水利工程節(jié)能降耗設(shè)計分析

黃方亮

【摘要】節(jié)約能源、促進能源的合理和有效利用，對我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有深遠的戰(zhàn)略意義；推進水利工程節(jié)能工作是水利事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方式的一項重要任務(wù)，加強水利工程節(jié)能設(shè)計管理是落實節(jié)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(jié)能，并討論了在設(shè)計過程中編制節(jié)能降耗分析的內(nèi)容和方法。

【關(guān)鍵詞】水利工程；節(jié)能降耗；設(shè)計

1水利工程功能的節(jié)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(jié)構(gòu)特征，該水利工程，經(jīng)過多年建設(shè)已形成一個較完善的防洪排澇體系，水系經(jīng)過優(yōu)化布置，再進行綜合技術(shù)經(jīng)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(diào)水的要求。

1.2泵閘結(jié)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(shè)計中大都采用泵閘結(jié)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(zāi)害性天氣時，才進行強排，這樣可大幅度的降低強排時間，節(jié)約大量的能源。

1.3合理規(guī)劃，綜合考慮區(qū)域排水模式

在設(shè)計區(qū)域排水水系時，排水系統(tǒng)一般都分一級排水和二級排水，先將整個區(qū)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(qū)域外。在排水系統(tǒng)設(shè)計時，優(yōu)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(qū)域內(nèi)一級排水泵站動力總和，節(jié)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(shè)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(jié)構(gòu)。隨著時代的進步，人們對環(huán)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(cè)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(tài)景觀的要求，據(jù)初步計算這種布置方式約可減少能源消耗16%。

1.5應(yīng)用信息技術(shù)，進行合理科學地調(diào)度

經(jīng)過多年不懈建設(shè)，水系內(nèi)已經(jīng)建成了大量水利工程，如何根據(jù)氣象和地理條件對這些水利工程進行高效調(diào)度，提高綜合防汛和調(diào)水能力，減少強排時間，以達到節(jié)能的目的，是一個非常復雜的系統(tǒng)工程問題，依靠傳統(tǒng)人工調(diào)度的方式是無法解決這個難題的，只有應(yīng)用現(xiàn)代化的信息技術(shù)才能滿足上述要求。新建的防汛和水資源管理實時監(jiān)控系統(tǒng)是新時期區(qū)域水利工程信息化調(diào)度控制的中樞，以現(xiàn)代集散控制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)全部水利設(shè)施的實時控制、統(tǒng)一調(diào)度、集中管理，達到優(yōu)化運行結(jié)構(gòu)、提高反應(yīng)速度、降低運行成本的目的。

2節(jié)能降耗分析編制內(nèi)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(wù)和規(guī)模、供水范圍、工程投資、綜合利用效益以及經(jīng)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(jié)構(gòu)設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)。

（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(shè)施設(shè)計、施工總進度、工程所在地能源供應(yīng)狀況等。

（4）簡述水庫灌溉和供水范圍內(nèi)的水利工程現(xiàn)狀、水量需求等。結(jié)合水庫運行方式和特點，說明本水庫在水利工程系統(tǒng)中的地位和作用。重點論述水庫在當?shù)丶笆芩貐^(qū)水利工程中所能發(fā)揮作用，對地方經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)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(shù)表。

2.2編制依據(jù)和基礎(chǔ)資料

（1）應(yīng)列出本篇章編制所依據(jù)的法律法規(guī)、政府部門和行業(yè)規(guī)章、現(xiàn)行技術(shù)標準等。尤其應(yīng)注意收集和分析采用省級人民政府有關(guān)節(jié)能規(guī)劃、減排和能耗指標、減排與節(jié)能措施的具體規(guī)定。

（2）列出與本篇章節(jié)能降耗分析有關(guān)的基礎(chǔ)性資料。

2.3施工期能耗種類、數(shù)量分析和能耗指標

（1）根據(jù)工程設(shè)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(chǎn)過程中主要用能設(shè)備、負荷水平、使用臺班數(shù)，統(tǒng)計施工生產(chǎn)過程中的能耗種類和數(shù)量，給出相應(yīng)的能源利用效率指標。

（2）根據(jù)施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（包括砂石加工系統(tǒng)、混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、施工交通運輸系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和綜合加工系統(tǒng)等）的規(guī)模、分析說明主要能耗設(shè)備、負荷水平、臺班數(shù)，統(tǒng)計施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗種類和數(shù)量，給出相應(yīng)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(qū)建筑、建筑材料開采加工區(qū)建筑和設(shè)備材料倉儲建筑等生產(chǎn)性建筑物的規(guī)模、建筑物型式、負荷水平，統(tǒng)計生產(chǎn)性建筑物的能耗種類和數(shù)量，給出相應(yīng)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(qū)及工程建設(shè)管理區(qū)）及其生活配套設(shè)施的規(guī)模、負荷水平、統(tǒng)計其能耗種類和數(shù)量，給出相應(yīng)的能源利用效率指標。

（5）在上述各項統(tǒng)計，分別給出能源利用效率指標的基礎(chǔ)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(shè)施、設(shè)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?shù)啬茉垂?yīng)容量和供應(yīng)總量等。

2.4運行期能耗種類、數(shù)量分析和能耗指標

（1）根據(jù)工程設(shè)計方案，分析說明水庫油、氣、水等生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的主要用能設(shè)備，給出生產(chǎn)輔助系統(tǒng)年耗能數(shù)量以及相應(yīng)的能源利用效率指標。

（2）根據(jù)水庫運行管理需要而配套的辦公、生活設(shè)施的建設(shè)規(guī)模、設(shè)計標準，說明辦公、生活設(shè)施的用能情況，給出其年耗能數(shù)量以及相應(yīng)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(shè)備和設(shè)施，提出水庫運行期的耗能控制性指標。

2.5主要節(jié)能降耗措施

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

（2）水庫照明系統(tǒng)設(shè)計：敘述水庫照明系統(tǒng)設(shè)計中，貫徹落實照明節(jié)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(tǒng)設(shè)計：敘述樞紐各建筑物給排水系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行方式和節(jié)能措施。

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

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

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

（7）施工營地、建設(shè)管理營地建筑設(shè)計：敘述施工營地、建設(shè)管理營地建筑及其配套生活設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計中，所采取得節(jié)能降耗措施及其效果。

2.6節(jié)能降耗效益分析

節(jié)能效益分析敘述水利工程投資效益情況；根據(jù)受水區(qū)水資源結(jié)構(gòu)及其利用效率，說明可節(jié)約能源計算成果。

3結(jié)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(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，對國民經(jīng)濟建設(shè)和地方經(jīng)濟建設(shè)的重要作用。從節(jié)能降耗角度，提出進一步開展重大工程技術(shù)、工藝技術(shù)和政策性課題研究的建議和意見。針對工程建設(shè)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。