關(guān)于水電站工程的節(jié)能降耗的探討——以阿呷水電站為例

唐 潔 張衍林

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國 重慶 402160）

1 工程概況

阿呷水電站位于甘洛縣境內(nèi)甘洛河流域中上游河段，上游與工棚電站尾水銜接，下游與阿呷水電站正常水位相銜接。本電站采用低閘引水式開發(fā)，電站額定引用流量13.1m3/s，引水隧洞長7797.93m，電站利用落差215m，裝機(jī)容量21MW。本工程為單一發(fā)電工程，無防洪、航運(yùn)、供水等綜合利用要求。

取水樞紐區(qū)位于工棚電站廠房下游600m處，廠房位于阿呷鄉(xiāng)下游約1km處，甘洛-阿呷鄉(xiāng)有縣級公路相通，阿呷鄉(xiāng)-壩址有簡易鄉(xiāng)村公路通過，距離縣城公路里程約38km，距涼山州州府西昌市約240km，距省會成都市約350km，對外交通較為方便。阿呷水電站工程任務(wù)以發(fā)電為主，無灌溉用水，無防洪、航運(yùn)、供水等綜合利用要求。

阿呷水電站用水為非耗水型，所引水量回歸至甘洛河，并提供優(yōu)質(zhì)、清潔能源，阿呷水電站的建設(shè)符合國家和四川省產(chǎn)業(yè)政策，符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。阿呷水電站可替代節(jié)約化石能源，可減排溫室氣體量和其他污染物。

2 主要節(jié)能降耗措施

水電屬于清潔能源，阿呷水電站發(fā)電用水過程中不增加水體污染，不耗水，水流經(jīng)水輪機(jī)尾水管、尾水渠直接排入廠房下游河道，不需處理，符合水資源管理要求。阿呷水電站多年平均發(fā)電量9506.5萬kw.h。電站發(fā)電后，以標(biāo)煤耗310g/kw.h計(jì)，每年約減少使用2.95萬t標(biāo)煤，相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放1.26萬t，同時(shí)每年至少可減排SO20.21萬t。本工程在節(jié)能設(shè)計(jì)方面主要考慮以下幾個(gè)方面。

2.1 工程布置節(jié)能

本工程計(jì)劃布置3個(gè)施工區(qū)：攔河壩施工區(qū)（含發(fā)電引水隧洞進(jìn)口）、引水隧洞各支洞工區(qū)、發(fā)電廠房（含發(fā)電引水隧洞出口）施工區(qū)。本工程首部樞紐工區(qū)、引水隧洞各工作面和廠房工區(qū)就近布置混凝土拌和站及供風(fēng)、供水站。機(jī)械修配站、汽車保養(yǎng)站、鋼筋加工廠、木材加工廠集中布置，其中機(jī)械修配站、汽車保養(yǎng)站布置在廠區(qū)，鋼筋加工廠、木材加工廠布置在首部工區(qū)、3#支洞附近、廠房工區(qū)。廠區(qū)金結(jié)安裝和機(jī)電拼裝場不考慮單獨(dú)征地，可將就近碴場平整后布置。工程布置結(jié)合《水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBT50649-2011)，充分考慮工程的實(shí)際情況，在工程布置上達(dá)到了節(jié)能的要求。

2.2 設(shè)備選型節(jié)能

在設(shè)計(jì)中根據(jù)閘門的型式、尺寸、孔口數(shù)量和運(yùn)行要求等因素，并充分考慮各種啟閉機(jī)的特點(diǎn)，在滿足安全的前提下選用合理的啟閉型式和容量，避免造成電能消耗的浪費(fèi)，是節(jié)能降耗的主要手段。此外，在設(shè)計(jì)閘門時(shí)，考慮采用低摩擦系數(shù)的承壓滑道、頂側(cè)水封采用橡塑材料的水封等措施降低啟閉機(jī)的容量，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

電站選用HLA575c-LJ-110型水輪機(jī)，額定流量6.55m3/s，相應(yīng)配SF10.5-10/2860型水輪發(fā)電機(jī)，調(diào)速器為GSLT-1800型。在機(jī)組選型的時(shí)候，考慮采用能量指標(biāo)好、效率高的轉(zhuǎn)輪，因此，選用了HLA542轉(zhuǎn)輪。該電站的輔助系統(tǒng)也盡量簡化，輔助設(shè)備選擇也盡量考慮采用能量指標(biāo)好的設(shè)備。

阿呷水電站廠區(qū)海拔高程為1616m，地震烈度為Ⅶ度。本階段電氣設(shè)備選型按照以上短路電流計(jì)算成果進(jìn)行選擇，再根據(jù)海拔高程加入絕緣系數(shù)1.088，在滿足電站運(yùn)行要求的前提下，盡可能節(jié)省投資。廠用電主、備用電回路在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)自動切換。設(shè)計(jì)中合理配置變壓器，減少了電能損耗。

2.3 照明節(jié)能

本工程為地面廠房，主廠房、副廠房及升壓站盡量采用自然采光，因此照明系統(tǒng)的總耗電量較小，采用如下措施降低照明系統(tǒng)能耗：

1）盡量避免采用白熾燈作為照明光源，通常采用熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高效氣體放電光源，或采用節(jié)能燈，以降低光源耗電量。

2）不需要長時(shí)照明的場所，照明開關(guān)的設(shè)置應(yīng)盡量考慮便于做到人走燈滅。

3）大功率氣體放電燈的功率因數(shù)應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.8以上，以降低無功電流帶來的電能損失。

4）主要照明場所(如主機(jī)間等)應(yīng)做到燈具分組控制，使得電廠人員可根據(jù)不同工作的需要調(diào)整照度。各工作場所的照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-92)、《民用建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GBJl33-90)的有關(guān)照明標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 給排水節(jié)能

本電站采用高位消防水池的常高壓方式，消防與生產(chǎn)、生活合用水池。消防儲水容積為80m3，水池設(shè)于廠房后坡上，其高程為1700m，水池貯水全部取自山間泉水，經(jīng)沉淀凈化處理后進(jìn)入生產(chǎn)、生活管道。在廠區(qū)設(shè)室外消火栓一套，供廠區(qū)室外消防用水。

廠區(qū)排水主要為地面廠房內(nèi)生活污水排放、雨水排放。其中廠房內(nèi)污水經(jīng)水泵抽升后，排至下游。生活污水需經(jīng)化糞池處理，糞便污水宜與生活污水分流。廁所，廚房及其他房間經(jīng)常從地面排水時(shí)應(yīng)設(shè)置地漏。生活區(qū)排污量相當(dāng)小，不會形成污水徑流。

3 綜合評價(jià)

本工程建設(shè)期主要消耗能源為：柴油、汽油、電力等。工程運(yùn)行期能源消耗主要有運(yùn)行維護(hù)各類水工建筑物閘門消耗的柴油和電力、水電站用電設(shè)備以及管理用電等。工程建成后產(chǎn)生的社會效益和發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益可以看作能源消耗的產(chǎn)出。

本工程不存在能耗過大的建筑物和設(shè)備，項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行期亦不會消耗大量能源，能源消耗總量相對合理，因此本工程的建設(shè)不會對當(dāng)?shù)啬茉聪慕Y(jié)構(gòu)及能源利用產(chǎn)生不利影響。

本設(shè)計(jì)依據(jù)合理利用能源、提高能源利用效率的原則，遵循節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范，從設(shè)計(jì)理念、工程布置、設(shè)備選擇、施工組織設(shè)計(jì)等方面已采用節(jié)能技術(shù)，選用了符合國家政策的節(jié)能機(jī)電設(shè)備和施工設(shè)備，合理安排了施工總進(jìn)度，符合國家固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能設(shè)計(jì)要求。

[1]水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范(GB/T 50649-2011)[M].中華人民共和國水利部，2011：15-17.

[2]尹濤.淺析水電站節(jié)能降耗方法[J].民營科技，2011（02）.

[3]鄧志紅.水電站節(jié)能降耗的探討[J].中國水能及電氣化，2010（21）.

[4]梁劍芳.水電站廠用電節(jié)能降耗措施探討[J].機(jī)電信息，2012（15）.