从经济学的观点看,泵站的经济效益应体现在增加效益和降低成本两个方面。计算机监控自动化能否为促进泵站创造更大的经济效益和降低运行成本?如何来评价泵站计算机监控自动化经济效益?这是关系到泵站计算机监控自动化系统能否持续发展的重要课题。
(一)泵站效益问题
泵站效益包括社会效益和泵站本身的经济效益两部分。计算机监控自动化的效益应该从这两个方面去评价。
(1)社会效益。泵站的社会效益主要体现在设计(旱、涝)标准年份,必须保证用户的流量、扬程(或压力)的要求,以确保工农业生产的正常进行。否则,不仅会影响泵站本身的水费收入,还会影响当地国民经济的发展和人民生命财产的安全。因此,如果计算机监控自动化系统的投入能减少泵站的故障率,提高泵站机电设备的正常运行的可靠性,使泵站的社会效益能正常发挥。减少故障率所获得的社会效益也就是计算机监控系统的社会效益。
另外,在非设计年份,可能会出现超扬程、超流量、进水池水位过低、出水池水位过高(如超驼峰)等不利工况,由此可能会引起电机超电流或超功率,也可能引起水泵汽蚀振动、事故水锤等。因此,在一般情况下,在非设计年份一般是泵站停止运行。这时,泵站的社会效益和经济效益等于零。如果泵站改造时增加了计算机监控自动化后,可以在以机组不超载等约束条件下,对机组进行调节,如降低水泵转速,或调小水泵的叶片角度,或改变泵站常规的运行方式等。这样不仅可以避免机电设备的损坏,而且可以开机运行。在这种情况下泵站的流量虽然可能减少,但和停机相比,仍可发挥一定的减灾作用,从而使泵站的社会效益得到进一步扩大。这部分效益也应该属于泵站计算机监控自动化的社会效益。
(2)经济效益。对于按水量计收水费的情况,泵站流量的减少也就意味着泵站的收入减少,反之,泵站流量的增加,就意味着收益面积的扩大,也意味着泵站收入的增加。因此,泵站的社会效益和经济效益是一致的。由此可见,泵站计算机自动化系统在确保机电设备的正常工作和在特殊情况下的超常发挥同样可以获得更大泵站本身的经济效益。
(二)运行成本问题
泵站的运行成本包括折旧费、能耗(电或燃料)费、维修和大修费、人员工资、行政管理费等。(www.xing528.com)
(1)折旧费。它与工程及设备等固定资产投资有关,其中也包括计算机自动化部分的投资。因此,尽可能地对自动化系统进行优化配置,以减少自动化部分的投资是降低水费成本,提高泵站效益的重要内容。因此,科学论证和经济效益分析,选择计算机自动化的最佳方案,尽可能地降低计算机监控自动化系统的设备投资,是事关计算机自动化能否健康发展的重要问题。
(2)能耗(电或燃料)费。能耗费是水费成本最主要部分。据有关资料介绍,不少泵站的能耗费占运行总成本的70%以上。因为影响能耗的因素很多,机组运行状态的监视和控制、水泵机组的工况调节、泵站枢纽的优化调度、运行管理的科学化、泵站装置效率的高低等对单位能耗都有影响。因此,通过计算机监控和优化运行程序计算,确保泵站的正常运行和优化运行,使泵站在保证必要的流量和扬程(或压力)的情况下,最大程度地减少耗能费用是降低泵站运行成本的重要措施。但在目前的计算机监控自动化系统中优化运行和调度方面的功能往往是不够健全的。这也是目前泵站计算机监控系统效益不高的主要原因。
对正常运行的监控:对与某一扬程下,水泵应该出多少水,耗多少能量,对于计算机来说,是很容易计算出来的。但是由于种种原因,例如拦污栅的堵塞、进水管或虹吸式出水流道驼峰部位的漏气、叶片角度的变小、水泵发生汽蚀等原因,都可能使水泵的实际扬程增高或水泵运行工作点偏离最优工况点。这时,即使电机不超载,继电保护不跳闸,机组不停机,也会使水泵流量减少,能耗增加,社会效益和经济效益降低。如果用人工方法进行监控,对于一般运行人员是无法迅速准确地判断某一工况下水泵应该出多少水,电机应该耗多少电的;更无法迅速准确地知道水泵机组实际运行参数。如果要掌握这些运行参数,就必须及时分析或计算才能作出判断并进行调节或控制。这对于运行人员未必要求太高。但利用计算机对泵站机电设备进行监控,从而降低泵站正常工况下的能源消耗却不是很难的事。因此,计算机监控系统在减少泵站能耗,降低水费成本方面是可以发挥重要作用的。
此外,因为泵站的优化调节和调度有大量的数据采集和计算工作量,并要求快速计算能力。因此,只有采用计算机监控系统才能完成这项工作,而人工计算是无法满足要求的。对于计算机监控系统,由于计算速度快,存储功能强,又有逻辑判断能力,可以对泵站进行故障分析和处理,迅速找出能耗增加的原因,还可以通过计算机监控系统进行闭环调节,自动排除各种故障并把各种参数调整到最优状态,从而达到节约能源的目的。对于优化调度功能很强的系统,一旦出现故障,是无法用人工代替的。只有迅速进行修复,排除故障后才能使泵站的能耗不至于增加。
(3)维修和大修费。水泵机组经过一段时间的运行后,会因为各种原因出现水泵汽蚀、机组振动、轴承磨损、密封的损坏、螺栓的松动等现象,因此,定期进行设备的维修和大修是泵站管理的重要内容之一。因为设备的维护和大修需要对易损件进行修理或更换,需要一定的经费。通过计算机监控系统来加强机电设备的运行监控,可以尽可能地减少机电设备的振动和损坏,就可以延长机电设备的维修和大修周期,从而达到减少维修费用的目的。
(4)人员工资。人员工资是与泵站人数有关。如果采用了计算机监控自动化系统,尽管可以减少运行抄表记录和机组巡查等方面的人员,但是机组维修人员仍不能减少,则泵站的人员工资也无法减少。目前,国际上不少国家的泵站,已经实现了无人(或少人)值守,维修和大修人员不是按泵站配置,而是另外成立专门机构,负责多站维修业务。通过远控或遥控,在中心控制室就可以知道各站的运行状态,一旦出现故障可以迅速处理,这样既可保证设备的正常运行,又可以使人员编制大为减少。因此,计算机监控系统只有在与相应的体制改革相结合时,才能在减少运行人员方面发挥作用。
由此可见,泵站采用计算机监控自动化系统是完全有可能在扩大泵站效益,减少运行成本方面发挥重要作用的。
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