从泵站的吨水电耗公式看中小型泵站的几种节电途径

从泵站的吨水电耗公式看中小型泵站的几种节电途径王公军(冠县水务局,山东聊城252500)摘要:通过对中小型泵站特点的分析,结合实践经验,本文探讨了泵站设计中所要考虑的节电因素及现状泵站的可行易用的节电措施,并重点对无功补偿做了介绍。关键词:节电;潜力;中小型泵站;经济性中图分类号:TU991文献标识码:A文章编号:1003一5168(2014)16一0038一02节能工作一直是国家发展经济的一项长远战略方针,也是降低生产运营成本的有效手段。我国目前有大中小型各类固定式排灌泵站接近50万座,其中中型泵站有4000余座,其它大部分为小型泵站。这些中小型泵站往往建设较早,使用时间较长,不同程度上存在着种种问题,能源单耗高于国家标准20%-40%。在国家推行水利现代化的形势下,依靠科技进步,推广节能技术,确定有节电潜力并值得改造的泵站并加以改造,提高泵站自动化管理水平,是供水行业的一项重要工作。1泵站的吨水电耗公式泵站的吨水电耗表达式:W=百石笑锹台,……(1)式中:W为吨水电耗值(千瓦时/立方米,kwh/m3),H(Q,t)为泵站提供的总扬程(米,m),月(Q,H)为泵站整体运行效率(百分比,%)。H(Q,t)是流量Q和时间t的函数,它的大小同工艺要求和设备自身的调节能力有关。月(Q,H)是流量Q和扬程H(Q,t)的函数,它的表达式如下:月(Q,H)=月1(Q,H)x月2(Q,H)x月3(Q,H)x月4(Q,H)x月5(Q,H)X月6(Q,H)式中:月1(Q,H)为水泵的运行效率,月2(Q,H)为联轴器的运行效率,月3(Q,H)为电机的运行效率,月4(Q,H)为调速装置的运行效率,月5(Q,H)为配电装置的运行效率,月6(Q,H)为变压器的运行效率。2泵站存在节电潜力的原因及节电途径从上述公式可以看出,降低泵站电耗必须提高各环节的效率。现实中人们往往对中小型泵站的改造工作缺少热情,但对中小型泵站的合理维护和改造不仅关系泵站的经济性,同时关系泵站的安全性,因此对一些简单易行的措施应积极推行。2.1合理确定富裕扬程,提高水泵的运行效率示(Q,H)留出适当的富裕扬程对于泵的正常供水和机组的安全运行是必要的,但富裕扬程过高是有害的。在某些情况下,不仅仅是大马拉小车、效率下降的问题,也会因流量增大诱发汽化和汽蚀,影响正常供水。对中小型泵站,尤其面临拆除重建的泵站,更换水泵显然是不经济的。使用调速装量、加装调节阀、更改管路系统、调整叶片安装角度、定制新型叶片、减少多级泵的泵级数都不失为可行的方法。当前不少泵站建设时间较长,存在进出水设计不合要求的问题。特别是进水设计不规范,造成进水条件恶化,汽蚀、振动、漩涡的产生使水泵效率和工作性能急剧下降。对不需要拆除重建的泵站,应视条件尽快安排改造进水池。对需要拆除重建的泵站,检修时应做好进水池的清淤工作,确保进水流畅。22提高维修水平,降低联轴器的运行效率月2(Q,H)联轴器种类较多,不同联轴器之间效率差异较大,选择合适的联轴器是不可忽视的工作。根据中小泵站现状,综合考虑各种因素,提高检修运行水平可行且必行。23保证最佳运行工况,降低电机的运行效率月3(Q,H)减少电机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。选择一款合适的电机是基础,现实中存在很多电机容量选择过大、负载率过低的问题。环境温度较高时,电机发热更加严重,绝缘老化加快,缩短电机寿命甚至烧毁电机。为实现安全运行,重新测算电机负载率,必要时更换电机是可行的。不少泵站由于设备使用时间较长,电机在正常运行时,均达不到其额定功率(约80%),功率因数更低。过低的功率因数对电力系统的负面影响很大。提高功率因数对降低电能损耗、提高供电质量具有重要意义。提高功率因数的重要方法就是利用并联电容器进行无功功率补偿。无功补偿装置的容量至关重要,不同补偿方式有不同的计算公式,必须仔细确定适用情况。如果电容器的容量配置不当,不但起不到节电的作用,反而会影响设备的安全运行,所以要注意防止过补或出现纯电阻电路,一般功率因数控制在093左右较好。如果资金允许,采用可自动调节容量电容器比固定容量补偿器起到更好的节能效果。目前不少中小泵站中,尽管有些也安装了无功就地补偿装置,但其容量一般按额定工况确定,与实际运行工况不符。现在迫切需要根据实际情况重新校核补偿容量,若与实际补偿装置相差较大,则应更换补偿装置。一般三相异步电机就地补偿容量采用下式计算:QC=P\八飞丽一卜\八奥丽一1(kvar)甲U()5、Fl甲U()5、FZ其中:Qc为补偿电容量;P为电机实际负载下的有功功率;coSZ中1为实际负载下的功率因数平方;cos沛:为补偿后要求达到的功率因数平方。在无实测数据的情况下,可利用电动机额定电压下的空载电流进行计算,公式为:Qc蕊Unl。式中:Un为额定电压;I。为空