13节能降耗讲解.docx
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13节能降耗讲解
13．节能降耗分析
批准：
万超波
审核：
李晓峰
校核：
王晗
编写：
蔡艳志
13节能降耗分析
13.1概述
夏特水电站位于新疆柯尔克孜自治州乌恰县吾合沙鲁乡的克孜勒苏河中游河段上，夏特水电站工程引水渠进口距乌恰县吾合沙鲁乡约2.5km，引水渠附近有简易公路经过，吾合沙鲁乡经省道309可达乌恰县，吾合沙鲁乡距乌恰县58km；水电站厂房位于克孜河与夏特河汇合处左岸上游约1.2Km处，厂址附近现有简易公路至康苏镇S309，距离为24.0km左右，沿S309省道15km可到达乌恰县；乌恰县经S309省道74km后转G314国道往东北18km至阿图什市，往南18km至喀什市，阿图什市经G314国道通往乌鲁木齐市，距离为1385km。
南疆铁路喀什至乌鲁木齐总里程为1588km，南疆铁路二线2014年全线通车，喀什至乌鲁木齐铁路总里程缩短至1466km。
本工程对外交通较为方便。
电站推荐装机容量4×62MW，保证出力22.14MW，年利用小时数3774小时，年平均发电量9.36亿kW.h。
发电机型号为SF62-18/5500，额定功率因数0.85，额定转速333.33rpm。
工程附近现有电源容量不足，夏特水电站将从青石220kV变电所接线，拟在塔日勒嘎以及夏特厂房附近各修建1座110/10kV临时变电所，工程引水渠至引水隧洞1#施工支洞施工控制段施工用电从塔日勒嘎水电站工程的中心变电站接入，其它段有压引水隧洞和厂房附近施工用电从夏特厂房附近修建110/10kV临时变电所接入；工程所需水泥、钢材等可从喀什市购买，木材、油料等从乌恰县或喀什市相关市场采购。
13.2编制依据
（1）国家发改委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知（发改投资〔2006〕2787号）；
（2）水电工程可行性研究阶段节能降耗分析和审查暂行规定（建议稿）；
（3）国家发展改革委、科技部联合发布《中国节能技术政策大纲（2006年）》；
（4）国家有关节能降耗政策和规程规范；
（5）《中华人民共和国节约能源法》；
（6）其它有关文件及资料；
13.3施工期能耗种类与数量分析
13.3.1工程施工期能耗系统
本工程施工所需主要施工机械设备见下表：
主要施工机械设备表
序号
名称
规格及型号
单位
数量
备注
一
土石方机械
1
反铲挖掘机
1m3
台
16
2
反铲挖掘机
2m3
台
4
3
推土机
132kW
台
6
4
推土机
103kW
台
6
5
气腿式风钻
7655型
把
50
6
手风钻
Y24型
把
24
7
潜孔钻
YQ-100型
台
2
8
振动碾
13～14t
台
3
9
侧卸式装载机
3.0m3
台
12
10
反井钻机
ZFY2.0/400
台
1
11
爬罐
台
1
二
基础处理设备
1
地质钻机
150型
台
2
2
跟管钻机
WKDG-160
台
2
3
液压管棚钻机
TDL100N
台
4
4
锚杆钻机
165型
台
45
5
泥浆搅拌机
200L
台
4
6
灌浆泵
BW200/50型
台
4
7
高喷台车
台
1
三
混凝土机械
1
混凝土拌和站
HZS50
台
5
2
喷射机
台
17
3
混凝土泵
HB-60
台
11
4
钢模台车
套
13
四
运输机械
1
混凝土搅拌车
6m3
辆
2
2
载重汽车
8t
辆
10
3
自卸汽车
8t
辆
5
4
自卸汽车
10t
辆
10
5
自卸汽车
15t
辆
12
6
平板车
30t
辆
2
五
起重机械
1
汽车吊
40t
台
2
2
门机
MQ600/30型
台
1
六
通风设备
1
通风机
2×160kw
台
3
2
通风机
2×130kw
台
3
3
通风机
2×110kw
台
5
4
通风机
2×55kw
台
5
5
通风机
55kw
台
21
七
砂石加工系统
1
给料机
600/500
台
4
2
固定筛
条筛
台
2
3
复摆颚式破碎机
600×900
台
1
4
反击式破碎机
PEφ1100×1200
台
2
5
棒磨机
φ2700/3600
台
4
6
圆振动筛
2YAH1536
台
2
7
圆振动筛
YAH1536
台
4
7
高堰式单螺旋分级机
FG-15
台
2
八
辅助机械
1
空压机
4L-20/8
台
19
2
移动式空压机
DY-9/7
台
9
施工用电包括生产和生活用电，主要用电负荷为主体工程施工机械、施工工厂设备用电。
考虑用电不均匀系数，高峰期用电负荷约8000KW。
其中引水渠至1#施工支洞工程区（包括砂石系统）最高负荷2000kw，2#～4#施工支洞工程区最高负荷2000kw，5#～6#施工支洞洞工程区最高负荷1500kw、6～7#施工支洞及调压井以及厂房工程区最高负荷2500kw。
引水渠至1#施工支洞工程区从塔日勒嘎施工变电站接10kv线路至各施工区，需2回线路，拟在引水渠附施工营地设置一台2000KWA变压器,供应C2砂石系统、引水渠、引水隧洞D0+000～D2+840段以及附近施工营地生产、生活用电；在1#施工支洞附近设一台1000KWA变压器，供应1#施工支洞施工工作面生产、生活用电。
2#～4#施工支洞工程区、5#施工支洞、厂区、6～7#施工支洞及调压井工程区拟分别从夏特施工变电站接10kv线路至各施工区，需5回线路。
厂区营地设一台3000KWA变压器，供应C5-1砂石系统、厂房、7#施工支洞以及附近营地生产、生活用电；6#施工支洞附近设2台1000KWA变压器，供应6#施工支洞施工工作面以及调压井生产、生活用电；5#施工支洞附近设一台1500KWA变压器,供应5#施工支洞施工工作面以及附近施工营地生产、生活用电；4#施工支洞工程区设一台1500KWA变压器,供应4#施工支洞施工工作面以及附近施工营地生产、生活用电；2#～3#施工支洞工程区设一台2000KWA变压器，供应2～3#施工支洞施工工作面以及附近施工营地生产、生活用电。
另设柴油发电机备用电源，拟投入9台30kw柴油发电机。
工程施工期能耗系统概况表
序号
单项名称
设计方案
能耗系统
能耗工序
能耗设备或能耗种类
1
施工期间用电
动力系统、照明系统
作业全过程
施工机械和生活生产
2
施工期间用油
运输系统、备用电源
作业全过程
交通设备、柴油发电机
13.3.2工程施工期能耗特点
从本工程特点来看，能耗主要在其建设期内，主要是施工机械的用油和用电及办公生活用电。
13.3.3工程施工期能耗分析
在建设期内主要消耗的能源为柴油、汽油和电力等。
本工程消耗一次能源柴油3000t、汽油320t，电力约10200万kW.h。
按柴油每kg等价1.4571公斤标煤、汽油每kg等价1.4714公斤标煤、电力每万kWh等价4.04吨标煤计算，折算成标准煤约4.6万t。
13.3.4施工期的施工营地和生活配套设施的节能降耗
施工期的施工营地和生活配套设施属于电站的临建设施，应加强用电的管理，降低采暖和照明负荷，节能降耗。
13.4运行期能耗种类、数量分析和能耗指标
13.4.1运行期能耗种类
工程运行的能耗种类主要有电站机组运行的油、气、水等生产辅助系统的用电负荷；通风空调设施的负荷；电站控制保护系统设备用电负荷；各电压开关装置用电负荷和损耗；照明设施的用电负荷；主变、厂变、励磁变等设备的损耗；电站运行维护及配套的办公、生活设施的用电负荷；坝区导流、泄洪及引水系统设备用电负荷等。
13.4.2运行期能耗数量
本阶段初选厂用变压器容量为1250kVA。
考虑电站厂用电气设备实际运行时间较长，但全年平均负荷率较低的特点，取厂用电设备年平均负荷率为0.3，年运行小时为8760小时，估算的电站厂用电设备年电能消耗为279.2万kW∙h。
初选坝区变压器容量为100kVA，取坝区用电设备年平均负荷率为0.3，年运行小时为2000小时，估算的坝区用电设备年电能消耗为4.8万kW∙h。
主变压器的电能损耗由空载损耗和负载损耗两部分组成。
在考虑检修维护等因素后，空载损耗取8000小时/年计算；额定负载损耗根据电站年最大利用小时数和发电机功率因数参数，损耗小时数取2150小时/年计算，容量为75MVA的两台主变空载损耗取53.6kW，负载损耗取225kW，两台主变压器年电能损耗为182.5万kW∙h；容量为160MVA的两台主变空载损耗取112.5kW，负载损耗取487.5kW，两台主变压器年电能损耗为320万kW∙h。
厂用变压器运行损耗，按损耗小时数8760小时/年、年平均负荷率30％以及空载损耗≤1.96kW、负载损耗≤9.13kW进行计算，厂用变压器年电能损耗为4.58万kW∙h。
励磁变压器运行损耗，按空载损耗取8000小时/年、损耗小时数取2150小时/年计算，年平均负荷率70％以及空载损耗≤1.33kW、负载损耗≤6.07kW进行计算，四台励磁变压器年电能损耗为6.81万kW∙h。
坝区变压器运行损耗，按损耗小时数2000小时/年、年平均负荷率30％以及空载损耗≤0.35kW、负载损耗≤1.37kW进行计算，两台坝区变压器年电能损耗为0.3万kW∙h。
GIS气体绝缘金属封闭开关设备、封闭母线的电能损耗为设备发热损耗，消耗小时数按2150小时/年计算。
GIS年电能损耗为8.6万kW∙h，封闭母线的年电能损耗为28万kW∙h。
发电机电压设备、厂内及坝区供配电设备、控制、保护、直流等盘柜的电能损耗按设备发热损耗计算，消耗小时数按8000小时/年计算。
通信设备按全年运行考虑。
高、低压开关柜年电能损耗为21.6万kW∙h，控制、保护盘柜年电能损耗为16.8万kW∙h，通信设备年电能损耗为6万kW∙h。
13.4.3运行期能耗指标
通过以上初步分析估算，运行期电站及坝区用电设备年电能消耗为284万kW∙h，主变压器及厂用变压器等年电能损耗约为595.19万kW∙h，运行期年综合电能消耗量为879.19万kW∙h，约相当于3552吨标准煤，按本电站多年平均发电量为9.36亿kW.h计算，厂用电耗电率约为0.94％。
电站电气设备的运行能耗大小，既影响电站运行的安全性，又影响运行的经济性，因此在电气设计过程中，所有电气设备在满足安全稳定运行条件下，应具有较高的经济运行指标。
本阶段用电设备容量为初步估计，厂用电率及厂用电耗电率均为估算值，随着设计工作的深入，各项指标也会更加准确经济。
另外，在电站投入运行，并进入稳定运行期间后，可充分运用电站运行管理系统对运行方式进行合理设置，控制运行能耗，提高电站的整体效益，以实现整个电站的经济运行。
13.5主要节能降耗措施
13.5.1工程施工期节能说明
工程建设能源消耗主要为建设期施工中能源消耗、运行期间办公能耗等。
从节能角度看，本工程已经在设计过程中选择符合节能标准的设备，同时在工程设计方案的选择时考虑了节能；从水利工程运行特点来看，节能的主要措施是节能管理措施。
在工程总体布置和设计中，充分体现了节能理念，在土方开挖、土方填筑、混凝土浇筑、机组选型等过程中，结合工程特点，选用低能耗的挖掘设备，减少能源消耗；尽量减少运输距离，以减少施工期间能耗；在满足设计要求的前提下，优化混凝土配比，提高工作效率；选用高效率机组，减少运行期间的能源消耗；就近接入电网，减少输变电电能损失。
在施工期，应制定能源管理措施和制度，防止能源无谓消耗，应对进场施工人员加强节能宣传，强化节能意识，应对施工设备制定和工程施工特点相符合的能源指标和标准，严格控制能源消耗。
应加强能源储存地安全保护，防止能源损失，应合理安排施工秩序,做好施工设备的管理和调度。
本次可研从设计理念、工程布置、设备选用、施工组织设计等多方面已进行了优化设计，选用符合国家政策的先进节能设备。
在施工组织设计中，合理选用了节能型施工机械，并合理安排了工期和施工秩序，符合我国固定资产投资项目节能设计要求。
具体措施包括：
1、工程设计方面
1）做好工程的优化设计，选择合理、经济的设计方案，降低工程耗能；在确保系统安全、可靠的前提下，防止设备选型富裕度过大；
2）选用能耗低的施工设备、机电设备，减少设备耗能；
3）施工设计中合理调度、合理安排施工秩序，减少不必要的燃料消耗。
2、工程管理方面
1）制定节能管理制度，确定能耗指标；
2）加强节能宣传，提高人员节能意识；
3）加强设备保护，提高机电设备效率。
13.5.2机电设计节能说明
根据《中华人民共和国节约能源法》的要求，发展和推广节能新技术、新工艺、新设备和新材料，为了充分发挥水电站的效益，降低电气设备损耗，力争多发电能，我们在设计中采用了多项技术先进、高效节能电气设备：
1、根据本工程的特点，选用立式混流水轮发电机组，尽量提高水轮发电机组效率，发电机组效率高达98%以上。
2、主变压器和厂用变压器、近区变压器、励磁变压器等设备采用了新型节能型S11系列的油浸变压器和干式变压器，变压器的空载、负载损耗均达到国内先进水平，损耗小，节能显著，噪音水平也显著降低。
3、大力推广绿色照明设计理念，应用优质高效节能型照明光源，光源及照明器具的选择按照不同场所对照度的要求及使用场所的环境条件而合理选用。
电站内外照明光源均采用光效高，启动性能好、寿命长的光源，如：
金属卤化物灯、新型节能LED灯、节能荧光灯、高强度气体灯等，发光效率可高达100～120lm/w，灯具所附镇流器也选用节能型电子、新型电感型产品。
副厂房灯具选择光效高、寿命长的节能型灯具，并采用电子整流器整流，同时要求将功率因数补偿到0.9以上，降低以后运行中的能耗。
4、全电站采用的高、低压电力电缆均选用载流量大，损耗低的铜芯电缆，并考虑敷设系数和温度补偿系数，降低电缆电阻，减少温升，以减少电能损耗，从而节约电力运行费，节省能源，提高供电可靠性。
5、全站的风机、水泵的电机均选用新型、高效节能的电机，减少厂用电负荷，节约能源。
6、整个电站的用电设备均要求采用节能型产品，采取各种节能措施以降低电站的运行能耗，严格控制运行期的耗能控制指标，严格控制办公、生活用电量。
7、对整个电站的金属结构设计方案尽可能优化，在满足可靠合理的原则上、降低整个工程钢结构的重量，达到节能环保的效果。
13.5.3水工设计节能
对整个电站的水工构筑物的设计方案尽可能优化，在满足可靠合理的原则下，选用经济合理的设计方案，减少土建开挖量，降低整个工程的钢材和混凝土的用量，达到节能环保的效果。
13.6节能降耗效益分析
13.6.1设计中的节能效益分析
夏特水电站工程投产后，电站年平均发电量9.36亿kW.h。
相当每年节约37.90万吨标准优质煤，即53.06万吨原煤。
根据统计数据燃煤电厂原煤燃烧SO2和烟尘的排放因子分别为39.2kg/t和141.75kg/t，本工程投产后，相当每年减少烟尘排放量7.52万吨，减少SO2的排放量2.08万吨，并可减少污水排放量约16.33万m3。
本工程的建成，减排二氧化硫及烟尘效益非常显著，具有比较显著的节能增效作用。
13.6.2节能指标分析及结论
单位GDP综合能耗是反映资源利用效率的重要指标，也是衡量经济增长方式转变的主要依据。
本工程按新疆地区万元国内生产总值能耗综合指标作为评价标准，即2010年前：
2.11t标准煤/万元GDP，2010年至2015年期间，能耗标准下降20%，到2015年为1.69t标准煤/万元GDP。
夏特水电站工程施工期能耗总量4.6万吨标煤，运行期年能耗总量879.19万度（折合标煤3552吨），按工程建设期6年，正常运行期40年，即项目计算期46年计算，计算期内能耗总量为4.6×6+3552×40=14.21万吨标煤，计算期内产生的国民经济净效益为131.09亿，故本工程能耗指标为0.11t标准煤/万元GDP，远远低于2015年1.69t标准煤/万元GDP能耗标准，工程利用清洁再生水资源发电，加上一系列的节能措施，故该工程节能效果显著。
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