摘要:调水工程泵站在长距离、跨区域调水中发挥着重要的作用。泵站的运行调度水平直接体现泵站的运行效果。泵站的运行调度一方面要考虑到如何实现高效率,另一方面还要保证能耗的降低,提升泵站的运行标准。现代化管理措施的应用有利于改善泵站的运行效果,体现出综合效益。
关键词:调水工程;泵站;运行调度;管理
引言
胶东调水工程是山东省“百”字型骨干水网的重要组成部分,由引黄济青工程和胶东地区引黄调水工程组成,长度约600km,是实现山东水资源优化配置,缓解胶东地区水资源供需矛盾,改善当地生态环境的重要水利基础设施。胶东调水工程实现了长江水、黄河水与当地水的联合配置,从根本上改变了山东省水资源紧缺局面,在支撑“蓝黄”两大战略实施,保障山东半岛地区经济社会的可持续发展和人与自然的和谐发展方面具有重要作用。工程主要有泵站与河道组成,泵站将低区域水运送到高区域,目前,泵站的运行和检修工作主要还是人工控制,没有完全实现综合自动化管理。
1、运行调度的作用
泵站的运行需要很大的能源消耗,如何采取有效措施降低泵站的能耗是保证泵站效益的关键。泵站在最初规划设计时,结合历史资料对泵站运行中的预期运行情况进行了周密的测算,优选泵站的各类设备,以保证泵站投入运行后的高效益。但是规划设计难以完全准确预测泵站运行时的工作条件,并且实际的时序状态处于变化中,因此对于已建成的泵站需要进行运行调度。在中小型泵站中,泵站的能量消耗与经济效益和水泵本身的效率有关,还会受到电机、变电效率的影响,泵站运行调度不仅要考虑到设备的运行状态,还要实现泵站的整体运行处于最佳的状态,所以中小型泵站要结合当前的条件与预报的环境变化确定泵站的工作方式,确定各型号水泵的开启数量、调整水泵叶片角度、调整变电站的工作方式等,保证水泵处于高效运行中,能量消耗较小。在保证水量、扬程满足要求的同时实现系统处于安全可靠的运行,实现泵站的优化运行[1]。
2、泵站经济运行的措施
2.1、提高泵站装置效率
要想提高水泵的整体效率,主要要关注水泵的运行效率。在泵站运行过程中,要保证水泵的出水量达到设定的最佳标准。通过定时检查水泵的叶轮、轴套以及泵壳等零件的质量可以有效保证水泵的出水量。水泵的部件损坏通常受到众多因素影响。其中,气蚀是主要因素。在胶东地区,由于其高扬程电力提水灌溉工程的主要水源之一为黄河,而黄河中的水含沙量极高,大量的沙子不仅会磨损水泵中的部件,还会加大气蚀对水泵部件的磨损。通过观察长时间使用的水泵(使用时间为4000-4500h)可知,位于叶轮进水端的叶片出现大量磨损且由于气蚀作用导致叶片的厚度变薄且呈现锯齿形。口环间隙与流道皆出现不同程度的磨损,其中,流道部分呈现出蜂窝状磨损,口环间隙扩大明显。沟豁状的损坏则多出现在泵壳两侧,靠近口环的周缘处。由此可见,在水泵运行期间,要定期对水泵的部件进行检查,及时更换由气蚀造成磨损的零件,尽可能减少损失。
2.2、主要监测参数
2.2.1、泵站运行数据监测
包括电量监测、非电量监测、振动监测和温度监测4个方面。电量监测内容:高压母线和低压母线的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等,机组运行时的电压、定子电流、有功功率、无功功率、功率因数、励磁电流、励磁电压等,直流系统电压、电流等。非电量监测包括管道流量、前池水位、扬程(出口压力)、拦污栅压差、进口压力等。振动监测包括机组和压力管道的振动系数。温度监测包括电动机及水泵轴承(轴瓦)温度、电动机定子绕组温度(电机预埋电阻完好)、变压器温度、环境温度等。
2.2.2、开关量监测
高压进线合分闸、远程/就地、待检、隔离开关等位置信号,各类故障开关量信号,各类事故开关量信号;机组合分闸、隔离开关、远程/就地、待检、进水阀全开全关、出水阀全开全关、风机状态等位置信号,各类故障开关量信号,各类事故开关量信号、接地开关;排污泵状态信号等[2]。
2.3、智慧泵站平台的应用
智慧泵站平台在信息交互方面打破了各个区域的信息交流壁垒,增强了区域性联动合作能力,实现了水资源分布数字化,各部分水利工程以网络为纽带,提供上下游的水位和水质情况,分析出可调度的水资源和调度能力。新的水利工程管理工具会改变管理者的管理理念,推动管理体制的创新,提高水资源利用效率,有助于区域性的水利工程合作和发展,使得原有水利工程发挥出更大的社会经济效益。平台实时更新和共享水资源信息,通过现有的水资源数据分析,进行综合决策,加强了水利工程管理的协同工作[3]。
2.4、完善调水工程管理养护工作制度
完善的调水管理养护工作制度为调水工程管理养护工作提供了重要保障。所以还应建立完善的调水管理养护工作制度,明确管理养护工作内容以及要求,具体应做好以下几个方面:首先在制度上对管理养护工作的定性,应明确管理养护工作的重要地位,使得工作人员充分认识到管理养护工作的重要性,强化调水工程管理养护人员的责任性;其次应明确调水工程管理养护工作人员的对象及内容。管理养护工作的主要对象包括水闸泵站及泵站内的各项设施、防汛设施以及输水管道等。工作内容就是保证闸门、机电设备以及输水渠道等正常的运转;最后还应加强对调水工程管养护人员的教育培训。高素质的调水工程管理养护团队对提高管理养护工作水平具有至关重要的作用。所以为了提高调水工程管理养护工作水平,还应培养高技能水平的专业人员,建立一支高素质的管理养护工作团队。一方面可以适当的提高调水工程养护管理人员的薪资福利待遇,吸引更多的年轻的技术人员参与,另一方面可以通过教育培训,提高在职养护人员的专业技能水平,为管理养护工作的开展奠定良好的基础[4]。
2.5、确定泵站的优化标准
不同调水工程存在差异性,同一个调水工程不同地区也存在差异性,因此不同泵站的运行调度要依据不同的标准。泵站要依据实际确定运行调度方式,在具体的管理中要区别对待。不同的准则目标存在密切的联系,最为突出的特点就是准则目标大都是结合某一项运行准则,弱化了泵站的其它内容,没有考虑到这些内容的重要性。在泵站运行中,对于优化措施要综合考虑,全面认识,结合实际情况选择相应的策略,全面分析各个影响因素。泵站的运行调度要在保证供水计划的基础上,立足于泵站处于能耗最低的水平,比如多个泵站的合作,通过运行方式的联合,可以让级间流量与水位实现有效的配合,实现泵站处于最优的状态。
2.6、优化调度,合理调配机组
要想提高泵站的经济效益,一定要保证泵站运行中的每台机组的出水状况。在控制水泵出水量时,要配合好级间的流量,尽量避免不必要的机组开停,并且尽量保证水位曲线的平缓。这样做可以使整个泵站的耗能最小,从而可有效提高泵站的效率。在实行优化调度之前,要提前调查泵站的工作情况并进行记录,为设计优化方案提供数据支持[5]。
结束语
调水工程的泵站效益要考虑到运行调度的重要性,发挥运行调度对泵站运行管理的推动作用,以实现泵站内部系统得到了优化升级,在保证运行效率的基础上,降低能耗。泵站的管理要有现代化思维,从而为泵站的发展创造更好的基础,持续提升泵站的管理水平。
参考文献:
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[5]李兆吉.浅谈大型水利泵站机电设备安装与检修[J].黑龙江水利科技,2019,47(11):126-127+175.