【正文】 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 46 希望通過(guò)以上工作，為將來(lái)全面提高工程的運(yùn)行效率、提高管理局經(jīng)營(yíng)管理水平起到拋磚引玉的作用。 通過(guò)對(duì)灌區(qū)內(nèi)各灌溉片區(qū)供水的電力成本進(jìn)行核算，使提灌管理單位對(duì)各灌溉片區(qū)的供水成本做到了心中有數(shù)，為將來(lái)更有效地安排灌溉指標(biāo)提供了依據(jù)，同時(shí)也為將來(lái)水價(jià)的市場(chǎng)化打下基礎(chǔ)。這樣的話(huà)，管理局每年節(jié)約的能耗估計(jì)可以達(dá)到 2020 萬(wàn) kWh 以上， 每年可以為管理局節(jié)約電費(fèi) 80 萬(wàn)元左右； 對(duì)于國(guó)家來(lái)講，即使按每度電 元的成本來(lái)計(jì)的話(huà)，每年節(jié)約的費(fèi)用也將達(dá)到 800 萬(wàn)元。同時(shí)，給出了在現(xiàn)有條件下為了提高泵站的提水效率、節(jié)約能耗，調(diào)度運(yùn)行應(yīng)該遵循的原則。 （ 3）泵站電機(jī)的運(yùn)行電壓等級(jí)是影響泵站提水效率的另一個(gè)關(guān)鍵因素，從實(shí)際評(píng)估結(jié)果來(lái)看，低壓泵的效率比高壓泵的效率至少低14 個(gè)百分點(diǎn)。文中通過(guò)分析，給出了在其它因素確定的條件下，影響泵站效率低下的三大因素： （ 1）泵站所選用泵的銘牌揚(yáng)程與設(shè)計(jì)總揚(yáng)程不匹配。 通過(guò)對(duì)景泰川電力提灌工程各泵站 2020 年提水效率的計(jì)算，得到了我局 42 個(gè)泵站的提水效 率，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行深入分析。 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 44 結(jié) 語(yǔ) 為了響應(yīng)中央降低能耗、節(jié)約成本的號(hào)召，走可持續(xù)發(fā)展的道路 ，本文對(duì)電力提灌工程泵站提水效率的評(píng)估方法以及提灌工程的綜合能耗評(píng)估方法展開(kāi)了研究，建立了在現(xiàn)有條件下進(jìn)行這兩個(gè)指標(biāo)的評(píng)估的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上給出了對(duì)灌區(qū)內(nèi)各灌溉片區(qū)供水的電力成本進(jìn)行核算的方法、以及灌區(qū)干渠水量損失情況的估算方法。 一、二期工程合計(jì)，每萬(wàn)方水提高十米的電耗為： 。 工程平均每萬(wàn)方水被提升 10米的能耗 工程平均每萬(wàn)方水被提升 10 米的能耗主要用來(lái)考察泵站的提水效率，因此，這里應(yīng)該用各泵站的實(shí)際提水量來(lái)估算。 2020 年一期工程泵站上水用電 19341 萬(wàn)度，二期工程上水用電52355 萬(wàn)度； 05 年一期工程總供水量 (以支口水量計(jì) )為 126783667m3，二期工程總供水量 (以支口水量計(jì) )為 249400192 m3。包括工程供水每方水的平均能耗，以及工程平均每萬(wàn)方水被提升 10 米的能耗。造成這種現(xiàn)象的原因只有可能是前兩種，建議管理局對(duì)干渠上的計(jì)量設(shè)施進(jìn)行全方位的校核，如果計(jì)量設(shè)施沒(méi)有大的問(wèn)題的話(huà)，那么問(wèn)題極有可能出在一期的用水管理上。 造成這種現(xiàn)象的原因 可能有三種：要么工程的計(jì)量 (包括一泵的計(jì)量設(shè)施以及各支口、獨(dú)斗口的計(jì)量設(shè)施 )有偏差；要么一期工程的斗口放水管理存在著行風(fēng)不正的問(wèn)題；要么一期工程的干渠質(zhì)量比二期工程的干渠質(zhì)量差很多。依照第二章公式（ 28）、(29)算得二期各片區(qū)供水在干渠上的損失情況如下表 所示： 表 二期工程各灌溉片區(qū)在干渠上的損失率 區(qū) 間 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 總六泵～總七泵 總七泵～總八泵 總八泵～總九泵 總九泵～總十泵 總十泵～總十一泵 總十一泵～總十二泵 總十二泵～總十三泵 總十三泵～總分水閘 民調(diào)用水 南一泵～南五泵（平均） 原因分析 2020 年一期干渠的利用率為 %，二期干渠的利用率為%，二期干渠的明渠總長(zhǎng)為 km（不含南干渠，如果計(jì)入南0 1 總六泵～總七泵 總九泵～總十泵 總十二泵～總十三泵 南一泵～ 南五泵 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 41 干渠，則會(huì)更長(zhǎng)），一期干渠的 明渠總長(zhǎng)僅 km，二期干渠明渠總長(zhǎng)約為一期的 倍，理論上講二期干渠的損耗率應(yīng)該比一期干渠要小不少，但實(shí)際情況卻是二期干渠的損耗率僅比一期干渠多 個(gè)百分點(diǎn)，這與理論值有較大的出入。 6． 1 一期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況 一期工程在四泵以前幾乎沒(méi)有灌溉用水（只有一至二泵有少量用水），因此，評(píng)估灌溉供水損失率從第四泵開(kāi)始， 依照第二章公式（ 28）、 (29)算得二期各片區(qū)供水在干渠上的損失情況如下表 所示： 表 一期工程各灌溉片區(qū)在干渠上的損失率 區(qū) 間 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 總四泵～總五泵 總五泵～總六泵 總六泵～西一泵 西一泵～西二泵 西二泵～西三泵 西三泵～西四泵 西四泵～西五泵 西五泵以后 6． 2 二期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況 由于總十三泵至南北干分水閘這一段渠道特別長(zhǎng)，且民調(diào)口、景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 40 北干渠口、南干口都集中在在南北分水閘處，可以只計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)作為這三片共同的損失情況。直四泵以后的區(qū)域之所以電耗這么高主要是因?yàn)橹币恢林彼谋眠@四個(gè)泵站的效率太低（僅為 %）的緣故。 4． 4 工程總效率 按照第二章公式（ 25）結(jié)合本章中各泵站的實(shí)際提水高度、各泵站的實(shí)際提水量、以及 工程的總耗電量，可以求得一期工程總效率，二期工程總效率，一、二期綜合總效率如下： 一期工程總效率為： % 二期工程總效率為： % 一、二期工程綜合效率為： % 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 34 第五章 各灌溉片區(qū)供水電費(fèi)成本估算 本章根據(jù)第四章的給出的各泵站的有效提水量（泵站提水有效水量是指該泵站以后所有支口計(jì)量水量的和，該部分水量不含干渠上損失的水量）計(jì)算出各泵站有效提水單位水量耗電量，并由此得到各灌溉片區(qū) 供水每方水的電費(fèi)成本 。在制定灌溉計(jì)劃時(shí)應(yīng)該根據(jù)灌溉需求進(jìn)行合理的統(tǒng)籌安排，使灌溉計(jì)劃既能滿(mǎn)足用戶(hù)的上水要求， 又能從節(jié)約能源的角度盡可能多的開(kāi)大機(jī)，努力減少中小機(jī)的開(kāi)機(jī)時(shí)間（制定計(jì)劃時(shí) 應(yīng) 把它作為一個(gè)約束條件）。 （ 4）此外，合理控制泵站前池水位，使前池水位盡可能保持在高水位運(yùn)行，減少電機(jī)的起停次數(shù)等從調(diào)度的角度來(lái)講對(duì)提高泵站的效率都會(huì)有所幫助。而如果僅僅是考慮調(diào)節(jié)渠系水位的話(huà)，中機(jī)和小機(jī)所開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)各不得超過(guò)一臺(tái)。 二）現(xiàn)有條件下調(diào)度運(yùn)行策略 由于改造需要資金，也需要時(shí)間，在現(xiàn)有條件下的調(diào)度運(yùn)行建議遵循以下原則： （ 1）目前情況下在一、二期總一泵均設(shè)有中、小流量的水泵，從節(jié)省能耗的角度 出發(fā)，在調(diào)度的過(guò)程中應(yīng)該盡量避免開(kāi)啟中、小流量的機(jī)組。 （ 8）根據(jù)上面的統(tǒng)計(jì)分析，低壓泵比高壓泵的平均效率要低14 個(gè)百分點(diǎn)以上，因此建議逐步將低壓泵改成高壓泵。 （ 7）直一至直四泵總效率只有 %，應(yīng)該優(yōu)先安排改造。 （ 4）一期總四至西三泵、二期南一至南四泵都具備將主力泵改造成大泵的條件，在條件成熟的時(shí)候應(yīng)該逐步安排對(duì)其進(jìn)行改造。這些水泵包括南一泵的 4 臺(tái)中泵、南四泵的 4 臺(tái)中泵 1 臺(tái)小泵、南五泵 2 臺(tái)中泵、以及直一至直四多臺(tái)小泵。 （ 2）在找不到匹配揚(yáng)程的水泵時(shí)，寧可選擇銘牌揚(yáng)程稍大一點(diǎn)的水泵也不能選擇銘牌揚(yáng)程小于設(shè)計(jì)總揚(yáng)程 1m 以上的水泵，否則，效率會(huì)大打折扣。 （三）建議 一）工程建設(shè)與改造方面 （ 1）在選擇水泵容量時(shí)應(yīng)盡量選 擇大機(jī)，如果要考慮靈活調(diào)節(jié)渠系水位的話(huà)最好將中機(jī)、小機(jī)各選用一臺(tái)，或者選用 2 臺(tái)中機(jī)（對(duì)于前幾級(jí)泵站而言）。 （ 6）二期總六泵的效率略低于二期其它條件類(lèi)似的泵站的原因可能是因?yàn)榱谜居袃膳_(tái) （ ）超過(guò)設(shè)景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 31 計(jì)總揚(yáng)程（ ） 3 米的緣故。 （ 4）一期總四泵、總五泵效率比較低可能與這兩個(gè)泵站的水泵銘牌揚(yáng)程與設(shè)計(jì)揚(yáng)程沒(méi)有很好的匹配有關(guān)。 （ 2）南一泵的效率低下的原因可能是因?yàn)?4 臺(tái)型號(hào)為 14SH19的小機(jī)銘牌揚(yáng)程（ 26m）遠(yuǎn)小于總設(shè)計(jì)揚(yáng)程 ()。 （二）實(shí)際分析 （ 1）直一至直四泵的效率僅為 %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它泵站的效率，甚至于與同為低壓泵的邊外泵站以及七墩臺(tái)泵站相比也有明顯差距。 另外，從表 的結(jié)果還可以看出以下規(guī)律： （ 1）盡管泵站的提水效率與很多因素有關(guān)，比如水泵葉輪的狀況、壓力管道的設(shè)計(jì)、閥門(mén)的效率、泵站的前池水位控制、泵站機(jī)組的起停、以及電機(jī)本身的 效率等諸多因素有關(guān)，但從評(píng)估的結(jié)果來(lái)看，但凡揚(yáng)程不匹配的泵站，其最終的效率必然低下。在揚(yáng)程匹配的情況下，水泵流量越大效率越高，高壓泵效率遠(yuǎn)高于低壓泵。 將南干 2020 年總提水量 63388625 m3 以及表 中南干渠的長(zhǎng)度、表 的值代入第二 章公式（ 2－ 2）或者（ 2－ 3）可得到南干一泵～南干五泵 2020 年的實(shí)際提水量，在此基礎(chǔ)上結(jié)合南干各泵站的提水高度以及 2020年耗電量，可以得到南干各泵站 2020年提水效率，各數(shù)據(jù)如表 所示： 表 南干各泵綜合數(shù)據(jù)表 泵站名稱(chēng) 2020 年提水量（ m3） 提水高度（ m） 2020 年耗電量（ 萬(wàn)度 ） 2020 年提水效率（％） 南一泵 63388625 826． 5 南二泵 53226242 655． 35 南三泵 40077786 495． 99 南四泵 18064645 423． 07 南五泵 10492598 七墩臺(tái)三個(gè)泵站由于距離很近，且沒(méi)有相關(guān)的渠道長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，這里忽略干渠上的水耗，利用表 的數(shù)據(jù)，可得七墩臺(tái)各泵站 2020年提水量，在此基礎(chǔ)上結(jié)合提水高度、 05 年耗電量，可得七墩臺(tái)各泵 2020 年 提水 效率，計(jì)算所得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 所示： 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 25 表 七墩臺(tái)泵站綜合數(shù)據(jù)表 泵站名稱(chēng) 2020 年提水量（ m3） 提水高度（ m） 2020 年耗電量（萬(wàn)度） 2020 年提水效率（ ％） 七一泵 10653198 七二泵 8469764 七三泵 5256377 花莊泵 3586500 對(duì)直灘各泵以及邊外各泵采用七墩臺(tái)泵站采用相同得處理方法，利用表 的數(shù)據(jù)，可得直灘各泵站以及邊外各泵站 2020 年提水量，在此基礎(chǔ)上結(jié)合提水高度、 05 年耗電量，可得直灘各泵站以及邊外各泵站 2020 年體數(shù)效率，計(jì)算所得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 所示： 表 直灘泵及邊外泵綜合數(shù)據(jù)表 泵站名稱(chēng) 2020 年提水量（ m3） 提水高度（ m） 2020 年耗電量（萬(wàn)度） 2020 年提水效率（％） 直一泵 4401396 208． 8 直二泵 3110697 直三泵 1688337 直四泵 904778 邊外一泵 5313590 137． 52 邊外 二泵 3301061 邊外三泵 1165198 4． 3 結(jié)果分析 為了方便對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，這里將一、二期泵站提水高度、總揚(yáng)程、電機(jī)的銘 牌揚(yáng)程、以及 2020 年提水效率匯總到一起，見(jiàn)表 所示： 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 26 表 泵站提水效率匯總表 泵站名稱(chēng) 提水高度（ m） 總揚(yáng)程（ m） 水泵安裝情況 2020 年耗電量（萬(wàn)度） 2020 年提水效率（％） 備注 銘牌流量（ m3/s） 銘牌揚(yáng)程（ m） 臺(tái)數(shù)（臺(tái)） 一期工程 總一泵 80 6 8002． 88 主力泵為 大泵 80 2 總二泵 80 5 80 3 96 1 總?cè)? 80 5 3941． 93 主力泵為 大泵 80 3 96 1 總四泵 32 12 1667． 73 主力泵為 中泵 1 總五泵 32 13 1475． 79 主力泵為 中泵 總六泵 32 14 1603． 39 主力泵為 中泵 西一泵 32 8 930． 66 主力泵為 中泵 西二泵 32 5 1734． 35 主力泵為 中泵 1 西三泵 32 4 26 1 西四泵 32 3 西五泵 4 二期工程 總一泵 3 56 8 5737． 26 主力泵為 大泵 61 2 59 2 總二泵 3 56 8 5611． 98 主力泵為 大泵 61 2 總?cè)? 3 56 8 5720． 31 主力泵為 大泵 61 2 總四泵 3 56 8 5611． 18 主力泵為 大泵 61 2 總五泵 3 56 8 5574． 56 主力泵為 大泵 61 2 總六泵 3 44 8 4596． 94 主力泵為景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 27 2 大泵 總七泵 3 32 8 3112． 52 主力泵為 大泵 32 2 總八泵 3 32 6 2792． 61 主力泵為 大泵 32 4 總九泵