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1、13 节能降耗分析62913 节能降耗分析审 定：彭卫军 核 定：马 勇 审 查：张利明 蒋 兵 编 写：张 伟 李 鹤 汪 栋 姜永健 朱烨华 齐江鹏13 节能降耗分析63013.1 概 述加强节能工作是深入贯彻科学发展观、落实节约资源基本国策、建设节约型和谐社会的一项重要措施，也是国民经济和社会发展的一项长远战略方针和迫切任务。水电工程项目固定资产投资项目节能评估和审查工作是加强节能工作的重要组成部分，对合理利用能源，提高能源利用效率，优化工程设计具有重要意义。新疆维吾尔自治区位于我国西北边疆，东、南与我国甘肃省、青海省、西藏自治区相邻，从东北至西南与蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦
2、、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度等国接壤，面积 166.31 万 km2，是我国面积最大的省份。全区现有 14 个地、州、市，88 个县（市），其中 33 个为边境县（市）。新疆生产建设兵团是新疆的重要组成部分，有 174 个团场。截止 2007 年末，新疆人口为 2095.19 万人，其中少数民族人口 1267.59 万人，约占 60.5%。新疆矿产种类齐全、储量大，开发前景广阔。在全国已知的 171 种矿产中，新疆已发现有 138 种，探明资源储量的有 117 种。其中，5 种储量居全国首位，24 种居全国前 5 位，43 种居全国前 10 位，23 种居西北地区首位。石油、天然气、煤
3、、金、铬、铜、镍、稀有金属、盐类矿产、建材非金属等蕴藏丰富。据预测，新疆煤炭预测资源量 1.82 万亿 t，占全国的 40.5%，居全国首位；石油资源量 208.6 亿 t，占全国陆上石油资源量的 30%，天然气资源量 10.3 万亿 m3，占全国陆上天然气资源量的 34%，黄金、宝石、玉石等资源种类繁多，古今驰名。新疆是一个资源富集区，境内的“九大煤田”、 “九大风区”、 “三大油田”和“十八条大河”蕴藏着丰富的能源资源。（1）水能资源：新疆共有大小河流 570 条，其中年径流量 10 亿 m3以上的有：北疆的额尔齐斯河、伊犁喀什河，南疆的开都河、渭干河、阿克苏河、塔里木河、克孜河、叶尔羌河
4、和和田河等。最近一次复查河流条数 340 条，水力资源理论蕴藏量大于 10MW 的河流共有 323 条，相应新疆水力资源理论蕴藏量 38178.7MW。新疆技术可开发量中，装机容量在 0.5MW 以上的电站共 518 座，装机容量 16564.9MW，年发电量 712.59 亿kWh。新疆经济可开发量中，装机容量 0.5MW 以上的电站有 495 座，装机容量15670.5MW，年发电量 682.81 亿 kWh。已、正开发量，电站 213 座，装机容量1706.7MW，年发电量 59.99 亿 kwh。目前全疆己开发利用的水能（发电装机容量）13 节能降耗分析631仅为理论蕴藏总量 1.59
5、，占可开发总装机容量的 3.58。（2）煤炭资源：煤炭资源预测总储量 18182.3 亿 t，预测储量占全国预测量的40.5%，居全国第一位。已探明保有储量 969.43 亿 t。煤炭种类齐全，品质好，主要分布在哈密、昌吉、乌鲁木齐、吐鲁番和塔城地区，其已探明储量占全疆已探明储量的 94.21%。（3）油气资源：新疆油气资源分别占全国的30%和 35%，分别占西部地区的85%和 44%。到 2004 年底，累计探明石油地质储量27.12 亿 t、天然气储量8549 亿m3。2004 年开采原油2227.71 万 t，开采天然气57.13 亿 m3。（4）风能资源：新疆具有开发价值的风区有 9
6、个，总面积 15.45km2，依据全国风能资源评价技术规定 ，新疆的风能资源储量是 9.57 亿 kW，技术可开发量 2.34亿 kW。截止 2005 年底，全疆风力发电总装机容量 107.05MW，不足可开发量的 0.05%。新疆能源资源构成见表 13.1-1。新疆能源资源构成表表 13.1-1 分 类项 目单 位数 量理论蕴藏量MW38178.7经济可开发量MW15670.5水 能开发利用率%3.58%预测储量亿 t18182.3 煤 炭 保有储量亿 t969.43已探明储量亿 t27.12 石 油 保有储量亿 t已探明储量亿 m38549 天 燃 气 保有储量亿 m3总蕴藏量亿 kW9.
7、57可开发容量亿 kW2.34风 能开发利用率%0.05但随着石油和煤炭的大量开发，不可再生资源保有储量越来越少，终有枯竭的一天，因而可再生能源的开发便显得越来越重要。2005 年 2 月 28 日通过的中华人民共和国可再生能源法已明确提出“国家鼓励和支持风能、太阳能、水能、生物质能13 节能降耗分析632和海洋能等非化石能源并网发电”。水能是清洁的、可再生的能源，开发水能符合国家环保和节能政策，水电站的开发建设可有效减少煤炭资源的消耗。新疆维吾尔族自治区境内水能资源较丰富，水电节能企业的开发可有效地降低新疆万元国民经济产值的能耗，对于实现党的十六届五中全会中共中央关于制定国民经济和社会发展第
8、十一个五年规划的建议提出了 2010 年单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低 20左右的目标，具有非常重要的意义。克屯那木水电站由拦河引水枢纽（土石坝、泄洪建筑物） 、引水闸、输水建筑物（输水隧洞） 、气垫式调压井、压力管道、电站厂房及尾水渠等主要建筑物组成。是一个以发电为主的工程，装机 55MW，年平均发电量 1.59 亿 kWh，是一优良的水电电源点。结合克屯那木水电站工程特点，其节能分析主要包括工程特点、合理用能标准及节能设计规范、建设项目能源消耗种类和数量分析、项目所在地能源供应状况分析、能耗指标、节能措施和节能效果分析等内容。13.1.1 工程概况克屯那木水电站位于新疆博州精河
9、县境内，为精河支流乌吐劲河规划梯级开发中的第 1 级电站，电站距精河县城约 50km。引水断面多年平均年径流量 2.06 亿 m3，多年平均流量 6.53m3/s，其所在河段发育多级阶地，河谷较开阔。工程开发任务是水力发电，向北疆电网提供电力电量，以满足经济社会的发展需求。工程主要由拦河引水枢纽（土石坝、泄洪建筑物） 、引水闸、输水建筑物（输水隧洞） 、气垫式调压井、压力管道、电站厂房及尾水渠等主要建筑物组成。属中型等工程，主要建筑物为 3 级建筑物，次要建筑物为 4 级建筑物。本电站的设计水平年为 2020 年。工程枢纽区域地形条件理想；工程布置与施工布置顺畅，开发条件理想；没有制约工程实施
10、的环保水保因素；电站经济指标可行。13.1.2 工程总体布置(1)引水枢纽引水枢纽主要由泄洪冲沙闸、发电洞进水口、埋涵段及两岸土石坝段组成。自左岸向右岸依次为左岸土工膜斜墙坝段、生态基流放水管、泄洪冲沙闸、发电洞进水口和右岸土工膜斜墙坝段。均为 3 级建筑物。泄洪冲沙闸：共 2 孔胸墙式水闸，闸体采用分层取水模式设计，表层仅作排漂，13 节能降耗分析633为开敞式，底层用作泄洪冲沙，泄洪冲沙底孔每孔各设有一道平板工作门和一道检修门槽，排漂表孔设一道平板检修门和一道舌板工作门，排漂表孔检修门布置在泄洪冲沙闸检修门与工作门之间，底孔孔口尺寸为 4.0m3.0m（bh） 。土工膜斜墙坝坝顶高程 17
11、06.9m，最大坝高 14.9m，坝顶宽度为 5.0m，坝长183.5m。坝顶采用混凝土路面，厚 0.2m。坝顶上游侧设置栏杆，栏杆顶高程1708.10m。上游坝坡 1:2；下游坝坡 1:2。上游设 0.20m 厚的混凝土护坡，混凝土护坡板下铺设复合土工膜，膜下设 3cm M10 砂浆垫层，下游坝坡采用干砌石护坡，护坡厚度 0.3m。坝壳料采用 C2 料场砂砾石料。进水闸：发电洞进水闸与泄洪冲沙闸垂直布置，进水闸轴线与坝轴线间的距离为35m，距泄洪冲沙闸进口 9m。发电引用流量 16.27m3/s，进水口 1 孔，设主、副拦污栅和事故门各一道，拦污栅孔口尺寸 4m5.5m，事故闸门孔口尺寸 3
12、m3.5m。底板高程 1697.00m，顶高程 1706.90m。后接城门洞型埋涵，埋涵尺寸为高宽=2.6m2.6m。(2)输水建筑物发电引水系统布置在右岸，与泄洪冲砂闸联合紧凑布置，发电引水洞进口底板高程与泄洪闸进口底板高程高出 3m，有利于发电洞进口的门前清。引水系统采用一洞四机联合供水的布置型式，电站共四台机组，装机容量为 28MW+39MW，设计引用流量 16.27m3/s，整个发电引水系统总长 9.2km，其中引水隧洞段长 8.22km。考虑长隧洞、高水头，为了保证供电稳定及降低高压管道中的水击压力，在引水隧洞末端设置了气垫式调压井，其后接压力管道长 859m。(3)电站厂房及尾水渠
13、主厂房由主机间和安装间组成，水流方向从左至右依次为安装间；主机间的 3#机组段；2#、1#机组段。根据水轮发电机组配水环管及尾水管尺寸、调速器、油压装置等布置要求以及机组检修的需要，选定厂房上游侧宽度 14.4m，下游侧宽度 9.6m，主机间与安装间上部宽度均为 24.0m。主机间全长为 43.05m，机组间距为 13.6m/ 11.40m，安装间长23.2m，主机间大机设置一个机组段，另两台小机组为一个机组段，主机间机组段间、主机间与安装间之间设结构缝。一次副厂房布置在主机间上游侧，共分 3 层。地面以上三层，第一层高程1264.70m，布置 10KV 高压开关柜、厂用变、0.4KV 低压开
14、关柜等；第二层高程1270.70m，为 GIS 层，布置有 GIS 设备和 110KV 保护屏、内设有一台电动单梁桥式13 节能降耗分析634起重机（LD=5t） ，柱距 6.20m，初选吊车梁采用简支混凝土吊车梁，第三层高程1281.70m，为屋顶出线场，布置有高频阻波器、电容式电压互感器、避雷器及出线塔架等；地面以下一层，高程为 1258.30m，上游侧布置隔离变压器，下游侧布置发电机出口开关柜、励磁变等。二次副厂房布置在安装间上游侧，共 2 层。地面以上高程为 1264.70m，布置中央控制室、通信室及计算机室等；屋面高程为 1270.70m，地面以下一层，高程为1258.30m。尾水闸
15、墩平面尺寸 51.50m8.00m（长宽） 。尾水闸墩后接尾水池渐变段，渐变段宽度 40.193.5m、长度 38.0m，渐变段后部接尾水渠道投入下游梯级正常蓄水位1250.00m。本电站开关站选定为 GIS 户内式开关站（开关站户内及户外布置比较详见机电部分） 。GIS 开关站布置在副厂房内，110KV 出线场布置在副厂房顶部，建筑物平面尺寸=32.1012.00（长宽） ，GIS 层高程 1270.70m，出线场高程 1281.70m。13.1.3 机电设备概况13.1.3.1 水力机械水电站选用混流式水轮机。机组装机台数为 3 台，单机容量 28MW+39MW。水轮机主要参数见表 12.
16、2-2。水轮机主要参数表表 12.2-2 参 数8MW 机组39MW 机组单位 水轮机型号CJxxx-L-135/4115CJxxx-L-265/4255 水轮机工作最大水头450.32 450.32 m 加权平均水头418.67 418.67 m 水轮机额定水头392.50 392.50 m 水轮机工作最小水头392.36 392.36 m 转轮直径1.352.65m 射流直径115255mm 喷嘴数44 水斗数11 额定流量2.37 11.53 m3/s 额定转速600300r/min 飞逸转速1100.3 560.5 r/min 额定功率8290.16 40414.51 kW 额定效率91%91% 排出高度+3+3m 发电机采用立轴悬式结构，密闭空气循环冷却方式， 发
