水利工程节能降耗设计分析

黄方亮

【摘要】节约能源、促进能源的合理和有效利用，对我国经济发展和环境保护具有深远的战略意义；推进水利工程节能工作是水利事业实现可持续发展方式的一项重要任务，加强水利工程节能设计管理是落实节能政策的重要举措，本文主要阐述了水利工程在功能上的节能，并讨论了在设计过程中编制节能降耗分析的内容和方法。

【关键词】水利工程；节能降耗；设计

1水利工程功能的节能降耗

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决于水系的布置和水闸、河道的结构特征，该水利工程，经过多年建设已形成一个较完善的防洪排涝体系，水系经过优化布置，再进行综合技术经济比较，选择合理的水闸的孔宽和河道断面，就可以只建水闸少建泵站，利用闸前后的水位差，通过启闭闸门，用自排来达到排涝和调水的要求。

1.2泵闸结合的布置

当单纯靠自排无法满足排涝的要求必须修建泵站时，在设计中大都采用泵闸结合的布置，在泵站附近或在泵站下部修建口胡光明水闸，以水闸自排为主，只有在水位差较大或灾害性天气时，才进行强排，这样可大幅度的降低强排时间，节约大量的能源。

1.3合理规划，综合考虑区域排水模式

在设计区域排水水系时，排水系统一般都分一级排水和二级排水，先将整个区域分成几块，每一块需要排出的水集中到一级泵站，启动一级泵站的水泵将水排至二级排水河道里，再由二级排水河道里的出口泵闸将水排到区域外。在排水系统设计时，优化水系的布置和合理选择二级排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一级排水就近直接排入二级排水河道，可取消或减少一级排水泵站，这种排水模式会使二级排水泵站动力和运行时间有所增加，由于二级排水的河道有蓄水的功能，因此二级排水泵站增加的动力远小于区域内一级排水泵站动力总和，节能效果显著。

1.4利用景观绿化和人工水面，增加河道蓄洪能力

以往在设计水利工程中的防汛墙时，为了减少占地面积，一般都采用直立式结构。随着时代的进步，人们对环境的要求越来越高，河道的修建和改造，都要求在河道的两侧布置一定宽度的绿化带。这样布置既增加了河道的蓄洪能力，减少强排时间，又满足了生态景观的要求，据初步计算这种布置方式约可减少能源消耗16%。

1.5应用信息技术，进行合理科学地调度

经过多年不懈建设，水系内已经建成了大量水利工程，如何根据气象和地理条件对这些水利工程进行高效调度，提高综合防汛和调水能力，减少强排时间，以达到节能的目的，是一个非常复杂的系统工程问题，依靠传统人工调度的方式是无法解决这个难题的，只有应用现代化的信息技术才能满足上述要求。新建的防汛和水资源管理实时监控系统是新时期区域水利工程信息化调度控制的中枢，以现代集散控制和网络技术实现全部水利设施的实时控制、统一调度、集中管理，达到优化运行结构、提高反应速度、降低运行成本的目的。

2节能降耗分析编制内容及方法

2.1概述

（1）简述工程地理位置、自然条件、工程任务和规模、供水范围、工程投资、综合利用效益以及经济效益评价分析意见。

（2）说明枢纽总体布置、主要建筑物及金属结构设备的主要技术参数。

（3）说明对外交通、施工布置、建筑材料来源、主体工程施工、工厂设施设计、施工总进度、工程所在地能源供应状况等。

（4）简述水库灌溉和供水范围内的水利工程现状、水量需求等。结合水库运行方式和特点，说明本水库在水利工程系统中的地位和作用。重点论述水库在当地及受水地区水利工程中所能发挥作用，对地方经济发展和环境保护的贡献等。

（5）给出主要工程量表和工程主要特性参数表。

2.2编制依据和基础资料

（1）应列出本篇章编制所依据的法律法规、政府部门和行业规章、现行技术标准等。尤其应注意收集和分析采用省级人民政府有关节能规划、减排和能耗指标、减排与节能措施的具体规定。

（2）列出与本篇章节能降耗分析有关的基础性资料。

2.3施工期能耗种类、数量分析和能耗指标

（1）根据工程设计方案、主体建筑物工程量及其施工方法、施工机械化水平、施工工期等，分析说明施工生产过程中主要用能设备、负荷水平、使用台班数，统计施工生产过程中的能耗种类和数量，给出相应的能源利用效率指标。

（2）根据施工辅助生产系统（包括砂石加工系统、混凝土生产系统、施工交通运输系统、压缩空气系统、供水系统和综合加工系统等）的规模、分析说明主要能耗设备、负荷水平、台班数，统计施工辅助生产系统的能耗种类和数量，给出相应的能源利用效率指標。

（3）分别分析说明主体工程施工用建筑、施工工厂区建筑、建筑材料开采加工区建筑和设备材料仓储建筑等生产性建筑物的规模、建筑物型式、负荷水平，统计生产性建筑物的能耗种类和数量，给出相应的能源利用效率指标。

（4）分析说明施工期各营地（包括施工管理区及工程建设管理区）及其生活配套设施的规模、负荷水平、统计其能耗种类和数量，给出相应的能源利用效率指标。

（5）在上述各项统计，分别给出能源利用效率指标的基础上，综合分析并说明工程施工期能源利用的总体情况，明确施工期的主要耗能设施、设备和项目，确定工程施工期能耗总量和分年度能耗量等综合控制性指标，复核施工期当地能源供应容量和供应总量等。

2.4运行期能耗种类、数量分析和能耗指标

（1）根据工程设计方案，分析说明水库油、气、水等生产辅助系统的主要用能设备，给出生产辅助系统年耗能数量以及相应的能源利用效率指标。

（2）根据水库运行管理需要而配套的办公、生活设施的建设规模、设计标准，说明办公、生活设施的用能情况，给出其年耗能数量以及相应的能源利用效率指标。

（3）综合分析并说明水库运行期能耗情况，主要用能设备和设施，提出水库运行期的耗能控制性指标。

2.5主要节能降耗措施

（1）枢纽布置及主要建筑物设计：叙述枢纽布置方案和主要建筑物设计中，如何考虑节能降耗因素，以及所采取的对策措施。

（2）水库照明系统设计：叙述水库照明系统设计中，贯彻落实照明节能强制性标准的情况，以及所采取的措施及其效果。

（3）水库给排水系统设计：叙述枢纽各建筑物给排水系统的安全经济运行方式和节能措施。

（4）主要施工设备选型及其配套：叙述施工主要用能设备选型及其生产系统的机械设备配套情况，以及所采取的节能降耗措施。

（5）主要施工技术和工艺选择：叙述在主体工程施工中，如何考虑节能降耗因素，对施工技术和工艺进行综合技术经济比较论证，以及所采取的对策措施。

（6）施工辅助生产系统及其施工工厂设计：叙述施工辅助生产系统及其施工工厂设计中，如何考虑节能降耗因素以及所采取的措施。

（7）施工营地、建设管理营地建筑设计：叙述施工营地、建设管理营地建筑及其配套生活设施系统设计中，所采取得节能降耗措施及其效果。

2.6节能降耗效益分析

节能效益分析叙述水利工程投资效益情况；根据受水区水资源结构及其利用效率，说明可节约能源计算成果。

3结论

综合论述水利工程施工期能耗总量和能源利用效率，运行期能耗总量和能源利用效益，说明水利工程所具有的经济效益、社会效益和环境效益，对国民经济建设和地方经济建设的重要作用。从节能降耗角度，提出进一步开展重大工程技术、工艺技术和政策性课题研究的建议和意见。针对工程建设和运行管理，提出需要特别重视和深入研究的集约化管理和精细化管理的制度和措施等建议。