安徽省泓泽水利勘测设计院有限公司 安徽省合肥市 231600
摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科学技术的快速发展，我国在水利工程方面也取得了很大的进步，水利工程的建设水平对人们的生活有着非常重要的影响。而目前我国正处于水资源相对比较紧缺的一个状态，这就要求施工企业在水利工程建设中不断融入节能理念，在满足人们用水需求的基础上最大程度地实现对水资源的节约利用，水利泵站同样也不例外，设计人员应该对其使用中的经济平衡性以及环保节能性进行成分的考虑。本文就水利泵站中节能优化设计的应用展开探讨。
关键词：节能设计；优化；水利；泵站；应用
引言
水利节能需要贯穿到工程前期设计的各个环节，因此，在工程设计中，要充分地考虑到工程设计的理念，做好可行性研究及初步设计概算等。在节能设计还需要结合当前的相关规定，对工程能耗进行分析，结合工程的实际情况进行合理的选址。真正体现出水利工程建设节能的宗旨，实现人、水资源的和谐共处共同发展。
1泵站的组成及工作原理
一个完整的水利泵站通常包括管道、水泵房、进水和出水建筑物以及变电站建筑设备，在水泵房通常情况下会安装动力装置、水泵、水传送装备以及相关的辅助设备。对于进出水建筑物的使用往往还需要引水设备、进出水池以及取水设备的协助才能有效的运行，水利泵站在运行的过程中，水流首先通过进水建筑物进入水泵，然后水泵对其进行一定的加压处理并通过出水建筑物输送到泵站的输出水系统当中，从而实现输出水和提供水功能的实现。从能量转换的角度来看，通过水泵的良好运转可以将电能转化成机械能并输送给需要抽送的液体，液体动能和势能增加了之后便可以有效实现将水流输送到更远或者是更高的地方。离心泵是水泵最为重要的一个组成部分，其由固定安装在其中的具有叶轮部件的弯曲叶片以及泵壳组成。当叶轮在电力的驱动下进行高速旋转时，叶轮驱动泵送液体快速旋转，因为叶轮和液体之间的摩擦力不足以维持向心力的旋转，因此液体逐渐流向边缘，最终被甩入泵壳，并且扩散后的脊柱管减速，最大的液体动能转化为势能，从而实现了将液体输送到高处的目的。在液体被甩入泵壳时，由于大气压的作用，内部水流减少从而形成真空环境，液体作为补充被吸入叶轮，就这样不断地循环以实现对液体的有效输送。
2水利泵站中节能优化设计的应用
2.1机组选型
在新建或改建泵站工程机的组型号决定了建设的费用以及工程的运行能耗，泵站工程，不管是排涝或是灌溉补水，运行状态的不稳定性都比较大，设计方案时要满足设计需求，从该地灌排水量的需求变化特点着手，对各种机组型号、装机台数的匹配进行方案内部的优化选择，从而选出最合理的设计方案，提高效益并降低能源的损耗量。
2.2选择合理的电动机
对于250kW以上容量的水利泵站，应优先选择同步电机以更好地确保其运行过程中良好的稳定性能，进一步确保水利泵站的正常运行以及泵站的高效运行，进而实现节约成本以及适当降低水费的目标。但是由于配电水平的限制，在企业容量低于200kW时，最好选用高压电机满足水利泵站的基本运行要求，这种电动机在保证水利泵站正常运行的基础上还可以很好地实现对成本的节约。另外还需要注意的是，大于100kW的异步电动机在使用的过程中最好使用无功补偿的运行模式，因为其可以更好地确保运行过程的安全性以及高效性。
2.3使用绿化景观来增强河道的蓄洪能力，合理规划区域排水模式
为了减少占地面积，在水利工程防汛墙的设计中，可以采用直立式结构形式。在两侧布置一定宽度的绿化带，使现代河道的修建不但能够提高河道的蓄洪能力，还能满足对生态景观的要求。在设计区域排水系统时，可将整个区域分成若干区域，采取有效的措施，将每个区域排出的水集中到一级泵站，再排到二级排水河道里，最后将水排到区域外，达到节能的效果。
2.4及时更换新的水泵
水泵的运行效率直接决定着整个水利泵站的运行效率，并且其在运行的时候所牵涉的内容比较多，所以如果某一个部位出现了问题便会直接影响到整个水利泵站运行效率。除此之外，水泵在其自身的运行过程当中也会出现很大程度上的损耗以及磨损，比如叶轮经过长时间的旋转会受到汽蚀，从而便很容易出现对叶轮的转动产生一定影响的现象发生。另外，长时间的水流冲刷也会对水泵的密封性能产生一定的损坏，所以在平时的维护过程中应该对其进行重点关注，如果需要的情况下，就应该对其进行及时的更换以更好地确保水泵的工作效率。
2.5实行就地补偿技术，合理的进行调度
受地理环境的因素，一般选择低扬程、大流量的水泵，电动机功率比较低，要将功率因素提高可以采用无功功率的补偿。因此，在泵站设计时可以采用就地补偿技术，将多个电动机并联补偿电容柜。满足科学调度的需求，实现优化运行结构的需求。
2.6用电设备的节能设计
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。例如：（1）合理选择水泵。新建水利工程的水泵多为大中型轴流型式，可供不同用户选择这类产品，在设计中，应正确比较水泵参数，严格按实际需求，全面考虑叶片安放角、水泵泵型、门径和比转速等，这样才能使得用电设备能够适应现实情况；（2）采用直连的方式。在水利工程用电设备的节能设计时，应该要求转速一致，采用直连的方式，通过齿轮变速箱连接电动机和水泵，这就决定了与之配套的电动机必须保持低速，这样的方式比较经济划算。根据节能中长期专项规划的要求，水利工程中的水泵机组以及各类闸门启闭设备的电能消耗是工程运行期间的主要能源消耗，这能使得主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平。
2.7水利泵站变压器的节能设计
在设计的水利泵闸工程中，应该设置专用的降压变压器给电动机供电，来节省工程投资成本，为以后的运行管理提供方便，选择适合的电动机，避免出现泵闸电动机用电量较大的情况。选择站用变压器，避免大电机运行时带来的冲击。
2.8应用信息技术泵站优化运行调度
怎样通过地理和气象条件高效调度这些泵站工程，提高调水能力以及综合防汛能力，将强排时间减少，以实现节能目标，折是一个极其复杂的系统工程问题，单靠之前人工调度的方法是难以将这个难题解决的，只有运用现代化信息技术才能达到预想的要求。该流域水资源的合理调配以及综合治理，不仅取决于对水利设施高效且合理地调度，也依赖于水利设施的合理规划。新时期区域泵站工程信息化调度控制的中枢是水资源管理的实时监控系统，用网络技术和现代化集散控制达到全部水利设施的及时控制、集中管理、统一调度，实现优化运行结构、提高反应速度、降低运行成本的目的，更主要的是将区域抗灾及排涝能力提高了，达到了泵站工程的高效益、低能耗。
结语
当前人们越来越重视对环境的保护，生态理念逐渐融入到各行各业中去。在水利工程建设中节能设计是一个全新的论题，随着节能技术的快速发展，受到了越来越广泛的重视。这就需要在节能设计中，结合水利工程的实际情况与特征，严格按照国家技术规范和标准，坚持完成水利工程的设计评估，有针对性地确定工程的节能措施。加大水利工程环节的节能控制，合理分析工程的节能效果，以水利工程设计更加科学化为前提，完善水利工程设计内容。
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