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

李文華?黃萬(wàn)榮

摘 要 水利工程設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)水資源的有效分配，而在其中運(yùn)用節(jié)能技術(shù)有利于貼合新時(shí)代發(fā)展理念。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用作用，并通過(guò)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(jì)方案、科學(xué)配置泵站用電參數(shù)等措施，進(jìn)一步提高水利工程設(shè)計(jì)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(guó)非常規(guī)水資源使用量將超過(guò)90億m?，其中再生水利用量占據(jù)80%，這表明我國(guó)仍屬于水資源需求較大的國(guó)家。為了保證我國(guó)水資源得到合理分配，應(yīng)在設(shè)計(jì)水利工程過(guò)程中充分應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，以此為我國(guó)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(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用作用

（1）優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。在水利工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用節(jié)能技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)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(shí)用價(jià)值，可適當(dāng)加高防汛墻，并在河道兩側(cè)栽種綠植，進(jìn)而保證水利工程在建設(shè)過(guò)程中能夠促使河道擁有較強(qiáng)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(jì)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(yùn)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(jìn)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(guò)在水利工程設(shè)計(jì)中布置節(jié)制閥的方式控制流速及排水量，這樣并不能達(dá)到最佳排水蓄水目的。而運(yùn)用節(jié)能技術(shù)有助于實(shí)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(jì)的有效性。

2水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)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(jì)體現(xiàn)出較強(qiáng)的節(jié)能特性，應(yīng)在設(shè)計(jì)期間借助節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用理念擴(kuò)大節(jié)能型用電設(shè)備的應(yīng)用范圍。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)當(dāng)前水利工程設(shè)計(jì)中涉及的泵站變壓器等裝置的性能進(jìn)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(jì)人員在選擇供應(yīng)電源時(shí)，應(yīng)以10kV降壓變壓器為主，并在電動(dòng)機(jī)容量不超過(guò)250kW時(shí)，需要將電動(dòng)機(jī)電壓值控制在380V左右，以免出現(xiàn)耗電量較大等問(wèn)題。

其次，在設(shè)計(jì)泵站變壓器有功損耗時(shí)，還可利用備用變壓器的方式，防止在電機(jī)開(kāi)閉切換時(shí)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(jì)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(fù)載損耗，β為平均負(fù)載系數(shù)。

分析上式可知，要想確保水利工程設(shè)計(jì)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(lèi)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(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償，可選用運(yùn)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(shí)現(xiàn)有效補(bǔ)償。

2.2 充分引入信息化技術(shù)

在水利工程設(shè)計(jì)中，運(yùn)用節(jié)能技術(shù)還需要充分借助信息化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使其在調(diào)度工作中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，進(jìn)而降低排水過(guò)程中的能源損耗量。

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(guò)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，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(lèi)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)

通過(guò)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(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能化發(fā)展。具體可從以下四個(gè)方面展開(kāi)研究：

第一，提高泵站效率。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(mén)、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(jiàn)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。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)社會(huì)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(jì)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(jìn)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(jì)突顯出一定的合理性與節(jié)能性。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)偉平.水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2019，（2）：91.