近年來(lái)，水利工程行業(yè)的不斷發(fā)展，使得水利工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)問(wèn)題引起了人們的普遍關(guān)注。節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)直接影響水利工程的質(zhì)量。我國(guó)在水利工程設(shè)計(jì)的節(jié)能技術(shù)上，采取了很多的措施，并取得了一定的成績(jī)。

　　節(jié)能減排是我國(guó)新時(shí)期建設(shè)的首要任務(wù)，在我國(guó)“十二五”規(guī)劃中提出了推進(jìn)節(jié)能減排改造的要求，綠色環(huán)保節(jié)能工程已經(jīng)成為今后發(fā)展的重點(diǎn)。而且長(zhǎng)期的高負(fù)荷用電還會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生，例如用電超負(fù)荷引發(fā)火災(zāi)，將嚴(yán)重危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。這些都是水利工程節(jié)能發(fā)展的需求所在。新型電氣技術(shù)的應(yīng)用可以從多方面改進(jìn)以往水利工程中存在的能耗和風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高問(wèn)題，減少供電傳輸中在線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)中損耗的能源，同時(shí)將節(jié)能設(shè)備及材料應(yīng)用到工程之中，將用電過(guò)程中能源損耗降低。無(wú)論是對(duì)原有工程的改造還是新建工程的建設(shè)，都應(yīng)當(dāng)結(jié)合水利工程引入相關(guān)的電氣節(jié)能技術(shù)，提高能效。

　　2 水利工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能分析

　　2.1 強(qiáng)化水利工程的自排能力

　　通常情況下，河道、水閘的結(jié)構(gòu)特征和水系安排決定了水利工程的自排能力。目前，水利工程已經(jīng)依據(jù)自身的實(shí)際情況創(chuàng)建了健全的防洪防澇措施，水系安排也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。在比較節(jié)能技術(shù)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性之后，合理地選擇適當(dāng)?shù)乃l孔寬度和河道斷面。這樣不僅可以減少泵站的建設(shè)量，還可以充分利用閘后和閘前之間存在的水位差距來(lái)開(kāi)關(guān)閘門(mén)，然后經(jīng)過(guò)水利工程的自排來(lái)滿(mǎn)足調(diào)水和排澇防洪需要。

　　2.2 合理的布設(shè)泵閘

　　僅僅是憑借著水利工程的自排能力是不可能滿(mǎn)足水利工程的排澇防洪以及調(diào)水需求的，而要想達(dá)到這一效果，就需要設(shè)置和水利工程自排能力相符合的泵站。在進(jìn)行泵站的設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)把泵和閘結(jié)合起來(lái)進(jìn)行合理的布設(shè)，就是說(shuō)在泵站的下方或泵站周邊設(shè)置和它相符合的水閘，需要注意的是，一定要以水閘的自排作用為核心。此外，倘若出現(xiàn)惡劣天氣和較大的水位差，就要馬上采用強(qiáng)排措施，因?yàn)檫@樣做不僅可以在很大程度上縮短排水時(shí)間，還可以避免不必要的浪費(fèi)。

　　2.3 采用綠化帶來(lái)增強(qiáng)河道的防洪能力

　　在對(duì)傳統(tǒng)的防汛墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常是設(shè)計(jì)成治理結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴捎眠@種結(jié)構(gòu)能夠最大限度地減少河道的占地面積。但是，隨著人們對(duì)自然環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)逐漸加強(qiáng)重視。如今，在建設(shè)河道時(shí)都需要在河道兩側(cè)布置綠化帶，以便通過(guò)增添綠化帶來(lái)高效地縮減排水時(shí)間，并增強(qiáng)河道的防洪能力。同時(shí)，也可以在一定程度上滿(mǎn)足生態(tài)建設(shè)的需要，而最為重要的是可以節(jié)約很多能源。

　　2.4 采用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)度

　　目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要，我國(guó)已經(jīng)建立了許多水利工程。倘若能夠及時(shí)地依據(jù)天氣情況而對(duì)水利工程進(jìn)行合理、科學(xué)的調(diào)度，就能夠在很大程度上提升水利工程的防洪和調(diào)水能力，從而達(dá)到縮減排水時(shí)間和節(jié)能的目的。但是，這一工程是非常復(fù)雜的，倘若僅僅是依賴(lài)人工調(diào)節(jié)是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，就需要借助信息技術(shù)，即通過(guò)建立防洪和水資源監(jiān)控系統(tǒng)，采用集散控制的方式，應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度并給予及時(shí)的控制，從而提高水利工程的反應(yīng)速度，并達(dá)到優(yōu)化工程運(yùn)行結(jié)構(gòu)、縮減經(jīng)營(yíng)成本的目的。

　　3 關(guān)于用能品種及用能總量

　　根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案及施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)工程施工期和運(yùn)行期的用能品種、數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，將各個(gè)用能品種的用量換算為標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量，以此可以分別計(jì)算出工程施工期和運(yùn)行期折合為標(biāo)準(zhǔn)煤的用能總量。

　　4 節(jié)能技術(shù)方案

　　4.1 供電方案的節(jié)能

　　水利工程的能源消耗主要是電能，因此選擇合理的供電方案是節(jié)能的又一個(gè)重要的措施。針對(duì)水利工程的特點(diǎn)，在供電方案的設(shè)計(jì)中采取下列節(jié)能措施。

　?。?）優(yōu)先選用10kV主水泵電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的供電方案

　　水利泵站的主水泵電動(dòng)機(jī)容量都比較大，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)綜合考慮，設(shè)計(jì)手冊(cè)建議容量大于250kW電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用高壓電動(dòng)機(jī)。以前這類(lèi)電動(dòng)機(jī)一直選用電壓等級(jí)為6kV電動(dòng)機(jī)，我國(guó)供電電網(wǎng)的電壓是10kV，所以必須設(shè)置10～6kV降壓變壓器，為滿(mǎn)足大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的壓降的要求，降壓變壓器的容量都大于電動(dòng)機(jī)的容量之和。

　　（2）合理配置站用變壓器

　　在設(shè)計(jì)的泵閘工程中，如電機(jī)容量在250kW以下時(shí)，為了節(jié)省工程投資和今后運(yùn)行管理的方便，都選用380V電動(dòng)機(jī)。由于泵閘電動(dòng)機(jī)用電量較大，必須設(shè)置專(zhuān)用的10～0.4kV降壓變壓器給電動(dòng)機(jī)供電，通常泵站的站用電也由該變壓器供給。水利工程的排水泵站，除在災(zāi)害性天氣時(shí)啟動(dòng)水泵排水外，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)相對(duì)較少，通常在250h以下，而站用電每天都要供電。如用主變壓器來(lái)給站用電供電顯然是不合理的，所以在設(shè)計(jì)這類(lèi)泵站的供電方案時(shí)另配站用變壓器，平時(shí)主變壓器不投入運(yùn)行，由站用變壓器給站用電供電。雖然工程投資有所增加，但避免大電機(jī)啟動(dòng)和停止運(yùn)行時(shí)的沖擊，提高了供電的可靠性，還可節(jié)約大量的能源。

　　4.2 用電設(shè)備的節(jié)能

　　在水利工程設(shè)計(jì)中，除嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定的要求選用節(jié)能電氣產(chǎn)品外，在選擇用電設(shè)備時(shí)從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)節(jié)能的要求：

　?。?）選擇合理的水泵參數(shù)，使水泵工作在高效區(qū)

　　新建水利泵站所選用的水泵多數(shù)為大中型軸流水泵，這類(lèi)產(chǎn)品已形成系列，有多種泵型、不同的葉片安放角和多種口徑供用戶(hù)選擇，以適應(yīng)各種不同的工況條件。在泵站設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，對(duì)設(shè)計(jì)工況下的水泵參數(shù)如水泵泵型、葉片安放角、口徑和比轉(zhuǎn)速等進(jìn)行比較選擇。優(yōu)選水泵參數(shù)使水泵在設(shè)計(jì)工況下能在高效區(qū)工作。

　　（2）水泵和電動(dòng)機(jī)的連接優(yōu)先采用直連方式

　　水泵和電動(dòng)機(jī)的連接有齒連和直連兩種方式。直連是指水泵和電動(dòng)機(jī)直接連接成水泵電動(dòng)機(jī)組，這就要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與水泵的轉(zhuǎn)速一致，大中型軸流水泵的轉(zhuǎn)速都比較低，與其配套的電動(dòng)機(jī)必須是低速電動(dòng)機(jī)，其體積大，效率略低。齒連是指水泵和電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪變速箱連接成水泵電動(dòng)機(jī)組，采用齒連方式電動(dòng)機(jī)可用高速電動(dòng)機(jī)，其體積小，效率略高，但齒輪變速箱能耗較大，整個(gè)水泵電動(dòng)機(jī)組的效率反而比直連約低2%～3%。噪聲也較大，還增加了日

　　常維護(hù)保養(yǎng)的工作量?？紤]節(jié)能、噪聲及工作可靠性等因素，在泵站設(shè)計(jì)中水泵和電動(dòng)機(jī)的連接優(yōu)先采用直連方式。

　?。?）提高泵站的裝置效率

　　泵站的裝置效率是指從泵站進(jìn)水口到出水口整個(gè)泵站裝置的效率，它不但與水泵電動(dòng)機(jī)組的效率有關(guān)，還與進(jìn)水流道、出水流道和閘門(mén)等水工構(gòu)筑物的水力損耗有關(guān)。在選擇了高效的水泵電動(dòng)機(jī)組后，要提高泵站的裝置效率就主要是減少水工構(gòu)筑物的水力損耗，選擇合理的流道布置是減少流道水力損耗的重要措施。在設(shè)計(jì)某低揚(yáng)程泵站凈揚(yáng)程為1.96m時(shí)初選立式流道布置，經(jīng)計(jì)算流道損失可達(dá)1.5m。在對(duì)各種流道方案進(jìn)行反復(fù)比較后，建議選用貫流式流道布置方案，經(jīng)計(jì)算流道損失僅0.6m，電動(dòng)機(jī)功率由360kW降為220kW，節(jié)能達(dá)38.9%，還大幅度降低了工程造價(jià)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，節(jié)能技術(shù)是水利工程設(shè)計(jì)的核心工作。因此，我們要根據(jù)實(shí)際情況制定出合理的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)方案，確保水利工程的發(fā)展。

電動(dòng)機(jī) 泵站 水泵

標(biāo)題：水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的結(jié)合及應(yīng)用，版權(quán)歸原作者所有。
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