【摘 要】本文從水利工程的特點出發(fā)，分析了水利工程設計中的節(jié)能，針對節(jié)能技術在水利工程用電設備方面的應用進行探究，并闡述了水利工程中供電方案的節(jié)能設計。
【關鍵詞】水利工程；節(jié)能技術；設計運用
引言：
改革開放以來，隨著我國科技的不斷進步和經濟的快速發(fā)展，水利工程企業(yè)得到了很好的發(fā)展機會。而隨著水利工程項目如雨后春筍般的增加，施工企業(yè)的工程設計成了一個備受關注和研究的問題。同時，各種新型的、先進的技術逐漸在水利工程的建設中得到廣泛應用，節(jié)能技術是目前尤為新型、先進的技術，其在水利工程的工程設計中自然得到廣泛的應用。
一、水利工程的特點分析
1、運輸成本較高。水利工程的材料供給基地偏遠，延長了采購運輸路徑，使得運輸成本明顯增高。
2、施工難度大。由于水利工程施工常面臨隧洞開挖、石方爆破、高空、水下等作業(yè)環(huán)境，增加了施工難度，降低了施工安全性，為確保順利開展施工，提升施工質量，降低施工成本，必須強化施工質量管理。另外，由于地質、氣象等自然因素影響，增加了工程施工難度。
3、季節(jié)影響較大。隨著季節(jié)性影響，洪水、汛期等因素，嚴重影響了工程施工，施工強度明顯高于一般建筑工程，技術工種繁多，施工量較大。在洪水期時，洪水災害嚴重影響了某些單位施工，極大降低了施工安全性。
4、施工對象的多樣性、復雜性。對于水利工程，由于施工流程較為復雜，施工環(huán)境惡劣，進而增加了施工難度。某些施工單位采取爆破施工方式，以提升施工效果。然而在爆破時，安全問題對爆破效果的制約較多。某些施工單位在基坑開挖時，未給予有效安全支護，極大降低了安全施工效果。由于水利施工的操作較為復雜，安全施工并未貫穿于施工各環(huán)節(jié)，進而引發(fā)諸多安全事故[1]。
二、水利工程設計中的節(jié)能分析
1、強化水利工程的自排能力
通常情況下，河道、水閘的結構特征和水系安排決定了水利工程的自排能力。目前，水利工程已經依據(jù)自身的實際情況創(chuàng)建了健全的防洪防澇措施，水系安排也得到了進一步的優(yōu)化。在比較節(jié)能技術的實用性、經濟性以及安全性之后，合理地選擇適當?shù)乃l孔寬度和河道斷面。這樣不僅可以減少泵站的建設量，還可以充分利用閘后和閘前之間存在的水位差距來開關閘門，然后經過水利工程的自排來滿足調水和排澇防洪需要。
2、合理的布設泵閘
僅僅是憑借著水利工程的自排能力是不可能滿足水利工程的排澇防洪以及調水需求的，而要想達到這一效果，就需要設置和水利工程自排能力相符合的泵站。
3、采用綠化帶來增強河道的防洪能力
在對傳統(tǒng)的防汛墻進行設計時，通常是設計成治理結構，因為采用這種結構能夠最大限度地減少河道的占地面積。但是，隨著人們對自然環(huán)境保護和生態(tài)建設逐漸加強重視。如今，在建設河道時都需要在河道兩側布置綠化帶，以便通過增添綠化帶來高效地縮減排水時間，并增強河道的防洪能力。同時，也可以在一定程度上滿足生態(tài)建設的需要，而最為重要的是可以節(jié)約很多能源[2]。
4、采用信息技術來進行科學、合理的調度
目前，隨著我國經濟的發(fā)展，為滿足社會發(fā)展的需要，我國已經建立了許多水利工程。倘若能夠及時地依據(jù)天氣情況而對水利工程進行合理、科學的調度，就能夠在很大程度上提升水利工程的防洪和調水能力，從而達到縮減排水時間和節(jié)能的目的。但是，這一工程是非常復雜的，倘若僅僅是依賴人工調節(jié)是很難實現(xiàn)的。因此，就需要借助信息技術，即通過建立防洪和水資源監(jiān)控系統(tǒng)，采用集散控制的方式，應用計算機網絡技術來進行統(tǒng)一的調度并給予及時的控制，從而提高水利工程的反應速度，并達到優(yōu)化工程運行結構、縮減經營成本的目的。
三、節(jié)能技術在水利工程用電設備方面的應用
1、提升泵站裝置的使用效率
通常情況下，泵站裝置的使用效率是指從泵站的進水口到出水口之間所有裝備的使用效率，它是與多個因素相關的參數(shù)，比如說進出水的流道、閘門等因素。而在這里最重要的是通過科學、合理的設計來降低進出水流道的能源損耗。
2、選擇合適的水泵和電動機的連接方式
水泵和電動機的連接方式一般有齒連和直接兩種，其中，齒連就是經過齒輪的變速箱把水泵和電動機連接起來。在變速箱的幫助下能夠使用高速電動機，有效率較高、體積小的特點。但是，因為增添齒輪變速會使得能源消耗較大，由此會導致其能源消耗和直接連接相比增加2%到3%，此外，其噪音也比較大。而直接連接就是將水泵和電動機直接連接起來形成水泵電動機組，而直接連接方式需要水泵和電動機的轉速基本保持一致。此外，因為大中型軸流水泵的轉速通常比較低，所以，與它配套的電動機也要對應地采用低速的轉動機。
四、水利工程中供電方案的節(jié)能設計
1、選擇合適的供電方案
一般而言，水利工程泵站的主水泵的電動機容量都很大，所以從經濟方面和技術方面綜合進行考慮，新水利工程的規(guī)范要求，當容量少于250kW時，電動機要選擇高壓電動機。之前，電動機一直都是采用電壓級別為6kV的電動機，而我國電網的電壓是10kV，因此，水利工程必須要設置6-10kV的變壓器。而為了滿足大中型的電動機在啟動時降壓的要求，變壓器的容量就需要大于采用電動機的總容量。近幾年來，伴隨著我國制造業(yè)水平的不斷提高，10kV的電動機也逐漸得到了認可。由于使用電壓為10kV的電動機時，電動機的啟動對電力系統(tǒng)的沖擊很大，所以，供電機構對使用10kV的電動機保持著很慎重的態(tài)度。而隨著區(qū)域電網容量的增大，這種影響變得越來越小，可以說只要經過合理的配置，電動機啟動時對電網的沖擊就可以合理地控制在供電機構所允許的范圍內。而在得到供電機構的同意后，在進行水利工程泵站的設計時，對于350到630kW的電動機，就會先考慮使用電壓為10kV的電動機。如此一來，就不僅僅節(jié)約了供電費用、變壓器設施、高壓配電設施等水利工程費用，也在很大程度上簡化了水利工程的運行管理，并減少了變壓器的能源消耗[3]。
2、合理地配置變壓器
在水利工程泵閘的設計過程中，如果電動機的容量在250kW以下時，就需考慮選擇電壓為380V的電動機。又因為泵閘電動機的用電量很大，所以必須要設置專用降壓變壓器。一般情況下，泵站用電也是由該變壓器提供的，但是使用總變壓器給泵站供電明顯是不科學的。因此，在選擇此類泵站的供電方案時，需要另外配置變壓器，由該變壓器給泵站供電。雖然這樣一來，水利工程的投資會有所增加，但是在很大程度上避免了大型電機在啟動及停止時帶來的沖擊，并提升了供電的可靠性，此外，還可以節(jié)約很多能源。
結束語
近年來，節(jié)能技術在水利工程設計中得到了較為廣泛的應用，這就使得水利工程的建設符合我國目前經濟建設發(fā)展的方向，也滿足我國經濟建設發(fā)展的需求，同時使我國水利工程建設朝著更為節(jié)能更為高效的方向前進。
參考文獻：
[1]劉愛軍.關于水利工程節(jié)能設計中幾個問題的探討[J].中國農村水利水電，2010（01）：88-92.
[2]劉后虎.水利工程設計中存在的問題及改進措施[J].中國高新技術企業(yè)，2010（13）：107-109.
[3]曲格平.環(huán)保產業(yè)與循環(huán)經濟[J].中國輕工業(yè)出版社，2012（12）：56.
