农田水利灌溉中的泵站改造技术分析.pdf

702024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview0 引言在新时代背景下，为了促进农业经济的可持续发展，需要借助农田水利工程满足农业种植中的灌溉需要，及时发挥水利灌溉的储水、蓄水和节水价值。然而，传统的泵站运行并不能满足当前的农田水利灌溉需要，积极开展泵站改造研究，提高水利灌溉价值。基于某地区中灌溉水源情况、待灌区需水量、塘堰调蓄能力、机电设备状况、泵房基本情况和相关项目测试等调查数据，进行泵站改造，体现改造价值。1 水利灌溉中泵站改造的价值1.1 促进农业经济发展自古以来，我国都非常重视农业生产。随着城市化进程的不断推进和乡村振兴战略的落实，农业经济不断增长，基于新农业生产模式和管理模式的影响，需要做好水利灌溉工作，为农田提供充足的水源支持。做好水利灌溉泵站的改造，可以有效提高灌溉的效率，降低能源消耗，提高农田水利灌溉工作的持续性和可靠性，促进农业经济的发展。1.2 提高农民经济收益通过泵站改造工作可以提高水利灌溉的范围和效果，满足农民的农田灌溉需要。既可以降低天灾对农业种植的影响，也能减少农民在灌溉方面的劳动力支出，在充足的水肥支持下，可以提高农作物的种植产量，提高农民的经济收益。但是部分农民缺乏对水利灌溉的了解，基层部门需要做好宣传工作。农民参与灌溉模式的制定、泵站的管理维护等工作，有利于提高灌溉工作开展的合理性，满足农业经济发展需要。2 水利灌溉中泵站运行的现状2.1 灌溉水源情况首先，对水源水量及水位进行核实。部分泵站处于长期运行中，出现水源水量低和断流、吸程增加而提水量少等问题，不利于泵站良好运行。其次，要掌握泵站的水情情况。既要对水位情况、年均水量和年均提水量进行掌握，也要对水源来源、水泵扬程和水泵安装过程进行分析，为后续改造提供依据。2.2 灌区的需水量对于灌区需水量而言，要结合灌区中的提灌面积、具体农作物种类，对实际需求水量进行分析。灌区的需水量增加，其原因主要有周围小型泵站停运、农作物种类变化等方面。反之，灌区的需水量减少，其原因主要为泵站灌区增加了新的小型泵站或水源工程，要做好实际需水量的计算，为泵站改造提供引导。2.3 机电设备状况在泵站运行中，需要在事前对电动机、水泵、管路、配电设备、输配电线路、变压器和其他辅助类设备的型号、维护记录、运行主要故障、数量和使用年限进行了解。此外，也可以对部分非正常运行的设备进行初步的改造。2.4 泵房基本情况首先，对泵房的尺寸进行测量，结合初步的机电设备改造情况，对机房尺寸和设备尺寸的适配性进行分析，保障改造后的机组布置具有合理性和有效性。其次，收集泵房运行多年的数据，包括泵房的稳定性、防洪能力、通风效果、采光强度等，加深对泵房整体的了解。2.5 相关项目测试做好信息的调查整理，结合泵站改造的相关规范，进行具体项目的测试工作。具体可以结合泵站现场测试与安全检测规程1，分别对泵站的动力机、水泵、管路系统、传动装置与进出水池效率等方面进行测试，明确抽水装置中各部分运行低效的原因，为改造方案的设计提供数据支持，提高泵站质量。收稿日期：2023-06-26作者简介：刘建国（1969），男，甘肃武威人，工程师，研究方向：电力提灌工程节能降耗、电力工程自动化、水利工程施工管理。农田水利灌溉中的泵站改造技术分析刘建国（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃白银 730400）摘要：目前，为了促进农村实现良好的农业发展，农田水利灌溉工程正持续建设，以满足农业种植中的灌溉需要。然而，结合部分地区的农田水利灌溉情况来看，受到泵站运行的影响，存在着灌溉效果差和能耗高的问题。如何有效做好泵站的改造工作，成为当前农业经济发展中需要考虑的问题。基于此，探讨水利灌溉中泵站改造的价值，分析水利灌溉中泵站运行的现状调查，提出水利灌溉中泵站改造的技术方案，以及水利灌溉中泵站改造的落实策略，以期提高泵站改造的质量，满足农民灌溉需求。关键词：农田；水利灌溉；泵站；改造技术中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2024)02-0070-03712024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview3 水利灌溉中泵站改造的技术方案目前，为了满足乡镇地区的农业发展需要，不仅需要做好水利灌溉工作，也需要关注水利灌溉的实际效果，进行泵站改造工作，确保水利灌溉具有可靠性。一方面，需要结合泵站技术改造规程要求2，提高改造的规范性；另一方面，针对现有泵站的运行效果和范围内农田灌溉需要进行改造。参考中小型电灌站的运行，影响泵站效率的主要因素有进出水池效率、管路效率、水泵效率和电动机效率，在设计泵站改造技术方案时需要对这 4 个方面进行重点研究。3.1 进出水池的改造对以往泵站运行中进出水池设计不合理问题研究发现，存在流态不均匀导致水头损失的情况。在进水池中，流态的不均匀会导致水泵在吸水中出现环流现象，进而导致涡带和进去旋涡，不利于提高水泵的运转效率，且低效的水泵运转也会使机组出现噪声和振动，增加气蚀性。因此，需要对进出水池存在的不足进行改造，改善进出水池的水流流态和降低水头损失。首先，对进出水池的尺寸、形式进行合理设计，确保水流可以平稳输出。其次，对吸水管的淹没深度进行控制。同时，将其置于进水池的正确位置，保障水流可以对称流动，预防出现旋涡现象。最后，将以往的“高射炮”出流改为“淹没式”出流，降低装置的管口及扬程损失。制定进出水池的改造方案，还需要对其他问题进行综合整治3。3.2 管路系统的改造在泵站的运行中，管路效率经常出现问题，是影响泵站灌溉效率的重要因素。关注管路和水泵之间的联合工作特性，促进两者效率同步提高的同时，增加泵站整体运转质量。（1）水泵实际工作点偏离水泵额定点左侧较远的情况。当泵站的管路出现损失过大且水泵工作点位于水泵额定点的左侧时，需要采用扩大管道直径、降低管路附件的形式进行管道改造，提高管道的输出量，使抽水装置的性能更佳。水泵工作点沿着水泵的Q-H性能曲线不断向水泵额定工况点靠近时，既能提高管道的运输效率，也能提高水泵的运转效率。此外，在水流量增大过程中，水泵的轴功率、电机负荷系数和电动机功率也会增加，可以提高整个泵站的运转效率，达到一定的节能效果4。（2）水泵实际工作点偏离水泵额定点右侧较远的情况。泵站本身的效率较低且水泵工作点位于水泵额定点的右侧时，若采用减少管路损失的方法，虽然可以提高管路的效率，但无法提高水泵的效率，使工作点偏高水泵额定工作点右侧更远。因此，在管路效率提高幅度大于水泵效率下降幅度时，泵站整体效率会提高。反之，在管路效率提高幅度低于水泵效率下降幅度时，泵站整体效率会降低，且会出现电动机超载问题。需要采用扩大管径、更换水泵型号、车削水泵叶轮等综合性的措施，提高水泵、管路的效率。3.3 水泵运行的改造在水泵的运行管理中，需要提高水泵运行效率。在具体了解水泵运行数据、维护数据和检修数据后，水泵运行改造要关注以下几点。首先，对泵站中的水泵进行有效维护。一方面，可以参考以往的维护经验及数据进行针对性检修；另一方面，可以将平均扬程作为水泵更换的依据，校核水泵在设计扬程中的流量，使其满足水利灌溉的需要。在最大、最小扬程中观察水泵是否存在超载与气蚀问题，保障水泵运行的可靠性。其次，水泵扬程过高时，可结合泵站的平均扬程，借助车削叶轮的方式降低水泵扬程并改变水泵性能。最后，部分水泵在高效区内应用，存在笨重、扬程低和管理不当的问题，不利于提高水泵的运行质量，需要进行一定的调整。要在充分论证后，合理选择水泵，并对水泵进行优化5。3.4 电动机的改造在泵站运行中，电动机是其核心的设备之一。进行改造时要将提高电动机效率和运转性作为主要目标，提高电动机改造的质量。首先，以调整和维修为中心。在泵站运行中，电动机的效率一般较为稳定，受到运行老化和周围环境的影响，但日常维护和检修能确保电动机的运行效率稳定。对于已经过时的高耗能电机，必须进行替换升级工作，提高泵站运行质量。其次，参考泵站的实际运行情况，对于线路末端电压低的泵站或功率因数低的电动机，采取并联电容器的方式进行无功功率补偿，提高运行电压并降低线路的损耗6。最后，电动机在出现机端电压低的现象时，容易影响电机运转的整体安全性和效率，需要借助综合性的措施对泵站低压线过长、机端电压低和损耗大的问题进行处理，提高电动机的运转效率。4 水利灌溉中泵站改造的落实策略目前，在进行水利灌溉泵站的改造中，受到不同地区水文地质、气候温度、灌溉需求和整体规模的影响，存在影响因素多、基础条件差、改造需求多、整体造价高和技术性强的特点，尤其在进行低扬程离心泵的改进中，有较大难度。结合上述改造方案，为提高方案的落实效果，还需要结合各类影响因素进行落实策略的研究。4.1 做好前期准备工作首先，做好前期勘察工作，在专业勘察人员及设备的722024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview支持下，对泵站及周围的信息进行全面收集。其次，对整体造价进行控制，泵站技术改造的涉及面广，需重视资金问题，择优选择改造项目。最后，前期要做好宣传教育工作，通过安全教育、技术培训和对职位素养的宣传，提高员工的综合素质，为泵站改进提供人才支持。4.2 做好施工现场管理首先，进行设计方案的选择和交底工作。在做好泵站改造技术方案的设计后，需基于泵站效率的提高、节省能源和提高工程性价比等参数进行技术方案的选择，确保所选方案具有经济性和合理性。做好技术交底工作，为改造施工人员提供引导，明确具体的施工重要，提高改造质量。其次，加强材料的管理工作。做好材料的选择和应用，降低材料的应用损耗。同时，落实一次设计和分期建设的原则，借助汛后的检修期迅速展开建设，并在汛期前完成阶段性改造施工7。最后，进行制度优化。对制度进行完善，为改造施工提供制度支持和引导，提高施工质量。4.3 建立信息改造系统信息时代，可以通过各类先进的技术提高改造效果。在通信技术的支持下，构建高效的网络系统，例如信息采集网络、专家决策支持系统等，为泵站工程提供沟通服务，增强管理质量，使泵站改造实现信息化和自动化。在大数据技术的支持下，提高培训内容质量，了解更多的安全知识及机械知识，加强泵站管理质量。5 结语为了改善农村农田的灌溉环境，需要对泵站进行一定的改造，使其充分结合周围的水文地质环境和灌溉需求，提高灌溉的质量和效率。一方面，需要做好泵站改造技术方案的设计，关注基于管路系统、水泵运行、电动机和进出水池的改造设计，确保改造技术方案具有合理性；另一方面，需要提高改革工作的落实效果，做好前期准备工作，加强泵站改造设计、施工现场管理，建立信息改造系统，加强改造工作的落实效果。完成泵站改造后，发挥改造价值，促进农业经济稳定发展。参考文献1 中国灌溉排水发展中心.泵站现场测试与安全检测规程(SL 548-2012)S.2012.2 武汉水利电力大学.泵站技术改造规程(SL 254-2000)S.2000.3 肖杰.农田水利灌溉中的泵站改造技术J.当代农机,2023(2):76-77,79.4 李文珲.浅析农田水利灌溉中泵站技术改造J.农业科技与信息,2022(11):94-96.5 王海侠.浅谈中小型排灌泵站更新改造技术措施J.治淮,2021(7):44-46.6 韩玉文.农田水利灌溉中的泵站技术改造J.科学技术创新,2020(18):143-144.7 徐涛,肖翔,兰轶.浅析农田水利灌溉中的泵站技术改造J.四川水利,2017,38(6):108-111.Technical Analysis of Pumping Station Transformation in Farmland Water Conservancy IrrigationLIU Jianguo(Gansu Jingtaichuan Electric Power Irrigation Water Resource Utilization Center,Baiyin Gansu 730400)Abstract:At present,in order to promote good agricultural development in rural areas,the construction of farmland water conservancy and irrigation projects is ongoing,to meet the irrigation needs in agricultural cultivation.However,considering the situation of farmland water conservancy irrigation in some regions,there are problems of poor irrigation efficiency and high energy consumption due to the impact of pump station operation.How to effectively carry out the renovation work of pump stations,it has become a problem that needs to be considered in the current development of agricultural economy.Based on this,this article explores the value of pump station renovation in water conservancy irrigation,analyzing the current situation of pump station operation in water conservancy irrigation,propose technical solutions for pump station renovation in water conservancy irrigation,and the implementation strategy of pump station renovation in water conservancy irrigation,in order to improve the quality of pump station renovation and meet the irrigation needs of farmers.Key words:farmland;water conservancy irrigation;pumping station;transformation technology