基于宁安市渤海泵站工程节能的分析

高 磊，郝晓宇

(1.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080;2.中国水电建设集团新能源开发有限责任公司，北京 100044)

宁安市渤海泵站位于牡丹江中游段，镜泊湖～宁安市之间的牡丹江两岸，是响水灌区的主要供水水源，泵站的更新改造工程建设对宁安市农业经济发展起到了举足轻重的作用。使当地农民安居乐业，农业生产条件得到改善，农民生活水平得到提高。

因本次大型泵站机电更新改造基本原则是:尽量利用泵站现有泵房结构布置、配套电气设备、方便工程管理、有利于泵站运行操作习惯、节约投资的前提下，选则高效节能机组。根据泵站装置需要各特征扬程及流量，结合原泵站土建结构尺寸及机电布置型式和尺寸合理布置，依据各泵站机电设备现场检测建议评定类别，对泵站机电设备进行维修改造或更新改造。泵站均以维持现有泵房结构或结合原泵站土建规模为原则，既能满足工程的需要，又降低建设投资，达到节能的要求。

工程施工期节能降耗设计主要反映在施工总体布置、主体工程施工技术方案及设备选择、土堤施工及建筑物施工、区系施工、施工设施、施工营地及其它临时建筑物等几个方面。本工程的建设过程是一个消耗能源的过程，其主要消耗的能源有柴油、天然气等，因此在施工组织设计中的节能设计重点就在于合理进行施工总体布置及选择经济高效的施工技术方案，将节能降耗落实到施工材料、设备、工艺等技术措施上，降低工程造价，提高能源综合利用效率和企业的综合效益。

在管理设施和人员配置方面也尽可能简化、优化，达到节能目标。工程管理设施应保证工程建筑物的安全和正常运行，结合工程管理的实际需要，制定管理规划。制定生产管理区和生活区环境保护措施。各渠系流量数据等优先采用集中控制，采用计算机自动化的系统工程管理。各泵站设计均采用“无人值班，少人值守”的方式，减少了运行管理人员，相应也降低了运行费用。

1 水力机械节能

水力机械设备效率、可靠性是影响能耗的关键因素。根据本工程泵站任务和运行方式，合理选择水泵机组台数和单机容量，以达到机组运行的合理匹配，充分利用水能资源。通过选择合理的水泵机组台数灵活调节流量分配，使水泵稳定高效运行。合理选配电动机单机容量，使电动机可以高效运行，节约能源。

在设备招标阶段，将结合泵站特点，确定合适的机组技术参数，提出合理的加权比重和合适的评标因子，以选择相对效率较高的机组。在泵站运行调度中，优化运行范围，使设备有较高的综合效率，提高主机设备的节能特性。

在辅助设备选型、工艺布局、工艺手段等方面充分考虑节能因素，选用自动化控制水平高、效率高、能耗低的设备。泵站辅助管路系统采用技术先进可靠的和性能优良的管件和阀门，减少漏损和杜绝漏损。泵站排水泵电动机及消防水泵等设备的运行方式，均采用变送器自动控制。设备选择节能型产品。机组设备安全、可靠是提高水能利用的前提和条件，设计中水力机械设备优选应用成熟、可靠的设备。

2 电气节能

泵站年利用小时数较低。设计时根据用电负荷的特性和变化规律，合理选择电力变压器节能设计、变压器容量和台数，通过运行方式择优，合理调整负荷，实现电力变压器及配电网的经济运行。电力变压器的节能设计，以达到电力变压器最佳的节能效果。节能在变压器领域仍在继续。

为减少起动电流的冲击，电动机设有软起动装置。为提高功率因数，降低线路损耗，在各泵站低压母线上设有无功自动补偿装置。

厂用电设备及其配套系统中，分析厂用电主要耗能设备及其安全经济运行方式，做到合理用电，提高电能利用效率。合理设计照明系统，采用分级分块控制方式，非常规监视区域照明开关采用声光控开关等。采用光效高、寿命长的电光源，如金属卤化物灯、荧光灯、钠灯以及节能灯，来替代白炽灯等高耗能灯具;采用电子镇流器来代替高耗能的电感镇流器;气体放电灯加装补偿，以提高功率因数。通过节能灯的应用减少了电能损耗。在正常照明系统中使用节能灯做为主光源;取代传统白炽灯。

表1 白炽灯与节能灯参数比较表

由表1中数据可以看出，与白炽灯相比，节能灯发光效率提高了5倍以上，降低了电能消耗;同时，节能灯的寿命也有了很大提高，极大的降低了后期维护和设备更换成本。推荐选用节能灯型号为 T5、G5、T8、G13、LED 等。

对电缆通道进行设计，使电缆走向更加合理，减少了电缆用量，从而降低了有色金属消耗，达到了良好的节能降耗效果;电缆长度的减少，电能在传输过程中的损耗也大为降低。

本工程施工期消耗柴油221 t，汽油84 t，用电量26.5065万kW·h。折合标准煤478.1931 t。运行期消耗的能源主要为运行水泵、闸门消耗的电力等能源。估算全部泵站年用电量为548.6417万kW·h，相当于标准煤674.2806 t。合计本工程耗能1 152.4738 t标准煤。

渤海泵站更新改造工程建成后，可增加农业灌溉效益为9 784.01万元，增加产量为5 551×104kg。灌区效益是由渠首工程、灌区渠道及田间配套工程等共同产生，需要对其进行分摊，泵站工程按比例分摊整个灌区工程效益的20%，为1 956.80万元。

本项目能耗指标为0.468 t标准煤/万元生产总值(施工期能耗指标为0.008 t标准煤/万元生产总值，运行期能耗指标为0.460 t标准煤/万元生产总值)。低于“十二五”末，黑龙江省单位GDP能源消耗指标下降到0.98 t标准煤/万元的节能要求。

节能减耗、污染减排是贯彻落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。水利工程规模大，节能潜力大，做好节能设计对于缓解我国能源状况将起到举足轻重的作用。

本工程从工程规划、总布置、建筑物、机电及金属结构、施工、工程管理等方面，把节水、节地、节材等，将节能落实到工程中。分别进行了节能降耗综合设计。在大坝设计中，进计算合理选择坝址、坝线、坝型、坝线。在渠道设计中，合理选择渠道边坡，使工程节地落实到实际中。在设备选型中，选择效率高、能耗低的设备，将节电落实到选型中。在灌区用水量设计中，选择合理的水田、旱田概模数，并推广节水灌溉方法，有效减小了灌区的用水量，达到节水的目的。将在施工中合理选择施工机械，避免大马拉小车等浪费能源。效果很好。黑龙江省松花江干流工程项目能耗指标满足国家对节能的要求，符合《中国节能技术政策大纲》、合理用能标准和节能设计规范的要求。能耗种类和数量合理，不会给当地能源造成影响。相反，能更好的促进当地经济的发展。节能量均复合国家节能政策。所以，宁安市渤海泵站更新改造工程项目的用能设计是科学的、合理的。

[1] 把多铎，马大玲.水泵及水泵站[M].北京:中国水利水电出版社，2004.

[2] 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册:第三册[S].上海:上海市政工程设计研究院，2004.

[3] 黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省宁安市渤海泵站更新改造工程可行性研究报告[R].哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2011.