试论节能技术在水利工程设计中的应用

摘要：改革开放以来，随着我国科技的不断进步和经济的快速发展，水利工程企业得到了很好的发展机会。而随着水利工程项目如雨后春笋般的增加，工程设计成了一个备受关注和研究的问题。 同时，各种新型的、先进的技术逐渐在水利工程的建设中得到广泛应用，节能技术是目前尤为新型、先进的技术，其在水利工程的工程设计中自然得到广泛的应用。 而本文主要分析了水利工程中的节能设计，进而介绍了节能技术在水利工程设计中的应用。

关键词：水利工程设计；节能技术；应用

中图分类号：TV文献标识码： A

引言

近年来，随着我国社会主义现代化建设的发展，我国的城市规模得到了很大的提高。同时，城市本身的发展就要求水利工程的建设要从传统的单纯农田水利发展项目转向现代化城市辅助项目的建设，不仅要满足城市供水等方面的要求，还要求能够有效的提供城市防洪排涝等的功能。所以，合理的处理水资源，有效的改善水环境是当前水利工程设计的重要任务。当前，我国的各级人民政府都加强了对于水利工程建设的支持力度，大量的水利工程投入到建设中。在建设的过程中，如何有效的贯彻水利工程节能精神，为建设节约型社会贡献一份力量，从而有效的达到节能的要求，是水利工程设计者们所面对的一个比较紧迫的问题。

一、水利工程设计中的节能分析

1、强化水利工程的自排能力

通常情况下，河道、水闸的结构特征和水系安排决定了水利工程的自排能力。 目前，水利工程已经依据自身的实际情况创建了健全的防洪排涝措施，水系安排也得到了进一步的优化。 在比较节能技术的实用性、经济性以及安全性之后，合理地选择适当的水闸闸孔宽度和河道断面。 这样不仅可以减少泵站的建设量，还可以充分利用闸后和闸前之间存在的水位差距来开关闸门，然后经过水利工程的自排来满足调水和防洪排涝需要。

2、合理的布设泵闸

仅仅是凭借着水利工程的自排能力是不可能满足水利工程的防洪排涝以及调水需求的，而要想达到这一效果，就需要设置和水利工程自排能力相符合的泵站。 在进行泵站的设计时，一般会把泵和闸结合起来进行合理的布设， 就是说在泵站的下方或泵站周边设置和它相符合的水闸，需要注意的是，一定要以水闸的自排作用为核心。 此外， 倘若出现恶劣天气和较大的水位差，就要马上采用强排措施，因为这样做不仅可以在很大程度上缩短排水时间，还可以避免不必要的浪费。

3、采用绿化带来增强河道的防洪能力

在对传统的防汛墙进行设计时， 通常是设计成治理结构，因为采用这种结构能够最大限度地减少河道的占地面积。 但是，随着人们对自然环境保护和生态建设逐渐加强重视。 如今，在建设河道时都需要在河道两侧布置绿化带， 以便通过增添绿化带来高效地缩减排水时间，并增强河道的防洪能力。 同时，也可以在一定程度上满足生态建设的需要， 而最为重要的是可以节约很多能源。

4、采用信息技术来进行科学、合理的调度

目前，随着我国经济的发展，为满足社会发展的需要，我国已经建立了许多水利工程。 倘若能够及时地依据天气情况而对水利工程进行合理、科学的调度，就能够在很大程度上提升水利工程的防洪和调水能力，从而达到缩减排水时间和节能的目的。但是，这一工程是非常复杂的，倘若仅仅是依赖人工调节是很难实现的。 因此，就需要借助信息技术，即通过建立防洪和水资源监控系统，采用集散控制的方式，应用计算机网络技术来进行统一的调度并给予及时的控制，从而提高水利工程的反应速度，并达到优化工程运行结构、缩减经营成本的目的。

二、水利工程用电配备的节能

1、水泵参数的选择

目前，新建的水利工程泵站均选择使用大型轴流水泵或中型轴流水泵，该类水泵相对成熟，用户可以自由选择不同种类的泵型、口径与叶片安放角等，只有这样才能与各种工况条件相适应。展开水利工程泵站设计作业时，一定要严格遵循设计标准执行，在仔细比较水泵泵型、口径、转速与叶片安放角等各种水泵参数的基础上进行合理选择，以满足高效区的工作需求。

2、连接方法的选择

直连与齿连是水利工程水泵与电动机的主要连接方法，其中直连指的是水泵与电动机相互连接逐步形成水泵电动机组，但前提是水泵与电动机必须满足转速相同这一条件，因为大型轴流水泵与中型轴流水泵不具备高转速，所以只能选用体积大、运行慢、效率低的低速型电动机。而齿连指的是水泵与电动机利用齿轮变速箱的相互连接逐步形成水泵电动机组，其可选用体积小、运行快、效率高的高速型电动机，但由于齿轮变速箱具有较大的能量消耗，使得齿连水泵电动机组的实际工作效率低于直连水泵电动机组，加上噪音污染严重，导致日常工作量不断增加。

3、泵站装置效率的提高

由进水口至出水口的整个过程称为泵站装置效率，其除了会直接影响到水泵电动机组的实际工作效率外，还会严重影响到闸门、进水流道与出水流道等多种水工建筑物的实际水力损耗程度。针对这一情况，必须合理选择适宜的水泵电动机组，并有效提高整个泵站装置效率，只有这样才能降低水工建筑物的实际水力损耗程度。

三、供电方案的节能设计

1、选择合适的供电方案

一般而言， 水利工程泵站的主水泵的电动机容量都很大，所以从经济方面和技术方面综合进行考虑， 新水利工程的规范要求，当容量少于 250kW 时，电动机要选择高压电动机。 之前，电动机一直都是采用电压级别为 6kV 的电动机， 而我国电网的电压是 10kV，因此，水利工程必须要设置 6-10kV 的变压器。 而为了满足大中型的电动机在启动时降压的要求， 变压器的容量就需要大于采用电动机的总容量。 近几年来，伴随着我国制造业水平的不断提高，10kV 的电动机也逐渐得到了认可。 由于使用电压为 10kV 的电动机时， 电动机的启动对电力系统的冲击很大，所以，供电机构对使用 10kV 的电动机保持着很慎重的态度。而随着区域电网容量的增大，这种影响变得越来越小，可以说只要经过合理的配置， 电动机启动时对电网的冲击就可以合理地控制在供电机构所允许的范围内。 而在得到供电机构的同意后，在进行水利工程泵站的设计时， 对于 350 到 630kW 的电动机，就会先考虑使用电压为 10kV 的电动机。 如此一来，就不仅节约了供电费用、变压器设施、高压配电设施等水利工程费用，也在很大程度上简化了水利工程的运行管理， 并减少了变压器的能源消耗。

2、合理地配置变压器

在水利工程泵闸的设计过程中， 如果电动机的容量在250kW 以下时，就需考虑选择电压为 380V 的电动机。 又因为泵闸电动机的用电量很大，所以必须要设置专用降压变压器。 一般情况下，泵站用电也是由该变压器提供的，但是使用总变压器给泵站供电明显是不科学的。 因此， 在选择此类泵站的供电方案时，需要另外配置变压器，由该变压器给泵站供电。 虽然这样一来，水利工程的投资会有所增加，但是在很大程度上避免了大型电机在启动及停止时带来的冲击， 并提升了供电的可靠性，此外，还可以节约很多能源。

3、采取就地补偿的新技术

目前，在许多水利工程建设地区，由于地理环境的因素，大多选择大流量的水泵， 而与此相匹配的是低转速的大中型电动机，而此类电动机的功率很低，一般在 0.6W。 所以，按照供电机构的要求，就需要进行功率补偿，把功率提高到 0.9W 左右。而最常用的做法就是采取集中补偿的方法， 也就是在泵站的设计过程中使用就地补偿的新技术。 即为每一台电动机就地并联一台电容器，而电容器一般选择防爆型的，并串联一套电抗器，以避免合闸时带来的电流冲击。 通常情况下，在采取就地补偿的新型技术后，可以在很大程度上简化操作流程，还可以避免由于操作人员的失误而致使电动机在低功率条件下运作。

结束语

节能技术在水利工程设计项目中的广泛应用，使水利工程项目的建设符合我县当前经济建设发展方向，满足了我县经济建设发展的需要。节能技术的广泛应用，会使我县的水利工程的建设方向朝着更节能更高效的方向发展。

参考文献

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