南水北调东线山东干线有限责任公司 250014
摘要：近年来，我国已有部分泵站在南水北调工程中采用变频调节方式。然而，在理论上变频调节的优化运行方式在系统研究中仍相对比较落后，具有优缺点。变频运行不仅在实际运行中会产生十分明显的经济和社会效益，而且对南水北调工程大型泵站的变频运行中的各种决定，对于泵站运行中的各种决策有很大的影响。本文主要对南水北调东线泵站优化运行方式的数模分析进行探讨与研究，并应注重泵站工程的运行管理，从而达到优化、经济运行。
关键词：南水北调；变速；运行方式；适应性；运行管理
引言
在南水北调工程中，东线工程的泵站管理可以作为研究南水北调工程的案例，通过在研究过程中的分析，以及相关计算，可以对单机组如何进行优化运行进行探究，通过相关的数学模型可以知道，在南水北调工程中，不管峰值电价的政策是否得到实施，在南水北调工程中，要对单机组进行优化，就需要进行泵站叶片全调节的优化方法来进行[1]。这个时候叶片的调节知识在扬程低于5米，而且负荷并没有超载的时候，以低于变频变速的速度进行运作。不仅如此，在南水北调中将泵站的装置运作原理作为出发点，能够证明变频变速优化可以带来效益，但是前提是大型水泵站在调水过程中具有的扬程变幅需要达到一定的程度，这一理论是进行机组运行管理的理论依据。
1.优化运行方式的数模分析
对泵站机理工程进行研究，这一工程的适应性变频运行效果的研究对比需要从系统优化运行和泵站的性能配置等等多个角度进行分析，需要在实践和研究中不断的进行分析、对比、优化、改造，通过这一研究为南水北调工程中大型泵站的运行优化提供有效的理论依据[2]。
在南水北调工程中，泵站叶片的调节和变频变速的优化运行是十分重要的，要对二者的经济效益进行深入的对比，可以将江都四站的单机组日优化情况作为研究对象，进行分析。
运行方式：在南水北调工程中，定角恒速运行作用十分突出，而定角恒速是在运行中机械设备中的泵机组根据额定叶片确定安放角，在运行中始终保持额定转速的运行方式。转速恒定的泵机组，调节水泵叶片角度由各阶段运行工况决定，并且使运行工况程度达到最低，此为叶片全调节优化运行；变频变速优化运行是指额定值保持不变的水泵叶片安放角以及各阶段调节机组转速是根据运行工况变频装置调节的。
2.不同泵装置变频运行原理与节能
通过对单机组系统的运行中进行优化，能够得到系统优化的运行模型，在模型的基础上进行分析，将叶片全调节和变频变速优化运行的结果进行对比，将变频变速与定角恒速运行结果进行对比，可以知道具有显著经济效益的是管网供配水泵站变频运行。所以，变频运行原理的探讨是从不同泵装置进行的[5]。
2.1 管网供水泵的变频运行原理
在南水北调工程中，对管网供水泵的变频运行原理进行分析，发现管网供水泵的设计情况是根据用水高峰期的流量和最不利点的扬程来决定的，二者对管网供水泵的设计有着决定性的影响。生产工艺和生活需求或外部环境是随之变化的，为了适应这些变化，泵的工况点也随之变化即进行泵运行调价。
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2.2 调水泵装置的变频运行原理
上下游均是关于自由水面的调水泵站。如果要保证设计工况在效率最高点（即最优工况点）运行，必须根据设计流量与设计扬程选择泵机装置，一次调水期间，随着上下游水位变化，扬程出现变幅。扬程逐渐降低，通过泵和相关装置的流量扬程关系进行分析，可以知道如果机组的转速是恒定的，那么泵的装置会在扬程的影响下逐渐的下降，而流量也会逐渐上升，功率就下降[6]。
3.泵站运行管理
在泵站的运行以及管理中，最主要的方案是优化方案，在优化方案中对于运行的命令如何传达，机组如何启动，如何实现泵站运行的值班和交接班，如何应对泵站的紧急情况等都进行了明确的规定。在泵站运行管理制度中主要有工作票制度、值班制度、巡回检查制度、交接班制度、应急制度、安全制度。
3.1 泵站优化调度与经济运行
因此在制定用水调度方案的过程中必须从泵站的整体系统运行出发，对调水方案进行优化。优化方案中应该涉及到调度和经济性原则，因此方案必须满足不同的河段在特定时段对调水量和调水系统的安全要求，必须确保水泵调水能够实现安全运作。对泵站调度和经济运行必须要结合实际的运行情况进行方案的优化，不同河段的供水量和耗水量需要维持大体的平衡，减少动力费用的消耗，最终降低泵站运行成本。此外，泵站必须对当前具备的条件进行充分合理的应用，根据泵站扬程的变化，采用变角、变速的变化来调整运行，从而最大程度提高泵站运行中的效率。
3.2 开机指令下达与执行
当泵站管理系统指定了调度方案之后，各部门要严格执行命令。在泵站管理中，调度指令通常包含泵站名称、位置、河道、开机流量和运行时间。如果泵站调水梯级不同，或者调水梯级相同但是相邻泵站距离较远，位于不同的输水河道上，那么泵站的调水指令应该将泵站的相关信息表述清楚，避免发生操作失误。如果泵站群地处相同调水梯级，同时泵站群之间的距离相对较近，那么泵站的调水指令只需要对泵站群的调水流量进行说明即可，不同的泵站群在调水流量的处理上需要由对应位置的负责部门进行调配，这样的管理方式可以方便不同地区的泵站和人员调配更加方便高效。在泵站开机指令下达之后，各地分支机构调度室需要保持全天有人员在岗，不能出现脱岗的情况，从而保证泵站总部的调度指令可以有效的传达并落实到位。
3.3 开机准备与机组起动
在泵站机组的管理中，启动阶段是最容易出现故障的时期，因此相关人员需要在规定的时间应将机组启动的各项准备工作完成。各项工作的完成需要认真对待，不能马虎大意。在操作中，泵站和变电所的负责人一旦接收到开机的指令，必须第一时间通知相关人员迅速到岗开始工作，不得拖延。在泵站机组成功启动并运行稳定后，要对水泵的运作情况、设备的工作情况以及仪表的运行情况进行检查，当所有设备正常运作后，启动结束。
3.4 泵站运行期管理
在泵站的运行管理中，通常运作中设置4个运行班，在工作的过程中实行三班制的运行制度。对于每一个运行班的人员要进行科学合理的安排，其中必须具备机械以及电气方面的专业技术人员。在工作中要时刻注意不同的观察组和辅机系统的运行是否正常，对各种仪器的运作情况进行记录和跟踪，在不同的运行班进行交接班的时候，做好交接工作，对仪器设备的情况进行交接。工作中一旦出现问题和隐患，必须进行及时的处理，如果无法解决必须立即报告故障技术人员和相关部分负责人进行处理。
4.泵站日常管理维护与监测
泵站调度室的分支系统的领导、组织、指导和监督维修中心以及泵站技术人员要重视对泵站运行中的日常维护，同时也应重视相关设备和建筑物的监测，对监测的结果做好记录，并做好检查分析工作，根据分析的数据结论制定泵站的维护和保养计划。如果泵站处于非运行期，也要做好泵站的日常运行维护。泵站的维修技术代表要在工作人员的协助下根据泵站的安全管理制度、设备维修制度、缺陷管理制度、非运行期值班制度对实施维护工作。
5.研究结论
本文通过对系统优化运行的研究对比泵站装置性能中单机组叶片的调节以及变频变速的优化，在对得到的数据进行分析和论证的基础上，完善泵站运行管理和日常维护，制定并严格执行各项规章制度和考核指标，实现泵站的优化调度和经济运行。
参考文献
[1] 张礼华，程吉林，张仁田，龚懿. 基于动态规划逐次逼近法的江都四站变速优化[J]. 灌溉排水学报. 2011（03）.
[2] 龚懿，程吉林，张仁田，张礼华. 淮阴三站变频变速优化运行的分解-动态规划聚合法[J]. 农业工程学报. 2011（03）.
[3] 陆伟刚，严登丰. 泵站快速闸门启升过程理论研究[J]. 江苏农业研究. 2013（03）.
论文作者:孙超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/23
标签：泵站论文; 南水北调论文; 机组论文; 扬程论文; 水泵论文; 叶片论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第23期论文;