1水利泵站中节能优化设计的作用
将节能优化设计应用到水利泵站中，可切实提升水利泵站的整体节能性，可为基于低耗高效、节能减排理念推动水利泵站建设运行提供根本保障。而且，借助于节能优化设计，可进一步平衡水利泵站的功能性和节能性，能妥善解决水利泵站运行效率低且资源浪费严重的问题，将会为提高水资源调配、管理效率和节水节电提供可靠支持。同时，在水利泵站中应用节能优化设计，也可从根本上夯实绿色水利发展基础，充分积累水利工程设计的节能与高效合一经验，为后续水利泵站设计与施工中的能耗控制、影响因素协调提供必要指导。此外，节能优化设计在水利泵站的有效应用，也可以为优化水利泵站项目管理模式、革新水利泵站设计理念与思路、实现水利泵站项目建设与运营的利益最大化提供参考。总之，为响应国家号召、落实服务国家战略、缓解能源紧缺问题和促进水利泵站可持续发展，水利泵站建设与运营中应该做好节能优化设计。
2水泵节能技术的基本原理
在水泵运行过程中，最为理想的运行原则是在客观需求的基础上，构建精准的水利数学模型，并以相关参数作为标准，准确定制叶轮，以实现水泵的节能性与运行中的高效性，进而避免发生能源消耗过量的问题，以促进水泵节能的最大化。水泵在运行过程中，存在流量较大、效率较低及能耗较高等现象，而针对这些现象常用的高效节能技术为“3+1”流体输送技术。其主要借助配套仪器与新型检测技术，对水泵运行系统内的设备参数进行采集，从而对能源消耗过高的原因展开分析，最终通过精确地找到设备与流体输送之间的最佳工况点，而制定出科学方案，减少能源消耗过高问题的发生。常见技术如下：
1）水泵的设计与制造技术。此技术借助当前最为常用且效果较佳的三元理论，对水力模型展开流动分析。并在选择与纠正过程中，以CFD分析与试验作为切入点，研发出多种形式、且较为高效的水力模型，包括离心泵、混流泵以及轴流泵等。同时，在制作过程中，主要选择精密铸造，用于提升设备表面的光滑度与质量，并确保尺寸与零件精度的合格性。2）水泵的优化分析技术。对水泵系统参数的采集与分析加以重视，以达到强化改造技术的目的。同时，还应配合技术人员以精密仪器对水泵的相关数据进行收集，随后利用专用软件对所得数据进行处理与分析，并总结出最佳的水泵优化改造方案。3）水泵的优化调度和改造技术。以水泵系统设备参数及工艺原理入手，并在专用软件的监管下，得出既满足水泵的工艺要求，又能将能耗降到最低的调度方案。4）水泵的运行故障诊断和维修保养技术。借助专业设备，对水泵运行过程中的各项数据进行监控，包括振动频率、温度改变、噪音大小等等。尽早发现运行故障并积极进行改进，为设备的安全运行提供重要保障。
3水利泵站中的节能优化设计要点和保障措施
3.1优化水电设计
从现实角度来看，水利泵站中的节能优化设计还应该从节水、节电方面着手。节电优化设计的重点在于供电方案改进，设计人员需要做好节能降耗视域下的供电设计，从源头上减少水利泵站建设与运营过程中的不必要电力损耗，从而达到节能目的。此时，要求水利泵站的节能优化设计人员从实际出发，结合水利泵站的供电需求，设计出最具节能性的供电方案，并使其成为水利泵站变压器选择、电气工程施工与运维的施工依据。而且，为实现持续节电，水利泵站的节能优化设计环节还应该强调就地补偿技术应用，基于节能供电思路保障电能供给稳定性、充足性；当然，设计人员应尽可能地缩短线路距离，减少输电工程中的电力损耗并切实提升电能利用效率。在节水设计方面，水利泵站节能优化设计的重点在于排水规划设计和流道水力设计，实践中应以实现水资源优化配置、降低水力损耗为导向做好水利泵站的节能改造。比如，实施分级、分块排水设计，结合水利泵站辐射范围内的各区块用水需求，合理设计排水方式，达到高效节能排水目的；优化流道布置，提高水利泵站运行安全，降低水利泵站内构筑物的水力损耗，达到节能目的。在减少不必要水力损耗环节，水利泵站节能优化设计人员也应该重视水资源调度优化。此时，需要多站或多级水利泵站的联合优化运行，通过做好多泵站运行工况统筹以及水流量配置和控制，为节水设计提供有力支持。
3.2科学选择水泵节能技术
通过对当前供水系统中水泵节能效果的分析发现，若要充分发挥水泵设备的独特优势，就要在设计过程中充分结合多方因素的前提下，对水泵的节能技术进行科学选择。在供水流量压力维持稳定的情况下，相关技术人员才能对水泵实施节能设计。但若水泵系统在运行中发生了较为规律的改变，则相关人员可借助变频技术的优势对其实施改造。若工况能够继续保持稳定，变频技术可有效提升水泵的工作效率，并减少其在运行过程中的能源消耗。但需要的改造成本投入较大，会对供水系统的经济效益造成不利影响。当供水系统在运行过程中维持稳定，且运行工况低于设计工况的20%时，设计技术人员可在改造过程中使用叶轮切削技术。但若供水系统的运行工况大于这一指数时，则不适用叶轮切削改造，以免造成能源消耗过大，应用效果不佳的情况发生。随着近年科技的不断发展，对水泵的设计不断进行优化与完善，也在向高效、节能等方面迈进。
3.3优化设备选型
设备运行能耗在水利泵站能耗中占比最高，所以有效控制设备能耗可达到节能降耗目的。此环节，要求设计人员结合水利泵站规模、建设目标以及整体功能，在不影响水利泵站运行效果的基础上优化设备选型，从低耗高效角度出发强调设计方案的必要调整，让水利泵站的工程机组能耗降至最低。为达成这一目标，水利泵站的节能优化设计人员需要提前做好参数设计，拟定不同的机组型号与台数选配方案，然后通过分析其综合性价比选出最适宜的方案，为后续实践提供参考。
当然，随着水利泵站工程机组使用年限增加，其实用性会逐年下降，待出现明显故障或灵敏度、可靠性下降时，设备运行中出现能源浪费的几率会大幅增加；为避免这种情况，水利泵站节能优化设计人员应做好提前预防。选配水利泵站节能机组时，设计人员需要基于设备参数以及水利泵站运行工况的预估情况计算设备的可用年限，并在其运行过程中做好养护工作，然后基于真实工况确定设备更换频率，从而避免因设备老旧而加剧能耗。从现实角度来看，更新机组设备需要从设备运转效率、能耗情况、可用年限以及经济性等多方面加以考量，切不可盲目更换。
结束语
综上所述，水利泵站的节能优化设计，有利于提高泵站运行的整体节能性，可为实现低耗高效、节能环保的水资源管理提供保障。节能优化设计的应用，从根本上解决了水利泵站建设与运行的资源、能源浪费问题。对于水利泵站节能优化设计人员来说，只有结合实际选用和落实节能措施，才能达到兼顾水系统管理调度以及泵站经济节能运行需求的双重效果。
参考文献
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