劉 波

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

松溪供水工程節(jié)能方案設(shè)計(jì)

劉 波1，2

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

節(jié)能減排效果已成為衡量基本建設(shè)工程項(xiàng)目的一項(xiàng)重要指標(biāo)，依據(jù)松溪供水工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出了節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并對(duì)工程建設(shè)期和運(yùn)行期能耗進(jìn)行分析，得到了節(jié)能效果評(píng)價(jià)結(jié)果，認(rèn)為該工程設(shè)計(jì)已達(dá)到國(guó)家要求的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，符合節(jié)能要求。

節(jié)能措施；效果評(píng)價(jià)；松溪供水工程

轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，開展節(jié)能減排，對(duì)山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。水利工程作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要一環(huán)，有必要從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)做好節(jié)能工作，促進(jìn)國(guó)家及全省節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。特別是在節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)節(jié)能方面的政策、法規(guī)和規(guī)范及山西省相關(guān)規(guī)劃與應(yīng)對(duì)措施，結(jié)合水利工程自身特點(diǎn)和實(shí)際情況，從工程規(guī)劃、方案布置、建筑物構(gòu)建、機(jī)電設(shè)備配套等方面入手，選取合適的工程節(jié)能技術(shù)措施，對(duì)工程建設(shè)期和運(yùn)行期進(jìn)行能耗分析，以合理確定工程項(xiàng)目的總體能耗目標(biāo)。

1 工程概況

昔陽(yáng)縣地處山西省東部太行山西麓，是水資源較為貧乏的地區(qū)之一，松溪供水區(qū)分布于松溪河兩岸，為該縣的工業(yè)企業(yè)和人口密集地區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，區(qū)域內(nèi)的水資源供需矛盾日漸突出，成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。因此，大力開發(fā)區(qū)域內(nèi)有限的地表水資源，通過(guò)水庫(kù)樞紐的蓄水和調(diào)水能力，滿足供水區(qū)對(duì)水資源的需求，對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

松溪供水工程地處昔陽(yáng)縣城東南部，主要包括水源和輸水兩大部分。其中作為水源工程的口上水庫(kù)是一座位于昔陽(yáng)縣松溪河河道上以供水、灌溉及防洪為主的小型水庫(kù)，工程供水對(duì)象為昔陽(yáng)縣城、界都鄉(xiāng)、趙壁鄉(xiāng)等處的城鎮(zhèn)居民生活和工業(yè)用水。輸水工程部分包括2座加壓泵站（庫(kù)區(qū)泵站、界都泵站）和29.8km的輸水線路。

2 節(jié)能措施

松溪供水工程的主要能耗分建設(shè)期和運(yùn)行期兩方面。工程建設(shè)期的能耗主要是施工設(shè)備的電力、燃油消耗；工程運(yùn)行期主要是供水泵站、水庫(kù)泄洪設(shè)施、控制閘門、工程管理部門日常辦公設(shè)施的電力消耗。為滿足工程建設(shè)期和庫(kù)區(qū)取水泵站運(yùn)行的能源需求，利用原有東冶頭村的35kV變電站，距取水泵站約5km；為滿足界都加壓泵站的能源需求，在距2km左右新建一個(gè)35kV變電站，為工程運(yùn)行提供可靠的電力保障。根據(jù)松溪供水工程組成和主要建構(gòu)筑物情況，節(jié)能設(shè)計(jì)主要從輸水工程、建筑物、機(jī)電、金屬結(jié)構(gòu)、施工、日常運(yùn)行管理等方面考慮。

2.1 輸水工程系統(tǒng)主要節(jié)能措施

輸水工程包括兩座加壓泵站和輸水管路系統(tǒng)，節(jié)能措施從水庫(kù)水頭利用、供水線路選擇和管材選定三方面考慮。

2.1.1 水庫(kù)水頭利用

泵站直接由口上水庫(kù)取水，充分利用水庫(kù)的供水水頭壓力，盡量降低取水泵站的供水揚(yáng)程。庫(kù)區(qū)取水泵站的進(jìn)水口高程必須達(dá)到口上水庫(kù)的最低運(yùn)行水位以上，泵站機(jī)組的選型應(yīng)按照滿足口上水庫(kù)最高運(yùn)行水位和最低運(yùn)行水位的要求，保證工程在水庫(kù)高水位和低水位運(yùn)行時(shí)能夠充分利用現(xiàn)有水頭壓力，盡量降低實(shí)際水位運(yùn)行時(shí)的電能消耗。同時(shí)，庫(kù)區(qū)取水泵站的選型要根據(jù)水庫(kù)水位的變動(dòng)情況來(lái)選擇水泵的型號(hào)和運(yùn)行工況，結(jié)合水庫(kù)實(shí)際調(diào)度運(yùn)行要求，合理確定各個(gè)供水對(duì)象或單元的引水需求。界都加壓泵站在進(jìn)行水泵機(jī)組選型時(shí)，需綜合考慮各個(gè)供水對(duì)象或單元之間的流量匹配，由于受水區(qū)的農(nóng)業(yè)供水是間歇性的，因而農(nóng)業(yè)供水水泵機(jī)組可以作為工業(yè)和居民生活用水備用機(jī)組，以減少備用材料的使用和消耗量。

2.1.2 供水線路輸水方式及線路選擇

整個(gè)輸水線路采用全封閉式管道輸水，以減少輸水過(guò)程中的水量損失，降低工程因多余的輸水損失而帶來(lái)的能耗；同時(shí)，輸水線路要盡可能利用現(xiàn)有的河灘、道路等地形條件，減少線路中水平或豎向轉(zhuǎn)彎，采用平滑曲線以降低輸水線路中的局部水頭損失。

2.1.3 輸水工程管材選擇

輸水工程的管材選擇要以滿足工程可靠、安全運(yùn)行為前提，盡可能選擇管道壁糙率小、水力輸水條件好的管材，以降低輸水線路沿程水頭損失。

2.2 建筑物設(shè)計(jì)節(jié)能措施

泵站廠房和工程管理用房應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能、要求以及工程所在地的氣候條件，合理確定各建筑物照明、采暖、通風(fēng)等的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)，采用新型節(jié)能環(huán)保型的圍護(hù)材料建筑，使各建筑物設(shè)計(jì)和施工均能達(dá)到國(guó)家節(jié)能要求。

2.3 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)能措施

水泵機(jī)組以及各類金屬閘門啟閉設(shè)備的電能消耗是工程運(yùn)行期間的主要能源消耗。在設(shè)備選型中，應(yīng)采用國(guó)內(nèi)外同類較為成熟和先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，盡量選用運(yùn)行效率高、節(jié)能效果好的設(shè)備；配備必要的控制設(shè)備，保證水泵各機(jī)組在各工況下均能高效運(yùn)行，滿足運(yùn)行期節(jié)能要求。

2.4 施工節(jié)能措施

施工期間的能耗主要是各類施工機(jī)具、運(yùn)輸車輛的燃油消耗，特別是在壩體填筑階段所需的運(yùn)輸、碾壓機(jī)具等的燃油消耗。因此，在施工組織設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)工程壩址區(qū)和料場(chǎng)區(qū)的地形條件，采用先進(jìn)的施工技術(shù)，優(yōu)化各施工階段的運(yùn)輸及碾壓程序，盡可能減少施工期燃油消耗，以滿足建設(shè)期的節(jié)能要求。

2.5 工程運(yùn)行節(jié)能管理

在工程運(yùn)行中，根據(jù)工程建設(shè)任務(wù)、設(shè)計(jì)方案、工程調(diào)度運(yùn)用方式、生產(chǎn)設(shè)備組成及其性能特點(diǎn)等，合理確定節(jié)約能源、降低能耗的措施。工程供水運(yùn)行調(diào)度方案，要根據(jù)用水對(duì)象或單元的特點(diǎn)，分析其變動(dòng)區(qū)間、時(shí)間等特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)有各供水工程的調(diào)節(jié)設(shè)備和調(diào)節(jié)能力，合理確定供水水泵機(jī)組的開機(jī)數(shù)量和運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度方案，確保各機(jī)組均能高效運(yùn)行，以盡可能減少不必要的能量消耗，從而達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。

3 能耗分析

工程建設(shè)期間的能耗主要是施工機(jī)具、設(shè)備的電力、燃油消耗。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)方案，總工期2年，各類施工機(jī)具、設(shè)備等共需消耗電力1810萬(wàn)kW·h，消耗柴油729t，消耗汽油46t，以上各項(xiàng)共計(jì)折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.35萬(wàn)t。工程運(yùn)行期間的能耗主要以電力消耗為主，其中，庫(kù)區(qū)取水泵站裝機(jī)容量1800kW，年耗電量982.8萬(wàn)kW·h；界都加壓泵站裝機(jī)容量320kW，年耗電量1.75萬(wàn)kW·h；各類泄洪設(shè)施、泵站進(jìn)水控制閘門配電總?cè)萘?00kW，年耗電量約0.42萬(wàn)kW·h；工程管理部門日常辦公、生活配電容量約80kW，年耗電量約0.58萬(wàn)kW·h；以上各項(xiàng)合計(jì)年耗電量985.55萬(wàn)kW·h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.12萬(wàn)t。

工程建設(shè)期能耗高于1萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，已達(dá)到重點(diǎn)用水單位的要求；工程運(yùn)行期能源消耗目的是向昔陽(yáng)縣城、界都鄉(xiāng)、趙壁鄉(xiāng)等周邊的用水戶供水，耗能指標(biāo)遠(yuǎn)低于重點(diǎn)用水單位標(biāo)準(zhǔn)，在一般企業(yè)中屬較低水平。由于本工程運(yùn)行期能源年消耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.12萬(wàn)t，而供水所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為4359萬(wàn)元/年，單位經(jīng)濟(jì)效益耗能0.28t/萬(wàn)元；所產(chǎn)生的財(cái)務(wù)收入為1764萬(wàn)～3339萬(wàn)元，單位財(cái)務(wù)收入耗能為0.68～0.36t/萬(wàn)元。這些指標(biāo)遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀及2020年單位GDP耗能指標(biāo)（山西省2020年要降到4.8t/萬(wàn)元以下）要求，低于山西省及全國(guó)的平均指標(biāo)。因此，本工程建設(shè)符合節(jié)能要求。

TV674 ［

］C ［

］1004-7042（2016）07-0028-02

劉波（1986-），男，太原理工大學(xué)水利科學(xué)和工程專業(yè)碩士研究生在讀。

2016-05-08；

2016-06-16