何麗華

摘要： 根據(jù)“水電工程可行性研究報告編制規(guī)程”的相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合水電站設(shè)計要求，從工程設(shè)計和運行兩方面提出了合理性的節(jié)能建議，即必須科學(xué)規(guī)劃、合理設(shè)計、創(chuàng)新管理，同時要注重新型節(jié)能產(chǎn)品的更新?lián)Q代，強化水電站制度管理，提高設(shè)備管護水平。為研究類似水電工程的節(jié)能技術(shù)及措施提供了借鑒與參考。

Abstract： According to the relevant provisions of the "compiling rules for the feasibility study report of hydropower project"， and combined with the design requirements of hydropower station， this paper puts forward some reasonable suggestions on energy saving from the two aspects of engineering design and operation. The hydropower station construction must have scientific planning， reasonable design and innovation management， at the same time the upgrading of new energy saving products must be focused to strengthen the system management of hydropower station and improve the management level of equipment. It provides reference for the research of energy saving technologies and measures of similar hydropower projects.

關(guān)鍵詞： 可行性研究；節(jié)能技術(shù)：節(jié)能措施

Key words： feasibility study；energy saving technology；energy saving measures

中圖分類號：TV52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0061-02

0 引言

節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，加強節(jié)能工作是深入貫徹“堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位”的方針，落實科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，合理利用能源，切實提高節(jié)能水平和能源利用效率的一項重要措施?！笆晃濉币詠?，國家制定了促進節(jié)能降耗的一系列政策措施，以加強節(jié)能降耗工作。因此，水電工程建設(shè)作為能源建設(shè)中的重要組成部分，加強節(jié)能減排工作并落實在工程建設(shè)各階段，具有重要性和緊迫性。

本文所介紹的工程屬水資源利用工程，在工程施工期、運行期均有用能需求，因此，在工程設(shè)計、用能過程中貫徹節(jié)能減排理念，充分利用工程區(qū)地形、地質(zhì)條件和建筑材料條件，選擇合理的施工方法，最大限度地節(jié)約能源。

1 工程概況

某電站水資源綜合利用一期工程的供水任務(wù)是為某左干渠灌區(qū)提供農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)村人飲供水，總供水量4136萬m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉供水量4082萬m3，農(nóng)村生活供水量54萬m3。

按照水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)，工程等別為Ⅳ等，永久性主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。樞紐主要建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。樞紐主要建筑物包括大壩（擋水壩段、溢流壩段）、壩下放空（排砂）洞、引水洞及水電站。

輸水線路由隧洞、明渠、渡槽和倒虹吸等建筑物組成，總長67335m。其中隧洞總長15679.8m，明渠總長45880.8m，渡槽總長1844m，倒虹吸總長3930.4m。

依據(jù)干渠走向，結(jié)合當(dāng)?shù)卮逭瘜嶋H情況，在干渠旁邊地形開闊平坦處，以滿足布置地面泵房、副廠房、降壓站、進水池及生活區(qū)等布置要求泵站，共布置泵站13座。

2 施工總布置

根據(jù)引水工程布置的自然條件和工程條件，施工總布置規(guī)劃遵循因地制宜、因時制宜、有利生產(chǎn)、方便生活、易于管理、安全可靠、經(jīng)濟合理的總原則。

根據(jù)引水工程特點及工程條件，施工總布置進行了主體工程施工區(qū)、施工工廠區(qū)、砂石料開采區(qū)、道路和運輸系統(tǒng)、堆棄渣場、施工生產(chǎn)生活區(qū)等的規(guī)劃。

由于引水工程布置較為分散，施工區(qū)點多面廣，根據(jù)施工需要，采取在輸水線路倒虹吸、渡槽、隧洞進出口工作面、施工支洞口分別布置施工設(shè)施的分區(qū)布置規(guī)劃形式。各施工點根據(jù)施工需要布置相應(yīng)的道路、施工工廠設(shè)施、渣場及生產(chǎn)生活區(qū)等，根據(jù)工程招標(biāo)方案設(shè)計初步規(guī)劃，輸水線路工程共集中布置生產(chǎn)生活區(qū)8個，棄渣場27個。此外，本階段初選了4個石料場，作為輸水線路工程主供石料場，初擬在4個石料場附近各設(shè)置一座碎石加工系統(tǒng)；砂料利用金沙江天然砂，初選了4個砂礫料場，附近設(shè)篩分系統(tǒng)，為各施工點提供工程所需砂石骨料。

3 主要節(jié)能措施

針對水電站工程特點，以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護為重點，具體措施為現(xiàn)場照明用電選用節(jié)能型燈具，各單位優(yōu)選節(jié)能型施工機械，實施水資源節(jié)約項目，盡量回收利用廢水，實施生活節(jié)約用水及合理選擇電動設(shè)備等措施。

通過對工程設(shè)計、耗能設(shè)備、施工技術(shù)和運行管理等方面進行節(jié)能分析來達到依靠科學(xué)技術(shù)、降低能耗，合理利用資源，提高資源利用效率的目的。

3.1 工程設(shè)計方面的節(jié)能措施

①在滿足輸水功能的前提下，以輸水線路短、投資省為原則。即線路布置盡量以隧洞和傍山渠道為主，在地形起伏、彎曲較大的緩坡地段盡量采用渡槽和暗涵裁彎取直。

②輸水線路盡量避讓不良地形地質(zhì)條件的布置，隧洞盡量避開或減少布置于地下水位、高地應(yīng)力和大范圍的斷層破碎帶的地帶，以及嚴(yán)重風(fēng)化區(qū)、遇水易泥化、崩解、膨脹和溶蝕巖體等不良地質(zhì)地帶。選擇地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖石堅硬以及上覆巖層適中的線路，以降低工程施工處理難度，從而節(jié)約工程投資。

③做好工程的優(yōu)化設(shè)計。經(jīng)地形地質(zhì)條件、施工組織、建設(shè)征地、環(huán)境影響、水土保持、投資等綜合比較，本階段推薦輸水總干線采用全線無壓輸水方案。全線自流供水，以降低供水費用。

④在機電設(shè)備選擇設(shè)計中，按照節(jié)能優(yōu)先、技術(shù)和工藝先進并符合國家行業(yè)政策規(guī)定的原則選用設(shè)備，在確保工程安全、可靠的情況下，防止設(shè)備選型裕度過大。

⑤合理安排施工組織設(shè)計，合理選用施工方法，減少不必要的能耗。

3.2 工程施工期的節(jié)能措施

①在施工組織設(shè)計中，施工總布置本著有利于生產(chǎn)、方便生活、快速安全、經(jīng)濟可靠、易于管理的原則進行，選擇技術(shù)先進、合理可行的施工方案。在施工總進度編排上，能合理安排施工工期。

②施工機械、電動設(shè)備及照明設(shè)備選擇能耗低、符合國家節(jié)能要求的產(chǎn)品。遵循就近布置的原則，降低線路損耗，工程施工機械盡量選用同類產(chǎn)品中能源轉(zhuǎn)化率高的節(jié)能產(chǎn)品，施工中照明燈選用節(jié)能燈。定期檢修設(shè)備使設(shè)備良性運行。

③施工生活中盡可能不購買過度包裝的產(chǎn)品，減少一次性用品、餐具、紙杯等的使用量，合理延長單個產(chǎn)品的使用時間，對廢物進行循環(huán)利用做到間接節(jié)能降耗。

④收集施工廢水，對砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)沉淀處理達標(biāo)排放、混凝土拌和系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)加酸處理沉淀后達標(biāo)排放。對生活污水，在施工生活區(qū)建排污溝、旱廁和配套的化糞池。

⑤工程建設(shè)中產(chǎn)生的棄渣運往規(guī)劃的棄渣場集中堆放，對各渣場進行攔渣、護坡、排（截）水等系統(tǒng)的工程設(shè)計。棄渣場工程措施采用擋渣墻、排水溝和臨時措施。通過工程措施和植物措施綜合治理，達到治理效果。按照水土保持方案落實渣場水土流失防治措施。

⑥嚴(yán)格按照施工組織規(guī)劃進行施工，禁止任意擴大施工用地，減少不可再生資源—土地資源的使用量。

3.3 工程管理運行期的節(jié)能措施

該水電站輸水線路長，隧洞所占比重相對較大，且分布較廣，為避免鉆爆開挖對臨近其它建筑物的影響，施工工序上一般考慮按“先隧洞后渡槽、倒虹吸、明渠”的順序進行施工。并根據(jù)渡槽、倒虹吸的規(guī)模和施工導(dǎo)流要求，適時安排明渠、渡槽和倒虹吸的施工。

①加強節(jié)能宣傳，灌輸管理人員樹立節(jié)能意識，“節(jié)約能源，人人有責(zé)”。制定切實可行的節(jié)能管理制度，確定能耗指標(biāo)，建立節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和評價考核體系。

②對照明系統(tǒng)進行改造，具體可從以下方面入手：一是充分利用自然光；二是采用高效節(jié)能燈具和節(jié)電器；三是依據(jù)環(huán)境和需求的不同科學(xué)的選擇合適的照度；四是根據(jù)用途、場地對大面積照明進行分組線路控制。

③最好選用換熱效率高的發(fā)電冷卻風(fēng)機、主變壓器水/油冷卻器等產(chǎn)品；選用節(jié)能電機的水泵、油泵等產(chǎn)品，使用新型電力設(shè)備，如此能夠降低無功損耗，提高功率因數(shù)。

④若運行機組存在發(fā)熱問題，可選用優(yōu)化設(shè)計的空氣冷卻器，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子上安裝風(fēng)斗，改善空氣流通的通風(fēng)改造技術(shù)。

⑤適應(yīng)環(huán)境，改變設(shè)備運行方式；汛期電廠承擔(dān)系統(tǒng)基、腰荷時減少機組空載運行；根據(jù)季節(jié)、溫度結(jié)合相應(yīng)設(shè)備的功能特性，合理選擇投入運行或停用電熱裝置數(shù)量。

⑥加強電動設(shè)備的養(yǎng)護與維修，及時更換以提高設(shè)備效率。例如，單竹窩電站由于有2臺機組的主軸密封損壞，造成流道內(nèi)的水通過主軸密封流入廠房的集水井，漏水量最多時達到80m3/h，而每臺滲漏排水泵（37kW）的排水量為210m3/h，即每天用于抽水所耗費的用電量為37×24×80/210=338.3kW·h。按照上網(wǎng)電價0.395元/kW·h（稅后）計算，每天抽水所需電費約為：338.3×0.395=133元。同時，由于漏水量過大而不得不用低壓氣去沖主軸密封橡膠，造成用氣量過大而使（22kW）低壓氣機頻繁起動，按每天6小時計算，其用電量為22×6=132kW·h。

這樣，由于漏水量過大而造成的廠用電費約為每天（338.3+132）×0.395=185.77元。針對上述設(shè)備缺陷問題，一定要從源頭上解決，將電站所有的缺陷進行徹底地整改消缺，同時還要加強對機組各個設(shè)備的保養(yǎng)和維護，既能消解機組各設(shè)備的缺陷問題，又節(jié)約了廠用電，還能延長設(shè)備的壽命，提高電站的效益。

⑦運行期主要對工程區(qū)水土流失進行監(jiān)測，特別是對渣場水保措施實施情況、植被恢復(fù)情況進行重點監(jiān)測，必要時增加工程措施，保護工程區(qū)的水土流失。

⑧對生活產(chǎn)生的廢水應(yīng)排入化糞池，有條件時，可將化糞池改造為沼氣池，用于生活能源，也達到節(jié)能減排的目的。

4 節(jié)能效果分析

水電站如從以上方面進行綜合節(jié)能改造，將大大降低廠用電率，減少廠用電量即間接創(chuàng)造了經(jīng)濟效益！對于一座小型水電站來說，如果年平均價上網(wǎng)電量為1億度，廠用電量約為600萬度/年，節(jié)能改造后的廠用電量約為400萬度/年，年創(chuàng)造經(jīng)濟效益將近100萬元左右。

5 思考及建議

水電站作為水利行業(yè)的重要組成部分，必須科學(xué)規(guī)劃、合理設(shè)計、創(chuàng)新管理，同時要積極推進節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用，在注重工程節(jié)能措施設(shè)計的同時，應(yīng)注意以下問題：一要注重新型節(jié)能產(chǎn)品的更新?lián)Q代。在工程建設(shè)過程及運行期間，水電站的管理人員要密切注意市場上節(jié)能型產(chǎn)品的發(fā)布及運行情況，及時更新調(diào)配水電站內(nèi)部的節(jié)能型產(chǎn)品。二要強化水電站制度管理。注重職工的思想教育和技能培訓(xùn)工作，突出技術(shù)骨干的帶頭作用，提倡技術(shù)創(chuàng)新，健全獎罰制度。三要提高設(shè)備管護水平。提高設(shè)備的操作、維護、維修水平，從根本上解決現(xiàn)狀設(shè)備管理中存在的問題，確保節(jié)能產(chǎn)品正常發(fā)揮作用。

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