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1分析水利工程設計中的節能應用
1.1優化自排能力在水利工程中應用
水利工程主要是,在汛期對河道的積水進行排除,以起到防汛的作用,而平時主要是以改善河道水質為目的,進行調水等運作。在水利工程的運作中,通過自排和強排,完成這個目的。自排指的是:通過閘前、閘后的水位差距,進行自流排水,且不依靠任何動力。強排是指:啟動水泵,強行將水抽出,以達到排水的目的??梢?,強排對能源方面的消耗是比較大的。而水利工程的自排能力,也是防止洪澇災害的能力,它取決于河道、水閘被設置的結構、以及水系被安排的情況。實踐證明,水利工程對防汛抗災,發揮了巨大的作用,同時也進一步優化了水系的安排。在優化自排能力時,對河道斷面、水閘孔寬度等,進行合理選擇。這既可以精簡泵站的建設經費,從數量上降低了泵站的建設規模,也可在開關閘門時,將閘前、閘后的水位差充分利用起來,從而對調水和防止洪澇方面,充分發揮水利工程自排功能。
1.2優化對泵閘的布設
除了優化自排能力,提高水利工程的抗洪排澇的能力,還需對泵站的布設,進行合理的優化,在設計泵站時,應充分考慮布設泵、閘過程中,將兩者進行綜合性分析、利用。也就是將水閘和泵站進行配套設計,可考慮在泵站的下方或周邊,設置相應的水閘,與之進行功能互補,這里要注意的重點是,以發揮水閘的自排作用為主。在水位差距過大時,可果斷采取備用的強排方案,以提高排水的效率,使得水閘的效能得到充分發揮,從而起到節能增效的作用。
2用電設備對節能技術的引用
2.1增強泵站的裝置的效能
泵站裝置的效能發揮,是多個因素合成的結果。其中包含了泵站進、出水道之間的使用效率,即泵站裝置的使用效率。構成泵站裝置效能正常發揮的有:進水流道、出水流道、以及閘門等原因。其中最主要的還是,把降低能源損耗的理念,引入進、出水道的設計中,對該設計進行合理、科學的優化,以期促進提升泵站裝置的使用效能。
2.2對水泵和電動機連接方式的選用
可供選用的連接方式有兩種:齒連和直接。所謂齒連即將水泵和電動機,通過齒輪的變速箱進行連接。該連接方式的優點是:變速箱的引用,能提高電動機的速度,和提升水泵的效能,而且體積也不大等。不足是:在能源的消耗方面,齒輪的變速導致所消耗的能源偏大,同時齒輪的運轉產生的噪音也頗大。直接連接則構成了水泵電動機組,該機組連接了水泵和電動機,直接連接的條件是:在轉速方面,要求水泵和電動機保持同步。另外,直接連接消耗的能源也相對齒連連接低多了,但在轉速方面,大中型的軸流水泵普遍偏低,因此,應選用低速的轉動機與電動機作相應的配套。
3節能設計應用于供電方案
3.1對供電方案合理選擇
從節能設計的角度,對水利工程泵站的建設進行考量,其中對注水泵的電機容量的控制,應從經濟和技術方面,進行綜合分析,在電機容量低于250千瓦時,選用高壓電動機。當前我國以10千伏為電網的電壓,故而,將變壓器設置在6至10千伏范圍內,以滿足水利工程的需要。但,不斷提升的電動機的制造技術,也使得10千伏的電動機被較多的應用,而該電動機的啟動沖擊了電力系統,這也對電網的擴容提出了相應的要求。隨著不斷增大的區域電網容量,該電動機對電力系統的沖擊作用也會淡化。因此,合理控制電動機的配置,盡量降低該電動機啟動時,對電網構成的沖擊。故而,將節能設計運用到水利泵站的建設時,應充分和供電部門進行協調,350至630千瓦的電動機,應首先考慮選用10千伏電壓的電動機,這樣不僅在費用上能降低供電消耗,也能減少相關的水利工程費用,例如:變壓器設備、高壓配電設備等。該項節能設計,既起到了優化管理程序,也提高了水利工程的運行能力,并且提升了變壓器的效益,降低了能源的消耗率。
3.2對變壓器的合理配置
在設計水利工程泵閘時,對選用容量低于250千瓦的電動機時,應選用以電壓為380伏電壓的電動機。對于較大用電量的泵閘電動機,須專用變壓器裝置進行降壓處理。通常情況下,該變壓器也提供泵站用電,這顯然有個誤區。因此,對供電方案的選用方面,應考慮到此類泵站供電的合理性,這就需另外配置供電變壓器,給泵站提供的電力供應,應由該變壓器完成。這樣雖從費用上增加了工程投資,但對于大型電機在啟動、或者停止時,給電力系統帶來的沖擊,從較大程度上進行了有效的回避,這對于供電穩定性方面的提高,是個比較合理的方法,同時,也極大的節約了能源,降低了對能源的消耗。
3.3應用補償技術
由于地理環境的原因,大流量的水泵,一般選用低轉速的大中型電動機與之相配套,由于該電動機功率在0.6瓦,該電動機功率較低,因此,需進行功率補償。可依據供電部位的標準,對其進行集中補償,將功率提高至0.9瓦為宜。這種補償方法是,將每一臺電容器和電動機并聯,并且串聯一套防爆的電抗器,以保證合閘時不受電流的沖擊。這種補償技術的采用,極大的簡化了操作流程,提高了電動機的運作效率。
4結論
近年來,我國水利建設有了較大的發展,本文分析探討了水利工程設計中的節能應用,這也符合了我國經濟建設節能環保的要求,同時也符合我國水利企業健康、高效的發展方向。
作者:沈雪峰 沈偉 單位:新疆伊犁花城勘測設計研究有限責任公司