探究水電廠項目節能技術與措施

摘 要：老口樞紐是郁江綜合利用規劃十個梯級中的第七個梯級，是一座以航運、防洪為主，結合發電，兼顧改善南寧市水環境等效益的水資源綜合利用工程；是右江實現Ⅲ級航道目標的重要工程，也是實施郁江流域防洪規劃的關鍵性工程。本工程節能效果主要體現在工程本身機電設備選型和房屋建筑設計方面，在設計時充分考慮國家相關節能規范要求，嚴格按規范要求設計，積極采用低耗能產品，達到節能要求。

關鍵詞：水電廠；節能技術；措施

1 建筑物的節能技術與措施

水工建筑物主要從樞紐總體布置、結構型式、設計斷面及設計高程等方面進行節能設計，建筑物節能主要措施主要有：（1）通過地形地質條件、水流及通航條件、工程運行安全性及工程投資等方面進行壩線和樞紐布置方案的比較，選定最優布置方案及建筑物結構型式、設計斷面及設計高程，以達到減少工程量及機械設備損耗、節省投資等節能降耗作用。（2）在細化設備尺寸的基礎上合理減小廠房面積，最終減少廠房供熱或供冷氣的供電面積，減少能源消耗。（3）優化設計廠房進、出口段結構型式及布置，改善進出口水流流態，減少水頭損失，充分利用水能。（4）在總平面布置中，電站廠房主受風方向應考慮盡量避開冬季主導風向；建筑朝向盡量選擇本地區最佳朝向或接近最佳朝向，以充分利用自然通風。（5）電站廠房結構布置上要充分考慮利用自然光和自然通風條件，減少電能消耗。采用下游擋水墻與副廠房的分離布置，形成4～5m寬的采光通風天井，使得副廠房運行條件極大改善，采光通風如同地面廠房舒適，減少照明及空調使用頻率。（6）發展節能型墻體和屋面，重點推廣外保溫墻體，采用合理的窗墻比及建筑體型。大力推廣節能型門窗、門窗密封條及熱反射保溫隔熱窗簾等。提高建筑物保溫、隔熱和氣密性能。主、副廠房外墻采用240厚的燒結空心磚，屋頂采用保溫隔熱屋面板，外窗采用塑鋼系列中空玻璃。

2 機械設備的節能技術與措施

2.1 水輪發電機組節能措施

在機型選擇方面，該水頭段的燈泡貫流式機組比傳統的立軸轉槳式機組有以下顯著的優點：效率高、單位過流量大、運行穩定和空化性能好，低水頭段應用范圍大、轉輪直徑和機組尺寸小、機電投資少，有利于增加電能和減少土建工程量，是開發低水頭水電資源的最理想的機型。因此推薦選用燈泡貫流式水輪發電機組可提高水能的利用率。

根據動能規劃論證和電力系統的要求，從水輪機性能、投資和發電收益等方面進行比較論證后，選定5×30MW裝機容量及臺數方案，有利于機組在高效率區運行，且節省電站土建投資。

隨著發電機設計通風冷卻技術的進步和發展，燈泡發電機已普遍采用具有空氣冷卻器的密閉循環強迫通風冷卻方式，軸流風機、空氣冷卻裝置、冷卻水泵及熱交換裝置可很好地將循環空氣的熱量導出，有效提高發電機效率，且減少了發電機本身和廠用電能損耗，綜合分析初估本電站發電機效率不低于97.5%。

2.2 水力機械附屬及輔助設備節能措施

（1）調速系統設備。選用WST-150-6.3雙調節微機液壓型調速器，額定工作油壓為6.3MPa，選用油壓裝置容量為10m3。提高油、氣系統的氣密性，減少調速系統油壓裝置油泵的運行時間，進而減少廠用電耗能。

（2）水力機械輔助設備系統設計。積極采用先進技術和材料，采用能耗低、效率高（能效指標高）、噪音小的電動機、水泵、壓縮機等電動和液壓機械產品，提高能源利用效率；根據自然條件，合理布置廠房機電設備，優化管線走向和布置設計方案，堅持節約用材、用地的原則，力求管線短、阻力損失最小，使其達到最低能耗；對電站低壓空氣壓縮機成套設備，積極采用機械、電子和信息技術相結合的機電一體化技術裝備。

2.3 電氣設備節能措施

（1）廠用電動機。優先選用高效、節能、銅繞組、三相交流鼠籠式異步電機，且使其與負荷形成最佳匹配，避免“大馬拉小車”現象。（2）照明系統。考慮到本電站“無人值班（少人值守）”的特點，盡可能選用效率高、光學性能好、壽命較長的光源和燈具，如熒光燈、高壓氣體放電燈等，保證照明功率密度設計在限定值內。照明控制器則根據具體場所的需求采用多種型式，如聲控、時控、集控及分組手控等，以盡量節省能源消耗。在照明設計中盡量采用光效高的燈具，主廠房采用金屬鹵化物投光燈；戶外升壓站照明采用發光效率高、節能顯著、照射范圍大的泛光燈；廠房內中控室工作照明燈具采用節能型嵌入式柵格熒光燈，其他生產性房間采用節能型普通熒光燈，均采用節能型光源，在滿足全站照明要求的條件下保證各處照明功率密度值在限制值之內，最大限度地減少照明損耗，節省照明用電。

2.4 能通風空調節能措施

根據廠房結構形式、機電設備布置，不同的部位采用不同的通風方式，能采用自然通風的場所盡量采用自然通風方式。通風設備選用能耗低，效率高的產品，且考慮按不同的季節調整通風設備運行的數量。

2.5 金屬結構節能措施

根據工程布置情況，溢流壩工作閘門采用弧形閘門，啟閉設備都采用液壓啟閉機操作，用電負荷較小，易于實現自動化。上游檢修閘門采用鋼疊梁形式，主支承滑塊采用摩擦系數更小的新材料，可降低啟閉容量，減少用電負荷。下游檢修閘門采用浮箱疊梁鋼閘門，啟閉設備簡單，土建工程量較省。

發電系統中攔污柵采用直線直立式布置，其啟閉設備與進水口檢修閘門共用1臺2×1000kN雙向門式起重機，啟閉時采用門機2×500kN副起升機構通過自動抓梁操作，清污時采用2×160kN液壓抓斗式清污機不停機動水清污，減少水頭損失，增加電能；進水口檢修閘門為降低啟閉設備容量，減少能耗，擬采用平面滑動鋼疊梁閘門，采用摩擦系數更小的新材料作主支承，5孔共用1臺2×1000kN雙向門式起重機操作，減少了啟閉設備數量，減少能耗。尾水事故檢修閘門采用平面滾動鋼閘門，軸承采用免維護自潤滑材料，減低啟閉機容量，啟閉設備都采用固定式卷揚機啟閉操作，用電負荷較小。降低了能耗。

3 樞紐管理區的節能技術與措施

3.1 建筑物的節能技術與措施

（1）生產生活管理區內的建筑墻體均采用頁巖燒結多孔磚。頁巖燒結多孔磚的孔洞率30%，重量輕，防火性能良好；其熱工性能優良，導熱系數入=0.452w/m.k左右；頁巖燒結多孔磚可實現節約粘土資源，節約用煤用電和減少CO2的排放量；能達到很好的節能減排的效果。（2）生產生活管理區內的建筑屋面均采用SBS改性瀝青防水卷材或APP改性瀝青防水卷材。此項屋面防水技術可有效保護屋面保溫隔熱層，從而達到良好的保溫隔熱效果。（3）生產生活管理區內建筑（辦公綜合樓、宿舍樓）的窗口均采用中空玻璃，具有隔音、隔熱的功能，能達到保溫、隔熱的效果。（4）生產生活管理區內的建筑采用高性能混凝土（HPC）技術。此項技術能節約混凝土用量，節約用煤用電和減少CO2的排放量，從而達到節能減排的目的。使用以上節能技術，最終達到建筑整體節能50%以上。

3.2 給排水的節能技術與措施

管理區內給排水采用節能、耐腐蝕、無污染的給排水管，給水管室內采用PPR管，室外采用PE管，排水管采用UPVC管；用水點使用節能型衛生器具。管理區內消防用水采用景觀水池用水，根據壓力不同將室內消防系統和室外消防系統分開，以達到節能的目的。

參考文獻

[1]楊軍，張雪梅.水電廠節能降耗的措施分析[J].湖北水力發電，2008（05）.

[2]蔣心勇.水電廠的運行維護節能[J].科技創新與應用，2013（33）.

作者簡介：曾令鋒（1982-），男，廣西鹿寨人，本科，工程師，研究方向：水電廠運營管理。