黃藏寺水利樞紐工程節能評估要點

□孫鵬輝 □林 楠 □毛宗杰（黃河勘測規劃設計有限公司）

0 引言

為加強固定資產投資項目節能管理，國家發展和改革委員會2010年6號令發布了《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》，要求對固定資產投資項目的能源利用是否科學合理進行分析評估。節能評估文件及其審查意見，作為項目審批和核準的前置性條件以及項目設計、施工和竣工驗收的重要依據。

黃藏寺水利樞紐工程位于青海省祁連縣境內、黑河干流上。工程主要有碾壓混凝土重力壩和壩后式廠房組成。大壩壩高122.00 m，總庫容4.03億m3，電站裝機規模49 MW，年利用小時數4240 h。2015年7月中咨公司完成工程可研報告的評估。

1 評估依據

節能評估依據，主要包括國家和青海省關于節能的相關法律、法規，行業與區域規劃、行業準入與產業政策，標準及規范，國家明令淘汰的用能產品、設備、生產工藝目錄，節能有關推薦目錄，以及項目有關立項資料、技術文件等。

2 建設方案節能評估

2.1 項目選址、總平面布置

項目所選大壩軸線位于壩區峽谷入口下游800 m處，地質條件相對較好，該壩址既可形成較大庫容，充分利用水能資源，又能利用上游開闊的場地條件進行工程施工減少施工期能耗。電站站址比下游壩線接入系統距離短，能量傳輸損失小。

工程總平面布置節能主要從便于運行、減少水頭損失、減少征地等方面考慮。溢洪道、泄洪底孔、電站進水口等建筑物集中于混凝土大壩，共用壩頂啟閉機，減少了設備數量，降低運行期能耗。采用壩后式電站，引水路徑短，水頭損失最小，水能勢能利用率高。廠房可采用自然采光，減少照明能耗，通風也可采用自然通風。建筑物集中布置，減少了對兩岸高邊坡的開挖、征地范圍小。壩后廠房通風和采光方式選用自然通風和天然采光，降低運行期能源消耗。

2.2 主要用能工藝和耗能設備

工程以調配中下游生態和經濟社會用水為主，兼有發電功能。技術方案為修建碾壓混凝土重力壩一座，由大壩溢流表孔、結合底孔以及電站發電尾水向下游輸水，輸水的過程，是利用大壩溢流壩段泄洪、底孔泄水和發電尾水泄流的組合來滿足下游生態基流、110～500 m3/s等流量的不同泄流要求，該過程利用勢能完成輸水，僅有啟閉機機電設備能耗和發電能損，能耗較小。

電站利用水庫的水力勢能，由水輪機將勢能轉換成機械能，再由發電機將機械能轉換成電能，經母線、主變壓器升壓及高壓開關設備將電能送入電網。此部分屬能源轉換過程中損失的電能，主要包括水輪機的機械損耗，發電機機械損耗、熱損耗和電磁損耗、輸水系統水力損耗等。同時，還包括生產性設備用能，主要有主變壓器損耗（包括空載損耗和負載損耗），以及母線、中低壓電纜的電能損耗等。

2.2.1 泄洪輸水

用能設備主要為閘門啟閉運行消耗的電能，閘門啟閉機運行時間較短，電機能耗較小，經計算泄洪輸水消耗電能7.97×104kW·h。

2.2.2 勢能轉換

水大壩蓄水具有勢能，水流經引水系統進入水輪機，把水能轉換成機械能，機械能帶動發電機發電。水的勢能轉換為電能，為清潔能源。

水輪機工況額定效率≥91.50%，發電機額定效率≥96%。參照同類型電站水輪機、發電機額定效率水平，本電站機組效率處于行業先進水平。

2.2.3生產性設備

生產性設備用能指在輸送分配過程中損失的電能，主要包括主變壓器的空載損耗和負載損耗、母線的損耗、中低壓電纜的損耗等。對每項設備技術參數、運行數量、使用時間等進行量化計算。

2.3輔助生產設備和附屬生產設施

輔助生產設備的能耗包括機組附屬水力機械設備、控制保護系統設備、金屬結構設備、采暖通風空調系統設備、生產性建筑的照明消耗的電能及電氣設備損失的電能和消耗的油量等。

附屬生產設施用能包括辦公生活設施消耗的電能、油料、天然氣和水。業主后方基地消耗的市政熱力。

3 能源消耗及能效水平評估

3.1 項目綜合能源消耗量

黃藏寺水利樞紐工程綜合能源消耗及供應情況見表1。

表1 項目綜合能源消耗及供應情況表 單位：tce

3.2 項目能效水平

3.2.1 項目綜合能耗

項目建成后，年綜合能耗量為1332.94 tce（等價值，下同)，其中電力年消費總量為1225.87 tce，柴油年消耗為0.22 tce，汽油年消耗為71.69 tce，天然氣年消耗為3796 m3。

3.2.2 單位增加值能耗

項目單位增加值能耗為0.044 tce/萬元，低于2015年青海省單位增加值能耗2.295 tce/萬元的目標值。

3.2.3 項目n值

n值為項目增加值能耗影響所在地單位增加值能耗的比例，n值計算如式（1）所示：

式中：a為青海省2015年預測能源消費總量(tce)；b為青海省2015年預測生產總值(萬元)；c為青海省2015年預測單位增加值能耗；d為項目年綜合能源消費量 (tce)；e為項目年增加值(萬元)。

經計算，項目n值為負值。根據國家節能中心節能評審評價指標通告（第1號），n值＜0.1%，表明項目的增加值能耗對青海省增加值能耗影響較小，對當地完成節能目標有向下拉動的積極作用。

3.2.4 項目m值

m值為項目新增能源消費量占所在地規劃期能源消費增量的比例。項目為新建，年能源消費增量即為項目年綜合能耗量，為1332.94 tce。

2010年青海省單位增加值能耗為2.55 tce/萬元，綜合能源消費量為2568萬tce。根據青海省十二五能源規劃，預測“十二五”期間青海省能源消費增量為1700.27萬tce。項目年能源消費增量為1332.94 tce，占青海省“十二五”期間能源消費增量預測的0.01%。m值＜1%，項目新增能源消費對青海省能源消費增量影響較小。

3.2.5 廠用電率

項目廠用電率為廠用電量占發電量的比例。扣除蘭州基地的用電量，項目廠用電量為377.08×104kW·h，年發電量為2.08×108kW·h，廠用電率為1.81%。與同類型和規模工程相比處于國內先進水平。

4 節能措施評估

4.1 節能措施

①優化工程樞紐建筑物布置，減少運行設備總功率，降低工程運行管理能源消耗。②合理選擇水輪機、發電機和主要生產性設備主要技術參數，降低了能量損耗，達到了節能降耗的目的，符合國家相關規程規范要求。③輔助生產性設備和附屬生產設施的選型，選用一級能效水平的設備，在運行維護等方面采用有效節能降耗措施，符合國家節能產業政策要求。④建立能源管理系統，設置專門的能源管理機構，建立健全節能管理制度和措施要求，建立節能評估體系，配備能源計量器具。

4.2 節能措施效果

變壓器和啟閉機電動機選擇1級能效水平設備后，年節電量為3.38×104kW·h，折算標煤10.75 tce。

5 結語

黃藏寺水利樞紐工程屬于國家產業結構調整指導目錄水利鼓勵類項目。建成后，項目能源消費增量占青海省能源消費增量比例＜1%，項目單位增加值能耗影響青海省單位增加值能耗比例＜0.10%，對當地影響較小，對當地完成節能目標有向下拉動的積極作用。項目廠用電率為同行業先進水平，未采用國家明令禁止和淘汰的落后工藝及設備。本工程為綜合利用的水利樞紐工程，其評估內容和能耗指標可供類似工程參考。

[1]國家發改委.固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法[Z].2010，9.

[2]黃河勘測規劃設計有限公司.黃藏寺水利樞紐工程可行性研究報告[R].河南：黃河勘測規劃設計有限公司，2015，3，4-106.

[3]國家節能中心.固定資產投資項目節能評估工作指南（2014年版）[S].北京：中國市場出版社,2014.

[4]孫莉.天池抽水蓄能電站節能評估要點[J].資源節約與環保,2014(11):26～27.