浅析农田水利灌溉中泵站技术改造

李文珲

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 景泰 730400）

农田水利灌溉中节水、节能极为重要，近年来气候变化给农业发展造成了负面影响，水资源短缺问题尤为严重，因此要最大限度地发挥灌溉效益。泵站技术改造围绕水利工程效益最大化、节约能源、提高泵站运行效率，同时要创新改造技术，利用科学有效的改造方案全面提升泵站质量。

1 泵站技术改造前的信息收集

泵站技术改造前要对原有泵站进行全面且深入地调查，再结合具体情况拟定改造方案。首先，要勘察水源。部分泵站受产业发展及工业等因素的影响存在水量少、断流等情况，在勘察水源的过程中，不仅要了解水位、水量、平均提水量等，还要核查水源是否可靠，扬程、防洪措施是否符合改造后的要求[1]。其次，灌区勘察。在勘察灌区蓄水量变化情况时，种养殖结构及灌区提灌面积等都是影响灌溉水需求量的主因。灌溉面积减少的原因可能是原有泵站灌溉区新建了其他水源工程或小型泵站。对塘堰的蓄水和灌溉能力进行勘察时，要查看丘陵上可用于灌溉的塘坝数量。蓄水量会因夏修和冬修而发生变化，因此要认真勘察塘堰蓄水能力，充分发挥塘堰的作用。保证塘堰蓄水量，不仅能降低农忙时用电的紧张程度，还能在用水紧张阶段抽调塘堰中的水进行应急供水，从而降低改造成本。再次，查看机电设备的具体情况，如水泵、电动机、管路等设备，对其维修、使用、运行等历史情况进行查验，对存在问题的设备要提出改造意见。主发动机改造中，要加强水平尺等设备的科学运用，实现对机械设备稳定性的合理分析。准确开展钻孔工作，将误差控制为2 cm内。用相应设备把钻孔数据记录好，准确分析施工作业是否存在错漏之处，提升钻孔质量。钻孔时要实时监控，保证钻孔质量，避免出现疏漏，同时对运行状况进行详细记录，保证数据清晰准确。准确的数据分析能提高钻孔的精准性，同时有助于钻孔作业后期开展核准工作。用测斜仪进行检测，及时调整与矫正偏离[2]。最后，仔细检查泵房与蓄水池，准确测量泵房相关数据，对电机改造具有重要意义。收集泵房相关数据，如防洪、采光、稳定性、通风等，能有效清除技术改造过程中的不稳定因素。建筑物改造过程中，如果泵房处于正常状态，但抗渗性能出现问题时，要采取科学、合理的方式进行加固。一旦出现渗透稳定性计算失误，或泵站地基渗透破坏等情况时，要对土壤情况进行深入分析，采取针对性方案进行加固处理。泵站机电设备改造过程中，要根据具体情况选择合适的主水泵。除了测量进出水池的各项数据外，还要了解水流平稳程度及是否产生漩涡等情况[3-6]。

2 泵站改造的关键技术

对泵站进行改造的过程中，主要是对泵站建筑物和机电设备进行改造。对建筑物进行改造的过程中，要在保障整体建筑稳定性的基础上，结合建筑物存在的具体问题设计合理的加固改造方案[7]。当出现渗透稳定性方面的计算失误或地基存在渗透破坏等问题时，要以泵站的土壤情况为依据，对改造方法进行合理选择，以此实现加固泵站的目标。改造泵站机电设备时，要对主水泵和主电动机进行改造，确保主水泵的排水与供水作用正常发挥，进而提升电动机工作水平。要重视对机电设备的改造，保障泵站改造效果，为农业灌溉工作顺利开展提供动力，为农作物生长提供所需水分，推动农业进一步发展[8]。

3 泵站技术改造方案的拟定

改造方案的拟定应遵循《泵站技术改造通则》，并结合现场收集的信息。尽可能利用最新的改造技术，确保原有泵站设施的合理使用。η动、η泵、η管、η传、η池等是保证泵站效率的基础，彼此相互制约、相互影响[3]。对中小型电灌站进行改造时，管路和水泵的运转效率是影响其效率的主要因素，电机和水池进出水效率次之，因此在方案设计过程要加强对影响因素的考虑[9]。

3.1 水泵为主要因素的改造方案

水泵效率直接影响着泵站运行效率，现场勘查时所收集的相关数据极为重要，根据这些数据复核水泵选型配套和安装，找到低效率的因素，并进行针对性处理。首先是水泵更新，要把老旧、低效、选型不合理、损坏的进行更换，替换为高效能、消耗电力少的水泵。其次是水泵工作点偏离问题，水泵性能正常、管路设计合理的情况下，工作点偏离额定工况点右侧时，说明水泵扬程过高，可依据泵站平均扬程用车削叶轮来降低水泵扬程，使工作点靠近额定工况点。两级以上的泵站，要校对核验水量平衡。最后，水泵运行在高效区，却有吸水扬程过低、管理不便等问题时，要进行调整，在论证后更新更合理的机泵[10]。

3.2 电动机改造方案

电动机改造方案的制定过程中，要充分考虑电动机的运行功率、运行稳定性和安全性。改造思路应以调整和修复为主，因为电动机会持续稳定运转，不需要更新换代，且多次修复后的效率及多年使用的效率基本与出厂时的满功率运转效率接近。无法满足当前需求的电动机，不仅耗能高、功率较低，且维修成本也比较高，应及时更换电机。J02 系列电动机的大部分问题都能通过检查与维修的方式加以解决。对于线路尾端电压较低的泵站或功率较低的电动机，要结合泵站具体情况把电容器并联起来，通过无功率补偿提高运行电压，降低线路损耗。通过科学合理的处理，提高传输效率和电动机效率[4]。

3.3 进出水池改造方案

进出水池设计不合理易导致流态不均匀现象，噪音、震动及气蚀等现象会加剧。要结合地形和现场勘查收集的进出水池数据，充分考虑水头损失和水流流态问题，确保涡流问题得以解决，把出水改为淹没式出流，从而减少管口损失、降低扬程[11]。

3.4 信息化改造系统

为了保障农田水利灌溉泵站技术改造效果，需建立相应的信息化改造系统，把多种先进技术应用于泵站信息管理，提高技术改造的科学性、合理性。现代通信技术能为泵站信息管理工作的开展提供更加高效的网络和系统支持，建立通信信息采集网络系统可使泵站的服务水平显著提高，进而提高泵站管理的整体质量水平，促使泵站管理实现自动化和信息化。对中小型泵站进行改造的过程中，信息化系统改造完成后，要加强对工作人员的培训教育，提高工作人员对机械业务和安全知识的掌握程度，促使信息技术的应用充分发挥作用。

3.5 低洼地区灌溉泵站节能技术改造

一是改变进水管的角度，缩短进水管长度。以进水管为对象，对其后面位置进行确定，合理设置垂直弯头。用2 节长100 cm 的铸铁管完成对接操作，确保与地面垂直，并确保进水管的淹没位置超过150 cm，避免出现旋涡问题。

二是改变水泵安装方法。传统的水泵安装过程中主要采用倾斜安装的方式，将水泵对准出水口，使其适度倾斜后连接出水管，确保水管维持顺坡的状态。倾斜安装可在一定程度上降低阻力，减少出水管处的损失。

三是提升水泵的真空度。传统的水泵轴与轴套之间，存在配合过度的问题，进而导致局部间隙漏气。须对机械进行细致观察与多次试验，根据分析数据和试验结果对轴颈与轴套侧面的位置进行调整，提高其表面的光洁度，直到可满足自然密封的需求为止。传统的水泵运行过程中，气刀导致机械切稍后出现的不均性洗胃刀痕严重影响出水量。因此，在进行技术改造的过程中，要对密封材料进行合理的选择，确保密封材料具有较强的韧性，为“O”形圈的形成提供助力，最终实现提高水泵真空度的目标。

四是提升水泵的安装质量。水泵和电动机安装过程中要借助精准的校准仪器，如水平尺和铅锤等，及时发现偏差度，并结合校准结果对电机轮和水泵轮的位置进行合理调整，确保电机轮和水泵轮位于规定范围内，并处于相互平行的状态，进而提高水泵运行效率。

五是降低水泵的传动损耗。结合轮槽型号合理选择设备，通常情况下要选用配电机轮和传动三角带2 种设备。实际使用过程中要及时对设备的松紧度进行合理调整，达到降低传动损耗的目的。设备高度运转过程中要避免出现故障，提高设备的工作效率[12]。

六是科学设置进水角度。进水管处于顺坡式和落井式的情况下，将水管的上翘角度控制为12～15°。以水泵的轴位为圆心，对其前后的墙体进行固定，以此满足自然存水的要求。完成相应的安装工作后，灌溉过程中要保障存水量。