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摘要:近年来,我国的水利工程建设有了很大进展,其对能源的消耗也在不断增加。水泵是供水工程中的主要耗能机电设备之一,而水泵运行效率低、能耗高等问题会造成能源的严重浪费,影响供水工程的生产效益,因此,加快节能技术在供水工程中的应用是必然趋势。通过分析水泵高能耗的原因,提出节能技术在供水工程中应用的合理思路,并详细分析变频调速节能技术的应用原理及意义,为促进节能技术的应用提供参考意见。
关键词:供水工程;节能技术;水泵设计
引言
在有效的开展水利工程设计研究过程,应该结合具体工程实际,有针对性的开展实践研究,从而才能进一步提高水利工程设计水平。在设计过程应该重视引入节能技术方案,要重视开展节能设计研究,以此才能保证水利工程建设效率。通过实践研究,本文总结了具体的节能设计对策。
1水利水电工程节能设计基本原则
在水利水电工程节能设计工作中要严格遵循以下几个方面的原则:第一,环保原则。水利水电工程的节能设计需要满足环境保护的基本要求。第二,功能要求。在进行水利水电工程节能设计的过程中还需要充分考虑整个房屋建筑的功能需求,不能因为盲目追求节能效果而影响整个水利水电工程的正常功能。第三,合理性。水利水电工程节能设计的本质目的是节省经济成本,为此,在实际的设计操作中需要将节能环保的施工方案贯彻工程施工全过程。
2水利工程节能设计的意义
依据水利工程的实际情况来看,是帮助人民群众生产生活的重要工程,其对自然河流的影响主要集中在两个方面:首先,对自然河流的渠道化,水利工程会将原版的河流走向,改造成为直线型的人工河流。其次,河流会因水利工程的影响变得非连续化,针对水利工程的使用具象情况来看,会将原有流动的河流变为静止态的人工湖,使得流水的边界、水深和流速等都会造成不同程度上的影响。不可否认,水利工程的出现,极大程度上满足了人民群众的生产作业需求,但对原有的自然界体系和循环造成了负面影响。目前来看,部分无节能技术使用的水利工程,不可避免地引发了河流退化,严重影响了周边的自然体系。因此,现代化的水利工程实施过程中,不仅要注重经济效益,更要将节能环保、可持续化发展摆在重要位置。
3节能技术在供水工程中的应用策略
3.1通过变频调速技术实现水泵节能
造成水泵高能耗的原因包括供水需求频繁变化、供水管道与水泵不匹配、供水管道网络设计不合理以及供水回路中出现渗漏问题等。在目前的供水工程水泵节能改造中,加强水泵维护、采用多级水泵供水、选择合适水泵型号等方法都能有效实现水泵节能,在所有的节能技术中,变频调速技术在节能方面具有明显优势。变频调速技术具有高精度、高效率及大范围调速等优点,同时,应用变频调速技术时电机可以实现软启动,减少电流冲击对电网造成伤害的同时,降低机械冲击对机电设备造成的伤害,增加机电设备寿命,是目前在供电工程中广泛使用的节能技术。水泵变频调速调节指的是在不改变管网曲线的情况下,通过改变水泵的转速实现流量调节,在满足供水流量需求的同时,保证水泵在高效率区工作,达到节能目的。在目前的实际应用中,变频调速技术主要有变频恒压变流量调节和变频变压变流调节共两种形式,其中变频恒压变流量调节使用更加广泛,但变频变压变流量调节形式更加符合水泵节能的技术要求,因此变频变压变流量调节形式是水泵变频调速节能技术的主要发展方向。同时,在实际的供水工程建设和改造过程中,要结合实际情况、设备状态等进行方案选择,在保证供水量的前提下,最大限度地降低能源消耗,实现水泵节能的目的。
3.2液压升降坝电动机节能设计
液压升降坝电动机启动应优先采用直接启动,在直接启动不能满足电动机端电压要求时,可以采用降压启动方式。贾鲁河液压升降闸电动机功率为30kW,采用了JJR1000软启动器,这种启动器优点是能够平稳启动、平稳运行,整个过程中电流的变化较小。从而降低了电流对电网的冲击作用,使电压能够始终保持在恒定的范围之内,达到电气节能的目的。
3.3采用计算机监控系统监控变配电系统设备
计算机监控系统是将计算机技术、自动化控制技术、通信技术、故障诊断技术和管理融为一体的系统。对变配电系统的数据采集和处理,实现遥测、遥调、遥控和遥信;可以随时察看电能消耗情况,进行负荷调整,降低运行成本,提高故障的分析、预警,减少事故的发生,加快故障的排除;实现远程调度,与上一级管理部门通讯,既可高效运行,也可充分利用水能。
3.4优化设备配置
在水利水电工程中,设备优化配置包括设备选型与设备布设两方面。以水电站增容改造为例,分析电气设备选型与布设要点。(1)将以往的定子铁芯D42硅钢片材料,替换为取向硅钢片,减少铁磁损耗,提高磁感应强度;(2)选择F级环氧分云母带作为定子线圈的绝缘,从原本的B级绝缘改造为F级绝缘,强化绝缘效果,提升散热效果,提高输出功率;(3)保障器件功能不变(包括通风冷却性能、运行安全性能等)的基础上,提升转子励磁绕组的匝数或截面,减少铜线损耗;(4)改进发电机的风路系统,优化通风结构,将原本的通风损耗从额定容量的2%~5%,降低到0.4%,降低通风损耗,提高发电机的输出效率,实现增容的建设目标。水轮机由原本的HL220-LJ-225(0°)更换为HL220-LJ-225(+2°),更换器件包括导叶、传动系统与转轮,提升水轮机的出力和抗气蚀性能。在电气设备布设方面,将发热量大的设备布置于通风口部位,为设备提供自然散热环境,减少机械通风的应用,降低能耗。对于变压器室等热量较多的场所,施工单位在土建工程中应用隔墙隔热措施,强化热量散发效果,减少空调系统的使用,实现节能减排的目标。
3.5通过其他技术实现水泵节能
除了变频调节节能技术以外,还可以通过对水泵的合理设计实现水泵节能,在进行供水工程设计时,设计人员要根据实际用水需求变化特点、最高用水需求量以及水压等,结合实际经验,选择水泵类型,确保水泵一直在高效率区运转,实现节能降耗。在必要时,还可以使用智能监控软件对水泵进行智能化控制,在供水需求较小时减少水泵工作台数,优化水泵整体运行状态,降低水泵的不必要能耗。除此之外,还必须对水泵进行定期维护和保养,对水泵的轴承温度、润滑油、密封填料等进行检查,确保水泵不会出现渗漏等现象,降低水泵的额外损耗,提升水泵节能效果。
结语
综上所述,节能减排是中国新时期建设的首要任务,绿色环保节能工程已经成为今后发展的重点。电气节能设计是通过合理的设计、运行方案减少不必要的能源损耗。文章通过贾鲁河综合治理工程电气节能设计的论述,提出电气节能设计是降低整个水利生态建设工程能源消耗的重要环节,设计时应比较设计方案,合理设计供配电系统,选择低耗节能型设备,在保证工程安全、运行可靠的前提下,真正达到节约电能、保护环境、经济运行的目的,为提高社会效益和经济效益作出贡献。
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