節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：水利企業(yè)的發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是同步的，各種先進(jìn)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到水利工程中。在各種新型技術(shù)中，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)到水利工程設(shè)計(jì)中，獲得了廣泛的好評(píng)。本文分析了節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，探討了該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國(guó)水利事業(yè)的推進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：水利工程；應(yīng)用節(jié)能技術(shù)；環(huán)保

水利工程和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，和人民的安居樂業(yè)有著密切的關(guān)系。其主要的社會(huì)性功能是，防止洪澇災(zāi)害，惠益農(nóng)業(yè)耕種，同時(shí)也是對(duì)人民基本生活的保障。近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利建設(shè)也獲得較大的發(fā)展空間，其中環(huán)保型的節(jié)能技術(shù)，也被廣泛應(yīng)用到水利工程建設(shè)中，對(duì)我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展起到較好的促進(jìn)作用。

1 分析水利工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能應(yīng)用

1.1 優(yōu)化自排能力在水利工程中應(yīng)用

水利工程主要是，在汛期對(duì)河道的積水進(jìn)行排除，以起到防汛的作用，而平時(shí)主要是以改善河道水質(zhì)為目的，進(jìn)行調(diào)水等運(yùn)作。在水利工程的運(yùn)作中，通過自排和強(qiáng)排，完成這個(gè)目的。自排指的是：通過閘前、閘后的水位差距，進(jìn)行自流排水，且不依靠任何動(dòng)力。強(qiáng)排是指：?jiǎn)?dòng)水泵，強(qiáng)行將水抽出，以達(dá)到排水的目的。可見，強(qiáng)排對(duì)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(zāi)害的能力，它取決于河道、水閘被設(shè)置的結(jié)構(gòu)、以及水系被安排的情況。實(shí)踐證明，水利工程對(duì)防汛抗災(zāi)，發(fā)揮了巨大的作用，同時(shí)也進(jìn)一步優(yōu)化了水系的安排[1]。在優(yōu)化自排能力時(shí)，對(duì)河道斷面、水閘孔寬度等，進(jìn)行合理選擇。這既可以精簡(jiǎn)泵站的建設(shè)經(jīng)費(fèi)，從數(shù)量上降低了泵站的建設(shè)規(guī)模，也可在開關(guān)閘門時(shí)，將閘前、閘后的水位差充分利用起來(lái)，從而對(duì)調(diào)水和防止洪澇方面，充分發(fā)揮水利工程自排功能。

1.2 優(yōu)化對(duì)泵閘的布設(shè)

除了優(yōu)化自排能力，提高水利工程的抗洪排澇的能力，還需對(duì)泵站的布設(shè)，進(jìn)行合理的優(yōu)化，在設(shè)計(jì)泵站時(shí)，應(yīng)充分考慮布設(shè)泵、閘過程中，將兩者進(jìn)行綜合性分析、利用。也就是將水閘和泵站進(jìn)行配套設(shè)計(jì)，可考慮在泵站的下方或周邊，設(shè)置相應(yīng)的水閘，與之進(jìn)行功能互補(bǔ)，這里要注意的重點(diǎn)是，以發(fā)揮水閘的自排作用為主[2]。在水位差距過大時(shí)，可果斷采取備用的強(qiáng)排方案，以提高排水的效率，使得水閘的效能得到充分發(fā)揮，從而起到節(jié)能增效的作用。

2 用電設(shè)備對(duì)節(jié)能技術(shù)的引用

2.1 增強(qiáng)泵站的裝置的效能

泵站裝置的效能發(fā)揮，是多個(gè)因素合成的結(jié)果。其中包含了泵站進(jìn)、出水道之間的使用效率，即泵站裝置的使用效率。構(gòu)成泵站裝置效能正常發(fā)揮的有：進(jìn)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(jìn)、出水道的設(shè)計(jì)中，對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行合理、科學(xué)的優(yōu)化，以期促進(jìn)提升泵站裝置的使用效能。

2.2 對(duì)水泵和電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，通過齒輪的變速箱進(jìn)行連接。該連接方式的優(yōu)點(diǎn)是：變速箱的引用，能提高電動(dòng)機(jī)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(dǎo)致所消耗的能源偏大，同時(shí)齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音也頗大。直接連接則構(gòu)成了水泵電動(dòng)機(jī)組，該機(jī)組連接了水泵和電動(dòng)機(jī)，直接連接的條件是：在轉(zhuǎn)速方面，要求水泵和電動(dòng)機(jī)保持同步。另外，直接連接消耗的能源也相對(duì)齒連連接低多了，但在轉(zhuǎn)速方面，大中型的軸流水泵普遍偏低，因此，應(yīng)選用低速的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)作相應(yīng)的配套。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用于供電方案

3.1 對(duì)供電方案合理選擇

從節(jié)能設(shè)計(jì)的角度，對(duì)水利工程泵站的建設(shè)進(jìn)行考量，其中對(duì)注水泵的電機(jī)容量的控制，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面，進(jìn)行綜合分析，在電機(jī)容量低于250千瓦時(shí)，選用高壓電動(dòng)機(jī)。當(dāng)前我國(guó)以10千伏為電網(wǎng)的電壓，故而，將變壓器設(shè)置在6至10千伏范圍內(nèi)，以滿足水利工程的需要。但，不斷提升的電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)，也使得10千伏的電動(dòng)機(jī)被較多的應(yīng)用，而該電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)沖擊了電力系統(tǒng)，這也對(duì)電網(wǎng)的擴(kuò)容提出了相應(yīng)的要求。隨著不斷增大的區(qū)域電網(wǎng)容量，該電動(dòng)機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊作用也會(huì)淡化。因此，合理控制電動(dòng)機(jī)的配置，盡量降低該電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)電網(wǎng)構(gòu)成的沖擊。故而，將節(jié)能設(shè)計(jì)運(yùn)用到水利泵站的建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分和供電部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，350至630千瓦的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)首先考慮選用10千伏電壓的電動(dòng)機(jī)，這樣不僅在費(fèi)用上能降低供電消耗，也能減少相關(guān)的水利工程費(fèi)用，例如：變壓器設(shè)備、高壓配電設(shè)備等。該項(xiàng)節(jié)能設(shè)計(jì)，既起到了優(yōu)化管理程序，也提高了水利工程的運(yùn)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(duì)變壓器的合理配置

在設(shè)計(jì)水利工程泵閘時(shí)，對(duì)選用容量低于250千瓦的電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)選用以電壓為380伏電壓的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于較大用電量的泵閘電動(dòng)機(jī)，須專用變壓器裝置進(jìn)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(gè)誤區(qū)。因此，對(duì)供電方案的選用方面，應(yīng)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(yīng)，應(yīng)由該變壓器完成。這樣雖從費(fèi)用上增加了工程投資，但對(duì)于大型電機(jī)在啟動(dòng)、或者停止時(shí)，給電力系統(tǒng)帶來(lái)的沖擊，從較大程度上進(jìn)行了有效的回避，這對(duì)于供電穩(wěn)定性方面的提高，是個(gè)比較合理的方法，同時(shí)，也極大的節(jié)約了能源，降低了對(duì)能源的消耗。

3.3 應(yīng)用補(bǔ)償技術(shù)

由于地理環(huán)境的原因，大流量的水泵，一般選用低轉(zhuǎn)速的大中型電動(dòng)機(jī)與之相配套，由于該電動(dòng)機(jī)功率在0.6瓦，該電動(dòng)機(jī)功率較低，因此，需進(jìn)行功率補(bǔ)償。可依據(jù)供電部位的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行集中補(bǔ)償，將功率提高至0.9瓦為宜。這種補(bǔ)償方法是，將每一臺(tái)電容器和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，并且串聯(lián)一套防爆的電抗器，以保證合閘時(shí)不受電流的沖擊。這種補(bǔ)償技術(shù)的采用，極大的簡(jiǎn)化了操作流程，提高了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)作效率。

4 結(jié)論

近年來(lái)，我國(guó)水利建設(shè)有了較大的發(fā)展，本文分析探討了水利工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能應(yīng)用，這也符合了我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)節(jié)能環(huán)保的要求，同時(shí)也符合我國(guó)水利企業(yè)健康、高效的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳玲，韓盈盈.節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].河南科技，2014（18）：21-22.

[2]王建耀.水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].城市地理，2014（22）：156.

[3]張勇.生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（34）：239.