抽水取水工程改造方案，提高效率

（一）抽水取水工程概述

当灌区位置较高，附近河流水量比较丰富，但水位较低，修建自流引水工程有困难或不经济时，可修建泵站实行提水灌溉。以泵站工程为主体的取水工程称为抽水取水工程。

抽水取水工程主要集中在三种类型地区：一类是南方沿江滨湖圩垸地区，灌排两用，或单纯排水，或单纯灌溉的泵站，大都属于低扬程、大流量的泵型。另一类是黄河中上游地区的高扬程提灌站，一般多为多级提水，扬程多在100m以上。再一类是平原、丘陵地区的中小型提灌站。

由于提水灌溉增加了机电设备投资及管理费用，因此在改造规划时应对灌溉水源状况及经济效益进行充分论证，合理确定改建方式及改建规模，避免出现泵站年开机时间过短，因而影响经济效益的现象。

（二）抽水取水工程改造方案

抽水取水工程改造的主要目的是提高抽水装置效率。抽水装置包括排灌机械、输水管路和工程设施等，每一个部分在传递能量的过程中都要消耗部分能量，装置效率在数值上等于各部分效率的乘积，即：

式中：η装为抽水装置效率；η动为动力机效率；η传为传动装置效率；η泵为主泵效率；η管为管路效率；η池为进出水池效率。

提高装置效率就是要综合考虑全面提高抽水装置各个部分的效率，使η装达到较好的水平。下面就如何提高各部分效率的主要措施分述如下。

1.提高动力机的效率

提高动力机的效率包括提高电动机的效率和提高柴油机的效率两方面。电动机的效率一般比较高，只要选型配套合理，使用得当，电动机是可以保持高效运行的，但要注意以下几个方面。①使电动机满负运行。电动机一般都是在额定负荷下运行效率最好，功率较高。但是排灌站选用的电动机又不可能恰好选在额定负荷下运行。实践证明，当负荷率β＞70%额定负荷后，便可高效运行；当β≤50%，电动机的效率和功率都会下降。②绕线式异步电动机同步运行。绕线式异步电动机在起动完成达到正常转速后，把外界直流电，经过滑环通入转子绕组，使电动机由异步牵入同步运行，此时电动机不但能带动水泵提水，还能向电网输出一定的无功电流，达到节能的目的。③加强管理，严格控制电动机温升。

目前排灌站应用的柴油机，多数是按水泵铭牌配用的功率，按水泵额定转速选取皮带轮。但是由于多种原因，不少柴油机达不到额定转速，使得水泵达不到设计转速。对于这类柴油机可采用调整柴油机转速的方法，来改善抽水机组的性能，提高泵站装置效率。实践中还发现一些节省机油的措施，如滴水助燃法，黑烟回收法，蓄气增压法，消除正压、加大负压法等。(www.xing528.com)

2.提高水泵效率

现有泵站水泵效率低的主要原因有：泵型旧，效率低；水泵厂生产工艺水平低；水泵系列品种不齐全；泵站设计未能充分利用水泵效率；管理水平低等。提高水泵效率的方法很多，如根据水泵运行工况，调节水泵性能（变速、变径、变角），是排灌机械节能的重要途经。此外，还有一些水泵节能的好措施。①更换叶轮，首先更换磨损严重、口环与叶轮间隙不易修好的叶轮；对某些水泵设计扬程与泵站设计扬程相比，水泵设计扬程大得不多者，可以选用同一水泵叶轮直径经过一次或两次切削后的叶轮；对于某些低扬程泵，可根据情况更换不同转数的叶轮和导叶体。②提高叶轮和叶片的光洁度，尤其对于大中型轴流泵和导叶式混流泵，水泵效率受叶片光洁度影响很明显。③及时更换水泵的磨损件，主要有叶轮、口环、密封环、泵壳等。④恢复被磨损的口环间隙。⑤修复被磨损的填料函。

3.提高机组的传动效率

提高传动效率的方法，除了正确选择传动方式外，对于直接传动的情况，要严格控制转差率，使其小于2%，并要求正确安装，保证机泵的同心度和摆渡等；对于皮带传动，要保证皮带轮与皮带安装正确，小皮带轮上的包角要满足规定要求，并防止打滑丢转等；对于扬程变化较大的泵站，为适应其工况变化，可采用几个不同直径的皮带轮，根据工况变化更换，也可采用调速皮带轮的方法，调节水泵工况性能。

4.提高管路效率

对于运行多年的泵站，提高管路效率的方法有：①把管路直径调整到经济直径，现有泵站的管路已经确定，在满足泵站提水流量的前提（净扬程一定），把主机（水泵）性能和管路特性调整到最优状态。对于一般小型泵站，水泵进出水管路，可按经济流速表查取相应的经济管径，也可按水泵进水口径扩大一级选配，并加装吸水喇叭口，出水管路可按水泵出水口径选配，管路末端加装喇叭管。②取消不必要的阀件，通常取消“三阀”指取消低阀、逆止阀和闸阀，采用其他一些装置替代，如吸水罐充水装置，柴油机排气自吸装置，弯头自吸装置，简易手压抽气装置等。③改“高射炮”出流为淹没出流，要注意合理设置通气孔（或真空破坏阀），保证泵站安全运行。

5.提高泵站进出水池效率

进水池设计的好坏，直接影响到水泵效率、管路效率和泵站效率，其改造的原则是：经改造的进水池水流流态要好，不能出现影响水泵性能的漩涡和回流；防止过水断面的突然扩大或缩小；池底的有关连接处要平缓；消除可能存气的地方等。

主要措施为：①对于正向进水的前池，倾斜边坡的前池扩散角为20°～40°，可以保证前池有较好的水流条件；若排灌作业中由于没有采用对称开启水泵，造成进水池水流偏斜，产生不对称扩散，这时要采用对称开机和据具体情况，设置隔墩和导流墙等；侧向进水前池水流流态一般较差，容易产出回流和漩涡，要尽量少用，若必须采用时，应当通过模型试验确定其结构尺寸和导流措施。②对于泵站内机组较大，水流含沙量较少的情况，多采用半开敞式进水池；在多泥沙河流上，应采用全隔墩进水池，把一个大的进水池分割成几个小的进水池，每个进水池可供两台和几台水泵吸水；进水池形状多采用半圆形，水流流态较好，也可采用矩形进水池加设隔板。③改自由出流和溢流式出流的出水池为拍门式（或虹吸式）淹没出流出水池，并辅以适当的导流装置，以改善水流流态。④在原有出水池基础上，适当改变出水池外形尺寸，调整出水管出流方向，以及设置适当的导流装置（导流墙、导流墩等），使出水池水流顺畅。⑤减少拦污栅的水头损失，及时清除栅前堆积的污物。