鹽環定揚黃共用工程更新改造后泵站及機電設備的經濟指標分析

黃立

摘 要：泵站工程是運用泵機組及過流設施傳遞和轉換能量、實現水體輸送以興利避害的水利工程，可解決水資源緊缺且時空分布不均衡問題，實現旱澇保收。由于歷史條件的限制和二、三十年的運行，泵站工程老化嚴重，遂進行更新改造。本論文通過查閱資料及數據分析對更新改造后八泵站及其機電設備的經濟指標進行分析，通過新舊設備的各項指標對比分析，總結出新設備的優缺點及日常運行維護的注意事項，從而使泵站在良性條件下更好運行。

關鍵詞：泵站 設備 運行 經濟

八泵站更新改造后現配備110千伏專用變電所一座，受電線路111坡惠I線，主接線采用單母線接線方式，安裝兩臺容量為6300千伏安的主變壓器。泵站現有機組9臺，總裝機容量6900千瓦，其中4#、8#為變頻機組，2#機組為異步小機，其余為異步大機。凈揚程31.45米。水泵軸承均采用機械密封方式。廠房機組錯開式布置，正向進水，直管淹沒式出水，出水壓力管道三排，長度1.12千米，單排管道DN1600；前池警戒水位4.08米。干渠長度45.07千米。泵站管轄直開口1座，受水區設計灌溉面積3000畝，受益鄉鎮為吳忠市紅寺堡開發區太陽山鎮。

1.研究問題

（1）更新改造后設備較舊設備對揚水生產的效率提升；

（2）變頻器投入使用后對生產效率的提升；

（3）存在的不足和需要改進之處。

2.研究的內容與方法

2.1研究的內容

（1）影響泵站整體經濟效益的因素有那些；

（2）就八泵站機組而言各機組之間存在的差異及原因分析；

（3）新設備較之前舊設備各項指標有那些提升。

2.2研究的方法

研究方法主要是數據統計法和對比分析法。通過研究各項設備參數中局部與整體之間，以及各有關因素之間相互聯系的規律性，對測量所取得的數據和以往所獲得的數據進行有關分析研究得到所需結果的一種科學方法。

3.統計與分析

3.1機組的運行參數

3.1.1工頻機組運行參數

八泵站工頻機組5#機組的水泵效率最高。因2#機組為相對小型機組，暫排除對比，1#與9#機組的水泵效率相對偏低，考慮1#、3#、5#、6#、7#、9#機組所采用的電動機及其無功補償裝置相同，忽略其設備出廠時細微偏差，得出結論：由5#機組開始至兩側分散進水條件相對逐漸變差。

3.1.2變頻機組運行參數

在泵站運行期間，通過對變頻器頻率的調節，獲得了變頻機組的相對參數，計算出不同頻率下的水泵效率，4#變頻機組頻率在46.5Hz時水泵效率相對最高，8#變頻機組頻率在48.5Hz時水泵效率最高。日常運行過程中的推薦運行頻率為45Hz至50Hz之間。

3.1.3變頻機組運行優點

在泵站系統正常運行過程中，為保證泵站的安全生產，前池水位的調節是必不可免的，而調節前池水位高低最直觀的辦法就是調節上下級泵站的出水量，所以時間段的開停調節是不可或缺的。變頻器的使用通過調節頻率來達到調節出水量的目的，很大程度上減少了開停機次數，使得泵站系統安全運行、電動機使用壽命都得到了極大改善。

3.2經濟效益

3.2.1單機單耗

在夏秋灌機組穩定運行時抽取一日泵站機組運行參數如表1。

由表1數據可知從5#機組即泵站中心軸開始向兩側分散能源單耗逐漸升高，這就從另一個方向印證了文中所提到的“由5#機組開始至兩側分散進水條件相對逐漸變差”這個結論，同時也表示在現有狀況下，開啟5#周圍機組周圍機組泵站相對經濟運行。

3.2.2安全運行

八泵站一次主接線10KVI段母線所帶1#至5#機組，合計3700Kw；I I段母線所帶1#至9#機組，合計3 2 0 0 Kw。兩臺主變容量均為6300KVA，理論上兩段母線解列運行均可帶動所開機組，但是為了系統安全穩定運行，兩臺主變并列運行是最為安全、穩妥的運行方式，所以母聯的投用是非常必要的。同理廠變的并列運行也是必要的，上水高峰期平均每天耗電量150kw.h左右，平均負荷6.25kw，泵站無勵磁裝置，主電機屬于自然冷卻式，單臺廠變可以正常給低壓負荷供電。兩臺廠變并列運行，雖然增加了電能損耗，但在一臺廠變故障跳閘后，低壓負荷不至于失電，保障了低壓供電可靠性。

3.2.3運行方式

結合八泵站三臺機組分別在三排出水管道的現狀以及前池兩側淤泥情況，邊排管道最兩側1#、9#機組的開啟及長時間運行是必不可少的。1-3號機組共用一排出水管道，4-6號機組共用一排出水管道，7-9號機組共用一排出水管道。通過八泵站一次主接線圖4-4所示再結合泵站出水管道排列方式，以10m3/s左右的出水情況，得出最經濟運行方式。

（1）五大一變頻運行方式：1、3、5、6、7、8號機組同時運行為最經濟模式，可用8#機組變頻調節前池水位。

（2）四大一小一變頻運行方式：1、2、4、5、6、9號機組同時運行最為全面，較之第一種可多出2#小機與3#機組的互相開停調節，保障水位較大波動情況的零時調節。

3.3整體指標

3.3.1整體單耗

6月是上水高峰期，以相對穩定的運行方式運行，兩年度皆運行30天。新機組在穩定運行的狀態下較舊機組多運行260.36小時，揚水量提升1936072方，用電量較增加5.54kw·h。抽取6月份整體情況作為對比對象，根據公式計算出能源單耗。

如表2所示依據公式轉換以單位出水量計算：

即每提1方水新設備所耗的有功電量較舊設備相應減少0.009Kw·h。同理586. 0，370. 8，784. 71221=？==VVVV即每耗1度電新設備較舊設備要多提0.586方水。

3.3.2整體效率

根據公式計算得出2017年六月份即舊設備裝置效率η1及2018年六月份即新設備裝置效率η2。

因此得出新設備較舊設備的裝置效率提升了5個百分點，所以此次更新改造工程使得泵站整體經濟效益的到了一定提升。

4.結論

（1）前池的進水條件很大程度上影響單機的設備效率；

（2）變頻機組對泵站系統安全運行具有很大影響；

（3）更新改造后裝置效率得到了提升；

（4）更新改造后泵站整體較之前更加經濟。

5.結束語

本研究以一個特定的視角及給定數據為基本框架從局部到整體分析了泵站設備運行的經濟性，對泵站整體的經濟性做了大概考量。實際上，影響泵站經濟效益的因素是多方面的，對如何提升泵站運行的經濟性還有許多需要完善的地方，任重而道遠。

參考文獻：

[1]王雪琴，錢寶萍.泵站技術經濟指標體系研究[J].上海水務，2011（1）：12-14.

[2]吳本華.淺析泵站機電設備安全運行的管理[J].水能經濟，2016（12）：249-249.