如何选择排灌泵站运行方式

水泵的性能可以通过改变转速、更换不同直径的叶轮，调节叶片角度等措施加以改变。管路阻力曲线可以通过改变闸阀开度使之变化。通过水泵性能或管路性能的变化，就可以使水泵的工作点在扬程变化后移动到所需要的位置上来，从而达到满足灌排流量和节约能源的目的。

排灌泵站主要有以下运行方式：①水泵效率最高；②泵站效率最高；③泵站耗电量最少；④泵站的运行费用最低；⑤泵站流量最大。上述方式的不同，其计算方法的难易和经济效益的大小有所不同，应根据具体情况加以选择。

但对于水泵选型配套及管路设计比较合理的泵站，水泵最高效率对应的工作点，与泵站最高效率对应的工作点偏离很小。因此，可以认为，按水泵最高效率的方式运行可以获得较高的泵站效率，从而达到能源消耗较少，运行费用较低的目的。但是，对于水泵选型和管路设计不合理的泵站，水泵效率高时，管路效率，动力机的效率及进出水池效率不一定最高。因此，泵站效率也不一定最高。若按水泵效率最高的方式运行，则可能造成较大的能源浪费。

现以电力排灌站为例，泵站能耗E=ρgQHstt/（1000ηst）（kW·h），在t小时内提取的水量V=3600Qt（m3），故单位（体积的）水量所消耗的电量为：

可见，单位水量所消耗的电量不仅与泵站效率有关，同时也与扬程有关。只有在扬程一定的情况下，选择泵站效率最高的叶片角度或水泵转速运行时，才能使单位水量所消耗的能量最少。现以图9-14所示的全调节大型轴流泵为例，在Hst=4m的情况下，叶片角度为-8°时，泵站效率为67.5%，单位水量的耗电量为0.0161（（kW·h）/m3）。叶片角度为+4°时，泵效率下降到60%，单位水量的耗电量增至0.0181（（kW·h）/m3）。因此，在满足流量要求的前提下，净扬程为4m时应选择的叶片安装角为-6°～-8°。但是，由图9-14还可知，净扬程从1～7m的范围内，泵站效率随扬程的增高而增高。例如Hst=6m，叶片角度为-2°时，泵站效率为75%，而Hst=2m，叶片角度为-6°时，泵站效率仅为50%。如果按泵站效率最高的原则运行，则必然会选择Hst=6m的工况运行。但是，若按式（9-15）计算，则可知，Hst=6m时的单位水量的耗电量为0.02176（（kW·h）/m3），而Hst=2m时仅为0.01088（（kW·h）/m3）。由此可见，从节能的角度看，尽管低扬程时泵站的效率较低，但单位水量的能量消耗仍然较少，因此，在制定泵站运行计划时，应尽量争取在低扬程工况下运行。

图9-14　28CJ56型轴流泵的装置特性曲线(www.xing528.com)

（电动机：TDL325/36-4型同步电动机，流道阻力参数S=0.0023s2/m5）

泵站的运行费用（即排灌成本）除耗电费用外，还包括辅助设备的耗电费、设备折旧费、人员工资、行政管理费，大修及维修费等。这些费用与泵站的运行时间（或流量）有关。若每台小时的各种费用（除主机组耗电费外）的总和为K（元），运行t小时后总计Kt（元）。则泵站总的排灌作业费F：

单位水量的灌排成本U为：

现仍以图9-14为例，以K=100元/台·时，f=0.4元/（kW·h）计，当Hst=3m，叶片角度为-6°时，ηst=60%，Q=17m3/s，代入式（9-17）得单位水量的成本U=0.00218元/m3。当Hst=3m，叶片角度为+6°时，ηst=48%，Q=28m3/s，代入式（9-17）得单位水量的排灌成本U=0.00167元/m3。由此可见，尽管在Hst=3m的条件下-6°时的泵站效率60%高于+6°时的泵站效率48%，但由于+6°时的流量大，运行时间短，除电费以外的其他各项费用少，因此，+6°时的排灌成本较低。所以，按泵站的运行费用（排灌成本）最低的方式运行，则应选择+6°作为运行方案。

此外，对于排水泵站，在特大暴雨后，常常要求尽快地把排水区的涝水排出，为此泵站应按动力机满负荷时的最大流量运行。这时可能泵站效率不高，排灌成本也不一定最低，但按最大流量运行可以使排水区内的损失最小。因此，在这种特殊的情况下，按满负荷运行也是经济合理的。

以上仅以全调节大型轴流泵为例说明各种不同的运行方式应如何确定叶片的安装角。对于可以调节转速、改变叶轮直径的水泵，在同样的扬程下，也可以先绘制出水泵的通用性能曲线，按不同运行方式确定合适的转速或叶轮直径等，以达经济运行的目的。