淺談節(jié)能技術(shù)在農(nóng)業(yè)水利工程設(shè)計中的應(yīng)用

史小梅

北京通成達(dá)水務(wù)建設(shè)有限公司 北京 101318

1 節(jié)能環(huán)保新技術(shù)的概述

為了順應(yīng)社會的發(fā)展，做到與時俱進(jìn)，積極弘揚(yáng)國家環(huán)保政策，環(huán)保業(yè)在飛速崛起，并通過科學(xué)家們的探究，研究出了許多節(jié)能環(huán)保技術(shù)。我們經(jīng)常說到的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)就是以減少資源浪費(fèi)為目的，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展并推動人類自然共同發(fā)展的目標(biāo)。節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)主要包含節(jié)能業(yè)、資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)、環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)等。如果使整個的產(chǎn)業(yè)能夠飛速的進(jìn)步，真正實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價值，就要利用多種的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)[1]。

2 農(nóng)業(yè)水利工程灌溉水泵設(shè)計中節(jié)能變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

2.1 灌溉水泵節(jié)能變頻調(diào)速設(shè)計原理

在農(nóng)業(yè)水利工程工程設(shè)計中，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低水利灌溉的能源消耗以及水資源消耗。因此在農(nóng)業(yè)水利工程的節(jié)能設(shè)計中需要將節(jié)能變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用重視起來，在設(shè)計的過程中需要充分考慮到變頻調(diào)速技術(shù)本身的特性以及農(nóng)業(yè)水利工程灌溉的需求，來提升工程整體的節(jié)能水平。而想要保證技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性以及有效性，就需要對變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理有著清晰的認(rèn)識。灌溉系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵在于，能夠根據(jù)實(shí)際的情況對水流量進(jìn)行精確的控制，通過控制水泵的轉(zhuǎn)速以及閥門的開合來實(shí)現(xiàn)這一目的[2]。在變頻調(diào)速技術(shù)的支持下，當(dāng)檢測到實(shí)際的壓力要低于標(biāo)準(zhǔn)壓力，變頻器就會提升水泵的輸出功率，此時，水泵的轉(zhuǎn)速會加快，從而提升灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)的水壓，保證灌溉的效果；當(dāng)檢測到實(shí)際的壓力大于標(biāo)準(zhǔn)壓力，變頻器則會降低水泵輸出功率，此時水泵的轉(zhuǎn)速降低，水利管網(wǎng)的整體壓力也會下降，從而保證管網(wǎng)系統(tǒng)處于正常的壓力下，通過變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以保證水利輸出的穩(wěn)定性，另一方面能夠降低水利灌溉的能源消耗。

2.2 結(jié)合管道壓力監(jiān)測技術(shù)的輔助變頻器的應(yīng)用

在節(jié)能灌溉系統(tǒng)中，需要對灌溉的流量進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，才能保證灌溉調(diào)控策略的科學(xué)性、合理性。想要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要對水利管道的壓力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并利用相關(guān)的技術(shù)將管道的壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，將相關(guān)的壓力信息傳輸?shù)娇刂破髦校冾l器能夠根據(jù)相關(guān)的電模擬量，對主回路中的交流電頻率進(jìn)行控制。保證水泵的功率始終處于合理的區(qū)間內(nèi)，降低灌溉的能源消耗[3]。

2.3 農(nóng)業(yè)水利工程灌溉水泵自動控制技術(shù)的設(shè)計

現(xiàn)代化的農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)，需要具有一定的自動控制功能，以實(shí)現(xiàn)對灌溉策略的及時調(diào)整。因此在設(shè)計的過程中，需要充分發(fā)揮變頻器的PID 調(diào)節(jié)功能，保證能夠在變頻器系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定的運(yùn)行PID 運(yùn)算，提升系統(tǒng)的自動控制水平。節(jié)能灌溉系統(tǒng)的關(guān)鍵在于水泵的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)流量以及壓力情況進(jìn)行靈活的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的精確控制。在設(shè)計的過程中需要對變頻的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定，保證系統(tǒng)調(diào)控策略的科學(xué)性合理性。同時，在設(shè)計的過程中還需要充分的考慮到電機(jī)的震蕩問題，解決這一問題需要對變頻器PID 進(jìn)行合理手段設(shè)定，從而保證電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時也延長系統(tǒng)的使用壽命。

2.4 變頻器設(shè)計的要點(diǎn)

在節(jié)能灌溉系統(tǒng)中，變頻器的應(yīng)用是關(guān)鍵，變頻器起到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速作用，能夠根據(jù)不同壓力以及流量需求對功率進(jìn)行合理的控制。能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的恒壓變速。在設(shè)計的過程中需要對變頻器的頻率上升曲線進(jìn)行合理的控制，系統(tǒng)啟動時，電動機(jī)的頻率為零，然后再逐步平穩(wěn)的上升到標(biāo)準(zhǔn)頻率，通過這樣的設(shè)計能夠有效的降低對電網(wǎng)的沖擊，同時對電動機(jī)起到保護(hù)的作用，加上變頻器能達(dá)到恒壓供水，結(jié)合水泵壓力變化情況，對系統(tǒng)的流速和流量進(jìn)行及時的調(diào)節(jié)，使得系統(tǒng)運(yùn)行變得更加自動化，有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人力成本。

3 農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)能設(shè)計的注意事項(xiàng)

3.1 注重泵型選擇

在進(jìn)行水泵選擇時，需要考慮到多方面的因素。不僅需要考慮到水泵的綜合性能以及經(jīng)濟(jì)性，同時還需要考慮到實(shí)際的灌溉需求，因此在進(jìn)行水泵的選擇時，需要農(nóng)業(yè)水利工程設(shè)計需求進(jìn)行細(xì)致的分析，綜合考慮實(shí)際的應(yīng)用場景，加深對不同型號水泵的了解，從而科學(xué)合理選擇水泵的型號，實(shí)現(xiàn)對能源消耗的有效控制，在保證灌溉效果的同時，延長水泵的使用壽命。另外在水泵選擇時，還需要考慮到泵站的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計工況進(jìn)行選型，保證安裝的質(zhì)量，并根據(jù)實(shí)際的使用情況來對水泵的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.2 合理劃分灌區(qū)

在農(nóng)業(yè)水利工程設(shè)計中，對灌區(qū)的劃分也會影響到能源的消耗以及水資源的消耗，因此需要對灌區(qū)進(jìn)行合理的劃分，并對管路的布設(shè)進(jìn)行優(yōu)化。在對泵站進(jìn)行選址時，需要考慮到灌區(qū)的特點(diǎn)。規(guī)模和功能以及特點(diǎn)與運(yùn)用要求等，結(jié)合灌區(qū)整體規(guī)劃與水系規(guī)劃，綜合考慮多方面因素來布置。在對管網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時，需要對管網(wǎng)整體長度進(jìn)行有效地控制，盡量減少管道的長度，在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的同時，降低灌溉系統(tǒng)的整體能源消耗，并結(jié)合滴灌模式，降低對水資源的消耗[4]。

4 結(jié)語

隨著我國加大農(nóng)業(yè)農(nóng)村的建設(shè)，農(nóng)業(yè)水利工程的建設(shè)成為基礎(chǔ)設(shè)施中的重點(diǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特殊性，決定了對氣候水源有著比較高要求，而農(nóng)業(yè)水利工程是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保障。當(dāng)前，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指導(dǎo)思想，對于農(nóng)業(yè)水利工程設(shè)計來說，需要在設(shè)計方案中將節(jié)能技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，以保證農(nóng)業(yè)水利工程能夠在較低的能源消耗水平下，正常發(fā)揮其功能，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能源消耗以及其他資源消耗，提升農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效率，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，同時提升農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展能力以及發(fā)展?jié)摿Α?/p>