黄藏寺水利枢纽工程节能评估要点

□孙鹏辉 □林 楠 □毛宗杰（黄河勘测规划设计有限公司）

0 引言

为加强固定资产投资项目节能管理，国家发展和改革委员会2010年6号令发布了《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》，要求对固定资产投资项目的能源利用是否科学合理进行分析评估。节能评估文件及其审查意见，作为项目审批和核准的前置性条件以及项目设计、施工和竣工验收的重要依据。

黄藏寺水利枢纽工程位于青海省祁连县境内、黑河干流上。工程主要有碾压混凝土重力坝和坝后式厂房组成。大坝坝高122.00 m，总库容4.03亿m3，电站装机规模49 MW，年利用小时数4240 h。2015年7月中咨公司完成工程可研报告的评估。

1 评估依据

节能评估依据，主要包括国家和青海省关于节能的相关法律、法规，行业与区域规划、行业准入与产业政策，标准及规范，国家明令淘汰的用能产品、设备、生产工艺目录，节能有关推荐目录，以及项目有关立项资料、技术文件等。

2 建设方案节能评估

2.1 项目选址、总平面布置

项目所选大坝轴线位于坝区峡谷入口下游800 m处，地质条件相对较好，该坝址既可形成较大库容，充分利用水能资源，又能利用上游开阔的场地条件进行工程施工减少施工期能耗。电站站址比下游坝线接入系统距离短，能量传输损失小。

工程总平面布置节能主要从便于运行、减少水头损失、减少征地等方面考虑。溢洪道、泄洪底孔、电站进水口等建筑物集中于混凝土大坝，共用坝顶启闭机，减少了设备数量，降低运行期能耗。采用坝后式电站，引水路径短，水头损失最小，水能势能利用率高。厂房可采用自然采光，减少照明能耗，通风也可采用自然通风。建筑物集中布置，减少了对两岸高边坡的开挖、征地范围小。坝后厂房通风和采光方式选用自然通风和天然采光，降低运行期能源消耗。

2.2 主要用能工艺和耗能设备

工程以调配中下游生态和经济社会用水为主，兼有发电功能。技术方案为修建碾压混凝土重力坝一座，由大坝溢流表孔、结合底孔以及电站发电尾水向下游输水，输水的过程，是利用大坝溢流坝段泄洪、底孔泄水和发电尾水泄流的组合来满足下游生态基流、110～500 m3/s等流量的不同泄流要求，该过程利用势能完成输水，仅有启闭机机电设备能耗和发电能损，能耗较小。

电站利用水库的水力势能，由水轮机将势能转换成机械能，再由发电机将机械能转换成电能，经母线、主变压器升压及高压开关设备将电能送入电网。此部分属能源转换过程中损失的电能，主要包括水轮机的机械损耗，发电机机械损耗、热损耗和电磁损耗、输水系统水力损耗等。同时，还包括生产性设备用能，主要有主变压器损耗（包括空载损耗和负载损耗），以及母线、中低压电缆的电能损耗等。

2.2.1 泄洪输水

用能设备主要为闸门启闭运行消耗的电能，闸门启闭机运行时间较短，电机能耗较小，经计算泄洪输水消耗电能7.97×104kW·h。

2.2.2 势能转换

水大坝蓄水具有势能，水流经引水系统进入水轮机，把水能转换成机械能，机械能带动发电机发电。水的势能转换为电能，为清洁能源。

水轮机工况额定效率≥91.50%，发电机额定效率≥96%。参照同类型电站水轮机、发电机额定效率水平，本电站机组效率处于行业先进水平。

2.2.3生产性设备

生产性设备用能指在输送分配过程中损失的电能，主要包括主变压器的空载损耗和负载损耗、母线的损耗、中低压电缆的损耗等。对每项设备技术参数、运行数量、使用时间等进行量化计算。

2.3辅助生产设备和附属生产设施

辅助生产设备的能耗包括机组附属水力机械设备、控制保护系统设备、金属结构设备、采暖通风空调系统设备、生产性建筑的照明消耗的电能及电气设备损失的电能和消耗的油量等。

附属生产设施用能包括办公生活设施消耗的电能、油料、天然气和水。业主后方基地消耗的市政热力。

3 能源消耗及能效水平评估

3.1 项目综合能源消耗量

黄藏寺水利枢纽工程综合能源消耗及供应情况见表1。

表1 项目综合能源消耗及供应情况表 单位：tce

3.2 项目能效水平

3.2.1 项目综合能耗

项目建成后，年综合能耗量为1332.94 tce（等价值，下同)，其中电力年消费总量为1225.87 tce，柴油年消耗为0.22 tce，汽油年消耗为71.69 tce，天然气年消耗为3796 m3。

3.2.2 单位增加值能耗

项目单位增加值能耗为0.044 tce/万元，低于2015年青海省单位增加值能耗2.295 tce/万元的目标值。

3.2.3 项目n值

n值为项目增加值能耗影响所在地单位增加值能耗的比例，n值计算如式（1）所示：

式中：a为青海省2015年预测能源消费总量(tce)；b为青海省2015年预测生产总值(万元)；c为青海省2015年预测单位增加值能耗；d为项目年综合能源消费量 (tce)；e为项目年增加值(万元)。

经计算，项目n值为负值。根据国家节能中心节能评审评价指标通告（第1号），n值＜0.1%，表明项目的增加值能耗对青海省增加值能耗影响较小，对当地完成节能目标有向下拉动的积极作用。

3.2.4 项目m值

m值为项目新增能源消费量占所在地规划期能源消费增量的比例。项目为新建，年能源消费增量即为项目年综合能耗量，为1332.94 tce。

2010年青海省单位增加值能耗为2.55 tce/万元，综合能源消费量为2568万tce。根据青海省十二五能源规划，预测“十二五”期间青海省能源消费增量为1700.27万tce。项目年能源消费增量为1332.94 tce，占青海省“十二五”期间能源消费增量预测的0.01%。m值＜1%，项目新增能源消费对青海省能源消费增量影响较小。

3.2.5 厂用电率

项目厂用电率为厂用电量占发电量的比例。扣除兰州基地的用电量，项目厂用电量为377.08×104kW·h，年发电量为2.08×108kW·h，厂用电率为1.81%。与同类型和规模工程相比处于国内先进水平。

4 节能措施评估

4.1 节能措施

①优化工程枢纽建筑物布置，减少运行设备总功率，降低工程运行管理能源消耗。②合理选择水轮机、发电机和主要生产性设备主要技术参数，降低了能量损耗，达到了节能降耗的目的，符合国家相关规程规范要求。③辅助生产性设备和附属生产设施的选型，选用一级能效水平的设备，在运行维护等方面采用有效节能降耗措施，符合国家节能产业政策要求。④建立能源管理系统，设置专门的能源管理机构，建立健全节能管理制度和措施要求，建立节能评估体系，配备能源计量器具。

4.2 节能措施效果

变压器和启闭机电动机选择1级能效水平设备后，年节电量为3.38×104kW·h，折算标煤10.75 tce。

5 结语

黄藏寺水利枢纽工程属于国家产业结构调整指导目录水利鼓励类项目。建成后，项目能源消费增量占青海省能源消费增量比例＜1%，项目单位增加值能耗影响青海省单位增加值能耗比例＜0.10%，对当地影响较小，对当地完成节能目标有向下拉动的积极作用。项目厂用电率为同行业先进水平，未采用国家明令禁止和淘汰的落后工艺及设备。本工程为综合利用的水利枢纽工程，其评估内容和能耗指标可供类似工程参考。

[1]国家发改委.固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法[Z].2010，9.

[2]黄河勘测规划设计有限公司.黄藏寺水利枢纽工程可行性研究报告[R].河南：黄河勘测规划设计有限公司，2015，3，4-106.

[3]国家节能中心.固定资产投资项目节能评估工作指南（2014年版）[S].北京：中国市场出版社,2014.

[4]孙莉.天池抽水蓄能电站节能评估要点[J].资源节约与环保,2014(11):26～27.