水利工程設計中節(jié)能技術研究
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摘要：水利工程是我國支柱型產(chǎn)業(yè)，大大加快了我國經(jīng)濟建設，為經(jīng)濟發(fā)展打下了堅實的基礎。由于水是人類賴以生存的生活資源，并且水資源再生能力相對緩慢，這就需要修建水利工程對水資源進行合理利用，達到節(jié)約的目的，并且在此基礎上還能對水資源進行調(diào)配，水利工程質(zhì)量直接關系到節(jié)能力度，為我國水利工程的發(fā)展奠定基礎。
關鍵詞：水利工程；節(jié)能技術；應用
我國在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，離不開水利工程設計工作，能夠有效達到資源節(jié)約的目的，不但能夠?qū)λY源進行合理分配，而且還可以根據(jù)經(jīng)濟需求進行水資源的合理調(diào)節(jié)，同時水利工程建設還起到了排泄抗洪的目的，對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了關鍵性作用。
一、具體情況概述
近年來，萬載縣開展水利工程1900多處，完成水利投資9.79億元，完成水庫加固104座，中小河理治理和防洪工程6個，農(nóng)村集中供水工程123處，水電站增效擴容項目8個，節(jié)水灌溉工程2個，完成17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）小農(nóng)水重點縣建設任務，解決飲水不安全人口25.73萬人，改善灌溉面積2.86萬畝，新增（恢復）灌溉面積2.77萬畝。[1]。
二、水利工程的功能
水利工程功能主要表現(xiàn)在用水與治水方面，其中在治水方面需要對水土進行保護，并且還應對防洪工程的建設；用水方面主要有水產(chǎn)養(yǎng)殖以及農(nóng)田水利等，兩種調(diào)配水資源的工程能夠在較大程度上可對水利旅游的發(fā)展提供基礎。此外，還能對河道積水進行及時的排除，達到防洪抗災目的，還可以對水質(zhì)進行改善。
（一）提升水利工程的自排能力
水利工程最為關鍵的一個功能就是自排功能，主要與水系布置和結構有關，形成了河網(wǎng)水系，并通過綜合技術進行優(yōu)化布置，以此對河道斷面與節(jié)制閘的孔寬進行科學的選擇，能夠有效減少泵站的建設，在利用水位差達到排水的目的[2]。
（二）泵閘結合的布置
水利工程在一些特殊環(huán)境中，自排功能在運行過程中無法滿足需要，這就需要在此基礎上實施泵站進行建設，其中泵閘在泵站建設中起到關鍵性作用，采用泵閘結合的方式，并對節(jié)制閘進行修建。此外，排水主要是以自排為主，若災害性環(huán)境下才能采用強排方法，能夠有效減少強排時間，保證能源的節(jié)約。
（三）采用區(qū)域排水模式
區(qū)域排水系統(tǒng)對水利工程建設尤為重要，這就需要對區(qū)域排水水系進行全面設計與規(guī)劃，其中排水級別在不同環(huán)境中有一定的差異性，需要不同區(qū)域中的排水進行分開，再將水集中排至一級泵站，再排放至二級排水河道中去，通過泵閘將水排至區(qū)域外。
三、供電方案的節(jié)能設計
（一）10kV主水泵電動機聯(lián)網(wǎng)運行的供電方案
水利泵站的主水泵電動機容量相對較大，從經(jīng)濟角度考慮來看，選用高壓電動機能夠為水利泵站的更好順利運行帶來便利，一般使用250kW以上電動機較為節(jié)能。傳統(tǒng)電動機一般采用6kV電動機，由于我國供電電網(wǎng)電壓為10kV，需要對變壓器進行降壓，這就需要電動機容量和應下于降壓變壓器容量。
（二）采用就地補償新技術
由于地區(qū)環(huán)境有一定的差異性，一般情況下均采用大流量、低揚程水泵，采用低轉(zhuǎn)速大型異步電動機，由于此種電動機功率在0.6左右，需要進行無功功率補償至0.9以上，主要采用集中補償，若補償位置處于高壓側(cè)，應當采用人工方式實施投切。此外，泵站較多水泵的運行方式一般情況下采用無功補償方式，此種方法的優(yōu)點主要是負荷較為穩(wěn)定，這就需要將就地補償新技術融入到設計中。
（三）合理配置站用變壓器
在進行泵站設計時，電機容量主要選用380V電動機，主要是因節(jié)約成本與便于日后管理。泵閘電動機有較大的用電量，這就需要選用0.4KV變壓器對電動機進行供電。此外，水利工程中的排水泵站，啟動水泵排水一般情況下是在災害性環(huán)境中進行，其他開啟時間相對較少，雖如此也需要每天進行供電，因此在進行供電方案時主要采用變壓器，日常較少使用并由站用變壓器給站用電供電。
四、用電設備的節(jié)能
（一）水泵參數(shù)的選擇,提升效率
水利泵站在進行建設過程中使用的水泵一般情況下是中型軸流水泵，并且此種水泵的使用在水利工程中的使用已經(jīng)成為系列，這就增加了不同型號在使用過程中的選擇空間，同時不同型號產(chǎn)品應對不同工況條件，這就需要在進行泵站設計過程中，必須要根據(jù)要求規(guī)范化設計，針對性的對口徑、泵型以及葉片安放角等進行合理選擇。
（二）水泵和電動機的連接優(yōu)先采用直連方式
電動機與水泵的連接方式有兩種，分別是直連與齒連，其中直連主要是指電動機與水泵形成水泵電動機組，這就需要水泵轉(zhuǎn)速應與電動機保持一致，由于大中型軸流水泵轉(zhuǎn)速相對較低，電動機轉(zhuǎn)速也必須保持低速運轉(zhuǎn)。齒連主要是指電動機與水泵通過齒輪變速箱連接成水泵電動機組，電動機可以采用高速電動機，體積小且效率高，但是變速箱有較大的能耗。齒連方式增加了日常維護難度，并且運行噪聲相對較大，這就需要在節(jié)能的基礎上優(yōu)先采用直連方式。
（三）提高泵站的裝置效率
泵站的裝置效率主要是指從泵站進水口到出水口泵站裝置的效率，泵站裝置效率與閘門工作效率有較大的關聯(lián)性，在對裝置進行高效率運行過程中，能夠有效降低水利損耗，這就需要對流道布置進行合理的選擇。
五、結語
綜上所述，水利工程合理設計對工程不但起到了較高的穩(wěn)定性，而且對水資源起到了有效節(jié)約的作用。此外，在水利工程在設計過程中必須要按照規(guī)范程序?qū)嵤?，能夠有效提高混凝土結實度、閘門閉合度以及啟閉機升降靈活性等，使水閘施工質(zhì)量并順利驗收，以達到節(jié)能的效果。另外，數(shù)理工程設計時，需要在施工過程中保證施工人員對節(jié)能技術有全面的了解，并進行嚴格把控，以保證施工質(zhì)量,使我國水利工程運行過程中節(jié)能技術得到有效提升，為我國水利工程較快發(fā)展打下堅實的基礎，以此加快我國未來經(jīng)濟建設的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻：
[1]王百新.水利工程設計中節(jié)能技術應用淺析[J].中國水能及電氣化,2016(10):69-70.
[2]張耘.水利工程設計中節(jié)能技術的結合及應用[J].華東科技:學術版,2015(8):185-185.
作者：龍敏 單位：江西省宜春市萬載縣水務局
