節能技術在水利工程設計中的應用

摘 要：水利企業的發展和我國經濟的發展是同步的，各種先進技術也被廣泛應用到水利工程中。在各種新型技術中，應用節能技術到水利工程設計中，獲得了廣泛的好評。本文分析了節能技術在水利工程設計中的應用，探討了該技術的應用對我國水利事業的推進作用。

關鍵詞：水利工程；應用節能技術；環保

水利工程和國家經濟的發展，和人民的安居樂業有著密切的關系。其主要的社會性功能是，防止洪澇災害，惠益農業耕種，同時也是對人民基本生活的保障。近年來隨著農業和國民經濟的快速發展，水利建設也獲得較大的發展空間，其中環保型的節能技術，也被廣泛應用到水利工程建設中，對我國水利事業的發展起到較好的促進作用。

1 分析水利工程設計中的節能應用

1.1 優化自排能力在水利工程中應用

水利工程主要是，在汛期對河道的積水進行排除，以起到防汛的作用，而平時主要是以改善河道水質為目的，進行調水等運作。在水利工程的運作中，通過自排和強排，完成這個目的。自排指的是：通過閘前、閘后的水位差距，進行自流排水，且不依靠任何動力。強排是指：啟動水泵，強行將水抽出，以達到排水的目的。可見，強排對能源方面的消耗是比較大的。而水利工程的自排能力，也是防止洪澇災害的能力，它取決于河道、水閘被設置的結構、以及水系被安排的情況。實踐證明，水利工程對防汛抗災，發揮了巨大的作用，同時也進一步優化了水系的安排[1]。在優化自排能力時，對河道斷面、水閘孔寬度等，進行合理選擇。這既可以精簡泵站的建設經費，從數量上降低了泵站的建設規模，也可在開關閘門時，將閘前、閘后的水位差充分利用起來，從而對調水和防止洪澇方面，充分發揮水利工程自排功能。

1.2 優化對泵閘的布設

除了優化自排能力，提高水利工程的抗洪排澇的能力，還需對泵站的布設，進行合理的優化，在設計泵站時，應充分考慮布設泵、閘過程中，將兩者進行綜合性分析、利用。也就是將水閘和泵站進行配套設計，可考慮在泵站的下方或周邊，設置相應的水閘，與之進行功能互補，這里要注意的重點是，以發揮水閘的自排作用為主[2]。在水位差距過大時，可果斷采取備用的強排方案，以提高排水的效率，使得水閘的效能得到充分發揮，從而起到節能增效的作用。

2 用電設備對節能技術的引用

2.1 增強泵站的裝置的效能

泵站裝置的效能發揮，是多個因素合成的結果。其中包含了泵站進、出水道之間的使用效率，即泵站裝置的使用效率。構成泵站裝置效能正常發揮的有：進水流道、出水流道、以及閘門等原因。其中最主要的還是，把降低能源損耗的理念，引入進、出水道的設計中，對該設計進行合理、科學的優化，以期促進提升泵站裝置的使用效能。

2.2 對水泵和電動機連接方式的選用

可供選用的連接方式有兩種：齒連和直接。所謂齒連即將水泵和電動機，通過齒輪的變速箱進行連接。該連接方式的優點是：變速箱的引用，能提高電動機的速度，和提升水泵的效能，而且體積也不大等。不足是：在能源的消耗方面，齒輪的變速導致所消耗的能源偏大，同時齒輪的運轉產生的噪音也頗大。直接連接則構成了水泵電動機組，該機組連接了水泵和電動機，直接連接的條件是：在轉速方面，要求水泵和電動機保持同步。另外，直接連接消耗的能源也相對齒連連接低多了，但在轉速方面，大中型的軸流水泵普遍偏低，因此，應選用低速的轉動機與電動機作相應的配套。

3 節能設計應用于供電方案

3.1 對供電方案合理選擇

從節能設計的角度，對水利工程泵站的建設進行考量，其中對注水泵的電機容量的控制，應從經濟和技術方面，進行綜合分析，在電機容量低于250千瓦時，選用高壓電動機。當前我國以10千伏為電網的電壓，故而，將變壓器設置在6至10千伏范圍內，以滿足水利工程的需要。但，不斷提升的電動機的制造技術，也使得10千伏的電動機被較多的應用，而該電動機的啟動沖擊了電力系統，這也對電網的擴容提出了相應的要求。隨著不斷增大的區域電網容量，該電動機對電力系統的沖擊作用也會淡化。因此，合理控制電動機的配置，盡量降低該電動機啟動時，對電網構成的沖擊。故而，將節能設計運用到水利泵站的建設時，應充分和供電部門進行協調，350至630千瓦的電動機，應首先考慮選用10千伏電壓的電動機，這樣不僅在費用上能降低供電消耗，也能減少相關的水利工程費用，例如：變壓器設備、高壓配電設備等。該項節能設計，既起到了優化管理程序，也提高了水利工程的運行能力，并且提升了變壓器的效益，降低了能源的消耗率[3]。

3.2 對變壓器的合理配置

在設計水利工程泵閘時，對選用容量低于250千瓦的電動機時，應選用以電壓為380伏電壓的電動機。對于較大用電量的泵閘電動機，須專用變壓器裝置進行降壓處理。通常情況下，該變壓器也提供泵站用電，這顯然有個誤區。因此，對供電方案的選用方面，應考慮到此類泵站供電的合理性，這就需另外配置供電變壓器，給泵站提供的電力供應，應由該變壓器完成。這樣雖從費用上增加了工程投資，但對于大型電機在啟動、或者停止時，給電力系統帶來的沖擊，從較大程度上進行了有效的回避，這對于供電穩定性方面的提高，是個比較合理的方法，同時，也極大的節約了能源，降低了對能源的消耗。

3.3 應用補償技術

由于地理環境的原因，大流量的水泵，一般選用低轉速的大中型電動機與之相配套，由于該電動機功率在0.6瓦，該電動機功率較低，因此，需進行功率補償。可依據供電部位的標準，對其進行集中補償，將功率提高至0.9瓦為宜。這種補償方法是，將每一臺電容器和電動機并聯，并且串聯一套防爆的電抗器，以保證合閘時不受電流的沖擊。這種補償技術的采用，極大的簡化了操作流程，提高了電動機的運作效率。

4 結論

近年來，我國水利建設有了較大的發展，本文分析探討了水利工程設計中的節能應用，這也符合了我國經濟建設節能環保的要求，同時也符合我國水利企業健康、高效的發展方向。

參考文獻：

[1]陳玲，韓盈盈.節能技術在水利工程設計中的應用[J].河南科技，2014（18）：21-22.

[2]王建耀.水利工程設計中節能技術的應用[J].城市地理，2014（22）：156.

[3]張勇.生態理念在水利工程設計中的應用[J].黑龍江科技信息，2014（34）：239.