节能技术在水利工程设计中的应用

      摘 要：水利企业的发展和我国经济的发展是同步的，各种先进技术也被广泛应用到水利工程中。在各种新型技术中，应用节能技术到水利工程设计中，获得了广泛的好评。本文分析了节能技术在水利工程设计中的应用，探讨了该技术的应用对我国水利事业的推进作用。 

　　关键词：水利工程；应用节能技术；环保 

　　水利工程和国家经济的发展，和人民的安居乐业有着密切的关系。其主要的社会性功能是，防止洪涝灾害，惠益农业耕种，同时也是对人民基本生活的保障。近年来随着农业和国民经济的快速发展，水利建设也获得较大的发展空间，其中环保型的节能技术，也被广泛应用到水利工程建设中，对我国水利事业的发展起到较好的促进作用。 

　　1 分析水利工程设计中的节能应用 

　　1.1 优化自排能力在水利工程中应用 

　　水利工程主要是，在汛期对河道的积水进行排除，以起到防汛的作用，而平时主要是以改善河道水质为目的，进行调水等运作。在水利工程的运作中，通过自排和强排，完成这个目的。自排指的是：通过闸前、闸后的水位差距，进行自流排水，且不依靠任何动力。强排是指：启动水泵，强行将水抽出，以达到排水的目的。可见，强排对能源方面的消耗是比较大的。而水利工程的自排能力，也是防止洪涝灾害的能力，它取决于河道、水闸被设置的结构、以及水系被安排的情况。实践证明，水利工程对防汛抗灾，发挥了巨大的作用，同时也进一步优化了水系的安排[1]。在优化自排能力时，对河道断面、水闸孔宽度等，进行合理选择。这既可以精简泵站的建设经费，从数量上降低了泵站的建设规模，也可在开关闸门时，将闸前、闸后的水位差充分利用起来，从而对调水和防止洪涝方面，充分发挥水利工程自排功能。 

　　1.2 优化对泵闸的布设 

　　除了优化自排能力，提高水利工程的抗洪排涝的能力，还需对泵站的布设，进行合理的优化，在设计泵站时，应充分考虑布设泵、闸过程中，将两者进行综合性分析、利用。也就是将水闸和泵站进行配套设计，可考虑在泵站的下方或周边，设置相应的水闸，与之进行功能互补，这里要注意的重点是，以发挥水闸的自排作用为主[2]。在水位差距过大时，可果断采取备用的强排方案，以提高排水的效率，使得水闸的效能得到充分发挥，从而起到节能增效的作用。 

　　2 用电设备对节能技术的引用 

　　2.1 增强泵站的装置的效能 

　　泵站装置的效能发挥，是多个因素合成的结果。其中包含了泵站进、出水道之间的使用效率，即泵站装置的使用效率。构成泵站装置效能正常发挥的有：进水流道、出水流道、以及闸门等原因。其中最主要的还是，把降低能源损耗的理念，引入进、出水道的设计中，对该设计进行合理、科学的优化，以期促进提升泵站装置的使用效能。 

　　2.2 对水泵和电动机连接方式的选用 

　　可供选用的连接方式有两种：齿连和直接。所谓齿连即将水泵和电动机，通过齿轮的变速箱进行连接。该连接方式的优点是：变速箱的引用，能提高电动机的速度，和提升水泵的效能，而且体积也不大等。不足是：在能源的消耗方面，齿轮的变速导致所消耗的能源偏大，同时齿轮的运转产生的噪音也颇大。直接连接则构成了水泵电动机组，该机组连接了水泵和电动机，直接连接的条件是：在转速方面，要求水泵和电动机保持同步。另外，直接连接消耗的能源也相对齿连连接低多了，但在转速方面，大中型的轴流水泵普遍偏低，因此，应选用低速的转动机与电动机作相应的配套。 

　　3 节能设计应用于供电方案 

　　3.1 对供电方案合理选择 

　　从节能设计的角度，对水利工程泵站的建设进行考量，其中对注水泵的电机容量的控制，应从经济和技术方面，进行综合分析，在电机容量低于250千瓦时，选用高压电动机。当前我国以10千伏为电网的电压，故而，将变压器设置在6至10千伏范围内，以满足水利工程的需要。但，不断提升的电动机的制造技术，也使得10千伏的电动机被较多的应用，而该电动机的启动冲击了电力系统，这也对电网的扩容提出了相应的要求。随着不断增大的区域电网容量，该电动机对电力系统的冲击作用也会淡化。因此，合理控制电动机的配置，尽量降低该电动机启动时，对电网构成的冲击。故而，将节能设计运用到水利泵站的建设时，应充分和供电部门进行协调，350至630千瓦的电动机，应首先考虑选用10千伏电压的电动机，这样不仅在费用上能降低供电消耗，也能减少相关的水利工程费用，例如：变压器设备、高压配电设备等。该项节能设计，既起到了优化管理程序，也提高了水利工程的运行能力，并且提升了变压器的效益，降低了能源的消耗率[3]。 

　　3.2 对变压器的合理配置 

　　在设计水利工程泵闸时，对选用容量低于250千瓦的电动机时，应选用以电压为380伏电压的电动机。对于较大用电量的泵闸电动机，须专用变压器装置进行降压处理。通常情况下，该变压器也提供泵站用电，这显然有个误区。因此，对供电方案的选用方面，应考虑到此类泵站供电的合理性，这就需另外配置供电变压器，给泵站提供的电力供应，应由该变压器完成。这样虽从费用上增加了工程投资，但对于大型电机在启动、或者停止时，给电力系统带来的冲击，从较大程度上进行了有效的回避，这对于供电稳定性方面的提高，是个比较合理的方法，同时，也极大的节约了能源，降低了对能源的消耗。 

　　3.3 应用补偿技术 

　　由于地理环境的原因，大流量的水泵，一般选用低转速的大中型电动机与之相配套，由于该电动机功率在0.6瓦，该电动机功率较低，因此，需进行功率补偿。可依据供电部位的标准，对其进行集中补偿，将功率提高至0.9瓦为宜。这种补偿方法是，将每一台电容器和电动机并联，并且串联一套防爆的电抗器，以保证合闸时不受电流的冲击。这种补偿技术的采用，极大的简化了操作流程，提高了电动机的运作效率。 

　　4 结论 

　　近年来，我国水利建设有了较大的发展，本文分析探讨了水利工程设计中的节能应用，这也符合了我国经济建设节能环保的要求，同时也符合我国水利企业健康、高效的发展方向。 

　　参考文献： 

　　[1]陈玲，韩盈盈.节能技术在水利工程设计中的应用[J].河南科技，2014（18）：21-22. 

　　[2]王建耀.水利工程设计中节能技术的应用[J].城市地理，2014（22）：156. 

　　[3]张勇.生态理念在水利工程设计中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（34）：239.