泵站智能化技術(shù)分析與工程建設(shè)研究

路 欣

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅景泰730400）

景泰川電力提灌工程是一項高揚程、大流量、多梯級電力提水工程，整個景電工程設(shè)計提水流量28.56 m/s，興建泵站43座，裝機容量270 MW，最高揚程713 m。在灌溉工程中，可靠的泵站工程施工質(zhì)量是保證灌溉工程安全運行的前提。在泵站工程施工建設(shè)過程中，應(yīng)對泵站工程施工過程中涉及的各個環(huán)節(jié)施工建設(shè)質(zhì)量進行嚴格的管理和控制，保證泵站工程施工建設(shè)的質(zhì)量。本文首先分析了泵站在灌溉工程中的作用及應(yīng)用現(xiàn)狀，之后闡述了電機水泵的智能化技術(shù)和控制調(diào)節(jié)方法，最后介紹了灌溉工程泵站的工程建設(shè)管理方法。

1 灌溉工程泵站概述

1.1 泵站在灌溉工程中的作用

在灌溉工程中，需要依靠泵站完成重要的功能，也是灌溉工程建設(shè)的關(guān)鍵，可以實現(xiàn)智能化提水，滿足灌溉工程的需求。傳統(tǒng)混凝土泵站存在著一定的缺陷，如投資巨大，建設(shè)周期長，耗費大量人力、物力，因此現(xiàn)在人們更多地選擇采用機動靈活的預(yù)制泵站完成灌溉作業(yè)，預(yù)制泵站具有結(jié)構(gòu)緊湊、施工周期短、安裝簡單、采用玻璃鋼材質(zhì)、無泄漏、專業(yè)泵坑設(shè)計、臭氣噪聲小、成本小等特點，且預(yù)制泵站在灌溉方面發(fā)揮的優(yōu)越性越來越突出。同時，在泵站工程施工過程中，嚴格控制施工過程的質(zhì)量對確保泵站工程施工質(zhì)量起著重要作用。首先，泵站工程施工質(zhì)量控制可以提高泵站工程的施工效率，保證泵站工程施工過程的順利進行。其次，控制泵站工程施工質(zhì)量可以保證泵站工程在后續(xù)運行過程中的可靠性，不易出現(xiàn)故障或其他缺陷[1]。再次，對泵站工程施工質(zhì)量進行控制，可以降低泵站工程的運行和維護費用，從工程的整體來看，具有較高的經(jīng)濟效益。泵站的實物圖如圖1所示。

1.2 泵站在灌溉工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前泵站在灌溉工程中的應(yīng)用已有較高的技術(shù)水平，包括采用預(yù)制泵站。現(xiàn)有的預(yù)制泵站包括筒體、進水管、出水管、水泵、抽水管、自耦底座、爬梯和粉碎格柵等。預(yù)制泵站的建造安裝形式是地埋式，即整個泵站在地面下方，預(yù)制泵站上設(shè)置有進水管與出水管分別與相應(yīng)的外接管道連接；外界水由進水管進入預(yù)制泵站筒體內(nèi)部，筒體內(nèi)部的水泵泵水至出水管。但也存在一些問題：泵站底部的法蘭邊使用預(yù)埋地腳螺栓將抗浮塊與泵站進行螺栓連接，地表以下會有地下水層，泵站會受到地下水的浮力影響發(fā)生一定的偏移，不僅對地腳螺栓的抗剪強度要求較高，而且對進水管、出水管的連接端口造成一定的損傷；再者就是，筒體內(nèi)部的水泵進水端通常設(shè)置有濾網(wǎng)來過濾即將通過水泵的水體，但是過濾效果比較差，影響水泵的正常工作。

2 泵站智能化技術(shù)分析

2.1 電機水泵的智能化技術(shù)

電機水泵要實現(xiàn)智能化，需要采用泵站電氣控制系統(tǒng)，在電氣設(shè)計時，可選擇多種傳感器，使用PLC進行數(shù)據(jù)采集及處理，運用觸摸屏進行數(shù)據(jù)的直觀顯示，并配置數(shù)據(jù)遠傳模塊，通過VPN路由器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控，能夠?qū)崟r了解泵站的運行狀況，全面實現(xiàn)泵站的智能化運行。

2.2 電機水泵的控制調(diào)節(jié)

在電機水泵中，其控制回路包括串聯(lián)的各模擬量采集模塊，模擬量采集模塊與控制回路的PLC控制芯片電連接，模擬量采集模塊還分別與灌溉工程泵站內(nèi)液位傳感器以及變頻器電連接[2]，采集液位數(shù)據(jù)信號以及變頻器運行電流并上傳至PLC控制芯片，實現(xiàn)對電機水泵的控制調(diào)節(jié)。在電機水泵的控制調(diào)節(jié)過程中，可通過PLC控制芯片自動控制信號，用于操作對應(yīng)變頻器的停止以及手動自動控制切換。

2.3 電機水泵的調(diào)度

電機水泵要完成各項規(guī)定的任務(wù)，需要對電機水泵進行合理的調(diào)度。根據(jù)灌溉工程中的實際需求，制定電機水泵的運行計劃，可以通過智能化控制技術(shù)，完成電機水泵的優(yōu)化調(diào)度。景電工程通過現(xiàn)代化升級改造，基本實現(xiàn)電機水泵智能化調(diào)度，單位能耗逐年下降，能耗曲線如圖2所示。

3 灌溉工程泵站的工程建設(shè)

3.1 渠道管道結(jié)構(gòu)設(shè)計

渠道管道結(jié)構(gòu)設(shè)計是灌溉工程中電機泵站建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，應(yīng)加強渠道管道結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證渠道管道結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。可以采用現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)設(shè)計輔助軟件進行輔助設(shè)計，提前獲取施工過程中可能會遇到的結(jié)構(gòu)施工問題，提高施工效率和施工質(zhì)量。

3.2 泵站的工程建設(shè)管理策略

3.2.1 泵站工程建設(shè)質(zhì)量的影響因素 在對泵站工程建設(shè)的質(zhì)量進行控制之前，有必要先分析可能會影響泵站工程施工質(zhì)量的因素。以下幾點對泵站工程的施工質(zhì)量也具有較大的影響，在施工過程中應(yīng)加以考慮：一是在泵站工程中使用的施工材料。優(yōu)質(zhì)合格的泵站工程材料對確保泵站工程施工質(zhì)量起著重要作用，如果采用了質(zhì)量不合格的材料，后續(xù)在泵站工程的運行中將可能會出現(xiàn)較大的缺陷問題，給泵站工程帶來較大的安全隱患。二是泵站工程的建設(shè)環(huán)境，冰雪和雨季等天氣也會對泵站工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，此外不同的季節(jié)對泵站工程的施工也會具有相當較大的影響。同時，工程建設(shè)實際中也存在著一定的問題，包括泵站工程施工落實安全責任不到位。雖然提出了一系列加強泵站工程施工安全管理的相關(guān)措施，但由于安全責任落實不到位[3]，很多措施都只流于表面形式，難以在實際管理上得到落實。泵站工程施工安全管理執(zhí)行力不夠。對泵站工程施工安全管理的重視程度不夠，導(dǎo)致相關(guān)的安全管理措施的執(zhí)行力度不夠。

3.2.2 泵站工程建設(shè)安全管理的措施 對于泵站工程施工安全管理的措施，首先應(yīng)加強泵站工程施工中的各工序施工質(zhì)量的過程控制。在泵站工程施工中，加強各工序施工質(zhì)量的過程控制，通過對影響泵站工程施工質(zhì)量各種因素全面的動態(tài)控制，從而保證各系統(tǒng)的施工質(zhì)量。此外，應(yīng)加強泵站工程施工現(xiàn)場質(zhì)量的檢查和監(jiān)督。保證泵站工程施工人員不出現(xiàn)違章作業(yè)的情況[3]，同時保證施工人員嚴格按照安裝施工圖紙和技術(shù)規(guī)范要求進行施工，保證泵站工程施工的質(zhì)量。當發(fā)現(xiàn)違章行為或者施工質(zhì)量不合格，則應(yīng)責令整改。此外，在泵站工程施工過程中，應(yīng)結(jié)合當?shù)乇谜竟こ淌┕ぞ唧w情況，逐步完善相關(guān)規(guī)章制度。最后，泵站工程施工現(xiàn)場人員缺乏經(jīng)驗、技術(shù)不過關(guān)也會對改造施工帶來一定的安全風險。部分泵站工程施工人員缺乏足夠的操作經(jīng)驗以及處理風險的能力，也沒有過硬的技術(shù)水平，造成操作失誤。因此，當泵站工程施工出現(xiàn)問題時，工作人員往往難以有效解決，造成嚴重危害。對此，應(yīng)對工作人員進行定期培訓(xùn)考核，進行相關(guān)風險管理學習，逐步提高工作人員的工作經(jīng)驗和施工技術(shù)。

3.3 泵站工程的應(yīng)用趨勢

雖然傳統(tǒng)混凝土泵站為目前主流泵站的建設(shè)方式，但日益暴露出它自身難以克服的缺點，混凝土泵站投資巨大，往往一個泵站會花費大量的經(jīng)費，這些弊端都促使人們開始尋找一種性能更為優(yōu)化的替代品。一種機動靈活的一體式預(yù)制泵站應(yīng)運而生。隨著一體式預(yù)制泵站的發(fā)展，對預(yù)制泵站的控制要求也越來越多，特別是對于智能化的要求越來越全面。

4 結(jié)論

加強泵站工程建設(shè)安全管理是保障泵站工程順利進行的關(guān)鍵，合理控制安全隱患的前提應(yīng)做好安全風險辨識，通過安全風險辨識，盡量減少安全隱患的數(shù)量。隨著泵站工程施工管理水平的提高，泵站工程的施工質(zhì)量和施工水平也會得到較大的提升。