陳本厚

( 貴陽(yáng)市魚(yú)簡(jiǎn)河水庫(kù)管理處，貴陽(yáng)550001)

近年來(lái)，伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，在各類基本建設(shè)項(xiàng)目中，節(jié)能減排已成為一項(xiàng)重要的衡量指標(biāo)。特別是在水利工程的設(shè)計(jì)中，人們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，包括項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究、初步設(shè)計(jì)等，結(jié)合現(xiàn)行的國(guó)家有關(guān)節(jié)能方面的政策、法規(guī)，更要注重節(jié)能。水利工程在人們生活中發(fā)揮著重要的作用，因此加強(qiáng)其節(jié)能設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

1 工程概況

貴陽(yáng)市魚(yú)簡(jiǎn)河水庫(kù)位于息烽縣西山鄉(xiāng)小甫村。水庫(kù)大壩距貴陽(yáng)市中心68 km，距息烽縣城17 km，總庫(kù)容1 040 萬(wàn)m3，大壩壩高81 m，壩頂軸線長(zhǎng)196 m，壩體為碾壓混凝土雙曲拱壩。魚(yú)簡(jiǎn)河水庫(kù)是自改革開(kāi)放以來(lái)貴陽(yáng)市興建的第一座中型水庫(kù)，建設(shè)總投資1．57 億元。工程由水庫(kù)大壩，陽(yáng)朗排洪渠，農(nóng)灌渠道三大部份組成，具備農(nóng)灌、排引洪、人飲、工業(yè)供水等功能。水庫(kù)配套農(nóng)灌渠長(zhǎng)96 km，灌區(qū)總灌面0．16 萬(wàn)hm2。陽(yáng)朗排洪渠長(zhǎng)3．2 km，校核排洪流量32 m3/s。人飲主要為下游1．2 萬(wàn)人提供飲用水源。工業(yè)供水主要向開(kāi)磷集團(tuán)提供工業(yè)用水，原設(shè)計(jì)用水量365 萬(wàn)m3/a。在各方的努力下，水庫(kù)大壩于2002年10月開(kāi)工，2005年5月建成并投入試運(yùn)行。

2 調(diào)查分析

根據(jù)上述工程，可以知道，魚(yú)簡(jiǎn)河水利工程已完工部分:①大壩主體;②總干渠，東干渠;③陽(yáng)朗排洪渠;④管理房。魚(yú)簡(jiǎn)河水利工程附屬工程完工部分:①配套碼頭工程;②配套飲用水工程;③二坪子水土保持示范園區(qū)( 1、2、3 期) 工程。從2005年5月大壩建成起，工程已為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。2011年7月，興建了魚(yú)簡(jiǎn)河水庫(kù)向息烽縣城供水應(yīng)急工程，當(dāng)年12月完工，已向息烽縣城提供了近半年安全可靠的飲用水。

3 水利工程節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3．1 質(zhì)量意識(shí)淡薄

在水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，管理人員和技術(shù)人員忽略質(zhì)量控制，缺乏質(zhì)量意識(shí)，導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計(jì)工程不能有序進(jìn)行，例如，勘測(cè)單位不夠重視基礎(chǔ)資料的收集與整理;設(shè)計(jì)單位不能有效地收集、整理和分析陳舊的基礎(chǔ)資料，在資金投入上沒(méi)有安排，對(duì)新資料的收集造成了障礙，造成設(shè)計(jì)依據(jù)額不足，留下了隱患。因此，要想保證水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須要加強(qiáng)設(shè)計(jì)單位的教育和培訓(xùn)，強(qiáng)化水利設(shè)計(jì)工作管理，培養(yǎng)技術(shù)人員、管理人員較強(qiáng)的質(zhì)量管理意識(shí)，還要嚴(yán)格要求設(shè)計(jì)人員認(rèn)真進(jìn)行勘探、準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)工作，以保證水利工程節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3．2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念的缺失

由于設(shè)計(jì)單位在整個(gè)設(shè)計(jì)階段中，沒(méi)有認(rèn)真比較分析施工方案和進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的深入研究，更缺少技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念。再加上業(yè)主的過(guò)分干預(yù)，造成了多處修改施工詳圖，不僅造成了嚴(yán)重的損失，還引起了施工單位的經(jīng)濟(jì)索賠。因此，在進(jìn)行水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念的研究，針對(duì)這一問(wèn)題，及時(shí)協(xié)調(diào)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位，這樣能夠避免造成因設(shè)計(jì)更改和調(diào)整造成的損失，使得資金、進(jìn)度、質(zhì)量3個(gè)方面達(dá)成一致。

3．3 節(jié)能設(shè)計(jì)的不規(guī)范

在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)工作時(shí)，沒(méi)有進(jìn)一步比較和論證設(shè)計(jì)方案，更沒(méi)有按照招標(biāo)設(shè)計(jì)、施工詳圖設(shè)計(jì)等等，這就造成了節(jié)能設(shè)計(jì)的不規(guī)范操作，使得在設(shè)計(jì)中存在著許多問(wèn)題，例如不能充分說(shuō)明結(jié)構(gòu)圖、工程量和工程費(fèi)用的計(jì)算;沒(méi)有有效的補(bǔ)充、完善、論證設(shè)計(jì)方案;沒(méi)有逐步補(bǔ)充完善基礎(chǔ)資料，往往是直接搬用上一設(shè)計(jì)階段的。

4 水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)，主要是從工程設(shè)計(jì)、用能品種、用電設(shè)備、水利泵站變壓器等方面進(jìn)行控制，下面就從這些方面，介紹節(jié)能措施。

4．1 工程設(shè)計(jì)的節(jié)能設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)的節(jié)能設(shè)計(jì)需要在確保系統(tǒng)安全、可靠的前提下，選擇合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，做好工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用能耗低的施工設(shè)備、機(jī)電設(shè)備，合理調(diào)度、合理安排施工秩序，這樣不僅能夠提高設(shè)備的嚴(yán)密性，防止泄露，還能減少施工設(shè)計(jì)中不必要的燃料消耗。

4．2 用能品種的節(jié)能設(shè)計(jì)

根據(jù)水利工程相關(guān)的設(shè)計(jì)方案及施工組織設(shè)計(jì)，正確計(jì)算工程施工期和運(yùn)行期的用能品種、數(shù)量，再換算為標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量，以此可以分別計(jì)算出工程施工期和運(yùn)行期折合為標(biāo)準(zhǔn)煤的用能總量，人們根據(jù)這些可以有效加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)。水利工程常用的用能品種與標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 用能品種與標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)表

4．3 用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

水利節(jié)能工程設(shè)計(jì)中，選擇合適的用電設(shè)備也能滿足體現(xiàn)節(jié)能要求。例如:①合理選擇水泵。新建水利工程的水泵多為大中型軸流型式，可供不同用戶選擇這類產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)正確比較水泵參數(shù)，嚴(yán)格按實(shí)際需求，全面考慮葉片安放角、水泵泵型、門(mén)徑和比轉(zhuǎn)速等，這樣才能使得用電設(shè)備能夠適應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況;②采用直連的方式。在水利工程用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要求轉(zhuǎn)速一致，采用直連的方式，通過(guò)齒輪變速箱連接電動(dòng)機(jī)和水泵，這就決定了與之配套的電動(dòng)機(jī)必須保持低速，這樣的方式比較經(jīng)濟(jì)劃算。根據(jù)節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃的要求，水利工程中的水泵機(jī)組以及各類閘門(mén)啟閉設(shè)備的電能消耗是工程運(yùn)行期間的主要能源消耗，這能使得主要耗能設(shè)備能源效率達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。與水利工程有關(guān)的主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)，見(jiàn)表2。

由表2 可見(jiàn)，在對(duì)主要耗能設(shè)備選型設(shè)計(jì)中，對(duì)于運(yùn)行工況變化較大的泵站，應(yīng)按照有關(guān)政策要求，配備必要的調(diào)節(jié)和控制設(shè)備，選擇運(yùn)行效率高、節(jié)能效果好的設(shè)備，以保證運(yùn)行期間水泵機(jī)組能高效運(yùn)行。

表2 主要耗能設(shè)備能效指標(biāo)表

4．4 水利泵站變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

為了節(jié)省工程投資和今后運(yùn)行管理的方便，在設(shè)計(jì)的水利泵閘工程中，必須設(shè)置專用的10 ～0．4 kV 降壓變壓器給電動(dòng)機(jī)供電，如果電機(jī)容量＜250 kW 時(shí)，都選用380 V 電動(dòng)機(jī)，這樣就能避免泵閘電動(dòng)機(jī)用電量較大的情況。除在災(zāi)害性天氣時(shí)啟動(dòng)水泵排水外，水利工程的排水泵站一般年運(yùn)行小時(shí)數(shù)相對(duì)較少。所以在設(shè)計(jì)這類泵站的供電方案時(shí)，不投入運(yùn)行平時(shí)主變壓器，另配站用變壓器，由站用變壓器給站用電供電，這樣避免大電機(jī)啟動(dòng)和停止運(yùn)行時(shí)的沖擊，但是工程投資有所增加。此外，水利泵站的變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅節(jié)約大量的能源，還提高了供電的可靠性，減少變壓器的有功損耗。其中變壓器的有功損耗按下式計(jì)算:

式中:△p 為變壓器的有功損耗，kW; Pd 為變壓器的空載損耗，kW;Pk 為變壓器的短路損耗，kW;B 為變壓器的負(fù)載率。

根據(jù)上式，可以知道，要想加強(qiáng)水利泵站變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)，需要選用具有良好的制作工藝的節(jié)能型變壓器，采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向硅鋼片，特別是使用有鐵芯的渦流損耗及漏磁耗損組成的變壓器，綜合考慮變壓器損耗和變壓器短路電流的平衡關(guān)系，選用短路阻抗合適的變壓器，如銅芯變壓器，這樣不僅能夠降低變壓器的短路損耗和有功損耗，還大大降低了變壓器電阻，增大通過(guò)電流。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能設(shè)計(jì)是水利工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)全新的課題。這就需要在設(shè)計(jì)中，結(jié)合水利工程的特點(diǎn)，嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，合理分析工程的節(jié)能效果，有針對(duì)性的確定工程的節(jié)能措施，以完善水利工程設(shè)計(jì)內(nèi)容，這將具有十分深遠(yuǎn)的意義。

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