南水北调受水区内乡供水工程节能评价

程永源

（河南方正水利工程咨询有限公司，河南 郑州 450003）

1 工程概述

①提水泵站工程：新建提水泵站1 座。②输水管道工程：铺设输水管线27.16 km，采用DN1000球墨铸铁管输水，输水管线穿南水北调总干渠建筑物1座，穿越河、沟、渠建筑物各1座，穿宁西铁路建筑物1 座，穿越沪陕高速、G312 国道建筑物各1座，穿040 县道建筑物2 座，共设置镇墩125 座，布置各类阀井64座。③管理工程：新建管理所、管理房各一处。

2 工程能耗分析

内乡供水工程在满负荷运行条件下的年耗电量为1 218.70万（kW·h），按折标煤系数换算，年能耗量约129.40 万t 标准煤。项目生产工序耗能设备主要为水泵，因此节能应重点落实在水泵设备的选型，水泵类优先选用高效率潜水泵，同时采用变频调速电机带动水泵，以调节和适应流量的变化，降低能耗。

3 节约水资源

根据内乡水资源供需预测，在充分考虑节水、治污、挖潜、严格控制地下水开采等措施后，预测内乡县2020 水平年全年缺水0.40亿m3。水资源短缺已成为制约内乡县经济社会发展最为突出、最需紧迫解决的问题之一，引用南水北调水源是解决内乡县水资源短缺的唯一途径。

4 节约土地资源

4.1 输水线路布置节约用地

在输水线路工程总体布置时，为了减少工程占地，管线布置尽可能顺直，并充分利用现有、规划的道路；输水管线并列布置时，管道净距根据受力情况、施工要求等确定，尽量减小间距。为了节约占地，一般采用管道输水方式，管道顶部覆土厚度不小于2 m，可以满足一般耕作要求。管道附属建筑物布置如：检修阀门井、泄水阀井、进气排气阀井、调流阀井、流量计井、压力表井、伸缩器井、等为永久占地，确定结构尺寸时，在满足安装、运行、检修的情况下严格控制平面尺寸，节约土地。

4.2 泵站工程布置节约用地

泵站的管理区：办公区、生活区、车库等分别布置在不同地方，而非一体，充分利用了空间，节约了土地。引水方式采用进行了明渠与涵管的布置方式比较，采用涵管引水，达到节约土地、循环利用土地目的。

5 节约建材

5.1 管材分析

配套工程中输水管所占比例较大，在重点对PE管、预应力钢筒混凝土管、涂塑复合钢管、球墨铸铁管等4种管材，在管道安全性、防渗性、耐腐蚀性、压力和管径适用范围、施工环境、使用寿命和市场应用等方面进行了综合分析论证。

5.2 泵站型式

南水北调受水区南阳供水配套工程内乡供水工程中口门泵站是较大建筑物，因此合理选择泵站型式和结构尺寸，可以节约建材。泵房型式比较了分基型及整体型两种设计方案，选择了整体型泵房。平面和竖向布置时，在满足水力机械、电气设备布置的前提下，尽量紧凑；在满足安全的前提下，结构采用最优配筋率，节约混凝土量和钢筋用量，从而达到节约材料目的。

6 电气设备

6.1 供配电系统的节能设计

根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电站应尽量靠近负荷中心，减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

6.2 变压器的节能设计

南水北调受水区南阳供水配套工程内乡供水工程设计中均采用SC 系列干式变压器。SC 系列干式电力变压器性能优越，节能效果显著，与普通油变压器相比，降低变压器空载损耗约10%～25%；降低空载电流，一般为叠片铁心的50%；变压器噪音水平显著降低，减少噪音污染。负载损耗平均下降22.40%，线圈温升低，过载能力强，抗短路能力强。无功损耗降低了60%～70%，大大提高了配电网的功率因数，减少了电网的无功损耗，改善了电网的供电品质。

6.3 减少线路损耗

①选用电阻率ρ较小的导线。②减少导线长度。③增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量，热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，选定线截面时加大一级线截面。

6.4 提高供配电系统的功率因数

功率因数的提高可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。前面提到的配电线路损耗ΔP中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所需，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。这部分损耗在设计中是可以避免的，在设计中采用功率因数高的用电设备。南水北调受水区南阳供水配套工程内乡供水工程泵站采用集中补偿，补偿后的功率因数不小于0.95。

6.5 照明的节能设计

①充分利用自然光，在设计中电气设计与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。②照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。③使用低能耗性能优的光源用电附件。④改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置。

7 施工节能

施工期从机械设备使用和管理等方面应尽量采用新工艺、新技术、新材料和新产品，并采取以下节能措施：限制并淘汰落后的施工机械和设备；施工期间夜间照明，采用节能型灯具和节能控制系统；尽量采用生物柴油、乙醇类燃料汽车和机械；开挖时采用高效节能风机、水泵和空压机；钢筋或其他需要焊接时，采用逆变式焊接电源焊机、自动和半自动焊接设备、CO2气体保护焊机等；建立一套完善的施工机械设备技术状况检查方法及管理制度，推广燃油节能添加剂、燃油清洁剂、润滑油节能添加剂、子午线轮胎等汽车节能新技术产品。推广节能驾驶操作培训，提高驾驶员技术素质。

8 管理节能措施建议

8.1 施工期建设管理的节能措施建议

①定期对施工机械设备进行维修和保养，减少设备故障的发生率，保证设备安全连续运行。②加强工作面开挖渣料管理，严格区分可用渣料和弃料，并按渣场规划和渣料利用的不同要求，分别堆存在指定渣（料）场，减少中间环节，方便物料利用。③根据设计推荐的施工设备型号，配备合适的设备台数，以保证设备的连续运转，减少设备空转时间，最大限度发挥设备的功效。④生产设施应尽量选用新设备，避免旧设备带来的出力不足、工况不稳定、检修频繁等对系统的影响而带来的能源消耗。⑤合理安排施工任务，做好资源平衡，避免施工强度峰谷差过大，充分发挥施工设备的能力。⑥混凝土浇筑应合理安排，相同标号的混凝土尽可能安排在同时施工，避免混凝土拌和系统频繁更换拌和不同标号的混凝土。⑦场内交通加强组织管理及道路维护，确保道路畅通，使车辆能按设计时速行驶，减少堵车、停车、刹车，从而节约燃油。⑧生产、生活建筑物的设计尽可能采用自然照明。⑨合理配置生活电器设备，生活区的照明开关应安装声、光控或延时自动关闭开关，室内外照明采用节能灯具。⑩充分利用太阳能，减少用电量。

8.2 运行期管理维护的节能措施建议

①以“创建节约型社会”为指导，树立成员节能观念，提高职工的节能意识，做到“环境保护”“自愿节能”，转变传统粗放经营和能源消耗性经济观念，向集约型、节能型发展，建设适应市场经济竞争的节能管理运行机制。②加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、符合环境保护要求的措施，以减少生产过程中各个环节的损失和浪费，更加合理有效地利用能源。③合理组织，协调运行，加强运行管理和检修管理，做到规模经济，优化检修机制，节能能源。④抓好节能技术监督工作，认真开展全厂能耗平衡，做好主辅机经济调度，提高生产指标的先进性，对经济指标定期进行分析、检查和考核，总结经验，提出改进措施或方案。⑤开展节能宣传教育，组织节能培训，提高员工的节能意识。⑥制定具体的节能措施和节能目标，并且层层分解，落到实处。

9 结论

内乡供水工程从设计理念、工程布置、设备选用、施工组织设计等方面已优化设计、选用了符合政策的先进节能设备。