松溪供水工程节能方案设计

刘 波

（1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.山西水务投资集团有限公司，山西 太原 030002）

松溪供水工程节能方案设计

刘 波1，2

（1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.山西水务投资集团有限公司，山西 太原 030002）

节能减排效果已成为衡量基本建设工程项目的一项重要指标，依据松溪供水工程设计特点，提出了节能设计方案，并对工程建设期和运行期能耗进行分析，得到了节能效果评价结果，认为该工程设计已达到国家要求的节能标准，符合节能要求。

节能措施；效果评价；松溪供水工程

转变经济发展方式，开展节能减排，对山西经济发展和环境保护具有深远的战略意义。水利工程作为社会经济发展的重要一环，有必要从设计、施工、运行等各个环节做好节能工作，促进国家及全省节能减排战略目标的实现。特别是在节能设计环节，要根据国家现行有关节能方面的政策、法规和规范及山西省相关规划与应对措施，结合水利工程自身特点和实际情况，从工程规划、方案布置、建筑物构建、机电设备配套等方面入手，选取合适的工程节能技术措施，对工程建设期和运行期进行能耗分析，以合理确定工程项目的总体能耗目标。

1 工程概况

昔阳县地处山西省东部太行山西麓，是水资源较为贫乏的地区之一，松溪供水区分布于松溪河两岸，为该县的工业企业和人口密集地区。随着经济社会的发展，区域内的水资源供需矛盾日渐突出，成为制约区域经济发展的“瓶颈”。因此，大力开发区域内有限的地表水资源，通过水库枢纽的蓄水和调水能力，满足供水区对水资源的需求，对当地社会经济发展有着十分重要的现实意义和实用价值。

松溪供水工程地处昔阳县城东南部，主要包括水源和输水两大部分。其中作为水源工程的口上水库是一座位于昔阳县松溪河河道上以供水、灌溉及防洪为主的小型水库，工程供水对象为昔阳县城、界都乡、赵壁乡等处的城镇居民生活和工业用水。输水工程部分包括2座加压泵站（库区泵站、界都泵站）和29.8km的输水线路。

2 节能措施

松溪供水工程的主要能耗分建设期和运行期两方面。工程建设期的能耗主要是施工设备的电力、燃油消耗；工程运行期主要是供水泵站、水库泄洪设施、控制闸门、工程管理部门日常办公设施的电力消耗。为满足工程建设期和库区取水泵站运行的能源需求，利用原有东冶头村的35kV变电站，距取水泵站约5km；为满足界都加压泵站的能源需求，在距2km左右新建一个35kV变电站，为工程运行提供可靠的电力保障。根据松溪供水工程组成和主要建构筑物情况，节能设计主要从输水工程、建筑物、机电、金属结构、施工、日常运行管理等方面考虑。

2.1 输水工程系统主要节能措施

输水工程包括两座加压泵站和输水管路系统，节能措施从水库水头利用、供水线路选择和管材选定三方面考虑。

2.1.1 水库水头利用

泵站直接由口上水库取水，充分利用水库的供水水头压力，尽量降低取水泵站的供水扬程。库区取水泵站的进水口高程必须达到口上水库的最低运行水位以上，泵站机组的选型应按照满足口上水库最高运行水位和最低运行水位的要求，保证工程在水库高水位和低水位运行时能够充分利用现有水头压力，尽量降低实际水位运行时的电能消耗。同时，库区取水泵站的选型要根据水库水位的变动情况来选择水泵的型号和运行工况，结合水库实际调度运行要求，合理确定各个供水对象或单元的引水需求。界都加压泵站在进行水泵机组选型时，需综合考虑各个供水对象或单元之间的流量匹配，由于受水区的农业供水是间歇性的，因而农业供水水泵机组可以作为工业和居民生活用水备用机组，以减少备用材料的使用和消耗量。

2.1.2 供水线路输水方式及线路选择

整个输水线路采用全封闭式管道输水，以减少输水过程中的水量损失，降低工程因多余的输水损失而带来的能耗；同时，输水线路要尽可能利用现有的河滩、道路等地形条件，减少线路中水平或竖向转弯，采用平滑曲线以降低输水线路中的局部水头损失。

2.1.3 输水工程管材选择

输水工程的管材选择要以满足工程可靠、安全运行为前提，尽可能选择管道壁糙率小、水力输水条件好的管材，以降低输水线路沿程水头损失。

2.2 建筑物设计节能措施

泵站厂房和工程管理用房应根据建筑物的使用功能、要求以及工程所在地的气候条件，合理确定各建筑物照明、采暖、通风等的设计和施工标准，采用新型节能环保型的围护材料建筑，使各建筑物设计和施工均能达到国家节能要求。

2.3 机电及金属结构设计节能措施

水泵机组以及各类金属闸门启闭设备的电能消耗是工程运行期间的主要能源消耗。在设备选型中，应采用国内外同类较为成熟和先进的技术设备，尽量选用运行效率高、节能效果好的设备；配备必要的控制设备，保证水泵各机组在各工况下均能高效运行，满足运行期节能要求。

2.4 施工节能措施

施工期间的能耗主要是各类施工机具、运输车辆的燃油消耗，特别是在坝体填筑阶段所需的运输、碾压机具等的燃油消耗。因此，在施工组织设计中，应根据工程坝址区和料场区的地形条件，采用先进的施工技术，优化各施工阶段的运输及碾压程序，尽可能减少施工期燃油消耗，以满足建设期的节能要求。

2.5 工程运行节能管理

在工程运行中，根据工程建设任务、设计方案、工程调度运用方式、生产设备组成及其性能特点等，合理确定节约能源、降低能耗的措施。工程供水运行调度方案，要根据用水对象或单元的特点，分析其变动区间、时间等特点，充分利用现有各供水工程的调节设备和调节能力，合理确定供水水泵机组的开机数量和运行时间，优化运行调度方案，确保各机组均能高效运行，以尽可能减少不必要的能量消耗，从而达到节水节能的效果。

3 能耗分析

工程建设期间的能耗主要是施工机具、设备的电力、燃油消耗。根据施工组织设计方案，总工期2年，各类施工机具、设备等共需消耗电力1810万kW·h，消耗柴油729t，消耗汽油46t，以上各项共计折合标准煤1.35万t。工程运行期间的能耗主要以电力消耗为主，其中，库区取水泵站装机容量1800kW，年耗电量982.8万kW·h；界都加压泵站装机容量320kW，年耗电量1.75万kW·h；各类泄洪设施、泵站进水控制闸门配电总容量200kW，年耗电量约0.42万kW·h；工程管理部门日常办公、生活配电容量约80kW，年耗电量约0.58万kW·h；以上各项合计年耗电量985.55万kW·h，折合标准煤0.12万t。

工程建设期能耗高于1万t标准煤，已达到重点用水单位的要求；工程运行期能源消耗目的是向昔阳县城、界都乡、赵壁乡等周边的用水户供水，耗能指标远低于重点用水单位标准，在一般企业中属较低水平。由于本工程运行期能源年消耗折合标准煤0.12万t，而供水所产生的经济效益为4359万元/年，单位经济效益耗能0.28t/万元；所产生的财务收入为1764万～3339万元，单位财务收入耗能为0.68～0.36t/万元。这些指标远低于当地现状及2020年单位GDP耗能指标（山西省2020年要降到4.8t/万元以下）要求，低于山西省及全国的平均指标。因此，本工程建设符合节能要求。

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］C ［

］1004-7042（2016）07-0028-02

刘波（1986-），男，太原理工大学水利科学和工程专业硕士研究生在读。

2016-05-08；

2016-06-16