浅谈水利工程节能设计中的几个问题

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1、浅谈水利工程节能设计中的几个问题　　中图分类号：TV21：1009-2374（2016）17-0114-02DOI：10.13535/j.ki.11-4406/n.2016.17.055　　随着我国社会经济的快速发展，我国的能源紧缺问题变得越来越突出，因此依托先进的科学技术降低各项生产的能耗，是社会实现可持续发展的重要要求之一。水利工程作为促进我国国民经济发展的重要组成部分，无论是建设规模还是建设数量都得到了很大的提升，因此水利工程设计体现“节能”宗旨是十分必要的。总体而言，水利工程节能设计不仅需要结合当前的法律规章制度进行编制，同时还需要结合工程的实际情况对工程能

2、耗进行分析，并结合建设要求进行合理的选址。此外，还应对供电方案进行节能设计，包括供电的方式的设计以及供电设备的选择等。为了使水利工程节能设计更加直观化，本文结合实际的工程案例进行分析。　　1工程概况　　某水库的主要任务是用来灌溉以及为该地区提供饮水。该水库设计灌溉的面积为40500亩，需要解决43000人以及1万多头牲畜饮水需求。本工程水库设计等级为三级，设计库容量约1350万m2。　　此外，该工程设计概况为：建坝型碾压砼重力坝1座，大坝底高程为1138m，坝顶的高程为1187m，最大坝高为49m，坝顶宽度为6m，坝顶长度为142.85m。此外，坝顶溢流，其进口净宽

3、为30m，堰顶高程为1182m，该水库末端设挑流鼻坎，使水流向下游挑射，提水泵站2座，其装机容量为847k，灌溉管道为65.85km。　　2能耗分析　　本工程主要能耗程序是水泵从渠道内提水至高位水池这一工序，其中主要涉及电能与势能之间的转换，因此该工程的主要能耗是电力。　　因此，结合相关理论公式，对该项目的综合能源消耗计算如下：　　工程年综合能耗=（机电设备能耗+线损）+汽油能耗+柴油消耗=电力消耗+汽油消耗+柴油消耗=528.61+2.914+3.237=534.76tce　　该水库单位电耗=年电耗量/产品年总产量=430.12/1407=0.306k3　　综上，

4、本水库工程的单位综合能耗计算为：　　年综合能耗/产品年总产量=447070kgce÷1407万m3=0.038kgce/m3　　该项目线损率=线损总量/电能消耗总量×100%=3.247÷430.12=0.75%　　3工程机电设备的配置　　结合能耗分析，该水利工程的机电设备型号与配置见表1所示。　　该水利工程主要耗能为电能、汽油、柴油，其中年耗电量为1697160k3/h、192m3/h、32m3/h；设计扬程分别为94.5m、85m、67m；电动机功率分别为90k2。　　4工程选址设计优化　　在制定水库方案时，选址是至关重要的环节，因此在不考虑地质因素的情况下，主

5、要需要考虑如下三点：其一，工程区域内应有地形为口袋型的可以用来处理储水的洼地或是盆地。因为腹地宽阔，库容量就比较大；其二，水库大坝应建于峡谷较窄处或者等高线趋于闭合的地段，可以大大减少大坝建设投资，降低成本，以及确保大坝的安全；其三，水库应建在较高位置，以减少闸门数量的同时，提高排水系统修建的效率。　　5水利工程的节能措施　　通过上文分析，该工程的主要能源消耗为电能，因此本文主要对电能方案进行优化。　　5.1供电方案的节能设计　　由于本工程的主要能耗为电能，因此要实现水利工程的节能宗旨以及高效应用。本文建议可以从以下三点方面进行设计优化：　　5.1.1选择直网供电。

6、一般情况下，水泵电动机都拥有较大的功率。所以，在设计中，若水库容量>250kW，建议设计采用高压电动机。根据资料表明，大多工程使用电压等级为6kV的电动机，但是我国电网的电压普遍为10kV。因此，在水利工程水泵的选用中，通常设置了降压变压器，不仅增加了工程建设的成本，而且在紧急情况下会导致排水系统排水量不足。鉴于这一问题，可以优选10kV等级的水泵电动机，进行直接联网运行。这一方案不仅能够降低工程建设的成本，还简化了水利工程管理的内容，此外还大大降低了强排过程中的能耗。　　5.1.2合理配置变压器。根据以往大量的水利工程实例表明，采用的电动机都会消耗大量的电能，因此

7、需要通过降压变压器维护正常运作。一般情况下，只有在比较紧急的条件下，才会启动排水泵站，换而言之，排水泵站使用的频率虽然较少，而水利工程站每天都需要消耗电能。因此，为水利工程设计供电方案的时候，建议增设站用变压器，这一举措虽然会增加工程建设投资，但对于保障供电的稳定有积极的作用，而且在一定程度上可以节省电能消耗，是一项长远的发展措施。　　5.1.3采用就地补偿。其实很多地理条件以及环境因素都会使水利工程受到不同程度的影响，所以可以选择大型异步电动机进行作业。虽然难以满足供电公司的要求。但是在这种情况下，往往可以采用“集中补偿”进行功率补偿。调查表明，在水利工程中，