能量剩下的功率传递给进出水池由于进出水池存在各种水头损失也.DOC

浅 析 电 力 扬 水 泵 站 的 节 能 途 径 桂玉忠 张晓清 提要:通过对电力提灌泵站能量消耗途径的分析,阐述了泵站效率与能源单耗的关系,并结合工作实际提出了降低能源单耗,提高运行效率的途径和办法,对加强电力扬水泵站运行管理实现节能具有一定的指导作用。 随着我国人口增加和经济的快速发展，对土地资源的需求量越来越大。为了从根本上确保国内粮食安全，多年来国家投入大量资金，通过建设电力提灌工程，使大量过去认为干旱缺水，不易耕种的土地得到了开发种植。据统计仅宁夏固海、盐环、红寺堡、固扩、南山台子等扬水灌区目前的开发种植面积就达140余万亩，加之其它县级区域内建设的小型电力扬水泵站，面积约达150万亩,每年实现的经济效益十分可观。但是，电力提灌泵站实现把一定流量的水从低处提升到某一高度，输送到一定距离，就必定会消耗能量。就我区而言，总装机容量近46万千瓦的电力提灌工程，年用电量已达7亿kwh左右。因此，认真探析电力扬水泵站节能减耗途径，提高运行效率，实现工程效益最大化十分必要。 一、电力提灌泵站能量消耗分析 (一) 电力提灌泵站能量消耗途径：（参看文献：《泵站节能技术》） 任何一座泵站都是由一个或多个抽水装置组成，而每一个抽水装置又是由电动机、传动装置、水泵、进出水管道、进出水池及相关辅助设备组成的系统。其中每个组成部分都将消耗一定能量，传递过程如图所示： △N动 △N传 △N泵 △N管 △N池 从图示中可以看出，当电动机从电网中接受到功率N入后，一部分功率△N动在自己内部消耗，剩下的功率即为动力机的有效功率N电，传递给传动装置，为传动装置的输入功率,传动装置在消耗掉一定能量△N传后输送给水泵，即为水泵轴功率N轴。水泵在运转过程中其内部也将消耗一定能量△N泵，下剩部分即为水泵的有效功率N效，传递给输水管路,水流在管道中流过，将产生沿程损失和局部损失，消耗一定的能量△N管，余下的功率传递给进、出水池,由于进、出水池存在各种水头损失，也要消耗一定的能量△N池，最后所输出的功率N出即为抽水装置的输出功率。 （二）电力提灌泵站运行效率及与能源单耗的关系：(参考`文献:《泵站节能技术》) 1.电力提灌泵站的运行效率： 电力提灌泵站运行效率的高低完全取决于构成这个泵站的各抽水装置的工作效率。提高抽水装置的效率，基本就可实现提高泵站效率的目的。同时也可得出,泵站效率ηst为泵站输出功率与电动机输入功率比的百分数，即ηst=N出／N入×100%。式中:ηst——泵站效率；N出——同一时段的输出功率（KW）；N入——同一时段的输入功率（KW）; 输出功率N出=γQH净/102(KW),输入功率N入=N出+△N,而每个独立的抽水装置不论组成方式如何，都是由电动机、传动装置、水泵、进出水管道和进、出水池组成的有机整体,因此,损失功率△N即为每个组成单元的损失功率之和。当然，对于电力抽水装置输入功率也可通过测量电动机从电网中吸收的功率获得。根据泵站效率的定义和能量传递过程图可得出泵站效率的另一种表达式：η站= N出／N入= N电／N入*N轴／N电*N效／N轴*N管／N效*N出／N管=η动·η传·η泵·η管·η池。从式中看出，泵站效率与抽水装置每个组成部分的效率成正比，与其损失功率成反比。对于已建成投运的泵站，为了考核其管理水平，一般通过实测确定出流量、净扬程、运行时间、输入功率（或消耗电能）等即可计算出效率。对于正在规划设计或需要改造的泵站，则需通过根据相关设计规范和设备选型原则，确定出所需电动机、水泵、传动方式、管径、管材、管路布置形式及进出水池形式等参数，然后按照绘制装置性能曲线，确定水泵设计状态下的工况点，求出对应条件下的流量、扬程、效率及轴功率。根据传动方式确定出传动效率，所选电动机确定电动机效率，水泵的实际扬程和管路损失扬程计算出管路效率，泵站输出功率和管路输出功率计算出进出水池效率的步骤，求出抽水装置效率，以便进行技术经济比较，确定最优方案，获得最高运行效率。 2.泵站效率与能源单耗的关系 能源单耗作为部颁考核电力提灌泵站八项经济指标中非常重要的一项，它是指水泵每提1000t水,扬高1m所消耗的电量，即e=1000E/G*H净（KW·h/kt·m）。从表达式来看，能源单耗与某一计算时段内泵站所消耗的总电量、总提水量及平均净扬程有关。如泵站所抽取的水为高含沙水质，还与水的容重有关，此时能源单耗可按e=1000E/3.6γQH净T计算。当把此式与计算泵站在某一时段内所消耗的电能计算式E=γQH净T／102η站连列，通过数学化简就可得出能源单耗与泵站效率存在着e=2.72／η站的关系