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【摘 要】泵站是城市给水排水工程中重要的组成部分，本文介绍了国内外城市排水泵站运行管理现状，对泵站运行、管理中存在的问题进行分析，并对实现泵站优化运行管理提出相应方法及措施。
【关键词】城市排水泵站、优化运行、管理
城市排水泵站承担排放雨水、排放生活污水、排放生产废水的重要任务，对保障城市健康发展、提供良好环境具有重要作用。因此，泵站的经济运行和优化管理尤为重要。国外对城市排水泵站的运行管理非常成功。比如：1.国外城市排水泵站自动化程度高、监控系统完善。美国对泵站的建设和管理是在各区域泵站安装控制系统，然后又由区域内的中央控制系统对整个系统实行集中的统一调度，优越性显著。2.国外城市排水泵站技术和管理制度比较完善。国际大型水泵生产企业制造出来的泵，一般具有转速高、体积小、重量轻等优点，其流量是我国同口径水泵流量的1.5-2倍。我国城市排水泵站的运行管理水平与国外相差很大，存在很多问题，主要表现在以下几个方面。
1.城市排水泵站建设标准、水平不统一；2.工艺布置和水工条件不合理；3.水泵选型受习惯性制约，格栅选型有随意性；4.泵站地下结构型式、施工方法仍为传统方法。5.泵站设备运行存在多种问题；6.排水泵站的日常养护不到位；7.排水泵站的除臭问题仍待进一步解决。针对目前我国城市排水泵站运行、管理存在的问题，结合实际情况，提出城市排水泵站优化运行、管理的一些方法，以达到节能降耗的目的。其主要内容包括。
一、根据水泵机组的规模、使用条件等，确定水泵机组的运行方式，使水泵机组安全可靠、经济地运行。
常见泵站运行控制方式有：
1.水泵的闸阀调节。闸阀调节是指利用对水泵出口控制阀的开启调节过程控制水泵的工况点，进而满足泵站的工作需求。闸阀调节方式的主要优点就是简单易行，成本较低，对于水位变幅较小的泵站非常适用。然而其在闸阀位置会消耗过多的能量，对于水位变幅过大的泵站不适用，此种情况下可以采用调速、换轮或水泵组合的方式进行控制。【1】
2.恰当数量的水泵组合。根据泵站工况的变化情况利用同型号或不同型号的多个水泵组合进行并联运行可有效改善泵站控制效果。此种控制方式要求泵站内设置多台水泵，且要大小组合搭配，其成本较高。【2】
3.切削叶轮。切削叶轮就是利用切削叶轮直径改变水泵性能的方法。水泵切削叶轮是一种既简单又经济的水泵节能措施，特别适宜于泵站扬程变化很小，但偏离水泵额定扬程较远的情况。切削叶轮可以改变泵的性能曲线，要注意切削范围，只有在一定的切削范围内，才能利用切削律确定叶轮的切削量。
4.水泵调速。水泵调速是指利用水泵转速的调整来提高水泵性能的一种控制方式，其能够保证泵站的运行状况与实际需要运行要求相一致，具有节省能耗、提高效率的优点。此种方式同切削叶轮一样，都是利用水泵特性曲线的变化来适应工作条件的变化，水泵转速的调控主要是依照不汽蚀、不阻水、高效等原则进行调速范围确定的。综合分析各类因素及原则水泵调速运行的限制条件为：0.8n0≤n≤1.05n0；（其中n0是指水泵的额定转速）。变频调速方法是一种有效的节能手段，但由于其成本较高，在运用时应当开展节电计算。
5.调整叶片转角。不同的叶片转角对应不同的性能曲线，对于排水泵站当达到检修的运行小时后，进行水泵维修，根据当年泵站的实际运行情况，进行叶片角度调整，使得水泵适应当前泵站的排水环境。对使用不当、扬程超过正常能够使用范围的泵站，根据实际运行条件，在满足工艺所需的扬程下，仔细复核水泵的工况，调节水泵的叶片转角，使水泵能在高效区工作，以满足水泵的正常运行。
二、根据不同的实际情况，合理选择泵站优化调度准则。
对泵站系统的经济运行通常是系统在满足扬程、流量的基本要求下，能使其产生的效益最大，或者在产生相同效益时所消耗的成本最小的一种相对最佳的运行方式。常见的优化准则有如下几方面。
1.以水泵效率最高为准则。在水泵装置设计较合理，而且净扬程相同的情况下，以水泵效率最高为准则比较合理。
2.以泵站效率最高为准则。当水泵的转速和叶片角度一定的情况下，可根据不同的泵站净扬程求出泵站效率曲线。由此可以在某一净扬程下，选择泵站效率最高的水泵转速和叶片角度作为水泵的运行方案。在实际泵站运行过程中，严格按照泵站效率最高为准则，避免在运行过程中造成不必要的能源消耗。
3.以泵站能耗最低为准则。对长期运行的排水泵站来说，运行期要考核运行成本，尽可能降低运行费用（运行费用指用于运行的直接费用），即在允许的排水时间里，以最小的能耗将涝水排除。若单独考虑泵站效率最高指标，可能会选择能耗较高的工作状态，故在不同时段净扬程经常变化的情况下，必须考虑净扬程对泵站能耗的影响。
4.以泵站运行成本最低为准则。水泵的流量大时排水时间少，单位水量的管理费可相应得减少。也就可能存在这种情况，虽然单位体积水的耗电量有所增加，但因为流量的增大，排水时间减少，使泵站的运行台小时数有所减少，总的运行成本仍有可能减少。这种情况下，采用单位排水量成本最低作为泵站的运行准则是有意义的。【3】
5.以泵站流量最大为准则。在雨季来临时，如何能以最快的速度将路面的积水排走，保证市民出行方便是关键，这就要求排水泵站，应以泵站的流量最大为准则，制定相应的预案。排水时间越短，造成的损失就越小，泵站发挥的效益就越大。此时，水泵的效率或泵站的效率不一定高，泵站的能耗和水费成本也不一定低，即对泵站本身来说，可能是不经济的，但从整个排水区来看，洪水所造成的损失越小，泵站发挥的效益就越大，所减少的淹没损失比泵站所增加的运行费用大得多。在这种情况下，以泵站流量最大为准则来确定运行方式是合理的。
三、城市排水泵站的优化运行管理措施
1.加强泵站的规范化、科学化管理。建立有计划的维修管理制度、设备大中修管理制度，加强日常维护保养，并做好技术档案和技术资料的管理工作，保证排水泵站运行正常。 2.泵站的自动化控制。在有条件城市和地区可以实现泵站的自动化控制。在实际运行中，监控系统会将全方位的调控指令与运行数据传输到泵站中，并能够按照实际运行环境的改变，利用计算机控制算法对泵站进行实时的调控，那将会使泵站的运行效率大幅度提高。计算机监控系统既能保护与控制泵站主机与变压器等主要设备，还能控制调整对应的辅助设备，并处理接受水情数据，利用主控室内的数据分析、显示、处理等功能实现现场分散保护与控制。泵站远程监控系统主要由计算测量与摄像、通信平台、监控中心、泵站远程测控终端等设备构成，其具有报警、数据监测、数据存储、远程控制、信息查询等功能，能够实现对泵站及其设备的远程操控。
3.提高进出水池效率，发挥水泵设备的最大效能泵站进出水池的水流条件，不仅关系到进出水池效率的高低.而且会影响到泵站的效率。为了提高进出水池的效率，要对不合理的进出水池进行改造。城市排水泵站由于受到地形面积的限制，进水池面积一般较小，扩散角较大，扩散段较短，水流从进水管进入前池后突然扩散，易形成回流、漩涡等不良水流流态，不能满足泵的流道进口要求的水流流速平顺、均匀、压力均匀的条件，也易造成泥沙淤积，再有杂物堆积在拦污栅前如不能及时清除，就会堵塞拦污栅而影响水流正常流入水泵，降低进水池的效率，降低水泵效率。所以泵站进水池泥量的大小和杂物的多少是直接影响水泵发挥最大效能的关键，如有淤泥和杂物阻塞龙头，水泵抽水只能发挥80%或者只发挥40%左右的效能。因此，需要维养单位定期对进水池进行清掏，以发挥水泵的最大效能。
4.在节能降耗和环保方面采取措施。通过制定泵站的节电措施、降低无功损耗提高泵站的用电功率因数、安装泵站除臭设备、现有泵站新技术新设备的更新以及人员培训等方面采取相应措施，实现泵站的经济节能运行，最终实现泵站的优化运行管理。随着社会经济的飞速发展和科技的进步，将有更多的泵站兴建。本文中提出的泵站优化运行管理的相应方法、措施，旨在为泵站管理单位提供理论和实际的参考依据，对于提高泵站运行、管理的质量和节约能源，具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]苏戈峰.泵站水泵的调节方式及节能控制研究[J].内蒙古石油化工，2008（20）：34-38.
[2]徐芸青，屈利娟.排水泵站的优化调度方法和实现[J].农机化研究.2011，13（14）：74-75
[3]赵光亮.泵站监控及优化调度研究[D].南京：河海大学，2004.
【关键词】城市排水泵站、优化运行、管理
城市排水泵站承担排放雨水、排放生活污水、排放生产废水的重要任务，对保障城市健康发展、提供良好环境具有重要作用。因此，泵站的经济运行和优化管理尤为重要。国外对城市排水泵站的运行管理非常成功。比如：1.国外城市排水泵站自动化程度高、监控系统完善。美国对泵站的建设和管理是在各区域泵站安装控制系统，然后又由区域内的中央控制系统对整个系统实行集中的统一调度，优越性显著。2.国外城市排水泵站技术和管理制度比较完善。国际大型水泵生产企业制造出来的泵，一般具有转速高、体积小、重量轻等优点，其流量是我国同口径水泵流量的1.5-2倍。我国城市排水泵站的运行管理水平与国外相差很大，存在很多问题，主要表现在以下几个方面。
1.城市排水泵站建设标准、水平不统一；2.工艺布置和水工条件不合理；3.水泵选型受习惯性制约，格栅选型有随意性；4.泵站地下结构型式、施工方法仍为传统方法。5.泵站设备运行存在多种问题；6.排水泵站的日常养护不到位；7.排水泵站的除臭问题仍待进一步解决。针对目前我国城市排水泵站运行、管理存在的问题，结合实际情况，提出城市排水泵站优化运行、管理的一些方法，以达到节能降耗的目的。其主要内容包括。
一、根据水泵机组的规模、使用条件等，确定水泵机组的运行方式，使水泵机组安全可靠、经济地运行。
常见泵站运行控制方式有：
1.水泵的闸阀调节。闸阀调节是指利用对水泵出口控制阀的开启调节过程控制水泵的工况点，进而满足泵站的工作需求。闸阀调节方式的主要优点就是简单易行，成本较低，对于水位变幅较小的泵站非常适用。然而其在闸阀位置会消耗过多的能量，对于水位变幅过大的泵站不适用，此种情况下可以采用调速、换轮或水泵组合的方式进行控制。【1】
2.恰当数量的水泵组合。根据泵站工况的变化情况利用同型号或不同型号的多个水泵组合进行并联运行可有效改善泵站控制效果。此种控制方式要求泵站内设置多台水泵，且要大小组合搭配，其成本较高。【2】
3.切削叶轮。切削叶轮就是利用切削叶轮直径改变水泵性能的方法。水泵切削叶轮是一种既简单又经济的水泵节能措施，特别适宜于泵站扬程变化很小，但偏离水泵额定扬程较远的情况。切削叶轮可以改变泵的性能曲线，要注意切削范围，只有在一定的切削范围内，才能利用切削律确定叶轮的切削量。
4.水泵调速。水泵调速是指利用水泵转速的调整来提高水泵性能的一种控制方式，其能够保证泵站的运行状况与实际需要运行要求相一致，具有节省能耗、提高效率的优点。此种方式同切削叶轮一样，都是利用水泵特性曲线的变化来适应工作条件的变化，水泵转速的调控主要是依照不汽蚀、不阻水、高效等原则进行调速范围确定的。综合分析各类因素及原则水泵调速运行的限制条件为：0.8n0≤n≤1.05n0；（其中n0是指水泵的额定转速）。变频调速方法是一种有效的节能手段，但由于其成本较高，在运用时应当开展节电计算。
5.调整叶片转角。不同的叶片转角对应不同的性能曲线，对于排水泵站当达到检修的运行小时后，进行水泵维修，根据当年泵站的实际运行情况，进行叶片角度调整，使得水泵适应当前泵站的排水环境。对使用不当、扬程超过正常能够使用范围的泵站，根据实际运行条件，在满足工艺所需的扬程下，仔细复核水泵的工况，调节水泵的叶片转角，使水泵能在高效区工作，以满足水泵的正常运行。
二、根据不同的实际情况，合理选择泵站优化调度准则。
对泵站系统的经济运行通常是系统在满足扬程、流量的基本要求下，能使其产生的效益最大，或者在产生相同效益时所消耗的成本最小的一种相对最佳的运行方式。常见的优化准则有如下几方面。
1.以水泵效率最高为准则。在水泵装置设计较合理，而且净扬程相同的情况下，以水泵效率最高为准则比较合理。
2.以泵站效率最高为准则。当水泵的转速和叶片角度一定的情况下，可根据不同的泵站净扬程求出泵站效率曲线。由此可以在某一净扬程下，选择泵站效率最高的水泵转速和叶片角度作为水泵的运行方案。在实际泵站运行过程中，严格按照泵站效率最高为准则，避免在运行过程中造成不必要的能源消耗。
3.以泵站能耗最低为准则。对长期运行的排水泵站来说，运行期要考核运行成本，尽可能降低运行费用（运行费用指用于运行的直接费用），即在允许的排水时间里，以最小的能耗将涝水排除。若单独考虑泵站效率最高指标，可能会选择能耗较高的工作状态，故在不同时段净扬程经常变化的情况下，必须考虑净扬程对泵站能耗的影响。
4.以泵站运行成本最低为准则。水泵的流量大时排水时间少，单位水量的管理费可相应得减少。也就可能存在这种情况，虽然单位体积水的耗电量有所增加，但因为流量的增大，排水时间减少，使泵站的运行台小时数有所减少，总的运行成本仍有可能减少。这种情况下，采用单位排水量成本最低作为泵站的运行准则是有意义的。【3】
5.以泵站流量最大为准则。在雨季来临时，如何能以最快的速度将路面的积水排走，保证市民出行方便是关键，这就要求排水泵站，应以泵站的流量最大为准则，制定相应的预案。排水时间越短，造成的损失就越小，泵站发挥的效益就越大。此时，水泵的效率或泵站的效率不一定高，泵站的能耗和水费成本也不一定低，即对泵站本身来说，可能是不经济的，但从整个排水区来看，洪水所造成的损失越小，泵站发挥的效益就越大，所减少的淹没损失比泵站所增加的运行费用大得多。在这种情况下，以泵站流量最大为准则来确定运行方式是合理的。
三、城市排水泵站的优化运行管理措施
1.加强泵站的规范化、科学化管理。建立有计划的维修管理制度、设备大中修管理制度，加强日常维护保养，并做好技术档案和技术资料的管理工作，保证排水泵站运行正常。 2.泵站的自动化控制。在有条件城市和地区可以实现泵站的自动化控制。在实际运行中，监控系统会将全方位的调控指令与运行数据传输到泵站中，并能够按照实际运行环境的改变，利用计算机控制算法对泵站进行实时的调控，那将会使泵站的运行效率大幅度提高。计算机监控系统既能保护与控制泵站主机与变压器等主要设备，还能控制调整对应的辅助设备，并处理接受水情数据，利用主控室内的数据分析、显示、处理等功能实现现场分散保护与控制。泵站远程监控系统主要由计算测量与摄像、通信平台、监控中心、泵站远程测控终端等设备构成，其具有报警、数据监测、数据存储、远程控制、信息查询等功能，能够实现对泵站及其设备的远程操控。
3.提高进出水池效率，发挥水泵设备的最大效能泵站进出水池的水流条件，不仅关系到进出水池效率的高低.而且会影响到泵站的效率。为了提高进出水池的效率，要对不合理的进出水池进行改造。城市排水泵站由于受到地形面积的限制，进水池面积一般较小，扩散角较大，扩散段较短，水流从进水管进入前池后突然扩散，易形成回流、漩涡等不良水流流态，不能满足泵的流道进口要求的水流流速平顺、均匀、压力均匀的条件，也易造成泥沙淤积，再有杂物堆积在拦污栅前如不能及时清除，就会堵塞拦污栅而影响水流正常流入水泵，降低进水池的效率，降低水泵效率。所以泵站进水池泥量的大小和杂物的多少是直接影响水泵发挥最大效能的关键，如有淤泥和杂物阻塞龙头，水泵抽水只能发挥80%或者只发挥40%左右的效能。因此，需要维养单位定期对进水池进行清掏，以发挥水泵的最大效能。
4.在节能降耗和环保方面采取措施。通过制定泵站的节电措施、降低无功损耗提高泵站的用电功率因数、安装泵站除臭设备、现有泵站新技术新设备的更新以及人员培训等方面采取相应措施，实现泵站的经济节能运行，最终实现泵站的优化运行管理。随着社会经济的飞速发展和科技的进步，将有更多的泵站兴建。本文中提出的泵站优化运行管理的相应方法、措施，旨在为泵站管理单位提供理论和实际的参考依据，对于提高泵站运行、管理的质量和节约能源，具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]苏戈峰.泵站水泵的调节方式及节能控制研究[J].内蒙古石油化工，2008（20）：34-38.
[2]徐芸青，屈利娟.排水泵站的优化调度方法和实现[J].农机化研究.2011，13（14）：74-75
[3]赵光亮.泵站监控及优化调度研究[D].南京：河海大学，2004.