计提水量10.6m3/s, 加大流量12m3/s。建成泵站13座, 最大提水高度406米, 装机容量6.78万千瓦, 灌溉面积30.42万亩;二期工程设计提水量18m3/s秒, 加大流量21m3/s。建成泵站30座, 最大提水高度612米, 装机容量18.09万千瓦。灌溉面积52.05万亩;二期延伸向民勤调水工程, 是一项利用已建成二期工程的灌溉间隙和空闲容量向民勤调水, 以缓解民勤水资源日趋减少、土地沙化、生态环境恶化的应急工程。工程设计流量6立方米/秒, 年调水量6100万m3。工程运行近30年, 随着时间的推移, 设备的逐年老化, 安全运行系数不断地在降低, 加之灌溉面积的扩大和种植结构的不断变化给工程运行带来许多困难。这就对工程各个技术环节提出了更高的要求, 调度这个环节也不例外。调度室直接调度泵站机电设备的运行、各支渠及部分斗渠的泄流分配;是安全生产的第一线, 又是安全和事故两个对立面反映最灵敏地方。“统筹兼顾、科学调度、统一调配”是它的宗旨。对大II型工程来说调度这个环节水平的发挥显得尤为关键:不仅提高安全运行系数、使各输水设备发挥其最大效能, 而且是实现节能降耗措施的一个重要环节。
2 景泰川电力提灌管理局调度工作的现状
景泰川电力提灌管理局调度室属局调度室, 但隶属机电处主管。它是该工程运行的核心环节之一, 集水调、电调和工程调度于一身。高扬程、大流量、多梯级泵站的设备运行必须做到高效、低耗、安全、平稳。随着我局调度自动化水平的不断提高, 对调度工作的要求也越来越高。计算机监控系统 (二期工程1996年底实现了14座泵站以相对独立的可编程控制器为核心的远程终端单元即RTU, 中心调度以2台DECstation 5000/133采用以太网络形成的网络热备用为核心的监控工作站, 以远程终单元与监控工作站通过专线组成的分布式计算机监控系统。一期工程2003年南京自动化控制有限公司研制的一套类似二期工程监控系统, 对10座泵站可以监控并进行远程操作。) 的投入使调度工作向高效、低耗、安全、平稳的方向发展, 也使调度工作向科学性、合理性明显的上了一个台阶。但半自动化的领域还占很多, 远程控制不能完全贯穿于整个调度工作, 也就是说, 很多指令的下达都要靠调度员来分析、判断。比如说运行方式的组织、各支渠泄流流量的大小、事故或者故障状态下运行方式的调整、对故障点迅速做出准确的判断等等。在很大程度上要求调度员熟练掌握机电运行、灌溉配水、水工建筑物等方面的专业知识。
计算机监控主要是对系统运行参数的监控, 有系统电压、电流、功率;每台机组的定子电流、开关量、水位、蝶阀的启闭和干渠支口流量。但是对单机流量和整个泵站的出水量没有监控 (两个一泵站除外) 。若对这两个运行参数监控并能达到准确的要求值, 就能使调度水平更进一步提高;次之, 我们的计算机监控系统只能使调度员获得一些信息, 而不能提供最佳的运行方式;加之经过16年的运行, 好多被监控的数据由于设备老化、资金短缺等原因处于半瘫痪状态。这就要求调度员投入更多的主观思维判断。泵站各种运行方式只能投入调度员组织的方案, 当该方案与系统运行不匹配时, 就会引起系统的不平稳, 从而导致频繁开停机组调节水位, 致使能源单耗增加。
3 调度工作的重要性
景电工程调度作为全局的生产指挥中心, 它负责泵站机组运行调度、区间配水调度、设备检维修调度、以及特殊情况的事故处理调度等几个方面。它不是直接参与运行、配水、检修而是指挥、协调这些工作, 使这些工作成为一个统一的有机整体。因此, 它是系统安全运行和配水的中枢。运行、配水、检修是调度工作的物质基础, 调度工作调度的好, 可以提高系统运行的效率;反之, 会使系统运行失调、混乱, 甚至产生很大的反作用。调度工作的特点是将机、电、水以及水利工程的运行构成的一个统一的整体。它的任务是根据上述特点, 在目前已经实现计算机远程控制的今天, 综合分析、判断并指挥各级泵站的运行和操作, 保证实现高效、节能的目的, 这一环节非常重要, 由以下公式可以看出:
式中:E为某一时段内所消耗的电度数 (Kwh)
W同一时段内所提的总水量 (m3)
H净为同一时段内的平均净扬程 (m)
ρ为同一时段内水的容重 (kg/m3)
Q为同一时段内泵站的流量 (m3/s)
t为运行时段 (h)
根据公式 (1) 的描述, 能源单耗与用电量成正比, 而固定时段内泵站流量和平均净扬程成反比。对于灌溉面积分布相对固定的灌区, 减少用电量或增加水泵出水量, 就能够降低能源单耗, 调度环节采取如下措施:
(1) 优化组合运行机组。在满足需要流量的前提下, 首先满足单机单管的方案以降低出水管道内水的流速, 减少水头损失, 提高管道效率。尽量开大机而不开小机 (由于受现有水泵配置的影响, 水泵流量越大效率越高) 。
(2) 保持泵站前池高水位运行。
单位水量的耗电量E1 (kw.h/m3) 的表达式:
式中:η装某一时段内的泵站效率, 其余符号意义同前。
从式中可以看出, 泵站的前池水位较高的条件下运行, 相应降低了泵站的净杨程, 也减少了能源单耗。
(3) 对连续运行时间较长的机组采用倒换的办法进行调停, 及时通知泵站检修人员对这些机组进行加盘根及开机前的排气工作。
(4) 减少或避免出水蝶 (闸) 阀回水。由于水泵出水蝶 (闸) 阀故障产生回水, 从很大程度上减少水泵的出水量, 增大能源单耗。在泵站运行中出水蝶 (闸) 阀发生故障而回水, 但未引起水泵倒转时, 将出水蝶 (闸) 阀有故障的机组投入运行。
(5) 水进入灌区尽量采取支口调节渠间水量, 避免开停机调节的方式运行。
景电工程安全运行是常态, 设备完好率为99%。但是长时间、大流量的运行, 工程设施、泵房内各设备 (水泵、电机和其他附属电力设施) 和电力系统偶尔也会发生事故或者故障。调度室是安全与事故两个对立面反映最敏感的地方, 也是信息最为交汇的地方。因此, 调度员处理事故的能力与反应速度直接影响事故的处理结果。当发生事故时, 调度员应尽快地及时向有关领导汇报故障点及详细情况;启动调度应急预案;并根据实际情况, 迅速调整运行方式和各支渠泄流流量, 最大程度保证系统的安全运行;尽可能减少弃水;还要避免次生灾害的发生。以渠道垮塌或沉陷, 需要就近泵站立即全部停机为例说明调度在这一环节上的重要作用:
设故障点就近的泵站为I级, 则I-1、I-2…I-n级泵站及I+1、I+2…I+3级泵站应采取的措施为:
(1) 下令I级泵站全部停机。
(2) 下令总一泵全部停机以尽早的切断水源。
(3) 下令I-1、I-2…I-n级泵站停相应流量的机组。在这期间还要掌握相关泵站的前池水位, 水位较低的可以先停机;相关泵站可根据溢流河道周围的耕地面积和其他建筑物的情况停机, 不能因故障泵站的立即停机而发生局外事故的次生灾害 (水漫渠顶拉跨渠堤以及水淹厂房的事故等情况) 。
(4) 通知灌溉处并向其索要新的灌溉计划。
(5) 通知灌溉处将I级泵站停下来的水就近消化。设就近故障点的支口为z, 则z-1、z-2…z-n等各支口加大流量泄流以减少水量损失。
(6) 根据泵站前池水位运行情况, 逐级下令I+1、I+2…I+n级泵站执行新的运行计划。第一时间向相关主管领导汇报事故的发生和处理情况。同时向上级汇报, 组织抢修。
4 发展构思
为了使调度水平更科学、更合理、更实用, 充分发挥工程最大经济效益有如下建议:
(1) 使用调频电机。根据前池水位的变化来自动调节电机的转速实现级间的水量平衡。
(2) 在重要渠段安装图象监控系统。在渠道工程的运行中, 有可能因自然或人为因素发生跑、漏水, 给渠道的安全运行带来威胁。
(3) 定期测量各泵站各机组出水量。估算提水成本和计算水的利用率, 同时对调度员合理调配机组也是一个参考依据。
(4) 广泛采用数字电话图象监控系统, 增强通讯的可靠性。以全灌区的点、线、面及灌区的现状为数据库的水管理辅助决策系统。
5 结束语
景电川电力提灌工程运行调度工作是一项综合性的工作。调度工作直接关系到工程经济效益的最大发挥和节能降耗。强化每个调度员的专业素质势在必行, 采用优化调度方案, 保证工程在最优化环境条件下运行, 是调度工作的核心问题。
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电力提灌工程 篇3
1 存在的问题
1.1 管理模式消极
位于三星镇盘龙村和六洞村交界的茅仁砣提灌站、新堰水库的新堰二级电灌站，始建于1978年，由农业服务中心安排专人负责管理和养护，但管理模式消极，仅停留维护其现状以保持一定的抗旱能力。此外，有少部份电灌站管理较差，未落实专人管理，放任自流，平时不管，用时凑合，到用水或旱灾发生时才“临时抱佛脚”对付抽一下水，过后又不管。甚至少数地方对电灌站认识不够，不管不问，导致电灌站设备毁损。
1.2 技改不及时
三星镇、青龙镇现有电灌站多数是20世纪70年代建成的，现有设备中60%属超期超负荷带病运行，40%需技术改造，实际控灌面积大大减少，提水抗旱能力降低。
1.3 资金存在缺口
电灌站系农业生产基础设施之一，而且多数是由国家补助集体投资兴建，近年来村社集体组织经济活力不足，对电灌站维护保养投入很少，而国家有限投入的补助资金存在着重水利建设、轻提灌应用，重提灌新建、轻维修技改现象。
1.4 机具维修困难
电灌站所需的零配件用量小，型号多，利润薄，商家不愿意经营，使电灌站零配件难买，机具难于修复。
1.5 操作人员素质偏低
电灌站操作机手年龄普遍偏大，且未接受正规培训。部分地方由于机手待遇低，出现了无人管理，谁用谁开的状况。
2 改善丘区电灌站建设和管理的几点建议
2.1 提高重视程度
首先电灌站建设是贯彻落实党的支农惠农政策，构建和谐社会的具体体现，是得民心、顺民意，深受群众拥护的公益事业。其次，从农村经济发展的角度讲，电灌站是农业基础设施的重要组成部份，是农村抗旱救灾不可替代的基础装备。因此各级政府要按照《四川省农机电提灌管理条例》的要求，依法加强农机提灌建设和管理，改变热用冷管、不用不管的作法，把电灌站建设作为农业和农村工作的重要内容加强管理，常抓不懈。
2.2 加大资金投入
资金不足是电灌站面临最突出的问题，兴建一处电灌站投资额度往往在10万元以上，大修或技术改造一处需投资3万元至5万元。因此，电灌站的建设要完全靠灌区群众自筹资金较为困难，还得靠国家对急需建设技改电灌站的地方给予适当的资金补贴及采用国家投入作引导，各级市乡镇财政中安排一部份，灌区群众自筹一部份和投劳等多渠道多层次筹资方式，特别是在小水利建设中应纠正“重水利、轻电灌”的作法，小水利补助资金中应单列电灌站建设资金和技术改造资金，并适度加大资金补助量;在每年的水利病害整治专项资金中要拿出一定比例专门用于电灌站的技术改造和维修;同时也应适当安排改善灌溉基础条件差的电灌站技术改造和修建的专项经费。除继续向上争取农机方面的提灌项目资金力度外，当地也应拿一部份资金来配套并安排一定的专项经费用于提灌站技术改造和修复。预计“十二五”期间，青龙镇、三星镇电灌新建和技改资金总投入在160万元左右，而作为国家投入的引导资金应不低于100万元。
2.3 创新运行机制
按照谁投资谁受益，推行民办式股份合作制，鼓励农民或个体合资建设，明确产权，让农民自己投入，自己发展，自己管理，自己受益。
2.4 加强综合利用
改过去单一提灌站为多功能的饮灌结合站，充分发挥电灌站的作用，提高设备的利用率，把“两保水”变成“生财水”和“致富水”。
2.5 上下形成合力
电力提灌工程 篇4
关键词：软起动装置,节能,电力提灌站
农村电力提灌站是重要的农业基础设施, 是确保农业生产顺利进行的水源保障。但由于农村电力提灌设施运行环境 (电力环境、使用环境等) 的局限性, 特别是受电力质量的影响, 机组起动困难或运行电流过大而烧坏设备情况时有发生;此外部分提灌站由于机组选型不合理, 造成电能的浪费, 导致提灌设施运行成本高。采用节电软起动装置, 能有效解决上述问题。
1 节电软起动装置的原理及应用
1.1 概述
常用的驱动电机, 绝大多数是鼠笼式交流感应电机。这种电机会消耗一定的能量以提供磁场让其连续工作。当供给电机的端电压恒定时, 产生的磁通也保持恒定。在额定转速下, 磁场消耗的能量保持恒定, 与负载所需的转矩无关, 支持负载转矩的能量大小取决于转矩的大小。当负载转矩增加, 转子的转速会稍微下降 (转差率增大) , 使得感应的转子电流上升以增加转矩, 转子中增加的电流由定子线圈中增加的电流来平衡。相反, 如果需要的负载转矩减少, 转差率减少, 转子电流下降, 定子电流也相应下降。但在端电压恒定的情况下, 定子提供磁场的电流在任何负载转矩条件下将保持恒定。结果是感应电机的效率随负载的减少而降低。[1]典型的电机损耗与负荷的关系如图1所示。
事实上很少有电机始终在额定条件下运行。通常选择的标准电机, 其标称均高于驱动负载时的最大需求。由于这一原因, 所选择的电机大多数是超出标准的, 当提供额定电压时即使满负荷运行也有节电空间。此外, 有些应用其负荷本来就是变化的, 而选择的电机大小必须满足其最大负荷时的需求, 尽管最大负荷只是间断出现, 其他时间负荷要小得多。由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比, 降低端电压将减小转矩。降低电压实际上是降低了电机的额定输出功率, 也意味着所需磁场能量的减少。[2,3]
1.2 NJR系列节电软起动装置的原理
利用上述原理, 选用NJR系列节电软起动装置, 从空载至多数负载情况下, 均可保持恒定的电机效率。它采用智能化的微处理器控制, 根据负载特性选择节能档位。负载较轻时, 电机的电压降至最低需求, 而转速保持恒定, 因此降低了不必要的损耗;负载增加时, 调低节能档位, 电压上升, 以防止电机失速。运行特性如图2所示。
NJR系列节电软起动装置通过闭环反馈系统控制, 其检测电路能自动分析流经电机的电压和电流波形。由于电感电路的电压和电流波形存在时间差, 负载越轻, 电流波形的滞后越大, 空载时电机的效率最低, 波形间的间隔也最大。微处理器监测波形间的间隔并相应地调整可控硅的触发脉冲, 其速度为每秒钟改变100次, 这一速度比电机所能响应的速度要快得多, 对防止电机在任何负载工况出现失速是十分有效。如果在轻载条件下, 将过剩的励磁电流减少到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配, 则可使电机的运行效率提高。
NJR系列节电软起动装置通过改变电机的相位角来实现控制。当负荷改变时, 相位角将随之改变。在部分负荷条件下, 相位角或电压电流之间的时间滞后将增加。在一般情况下, 电机的电流滞后于电压30°;在空载情况下, 电机电流滞后于电压80°, 不同负荷情况下电流对于电压的滞后关系, 如图3所示。
NJR系列节电软起动装置连续监测电机电压和电流之间的相位角, 依据负荷的变化改变相位角。它通过使用三端双向晶闸管等半导体开关元件来“切削”电压而进行控制, 三端双向可控硅只允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机, 如图4所示, 这样就降低了供给电机的均方根电压。当电机的电压降低, 磁损耗也就相对减少, 有功损耗和无功损耗也相应减少。同时电机的功率因数也相应提高, 从而降低了电机的定子电流。与电流的二次方成正比的供电线路损耗、电机绕组的铜损耗显著减少, 电机的铁损下降, 提高了电机的效率。NJR系列节电软起动装置具有限流起动 (1-5倍可调) 和电压斜坡 (0s-60s可调) 起动两种方式。可减少电机的磨损, 降低电机的维护成本和电力费用成本。
1.3 NJR系列节电软起动装置的应用
某提灌站采用下吸式潜水泵QSXN135-72-55 (Q=135m3/h, H=72m, P=55kW) , 变压器距离水泵控制房300m, 电力线路采用架空钢芯铝绞线LGJ-70mm2。起动柜最初采用自耦降压起动, 取65%的抽头电压, 起动电流约为额定电流的5倍, 损失在线路上的电压约为68V, 起动时控制柜末端电压为312V, 不能维持电器元件正常工作所需要的电压, 控制柜无法正常工作。后更换为NJR系列节电软起动装置, 设置成限流方式, 限制电流为3倍, 经计算线路损失电压为41V, 起动时控制柜末端电压为339V, 能保证电器元件正常工作, 机组正常运行。自耦降压起动和节电软起动装置运行参数对比如表1所示。
通过此例分析得出结论:节电软起动装置能够较平滑的起动设备, 降低起动电流, 减少机械设备磨损, 特别是在电力质量较差的情况下, 能保证机组正常起动和运行。
某养殖场供水系统有数台37k W电机, 电机24小时工作, 每一个周期的时间约为50s, 安装节电软起动装置前后, 空载时间约为5s, 轻载时间约为5s, 接近满载时间约为40s, 具体参数如表2所示。
由此可见, 投入节电软起动装置后, 虽然降低了电机电压电流, 但并不改变转速影响效率。从而降低了电机电能消耗, 大大节约了生产成本, 体现出良好的经济效益。
2 结语
综上所述, NJR系列节电软起动装置通过优化起动设备参数设置, 达到了在恶劣环境下顺利起动和节能运行的目的, 在农村电力提灌中具有良好的推广应用价值。
参考文献
[1]许实章.电动机学下册[M].北京:机械工业出版社, 1981.4.
[2]佟纯厚.近代交流调速[M].北京:冶金工业出版社, 1981.5.
电力提灌工程 篇5
1 电力提灌泵站生产期机电设备能耗的影响因素
电力提灌泵站电气设备能耗的大小由很多原因共同决定, 但当泵站建成和机电设备装配检修结束后 (即进出水方式, 管路部署、泵型确定, 水泵内部各部件的光洁度、配合间隙等的确定) , 进入生产运行期, 机组设备的能耗就只与运行条件和水泵的磨损情况有关。而运行条件则包括前池水位、水质清洁度、机组配合运行方式和电气设备的无功补偿等。
2 运行条件对生产期电气设备能耗的影响及所采取对应对策
2.1 前池水位对能耗的影响及所采取对应对策
水泵的上水量大小基本上是由泵型、进出水方式、水泵的进出水管路部署、水泵内部各部件的光洁度、配合间隙和净扬程等原因决定。而当泵型、进出水方式、水泵的进出水管路部署等条件原因确定后, 水泵机电设备高效经济运行就与净扬程有直接的关系, 而净扬程等于出水池水位减去前池水位, 由于一般情况是出池水位是一定值, 因此机电设备高效与前池水位的高低有着密切关系。所以生产期控制和保障前池水位达到设计水位, 并使水泵机电设备在此状态中长期运行, 是控制机电设备能耗的重要环节。而要高质量地完成这一工作, 就要提升机电提灌泵站的引水保障率, 即将足额的水量无障碍的从引渠水量引入到前池, 而要达到这一目的, 泵站管护人员就要强加前池拦污栅清捞工作, 努力使拦污栅前后不要出现水位落差。相比多级电力提灌泵站, 还要努力经过各种方法确保泵站水量级间匹配, 从而让各级泵站前池水位处于稳定经济运行状态, 不出现前池水位的大起大落, 从而保障机电设备的高效运行, 促进泵站节能降耗。
2.2 水质清洁度对能耗的影响及所采取对应对策
电力提灌抽送的是液态水, 而水质清洁程度不但影响水泵的使用寿命, 并且影响和决定水泵的运行效率。而当杂物进入水泵工作环境, 则必然要占据水泵流道空间, 堵塞水泵进口, 破坏水泵内部运行流态, 从而让水泵机组运行效率下降, 造成上水量不足, 并且引起泵体震动过大, 加速机组各配件的磨损。尽管水质的清洁程度受地域影响较大, 可是运行维护中还是要保持一定的水质清洁度, 准时清理和清除水中的杂物。这就要求运行管护人员增强前池拦污栅的清捞工作, 尤其对只有一个进水前池的泵站, 随着投运机组台数的增加, 更需要增强这个方面的工作, 并且还要确保前池的供水量 (即提升引渠和前池运行水位) , 由于当机组开启到一定数量时, 假设引渠和前池水位过低, 经过前池拦污栅断面的水量流速必然加快, 造成前池流态紊乱, 使运行机组进水条件恶化, 并且使杂物经过拦污栅进入前池的机率也相应增大, 进而降低机组的上水量和工作效率, 并且会加大能耗。
2.3 机组配合运行方式对能耗的影响及所应采取的对策
机组配合运行方式对机电设备能耗的影响是由设计和建设造成。由于设计和建设一个电力提灌泵站, 为了满足工程灌溉条件和流量匹配需求, 机组设备是由若干台电机和水泵组成, 因此每台机组水泵的管路部署和进水条件是有差别的;并且有相当多的泵站当机组台数较多、出水管路较长时, 为了降低工程造价, 缩小工程占地面积, 又会普遍采取两台或几台水泵共用一条出水管, 这出现两机一管或多机一管的并联运行方式。
由于上述这些实际情况的发生和存在, 所以重视机组设备的合理匹配, 并配合科学的运行方式, 对于降低电力提灌泵站生产期机电设备的运行能耗尤为关键。这就要求在制订泵站运行方案 (进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划) 时, 要将管路短、进水条件好的机组 (一般是排列中间的机组) 做为首选机组列入机组运行配合方案 (进行工作的具体计划或对某一问题制定的规划) , 而当供水流量小时, 应停止并联管路上别的水泵运行, 只保存单台泵单独运行为好 (既单机单管的运行方式) 。由于水泵管路短、进水条件好的机组投入运行时管路损耗相对小, 所以机组设备的能耗也相对低。而相比两机一管或多机一管的并联运行方式时, 尽管并联泵都在高效区运行, 但一台泵单独运行时流量大于并联运行时的工作流量, 所以单机单管运行能充实应用能量, 包管机组更的高效运行。
2.4 电气设备的无功补偿对能耗的影响及所采取对应对策
电力提灌泵站的动力装置是电动机。电动机有二种, 同步电动机和异步电动机。一般的电力提灌工程广泛应用的是异步电动机 (其制造本钱, 维护费用低) 。异步电动机是电感性负荷, 它运行起来要从电网中吸收一定量的无功功率;尽管电动机吸收无功功率不用耗电能, 但无功功率和有功功率之间的转化要消耗电能, 并且必然会引起自身供电系统的功率因子发生变化。所以当泵站机组的运行方式变化时, 尤其是异步机组负荷的增加时, 随着电动机从电网中吸收无功功率的增加, 泵站自身供电系统的功率原因必然将要降低, 最后引起自身供电系统的电压降低。而为克服自身供电系统电压的不稳定, 就一定准时对泵站自身供电系统进行相应的无功功率补偿, 提升自身供电系统的功率因子。
目前的大多电力提灌工程广泛应用二种无功功率补偿方法:一种是直接投并电容进行无功补偿;一种是异步、同步机组并列运行, 经过调节同步电机砺磁电压、电流来进行无功补偿。总而言之不关那种方法, 贵在准时和适量, 由于适量无功补偿即可以保障自身的供电质量, 也使自身的供配电设备经济运行 (变压器、母线等电气设备) ;而过度补偿, 即破坏自身供电质量, 使电压升高, 也额外加大无功补偿电气设备能耗, 所以不利于电力提灌泵站自身节能。
参考文献
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[4]何洋.浅谈景电一期工程泵站机电设备更新改造的重要性[J].科技创新导报, 2008, 31.
帮扶基地提灌站改造工程竣工 篇6
2008年4月28日, 省农机局计生“三结合”帮扶基地射洪县涪西镇回龙村锣鼓喧天、鞭炮齐鸣, 村民欢声笑语欢庆省农机局直接支持的“一板桥”提灌站更新改造工程胜利竣工并一次性试机成功, 正式投入春灌。该站是当地260户、1 000余名农民生产生活用水的重要基础设施。由于资金缺乏, 该站超期运行、老化失修的问题长期得不到解决, 致使运行故障频发、水量小、成本高。2008年3月, 四川省农机局将该村确定为计生“三结合”帮扶基地, 拨款4.5万元全面更新了37千瓦机组一套, 并按“标美化”标准重修机房, 机械性能大大提高, 出水量比改前增加30%。
电力提灌工程 篇7
一、泵站能耗大的原因分析
㈠黄河水质泥沙含量大是泵站能耗大的主要原因 黄河的长度长, 流域广, 并且水中的泥沙含量非常高, 颗粒大, 这些特点在很大程度上是不利于水泵正常工作的, 同时对于阀门也会产生一定程度的磨损。从统计数据上能够清楚地看到, 黄河平均泥沙含量远远高于其他河流, 对于离心水泵来说, 在泥沙含量比较大的流域中, 固体物质较之水质点来讲, 会比较大, 因此脱离叶轮的相对速度也会比较快, 其绝对速度在圆周方向的分速度就会变小, 其扬程和流量也就会随之降低。由于泥沙的磨损, 水泵填料和密封环间隙加大, 降低了容积效率, 加之泥沙与轮盘的磨损, 过流部件机械效率降低直接导致轴功率的增加和能源的增大。对于阀门而言, 黄河水质加大了对密封面的冲蚀, 同时对于轴瓦的磨损会使轴端渗漏或使阀轴偏心, 造成阀门关闭不严或卡阻, 影响阀门的密封性能, 阀门关闭不严会引起电机倒转, 水泵不能启动等事故。对于泵站机组而言, 含沙水质降低了设备的功效, 加大了电机功率, 增加了泵站的维护、管理、运行成本。
㈡设备的配置选型方面
1.主水泵的配置选型。黄河含泥沙水质对水泵技术性能有直接影响, 随着含泥沙量的增加水泵的过流部件的磨蚀使水泵寿命大为缩短, 具有棱角的沙粒在与金属表面冲击力的作用下, 半径较大的叶片表面线速度大, 固相泥沙颗粒对叶轮表面的磨损增加, 实际流量变小, 加之泥沙颗粒对金属表面形成划痕, 最终使泵体过流金属表面凹凸不平, , 泵体内腔壁面、泵舌、叶轮、口环、轴承等处形成坑洼及马蜂窝状, 叶轮呈鱼鳞状沟槽, 效率急剧下降。
2.主电动机的配置选型。由于受当时科技及制造水平的局限, 所选用的主电动机效率与功率因数偏低。能耗相对较高。
3.主阀门的配置选型。出水阀门选用了电动闸阀加逆止阀的配置, 流阻系数和水头损失较大, 能耗相对较高, 事故断电会产生大的水锤效应, 高扬程大流量泵站会产生破坏性效果。
4.前池及导流引渠的设置。前池设置设计不合理深度太浅, 容积太小, 泵站进水口距离导流引渠位置太近, 加之导流引渠上没有设置沉沙池, 在降低水流流速及阻止泥沙沿程逐渐沉降方面设置不科学, 导致前池泥沙淤积, 诱发水泵汽蚀磨损, 效率降低。
在水泵投入使用之后, 其使用时间的不断增加会加大设备的老化程度, 具体的表现为:设备的管道上锈或者是磨损, 这就使得流水部分的空间变小, 阻力变大, 进而水头损失也会随之增大;水泵密封环中间的空隙变大, 其叶轮和叶片会出现缺损或者穿孔的现象, 这会导致水泵的转速降低, 工作效率受到影响。上述种种都属于设备老化问题, 这些问题都是阻碍设备正常运行, 造成其工作效率无法提高的主要因素。如果是水中的杂物较多, 在水泵的出口处的密封圈必然会被腐蚀, 从而降低密封效果, 这样一来回水就会对密封面进行反复的冲刷, 进而使其产生沟槽或者坑槽, 对于这种情况, 如果工作人员没有及时对其进行保养, 那么就会使其破损情况加剧, 进而造成机组停运, 水泵工作效率急剧降低, 耗能加大, 从而提高维修的成本, 如果是出水阀门回水渗水加重就会引起水泵机组连续向后倒转, 进而导致设备无法启动;设备中, 还存在电动机绝缘老化的问题, 一部分的电动机滑动轴受到磨损, 转子轴受力变形, 从而其运转的时候, 定子、转子局部相互接触就会出现故障, 这样的情况下, 转子的外缘被车削, 从而是空气间隙增大, 磨损加剧, 电动机工作效率下降。
二、泵站节能途径
㈠设置初始沉积池 (前池) 在pH值大于7的黄河含沙水质环境下, 泥沙本身含有相当数量的粘土矿物和有机胶体, 形成粗细不等的颗粒, 从西北到东南流动过程中, 颗粒粒径逐渐减小。颗粒表面积越大, 负荷越大, 吸附作用越强, 对泵站设备的破坏性也越严重, 导致能耗增加, 维护成本增大, 所以要达到节能降耗的目的就应该从源头进行整治, 笔者认为最简单有效的办法就是在取水口一泵站能否不直接从黄河缓流处取水, 而是在其附近设置一沉积池 (前池) , 该沉积池面积要大, 对周边环境能起到生态建设作用, 由大功率抽水泵从黄河将含沙水提至沉积池, 经沉积池对黄河水进行初步沉淀, 然后再经高于池底一定高度的沉积池出水口将已沉淀的黄河水流入一泵站前池中, 沉积池也可以与前池建在一处, 中间用隔墙分开, 泵站取水口应在前池的端口并远离沉积池出水口, 这种设计虽然多设了一个沉积池, 增加了几台大流量水泵, 但从泵站多级设备运行总成本考虑可以节省设备的其他费用, 也能简化一泵站的建设费用。同理二、三级泵站前池的深度也应加深 (沉积池必须定期除沙, 至少一个灌期除沙一次) 。
㈡配置技术性能优良、效率高的设备 主水泵水力模型应完全满足工程实际技术特性需求, 特别是要适合黄河含泥沙水质工况特征, 要选用自动清污机, 随时清除杂物, 控制栅前栅后水位落差。选用新型基恩型电动机, 技术参数应满足主水泵配套功率及转速要求。
㈢加强管理创新, 推进管理智能化 采用新型智能化检测装置, 适时监测水泵及泵站流量、扬程、效率动态信息, 采用先进的旋转设备故障预防判别装置, 通过监控和检测, 及时发现隐患, 及时处理, 保证工程设备高效运行。
㈣加强检修管理, 提高设备自身效率 必须重视机组的日常维修维护, 以机组的运行时数为依据, 认真做好机组的小修及大修工作。通过维护修理, 及时发现问题, 消除隐患, 延长使用寿命。
㈤加强运行管理, 确保设备高效运行 工作人员对于拦污栅的清理工作要多加重视, 及时排查, 及时清理, 这样能够最大限度地降低水头损失, 提高水流速度以及设备的工作效率, 进而实现节约能源的目的。
㈥加强渠道及建筑物维修管理 在节能减耗的过程中, 对于渠道和建筑的维护管理也是非常关键的一方面, 工作人员加强监管和排查力度, 对于问题能够及时发展, 及时处理, 进而阻止损失的进一步扩大, 从而减低维修成本的投入。
㈦强化继续教育, 提升职工业务素质和操作技能 我国科技的发展日新月异, 这位高扬程泵站的发展提供了极为有力的发展机会, 同时也为工作人员提出了新的研究课题, 尤其是在综合性优良泵性的研发以及大型泵站经济结构优化方面的研究, 更加需要人们去解决。
三、结语