基于寧安市渤海泵站工程節能的分析

高 磊，郝曉宇

(1.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080;2.中國水電建設集團新能源開發有限責任公司，北京 100044)

寧安市渤海泵站位于牡丹江中游段，鏡泊湖～寧安市之間的牡丹江兩岸，是響水灌區的主要供水水源，泵站的更新改造工程建設對寧安市農業經濟發展起到了舉足輕重的作用。使當地農民安居樂業，農業生產條件得到改善，農民生活水平得到提高。

因本次大型泵站機電更新改造基本原則是:盡量利用泵站現有泵房結構布置、配套電氣設備、方便工程管理、有利于泵站運行操作習慣、節約投資的前提下，選則高效節能機組。根據泵站裝置需要各特征揚程及流量，結合原泵站土建結構尺寸及機電布置型式和尺寸合理布置，依據各泵站機電設備現場檢測建議評定類別，對泵站機電設備進行維修改造或更新改造。泵站均以維持現有泵房結構或結合原泵站土建規模為原則，既能滿足工程的需要，又降低建設投資，達到節能的要求。

工程施工期節能降耗設計主要反映在施工總體布置、主體工程施工技術方案及設備選擇、土堤施工及建筑物施工、區系施工、施工設施、施工營地及其它臨時建筑物等幾個方面。本工程的建設過程是一個消耗能源的過程，其主要消耗的能源有柴油、天然氣等，因此在施工組織設計中的節能設計重點就在于合理進行施工總體布置及選擇經濟高效的施工技術方案，將節能降耗落實到施工材料、設備、工藝等技術措施上，降低工程造價，提高能源綜合利用效率和企業的綜合效益。

在管理設施和人員配置方面也盡可能簡化、優化，達到節能目標。工程管理設施應保證工程建筑物的安全和正常運行，結合工程管理的實際需要，制定管理規劃。制定生產管理區和生活區環境保護措施。各渠系流量數據等優先采用集中控制，采用計算機自動化的系統工程管理。各泵站設計均采用“無人值班，少人值守”的方式，減少了運行管理人員，相應也降低了運行費用。

1 水力機械節能

水力機械設備效率、可靠性是影響能耗的關鍵因素。根據本工程泵站任務和運行方式，合理選擇水泵機組臺數和單機容量，以達到機組運行的合理匹配，充分利用水能資源。通過選擇合理的水泵機組臺數靈活調節流量分配，使水泵穩定高效運行。合理選配電動機單機容量，使電動機可以高效運行，節約能源。

在設備招標階段，將結合泵站特點，確定合適的機組技術參數，提出合理的加權比重和合適的評標因子，以選擇相對效率較高的機組。在泵站運行調度中，優化運行范圍，使設備有較高的綜合效率，提高主機設備的節能特性。

在輔助設備選型、工藝布局、工藝手段等方面充分考慮節能因素，選用自動化控制水平高、效率高、能耗低的設備。泵站輔助管路系統采用技術先進可靠的和性能優良的管件和閥門，減少漏損和杜絕漏損。泵站排水泵電動機及消防水泵等設備的運行方式，均采用變送器自動控制。設備選擇節能型產品。機組設備安全、可靠是提高水能利用的前提和條件，設計中水力機械設備優選應用成熟、可靠的設備。

2 電氣節能

泵站年利用小時數較低。設計時根據用電負荷的特性和變化規律，合理選擇電力變壓器節能設計、變壓器容量和臺數，通過運行方式擇優，合理調整負荷，實現電力變壓器及配電網的經濟運行。電力變壓器的節能設計，以達到電力變壓器最佳的節能效果。節能在變壓器領域仍在繼續。

為減少起動電流的沖擊，電動機設有軟起動裝置。為提高功率因數，降低線路損耗，在各泵站低壓母線上設有無功自動補償裝置。

廠用電設備及其配套系統中，分析廠用電主要耗能設備及其安全經濟運行方式，做到合理用電，提高電能利用效率。合理設計照明系統，采用分級分塊控制方式，非常規監視區域照明開關采用聲光控開關等。采用光效高、壽命長的電光源，如金屬鹵化物燈、熒光燈、鈉燈以及節能燈，來替代白熾燈等高耗能燈具;采用電子鎮流器來代替高耗能的電感鎮流器;氣體放電燈加裝補償，以提高功率因數。通過節能燈的應用減少了電能損耗。在正常照明系統中使用節能燈做為主光源;取代傳統白熾燈。

表1 白熾燈與節能燈參數比較表

由表1中數據可以看出，與白熾燈相比，節能燈發光效率提高了5倍以上，降低了電能消耗;同時，節能燈的壽命也有了很大提高，極大的降低了后期維護和設備更換成本。推薦選用節能燈型號為 T5、G5、T8、G13、LED 等。

對電纜通道進行設計，使電纜走向更加合理，減少了電纜用量，從而降低了有色金屬消耗，達到了良好的節能降耗效果;電纜長度的減少，電能在傳輸過程中的損耗也大為降低。

本工程施工期消耗柴油221 t，汽油84 t，用電量26.5065萬kW·h。折合標準煤478.1931 t。運行期消耗的能源主要為運行水泵、閘門消耗的電力等能源。估算全部泵站年用電量為548.6417萬kW·h，相當于標準煤674.2806 t。合計本工程耗能1 152.4738 t標準煤。

渤海泵站更新改造工程建成后，可增加農業灌溉效益為9 784.01萬元，增加產量為5 551×104kg。灌區效益是由渠首工程、灌區渠道及田間配套工程等共同產生，需要對其進行分攤，泵站工程按比例分攤整個灌區工程效益的20%，為1 956.80萬元。

本項目能耗指標為0.468 t標準煤/萬元生產總值(施工期能耗指標為0.008 t標準煤/萬元生產總值，運行期能耗指標為0.460 t標準煤/萬元生產總值)。低于“十二五”末，黑龍江省單位GDP能源消耗指標下降到0.98 t標準煤/萬元的節能要求。

節能減耗、污染減排是貫徹落實科學發展觀，建設資源節約型、環境友好型社會的迫切需要。水利工程規模大，節能潛力大，做好節能設計對于緩解我國能源狀況將起到舉足輕重的作用。

本工程從工程規劃、總布置、建筑物、機電及金屬結構、施工、工程管理等方面，把節水、節地、節材等，將節能落實到工程中。分別進行了節能降耗綜合設計。在大壩設計中，進計算合理選擇壩址、壩線、壩型、壩線。在渠道設計中，合理選擇渠道邊坡，使工程節地落實到實際中。在設備選型中，選擇效率高、能耗低的設備，將節電落實到選型中。在灌區用水量設計中，選擇合理的水田、旱田概模數，并推廣節水灌溉方法，有效減小了灌區的用水量，達到節水的目的。將在施工中合理選擇施工機械，避免大馬拉小車等浪費能源。效果很好。黑龍江省松花江干流工程項目能耗指標滿足國家對節能的要求，符合《中國節能技術政策大綱》、合理用能標準和節能設計規范的要求。能耗種類和數量合理，不會給當地能源造成影響。相反，能更好的促進當地經濟的發展。節能量均復合國家節能政策。所以，寧安市渤海泵站更新改造工程項目的用能設計是科學的、合理的。

[1] 把多鐸，馬大玲.水泵及水泵站[M].北京:中國水利水電出版社，2004.

[2] 上海市政工程設計研究院.給水排水設計手冊:第三冊[S].上海:上海市政工程設計研究院，2004.

[3] 黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省寧安市渤海泵站更新改造工程可行性研究報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2011.