探究水电厂项目节能技术与措施

摘 要：老口枢纽是郁江综合利用规划十个梯级中的第七个梯级，是一座以航运、防洪为主，结合发电，兼顾改善南宁市水环境等效益的水资源综合利用工程；是右江实现Ⅲ级航道目标的重要工程，也是实施郁江流域防洪规划的关键性工程。本工程节能效果主要体现在工程本身机电设备选型和房屋建筑设计方面，在设计时充分考虑国家相关节能规范要求，严格按规范要求设计，积极采用低耗能产品，达到节能要求。

关键词：水电厂；节能技术；措施

1 建筑物的节能技术与措施

水工建筑物主要从枢纽总体布置、结构型式、设计断面及设计高程等方面进行节能设计，建筑物节能主要措施主要有：（1）通过地形地质条件、水流及通航条件、工程运行安全性及工程投资等方面进行坝线和枢纽布置方案的比较，选定最优布置方案及建筑物结构型式、设计断面及设计高程，以达到减少工程量及机械设备损耗、节省投资等节能降耗作用。（2）在细化设备尺寸的基础上合理减小厂房面积，最终减少厂房供热或供冷气的供电面积，减少能源消耗。（3）优化设计厂房进、出口段结构型式及布置，改善进出口水流流态，减少水头损失，充分利用水能。（4）在总平面布置中，电站厂房主受风方向应考虑尽量避开冬季主导风向；建筑朝向尽量选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向，以充分利用自然通风。（5）电站厂房结构布置上要充分考虑利用自然光和自然通风条件，减少电能消耗。采用下游挡水墙与副厂房的分离布置，形成4～5m宽的采光通风天井，使得副厂房运行条件极大改善，采光通风如同地面厂房舒适，减少照明及空调使用频率。（6）发展节能型墙体和屋面，重点推广外保温墙体，采用合理的窗墙比及建筑体型。大力推广节能型门窗、门窗密封条及热反射保温隔热窗帘等。提高建筑物保温、隔热和气密性能。主、副厂房外墙采用240厚的烧结空心砖，屋顶采用保温隔热屋面板，外窗采用塑钢系列中空玻璃。

2 机械设备的节能技术与措施

2.1 水轮发电机组节能措施

在机型选择方面，该水头段的灯泡贯流式机组比传统的立轴转桨式机组有以下显著的优点：效率高、单位过流量大、运行稳定和空化性能好，低水头段应用范围大、转轮直径和机组尺寸小、机电投资少，有利于增加电能和减少土建工程量，是开发低水头水电资源的最理想的机型。因此推荐选用灯泡贯流式水轮发电机组可提高水能的利用率。

根据动能规划论证和电力系统的要求，从水轮机性能、投资和发电收益等方面进行比较论证后，选定5×30MW装机容量及台数方案，有利于机组在高效率区运行，且节省电站土建投资。

随着发电机设计通风冷却技术的进步和发展，灯泡发电机已普遍采用具有空气冷却器的密闭循环强迫通风冷却方式，轴流风机、空气冷却装置、冷却水泵及热交换装置可很好地将循环空气的热量导出，有效提高发电机效率，且减少了发电机本身和厂用电能损耗，综合分析初估本电站发电机效率不低于97.5%。

2.2 水力机械附属及辅助设备节能措施

（1）调速系统设备。选用WST-150-6.3双调节微机液压型调速器，额定工作油压为6.3MPa，选用油压装置容量为10m3。提高油、气系统的气密性，减少调速系统油压装置油泵的运行时间，进而减少厂用电耗能。

（2）水力机械辅助设备系统设计。积极采用先进技术和材料，采用能耗低、效率高（能效指标高）、噪音小的电动机、水泵、压缩机等电动和液压机械产品，提高能源利用效率；根据自然条件，合理布置厂房機电设备，优化管线走向和布置设计方案，坚持节约用材、用地的原则，力求管线短、阻力损失最小，使其达到最低能耗；对电站低压空气压缩机成套设备，积极采用机械、电子和信息技术相结合的机电一体化技术装备。

2.3 电气设备节能措施

（1）厂用电动机。优先选用高效、节能、铜绕组、三相交流鼠笼式异步电机，且使其与负荷形成最佳匹配，避免“大马拉小车”现象。（2）照明系统。考虑到本电站“无人值班（少人值守）”的特点，尽可能选用效率高、光学性能好、寿命较长的光源和灯具，如荧光灯、高压气体放电灯等，保证照明功率密度设计在限定值内。照明控制器则根据具体场所的需求采用多种型式，如声控、时控、集控及分组手控等，以尽量节省能源消耗。在照明设计中尽量采用光效高的灯具，主厂房采用金属卤化物投光灯；户外升压站照明采用发光效率高、节能显著、照射范围大的泛光灯；厂房内中控室工作照明灯具采用节能型嵌入式栅格荧光灯，其他生产性房间采用节能型普通荧光灯，均采用节能型光源，在满足全站照明要求的条件下保证各处照明功率密度值在限制值之内，最大限度地减少照明损耗，节省照明用电。

2.4 能通风空调节能措施

根据厂房结构形式、机电设备布置，不同的部位采用不同的通风方式，能采用自然通风的场所尽量采用自然通风方式。通风设备选用能耗低，效率高的产品，且考虑按不同的季节调整通风设备运行的数量。

2.5 金属结构节能措施

根据工程布置情况，溢流坝工作闸门采用弧形闸门，启闭设备都采用液压启闭机操作，用电负荷较小，易于实现自动化。上游检修闸门采用钢叠梁形式，主支承滑块采用摩擦系数更小的新材料，可降低启闭容量，减少用电负荷。下游检修闸门采用浮箱叠梁钢闸门，启闭设备简单，土建工程量较省。

发电系统中拦污栅采用直线直立式布置，其启闭设备与进水口检修闸门共用1台2×1000kN双向门式起重机，启闭时采用门机2×500kN副起升机构通过自动抓梁操作，清污时采用2×160kN液压抓斗式清污机不停机动水清污，减少水头损失，增加电能；进水口检修闸门为降低启闭设备容量，减少能耗，拟采用平面滑动钢叠梁闸门，采用摩擦系数更小的新材料作主支承，5孔共用1台2×1000kN双向门式起重机操作，减少了启闭设备数量，减少能耗。尾水事故检修闸门采用平面滚动钢闸门，轴承采用免维护自润滑材料，减低启闭机容量，启闭设备都采用固定式卷扬机启闭操作，用电负荷较小。降低了能耗。

3 枢纽管理区的节能技术与措施

3.1 建筑物的节能技术与措施

（1）生产生活管理区内的建筑墙体均采用页岩烧结多孔砖。页岩烧结多孔砖的孔洞率30%，重量轻，防火性能良好；其热工性能优良，导热系数入=0.452w/m.k左右；页岩烧结多孔砖可实现节约粘土资源，节约用煤用电和减少CO2的排放量；能达到很好的节能减排的效果。（2）生产生活管理区内的建筑屋面均采用SBS改性沥青防水卷材或APP改性沥青防水卷材。此项屋面防水技术可有效保护屋面保温隔热层，从而达到良好的保温隔热效果。（3）生产生活管理区内建筑（办公综合楼、宿舍楼）的窗口均采用中空玻璃，具有隔音、隔热的功能，能达到保温、隔热的效果。（4）生产生活管理区内的建筑采用高性能混凝土（HPC）技术。此项技术能节约混凝土用量，节约用煤用电和减少CO2的排放量，从而达到节能减排的目的。使用以上节能技术，最终达到建筑整体节能50%以上。

3.2 给排水的节能技术与措施

管理区内给排水采用节能、耐腐蚀、无污染的给排水管，给水管室内采用PPR管，室外采用PE管，排水管采用UPVC管；用水点使用节能型卫生器具。管理区内消防用水采用景观水池用水，根据压力不同将室内消防系统和室外消防系统分开，以达到节能的目的。

参考文献

[1]杨军，张雪梅.水电厂节能降耗的措施分析[J].湖北水力发电，2008（05）.

[2]蒋心勇.水电厂的运行维护节能[J].科技创新与应用，2013（33）.

作者简介：曾令锋（1982-），男，广西鹿寨人，本科，工程师，研究方向：水电厂运营管理。