水利水电工程设计论文

水利水电工程设计论文

摘要：节能设计是水利工程设计中的一个全新的课题。这就需要在设计中，结合水利工程的特点，严格根据国家有关技术标准、规范，合理分析工程的节能效果，有针对性的确定工程的节能措施，以完善水利工程设计内容，这将具有十分深远的意义。

水利能源做为可高效利用能源在我国有着十分广泛地发展前景。本文从优化水利工程的设计入手，对水利工程节能评估和节能项目进行分析。

1 工程功能的节能

水利工程的主要是在汛期迅速排除河道的积水，满足防汛的要求，平时调水以改善河道水质。要达到这个目的一般采用自排和强排二种方式，自排是利用工程前后形成的水位差自流排水，不需要任何动力，如果无法利用这个水位差，就只能采用强排的方法，启动水泵强行将水抽出，强排需要大量的动力和能源消耗。建设水利工程后，能在内外河道形成水位差，尽量利用这个水位差进行自排是节约能源和运行费用的重要措施。在进行水利工程设计中，以最大的可能利用其自排功能来满足排涝和调水的要求，主要从以下几方面来实施。

1 . 1 最大限度提高水利工程的自排能力

水利工程的自排能力主要取决于水系的布置和节制闸、河道的结构特征，凤台县的河道属典型的平原河流，经过多年建设已形成河网水系，水系优化布置，再经过综合技术经济比较后，选择合理的节制闸的孔宽和河道断面，就可以只建节制闸少建泵站，利用闸前后的水

位差，通过启闭闸门，用自排来达到排涝和调水的要求。

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2 泵闸结合的布置

当单纯靠自排无法满足排涝的要求必须修建排泵站时，在设计中都采用泵闸结合的布置，在泵站附近修建节制闸，以节制闸自排为主，只有在水位差较大或灾害性天气时，才进行强排，这样可大幅度的降低强排时间，节约大量的能源。

1 . 3 合理规划，综合考虑区域排水模式

在设计区域排水水系时，排水系统一般都分一级排水和二级排水，先将整个区域分成几块，每一块需要排出的水集中到一级泵站，启动一级泵站的水泵将水排至二级排水河道里，再由二级排水河道里的出口泵闸将水排到区域外。在排水系统设计时，优化水系的布置和合理选择二级排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一级排水就近直接排人二级排水河道，可取消或减少一级排水泵站，这种排水模式会使二级排水泵站动力和运行时间有所增加，由于二级排水的河道有蓄水的功能，因此二级排水泵站增加的动力远小于区域内一级排水泵站动力总和，节能效果显著。

1 . 4 利用景观绿化和人工水面，增加河道蓄洪能力以往在设计水利工程中的防汛墙时，为了减少占地面积，一般都采用直立式结构所示。随着时代的进步，人们对环境的要求越来越高，河道的修建和改造，都要求在河道的两侧布置一定宽度的绿化带。

1 . 5 应用信息技术，进行合理科学地调度

经过多年不懈建设，凤台县水系内已经建成了大量水利工程，如

何根据气象和地理条件对这些水利工程进行高效调度，提高综合防汛和调水能力，减少强排时间，以达到节能的目的，是一个非常复杂的系统工程问题，依靠传统人工调度的方式是无法解决这个难题的，只有应用现代化的信息技术才能满足上述要求。淮河流域综合治理以及水资源的合理调配，不仅依赖于水利设施的合理规划，还取决于对水利设施科学、高效地调度。凤台县新建的防汛和水资源管理实时监控系统是新时期区域水利工程信息化调度控制的中枢，以现代集散控制和网络技术实现全部水利设施的实时控制、统一调度、集中管理，达到优化运行结构、提高反应速度、降低运行成本的目的，更重要的是提高了区域防洪、排涝及抗灾能力，实现了水利工程的低能耗、高效益。

2 节能措施的制定

经上分析新场河水利工程的主要能耗来自电能消耗，所以在供电方案的选择必须在满足实际应用方面，再进行节能设计，其设计节能方面包括供电方案优化和水利工程的功能性节能。下面笔者着重这两个方面进行分析：

2.1 供电方案的节能设计

水利工程中能源消耗的主要方面为电能，所以提供合理供电方案，是高效实现水利工程节能设计的主要因素。减少电能消耗要采取如下措施：

2.1.1 选用直网供电

从时间需要出发，水利工程的水泵电动机功率都比较大，通行的

设计手册建议，容量大于250kW 的最好选用高压电动机。以前的水泵电动机多选用6kV 电压等级，我国供电电网的电压是10kV，这样一来就必须设置降压变压器：①增加了工程建设的成本支出；②紧急情况下排水系统的排水量不足。为解决这一问题，通过请示报告，供电部门提高了特别针对水利工程的供电电压，水泵电动机就能够优先选用10kV 类型，实行直接联网运行的供电方案，这一方案不但节约了降压变压器、高压配电设备的工程费用，而且简化了运行管理步骤，减少了强排过程中的能源损耗。

2.1.2 采用就地补偿

水利工程因地理条件的限制，多选用低扬程、大流量的水泵与低转速大型异步电动机，这种电动机的功率较低，与供电公司的要求存在差距，这种情况下，要进行功率补偿，习惯做法是集中补偿。

2.1.3 合理配置变压器

水利工程中的电动机用电量较大，须设置专用降压变压器。水利工程的排水泵站只在紧急情况下启动，使用频率相对较小，而水利工程站用电天天都需要供电，在设计供电方案时，有必要另配站用变压器，虽然增加了部分工程投资，但提高了供电过程中的稳定性，也节约了大量能源。

2.2 用电设备的节能

水利节能工程设计中，选择合适的用电设备也能满足体现节能要求。

2.2.1 选择合理水泵

新建水利工程的水泵多为大中型轴流样式，这类产品有多种系列，可供不同用户选择，能够适应多种工况条件。在设计中，应严格按实际需求，对水泵参数（水泵泵型、叶片安放角、口径和比转速等）进行比较，优先选用具备在高效区工作能力的水泵。

2.2.2 采用直连方式

水泵和电动机有齿连和直连两种连接方式，直连是水泵和电动机直接连接，要求两者转速一致，大中型轴流水泵的转速较低，决定了与之配套的电动机也必须保持低速，这类电动机其体积大，效率相对较低，齿连是通过齿轮变速箱连接电动机和水泵，这一方式可选用高速电动机，其体积比低速电动机小，效率略高，但综合考虑到能耗日常维护，选用直连方式比较经济划算。

3结束语

综上所述，节能设计是水利工程设计中的一个全新的课题。这就需要在设计中，结合水利工程的特点，严格根据国家有关技术标准、规范，合理分析工程的节能效果，有针对性的确定工程的节能措施，以完善水利工程设计内容，这将具有十分深远的意义。

参考文献：

[1]万晋军.节能技术在水利工程设计中的应用[J].西部探矿工程，2006（11）.

[2]刘爱军.关于水利工程节能设计中几个问题的探讨[J].中国农村水利水电，2010（1）.

[3]邹礼兵，傅心铎，殷振东.水利工程设计节能的应用[J].科技