南水北調受水區內鄉供水工程節能評價

程永源

（河南方正水利工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450003）

1 工程概述

①提水泵站工程：新建提水泵站1 座。②輸水管道工程：鋪設輸水管線27.16 km，采用DN1000球墨鑄鐵管輸水，輸水管線穿南水北調總干渠建筑物1座，穿越河、溝、渠建筑物各1座，穿寧西鐵路建筑物1 座，穿越滬陜高速、G312 國道建筑物各1座，穿040 縣道建筑物2 座，共設置鎮墩125 座，布置各類閥井64座。③管理工程：新建管理所、管理房各一處。

2 工程能耗分析

內鄉供水工程在滿負荷運行條件下的年耗電量為1 218.70萬（kW·h），按折標煤系數換算，年能耗量約129.40 萬t 標準煤。項目生產工序耗能設備主要為水泵，因此節能應重點落實在水泵設備的選型，水泵類優先選用高效率潛水泵，同時采用變頻調速電機帶動水泵，以調節和適應流量的變化，降低能耗。

3 節約水資源

根據內鄉水資源供需預測，在充分考慮節水、治污、挖潛、嚴格控制地下水開采等措施后，預測內鄉縣2020 水平年全年缺水0.40億m3。水資源短缺已成為制約內鄉縣經濟社會發展最為突出、最需緊迫解決的問題之一，引用南水北調水源是解決內鄉縣水資源短缺的唯一途徑。

4 節約土地資源

4.1 輸水線路布置節約用地

在輸水線路工程總體布置時，為了減少工程占地，管線布置盡可能順直，并充分利用現有、規劃的道路；輸水管線并列布置時，管道凈距根據受力情況、施工要求等確定，盡量減小間距。為了節約占地，一般采用管道輸水方式，管道頂部覆土厚度不小于2 m，可以滿足一般耕作要求。管道附屬建筑物布置如：檢修閥門井、泄水閥井、進氣排氣閥井、調流閥井、流量計井、壓力表井、伸縮器井、等為永久占地，確定結構尺寸時，在滿足安裝、運行、檢修的情況下嚴格控制平面尺寸，節約土地。

4.2 泵站工程布置節約用地

泵站的管理區：辦公區、生活區、車庫等分別布置在不同地方，而非一體，充分利用了空間，節約了土地。引水方式采用進行了明渠與涵管的布置方式比較，采用涵管引水，達到節約土地、循環利用土地目的。

5 節約建材

5.1 管材分析

配套工程中輸水管所占比例較大，在重點對PE管、預應力鋼筒混凝土管、涂塑復合鋼管、球墨鑄鐵管等4種管材，在管道安全性、防滲性、耐腐蝕性、壓力和管徑適用范圍、施工環境、使用壽命和市場應用等方面進行了綜合分析論證。

5.2 泵站型式

南水北調受水區南陽供水配套工程內鄉供水工程中口門泵站是較大建筑物，因此合理選擇泵站型式和結構尺寸，可以節約建材。泵房型式比較了分基型及整體型兩種設計方案，選擇了整體型泵房。平面和豎向布置時，在滿足水力機械、電氣設備布置的前提下，盡量緊湊；在滿足安全的前提下，結構采用最優配筋率，節約混凝土量和鋼筋用量，從而達到節約材料目的。

6 電氣設備

6.1 供配電系統的節能設計

根據負荷容量，供電距離及分布，用電設備特點等因素合理設計供配電系統，做到系統盡量簡單可靠，操作方便。變配電站應盡量靠近負荷中心，減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數，減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。

6.2 變壓器的節能設計

南水北調受水區南陽供水配套工程內鄉供水工程設計中均采用SC 系列干式變壓器。SC 系列干式電力變壓器性能優越，節能效果顯著，與普通油變壓器相比，降低變壓器空載損耗約10%～25%；降低空載電流，一般為疊片鐵心的50%；變壓器噪音水平顯著降低，減少噪音污染。負載損耗平均下降22.40%，線圈溫升低，過載能力強，抗短路能力強。無功損耗降低了60%～70%，大大提高了配電網的功率因數，減少了電網的無功損耗，改善了電網的供電品質。

6.3 減少線路損耗

①選用電阻率ρ較小的導線。②減少導線長度。③增大導線截面積，對于較長的線路，在滿足載流量，熱穩定，保護配合及電壓降要求的前提下，選定線截面時加大一級線截面。

6.4 提高供配電系統的功率因數

功率因數的提高可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節能目的。前面提到的配電線路損耗ΔP中包含了線路傳輸有功功率時而引起的線損和線路傳輸無功功率時引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所需，是不變的。而在供配電系統中的某些用電設備如電動機、變壓器、燈具的鎮流器等都具有電感性，會產生滯后的無功電流，它要從系統中經過高低壓線路傳輸到用電設備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。這部分損耗在設計中是可以避免的，在設計中采用功率因數高的用電設備。南水北調受水區南陽供水配套工程內鄉供水工程泵站采用集中補償，補償后的功率因數不小于0.95。

6.5 照明的節能設計

①充分利用自然光，在設計中電氣設計與建筑專業配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合，從而大大節約了人工照明電能。②照明設計規范規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等等。③使用低能耗性能優的光源用電附件。④改進燈具控制方式，采用各種節能型開關或裝置。

7 施工節能

施工期從機械設備使用和管理等方面應盡量采用新工藝、新技術、新材料和新產品，并采取以下節能措施：限制并淘汰落后的施工機械和設備；施工期間夜間照明，采用節能型燈具和節能控制系統；盡量采用生物柴油、乙醇類燃料汽車和機械；開挖時采用高效節能風機、水泵和空壓機；鋼筋或其他需要焊接時，采用逆變式焊接電源焊機、自動和半自動焊接設備、CO2氣體保護焊機等；建立一套完善的施工機械設備技術狀況檢查方法及管理制度，推廣燃油節能添加劑、燃油清潔劑、潤滑油節能添加劑、子午線輪胎等汽車節能新技術產品。推廣節能駕駛操作培訓，提高駕駛員技術素質。

8 管理節能措施建議

8.1 施工期建設管理的節能措施建議

①定期對施工機械設備進行維修和保養，減少設備故障的發生率，保證設備安全連續運行。②加強工作面開挖渣料管理，嚴格區分可用渣料和棄料，并按渣場規劃和渣料利用的不同要求，分別堆存在指定渣（料）場，減少中間環節，方便物料利用。③根據設計推薦的施工設備型號，配備合適的設備臺數，以保證設備的連續運轉，減少設備空轉時間，最大限度發揮設備的功效。④生產設施應盡量選用新設備，避免舊設備帶來的出力不足、工況不穩定、檢修頻繁等對系統的影響而帶來的能源消耗。⑤合理安排施工任務，做好資源平衡，避免施工強度峰谷差過大，充分發揮施工設備的能力。⑥混凝土澆筑應合理安排，相同標號的混凝土盡可能安排在同時施工，避免混凝土拌和系統頻繁更換拌和不同標號的混凝土。⑦場內交通加強組織管理及道路維護，確保道路暢通，使車輛能按設計時速行駛，減少堵車、停車、剎車，從而節約燃油。⑧生產、生活建筑物的設計盡可能采用自然照明。⑨合理配置生活電器設備，生活區的照明開關應安裝聲、光控或延時自動關閉開關，室內外照明采用節能燈具。⑩充分利用太陽能，減少用電量。

8.2 運行期管理維護的節能措施建議

①以“創建節約型社會”為指導，樹立成員節能觀念，提高職工的節能意識，做到“環境保護”“自愿節能”，轉變傳統粗放經營和能源消耗性經濟觀念，向集約型、節能型發展，建設適應市場經濟競爭的節能管理運行機制。②加強用能管理，采取技術上可行、經濟上合理、符合環境保護要求的措施，以減少生產過程中各個環節的損失和浪費，更加合理有效地利用能源。③合理組織，協調運行，加強運行管理和檢修管理，做到規模經濟，優化檢修機制，節能能源。④抓好節能技術監督工作，認真開展全廠能耗平衡，做好主輔機經濟調度，提高生產指標的先進性，對經濟指標定期進行分析、檢查和考核，總結經驗，提出改進措施或方案。⑤開展節能宣傳教育，組織節能培訓，提高員工的節能意識。⑥制定具體的節能措施和節能目標，并且層層分解，落到實處。

9 結論

內鄉供水工程從設計理念、工程布置、設備選用、施工組織設計等方面已優化設計、選用了符合政策的先進節能設備。