水利工程设计中节能技术的应用浅析

水利工程设计中节能技术的应用浅析

黄腾

河北天和咨询有限公司 河北石家庄 050021

摘要：节能技术的有效应用，是实现水利工程施工能耗管理、施工技艺优化的重要手段，也是实现生态环保与防洪抗旱的关键基础。所谓节能技术是指在水利工程施工过程中，充分利用绿色施工工艺和环保材料，来降低建设能耗并有效提升水利整体施工节能效益，达到人与自然和谐发展的目标。同时，随着水利工程的建设规模持续扩大，国民和社会对于建设工作的要求也在不断提高，推进水利建设过程中增强环保技术的全方位质量控制力度，全面提升环保技术的利用成效。

关键词：水利工程设计；节能技术；应用

前言：随着绿色节能理念的逐渐深入，在水利工程项目施工期间，应用节能技术，不仅可以保护外界生态环境，而且能够提升可再生能源利用效率，满足当前社会经济的绿色、健康发展需求，推动水利工程的可持续性发展。

1水利工程节能设计中排水功能节能设计

水利工程为了满足基本的防汛和水资源调配要求，要在汛期能够有效的排除上游河道和水库中存储的积水，释放上游的水压力，确保不受涝灾。在旱期要对下游的河流进行水源供给，满足下游区域的日常生产生活需求。同时能够合理有效的改善区域水资源生态环境，对水环境进行一个良好改善。水利工程的排水功能分为自排与强排，自排不需要依靠其他动力来源，是依靠水利工程形成较为明显的水位高度差进行自行排水。而强排则需要借助其他辅助电力设施，将上游水库中的水强行抽出，对电力能源和机械能源的消耗比较明显。因此在排水功能的设计中，为了既能满足水利能源的防旱防涝和水资源调配的基本需求，又能做到减少能源损耗，要尽可能的使用水利工程的自排功能。

1.1发挥水利工程自排的最大能力

为了充分发挥水利工程的自排能力要对自排功能进行优良设计。自排能力设计需要考虑水资源的整体划分布局、水利工程水阀的结构和水道的结构特征，水利工程在设计之初就会在保证整体区域布局和经济未来发展规划建设不被影响的前提下，科学合理的选择河道断面以及节制闸的水闸孔宽，不仅大幅度减少了泵站的总体数量，同时也实现了水闸前后存在明显的水位差，满足了基本的水资源调配和使用，极大程度的减少了对电力能源和机械能源的消耗。

1.2合理进行规划设计，综合考虑区域排水模式

水利工程的区域排水模式分为一级排水和二级排水两种排水水系。传统设计上是由一级泵站将水进行调配，然后排向二级排水水道，再由二级排水向其他区域进行排放。为了在排水过程中有效节约能源，在进行科学的区域规划排水模式设计时，需要合理设计二级排水的水位，二级排水水道具备优越的蓄水能力，可以利用地面和水道水位的高度差，使一级排水直接排入二级排水道，这种排水模式虽然大幅度提升了二级排水泵站的负荷，但是大幅度降低了一级排水泵站的数量。这样看来，虽然提升了二级泵站的排水能耗，但总体来说对能耗的使用其实是呈降低趋势，其动力损耗远远低于一级泵站的能源损耗，起到了节能的目的。

1.3泵闸结合的设计

一般情况下单独靠水利工程的自排功能是无法满足全部水资源调配工作的，因此泵站的设计使用更应当具备优异的节能效果。排水泵站的设计一般采用泵闸结合的设计方式，修建节制闸。排水方式的选择应当优先选择自排方式，当实际情况无法满足泵站的自排，再选择使用强排，达到节约能源的目的。

2水利工程节能设计中的电气节能设计

2.1采用节能变压器

变压器水利工程输电变电系统中对能源的损耗占据比较高的一个设备，一般的水利工程变压器耗能损耗占总能源的一成左右。减少变压器的能源损耗对降低整个水利消耗具有显著影响。在变压器的耗能因素中，明显体现在空载损耗和负载损耗是两个比较方面。空载损耗的主要影响因素是由变压器铁芯材质以及其内部结构决定的，而负载损耗主要影响因素是由线圈材质、导体横截面大小决定的。在水利工程的节能设计中，应当积极采用节能变压器。节能变压器具有能源消耗低、质量轻、污染小、抗压效果明显等优良特性，采用更加节能的新材料作为变压器的重要内部原件，大幅度降低了空载情况下对能源的消耗。

2.2合理选择照明设备

照明设备的节能设计要在满足正常工作的前提下，满足相关的规章制度。不同场地对光源的需求是不同的，为了达到降低电力能源消耗，节约能源的目的，要根据不同场地选择不同光源。在水利工程电器节能设计中应当积极选择自然光源作为首选光源，利用自然光引入水利工程的照明系统，提升对自然光的使用，来降低其他辅助室内照明设备的使用效率，从而减少对能源的损耗。将自然光源充分的利用，将大量的自然光源与一部分室内光源相结合，在满足项目需要的同时又做到了减少电能损耗。在水利工程的照明过程中，对不同的场合要灵活选择不同的照明设备，必须要在遵循现场安全规定的前提下，再合理选择节能照明设备。

2.3合理选择水泵参数，提升泵站的装置效率

水利工程中水泵类型较多，叶片的焊接角度和尺寸也不相同，在水泵的选择过程中，要根据实际参数指标选择最为合适的水泵类型，确保在正常工作的情况下，既能满足高效的工作效率又能达到节能的效果。水泵泵站的装置效率不仅与水泵电机的效率有关，同时也与水道和其他装置建筑物的水能损耗有着密切的联系。提升泵站的装置效率的目的就是使河道的结构布局更为完善，在排水过程中减少部分水道产生的水能损耗。在水道布置方案的选择中要不断进行设计计算，选择合适的方案，不仅提升了泵站的装置效率，同时也能够优化工程设计。

2.4供配电系统方案的制定
　　在供配电系统方案的设计过程中，要遵循用电负荷特征和负荷容量、等级等要求，以此为基础，对供配电系统合理设计，保证系统的运行状态良好，并且能使内部消耗能量得到最大降低，确保供配电系统高效、稳定的运行，真正达到节能消耗的目的。供配电系统的设计中要全面分析以下因素：一是注重简洁性和稳定性。如果供电系统有相同等级的电压，那么就要确保变配电等级保持在两级以内，这样有利于电能损耗量的降低。二是减短负荷中心与变电所之间的距离，而低压配电间则要保持着与用电负荷之间的距离较远，合理分布供电网络，更好的控制线路电压损失，有利于网络运行效益得到进一步强化，同时还能保证供电网络的供电质量。三是科学选择导线截面与电缆。当载流量标准以及运行电压损失这两个方面都能达到满足时，就要根据当前的经济电流密度对导线截面程度加以明确，再利用降低资金投入、电能损耗缩短等方式进行分析。

3结语

水利建设过程符合对能源合理化的运用方针，能够满足区域经济的建设要求。在水利工程中开展相关环节的节能设计，是现阶段水利建设工程中主要组成部分，水利工程节能技术的普及应用，不仅能够降低水利工程的能源消耗，同时对水利工程的结构优化、效益的提升以及运营成本的降低都有显著帮助。

参考文献

[1]陈玲，韩盈盈.节能技术在水利工程设计中的应用[J].河南科技，2014（18）：21-22.

[2]周辉.节能技术在水利建设工程设计中的应用探究[J].决策与信息旬刊，2016（4）：214.

[3]杜建明.试析水利工程设计中节能技术的应用[J].商品与质量，2016（21）：382-383.

[4]雷讯.浅谈水利工程节能设计中的几个问题[J].中国高新技术企业（中旬刊），2016（6）：114-115.

[5]任俊艺.浅谈节能技术在水利工程设计中的应用[J].科技展望，2017（24）：169.