水利水电工程设计中的节能技术探究

发表时间:2020/9/4   来源:《建筑实践》2020年10期   作者:李彩云
[导读] 在社会经济水平显著提升的背景下,人口持续增长对于能源需求越来越大

        摘要:在社会经济水平显著提升的背景下,人口持续增长对于能源需求越来越大,水利水电工程能够有效的解决我国巨大的能源需求量。在水利水电工程的设计中应当注重水利水电工程设计中的节能技术研究,以达到降低能源损耗目的。本文就从水利水电工程的排水功能节能方面和电气工程节能方面,对如何良好开展节能技术工作进行简要研究。
        关键词:水利水电工程;节能技术;设计
        引言
        节能设计作为水利水电工程建设中的一个新理念、新要求、新目标,已经受到了越来越广泛的重视。水利水电工程节能设计应当结合工程的实际情况与特征进行能耗分析,优化工程选址、施工组织、供电配置等设计方案,并有针对性的提出节能措施。
        1水利水电工程节能设计中排水功能节能设计
        1.1合理进行规划设计,综合考虑区域排水模式
        水利水电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。
        1.2优化水泵和电动机连接方式的选择
        水泵和电动机的连接方式一般有齿连和直连两种,其中,齿连是通过齿轮的变速箱把水泵和电动机连接起来。变速箱的优势很多,最显著的是其功率跨度大,利用效率高的特点,同时因为它的体积较小,便于携带和使用,很大程度上优化了水利水电工程的发展,为优化水泵提供了便利。但是,因增添齿轮变速会使能源消耗过大,导致其与直连的能源消耗相比会比平时增添2%到3%,此外,它的运转过程会产生强大的噪音,会影响周围居民的正常生活。而直连是将水泵和电动机直接连接起来形成水泵电动机组且直接连接方式,需要水泵和电动机的转速基本保持一致。此外,因为大中型轴流水泵的转速通常比较低,所以,与它配套的电动机也要对应地采用低速的转动机。
        1.3信息技术在调水能力中的应用
        水利水电工程是利用水势能的转变,进行机械能和电能的利用。但是在自然环境中,水的流动性是没有变化规律的,并会随着天气变化发生不同,而在防洪和调水的过程中由于排水量的不同,就会影响水利水电工程的运作时间。因此,在节能的设计中,可以针对天气和水文情况进行合理的调度使用,那么在水资源的监控中,要通过计算机信息系统的使用,对复杂的水文环境利用集散控制的方式统一调度,根据实际的水流量适时的控制排水和储水能力,缩减排水的时间,实现快速的水利水电工程运作,进而实现了节能的技术应用。
        2水利水电工程节能设计中的电气节能设计
        2.1选择变压器
        变压器在输变电过程中有着极为重要的地位与作用,而其能耗量也相对较高。其中变压器损耗量约为水利水电系统发电量的11%,这也使得其有着较大的减损潜力。同时在确保《节约能源法》广泛落实期间,政府有关部门也制定了相关政策,对于变压器的标准与选型有了全新的需求。主要目的就是促进变压器能源运用率快速提升,并有效减少能量消耗,确保变压器具有极高的市场竞争力。其中负载损耗与空载损耗是变压器损耗的主要内容,空载损耗与变压器铁芯材质及内部结构之间有着直接关联,而负载损耗则与导体截面和线圈材质之间具有密切的关系。

在材料技术飞速发展与变压器结构不断调整作用下,节能变压器逐渐兴起,例如非晶合金变压器的空载损耗程度极低。由于节能性强、抗冲击、噪音小、损耗弱等都属于节能变压器的主要优势,因此运用节能变压器有着极为重要的作用,这就需要在电气节能设计期间,保证选择的变压器具有高效低损特征。
        2.2优化供配电系统
        根据电网负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素,应合理设计供配电系统,尽量做到系统简单可靠,操作方便。目前,随着我国电网容量的改善和发展,水利水电工程用电一般实行直接联网运行的供电方案,优先选用10kV型水泵电动机,从而降低了变压器所产生的能耗。泵站用电自供电电源至变电站均采用高压送电,以减少电能损耗。优化供配电线路,减少线路长度,降低电能损耗。本工程设计采用两路10kV专用架空供电线路、两台主变,平时均供电,互为备用,仅在其低压进线柜处进行双电源自动切换,保障供电安全稳定。
        2.3在照明节能设计上进行合理选择
        首先在光源的选择上应当尽可能的合理,虽然说要尽可能的选择那些寿命比较长又能够有很高的效率等特点的光源,但是也要根据实际的情况进行更好的选择,这样对于电能的消耗就会最大程度的降到最低。在水利水电工程当中涉及到很多不同的场所,比如说有专门操控的工作间也会有专门进行研发的工作室等等,这样不同的场所就应该选择不同类型的光源,在不影响相关工作人员正常工作的情况下,也就是说要考虑到光源带给工作人员的视觉舒适感,在此基础上选择节能的光源。除了光源的选择以外,在照明系统这一方面如果能够进行合理的设计也同样可以达到节能的作用。其实这也是一种趋势,因为有时在安装一些照明灯时会受到数量上的限制,所以为了能够节能,只能选择应用一些效率更高的产品,对于人们的视觉感受等等也要达到相应的要求,更好的完善照明系统。
        2.4提升供电系统功率
        在对节能方案进行设计期间,还需要对其他的综合需求有所考虑,从而对整体的设计方案作出强化与调整,不能只对某一点有所侧重,应该始终坚持整体节能、全面调整的设计原则。对于节能设计工作的可行性、实用性以及有效性而言,必须要与实际的需求相融合,从而不断地展开改进与完善,将节能的效率大幅度的提升。
        2.5通过合理运用新技术实现合理调度
        节能技术的运用能够在水利水电工程的实际运作过程中让其在进行使用和发展中起到节约能源,保护环境的作用,能够更大程度上在响应国家政策,在造福人类社会的实践中起到关键性的意义。但是,就目前的水利水电工程设计过程看来,它要面对的问题还有很多,首要的前提就是要合理认清实际的现状,进行更有效、更科学、更合理的调度。因此,科学技术的合理运用在实现水利水电工程开展的过程中显得尤为重要。进行水利水电工程合理调度的方法有很多,比如,天气变化、气候变化、环境影响等都能对水利水电工程的调度产生影响,在实现水利水电工程调水和防洪防涝的过程中,运用信息化的节能调度能有效减少能源的消耗,实现资源的节约。
        结语
        水利水电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。在水利水电工程中开展相关环节的节能设计,是现阶段水利水电建设工程中主要组成部分,水利水电工程节能技术的普及应用,不仅能够降低水利水电工程的能源消耗,同时对水利水电工程的结构优化、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]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.
        [2]申文海,王来增.建筑电气设计中节能降耗措施的分析[J].建材与装饰,2018(4):90-90.
        [3]罗利磊.浅议水利水电工程电气节能设计[J].建材与装饰,2017(30):294-295.
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