高 磊，郝曉宇

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080;2.中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)新能源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，北京 100044)

寧安市渤海泵站位于牡丹江中游段，鏡泊湖～寧安市之間的牡丹江兩岸，是響水灌區(qū)的主要供水水源，泵站的更新改造工程建設(shè)對(duì)寧安市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了舉足輕重的作用。使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民安居樂(lè)業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到改善，農(nóng)民生活水平得到提高。

因本次大型泵站機(jī)電更新改造基本原則是:盡量利用泵站現(xiàn)有泵房結(jié)構(gòu)布置、配套電氣設(shè)備、方便工程管理、有利于泵站運(yùn)行操作習(xí)慣、節(jié)約投資的前提下，選則高效節(jié)能機(jī)組。根據(jù)泵站裝置需要各特征揚(yáng)程及流量，結(jié)合原泵站土建結(jié)構(gòu)尺寸及機(jī)電布置型式和尺寸合理布置，依據(jù)各泵站機(jī)電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)建議評(píng)定類(lèi)別，對(duì)泵站機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修改造或更新改造。泵站均以維持現(xiàn)有泵房結(jié)構(gòu)或結(jié)合原泵站土建規(guī)模為原則，既能滿(mǎn)足工程的需要，又降低建設(shè)投資，達(dá)到節(jié)能的要求。

工程施工期節(jié)能降耗設(shè)計(jì)主要反映在施工總體布置、主體工程施工技術(shù)方案及設(shè)備選擇、土堤施工及建筑物施工、區(qū)系施工、施工設(shè)施、施工營(yíng)地及其它臨時(shí)建筑物等幾個(gè)方面。本工程的建設(shè)過(guò)程是一個(gè)消耗能源的過(guò)程，其主要消耗的能源有柴油、天然氣等，因此在施工組織設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于合理進(jìn)行施工總體布置及選擇經(jīng)濟(jì)高效的施工技術(shù)方案，將節(jié)能降耗落實(shí)到施工材料、設(shè)備、工藝等技術(shù)措施上，降低工程造價(jià)，提高能源綜合利用效率和企業(yè)的綜合效益。

在管理設(shè)施和人員配置方面也盡可能簡(jiǎn)化、優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。工程管理設(shè)施應(yīng)保證工程建筑物的安全和正常運(yùn)行，結(jié)合工程管理的實(shí)際需要，制定管理規(guī)劃。制定生產(chǎn)管理區(qū)和生活區(qū)環(huán)境保護(hù)措施。各渠系流量數(shù)據(jù)等優(yōu)先采用集中控制，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的系統(tǒng)工程管理。各泵站設(shè)計(jì)均采用“無(wú)人值班，少人值守”的方式，減少了運(yùn)行管理人員，相應(yīng)也降低了運(yùn)行費(fèi)用。

1 水力機(jī)械節(jié)能

水力機(jī)械設(shè)備效率、可靠性是影響能耗的關(guān)鍵因素。根據(jù)本工程泵站任務(wù)和運(yùn)行方式，合理選擇水泵機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量，以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行的合理匹配，充分利用水能資源。通過(guò)選擇合理的水泵機(jī)組臺(tái)數(shù)靈活調(diào)節(jié)流量分配，使水泵穩(wěn)定高效運(yùn)行。合理選配電動(dòng)機(jī)單機(jī)容量，使電動(dòng)機(jī)可以高效運(yùn)行，節(jié)約能源。

在設(shè)備招標(biāo)階段，將結(jié)合泵站特點(diǎn)，確定合適的機(jī)組技術(shù)參數(shù)，提出合理的加權(quán)比重和合適的評(píng)標(biāo)因子，以選擇相對(duì)效率較高的機(jī)組。在泵站運(yùn)行調(diào)度中，優(yōu)化運(yùn)行范圍，使設(shè)備有較高的綜合效率，提高主機(jī)設(shè)備的節(jié)能特性。

在輔助設(shè)備選型、工藝布局、工藝手段等方面充分考慮節(jié)能因素，選用自動(dòng)化控制水平高、效率高、能耗低的設(shè)備。泵站輔助管路系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)可靠的和性能優(yōu)良的管件和閥門(mén)，減少漏損和杜絕漏損。泵站排水泵電動(dòng)機(jī)及消防水泵等設(shè)備的運(yùn)行方式，均采用變送器自動(dòng)控制。設(shè)備選擇節(jié)能型產(chǎn)品。機(jī)組設(shè)備安全、可靠是提高水能利用的前提和條件，設(shè)計(jì)中水力機(jī)械設(shè)備優(yōu)選應(yīng)用成熟、可靠的設(shè)備。

2 電氣節(jié)能

泵站年利用小時(shí)數(shù)較低。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)用電負(fù)荷的特性和變化規(guī)律，合理選擇電力變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)、變壓器容量和臺(tái)數(shù)，通過(guò)運(yùn)行方式擇優(yōu)，合理調(diào)整負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電力變壓器及配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)，以達(dá)到電力變壓器最佳的節(jié)能效果。節(jié)能在變壓器領(lǐng)域仍在繼續(xù)。

為減少起動(dòng)電流的沖擊，電動(dòng)機(jī)設(shè)有軟起動(dòng)裝置。為提高功率因數(shù)，降低線(xiàn)路損耗，在各泵站低壓母線(xiàn)上設(shè)有無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

廠(chǎng)用電設(shè)備及其配套系統(tǒng)中，分析廠(chǎng)用電主要耗能設(shè)備及其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，做到合理用電，提高電能利用效率。合理設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)，采用分級(jí)分塊控制方式，非常規(guī)監(jiān)視區(qū)域照明開(kāi)關(guān)采用聲光控開(kāi)關(guān)等。采用光效高、壽命長(zhǎng)的電光源，如金屬鹵化物燈、熒光燈、鈉燈以及節(jié)能燈，來(lái)替代白熾燈等高耗能燈具;采用電子鎮(zhèn)流器來(lái)代替高耗能的電感鎮(zhèn)流器;氣體放電燈加裝補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。通過(guò)節(jié)能燈的應(yīng)用減少了電能損耗。在正常照明系統(tǒng)中使用節(jié)能燈做為主光源;取代傳統(tǒng)白熾燈。

表1 白熾燈與節(jié)能燈參數(shù)比較表

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，與白熾燈相比，節(jié)能燈發(fā)光效率提高了5倍以上，降低了電能消耗;同時(shí)，節(jié)能燈的壽命也有了很大提高，極大的降低了后期維護(hù)和設(shè)備更換成本。推薦選用節(jié)能燈型號(hào)為 T5、G5、T8、G13、LED 等。

對(duì)電纜通道進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電纜走向更加合理，減少了電纜用量，從而降低了有色金屬消耗，達(dá)到了良好的節(jié)能降耗效果;電纜長(zhǎng)度的減少，電能在傳輸過(guò)程中的損耗也大為降低。

本工程施工期消耗柴油221 t，汽油84 t，用電量26.5065萬(wàn)kW·h。折合標(biāo)準(zhǔn)煤478.1931 t。運(yùn)行期消耗的能源主要為運(yùn)行水泵、閘門(mén)消耗的電力等能源。估算全部泵站年用電量為548.6417萬(wàn)kW·h，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤674.2806 t。合計(jì)本工程耗能1 152.4738 t標(biāo)準(zhǔn)煤。

渤海泵站更新改造工程建成后，可增加農(nóng)業(yè)灌溉效益為9 784.01萬(wàn)元，增加產(chǎn)量為5 551×104kg。灌區(qū)效益是由渠首工程、灌區(qū)渠道及田間配套工程等共同產(chǎn)生，需要對(duì)其進(jìn)行分?jǐn)?，泵站工程按比例分?jǐn)傉麄€(gè)灌區(qū)工程效益的20%，為1 956.80萬(wàn)元。

本項(xiàng)目能耗指標(biāo)為0.468 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元生產(chǎn)總值(施工期能耗指標(biāo)為0.008 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元生產(chǎn)總值，運(yùn)行期能耗指標(biāo)為0.460 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元生產(chǎn)總值)。低于“十二五”末，黑龍江省單位GDP能源消耗指標(biāo)下降到0.98 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)元的節(jié)能要求。

節(jié)能減耗、污染減排是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的迫切需要。水利工程規(guī)模大，節(jié)能潛力大，做好節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于緩解我國(guó)能源狀況將起到舉足輕重的作用。

本工程從工程規(guī)劃、總布置、建筑物、機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)、施工、工程管理等方面，把節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材等，將節(jié)能落實(shí)到工程中。分別進(jìn)行了節(jié)能降耗綜合設(shè)計(jì)。在大壩設(shè)計(jì)中，進(jìn)計(jì)算合理選擇壩址、壩線(xiàn)、壩型、壩線(xiàn)。在渠道設(shè)計(jì)中，合理選擇渠道邊坡，使工程節(jié)地落實(shí)到實(shí)際中。在設(shè)備選型中，選擇效率高、能耗低的設(shè)備，將節(jié)電落實(shí)到選型中。在灌區(qū)用水量設(shè)計(jì)中，選擇合理的水田、旱田概模數(shù)，并推廣節(jié)水灌溉方法，有效減小了灌區(qū)的用水量，達(dá)到節(jié)水的目的。將在施工中合理選擇施工機(jī)械，避免大馬拉小車(chē)等浪費(fèi)能源。效果很好。黑龍江省松花江干流工程項(xiàng)目能耗指標(biāo)滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)節(jié)能的要求，符合《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》、合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。能耗種類(lèi)和數(shù)量合理，不會(huì)給當(dāng)?shù)啬茉丛斐捎绊憽Ｏ喾?，能更好的促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能量均復(fù)合國(guó)家節(jié)能政策。所以，寧安市渤海泵站更新改造工程項(xiàng)目的用能設(shè)計(jì)是科學(xué)的、合理的。

[1] 把多鐸，馬大玲.水泵及水泵站[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2] 上海市政工程設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè):第三冊(cè)[S].上海:上海市政工程設(shè)計(jì)研究院，2004.

[3] 黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省寧安市渤海泵站更新改造工程可行性研究報(bào)告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2011.