加速电灌站改造是降低能耗和成本的有效途径

何 平

(梓潼县农业局 622150)

加速电灌站改造是降低能耗和成本的有效途径

何 平

(梓潼县农业局 622150)

加强对农村机电提灌站节能技术的研究，加速对一批老骨干电灌站的技术改造是降低能源单耗，降低抽水成本的有效途径，是增强现代农业后劲的一项重要措施。它具有花钱少，效果大的突出优点，不仅可以降低电灌站的抽水成本，增加积累，促进其自身发展，而且可为国家节约较多的电力，缓和能源紧张局势。实在是一举两得的大好事。我们工作在农村机电提灌事业前沿的专业技术管理和设计及建设者，必须坚持做下去。

电灌站改造；节能；降低成本; 提高生产效率

一、改造前的状况

我县农村机电提灌站共有881处，总装机容量 2.832万千瓦，设计灌溉面积28.49万亩，提水保栽灌溉面积22.37万亩，其中：水稻16.57万亩，占水稻总面积的62.53%。电灌站效益发挥的程度直接关系到农业是否稳定、高产。

我县电灌站使用20年以上的有1.463万千瓦，占总装机容量的51.66%，这部分电灌站存在以下几方面的问题：

1、60～70年代建站的忽视设计的重要性，往往是边设计边施工，有些设计实际是采用估计，对于投资与运行费用缺乏方案对比，造成效率低，成本高。如像长卿镇大佛寺电灌站一台12SH-9A型水泵，铭牌流量720立方米/时，实际出水量326立方米/时，仅为铭牌流量的45.30%，能源单耗高达8.73度/千吨·米,效率只有31.20%。像这样一类情况在我县有25%左右，多数站的效率在40～48%之间，没有达到国家规定的最低标准，既浪费了能源，又提高了成本，同时加剧了用电的紧张局势。

2、部分站在建站时期，或由于缺乏资金，或由于器材所限，“就地取材”、“因陋就简”，造成运行不正常、出水量小、电能消耗大，这种情况主要表现在：

（1）、两站共用一台变压器。低压线太长，造成电压低，机组启动困难，不能连续运行，很大一部分电能浪费在低压架空线路上。

（2）、石头管道替代钢铸管。这种管材糙率高，阻力大，它的损失扬程是同口径钢铸管的4～8倍，加之年久风化破裂，管路效率仅为40～50%左右，严重者已无法使用。

（3）、设备陈旧。绝缘老化，水泵严重磨损。多年来，由于重建轻管，不重视维修、保养，没有认真按经济规律办事，造成设备的性能指标下降，技术状况恶化，缺乏更新改造的资金，修修补补过日子，今天这故障，明天那又坏，维修费达电费的三分之一以上，个别站甚至大于电费。农民负担重，电灌站亏损大。

（4）、配套不够合理。多级提灌，各级流量配合不当，造成水和电的浪费。

归纳起来，我县一批老骨干电灌站存在的问题可概括为两高两低，即：能耗高，成本高；效率低，效益低。

二、主导思想

如何改造这类电灌站，希望改造后达到什么效果，从哪些方面入手？这是我们改造电灌站的主攻方向。

当前能源紧缺，我们把节能降耗，提高效率作为技术改造设计的主导思想和中心研究课题，实质上也就是解决一批老电灌站最突出的两高两低的矛盾。

电灌站的效率由动力机效率、传动效率、水泵效率、管路效率和进出水池效率等五项效率的乘积所构成。

运用泵站测试技术抽样测试表明，影响泵站效率因素最大的是水泵效率和管路效率。

根据这种情况，我在电灌站技术改造设计中，把提高水泵效率和管路效率作为重要研究内容。对于电动机来说，我县电灌站大多是JO2型系列的电动机，这类电动机即使使用多年，它的效率仍然基本稳定在原指标上，与目前推荐使用的Y系列节能电动机比较，平均效率只低0.41%。鉴于此，除对早就过时的J、JO系列高能耗电动机淘汰外，对于JO2型电动机一般采用修复的办法，力争用有限的资金办较多的事。

另一个较突出的问题是，部分站低压线太长。除启动困难外，线路损耗很大，因此，我在考虑提高泵站效率的同时，兼顾考虑提高低压传输线效率和变压器效率。

三、成果和效益

自2013年以来，我县先后改造、修复和更新电灌站77站，装机容量3707千瓦，改造更新机组77台套，更换长距离低压线9680米为高压线，总投资1548万元。其中：自筹资金387.37万元，国家解决1160.63万元，77个站经技术改造，取得了显著的社会效益和经济效益。

1、出水量增大，泵站效率提高。出水量由技术改前的18250.3立方米/时增加到23718.09立方米/时，增大29.96%。泵站效率加权平均值由技改前的46.94%提高到63.26%，效率提高16.32%，超过部颁标准的54.4%。

2、灌溉效益提高。灌溉面积由技改前的5.39万亩恢复和扩大到10.62万亩。其中恢复10.31万亩，扩大0.65万亩。在保证灌溉原有面积的同时，恢复扩大97.1%。

3、灌区增产增收。改造后的电灌站，根据三年统计，年增产粮食 19809.19万斤，增加产值7085.89万元。为改造投资的15.97倍，亩平增产粮食299.6斤，人平增收69.32元。按照灌区农民增产增收计算，当年就收回了全部投资。

4、降低抽水成本，提高经济效益。技改后，能源单耗由 5.79度/千吨·米降低到4.30度/千吨·米，每百立方米水节电5.8度，成本平均下降45.21%，收费平均下降18.8%，年总提水量1209.13万立方米，节电69.9万度，减少电费支出3.5万元。由技改前年亏损2.34万元转为技改后年盈余3.29万元。节约的电能如果用于工业，按每度电创产值4.5元计算，年可为国家增创产值314.6万元，也为国家，为社会作出了贡献。

5、节水效益大。主要体现在两级提灌的工程中，技改后达到了水量平衡，减少了水的浪费。改造后流量增大，缩短了灌溉时间，减少了渠道渗漏损失。经计算，年节约水量168.51万立方米，节约的水量相当于新建一座小（1）型水库。

因此，有计划的对这部分电灌站进行逐年技术改造，维修和更新，恢复其青春活力，是进一步发挥现有提水机械的作用，增强农业后劲的一项重要措施。它具有投资少，见效快，并可为国家节约大量电能的突出优点。

下面着重谈谈我县北滩寺、长梁河、青林扁三站技改后所取得的成果：

（一）、北滩寺电灌站

该站地处我县潼江岸边，建于一九六九年，到二0一三年已使用44个年头，灌溉面积6210亩，常年灌溉4800亩。二0一二年运行了1278小时，维修就耽误696小时，在严重干旱的七月份，停机修理14天，断续运行9天，又检修58小时，一月之内就耽误394小时。当年减产71.12万斤，严重影响农业增收。

该站扬程84.85米，串联安装水泵2台，电动机2台435千瓦，实出水量833立方米/时，能源单耗5.68度/千吨·米，泵站效率仅47.9%，由于水泵严重磨损、汽蚀，效率下降，能耗增加，成本上升。二0一二年光维修费就花去6493元，不计大修提存。每千吨水的成本为33.71元。计算大修提存则高达39.28元。群众负担重，电灌站亏损大。

原水泵吸水扬程只有2.5米，安装高程仅略高于正常水位。由于施工质量差，墙体漏水严重，稍一涨水，机器就被淹没。电器设备受潮，干燥工作既繁重又费时，严重影响抽水，枯水期又由于吸程过高，叶轮汽蚀严重，流量减小，甚至机组产生抖动。

其中一台300千瓦的电动机由于没有起动器，多年来用一台22千瓦的电动机先行拖动，然后再接通电源。这一方法虽然解决了以前的直投影响其它用户和变电站油开关动作问题，但它既不经济，又不安全，操作管理很不方便，每次起动操作人员都很紧张。

根据上述存在的问题，我经过反复对比后，提出了改两台机组串联安装为四台机组两两串联后并联运行。选取250S39和250S65型水泵各两台，总装机417千瓦，较原设计减少18千瓦。

该站改造后，出水量增至1143立方米/时，能源单耗降为4.12度/千吨·米，较改造前下降27.46%。二0一三年在江河断流的情况下仍抽水1287小时，提水146.08万方，恢复灌面3660亩，节约电量19.08万度，电费1.11万元。二0一三年只花维修费233元，盈余7185元，改造后抽水成本较上年下降27.91%，减轻了农民的水费负担，增加了泵站资金积累。

该站改造后，除取得上述效果外，尚比原方式有以下优越性：

1.水泵吸水扬程由2.5米增加到6.2米，提高安装高程2.2米，加大吸水深度1.5米，提高了防洪能力，增加了在大旱之年多提水的可能性。

2.取缔了多年来先用附设电动机拖动水泵——电动机组再行接通电源的不科学不安全的起动方式，改用软起直投和自藕降压启动的方式，操作简单，安全可靠。

3.装机容量由435千瓦减至417千瓦，有利于日后配换新系列变压器。

4.一套机组有故障时，另一套机组可照常运行。

（二）、宝石乡长梁河电灌站

该站两级提水，扬程分别为30.91米和24.78米，安装155千瓦和100千瓦电动机各一台，建于一九六六年，使用石质输水管，摩擦系数大，漏水严重，能源单耗平均值达5.99度/千吨·米，站平均效率45.4%。加之两级站流量相差14%，造成水和电的浪费，另一个影响抽水的严重问题，两级站共用一台变压器，低压线长达800米，电机起动十分困难，运行电压常在310伏以下，除抽水流量很小外，对电动机的使用极为不利，而更可惜的是白白地让电能消耗在架空线路上。

该站改石管为钢管后，一级站出流量833立方米/时，二级站出流量864立方米/时，分别比原增加 207立方米/时和 271立方米/时，能源单耗降至 4.52度/千吨·米。一、二级站效率分别提高到57.4和64.3%。二0一四年运行1074小时，抽水节约电量6.06万度。改低压线为高压线节约线损2.32万度。共为国家节电8.38万度，恢复灌面1690亩。

（三）、东石乡青林扁电灌站

该站铸铁管破裂，输配电线路电压过低。建于一九六六年，管道经常发生破裂，群众意见多，站上很恼火。二0一四年年支出修理费8680元。由于管道经常破裂，供水间断，灌面由3550亩减到1050亩。能源单耗8.73度/千吨·米，泵站效率31.2%，百方水成本4.13元。二0一四年虽然运行1066小时，仍然亏损4080元。

该站更换效率很低的12SH-9A水泵一台为300S58A,换铸铁管260米为14吋PE1.6MPa管。改造后实出水量769立方米/时，较原增加1.37倍，能源单耗陡降至4.02度/千吨·米，泵站效率提高到67.6%。二0一五年运行1250小时，节约电量20.87万度，成本降到1.85元/百方水，扣除大修提存和折旧费，可盈余956元。如果按上年的核算方法，不计大修提存和折旧费，则有余额3850元。

四、具体做法

我结合本县实际，从以下几个方面做好电灌站技术改造工作。

（一）、做好改造计划。我县电灌站需要改造的数量大，所需资金多。在当前国家财力有限，农民还不够富裕的情况下，要在短期内完成这一工作是不行的，只能有计划有步骤的分期分批实施。为此，我在编制改造计划时，一是根据近年来掌握的情况。二是自已与本股站工程技术人员实地测试考察设备的技术现状、实灌面积、效益发挥情况，然后比较站龄、设备完好率、灌面大小、资金积累多少，按照轻重缓急排队，进行规划、步署。分为三类。第一类为灌面大，严重影响灌溉亟待改造的；第二类为效率低但还可以缓一步的；第三类为效率不很低，加强维修尚可使用一定年限的。三是抓住现代农业项目建设发展机遇，进行电灌站改造计划。经过具体分析论证，我在2015年1月按编制分类设计，把全县需要改造的电灌站,拟2020年“十三五”规划：梓潼县农村机电提灌站新建和技术改造项目汇总申报表形式上报省、市县级，列入“十三五”规划项目工程中实施改造。

（二）、资金来源坚持以争取国家项目建设资金结合自筹为主的原则。多年来，由于重建轻管，没有认真进行成本核算，片面认为抽水费用就是电费和人员工资，形成好些电灌站没有什么积累，针对这种情况，二0一三年以来县府和局股所站多次召开会议，专题研究电灌站改造问题，在乡、镇、村社干部会议反复阐明改造电灌站的重要性。强调资金来源要坚持以争取国家项目建设资金结合自筹为主的原则。如像北滩寺电灌站，在研究改造问题时，部分镇、村干部对自筹经费问题开始缺乏信心，摇头。后经县府领导做工作后，全都坚定了信心，并点了头，在不到一个月内就全部筹足自筹经费3.6万元。

（三）、技改方案上坚持以节能为主，并尽可能少花钱。电灌站改造的目的，一是保证正常、安全生产；二是提高效率和效益。满足第一个目的是理所当然的，但考虑不周，可能增大投资，降低效率。因此，我确定改造方案时，在达到第一个目的的前提下，要着重研究达到第二个目的。

1.机组改造。对水泵和电动机通过技术鉴定，并根据今年运行维修记录，进行较全面的分析，然后确定改造方案。对于电动机来说，除已运行多年的高能耗电动机采取淘汰换新的办法外，对于JO2型电动机只要机械构建无大的损坏，一般都采用修复的方法，力争用有限的钱完成较多的改造项目。对于水泵，由于多年运行磨损严重，修复换件困难、花钱多，又不易达到原性能指标，而新型产品节能效果显著，较之旧产品在维修换件方面具有较多的优越性。因此，对于已无法正常工作和效率明显下降的水泵，我们一般采取更新的办法，特别是原选型号不合理的，就重新进行选型设计。比如卧龙乡板凳寺电灌站水泵型号由8SH-13换为250S39A后流量由原来的398方增加到526方，增加流量32.2%。泵站效率由原来的47.9%提高到60.7%。

2.合理选择机型。对原设计，如果效率低，管理不便，采取提出两种以上方案反复对比，然后再确定改造方案。比如北滩寺电灌站原来存在着安装高程低、起动困难、不够安全、不易调节等问题，经过反复对比后，选用吸水扬程高的水泵，将单机组改为双机组，提高了安装高程，解决了多年来起动困难的问题。改造后的安装方式，既可单机运行，也可双机运行，增大了灵活性，有利于调节用电，有利于节约能耗。

3.改造管路。管道是影响泵站效率最大的因素之一，部分站使用石管，或者管径选择不合理，造成损失扬程大、效率低，部分站管道锈蚀严重，开始穿孔，无法正常抽水。而管路改造所花资金又较大，我们把管路改造列为两大类。首先改造效率特低，已开始破裂的石管，修复无法正常抽水的管道，把管径不合理的改造放在后面逐步施行，改造石管按综合投资的概念反复对比，确定经济管径，在提高效率方面收到了明显效果。如长梁河电灌站把石管换为钢管后，泵站效率比原来提高了14.65%。

4.改造低压线。我县电灌站还反映出一个较为突出的矛盾，就是低压线过长。这种状况除电能损耗大外，在用电高峰期电压很低，有的站低到 250伏左右，此时抽水除效率低外，还严重威胁着设备的安全运行。因此，在提高泵站效率的同时，我们还兼顾考虑提高传输线效率，宝石乡长梁河、青龙乡塔子梁两站改低压线2530米为10千伏高压线后，年节电能4.78万度。

附：节能节水计算说明

一、节能计算：

1.泵站改造节能=（e1·H1-e2·H2）·w（度）

e1、e2——分别为改造前后能源单耗，度/千吨·米；

H1、H2——分别为改造前后泵站扬程，米；

W——当年提水量，千吨。

2.线路改造节能= P/1000·cosΦ·(R1/μ1- R2/μ2) ·t（度）

P——负荷功率，千瓦；

R1、R2——分别为线路改造前后的电阻，欧；

μ1、μ2——分别为线路改造前后的电压等级，千伏；

t— —年运行时间，小时。

二、节水计算：

1.两级提灌。改造前级间流量差别大，造成水的浪费，改造后达到了平衡，节约水量计算式如下：

△w = 0.95（Q1-Q2）· t

Q1、Q2——改造前一二级站流量，m /时。

t——运行时间，小时。

2.改造后流量增大，缩短了灌溉时间，减少了损失，节约水量的计算公式如下：

△w =△w1 -△w2

=

△ w——节约水量，m³；

△w1、△w2——改造前后的水量损失，m³；

W——年提水量，m³；

t1、t2——提相同的水量w所对应的改造前后的运行时间，小时；

Q1、Q2 ——分别为改造前后的流量，m /时。

G322

B

1007-6344（2016）07-0314-02