机场前泵站及配水管网工程节能分析评估报告本科学位论文.docx
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机场前泵站及配水管网工程节能分析评估报告本科学位论文
机场前泵站及配水管网工程
节能评估报告
项目摘要表
项目概况
项目名称
项目建设单位
联系人电话
节能评估单位
联系人电话
项目建设地点
所属行业
水的生产和供应
项目性质
□新建□改建□扩建
项目总投资
31385万元
投资管理类别
□审批□核准□备案
建设规模和主要内容
新建供水能力为20万m3/d的加压泵站、20000m3蓄水池2座及泵站进出水管线DN1200L=12km,DN900L=11.80km
项目
年综
合能
源消
费量
主要能源种类
计量单位
年需要实物量
计算用折标系数
折标煤量（tce）
电
104kWh
2172.9
1.229
2670.5
热力
GJ
10846
0.03412
370
汽油
t
2.03
1.4714
3
项目年综合能源消费总量（tce）3043.5
项目
能效
指标
比较
项目指标名称
项目指标值
新建准入值
国内先进水平
国际先进水平
对比结果（国内一般，国内领先，国际先进）
单位产品能耗
0.358kWh/m3
工序能耗
单位面积能耗
单位运输量能耗
对所
在地
能源
消费
影响
对所在地能源消费增量的影响
年增加能耗折3043.5tce
对所在地完成节能目标的影响
该项目单位工业增加值综合能耗为4.13tce/万元高于xx市2010年度规模以上单位工业增加值综合能耗指标1.2tce/万元。
可研报告提出的主要节能措施及节能效果：
供水泵采用变频控制，年节电2487.8×104kWh
项目可研报告在节能方面存在的主要问题：
节能篇章篇幅过少、部分设备参数不全
节能评估提出的主要节能措施及节能效果：
优化控制运行，优选能效较高设备
前言
固定资产投资项目节能评估是《中华人民共和国节约能源法》的法律要求；是落实科学发展观和节约资源基本国策的必然选择；是对能源资源实施“存量挖潜、增量控制”从源头控制能源增量消耗的重要措施；是调整经济结构模式、转变经济发展方式，大力发展低碳经济和节能减排的有力保障。
根据《中华人民共和国节约能源法》关于“国家实行固定资产投资项目节能评估和审查制度。
不符合强制性节能标准的项目，依法负责项目审批或核准的机关不得批准或者核准建设；建设单位不得开工建设；已经建成的，不得投入生产、使用。
”的法律规定和国家发改委《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》、辽宁省《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》等文件要求，xx市自来水集团机场前泵站及配水管网工程项目年耗电2172.9万千瓦时，属于需进行节能评估和审查的项目。
中国市政工程华北设计研究总院和中国电力工程顾问集团东北电力设计院受xx市自来水集团有限公司委托，对该公司机场前泵站及配水管网工程项目进行节能评估。
我院通过对项目的现场调研、收集项目相关资料、确定评估依据、选择评估方法、分专业进行节能评估、形成评估结论等环节，编制完成了《XX市自来水集团机场前泵站及配水管网工程节能评估报告》。
第一章项目节能评估内容和依据
第一节节能评估范围和内容
一、项目节能评估的范围
《xx市自来水集团年耗机场前泵站及配水管网工程节能评估报告》的范围为《xx市自来水集团年耗机场前泵站及配水管网工程节可行性研究报告》的范围，该项目主要建设内容为蓄水池、泵站和供水管网，是xx市自来水生产与供应业务流程的一个重要配套环节
二、项目节能评估内容
xx市自来水集团机场前泵站及配水管网工程节能评估报告评估内容主要有以下四个方面：
1、能源供应保障情况评估。
2、项目建设方案节能评估。
3、项目能源消耗和能效水平评估。
4、项目节能措施评估。
第二节项目节能评估依据
xx市自来水集团机场前泵站及配水管网工程节能评估报告评估遵循的法律法规和标准规范主要有：
一、法律、法规和部门规章
1、《中华人民共和国节约能源法》
2、《辽宁省节能能源条例》
3、《产业结构调整指导目录（2011年本）》（国家发改委令第40号）；
4、工信部《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（公告工节［2009］第67号）
5、工信部《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》（工节［2009］第41号）
6、工信部《节能机电设备（产品）推荐目录（第二批）》，（工节〔2010〕第112号
7、辽宁省《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（辽发改投资〔2007〕63号）
二、标准和规范
1、《工业企业能源管理导则》GB/T15587-1995
3、《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006
4、《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998
5、《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993
6、《供配电系统设计规范》GB50052-95
7、《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008
8、《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2006
9、《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762-2007
10、《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052-2006
11、《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》
12、《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》GB19043-2003
13、《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级》GB19044-2003
14、《单端荧光灯能效限定值及节能评价值》GB19415-2003
13、《泵站设计规范》GB/T50265-97
三、项目有关文件资料
1、《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》
2、现场调研资料
第二章项目概况介绍
第一节项目建设单位概况
单位名称：
xx市自来水集团有限公司
法定地址：
xxxxxxx
所属行业：
水的生产和供应业
法定代表人：
XXXXX
经济性质：
国有
注册资本金：
XXXXXX
经营范围：
供应净水、原水。
企业概况：
xx市自来水集团公司是国有独资大型一档企业。
公司现有职能部室16个，技术开发中心、水质监测中心等5个。
下属单位13个，在职员工人数2515人。
集团控股、参股或契约子公司11个，在职员工1215人。
公司现有水库9座，净水厂10座，高位配水池49座，供水管网总长4215km，固定资产净值29.99亿元。
供水面积372km2，供水人口320万，日综合供水能力135万m3。
2010年日均供水量111.6万m3，年供水总量4.07亿t。
2010年度耗电3.82亿kWh，吨供水耗电为0.94kWh/m3。
第二节项目建设方案
一、项目概况
项目概况表
表2-1
项目名称
xx市自来水集团有限公司机场前泵站及配水管网工程项目
建设地址
XxXXXXXXX
所属行业
水的生产和供应业
建设性质
新建
投资主体
总投资
31385.00万元
项目建设期
2011.9-2012.3
建设规模和内容
建设供水能力为20万m3/d的加压泵站1座及辅助设施；配建20000m3蓄水池2座；DN1200管线长12km，DN900管线长11.80km。
二、工艺技术方案
1、供水范围
该工程主要解决其供水水量和水压问题，供水范围为机场新区、辛寨子工业园区、泡崖及革镇堡地区总计16.62km2。
2、供水负荷
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，机场前地区最高日用水量负荷总计为16.54万m3/d，见下表：
机场前地区供水负荷预测汇总表
表2-2
序序号
用水地点
单位
日供水量
1
机场新区
104m3/d
12.21
2
辛寨子工业园区
104m3/d
4.33
3
合计
104m3/d
3、供水规模的确定
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，由于该项目除供机场新区及辛寨子工业园区外，还需兼顾泡崖及革镇堡地区供水，机场前泵站及配水管网工程供水负荷设计依据由16.54万m3/d调整为20万m3/d，上调了17.3%。
4、供水技术方案
（1）泵站进、出水管线方案
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，机场前地区供水加压泵站位于市区内，泵站进水管线近期接自三道沟净水厂，管线至泵站处管道压力约为0.2MPa。
远期待三道沟水厂改扩建完成后，敷设新管线补充来水不足。
泵站进水管线从三道沟净水厂向北敷设，穿过泉水新区至南关岭配水池，再接南关岭配水池原DN1200管线，继续向西敷设，沿姚砬路、张前路铺设至泵站。
同时考虑泵站进水管线与大沙沟水厂出水DN900管线的联络。
进水管线线路全长约12km。
泵站供中区的配水干管沿虹港路敷设，并与沿xx西部通道敷设的DN900管线连接，使泵站中区出水与红旗东路的沙河口净水厂出水DN700管线联络。
供低区的配水干管沿虹港路敷设，与原有管线连接，兼顾向泡崖及革镇堡地区供水。
出水管线线路全长约11.8km。
该项目进出水管线采用球墨铸铁管。
（2）分区分压供水方案
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，该供水区高程在30.00m～120.00m之间，区内做分区分压供水，按供水区域地面标高将泵站出水确定为低、中两个区供水。
地面标高在30.00m～60.00m之间的地区为加压供水低区，地面标高在60.00m～90.00m之间的地区为加压供水中区，地面标高在90.00m以上地区不做集中供水设施。
故新建泵站只设低、中区水泵加压供水。
根据该地区的发展进度情况及现有配水管网情况，近期一次敷设两条泵站出水管线分别供低区、中区，远期根据发展规划情况调整水泵机组并敷设相应出水管线。
三、泵站选址方案
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，泵站选址有两个方案，方案一：
待建机场新区内；方案二：
虹港路北侧，机场扩建区西南侧、张前路以东仓储区内。
方案一与方案二优缺点比较，见下表：
泵站选址方案比较表
表2-3
方案
项目
方案一
泵站建于机场新区内
方案二
泵站建于机场扩建区西南侧仓储区内
优点
1、泵站位于待建新区内，可由规划部门统一考虑占地问题，无需另行征地；
2、泵站距用水量大的用户较近，泵站出水水头损失较小。
1、泵站可独立的先于机场新区建设，以满足新区建设初期的用水需求；
2、泵站位于虹港路北侧，便于兼顾泡崖及革镇堡地区的用水；
3、泵站位于仓储区内，不存在噪声扰民的问题。
缺点
1、泵站的建设不能先于新区建设，无法满足新区初期建设用水；
2、泵站建于机场新区内不便于兼顾泡崖及革镇堡地区的用水；
3、泵站位于居住区内，存在噪声扰民的问题。
4、待建新区内地势较高，大沙沟水厂出厂水压较低，无法保证泵站进水。
1、泵站位置需另行征地；
2、泵站距用水量大的用户较远，泵站出水水头损失较大。
由于待建新区内地势较高，现状市政管网水压较低，无法保证泵站的进水，且该区供水均需加压，该区的供水泵站需先于小区开发建设。
经比较，方案二的泵站位置更切合建设需要，故泵站位置推荐选用方案二的位置，即虹港路北侧，机场扩建区西南侧、张前路以东仓储区内。
四、泵站设计方案
（1）泵站规模设计方案。
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》泵站设计水量除考虑供机场新区及辛寨子工业园区外，还需兼顾泡崖及革镇堡地区供水。
泵站供水能力按20万m3/d规划建设，根据现有管线的来水情况和供水需求，先期按10万m3/d规划建设。
（2）水压设计方案
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》，该区供水高程在30.00m～120.00m之间，由于现有管网压力30.00m地面标高处管网压力约为0.30MPa，不能满足地面标高在30.00m以上地区对供水水压的需求，故该区内供水需全部加压。
区内做分区分压供水，地面标高在30.00m～60.00m之间的地区为加压供水低区，地面标高在60.00m～90.00m之间的地区为加压供水中区，地面标高在90.00m以上地区为高区。
低区、中区供水水头满足区域内最不利点楼层为6层的建筑。
由于高区用水区域分散，不宜建集中泵站，如有需要，可进行局部加压。
本次新建泵站只设低、中区水泵加压供水。
（3）泵站工艺设计方案
根据《机场前泵站及配水管网工程可行性研究报告》泵站总规模为20万m3/d。
其中供水低区规模为10万m3/d，供水中区规模为10万m3/d。
时变化系数k采用1.60。
初步确定清水池池顶标高为38.60m，池底标高为33.60m，最低水位为34.60m。
低区供水最不利点地面标高为60m，供水建筑楼层为6层，最不利点至泵站管线距离约5km,中区供水最不利点地面标高为90m，供水建筑楼层为6层，最不利点至泵站管线距离约6km。
水泵扬程的确定：
H＝H1+H2+H3
H-泵的扬程（m）
H1-清水池最低水位与最不利点的地面高差（m）
H2-清水池至最不利点的全部水头损失（m）
H3-最不利点所需最小水压（m）
低区水泵扬程的确定：
H1＝60-34.6＝25.4m；
H2－包括泵房内水头损失、清水池至最不利点间管路的水头损失。
泵房内水头损失按5m计算；清水池至最不利点间管路约5000米，1000i按5计算；
管路的局部水头损失取沿程水头损失的20%，则
H2＝5+（1+20％）×5000×5‰≈35m；
H3-最不利点所需水压按0.28MPa计算，则H3＝28m；
故H＝25.4+35+28＝88.4m
考虑因磨损等原因造成水泵出力下降，按计算所得扬程H乘以1.1选泵，即按H＝88.4×1.1≈97m选泵。
中区水泵扬程的确定：
H1＝90-34.6＝55.4m；
H2－包括泵房内水头损失、清水池至最不利点间管路的水头损失。
泵房内水头损失按5m计算；清水池至最不利点间管路约6000米，1000i按5计算；
管路的局部水头损失取沿程水头损失的20%，则
H2＝5+（1+20％）×6000×5‰≈41m；
H3-最不利点所需水压按0.28MPa计算，则H3＝28m；
故H＝55.4+41+28＝124.4m
考虑因磨损等原因造成水泵出力下降，按计算所得扬程H乘以1.1选泵，即按H＝124.4×1.1≈137m选泵。
泵站选泵10台（8用2备），其中供低区单泵能力为1667m3/h，功率630kW，供中区单泵能力为1667m3/h，功率1000kW。
该工程中，泵站进水管线至泵站尚富余20m水头，为充分利用来水余压、节约能源，故泵站进水部分采用压力吸水柜，同时考虑水压变化及用水量的调节，建20000m3蓄水池两座（占总水量的30%）。
由于该工程供水负荷变化较大，如果不采用变频调速技术，当供水负荷下降时，只能采用阀门控制流量的方法来控制负荷变化，造成能源的浪费，故本泵站设计采用恒压变频调速供水技术。
第三节项目用能情况
一、项目能源消耗品种和数量
该项目主要能源消耗品种为电力、热力、汽油。
（一）电力
该项目年耗电力2172.9万kWh，主要用于项目的水泵、辅助机电设备和照明。
项目高压电机所需电源由本系统10kV（双回路）直接引入；低压负荷用电、维修营业所用电由泵站变压器室设置两台SCB10-315/10/0.4kV干式变压器提供，一用一备；项目所需低压电源在泵房一侧新建变电所一处，与泵房为一体。
（二）热力
该项目年耗热力10846GJ，主要用于泵站及营业所冬季采暖用热。
热源由附近热电厂供给。
（三）汽油
该项目年耗汽油2.03t，主要用于维持泵站运营所需车辆消耗。
汽油由xx加油站购入。
二、项目用能方案
（一）项目能源主要用途
从项目能源供应侧看，该项目主要能源消耗品种为电力、热力、汽油。
从项目能源需求侧看，项目终端设备能源消耗主要有水泵电机、风机电机、灯具和采暖设备。
项目能源流向，见下图。
项目能源流向图
（二）项目主要生产系统能耗情况
该项目主要生产系统在用水泵电机总装机容量为6520kW，其中5台630kW高压电机（4用1备），在用总装机容量为2520kW；5台1000kW高压电机（4用1备），在用总装机容量为4000kW。
该项目主要生产系统根据工艺要求采用变频恒压供水技术，变频节能计算以年平均负荷率52%进行估算。
中区水泵：
额定流量1667m3/h时，消耗功率为750kW，当水泵52%流量运行时，根据中区水泵性能曲线对应实际消耗功率约320kW。
低区水泵：
额定流量1667m3/h时，消耗功率为500kW，当水泵52%流量运行时，根据低区水泵性能曲线对应实际消耗功率约220kW。
按平均负荷率52%所对应的水泵实际消耗功率计算本项目主要生产系统能耗情况，见下表：
项目主要生产系统能耗情况表
表2-4
序号
设备名称
台数
单台
功率
实际
功率
年运行时间
年耗电量（104kWh）
总台数
工作
台数
备用台数
（kW）
（kW）
1
主电动机
5
4
1
630
220
8760
770.8
2
主电动机
5
4
1
1000
320
8760
1121.3
合计
1892.1
（三）辅助和附属生产系统用能情况
1、辅助生产系统用能情况
辅助生产系统用能情况，见下表：
辅助生产系统用能情况表
表2-5
序号
设备名称
台数
单台功率
工作功率
年运行时间
年耗电量（104kWh）
总台数
工作台数
备用台数
（kW）
（kW）
1
直流屏
1
1
10
10
8760
9
2
PLC屏
1
1
3
3
8760
3
3
空调
1
1
3
3
2160
1
4
维修营业所用电
1
1
95
95
8760
83
5
变频低压电源
10
8
2
10.4
83.2
8760
73
6
路灯
20
20
0.25
5
4380
2
7
通风机
10
10
2.2
22
4380
10
8
通风机
20
20
0.55
11
4380
5
9
电动阀门
10
1
0.37
0.37
4380
0
10
排水泵
2
1
1
1.5
1.5
4380
1
11
起重设备
1
1
23.5
23.5
4380
10
12
泵房及配电室照明
1
1
20
20
4380
9
合计
206
2、附属生产系统用能情况
该项目采暖面积合计约为10358m2。
按照当地平均气温-1.5℃。
室外设计参数：
冬季室外采暖设计温度-11℃，室内设计参数为办公室18℃，楼梯间10℃，泵房5℃；供热时间152天计算：
泵站热负荷：
Q=10.1×2405×（5+11）=388kW；维修营业所热负荷：
Q=2.4×4900×（18+11）=341kW；地下车库热负荷：
Q=7.8×3052.8×（10+11）=500.04kW；供热总负荷为1229.04kW，采暖期152d，全年耗热10846GJ。
该项目配备一台车辆，年行驶里程按20000km计算，汽油单耗按14L/100km计算，年耗汽油总量约为2800L，93号汽油的密度为0.725kg/L，则年耗汽油总量为2.03t。
（四）损耗情况
该项目变压器损耗及线路输送损耗计算情况汇总，见下表：
变压器电损及电线输送损失计算情况汇总表
表2-6
年耗电量104kWh
计算公式
变压器
1.8
△E=P0T+β2Pkt
P0-空载损耗；Pk—表示负载损耗；β-表示变压器的负载率；T运行时间；t负载运行时间
线路损耗
73
△Px1＝（P2R/U2COSφ2）×10-3
合计
74.8
——
（五）项目总耗电量
本项目总耗电量见表2-7
项目总耗电量
表2-7
项目
耗电量
（万kWh）
设备年耗电量
2098.1
总损耗
变压器损耗
1.8
线路损耗
73
总耗电量
2172.9
第三章项目能源供应情况分析评估
第一节项目所在地能源供应条件分析
该项目能源消耗为电力、热力和汽油。
项目所在地能源供应条件分析如下。
一、项目所在地电网配套保障能力
xx电网经过“十一五”的建设，完成了500kV金家变扩建、南关岭变改造、雁水变升压、瓦房店变新建及220kV联网工程的竣工投产，主干网架日益坚强，形成了500kV辽南、中南部的双环网和市区的三角环网。
截止2010年底，已投运的500kV变电站4座，220kV变电站29座，变电容量共8680MVA；66kV变电站164座。
2010年xx电网供电量201.44亿千瓦时。
二、项目所在地热源配套保障能力
依据《xx市城市热电发展总体规划》（2008～2020），机场前地区属于xx市西部供热区域，该区域现有热源采暖供热能力为3805×104m2，供暖热负荷2396MW。
2009～2010年，该区域又新建甘井子热电厂，装机规模为2×300MW燃煤供热机组，已投产运行，可实现供热面积约为1400×104m2的集中供热，供热能力700MW。
三、项目所在地能源消耗结构分析
根据xx市统计局公报，2010年度，xx市规模以上工业全社会综合能源消费量1730.21万吨标准煤。
在能源消费品种中煤炭消费5627.12吨标准煤；电力消费167.60亿千瓦时；热力28487075.20百万千焦。
根据《xx市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，“十二五”期间优化能源消耗结构，实现能源消耗的效率化和清洁化是xx市“十二五”能源消耗的总体趋势。
第二节项目能源供应情况分析评估
一、项目能源消耗对优化xx市能源消耗品种结构的分析评估
该项目主要能源消耗的主要品种为电力、热力。
项目年消耗电力2172.9万千瓦时，当量值折标准煤2670.5吨；项目年消耗热力为10846GJ，折标煤370吨。
根据《xx市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《xx市“十二五”节能规划》，该项目能源消耗品种结构符合供热带来的效率化和电力使用的清洁化要求。
从能源需求侧看，项目能源消耗对优化xx市能源消耗品种结构和推进能源使用的清洁化有积极意义。
二、项目能源消耗对xx市能源保障能力影响分析评估
（一）项目电力消耗对xx市电力保障能力影响分析评估
该项目年耗电量为2172.9万千瓦时。
2010年xx电网供电量201.44亿千瓦时。
项目用电量不足xx市2010年总用电量的1.08‰。
水的生产和供应是民生的基本需求，xx市电网供电能力完全能满足项目电力需求。
（二）项目热力消耗对xx市热力保障能力影响分析评估
该项目采暖面积约为1.035×104m2，项目年消耗热力为10846GJ。
项目属地现有热源供热能力为3805×104m2，供暖热负荷2396MW。
2009～2010年，该区域又新建甘井子热
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