探究水電廠項(xiàng)目節(jié)能技術(shù)與措施

摘 要：老口樞紐是郁江綜合利用規(guī)劃十個(gè)梯級(jí)中的第七個(gè)梯級(jí)，是一座以航運(yùn)、防洪為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧改善南寧市水環(huán)境等效益的水資源綜合利用工程；是右江實(shí)現(xiàn)Ⅲ級(jí)航道目標(biāo)的重要工程，也是實(shí)施郁江流域防洪規(guī)劃的關(guān)鍵性工程。本工程節(jié)能效果主要體現(xiàn)在工程本身機(jī)電設(shè)備選型和房屋建筑設(shè)計(jì)方面，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮國(guó)家相關(guān)節(jié)能規(guī)范要求，嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)計(jì)，積極采用低耗能產(chǎn)品，達(dá)到節(jié)能要求。

關(guān)鍵詞：水電廠；節(jié)能技術(shù)；措施

1 建筑物的節(jié)能技術(shù)與措施

水工建筑物主要從樞紐總體布置、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)斷面及設(shè)計(jì)高程等方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，建筑物節(jié)能主要措施主要有：（1）通過(guò)地形地質(zhì)條件、水流及通航條件、工程運(yùn)行安全性及工程投資等方面進(jìn)行壩線和樞紐布置方案的比較，選定最優(yōu)布置方案及建筑物結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)斷面及設(shè)計(jì)高程，以達(dá)到減少工程量及機(jī)械設(shè)備損耗、節(jié)省投資等節(jié)能降耗作用。（2）在細(xì)化設(shè)備尺寸的基礎(chǔ)上合理減小廠房面積，最終減少?gòu)S房供熱或供冷氣的供電面積，減少能源消耗。（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)廠房進(jìn)、出口段結(jié)構(gòu)型式及布置，改善進(jìn)出口水流流態(tài)，減少水頭損失，充分利用水能。（4）在總平面布置中，電站廠房主受風(fēng)方向應(yīng)考慮盡量避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向；建筑朝向盡量選擇本地區(qū)最佳朝向或接近最佳朝向，以充分利用自然通風(fēng)。（5）電站廠房結(jié)構(gòu)布置上要充分考慮利用自然光和自然通風(fēng)條件，減少電能消耗。采用下游擋水墻與副廠房的分離布置，形成4～5m寬的采光通風(fēng)天井，使得副廠房運(yùn)行條件極大改善，采光通風(fēng)如同地面廠房舒適，減少照明及空調(diào)使用頻率。（6）發(fā)展節(jié)能型墻體和屋面，重點(diǎn)推廣外保溫墻體，采用合理的窗墻比及建筑體型。大力推廣節(jié)能型門窗、門窗密封條及熱反射保溫隔熱窗簾等。提高建筑物保溫、隔熱和氣密性能。主、副廠房外墻采用240厚的燒結(jié)空心磚，屋頂采用保溫隔熱屋面板，外窗采用塑鋼系列中空玻璃。

2 機(jī)械設(shè)備的節(jié)能技術(shù)與措施

2.1 水輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能措施

在機(jī)型選擇方面，該水頭段的燈泡貫流式機(jī)組比傳統(tǒng)的立軸轉(zhuǎn)槳式機(jī)組有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：效率高、單位過(guò)流量大、運(yùn)行穩(wěn)定和空化性能好，低水頭段應(yīng)用范圍大、轉(zhuǎn)輪直徑和機(jī)組尺寸小、機(jī)電投資少，有利于增加電能和減少土建工程量，是開(kāi)發(fā)低水頭水電資源的最理想的機(jī)型。因此推薦選用燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組可提高水能的利用率。

根據(jù)動(dòng)能規(guī)劃論證和電力系統(tǒng)的要求，從水輪機(jī)性能、投資和發(fā)電收益等方面進(jìn)行比較論證后，選定5×30MW裝機(jī)容量及臺(tái)數(shù)方案，有利于機(jī)組在高效率區(qū)運(yùn)行，且節(jié)省電站土建投資。

隨著發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)通風(fēng)冷卻技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，燈泡發(fā)電機(jī)已普遍采用具有空氣冷卻器的密閉循環(huán)強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻方式，軸流風(fēng)機(jī)、空氣冷卻裝置、冷卻水泵及熱交換裝置可很好地將循環(huán)空氣的熱量導(dǎo)出，有效提高發(fā)電機(jī)效率，且減少了發(fā)電機(jī)本身和廠用電能損耗，綜合分析初估本電站發(fā)電機(jī)效率不低于97.5%。

2.2 水力機(jī)械附屬及輔助設(shè)備節(jié)能措施

（1）調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備。選用WST-150-6.3雙調(diào)節(jié)微機(jī)液壓型調(diào)速器，額定工作油壓為6.3MPa，選用油壓裝置容量為10m3。提高油、氣系統(tǒng)的氣密性，減少調(diào)速系統(tǒng)油壓裝置油泵的運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)而減少?gòu)S用電耗能。

（2）水力機(jī)械輔助設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)。積極采用先進(jìn)技術(shù)和材料，采用能耗低、效率高（能效指標(biāo)高）、噪音小的電動(dòng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等電動(dòng)和液壓機(jī)械產(chǎn)品，提高能源利用效率；根據(jù)自然條件，合理布置廠房機(jī)電設(shè)備，優(yōu)化管線走向和布置設(shè)計(jì)方案，堅(jiān)持節(jié)約用材、用地的原則，力求管線短、阻力損失最小，使其達(dá)到最低能耗；對(duì)電站低壓空氣壓縮機(jī)成套設(shè)備，積極采用機(jī)械、電子和信息技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)裝備。

2.3 電氣設(shè)備節(jié)能措施

（1）廠用電動(dòng)機(jī)。優(yōu)先選用高效、節(jié)能、銅繞組、三相交流鼠籠式異步電機(jī)，且使其與負(fù)荷形成最佳匹配，避免“大馬拉小車”現(xiàn)象。（2）照明系統(tǒng)?？紤]到本電站“無(wú)人值班（少人值守）”的特點(diǎn)，盡可能選用效率高、光學(xué)性能好、壽命較長(zhǎng)的光源和燈具，如熒光燈、高壓氣體放電燈等，保證照明功率密度設(shè)計(jì)在限定值內(nèi)。照明控制器則根據(jù)具體場(chǎng)所的需求采用多種型式，如聲控、時(shí)控、集控及分組手控等，以盡量節(jié)省能源消耗。在照明設(shè)計(jì)中盡量采用光效高的燈具，主廠房采用金屬鹵化物投光燈；戶外升壓站照明采用發(fā)光效率高、節(jié)能顯著、照射范圍大的泛光燈；廠房?jī)?nèi)中控室工作照明燈具采用節(jié)能型嵌入式柵格熒光燈，其他生產(chǎn)性房間采用節(jié)能型普通熒光燈，均采用節(jié)能型光源，在滿足全站照明要求的條件下保證各處照明功率密度值在限制值之內(nèi)，最大限度地減少照明損耗，節(jié)省照明用電。

2.4 能通風(fēng)空調(diào)節(jié)能措施

根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)形式、機(jī)電設(shè)備布置，不同的部位采用不同的通風(fēng)方式，能采用自然通風(fēng)的場(chǎng)所盡量采用自然通風(fēng)方式。通風(fēng)設(shè)備選用能耗低，效率高的產(chǎn)品，且考慮按不同的季節(jié)調(diào)整通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行的數(shù)量。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)節(jié)能措施

根據(jù)工程布置情況，溢流壩工作閘門采用弧形閘門，啟閉設(shè)備都采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作，用電負(fù)荷較小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。上游檢修閘門采用鋼疊梁形式，主支承滑塊采用摩擦系數(shù)更小的新材料，可降低啟閉容量，減少用電負(fù)荷。下游檢修閘門采用浮箱疊梁鋼閘門，啟閉設(shè)備簡(jiǎn)單，土建工程量較省。

發(fā)電系統(tǒng)中攔污柵采用直線直立式布置，其啟閉設(shè)備與進(jìn)水口檢修閘門共用1臺(tái)2×1000kN雙向門式起重機(jī)，啟閉時(shí)采用門機(jī)2×500kN副起升機(jī)構(gòu)通過(guò)自動(dòng)抓梁操作，清污時(shí)采用2×160kN液壓抓斗式清污機(jī)不停機(jī)動(dòng)水清污，減少水頭損失，增加電能；進(jìn)水口檢修閘門為降低啟閉設(shè)備容量，減少能耗，擬采用平面滑動(dòng)鋼疊梁閘門，采用摩擦系數(shù)更小的新材料作主支承，5孔共用1臺(tái)2×1000kN雙向門式起重機(jī)操作，減少了啟閉設(shè)備數(shù)量，減少能耗。尾水事故檢修閘門采用平面滾動(dòng)鋼閘門，軸承采用免維護(hù)自潤(rùn)滑材料，減低啟閉機(jī)容量，啟閉設(shè)備都采用固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉操作，用電負(fù)荷較小。降低了能耗。

3 樞紐管理區(qū)的節(jié)能技術(shù)與措施

3.1 建筑物的節(jié)能技術(shù)與措施

（1）生產(chǎn)生活管理區(qū)內(nèi)的建筑墻體均采用頁(yè)巖燒結(jié)多孔磚。頁(yè)巖燒結(jié)多孔磚的孔洞率30%，重量輕，防火性能良好；其熱工性能優(yōu)良，導(dǎo)熱系數(shù)入=0.452w/m.k左右；頁(yè)巖燒結(jié)多孔磚可實(shí)現(xiàn)節(jié)約粘土資源，節(jié)約用煤用電和減少CO2的排放量；能達(dá)到很好的節(jié)能減排的效果。（2）生產(chǎn)生活管理區(qū)內(nèi)的建筑屋面均采用SBS改性瀝青防水卷材或APP改性瀝青防水卷材。此項(xiàng)屋面防水技術(shù)可有效保護(hù)屋面保溫隔熱層，從而達(dá)到良好的保溫隔熱效果。（3）生產(chǎn)生活管理區(qū)內(nèi)建筑（辦公綜合樓、宿舍樓）的窗口均采用中空玻璃，具有隔音、隔熱的功能，能達(dá)到保溫、隔熱的效果。（4）生產(chǎn)生活管理區(qū)內(nèi)的建筑采用高性能混凝土（HPC）技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)能節(jié)約混凝土用量，節(jié)約用煤用電和減少CO2的排放量，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。使用以上節(jié)能技術(shù)，最終達(dá)到建筑整體節(jié)能50%以上。

3.2 給排水的節(jié)能技術(shù)與措施

管理區(qū)內(nèi)給排水采用節(jié)能、耐腐蝕、無(wú)污染的給排水管，給水管室內(nèi)采用PPR管，室外采用PE管，排水管采用UPVC管；用水點(diǎn)使用節(jié)能型衛(wèi)生器具。管理區(qū)內(nèi)消防用水采用景觀水池用水，根據(jù)壓力不同將室內(nèi)消防系統(tǒng)和室外消防系統(tǒng)分開(kāi)，以達(dá)到節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]楊軍，張雪梅.水電廠節(jié)能降耗的措施分析[J].湖北水力發(fā)電，2008（05）.

[2]蔣心勇.水電廠的運(yùn)行維護(hù)節(jié)能[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（33）.

作者簡(jiǎn)介：曾令鋒（1982-），男，廣西鹿寨人，本科，工程師，研究方向：水電廠運(yùn)營(yíng)管理。