水利工程设计中节能技术研究

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摘要：水利工程是我国支柱型产业，大大加快了我国经济建设，为经济发展打下了坚实的基础。由于水是人类赖以生存的生活资源，并且水资源再生能力相对缓慢，这就需要修建水利工程对水资源进行合理利用，达到节约的目的，并且在此基础上还能对水资源进行调配，水利工程质量直接关系到节能力度，为我国水利工程的发展奠定基础。

关键词：水利工程；节能技术；应用

我国在经济发展的过程中，离不开水利工程设计工作，能够有效达到资源节约的目的，不但能够对水资源进行合理分配，而且还可以根据经济需求进行水资源的合理调节，同时水利工程建设还起到了排泄抗洪的目的，对我国农业发展起到了关键性作用。

一、具体情况概述

近年来，万载县开展水利工程1900多处，完成水利投资9.79亿元，完成水库加固104座，中小河理治理和防洪工程6个，农村集中供水工程123处，水电站增效扩容项目8个，节水灌溉工程2个，完成17个乡镇（街道）小农水重点县建设任务，解决饮水不安全人口25.73万人，改善灌溉面积2.86万亩，新增（恢复）灌溉面积2.77万亩。[1]。

二、水利工程的功能

水利工程功能主要表现在用水与治水方面，其中在治水方面需要对水土进行保护，并且还应对防洪工程的建设；用水方面主要有水产养殖以及农田水利等，两种调配水资源的工程能够在较大程度上可对水利旅游的发展提供基础。此外，还能对河道积水进行及时的排除，达到防洪抗灾目的，还可以对水质进行改善。

（一）提升水利工程的自排能力

水利工程最为关键的一个功能就是自排功能，主要与水系布置和结构有关，形成了河网水系，并通过综合技术进行优化布置，以此对河道断面与节制闸的孔宽进行科学的选择，能够有效减少泵站的建设，在利用水位差达到排水的目的[2]。

（二）泵闸结合的布置

水利工程在一些特殊环境中，自排功能在运行过程中无法满足需要，这就需要在此基础上实施泵站进行建设，其中泵闸在泵站建设中起到关键性作用，采用泵闸结合的方式，并对节制闸进行修建。此外，排水主要是以自排为主，若灾害性环境下才能采用强排方法，能够有效减少强排时间，保证能源的节约。

（三）采用区域排水模式

区域排水系统对水利工程建设尤为重要，这就需要对区域排水水系进行全面设计与规划，其中排水级别在不同环境中有一定的差异性，需要不同区域中的排水进行分开，再将水集中排至一级泵站，再排放至二级排水河道中去，通过泵闸将水排至区域外。

三、供电方案的节能设计

（一）10kV主水泵电动机联网运行的供电方案

水利泵站的主水泵电动机容量相对较大，从经济角度考虑来看，选用高压电动机能够为水利泵站的更好顺利运行带来便利，一般使用250kW以上电动机较为节能。传统电动机一般采用6kV电动机，由于我国供电电网电压为10kV，需要对变压器进行降压，这就需要电动机容量和应下于降压变压器容量。

（二）采用就地补偿新技术

由于地区环境有一定的差异性，一般情况下均采用大流量、低扬程水泵，采用低转速大型异步电动机，由于此种电动机功率在0.6左右，需要进行无功功率补偿至0.9以上，主要采用集中补偿，若补偿位置处于高压侧，应当采用人工方式实施投切。此外，泵站较多水泵的运行方式一般情况下采用无功补偿方式，此种方法的优点主要是负荷较为稳定，这就需要将就地补偿新技术融入到设计中。

（三）合理配置站用变压器

在进行泵站设计时，电机容量主要选用380V电动机，主要是因节约成本与便于日后管理。泵闸电动机有较大的用电量，这就需要选用0.4KV变压器对电动机进行供电。此外，水利工程中的排水泵站，启动水泵排水一般情况下是在灾害性环境中进行，其他开启时间相对较少，虽如此也需要每天进行供电，因此在进行供电方案时主要采用变压器，日常较少使用并由站用变压器给站用电供电。

四、用电设备的节能

（一）水泵参数的选择,提升效率

水利泵站在进行建设过程中使用的水泵一般情况下是中型轴流水泵，并且此种水泵的使用在水利工程中的使用已经成为系列，这就增加了不同型号在使用过程中的选择空间，同时不同型号产品应对不同工况条件，这就需要在进行泵站设计过程中，必须要根据要求规范化设计，针对性的对口径、泵型以及叶片安放角等进行合理选择。

（二）水泵和电动机的连接优先采用直连方式

电动机与水泵的连接方式有两种，分别是直连与齿连，其中直连主要是指电动机与水泵形成水泵电动机组，这就需要水泵转速应与电动机保持一致，由于大中型轴流水泵转速相对较低，电动机转速也必须保持低速运转。齿连主要是指电动机与水泵通过齿轮变速箱连接成水泵电动机组，电动机可以采用高速电动机，体积小且效率高，但是变速箱有较大的能耗。齿连方式增加了日常维护难度，并且运行噪声相对较大，这就需要在节能的基础上优先采用直连方式。

（三）提高泵站的装置效率

泵站的装置效率主要是指从泵站进水口到出水口泵站装置的效率，泵站装置效率与闸门工作效率有较大的关联性，在对装置进行高效率运行过程中，能够有效降低水利损耗，这就需要对流道布置进行合理的选择。

五、结语

综上所述，水利工程合理设计对工程不但起到了较高的稳定性，而且对水资源起到了有效节约的作用。此外，在水利工程在设计过程中必须要按照规范程序实施，能够有效提高混凝土结实度、闸门闭合度以及启闭机升降灵活性等，使水闸施工质量并顺利验收，以达到节能的效果。另外，数理工程设计时，需要在施工过程中保证施工人员对节能技术有全面的了解，并进行严格把控，以保证施工质量,使我国水利工程运行过程中节能技术得到有效提升，为我国水利工程较快发展打下坚实的基础，以此加快我国未来经济建设的持续发展。

参考文献：

[1]王百新.水利工程设计中节能技术应用浅析[J].中国水能及电气化,2016(10):69-70.

[2]张耘.水利工程设计中节能技术的结合及应用[J].华东科技:学术版,2015(8):185-185.

作者：龙敏 单位：江西省宜春市万载县水务局