水利工程設計中節能技術的運用思考

張會競

（黑龍江省中部引嫩工程管護中心，黑龍江 杜蒙166200）

我國水資源的需求量十分的大，各行各業的發展都離不開水資源的支持，因此，可循環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，需進行合理的調配及利用，才能保證水資源的利用率。因此，在水利工程中應用到節能技術是勢在必行的方向發展，保障今后水資源的利用情況。在水利工程之中，選用節能的供電裝置進行使用，優化水利供電的方案，合理的配置泵站的用電計劃。使節能技術應用在水利工程施工的各個階段，從而保證資源的節約以及水資源的合理分配。

1 在水利工程中引用節能設計的優勢

1.1 使生態環境得到了美化。節能施工是國家大力推行的技術，具有一定存在價值。對于我國水利工程的施工現狀來說。經常會有占用河道的施工現象，這種行為會破壞生態環境。如果將節能技術引進水利設計當中，給與節能高度的重視。則可以采取一些措施去優化施工過程。例如我們可以將防汛墻加高，同時栽種一些植被在河道的兩邊，保證生態環境得到凈化的同時，更為重要的是將河道的蓄水能力進行提高，水資源的利用率也顯著提高。

1.2 將自排能力進行合理提升。水利工程建設是將水資源進行合理的利用，因此，其自排能力的大小將會決定水利工程的建設成效。在采用節能技術施工之后，將會對水閘的結構進行合理的布置，并且依據一定的科學技術。從而使其發揮最大的作用，也就是使水流的速度進行提升，水流排量相應的增大，綜合以上的節能技術應用，將會使能量的損耗減少很多。統計量約為減少16%能耗。

1.3 將排水設備進行科學布置。在傳統的水利工程設計中，安裝節制閥是對于水資源的流速以及排水量較為常見的方法，當時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的。因此，節能技術的應用將進行改善，它可以將節制閥與泵站之間的進行連接，結合在一起發揮效力，而且處于非汛期的時候，此裝置也能起到排澇的作用，保護人民的生命財產安全不受影響，從而提高了水利工程設計的實效性。

2 水利工程設計中節能技術的應用方式

2.1 采用節能型的用電設備進行工作

節能技術在水利工程中的具體應用技術體現在很多方面，使用節能型的用電設備就是其中的一種節能方式。并且可以體現出較強的節能特點。節約能源的用量。在推動節能技術廣泛應用的時候，應該將節能型的用電設備進行普及設計，在能用到的部位全部采用節能型的。與此同時，水利工程中的泵站是主要能量輸出的地方，我們應該對其系統在進行科學調配，使各組件運轉的最佳方式是最為理想的節能狀態。使水利工程的各泵站運轉是在節能施工的基礎上，從而為人民更好的提供水資源的配置服務。

對于各部分用電的情況我們進行了科學的調配，主要涉及到幾方面，首先，節能設計人員在進行電源設計選擇的時候應該選用10kV 降壓變壓器，控制電機的容量如果小于250kW，需要保持電機的電壓值在合適的范圍之內，一般的數值為380V 左右，避免出現耗損電量大的情況，將會浪費資源，不能起到環保節能的作用。

其次，在對于泵站變壓器的設計時，應該注意有功損耗的問題。采用備用變壓器的工作原理進行處理，利求電機在開關之間的電能損耗過大。進行有功損耗的計算通常采用以下的計算公式：

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

通過對于方程式的觀察，我們不難看出，水利工程建設中節能技術的應用應該具有一定的意義，選用節能型變壓器是控制損耗的基礎，并且會將空載損耗降低至60%。除此之外，在變壓器的材質方面我們也進行了深入研究，盡量選用的變壓器材質應該是銅芯大的，這樣會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。

最后，要將電動機進行無功補償操作，較為合理的水泵選擇應該控制運轉功率的系數在0.6，而且要進行電聯容柜的安裝，從而進行有效的節能掌控，從而使成本的投入降低，并進行有效補償，實現節能的真正意義。

2.2 將信息化技術運用到水利工程設計中

隨著我國信息化時代的快速發展，各種行業的智能化操作越來越多，對于水利工程設計來說，信息化的引用將會促進節能技術的應用。通常表現在調度工作的指導，用自動化的可控技術進行智能控制調度工作，將系統調節到最合理的運轉方式，從而減低在排水蓄水工程過程中的能量消耗。

其一，可在水利工程設計環節融入智能監控系統，隨時對水資源的實際情況進行實時監測，并且還可利用防洪抗澇監理設施對水利工程相關數據進行集中采集。同時，還能在網絡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省資金成本。比如，唐山曾在水利工程調度設計中引進了水量調度監控技術，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信息，之后在通信網絡平臺上將實時信息上傳到監測中心，最終對水利工程現場進行適當地把控，降低能耗。

其二，國家對于水利工程的建設十分的鼓勵與支持。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度建議。比如，在惡劣天氣下，將在信息化技術的參與下實現自動調度，以免受人為因素影響而造成資源浪費。

2.3 調整水利供電設計方案

在水利工程設計中，運用節能技術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，由于我國電網常規電壓為10kV，故而應將變壓器容量控制在電動機容量之上，避免水利工程發生高能耗狀況。同時，在供電方案中還需考慮到電動機數量，一般在選擇泵站電動機時，電動機總容量應不低于2500kW，這樣才能確保后期落實設計方案內容時能夠體現出泵站的節能價值，從而降低泵站耗電量。因此，在水利工程設計中需要保證供電方案足夠合理，并以耗電量為出發點幫助水利工程節約能源。

2.4 科學配置泵站用電參數

要想節約能源的損耗，達到低損耗高效率的工作狀態，需要從多方面進行入手，泵站就是其中的一項重要的節能部分，我們應該進行不斷的研究創新，將泵站的用電參數進行合理的調配，使其在運行的過程中處于節能狀態，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計，確保水流輸送階段不會出現大量的能源損耗。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、大功率等優勢，且易于操作，將其應用于水利工程中能夠提高水泵運行質量，但它的能耗率卻比直連式連接模式高0.2 左右。同時，它在運行時還會發生較大的噪音，導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境的破壞力較小，進而從節能角度上應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，促使水泵在科學的參數配置下能夠實現高效運轉，進而降低電能損耗。第三，在水利工程設計中可利用精準計算孔寬、斷面等參數保證水泵處于最佳運行狀態，進而在自排功能下實現有效調水抗澇的目的。第四，在水利工程泵站建設時也應融入節能理念，可在泵站下方加設水閘，由此在排水操作中能夠縮短排水時間，進而減小電能損耗。

結束語

綜合文章中所闡述的觀點，我們不難看出水利工程設計的重要性，將節能技術引入其中是形式所向。節能理念是我國所倡導的可持續發展的重要思想。水利工程建設應用到了節能技術，將會大大的降低水資源分配上的能源消耗，也會降低企業運行的成本，實現高效、節能的發展模式。水利工程節能上主要的體現方面有用電的設備、泵站的運行系統調配以及自動化技術的引進等等，諸多技術的共同作用將對于我國水利工程的發展起到了一定的促進作用，因此，水利工程設計的合理性、科學性以及節能性十分重要。