水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用思考

張會(huì)競(jìng)

（黑龍江省中部引嫩工程管護(hù)中心，黑龍江 杜蒙166200）

我國(guó)水資源的需求量十分的大，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開水資源的支持，因此，可循環(huán)的再生水利用是人們主要用水的渠道。在水資源的管理上面，需進(jìn)行合理的調(diào)配及利用，才能保證水資源的利用率。因此，在水利工程中應(yīng)用到節(jié)能技術(shù)是勢(shì)在必行的方向發(fā)展，保障今后水資源的利用情況。在水利工程之中，選用節(jié)能的供電裝置進(jìn)行使用，優(yōu)化水利供電的方案，合理的配置泵站的用電計(jì)劃。使節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在水利工程施工的各個(gè)階段，從而保證資源的節(jié)約以及水資源的合理分配。

1 在水利工程中引用節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1.1 使生態(tài)環(huán)境得到了美化。節(jié)能施工是國(guó)家大力推行的技術(shù)，具有一定存在價(jià)值。對(duì)于我國(guó)水利工程的施工現(xiàn)狀來說。經(jīng)常會(huì)有占用河道的施工現(xiàn)象，這種行為會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。如果將節(jié)能技術(shù)引進(jìn)水利設(shè)計(jì)當(dāng)中，給與節(jié)能高度的重視。則可以采取一些措施去優(yōu)化施工過程。例如我們可以將防汛墻加高，同時(shí)栽種一些植被在河道的兩邊，保證生態(tài)環(huán)境得到凈化的同時(shí)，更為重要的是將河道的蓄水能力進(jìn)行提高，水資源的利用率也顯著提高。

1.2 將自排能力進(jìn)行合理提升。水利工程建設(shè)是將水資源進(jìn)行合理的利用，因此，其自排能力的大小將會(huì)決定水利工程的建設(shè)成效。在采用節(jié)能技術(shù)施工之后，將會(huì)對(duì)水閘的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布置，并且依據(jù)一定的科學(xué)技術(shù)。從而使其發(fā)揮最大的作用，也就是使水流的速度進(jìn)行提升，水流排量相應(yīng)的增大，綜合以上的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，將會(huì)使能量的損耗減少很多。統(tǒng)計(jì)量約為減少16%能耗。

1.3 將排水設(shè)備進(jìn)行科學(xué)布置。在傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)中，安裝節(jié)制閥是對(duì)于水資源的流速以及排水量較為常見的方法，當(dāng)時(shí)此方式存在著一定的弊端，并不能從根本上提高水利工程的主要效果，它的排水蓄水能力并不是最優(yōu)的。因此，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)行改善，它可以將節(jié)制閥與泵站之間的進(jìn)行連接，結(jié)合在一起發(fā)揮效力，而且處于非汛期的時(shí)候，此裝置也能起到排澇的作用，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全不受影響，從而提高了水利工程設(shè)計(jì)的實(shí)效性。

2 水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方式

2.1 采用節(jié)能型的用電設(shè)備進(jìn)行工作

節(jié)能技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用技術(shù)體現(xiàn)在很多方面，使用節(jié)能型的用電設(shè)備就是其中的一種節(jié)能方式。并且可以體現(xiàn)出較強(qiáng)的節(jié)能特點(diǎn)。節(jié)約能源的用量。在推動(dòng)節(jié)能技術(shù)廣泛應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)該將節(jié)能型的用電設(shè)備進(jìn)行普及設(shè)計(jì)，在能用到的部位全部采用節(jié)能型的。與此同時(shí)，水利工程中的泵站是主要能量輸出的地方，我們應(yīng)該對(duì)其系統(tǒng)在進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，使各組件運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳方式是最為理想的節(jié)能狀態(tài)。使水利工程的各泵站運(yùn)轉(zhuǎn)是在節(jié)能施工的基礎(chǔ)上，從而為人民更好的提供水資源的配置服務(wù)。

對(duì)于各部分用電的情況我們進(jìn)行了科學(xué)的調(diào)配，主要涉及到幾方面，首先，節(jié)能設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電源設(shè)計(jì)選擇的時(shí)候應(yīng)該選用10kV 降壓變壓器，控制電機(jī)的容量如果小于250kW，需要保持電機(jī)的電壓值在合適的范圍之內(nèi)，一般的數(shù)值為380V 左右，避免出現(xiàn)耗損電量大的情況，將會(huì)浪費(fèi)資源，不能起到環(huán)保節(jié)能的作用。

其次，在對(duì)于泵站變壓器的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意有功損耗的問題。采用備用變壓器的工作原理進(jìn)行處理，利求電機(jī)在開關(guān)之間的電能損耗過大。進(jìn)行有功損耗的計(jì)算通常采用以下的計(jì)算公式：

式中：Pd 代表水利工程變壓器空載損耗，Pk 為變壓器負(fù)載損耗，β 為平均負(fù)載系數(shù)。

通過對(duì)于方程式的觀察，我們不難看出，水利工程建設(shè)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該具有一定的意義，選用節(jié)能型變壓器是控制損耗的基礎(chǔ)，并且會(huì)將空載損耗降低至60%。除此之外，在變壓器的材質(zhì)方面我們也進(jìn)行了深入研究，盡量選用的變壓器材質(zhì)應(yīng)該是銅芯大的，這樣會(huì)使單位面積上的電阻減小，從而增加電流的流量，保持供電量不被浪費(fèi)。

最后，要將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償操作，較為合理的水泵選擇應(yīng)該控制運(yùn)轉(zhuǎn)功率的系數(shù)在0.6，而且要進(jìn)行電聯(lián)容柜的安裝，從而進(jìn)行有效的節(jié)能掌控，從而使成本的投入降低，并進(jìn)行有效補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的真正意義。

2.2 將信息化技術(shù)運(yùn)用到水利工程設(shè)計(jì)中

隨著我國(guó)信息化時(shí)代的快速發(fā)展，各種行業(yè)的智能化操作越來越多，對(duì)于水利工程設(shè)計(jì)來說，信息化的引用將會(huì)促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。通常表現(xiàn)在調(diào)度工作的指導(dǎo)，用自動(dòng)化的可控技術(shù)進(jìn)行智能控制調(diào)度工作，將系統(tǒng)調(diào)節(jié)到最合理的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，從而減低在排水蓄水工程過程中的能量消耗。

其一，可在水利工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入智能監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)對(duì)水資源的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且還可利用防洪抗?jié)潮O(jiān)理設(shè)施對(duì)水利工程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集。同時(shí)，還能在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)水利工程進(jìn)行有效控制，進(jìn)而幫助水利工程項(xiàng)目節(jié)省資金成本。比如，唐山曾在水利工程調(diào)度設(shè)計(jì)中引進(jìn)了水量調(diào)度監(jiān)控技術(shù)，主要通過對(duì)采集渠道水位進(jìn)行測(cè)量，并在雨量筒中獲取降雨量相關(guān)信息，之后在通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上將實(shí)時(shí)信息上傳到監(jiān)測(cè)中心，最終對(duì)水利工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)匕芽兀档湍芎摹?/p>

其二，國(guó)家對(duì)于水利工程的建設(shè)十分的鼓勵(lì)與支持。在國(guó)家政策的支持下，還能針對(duì)水利工程場(chǎng)地實(shí)際情況提出可行性調(diào)度建議。比如，在惡劣天氣下，將在信息化技術(shù)的參與下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度，以免受人為因素影響而造成資源浪費(fèi)。

2.3 調(diào)整水利供電設(shè)計(jì)方案

在水利工程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用節(jié)能技術(shù)時(shí)還需要制定完善的供電方案。通常情況下，在電動(dòng)機(jī)容量低于250kW 時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇高壓類型的電動(dòng)機(jī)，這樣可保證所采用的電動(dòng)機(jī)能夠?yàn)樗こ痰恼＿\(yùn)行提供重要助力。

另外，由于我國(guó)電網(wǎng)常規(guī)電壓為10kV，故而應(yīng)將變壓器容量控制在電動(dòng)機(jī)容量之上，避免水利工程發(fā)生高能耗狀況。同時(shí)，在供電方案中還需考慮到電動(dòng)機(jī)數(shù)量，一般在選擇泵站電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繎?yīng)不低于2500kW，這樣才能確保后期落實(shí)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容時(shí)能夠體現(xiàn)出泵站的節(jié)能價(jià)值，從而降低泵站耗電量。因此，在水利工程設(shè)計(jì)中需要保證供電方案足夠合理，并以耗電量為出發(fā)點(diǎn)幫助水利工程節(jié)約能源。

2.4 科學(xué)配置泵站用電參數(shù)

要想節(jié)約能源的損耗，達(dá)到低損耗高效率的工作狀態(tài)，需要從多方面進(jìn)行入手，泵站就是其中的一項(xiàng)重要的節(jié)能部分，我們應(yīng)該進(jìn)行不斷的研究創(chuàng)新，將泵站的用電參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)配，使其在運(yùn)行的過程中處于節(jié)能狀態(tài)，降低損耗率，提高工作效率。主要從以下的幾方面著手：

第一，提高泵站的工作效率。泵站在實(shí)際運(yùn)行期間水流需要從進(jìn)水口流到出水口。此時(shí)可對(duì)閘門、通道等尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保水流輸送階段不會(huì)出現(xiàn)大量的能源損耗。比如可采用肘型流道或豎井貫流式流道的方式，降低流道中的水流損耗。第二，調(diào)整泵站中水泵裝置與電動(dòng)機(jī)之間的連接模式。常見的連接模式包括直連式與齒連式。齒連式具有高效率、大功率等優(yōu)勢(shì)，且易于操作，將其應(yīng)用于水利工程中能夠提高水泵運(yùn)行質(zhì)量，但它的能耗率卻比直連式連接模式高0.2 左右。同時(shí)，它在運(yùn)行時(shí)還會(huì)發(fā)生較大的噪音，導(dǎo)致周邊民眾深受噪音污染的侵害。相比之下，直連式連接模式對(duì)周邊環(huán)境的破壞力較小，進(jìn)而從節(jié)能角度上應(yīng)積極推廣直連式連接模式，保證水泵與電動(dòng)機(jī)處理均衡搭配狀態(tài)，促使水泵在科學(xué)的參數(shù)配置下能夠?qū)崿F(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低電能損耗。第三，在水利工程設(shè)計(jì)中可利用精準(zhǔn)計(jì)算孔寬、斷面等參數(shù)保證水泵處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而在自排功能下實(shí)現(xiàn)有效調(diào)水抗?jié)车哪康摹５谒模谒こ瘫谜窘ㄔO(shè)時(shí)也應(yīng)融入節(jié)能理念，可在泵站下方加設(shè)水閘，由此在排水操作中能夠縮短排水時(shí)間，進(jìn)而減小電能損耗。

結(jié)束語

綜合文章中所闡述的觀點(diǎn)，我們不難看出水利工程設(shè)計(jì)的重要性，將節(jié)能技術(shù)引入其中是形式所向。節(jié)能理念是我國(guó)所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的重要思想。水利工程建設(shè)應(yīng)用到了節(jié)能技術(shù)，將會(huì)大大的降低水資源分配上的能源消耗，也會(huì)降低企業(yè)運(yùn)行的成本，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能的發(fā)展模式。水利工程節(jié)能上主要的體現(xiàn)方面有用電的設(shè)備、泵站的運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)配以及自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)等等，諸多技術(shù)的共同作用將對(duì)于我國(guó)水利工程的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，因此，水利工程設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性以及節(jié)能性十分重要。