南水北調(diào)受水區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)供水工程節(jié)能評(píng)價(jià)

程永源

（河南方正水利工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450003）

1 工程概述

①提水泵站工程：新建提水泵站1 座。②輸水管道工程：鋪設(shè)輸水管線27.16 km，采用DN1000球墨鑄鐵管輸水，輸水管線穿南水北調(diào)總干渠建筑物1座，穿越河、溝、渠建筑物各1座，穿寧西鐵路建筑物1 座，穿越滬陜高速、G312 國(guó)道建筑物各1座，穿040 縣道建筑物2 座，共設(shè)置鎮(zhèn)墩125 座，布置各類閥井64座。③管理工程：新建管理所、管理房各一處。

2 工程能耗分析

內(nèi)鄉(xiāng)供水工程在滿負(fù)荷運(yùn)行條件下的年耗電量為1 218.70萬(wàn)（kW·h），按折標(biāo)煤系數(shù)換算，年能耗量約129.40 萬(wàn)t 標(biāo)準(zhǔn)煤。項(xiàng)目生產(chǎn)工序耗能設(shè)備主要為水泵，因此節(jié)能應(yīng)重點(diǎn)落實(shí)在水泵設(shè)備的選型，水泵類優(yōu)先選用高效率潛水泵，同時(shí)采用變頻調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)水泵，以調(diào)節(jié)和適應(yīng)流量的變化，降低能耗。

3 節(jié)約水資源

根據(jù)內(nèi)鄉(xiāng)水資源供需預(yù)測(cè)，在充分考慮節(jié)水、治污、挖潛、嚴(yán)格控制地下水開采等措施后，預(yù)測(cè)內(nèi)鄉(xiāng)縣2020 水平年全年缺水0.40億m3。水資源短缺已成為制約內(nèi)鄉(xiāng)縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最為突出、最需緊迫解決的問(wèn)題之一，引用南水北調(diào)水源是解決內(nèi)鄉(xiāng)縣水資源短缺的唯一途徑。

4 節(jié)約土地資源

4.1 輸水線路布置節(jié)約用地

在輸水線路工程總體布置時(shí)，為了減少工程占地，管線布置盡可能順直，并充分利用現(xiàn)有、規(guī)劃的道路；輸水管線并列布置時(shí)，管道凈距根據(jù)受力情況、施工要求等確定，盡量減小間距。為了節(jié)約占地，一般采用管道輸水方式，管道頂部覆土厚度不小于2 m，可以滿足一般耕作要求。管道附屬建筑物布置如：檢修閥門井、泄水閥井、進(jìn)氣排氣閥井、調(diào)流閥井、流量計(jì)井、壓力表井、伸縮器井、等為永久占地，確定結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，在滿足安裝、運(yùn)行、檢修的情況下嚴(yán)格控制平面尺寸，節(jié)約土地。

4.2 泵站工程布置節(jié)約用地

泵站的管理區(qū)：辦公區(qū)、生活區(qū)、車庫(kù)等分別布置在不同地方，而非一體，充分利用了空間，節(jié)約了土地。引水方式采用進(jìn)行了明渠與涵管的布置方式比較，采用涵管引水，達(dá)到節(jié)約土地、循環(huán)利用土地目的。

5 節(jié)約建材

5.1 管材分析

配套工程中輸水管所占比例較大，在重點(diǎn)對(duì)PE管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、涂塑復(fù)合鋼管、球墨鑄鐵管等4種管材，在管道安全性、防滲性、耐腐蝕性、壓力和管徑適用范圍、施工環(huán)境、使用壽命和市場(chǎng)應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜合分析論證。

5.2 泵站型式

南水北調(diào)受水區(qū)南陽(yáng)供水配套工程內(nèi)鄉(xiāng)供水工程中口門泵站是較大建筑物，因此合理選擇泵站型式和結(jié)構(gòu)尺寸，可以節(jié)約建材。泵房型式比較了分基型及整體型兩種設(shè)計(jì)方案，選擇了整體型泵房。平面和豎向布置時(shí)，在滿足水力機(jī)械、電氣設(shè)備布置的前提下，盡量緊湊；在滿足安全的前提下，結(jié)構(gòu)采用最優(yōu)配筋率，節(jié)約混凝土量和鋼筋用量，從而達(dá)到節(jié)約材料目的。

6 電氣設(shè)備

6.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

根據(jù)負(fù)荷容量，供電距離及分布，用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)單可靠，操作方便。變配電站應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。

6.2 變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

南水北調(diào)受水區(qū)南陽(yáng)供水配套工程內(nèi)鄉(xiāng)供水工程設(shè)計(jì)中均采用SC 系列干式變壓器。SC 系列干式電力變壓器性能優(yōu)越，節(jié)能效果顯著，與普通油變壓器相比，降低變壓器空載損耗約10%～25%；降低空載電流，一般為疊片鐵心的50%；變壓器噪音水平顯著降低，減少噪音污染。負(fù)載損耗平均下降22.40%，線圈溫升低，過(guò)載能力強(qiáng)，抗短路能力強(qiáng)。無(wú)功損耗降低了60%～70%，大大提高了配電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少了電網(wǎng)的無(wú)功損耗，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。

6.3 減少線路損耗

①選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線。②減少導(dǎo)線長(zhǎng)度。③增大導(dǎo)線截面積，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，在滿足載流量，熱穩(wěn)定，保護(hù)配合及電壓降要求的前提下，選定線截面時(shí)加大一級(jí)線截面。

6.4 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

功率因數(shù)的提高可以減少線路無(wú)功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能目的。前面提到的配電線路損耗ΔP中包含了線路傳輸有功功率時(shí)而引起的線損和線路傳輸無(wú)功功率時(shí)引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所需，是不變的。而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器等都具有電感性，會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無(wú)形中又增加了線路的功率損耗。這部分損耗在設(shè)計(jì)中是可以避免的，在設(shè)計(jì)中采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備。南水北調(diào)受水區(qū)南陽(yáng)供水配套工程內(nèi)鄉(xiāng)供水工程泵站采用集中補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.95。

6.5 照明的節(jié)能設(shè)計(jì)

①充分利用自然光，在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合，從而大大節(jié)約了人工照明電能。②照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等等。③使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件。④改進(jìn)燈具控制方式，采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置。

7 施工節(jié)能

施工期從機(jī)械設(shè)備使用和管理等方面應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品，并采取以下節(jié)能措施：限制并淘汰落后的施工機(jī)械和設(shè)備；施工期間夜間照明，采用節(jié)能型燈具和節(jié)能控制系統(tǒng)；盡量采用生物柴油、乙醇類燃料汽車和機(jī)械；開挖時(shí)采用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)、水泵和空壓機(jī)；鋼筋或其他需要焊接時(shí)，采用逆變式焊接電源焊機(jī)、自動(dòng)和半自動(dòng)焊接設(shè)備、CO2氣體保護(hù)焊機(jī)等；建立一套完善的施工機(jī)械設(shè)備技術(shù)狀況檢查方法及管理制度，推廣燃油節(jié)能添加劑、燃油清潔劑、潤(rùn)滑油節(jié)能添加劑、子午線輪胎等汽車節(jié)能新技術(shù)產(chǎn)品。推廣節(jié)能駕駛操作培訓(xùn)，提高駕駛員技術(shù)素質(zhì)。

8 管理節(jié)能措施建議

8.1 施工期建設(shè)管理的節(jié)能措施建議

①定期對(duì)施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，減少設(shè)備故障的發(fā)生率，保證設(shè)備安全連續(xù)運(yùn)行。②加強(qiáng)工作面開挖渣料管理，嚴(yán)格區(qū)分可用渣料和棄料，并按渣場(chǎng)規(guī)劃和渣料利用的不同要求，分別堆存在指定渣（料）場(chǎng)，減少中間環(huán)節(jié)，方便物料利用。③根據(jù)設(shè)計(jì)推薦的施工設(shè)備型號(hào)，配備合適的設(shè)備臺(tái)數(shù)，以保證設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間，最大限度發(fā)揮設(shè)備的功效。④生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)盡量選用新設(shè)備，避免舊設(shè)備帶來(lái)的出力不足、工況不穩(wěn)定、檢修頻繁等對(duì)系統(tǒng)的影響而帶來(lái)的能源消耗。⑤合理安排施工任務(wù)，做好資源平衡，避免施工強(qiáng)度峰谷差過(guò)大，充分發(fā)揮施工設(shè)備的能力。⑥混凝土澆筑應(yīng)合理安排，相同標(biāo)號(hào)的混凝土盡可能安排在同時(shí)施工，避免混凝土拌和系統(tǒng)頻繁更換拌和不同標(biāo)號(hào)的混凝土。⑦場(chǎng)內(nèi)交通加強(qiáng)組織管理及道路維護(hù)，確保道路暢通，使車輛能按設(shè)計(jì)時(shí)速行駛，減少堵車、停車、剎車，從而節(jié)約燃油。⑧生產(chǎn)、生活建筑物的設(shè)計(jì)盡可能采用自然照明。⑨合理配置生活電器設(shè)備，生活區(qū)的照明開關(guān)應(yīng)安裝聲、光控或延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉開關(guān)，室內(nèi)外照明采用節(jié)能燈具。⑩充分利用太陽(yáng)能，減少用電量。

8.2 運(yùn)行期管理維護(hù)的節(jié)能措施建議

①以“創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)”為指導(dǎo)，樹立成員節(jié)能觀念，提高職工的節(jié)能意識(shí)，做到“環(huán)境保護(hù)”“自愿節(jié)能”，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)粗放經(jīng)營(yíng)和能源消耗性經(jīng)濟(jì)觀念，向集約型、節(jié)能型發(fā)展，建設(shè)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)能管理運(yùn)行機(jī)制。②加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、符合環(huán)境保護(hù)要求的措施，以減少生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的損失和浪費(fèi)，更加合理有效地利用能源。③合理組織，協(xié)調(diào)運(yùn)行，加強(qiáng)運(yùn)行管理和檢修管理，做到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，優(yōu)化檢修機(jī)制，節(jié)能能源。④抓好節(jié)能技術(shù)監(jiān)督工作，認(rèn)真開展全廠能耗平衡，做好主輔機(jī)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，提高生產(chǎn)指標(biāo)的先進(jìn)性，對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)定期進(jìn)行分析、檢查和考核，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出改進(jìn)措施或方案。⑤開展節(jié)能宣傳教育，組織節(jié)能培訓(xùn)，提高員工的節(jié)能意識(shí)。⑥制定具體的節(jié)能措施和節(jié)能目標(biāo)，并且層層分解，落到實(shí)處。

9 結(jié)論

內(nèi)鄉(xiāng)供水工程從設(shè)計(jì)理念、工程布置、設(shè)備選用、施工組織設(shè)計(jì)等方面已優(yōu)化設(shè)計(jì)、選用了符合政策的先進(jìn)節(jié)能設(shè)備。