柳州市江滨公园管理处 广西柳州 545006
摘要：人工瀑布的建立是在旅游业发展的带动下兴起的，其改善了景区的环境，但是却带来了大量的能量消耗，我国可持续发展的要求下，节能环保是首要之义，因此应该重视人工瀑布水泵机组的节能减排，尽量降低能源消耗。本文主要针对人工瀑布水泵机组的节能减排分析了三种不同的措施，分别是采用加装变频控制器，更换“三元流”叶轮、提升管理和操控技术，通过这些技术的应用可以降低水泵机组工作的能耗。
关键词：人工瀑布；水泵机组；节能减排；措施
旅游业属于第三产业，我国旅游业的发展 也带动了很多地区风景区的开发。当前，人们对于出游更多地会选择一些自然风光优美、有山有水的地方，因此，很多地区为了打造此类风光就建造了一些人工瀑布。人工瀑布的工作原理主要是利用大型的水泵机组来进行汲水，然后利用建设好的地势落差来形成瀑布效果。人工瀑布水泵机组的应用需要耗费大量的电能，而且落差越大、宽度越宽的瀑布的水泵机组的功率越高。但是我国当前正在积极构建绿色生态社会，人工瀑布水泵机组的建设通常是对现有自然景观的改造，安装大型机械必然会耗费更多的电能，人工瀑布水泵机组的节能减排就十分重要。
一、采用变频控制器进行人工瀑布水泵机组节能减排
（一）变频控制器影响水泵运行的工作原理
一般的水泵的运行需要依靠阀门来控制其状态，包括水的压力、水流的大小等，而阀门的质量关系到水泵的运行安全。在水泵运行时，阀门需要进行一定的做功，水泵也需要克服阀门所带来的阻力，这时就会造成能源的过度消耗。而变频控制器可以使泵无需去克服阀门的阻力，因为阀门可以保持全开状态，只需要去克服管道阻力，这样经济性就提高了，达到了节能减排的作用。实际上，变频控制器改变的是泵的转速，从而改变泵的流量，这样泵扬程可以和管道的阻力系数相匹配。
（二）人工瀑布水泵机组变频控制器的节能应用
人工瀑布一般都是大型项目，要么是落差很大的高型瀑布，要么是宽体瀑布群，为了实现瀑布的效果，需要由多个大型水泵组成水泵机组，针对水泵机组进行变频调速，就必须通过相应的硬件和软件系统来共同运作[1]。
1.硬件构成及运作
变频器的硬件构成的关键是实现直流电和交流电的转换，而交流电可以更加节能。首先，需要保持硬件参数的一定，并且通过计算得出变频器的基本速率，通过调节频率来满足变频的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过变频控制之后，水泵机组的功率消耗可以处于一个相对较低的状态，避免产生过度的浪费。
2、软件构成及运作
软件设计为的是可以通过软件来控制变频器，实现变频自动化的控制。一般来说，在进行软件设计时要首先保证软件本身系统适用于变频器的硬件系统，提前设定好不同的参数值，用以控制变频器的数值变化。在人工瀑布水泵机组的应用中，软件参数值的设置实际上就代表着瀑布流量的大小控制。科学的定量设计可以在必要时节省水泵机组的能量消耗。例如人工瀑布作为风景区来说一般有一定的开放时间，在开放时可以将参数值调大，以保证景区瀑布效果，而且瀑布的水量大小还可以模拟季节来进行控制，体现出一定的自然效果。另外，在每日还可以分时段控制水量，如到傍晚和夜间时可以逐渐缩小参数值，在无人参观的情况下实现节能减排[2]。
3、变速调频泵并联系统的构造及运作
由于大型人工瀑布水泵机组是由多台水泵构成的，那么在实际的应用中，可以通过对没太水泵进行变频调节来实现最终的流量控制，但是如果多台水泵都安装变频器的话成本会高出很多，因此，可以采用在一台主控制泵上安装变频器，成为变频调速泵，然后将其他水泵通过并联的办法来实现整体的控制。在水泵机组工作时，首先是启动变频调速泵，流量从零开始增加，直至达到一定的额定流量，而当额定流量超过变频泵的最大流量时，就需要启动非变频泵，这时变频泵可以减小转速，由其他泵进行逐次的补充。而且如果对流量的要求比较丰富的话，可以选择搭配不同额定流量的水泵，这样有着更多的搭配选择，使用起来更加经济。
二、采用“三元流”技术进行人工瀑布水泵机组节能减排
人工瀑布水泵机组每天需要做的功率较大，在长期的使用中会出现一定的磨损，而使用的时间越长，磨损越大，与此同时，水泵机组的工作效率也会变低，最终的能耗反而会越来越大。而且一些新建的人工瀑布水泵机组的应用中也会考虑到节约能耗的问题，如果可以提前采用一定的手段来进行水泵机组的改造的话，可以产生更好的节能减排效果，对于未来的使用来说也可以节省很大的人力物力财力。“三元流”技术是一种针对叶轮内部改造的技术，这种技术具备较高的技术性，但是可以较好的实现节能减排的目标。
（一）“三元流”技术概述
“三元流”技术实际上全称是“叶轮机械三元流动理论”技术，这一技术理论上是可以实现对叶轮内部三元立体空间的无线分割，从而建立起动力模型。而动力模型的建立为的是可以计算出如何才能实现叶轮叶片结构在运行效率上的最大化。这一理论是我国院士吴仲华创立的，他提出这一理论可以比较完美地解决叶轮尾迹区的影响，从而提高水泵的工作效率。“三元流”的求解有专门的公式可以套用，只要流线确定就可以求解[3]。
（二）“三元流”技术应用
现在很多传统水泵的叶轮尺寸设计并不能够达到较好的节能减排的作用，而采用“三元流”技术进行叶轮的设计改造是相对节省成本并且效率较高的方式。传统叶轮的通过能力和三元流叶轮相比要差一些，而三元流叶轮的子午流道直径减小、宽度增大，尤其是轮毂也减小了，这样流速降低的同时流通能力增大，水泵的运行效率得到了很大的提高。叶轮的改造需要用新的叶轮来替换旧的叶轮，作为大型水泵的叶轮应该表面光滑，尺寸准确，并且由于人工瀑布水泵机组规模较大，一般都有多台水泵，多的可达十几台，因此叶轮加工需要建模，以保障叶轮规格的一致性。叶轮的材料需要用黄铜，可以避免生锈，采用树脂砂坭芯工艺，利用数控机床来保障加工的精度。在制造好新的叶轮之后，要对旧叶轮进行更换，更换之后进行测试，确保运行顺利。通过这种改造，水泵的运行效率可以得到大幅提高，因此随之减少了能耗的使用，达到了节能减排的目的。
三、提升管理及操作技术进行人工瀑布水泵机组节能减排
人工瀑布水泵机组的能耗还受到使用单位管理以及操作人员技术的影响，在管理和使用过程中必须树立节能减排的意识，才能够在日常管理中实现节能减排的目标。首先，水泵从开启到运行再到关闭是一个整体的过程，对于人工瀑布景区而言，不需要每天24小时开启水泵，只需要在对外开放时间保持水泵开启，这样就必须有管理以及技术人员对水泵进行相应的操作。在开启和关闭时都需要循序渐进地完成，并不能一下子全部开启，水压过大会损坏水泵，甚至影响整个水泵机组的工作。其次是要提高水泵机组的操作技术，可以通过改善操作技术，提高操控效率来提高水泵机组的节能减排效果。最后是要重视对水泵机组的日常保养和维护，减少水泵机组出现问题的可能性，延长使用寿命，保持最佳工作状态，也可以降低能耗。
综上所述，在我国节能减排、可持续发展的要求下，人工瀑布水泵机组也应重视节能减排的重要性，并积极采取相应的措施进行节能减排，一方面是通过技术上的措施来实现，一方面是通过人为管理的措施来实现。降低人工瀑布水泵机组的能耗可以节约大量的电能，对我国的发展来说具有重要意义。
参考文献：
[1]叶泽文，黎天标. 水泵节能技术探讨及实例分析[J]. 广东化工，2015，42（13）：243-245+251.
[2]申付俊. 浅析水泵节能技术途径[J]. 科技创新与应用，2013，（16）：124.
论文作者:谢柳强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：水泵论文; 机组论文; 瀑布论文; 叶轮论文; 节能论文; 技术论文; 变频器论文; 《基层建设》2017年第33期论文;