胡海濤，王永剛

（中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610072）

節(jié)能工作是國家當(dāng)前宏觀調(diào)控的重點。水電水利規(guī)劃設(shè)計總院在2007年頒布了《水電工程可行性研究節(jié)能降耗分析篇章編制暫行規(guī)定》，要求水電工程（含新建、改建和擴建）在可行性研究階段，應(yīng)開展節(jié)能降耗設(shè)計和分析工作，編制節(jié)能降耗分析篇章。下文通過對長河壩水電站、黃金坪水電站等工程項目節(jié)能降耗篇章等編制工作的總結(jié)，提出了能耗計算的方法。

1 能耗分析計算所需基本資料

能耗分析計算所需主要資料如下。

1）工程總工程量及分年度工程量。

2）施工組織設(shè)計方案。

3）工程所需主要建筑材料總量及分年度需要量。

4）工程主要施工機械設(shè)備選型。

5）施工工廠規(guī)模及設(shè)備選型。

6）主要機電設(shè)備型號、數(shù)量。

7）廠房油、氣、水等生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的主要設(shè)備型號、數(shù)量。

8）主要金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備數(shù)量。

9）生產(chǎn)管理和生活福利設(shè)施（臨時、永久）的規(guī)模。

2 能耗分析與計算

水電工程在施工期主要消耗的能源為油料、電能等；在運行期以消耗電能為主。施工期及運行期的年能耗量和能耗總量，需根據(jù)工程水工樞紐設(shè)計方案、施工組織設(shè)計方案及電站運行方式進(jìn)行計算。

2.1 施工期能耗分析計算

水電工程施工期的能耗主要由3部分組成：

1）主體及臨時建筑物的開挖、填筑及混凝土澆筑等施工設(shè)備的耗能。

2）施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗（施工工廠、倉庫等）。

3）施工營地的能耗（承包商營地、建設(shè)單位營地）。

在分析和統(tǒng)計施工生產(chǎn)過程中施工設(shè)備、施工工廠及生產(chǎn)性建筑物的能耗總量和能源利用效率指標(biāo)時，主要依據(jù)《水電建筑工程概算定額》（2007年版）、《水電設(shè)備安裝工程概算定額》（2003年版）及《水電工程施工機械臺時費定額》（2004），結(jié)合各項施工作業(yè)的施工方法、機械設(shè)備配套和選型、施工工廠工藝流程和設(shè)備選型以及施工總布置、施工總進(jìn)度等情況進(jìn)行計算。

2.1.1 主體及臨時建筑物施工設(shè)備能耗計算

水電工程主體及臨時工程的施工機械設(shè)備主要以油耗設(shè)備和電耗設(shè)備為主，其中土石方開挖和填筑項目施工以油耗設(shè)備為主；噴錨支護、灌漿及基礎(chǔ)處理等項目施工以電耗設(shè)備為主；混凝土澆筑項目施工既有油耗設(shè)備又有電耗設(shè)備。

1）施工設(shè)備能耗計算

計算公式如下：

式中：Q——完成某種作業(yè)（如土方開挖、混凝土澆筑等）的某種施工設(shè)備消耗的某種能源（如電、油等）總量，kg或kW·h等；N——該施工設(shè)備為完成該項作業(yè)所需總臺時數(shù)；q——由臺時費定額查得的該種施工設(shè)備每臺時的該種能源消耗量，（kg或kW·h等）/臺·h；V——該作業(yè)項目的總工程量，m3，t等；t——根據(jù)該項作業(yè)的施工方法由概算定額查得的該種施工設(shè)備完成單位該項作業(yè)所需臺時數(shù)，臺時/（m3，t等）。

用公式（1），（2）計算出某項作業(yè)中的各種主要施工設(shè)備的各種能耗量，然后對能耗量按種類分別匯總，進(jìn)而可得出該作業(yè)的各種能耗總量。

2）單位能耗指標(biāo)計算

計算公式如下：

式中：P——完成某項作業(yè)（如土方開挖、混凝土澆筑等） 的單位能耗指標(biāo)，kg/m3，kW·h/m3或 kg/t，kW·h/t等；∑Q——該項作業(yè)中各種設(shè)備所消耗某種能量的總和；V——該作業(yè)項目的總工程量，m3，t等。

計算出某項作業(yè)的每種能源的單位能耗指標(biāo)后，再根據(jù)施工總進(jìn)度安排的該項作業(yè)的分年度完成的工程量計算出分年度的各種能耗量，匯總后，得到總能耗量?？闪斜磉M(jìn)行計算。

2.1.2 施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能耗計算

水電工程的施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)主要有砂石骨料加工系統(tǒng)、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、機修汽修系統(tǒng)、綜合加工系統(tǒng)及風(fēng)、水系統(tǒng)等。其主要消耗能源為電、油料。

1）單位油耗指標(biāo)計算。施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的耗油機械主要為裝載、運輸及輔助集料的裝載機、自卸汽車及推土機等，單位油耗指標(biāo)計算公式如下：

式中：Q——某系統(tǒng)中某種設(shè)備小時耗油量，kg/h；N——該系統(tǒng)中該施工設(shè)備所需總量，臺；q——由臺時費定額查得的該種施工設(shè)備每臺時的油料消耗量，kg/（臺·h）；η——該施工設(shè)備的利用系數(shù)，可根據(jù)情況酌情考慮；V——該系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模，kg/h；t——根據(jù)該設(shè)備的運距由概算定額查得的該種施工設(shè)備完成單位工作量所需臺時數(shù)，臺·h/m3；γ——運輸物料的密度，kg/m3；K——運輸損耗系數(shù)，一般可取1.03。

用公式（4），（5）計算出該系統(tǒng)的各種主要施工設(shè)備的小時油耗量，然后進(jìn)行匯總，油耗總量除以該系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模，即可得出該系統(tǒng)的單位油耗量。

2）單位電耗指標(biāo)計算。根據(jù)施工工廠設(shè)備表統(tǒng)計各系統(tǒng)用電設(shè)備的電機功率，然后根據(jù)該系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模計算單位電耗量，計算公式如下：

式中：q——某系統(tǒng)單位電耗量，kW·h/t，kW·h/m3，kW·h/工時、kW·h/臺；Q——該系統(tǒng)中各種用電設(shè)備電機總功率，kW；η——系統(tǒng)生產(chǎn)利用系數(shù)，可根據(jù)情況酌情考慮；V——該系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模，t/h，m3/h，工時/h，臺/h等。

3）分年能耗量計算

根據(jù)計算出的能耗指標(biāo)及各施工工廠分年工作量，可計算出施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的分年能耗量及總能耗量。

2.1.3 生產(chǎn)性建筑物能耗計算

生產(chǎn)性建筑物，主要是指施工工廠的廠房及施工倉庫等，其消耗的主要能源為電能，消耗方式為室內(nèi)外照明。

室內(nèi)及室外照明能耗指標(biāo)，可參照《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊》第四卷中相關(guān)內(nèi)容及國內(nèi)類似工程經(jīng)驗來確定，然后根據(jù)施工工廠及倉庫的工作班制、運行時間和建筑面積、占地面積，計算出分年能耗量及總能耗量。

2.1.4 營地能耗計算

營地包括承包商營地和建設(shè)單位營地，其消耗的主要能源為辦公、生活用電。其綜合用電指標(biāo)，可參考《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊》第四卷中相關(guān)內(nèi)容，并適當(dāng)考慮配備必要的辦公、生活電器酌情選取。

分年能耗量，可根據(jù)分年勞動力人數(shù)、人均建筑面積指標(biāo)和能耗指標(biāo)進(jìn)行計算，分年能耗量匯總后即得總能耗量。

2.2 運行期能耗分析計算

2.2.1 油、氣、水等生產(chǎn)輔助系統(tǒng)能耗計算

運行期的生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，主要有機組技術(shù)供水系統(tǒng)、機組檢修滲漏排水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)，透平油和絕緣油系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、廠區(qū)給排水系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的能耗主要為電能，其能耗量可根據(jù)各系統(tǒng)的用電設(shè)備的功率和年使用時間進(jìn)行計算，各系統(tǒng)設(shè)備的年使用時間，可參考類似工程或根據(jù)經(jīng)驗選用。

2.2.2 生產(chǎn)性建筑物能耗計算

運行期的生產(chǎn)性建筑物，主要是主、副廠房、主變壓器室、GIS室及其它輔助生產(chǎn)建筑物。其消耗的主要能源為電能，消耗方式為室內(nèi)外照明用電。生產(chǎn)性建筑物中的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和給排水泵能耗已在2.2.1中考慮。

生產(chǎn)性建筑物的室內(nèi)及室外照明能耗指標(biāo)，可參照《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊》第四卷中相關(guān)內(nèi)容及國內(nèi)類似工程經(jīng)驗確定，然后根據(jù)各建筑物需要的照明時間和建筑面積、占地面積即可計算出分年能耗量及總能耗量。

2.2.3 辦公、生活設(shè)施能耗計算

運行期，電站的辦公、生活福利設(shè)施消耗的主要能源為辦公、生活用電，其室內(nèi)照明負(fù)荷單位功率綜合指標(biāo)，可參考《民用建筑電氣設(shè)計手冊》中相關(guān)內(nèi)容，并考慮配置一定的辦公、生活電器確定。根據(jù)確定的永久辦公、生活福利設(shè)施的建筑面積及各建筑物的負(fù)荷時間即可計算出能耗量。

3 結(jié) 語

能耗量的計算是節(jié)能降耗分析的基礎(chǔ)，計算方法的科學(xué)與否，直接決定分析成果的是否可靠。由于水電項目的節(jié)能降耗分析工作開展時間較短，目前尚未形成一套統(tǒng)一、完善的計算方法，文中只是根據(jù)筆者參與過的一些水電工程節(jié)能降耗篇章的編制工作，提出了一些計算思路、簡化計算方法及各項指標(biāo)選取的參考依據(jù)。由于認(rèn)識和資料所限，難免存在問題。因此，這還需要廣大水電建設(shè)者廣泛收集近些年已建和在建的工程項目相關(guān)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)的分析，提出更加符合當(dāng)前水電工程建設(shè)實際的能耗指標(biāo)，并最終形成統(tǒng)一的、全面的、科學(xué)的計算方法，為水電工程的節(jié)能降耗分析提供強有力的依據(jù)。