水利工程節能降耗設計分析

黃方亮

【摘要】節約能源、促進能源的合理和有效利用，對我國經濟發展和環境保護具有深遠的戰略意義；推進水利工程節能工作是水利事業實現可持續發展方式的一項重要任務，加強水利工程節能設計管理是落實節能政策的重要舉措，本文主要闡述了水利工程在功能上的節能，并討論了在設計過程中編制節能降耗分析的內容和方法。

【關鍵詞】水利工程；節能降耗；設計

1水利工程功能的節能降耗

1.1最大限度提高水利工程的自排能力

水利工程的自排能力主要取決于水系的布置和水閘、河道的結構特征，該水利工程，經過多年建設已形成一個較完善的防洪排澇體系，水系經過優化布置，再進行綜合技術經濟比較，選擇合理的水閘的孔寬和河道斷面，就可以只建水閘少建泵站，利用閘前后的水位差，通過啟閉閘門，用自排來達到排澇和調水的要求。

1.2泵閘結合的布置

當單純靠自排無法滿足排澇的要求必須修建泵站時，在設計中大都采用泵閘結合的布置，在泵站附近或在泵站下部修建口胡光明水閘，以水閘自排為主，只有在水位差較大或災害性天氣時，才進行強排，這樣可大幅度的降低強排時間，節約大量的能源。

1.3合理規劃，綜合考慮區域排水模式

在設計區域排水水系時，排水系統一般都分一級排水和二級排水，先將整個區域分成幾塊，每一塊需要排出的水集中到一級泵站，啟動一級泵站的水泵將水排至二級排水河道里，再由二級排水河道里的出口泵閘將水排到區域外。在排水系統設計時，優化水系的布置和合理選擇二級排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一級排水就近直接排入二級排水河道，可取消或減少一級排水泵站，這種排水模式會使二級排水泵站動力和運行時間有所增加，由于二級排水的河道有蓄水的功能，因此二級排水泵站增加的動力遠小于區域內一級排水泵站動力總和，節能效果顯著。

1.4利用景觀綠化和人工水面，增加河道蓄洪能力

以往在設計水利工程中的防汛墻時，為了減少占地面積，一般都采用直立式結構。隨著時代的進步，人們對環境的要求越來越高，河道的修建和改造，都要求在河道的兩側布置一定寬度的綠化帶。這樣布置既增加了河道的蓄洪能力，減少強排時間，又滿足了生態景觀的要求，據初步計算這種布置方式約可減少能源消耗16%。

1.5應用信息技術，進行合理科學地調度

經過多年不懈建設，水系內已經建成了大量水利工程，如何根據氣象和地理條件對這些水利工程進行高效調度，提高綜合防汛和調水能力，減少強排時間，以達到節能的目的，是一個非常復雜的系統工程問題，依靠傳統人工調度的方式是無法解決這個難題的，只有應用現代化的信息技術才能滿足上述要求。新建的防汛和水資源管理實時監控系統是新時期區域水利工程信息化調度控制的中樞，以現代集散控制和網絡技術實現全部水利設施的實時控制、統一調度、集中管理，達到優化運行結構、提高反應速度、降低運行成本的目的。

2節能降耗分析編制內容及方法

2.1概述

（1）簡述工程地理位置、自然條件、工程任務和規模、供水范圍、工程投資、綜合利用效益以及經濟效益評價分析意見。

（2）說明樞紐總體布置、主要建筑物及金屬結構設備的主要技術參數。

（3）說明對外交通、施工布置、建筑材料來源、主體工程施工、工廠設施設計、施工總進度、工程所在地能源供應狀況等。

（4）簡述水庫灌溉和供水范圍內的水利工程現狀、水量需求等。結合水庫運行方式和特點，說明本水庫在水利工程系統中的地位和作用。重點論述水庫在當地及受水地區水利工程中所能發揮作用，對地方經濟發展和環境保護的貢獻等。

（5）給出主要工程量表和工程主要特性參數表。

2.2編制依據和基礎資料

（1）應列出本篇章編制所依據的法律法規、政府部門和行業規章、現行技術標準等。尤其應注意收集和分析采用省級人民政府有關節能規劃、減排和能耗指標、減排與節能措施的具體規定。

（2）列出與本篇章節能降耗分析有關的基礎性資料。

2.3施工期能耗種類、數量分析和能耗指標

（1）根據工程設計方案、主體建筑物工程量及其施工方法、施工機械化水平、施工工期等，分析說明施工生產過程中主要用能設備、負荷水平、使用臺班數，統計施工生產過程中的能耗種類和數量，給出相應的能源利用效率指標。

（2）根據施工輔助生產系統（包括砂石加工系統、混凝土生產系統、施工交通運輸系統、壓縮空氣系統、供水系統和綜合加工系統等）的規模、分析說明主要能耗設備、負荷水平、臺班數，統計施工輔助生產系統的能耗種類和數量，給出相應的能源利用效率指標。

（3）分別分析說明主體工程施工用建筑、施工工廠區建筑、建筑材料開采加工區建筑和設備材料倉儲建筑等生產性建筑物的規模、建筑物型式、負荷水平，統計生產性建筑物的能耗種類和數量，給出相應的能源利用效率指標。

（4）分析說明施工期各營地（包括施工管理區及工程建設管理區）及其生活配套設施的規模、負荷水平、統計其能耗種類和數量，給出相應的能源利用效率指標。

（5）在上述各項統計，分別給出能源利用效率指標的基礎上，綜合分析并說明工程施工期能源利用的總體情況，明確施工期的主要耗能設施、設備和項目，確定工程施工期能耗總量和分年度能耗量等綜合控制性指標，復核施工期當地能源供應容量和供應總量等。

2.4運行期能耗種類、數量分析和能耗指標

（1）根據工程設計方案，分析說明水庫油、氣、水等生產輔助系統的主要用能設備，給出生產輔助系統年耗能數量以及相應的能源利用效率指標。

（2）根據水庫運行管理需要而配套的辦公、生活設施的建設規模、設計標準，說明辦公、生活設施的用能情況，給出其年耗能數量以及相應的能源利用效率指標。

（3）綜合分析并說明水庫運行期能耗情況，主要用能設備和設施，提出水庫運行期的耗能控制性指標。

2.5主要節能降耗措施

（1）樞紐布置及主要建筑物設計：敘述樞紐布置方案和主要建筑物設計中，如何考慮節能降耗因素，以及所采取的對策措施。

（2）水庫照明系統設計：敘述水庫照明系統設計中，貫徹落實照明節能強制性標準的情況，以及所采取的措施及其效果。

（3）水庫給排水系統設計：敘述樞紐各建筑物給排水系統的安全經濟運行方式和節能措施。

（4）主要施工設備選型及其配套：敘述施工主要用能設備選型及其生產系統的機械設備配套情況，以及所采取的節能降耗措施。

（5）主要施工技術和工藝選擇：敘述在主體工程施工中，如何考慮節能降耗因素，對施工技術和工藝進行綜合技術經濟比較論證，以及所采取的對策措施。

（6）施工輔助生產系統及其施工工廠設計：敘述施工輔助生產系統及其施工工廠設計中，如何考慮節能降耗因素以及所采取的措施。

（7）施工營地、建設管理營地建筑設計：敘述施工營地、建設管理營地建筑及其配套生活設施系統設計中，所采取得節能降耗措施及其效果。

2.6節能降耗效益分析

節能效益分析敘述水利工程投資效益情況；根據受水區水資源結構及其利用效率，說明可節約能源計算成果。

3結論

綜合論述水利工程施工期能耗總量和能源利用效率，運行期能耗總量和能源利用效益，說明水利工程所具有的經濟效益、社會效益和環境效益，對國民經濟建設和地方經濟建設的重要作用。從節能降耗角度，提出進一步開展重大工程技術、工藝技術和政策性課題研究的建議和意見。針對工程建設和運行管理，提出需要特別重視和深入研究的集約化管理和精細化管理的制度和措施等建議。