□宋 升（新疆奎屯農(nóng)七師勘測設計研究院）

□郭元元（四川省岷源水利水電工程設計有限公司）

隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，能源的供需矛盾日益突出，可持續(xù)發(fā)展和綠色經(jīng)濟概念將成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主導方向。作為現(xiàn)代能源的主導，水利水電行業(yè)也需要及時轉(zhuǎn)變觀念，在節(jié)能降耗上加大投入，合理有效的利用能源。文章結(jié)合新疆某河梯級水電站工程特點，從工程的設計、施工、運行等每一個環(huán)節(jié)進行節(jié)能設計，挖掘節(jié)能的潛力，取得了良好的節(jié)能效益。

1.概述

1.1 項目概況

××河四級水電站位于新疆奎屯市境內(nèi)，為××河水能規(guī)劃七級開發(fā)方案中的第四級水電站，系引水式開發(fā),任務為發(fā)電。電站總裝機容量2.0萬kW，多年平均發(fā)電量0.78億kW·h，向新疆兵團農(nóng)七師電網(wǎng)供電。

1.2 工程施工特性

水電站地處新疆××河新渠首下游約9.5km、烏伊公路以南11km處，東距奎屯市80km，緊鄰烏伊公路，交通便利，能滿足本工程施工和運行要求。

根據(jù)實地勘察，料場就近選在該河河床內(nèi)，骨料豐富，可滿足工程需求。

水電站工程為引水式電站，工程施工占線長。水電站主要建筑物有：引水渠、前池、壓力管道、廠房、尾水渠、退水渠、升壓站。工程各施工區(qū)分布范圍廣，相互間施工干擾小。

施工控制性進度：工程準備期安排在第一年3-4月初進行，重點進行混凝土拌和系統(tǒng)和砂石料場的修建；主體工程施工期為12個月，時間為第一年4月1日至第二年3月30日。

2.能耗分析與計算

該水電站工程在建設期間主要消耗的能源為柴油、汽油和電力等；在運行期間主要消耗電力等。根據(jù)工程設計方案及施工組織設計，對工程施工期和運行期的用能品種、數(shù)量進行計算。在此基礎上，將各個用能品種的用量換算為標準煤數(shù)量，以此可以分別計算出工程施工期和運行期折合為標準煤的用能總量。

2.1 施工期能耗分析與計算

該水電站施工過程能源消耗包括施工設備耗能和施工工廠設施耗能，本工程施工期能耗總量為：油1680t，其中施工設備用油1167.1t，工廠設施用油212.9t；電395.6萬kW·h。其中施工設備耗電240.6萬kW·h，機械修配及綜合加工系統(tǒng)耗電17萬kW·h，供風系統(tǒng)耗電 25萬kW·h，供水系統(tǒng) 14萬 kW·h，生產(chǎn)性建筑物耗電75萬kW·h，生活福利設施耗電60萬kW·h。

2.2 運行期能耗分析與計算

水電站運行期主要耗電設備有電站油、氣、水系統(tǒng)電動機，給排水系統(tǒng)電動機，電站照明系統(tǒng)，通風空調(diào)設備等。電站油、氣、水系統(tǒng)的年用電量為5.68萬kW·h；給排水系統(tǒng)年用電量為0.4萬kW·h；電站照明系統(tǒng)年用電量為30.71萬kW·h；通風空調(diào)系統(tǒng)年用電總量為28.52萬kW·h；電站金屬結(jié)構(gòu)設備、二次設備、通信設備及其它零星用電設備年用電量都很小。本電站運行期全年生產(chǎn)用電量為65.31萬kW·h。

水電站平均年發(fā)電量為0.78億kW·h，運行期廠用電年總能耗為平均年發(fā)電量的0.84%。

以上測算與已建類似小型水電站工程相比，廠用電年總能耗仍有降低的潛力。

3.主要節(jié)能降耗措施

水利水電工程節(jié)能降耗分析包括了工程從設計、施工到運行的每個環(huán)節(jié)，因此，相應采取的節(jié)能降耗措施主要從工程的設計節(jié)能、施工期節(jié)能、運行期節(jié)能三個環(huán)節(jié)分別考慮。

3.1 工程設計中節(jié)能措施

結(jié)合水電站工程地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及氣象水文資料，在工程總體布置和主要建筑物設計中，充分體現(xiàn)了節(jié)能理念。在土石方開挖與回填、混凝土澆筑、機組選型等過程中，結(jié)合本工程特點，應做好以下幾點：

3.1.1 做好工程的優(yōu)化設計，選擇合理、經(jīng)濟的設計方案，在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行前提下，防止設備選型富裕度過大；

3.1.2 針對本工程土石方開挖回填量較大，應優(yōu)先做好土石方平衡計算與分析，盡量利用引水渠及廠區(qū)開挖料填筑碾壓，盡量減少運輸距離，以減少施工期間能耗；

3.1.3 選用低能耗的挖掘設備，減少能源消耗；

3.1.4 在滿足設計要求的前提下，優(yōu)化混凝土配比，提高工作效率；

3.1.5 選用高效率機組、暖通空調(diào)及照明系統(tǒng)等設備，減少運行期間的能源消耗；

3.1.6 施工組織設計中合理調(diào)度、合理安排施工次序，減少不必要的燃油消耗。

3.2 施工期中節(jié)能措施

根據(jù)本工程的施工特點，在工程施工期，建議業(yè)主、監(jiān)理等單位采取如下節(jié)能措施：

3.2.1 在業(yè)主領(lǐng)導下，成立“節(jié)能降耗領(lǐng)導小組”，根據(jù)不同施工階段特點，明確節(jié)能降耗工作重點，制定節(jié)能降耗指標，分解落實，監(jiān)督、檢查參建單位的節(jié)能降耗措施及其執(zhí)行情況，并加強參建單位的現(xiàn)場施工、管理及服務人員的節(jié)能降耗教育；

3.2.2 施工單位應優(yōu)選施工設備及其配套設施，防止設備富裕度過大，造成能源浪費；

3.2.3 施工單位應選擇合理的施工技術(shù)和施工工藝，合理安排施工進度；

3.2.4 施工單位定期對施工機械設備進行維修、保養(yǎng)，減少設備故障率，保證設備安全連續(xù)運行；

3.2.5 生產(chǎn)、生活建筑物的設計盡可能采用自然照明，提高生活區(qū)使用太陽能（熱能）的比例，減少電熱用電；

3.2.6 場內(nèi)交通加強組織管理及道路維護，確保道路暢通，使車輛能按設計時速行駛，減少堵車、停車、剎車，從而節(jié)約燃油；

3.2.7 監(jiān)理單位應認真履行職責，對施工整個過程嚴格要求，發(fā)現(xiàn)施工過程中資源、能源浪費問題及時糾正。

3.3 運行期節(jié)能措施

在水電站投運后，應加強設備的維護，同時還可注意以下問題：

3.3.1 制定節(jié)能管理制度，確定能耗指標；

3.3.2 對主要電氣設備運行，定期進行巡視觀察，將問題處理在事故發(fā)生前，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證設備長期安全穩(wěn)定運行；

3.3.3 供水泵盡量采用變頻電機，實現(xiàn)供水泵流量揚程的最佳匹配，節(jié)能運行；

3.3.4 廠用電負荷運行盡量分配均勻，盡量避免變壓器空載或帶小負荷運行，降低空載損耗。主要照明場所應做到燈具分組控制，根據(jù)不同工作環(huán)境的照明需要調(diào)整照度，不需要照明的時候應隨時關(guān)掉電源，以達到全廠節(jié)能運行；

3.3.5 暖通空調(diào)系統(tǒng)運行節(jié)能是依靠暖通空調(diào)自控系統(tǒng)來保證的，加強暖通空調(diào)自控系統(tǒng)的維護運行管理。當暖通空調(diào)自控系統(tǒng)故障時，應采取手動調(diào)節(jié)控制的措施，以滿足節(jié)能需求。

4.節(jié)能降耗效益分析

4.1 替代火電的節(jié)煤效益

水電站建成后將電送往農(nóng)七師電網(wǎng)，考慮電力系統(tǒng)負荷特性、電源組成及電站調(diào)節(jié)性能等因素，經(jīng)綜合分析計算，本電站投入運行后，可替代火電裝機容量2.0萬kW，正常運行期替代火電電量為0.78億kW·h。按電網(wǎng)火電標準煤耗采用404g/(kW·h)計算，每年可節(jié)約標煤1.94萬t。

4.2 減排溫室氣體和其它污染物效益

水電站為引水式電站，電站運行期溫室氣體CO2排放量近乎為零，SO2排放量為零。其每年替代火電節(jié)約標煤可減少CO2排放量 5.08萬 t，減少 SO2排放量165t，煙塵124t。

5.結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

5.1.1 水電站裝機容量20MW，多年平均年發(fā)電量0.78億kW·h，正常運行期替代火電電量為0.78億kW·h，每年可節(jié)約標煤1.94萬t，可減少CO2排放量5.08萬t。

5.1.2 水電站施工建設過程主要耗能項目集中在工程量較大的引水渠土石方開挖工程、前池、廠房填筑工程和施工輔助工廠，主要耗能設備主要為運輸設備、挖裝設備、通風設備及施工工廠的機械設備，而生產(chǎn)性房屋、倉庫及生活設施的能耗相對較少。主要消耗的能源有電能和柴油等，施工期節(jié)能設計的重點就在于選擇經(jīng)濟高效的施工技術(shù)方案，將節(jié)能降耗落實到施工材料、設備、工藝等技術(shù)措施上。在采取了節(jié)能降耗措施后，預測水電站施工期的能耗總量為：油1680t，電395.6萬kW·h。

5.1.3 水電站運行期主要耗能設備有電站油、氣、水系統(tǒng)電動機，給排水系統(tǒng)電動機，電站照明系統(tǒng)，通風空調(diào)設備等，其主要消耗的能源為電能。節(jié)能設計的重點在于合理樞紐布置及建筑物優(yōu)化設計，合理機電設備選型及輔助系統(tǒng)設計，因地制宜選擇電站暖通空調(diào)、照明系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)。經(jīng)分析預測，電站運行期年總能耗為65.31萬kW·h，為年發(fā)電量的1.36%。其與已建類似小型水電站工程相比，廠用電年總能耗仍有降低的潛力。

5.2 建議

為貫徹科學發(fā)展觀，保證水能資源的合理利用，充分發(fā)揮水電站的節(jié)能降耗作用，在工程建設期需要加強建設管理，在運行中需要加強設備維護，切實保障各項節(jié)能措施到位。

[1]賈洪晶，王超，劉萬金.水利工程節(jié)能設計示例〔J〕.黑龍江水利科技，2010（6）84-85.

[2]李慶生.節(jié)能技術(shù)在水利工程設計中的應用〔J〕.能源技術(shù)，2001（1）32-34.

[3]藍雪春,李培先，朱松.水土保持方案中土石方平衡的節(jié)能減排效益淺析〔J〕.浙江水利科技，2009（1）29-30.

[4]郭應杰.水利工程節(jié)能的意義和措施探析〔J〕.大科技，2011（16）.

[5]王志.探討水利工程中設計節(jié)能措施的應用〔J〕.大科技，2011（11）.