水利工程設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用思考

李文華?黃萬榮

摘 要 水利工程設(shè)計主要是為了實現(xiàn)水資源的有效分配，而在其中運用節(jié)能技術(shù)有利于貼合新時代發(fā)展理念。在此之上，本文簡要分析了水利工程設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用作用，并通過應(yīng)用節(jié)能型用電設(shè)備、充分引入信息化技術(shù)、調(diào)整水利供電設(shè)計方案、科學(xué)配置泵站用電參數(shù)等措施，進一步提高水利工程設(shè)計水平。

關(guān)鍵詞 水利工程;節(jié)能技術(shù);信息化

前言

據(jù)了解，我國非常規(guī)水資源使用量將超過90億m?，其中再生水利用量占據(jù)80%，這表明我國仍屬于水資源需求較大的國家。為了保證我國水資源得到合理分配，應(yīng)在設(shè)計水利工程過程中充分應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，以此為我國后期水資源的有效利用提供保障，并在防旱抗?jié)车确矫鏋槿藗儎?chuàng)造安全的居住環(huán)境。

1水利工程設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用作用

（1）優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。在水利工程設(shè)計中運用節(jié)能技術(shù)具有一定的現(xiàn)實意義。目前，部分水利工程在建設(shè)期間常存在占用河道等現(xiàn)象，若能重視節(jié)能技術(shù)的實用價值，可適當加高防汛墻，并在河道兩側(cè)栽種綠植，進而保證水利工程在建設(shè)過程中能夠促使河道擁有較強的蓄水能力，由此重新凈化生態(tài)環(huán)境。

（2）提升自排能力。在水利工程設(shè)計中，自排能力往往直接影響著水利工程的建設(shè)效果。因此，在運用節(jié)能技術(shù)后能夠起到科學(xué)布置水閘結(jié)構(gòu)等作用，進而在加速水流的情況下，確保河道能夠具有較大的水流排量，一般可減少16%能耗。

（3）合理布置設(shè)備。以往只通過在水利工程設(shè)計中布置節(jié)制閥的方式控制流速及排水量，這樣并不能達到最佳排水蓄水目的。而運用節(jié)能技術(shù)有助于實現(xiàn)節(jié)制閥與泵站的有效結(jié)合，并在非汛期也能發(fā)揮出排澇作用，以此體現(xiàn)出水利工程設(shè)計的有效性。

2水利工程設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用措施

2.1 應(yīng)用節(jié)能型用電設(shè)備

要想保證水利工程設(shè)計體現(xiàn)出較強的節(jié)能特性，應(yīng)在設(shè)計期間借助節(jié)能技術(shù)的運用理念擴大節(jié)能型用電設(shè)備的應(yīng)用范圍。同時，還應(yīng)對當前水利工程設(shè)計中涉及的泵站變壓器等裝置的性能進行重調(diào)，以便水利工程建設(shè)能在節(jié)能基礎(chǔ)上為人們提供防旱抗?jié)撤?wù)。

首先，設(shè)計人員在選擇供應(yīng)電源時，應(yīng)以10kV降壓變壓器為主，并在電動機容量不超過250kW時，需要將電動機電壓值控制在380V左右，以免出現(xiàn)耗電量較大等問題。

其次，在設(shè)計泵站變壓器有功損耗時，還可利用備用變壓器的方式，防止在電機開閉切換時出現(xiàn)大量的電能損耗。變壓器有功損耗一般應(yīng)按照下述公式計算：

△P=Pd+Pk×B×β2

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

分析上式可知，要想確保水利工程設(shè)計體現(xiàn)出真正的節(jié)能效果，應(yīng)盡量選擇節(jié)能型變壓器如SH15型變壓器可降低約60%空載損耗。另外，在材質(zhì)方面也應(yīng)以銅芯變壓器為主要類型，這樣可有效減小變壓器阻值，促使電流有所增加[1]。

最后，需對電動機實施無功補償，可選用運轉(zhuǎn)功率系數(shù)為0.6的水泵，并且安裝并聯(lián)電容柜，由此在降低投入成本之下實現(xiàn)有效補償。

2.2 充分引入信息化技術(shù)

在水利工程設(shè)計中，運用節(jié)能技術(shù)還需要充分借助信息化技術(shù)的優(yōu)勢，使其在調(diào)度工作中實現(xiàn)自動化操作，進而降低排水過程中的能源損耗量。

其一，可在水利工程設(shè)計環(huán)節(jié)融入智能監(jiān)控系統(tǒng)，隨時對水資源的實際情況進行實時監(jiān)測，并且還可利用防洪抗?jié)潮O(jiān)理設(shè)施對水利工程相關(guān)數(shù)據(jù)進行集中采集。同時，還能在網(wǎng)絡(luò)平臺上對水利工程進行有效控制，進而幫助水利工程項目節(jié)省資金成本。比如，唐山曾在水利工程調(diào)度設(shè)計中引進了水量調(diào)度監(jiān)控技術(shù)，主要通過對采集渠道水位進行測量，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)平臺上將實時信息上傳到監(jiān)測中心，最終對水利工程現(xiàn)場進行適當?shù)匕芽?，降低能耗?/p>

其二，在國家政策的支持下，還能針對水利工程場地實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)的參與下實現(xiàn)自動調(diào)度，以免受人為因素影響而造成資源浪費。

2.3 調(diào)整水利供電設(shè)計方案

在水利工程設(shè)計中，運用節(jié)能技術(shù)時還需要制定完善的供電方案。通常情況下，在電動機容量低于250kW時應(yīng)當選擇高壓類型的電動機，這樣可保證所采用的電動機能夠為水利工程的正常運行提供重要助力。

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

2.4 科學(xué)配置泵站用電參數(shù)

通過科學(xué)配置泵站用電參數(shù)的方式有利于水利工程設(shè)計實現(xiàn)節(jié)能化發(fā)展。具體可從以下四個方面展開研究：

第一，提高泵站效率。泵站在實際運行期間水流需要從進水口流到出水口。此時可對閘門、通道等尺寸進行合理設(shè)計，確保水流輸送階段不會出現(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機之間的連接模式。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，且易于操作，將其應(yīng)用于水利工程中能夠提高水泵運行質(zhì)量，但它的能耗率卻比直連式連接模式高0.2左右。同時，它在運行時還會發(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，直連式連接模式對周邊環(huán)境的破壞力較小，進而從節(jié)能角度上應(yīng)積極推廣直連式連接模式，保證水泵與電動機處理均衡搭配狀態(tài)，促使水泵在科學(xué)的參數(shù)配置下能夠?qū)崿F(xiàn)高效運轉(zhuǎn)，進而降低電能損耗。第三，在水利工程設(shè)計中可利用精準計算孔寬、斷面等參數(shù)保證水泵處于最佳運行狀態(tài)，進而在自排功能下實現(xiàn)有效調(diào)水抗?jié)车哪康?。第四，在水利工程泵站建設(shè)時也應(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間，進而減小電能損耗。

3結(jié)束語

綜上所述，在我國社會生產(chǎn)形態(tài)發(fā)生重要變化的基礎(chǔ)上，應(yīng)在水利工程設(shè)計中廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，確保水利工程建設(shè)能夠降低能耗，進而為人們提供充足的水源供應(yīng)。另外，還應(yīng)從用電設(shè)備、信息化技術(shù)、供電方案、用電參數(shù)等方面著手，以便水利工程設(shè)計突顯出一定的合理性與節(jié)能性。

參考文獻

[1] 嚴偉平.水利工程設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的運用[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2019，（2）：91.