天然氣節能技術匯總十篇

時間:2023-07-28 17:05:27

序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇天然氣節能技術范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。

篇(1)

一、降低管道直接能耗

1.合理選擇壓縮機及原動機

壓氣站是長輸天然氣的能量補充站, 它的主要作用是給管道增壓, 提高其輸氣能力。壓氣站的核心設備是壓縮機, 壓縮機既為整個輸氣管道供應能量, 同時也是整個管道耗能最多的設備。因此, 降低壓縮機能耗是長輸管道節能的一個重要方面。天然氣長輸管道壓縮機一般選擇往復式或離心式這兩種類型。往復式壓縮機的壓比通常達3∶1 或4∶1, 有較高的熱效率, 但它有往復運動部件, 易損件多, 適用于低排量高壓比的情況。離心式壓縮機則正好相反, 壓比和熱效率相對較低, 但無往復活動部件, 排量大, 容易實現自控, 便于調節流量和節能, 適用于大排量低壓比的情況。由于天然氣長輸管道日輸量大, 考慮其要求運行平穩、實現自控、維修工作量小等因素, 推薦采用離心式壓縮機。壓縮機的原動機主要有電動機和燃氣輪機。電動機結構簡單, 運行可靠, 受工況影響??; 燃氣輪機是大排量壓縮機的主要動力設備, 雖然熱效率低,但易與壓縮機匹配;在電力供應充足且電價較低的地區應首先考慮使用電動機; 如果壓氣站地處邊遠地區, 遠離電網則宜選用燃氣輪機。燃氣輪機要選用效率高的機組, 同時采用聯合熱力循環系統、復合循環等余熱回收利用方式提高機組效率。采用聯合熱力循環系統, 可以將燃氣輪機組的熱效率由18%~29%提高到45%~47%。

2.減少沿程壓降和局部壓降

在天然氣管道輸送過程中, 還有相當一部分能量消耗在克服管道的摩擦阻力上, 也就是輸送壓降,包括沿程壓降和局部壓降。管道內壁的粗糙程度和管道內的清潔程度對沿程壓降有很大影響。測試結果表明, 經清洗和涂敷處理后的管道輸送能力提高了10%, 其中6% 歸功于內涂, 4% 歸功于管道清洗。內涂前的管道粗糙度為45μm, 內涂后的表面粗糙度下降90% ,摩擦系數減少33%,氣體輸送能力最大可提高24%, 或管徑可縮小8%。文獻詳細分析了內涂技術用于商業管道的經濟效益, 指出: ① 可提高管道的輸氣能力。管道內涂后平均增加輸氣量16.56% 。而內涂后的輸量提高1%~2% 時, 便可回收內涂費用。② 可擴大壓氣站站間距。壓氣站站間距平均可增大32.87% , 壓氣站數量至少可減少20% 。③ 輸氣動力平均降低18.89% ??梢姡?采用內涂技術可明顯提高天然氣長輸管道的節能效益和經濟效益。

3.應用先進的輸氣工藝

3.1 高壓輸氣

高壓輸氣是當前國際天然氣管道輸送技術的發展趨勢。高壓輸送使天然氣密度增加, 流速下降, 可降低管道沿程摩擦損失, 提高輸送效率; 同時, 天然氣密度增加將有利于提高氣體的可壓縮性, 降低壓縮能耗, 提高壓縮效率, 減少增壓站裝機功率。

3.2富氣輸送

富氣輸送是指所輸送的天然氣富含乙烷、丙烷、丁烷等重組分(NGL) 。由于富氣的天然氣密度高于常規天然氣, 可使其流速下降,從而降低管道沿途摩擦損失, 提高輸送效率; 天然氣密度增加, 還可提高氣體的可壓縮性, 降低壓縮能耗, 提高壓縮效率; 管道能耗下降, 有利于減少裝機功率, 加大站間距。高壓富氣輸送代表了當前天然氣管道輸送工藝的最高水平, 不但進一步提高了管輸效率, 而且兼顧了節能環保。以Alliance 管道為例, 若將該管道輸氣壓力由常規天然氣管道的6.9 MPa 提高到12 MPa,天然氣可壓縮系數將由0.89 下降到0.83, 減少能耗6.74% 。再將組分C2? C5+含量由4.6% 提高到12.13% , 天然氣可壓縮系數將下降到0.78, 共計減少能耗12.36%??梢?, 該管道靠提高壓力和重組分含量即可減少壓縮天然氣能耗12.36%。

二、減少天然氣直接損失

1.減少天然氣放空

長輸管道沿線須設置一定數量的截斷閥, 在事故搶修和計劃檢修時, 可通過關斷搶修段上下游的截斷閥, 將天然氣放空量降到最低。若條件允許, 還可以利用移動壓縮機將放空管段中的天然氣送至相鄰管段, 保持搶修或檢修時系統的密閉。清管作業也要采用密閉不停氣流程, 清管過程中天然氣不放空, 杜絕放空引球作業, 減少天然氣放空量。

2.防止天然氣泄漏

天然氣泄漏不僅會造成管道公司的直接經濟損失, 而且會污染環境, 嚴重時甚至會危及人的生命安全。因此, 防止天然氣泄漏不僅是節能的要求,也是輸氣安全的需要。天然氣泄漏包括輸氣設備泄漏和輸氣管道泄漏。輸氣設備泄漏主要是由于壓縮機和閥門等設備無法做到絕對密封, 或者法蘭密封墊老化破損造成的。據計算, 在5 MPa 的壓力下, 當存在1 mm 的當量不密封度時, 一晝夜即可泄漏850~900 kg天然氣。因此, 選擇新的壓縮機密封技術和密封性能好的閥門產品, 可有效地減少泄漏損失。天然氣長輸管道在運行過程中由于受各種自然和人為因素的影響, 導致出現泄漏。究其原因主要有: ① 防腐絕緣層裂化或者陰極保護度低( 或失效) 造成的管道腐蝕穿孔。② 管道自身缺陷, 包括環形焊縫存在未焊透、熔蝕、錯邊等缺陷。受到輸氣壓力或其他外力在斷面上所產生的應力作用, 這些原始缺陷擴展到臨界值時就會造成裂紋的失穩擴展進而使焊縫開裂, 管道連接部位密封不良等。③人為因素的破壞, 一方面是不法分子對輸氣管道的有意破壞, 另一方面是由于操作不當或者工程機械的使用不當損壞輸氣管道。為了防止泄漏事故的發生, 針對引發泄漏的主要原因, 可以采取以下措施: ① 對管道的整體安全性進行評估, 對存在缺陷的管段進行整改或更換。② 按設計要求做好防腐涂層和陰極保護, 并定期進行檢測。③ 提高員工的技術水平, 防止出現人為誤操作。④ 設立管道線路的標志, 加大對管道的維護管理力度, 建立完善的巡線制度, 杜絕出現人為破壞事故。⑤ 加強管道檢測, 使用高靈敏度的在線檢測系統, 以快速準確地檢測泄漏點位置。

三、結論與建議

天然氣長輸管道的節能降耗是我們所面臨的一個長期而重要的任務, 節能降耗的技術也在不斷地發展與進步。因此, 管道企業一方面要積極采用國內外先進的輸氣工藝和節能降耗的技術、設備, 如使用管道內涂技術; 引進先進的管理檢測系統, 防止天然氣泄漏, 調整工藝設備使其在合理的工況下運行; 選用新的增壓效率高、節能性能好的壓縮機組和密封性能好的閥件。另一方面則要提高員工的節能意識, 增強其工作責任心, 提高其技術素質,防止出現人為誤操作。

篇(2)

隨著公眾節能意識的提高和節能技術的改進,各國在節能領域都取得了相應的成就。我國作為能源消耗大國,其中建筑能耗占總能耗的30%以上,不得不考慮建筑節能措施。建筑電氣節能作為建筑節能的重要組成部分,理應受到特別關注。

1. 我國建筑電氣節能現狀

我國經濟的快速發展,加之人口數量的劇增,對電能的需求量越來越龐大,往往供不應求,用電高峰期甚至會出現電荒現象。特別是近些年來興建了大批規模龐大的大型甚至特大型共建以及住宅小區,極大的增加了總用電量。然而,這些建筑在設計與施工的過程中,大多沒有重視建筑電氣節能,沒有采取建筑電氣節能措施,長此以往,必將造成新的、巨大的能源浪費。

例如:08年初冬,覆蓋全國26省的國家電網半壁江山陷困頓,加之無法協調的煤電之爭,多數省級電網拉閘限電,造成了“煤荒”與“電荒”的一次集中爆發。而全國范圍內的天然氣提價、空調與供暖能耗上升導致的電力、天然氣供應不足早已成了不爭的事實。 能源緊張已成為中國經濟的命脈所在,威脅到國家的穩定與安全。能源已經成為制約我國經濟進一步發展的瓶頸。我國建筑節能勢在必行。

從建筑耗能來看,據相關資料統計,目前我國建筑耗能占總耗能的27.8%,是世界上同緯度國家的3倍左右。其中建筑電氣耗能占用了主要份額,包括空調、水泵、照明等設備的用電耗能。從目前的形式來看,雖然國家以及相關部門已經開始意識到節能問題的重要性與迫切性,建筑電氣節能工作不斷開展與深化、節能技術與設計標準不斷完善、公眾節能意識也不斷增強,但建筑電氣耗能現象仍然比較嚴重,建筑電氣節能迫在眉梢。

2 建筑電氣節能的意義

國際能源危機明顯加劇,全球能源儲備量日益減少。而作為人類生存的基礎,能源更是掌握著國家甚至全球的經濟命脈。中國更是一個能源緊缺的國家,據相關數據表明,我國人均能源占有量僅為世界平均水平的40%。面對如此能源現狀,我們更應冷靜、客觀的面對能源問題。

從實測結果來看,建筑電氣耗能占據了建筑耗能的較大部分。由此,引發的建筑電氣節能受到廣泛關注,建筑電氣節能有著重大意義。

首先意味著資源的節約與排放的減少。能量不會憑空產生,也不會無端消失。對一次性的煤、天然氣來說,能量的釋放意味著環境的污染及資源的減少。提高建筑物電氣節能標準,就是減少建筑用能,達到節約資源保護環境的目的。

其次,對節能技術有著促進作用。建筑電氣節能技術是廣泛的技術,從熱源的產生、輸送、利用等各環節,均存在較大的提升空間與需方市場空間。這不僅能夠促進電氣節能技術的發展,對整個建筑節能產業也有著推動作用。

另外,電氣節能在一定程度上也推動著經濟的發展。建筑電氣節能所帶動的產業可涉及節能型材料、節能相關設備、節能改造等等,這些在目前我國的發展較為落后,存在著極大的潛力市場,必將形成一個帶動面廣泛的產業,促進國民經濟的發展。據資料顯示,電氣節能設施在初期建設資金投入與后期節能經濟效果的對比后發現,電氣節能不僅能帶來可觀的經濟效益,更能帶來良好的深灰效益。由此可見,建筑電氣節能在建筑領域的運用有著必要性與緊迫性。

3 建筑電氣節能未來發展趨勢

目前,我國建筑電氣節能的效果并不理想,除了建筑節能設計標準與規范中沒有將電氣節能系統的納入之外,節能技術更是主要的原因。要想實現電氣節能,就必須先滿足技術層面的節能,同時要選用性能優良的產品。以下是建筑電氣節能在為發展與實施過程中應當注意的一些問題。

3.1 供配電系統節能

盡管我國加快了電力建設的速度,提高了電力設備的運行效率,也增加了裝機容量,但仍然會有很多地方在用電高峰期時出現電力缺口。其中一個重要的原因是,電能在變壓器以及線路中傳輸的過程中會因發熱而損耗大量能量。因此,要實現電源節能,就必須從降低變壓器損耗以及電路損耗兩個方面進行。就前者來說,主要措施是改變變壓器位置,減少供電距離,同時選用能耗較低的變壓器,并合理分配各變壓器的負荷,達到減少無功線路損耗,提高功率因素地目的。而對于后者,則主要是優化電網結構以及選用電阻率較小的材質做導線等。

3.2 照明節能。

近些年來,天然光源的綠色照明受到廣泛推崇。在保證照明適量的前提下,應大力推廣節約照明用電。其主要方法有在設計中充分考慮利用天然采光、選用高效光源、合理選擇照明方式等等。另外,適當保養燈具,進行高效的日常的維護管理,能夠延長燈具的使用壽命,間接減少能量損失。

3.3 建筑設備電氣節能。

隨著自動控制技術、計算機網絡和通信技術的發展,出現了一種新的建筑電氣節能途徑,即建筑設備監控系統。規模較大的及重要建筑物可采取自動化監測系統,從而對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全、可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。

3.4 利用可再生資源。

在條件允許的場所,合理利用太陽能、風能等可再生資源,有利于節能減排、改善能源結構、保護環境。

4 小結

建筑電氣節能作為建筑節能的有機組成部分,有著極大的潛力,更是億萬群眾的切身事業。因此,要正確認識其工作的重要性與緊迫性,調動各方的積極性,引導市場,優化資源配置,促進節能事業的發展。在建筑設計的過程中,電氣設計人員應當肩負重任,精心考慮,多方案進行比較,選擇合理的供配電方案,實施電網的經濟運行技術。在節能設備的選擇上,應多方面綜合考慮,選擇低能耗設備等,減少中間過程損耗,已達到真正節能的目的??傊?,建筑電氣節能是一項需要長期堅持的工作,我國正處于城鎮化加速發展時期,在這個特殊的階段推動電氣節能,對擴大內需,推動經濟增長具有積極意義。

參考文獻:

篇(3)

作為能源消費大國,我國的能源相對短缺,石油和天然氣每年都要依靠進口,其次由于其能源利用率低,所以在每平方米建筑中的能源消耗約為發達國家的2至3倍。因此我國建筑電氣節能技術的發展空間巨大。近年來,電氣能源供需矛盾激化,建筑用電是能源消耗的主要部分,所以我國建筑電氣節能技術的發展迫在眉睫。如大量使用節能產品,不僅每年可節約用電數十億度,同時可以延緩溫室效應,這樣同時造福了經濟與社會環境。

1、傳統建筑電氣技術在應用中的問題

傳統的建筑電氣技術在當前的建筑體系中應用較為廣泛,而且產品的種類也很豐富,從某一個產品而言,技術發展成熟,總體上講傳統的建筑電氣技術在應用中相對獨立,特別是末端電器產品,缺乏相互聯結,隨著產品本身功能發展的復雜化,人們對于辦公和生活環境的要求也逐漸提高,所以傳統的電氣技術存在諸多不足,主要方面包括:使用的繁瑣性,建筑電氣技術非節能性,管理效率地下,安全性低。

2、主要的建筑電氣節能技術

2.1風力發電技術。風力發電機的運行方式包括獨立運行方式,風力發電與其他發電形式結合,或是在一處風力較強的地點,安裝數十個風力發電機,其發電并入常規電網使用。在傳統建筑電氣節能技術的應用過程中,我國主要開發研制小型的風力發電機,并將其作為農村獨門獨戶使用。由于電網不能實現為偏遠地區供電,所以近六十萬居民正在使用風力發電機進行發電。但目前的發展趨勢表明,我國的風力發電機制造由小功率向大功率發展,為滿足彩電冰箱等家用電器的用電需求。其次不再實行獨門獨戶的風力發電形式,而是采取聯網供電,由村莊集體供電等形式。從長遠角度看,風力發電技術的應用范圍進一步擴大,不僅單純用用與家庭,更擴大到眾多公共設施及政府部門。

2.2太陽光伏發電技術。在北歐的部分國家正推廣一種“零能”住宅的理念,這種住宅是由“太陽能屋頂”提供該建筑的全部能量的。而這就應用到了太陽光伏發電技術,在屋頂安裝太陽光伏電池,當陽光充足時太陽光伏電池可以適應某一家庭的全部用電需求,并將剩余電量反存于電網,供用電不足時使用。目前由于太陽光伏電池的價格過高,我國仍沒有大范圍的推廣計劃。據專家預測,這種光伏發電技術通過技術革新與大規模生產,可于2030年后在市場上大規模出現,并對傳統的建筑電氣節能技術產生沖擊力和競爭力。

3、建筑電氣節能技術發展中應該遵循的原則

建筑電氣節能技術在建筑工程中不能盲目使用,不能以節能為目標損害了建筑的原本功能,更不能為了節能而忽略其成本的規劃。所以在建筑電氣的節能技術發展過程中必須要遵循以下原則。

首先,適用性。滿足建筑物照明的亮度、色溫,滿足空間的舒適性或滿足某些建筑的特殊要求。這是對于滿足建筑物內的人工環境完整而提出的條件。建筑電氣的技術應用必須要滿足建筑物創造的環境要求,為建筑設計中的設備提供能源供應。

其次,實際性。節能問題本身應從國情和經濟條件角度考慮,不能盲目為追求節能效果忽視其經濟效益的考慮,要對合適的節能設備與節能材料進行性價比比較,使節能所增加的時間效益和經濟效益在未來的建筑物使用過程中得到回報。

最后,節能性。作為建筑電氣節能技術的必要條件就是其節能性的考量。必須要采用必要的措施,來減少甚至消除建筑物中不必須的消耗,在未來的發展過程中,應著眼于建筑電氣設備自身電能消耗,傳輸線路上的電能消耗等問題。

4、建筑電氣節能技術發展方向

4.1利用天然光源。作為節能工作中最為主要的一項內容就是對照明工程的節能應用。而照明節能工程最為主要的內容就是對天然光源的利用。隨著人們對能源的重視,建筑物中充分利用天然光源來節約照明用電已經廣泛應用在各建筑電氣技術中。天然光源作為一種無限再生資源,在照明節能的實施過程中必須要擴大應用。制定一系列建筑物的采光標準和采光方式,并推廣于日常生活中。

4.2太陽能照明技術。太陽能和天然光源一樣,屬于取之不盡用之不竭的無限能源。太陽能照明技術可以減少溫室氣體的排放,同時節省資源,保護地球環境。科學合理地利用太陽能照明節能技術,可以將建筑電氣節能技術的發展推向更高的臺階,這可以將其最為本質的原則和內涵得以展現。

4.3能源綜合利用。控制能源問題的主要方式并不單純依靠電力使用上的細節,此外還包括對風能等自然的,可再生的能源的綜合運用。這就需要技術的革新發展,也是我國建筑電氣節能技術發展的主要方向。

5、建筑電氣節能技術的發展前景

我國的節能體系目前仍處于初級階段,相比一些發達國家已經建立起的各具特色的建筑節能體系稍有不足。如英國、美國、加拿大、日本等國家先后建立起了節能評估體系,在各國的建筑節能技術實施過程中都依靠該體系的規范和準則,采用定性定量的方法,對電氣節能的效果和電氣節能技術進行評估。

相比之下,我國的建筑電氣節能技術評估體系并沒有建立,顯示出了相對的不足性。因此需要我國盡快學習先進國家的經驗并分析自身的不足之處,揚長避短,這將有利于我國在短時期內取得建筑電氣節能技術發展的巨大進步。我國現在實行的建筑節能標準和規定對電氣節能內容沒有做出具體的規定,加大了操作的難度。所以,國家建筑行業的相關部門有必要對電氣節能和建筑節能測評體系的建立采取硬性措施和實施內容的規定。

近幾年我國開展的基礎數據統計的工作,對各地區不同氣候特點評估,已著手對當前用電情況和建筑電氣運行的數據統計,在進行比較分析后,就將進行定量分析,針對不同的問題和不同地域的實際情況采取不同的節能技術改造,針對各項新產品和新技術的出現,國家出臺對應的鼓勵措施,這都有助于科研效果和科研動力的加大,使科研成果快速傳換為大范圍應用的產品,從而形成科研進步和生活節能的良性循環。在此基礎上,國家可指定出操作性強、實施審核簡便的科學測評體系,明確劃分一些建筑電氣節能技術強制性措施,在實施過程中加強管理,使建筑電氣節能技術發揮實效,以取得長足的發展。我國建筑電氣節能技術的發展前景直接關系到建立節約型社會的發展大計,將創造我國經濟效益和社會效益雙豐收。

6、結語

隨著能源問題的日益突出,我國在建筑電氣節能設計正面臨著新的嚴峻挑戰。從發電廠開始到線路末端的用戶都應高效使用電能,減少能耗。對于設計者而言,要合理選用設備,合理確定供電電壓等級以及采用新技術及新材料等。建筑電氣節能設計潛力很大,應選擇高效節能設備,精心考慮設計方案,應用先進的設計技術,按照節能標準合理設計。在提供舒適、健康、安全的居住、工作和生活空間的同時,又能有效地節約能源。在建筑的電氣節能設計中既可以進行節能效益評估,又可以確保節能效果和經濟效益。

篇(4)

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引言

目前全世界都存在能源短缺,而我國又是一個能源消耗大國,每年要從國外進口大量石油和天然氣等,我國人均資源和能源相對貧乏,不到世界人均水平的一半,而我國能源利用率又低,大約為30%(日本的能源利用率可達到57%)。我國單位建筑面積能耗相當于發達國家的2~ 3倍,由此可見節能工作潛力很大,同時可降低工程造價。節能工作又關系到技術進步和緩解能需矛盾,是支持國民經濟迅速發展的重要一環。

建筑電氣節能應遵循的一般原則

建筑電氣節能應遵循的一般原則有三個:一是滿足建筑物的基本功能的實用性原則;二是充分考慮經濟效益的經濟合理原則;三是盡量減少能量的消耗的技術先進原則。

照明設計中的節能措施

照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下,力求減少照明系統中光能的損失,從而最大限度地利用光能,通常的相應節能措施有以下幾種。

(1)高效節能光源的選用。應合理選擇燈具的配光,以提高利用系統。設計時辦公室主張采用T8或T5稀士三基色熒光燈管。這是由于T8或T5燈管具有更高的顯色指數和光效,光衰小、壽命長、用汞量少,更符合節能、環保要求。門廳、走廊等場所采用緊湊型熒光燈替代以往的白熾燈,達到節約能源的目的。

(2)高效節能照明燈具的選用。燈具按光通量在上下空間分布比例分為五類:直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型。①燈具的結構應便于安裝、維護和更換光源。一般辦公區優先選用直接式燈具,在有吊頂的辦公場所優先選用高光效格柵燈具。②合理選擇燈具的配光。

(3)選擇高效節能電器附件的方法。節能型電感鎮流器和電子鎮流器的選用。一是我們盡量選用性能優能耗低的光源用電附件,如節能型電感鎮流器、電子鎮流器、電子變壓器及電子觸發器等;二是一般而言,電感式鎮流器能耗比較低,自身能耗僅為光源的10%~15%。能耗更低的是電子鎮流器,它的輸出的特點是具有恒功率性;三是對于單端小功率熒光燈(功率不大于25W)和一體化節能燈,由于對它們的預熱要求、異常保護功能和諧波要求等均比較低,在選用節能電器附件時,應選用電子鎮流器;四是節能型電感鎮流器一般比較適合25W~65W 的直管熒光燈。單燈電容補償的實行。燈具單燈補償指的是:在把一個電容器與每套燈具并聯來達到補償的目的。氣體放射燈、熒光燈功率因數都可以提高到0.9 以上,這樣既能使電路無功功率大大降低,又能使線損和電壓損耗降到最低,同時由于降低了線路電流,還使導線的截面面積減少,能夠有效地節約能源損耗和經濟開支10%以上。

電氣節能的方法

(1)千方百計利用天然光源。一是照明節能中的一個非常重要的方法,就是如何千方百計把天然光源合理進行利用。在能越日漸緊缺和環保意識日漸增強的今天,在建筑物中如何盡可能地利用天然光源,以達到節約照明用電的目的,已經引起了人們的普遍關注;二是天然光源具有取之不盡、用之不竭的優點。在照明節能技術應用工程中,應當充分利用天然光源的優勢,按照建筑物的采光標準和建筑的實際情況,確定適合建筑物實際個性的采光方式,做到采光與照明充分結合;三是白天時,應盡量地利用天然光源,讓建筑物內具備充足的光照條件。同時,室內經過陽光的照射,既能大大節約能源,又能提高室內溫度,具有使建筑能耗降低的重要作用。

(2)目前應用的方法主要有。1)導光管法。2)采光擱板。3)反射高窗。4)棱鏡窗。高效的照明控制系統設計:照明控制是照明設計中一個重要的內容,是照明設計基礎理論的一部分,與燈具、光源一樣是照明節能實施中不可缺少的。主要體現在以下兩個方面:①能營造良好的光環境。通過控制光環境來劃分空間,同一空間中可創造出不同的環境氛圍,體現了照明環境的舒適性。②可節能。使用者需要時才開啟照明,盡可能減少不必要的開燈時間、數量和過高的照度,以有利于照明的節能。雖然我國現有的照明設計標準中有很多關于照明控制的具體內容,但對照明控制也沒有給予應有的重視,工程設計人員應當充分認識到它的重要性。

(3)高效節能的照明控制設計。電氣節能應用的主要方法有:導光管法、反射高窗、采光擱板和棱鏡窗。高效照明控制設計與燈具、光源等一樣,屬于照明設計中非常重要的內容,是照明節能實施中不可或缺的組成部分,主要表現現在以下點:一是能營造不同效果的光環境。通過對光環境控制來劃分空間,在同一空間中,可以根據需要創造出不同效果的環境氛圍,能夠增強照明環境多元化的適應性和舒適性;二是可以有效地節約能源。按照滿足需要的原則,在這一基礎上,使用者應該根據需要來開啟照明燈具,盡量地減少不必要的照明時間,控制照明數量和過高的光照度,切實做好照明的節能。作為建筑電氣節能設計人員,應充分認識到照明控制的重要性,并在設計中積極實施,盡量做好建筑電氣的節能工作。

(4)科學合理地利用太陽能照明技術與產品。其一、太陽能是無處不有、取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽能照明技術的開發利用,可節省資源,減少廢氣排放,減少對地球資源的使用和破壞,保護地球環境??茖W合理地利用太陽能照明在節能、環保方面具有重大的意義。其二、太陽能照明技術通常利用太陽能光伏發電系統,將入射的太陽輻射能直接轉換為電能,提供給照明負荷。

(5)建筑電氣設備的節能??照{系統。其主要內容包括:一是冷凍水與冷卻水系統的優化控制;二是冰蓄冷系統的優化控制,現行的冰蓄冷控制技術還很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰裝置優先方式下的融冰策略的研究;三是熱交換系統溫差與流量的優化控制;四是變風量系統等控制技術。給排水系統的優化控制。一是電動機。包括電動機的正確選型、調速方法、基于負載檢測的臺數控制;二是電梯。包括電梯的合理選型、停層計劃及群控策略;三是電動門窗。包括門窗的節能控制、遮陽系統的自動控制等。

(6)合理選擇節能光源節能光源的選擇是最直接也最明顯也最方便的建筑節能措施,資料統計顯示,熒光燈的發光效率是白熾燈的4-5倍,壽命是白熾燈的7-8倍,而且具有結構簡單、光效高、發光柔和、壽命長、無頻閃和無電磁輻射等優良性能,在現代建筑中得到廣泛的應用,對提高建筑的節能效率起到重要的作用。同時高壓汞燈、高壓鈉燈、高顯鈉燈、金屬鹵化物燈等高強氣體燈近年來也在建筑中得到了廣泛的應用和普及,對減低建筑物能耗,提高電能利用效率起到了重要的作用。

(7)能源的綜合利用。1)太陽能光伏電源系統。GB 16895.3-2004《建筑物電氣裝置》第7-712部分:特殊裝置或場所的要求《太陽能光伏(PV)電源供電系統》規定了太陽能光伏電源系統的適用環境、系統設計方法、電池技術要求、逆變器的技術指標、控制系統技術要求等技術原則。2)冰蓄冷系統。提出了冰蓄冷系統的常用控制策略及系統配置。另外,一些其他節能方法還可以利用:①減少變壓器的功率損耗,合理選擇變壓器的負載率。②減少線路能量損耗。所以在線路上消耗的有功功率相當大,必須減少線路能耗。

工程造價應對電氣節能的改革

電氣工程離不開工程造價控制,電氣節能型建筑更需要對節能投資及工程造價成本、使用成本進行全過程的管理和控制。電氣節能需要全面的工程造價管理,應對建筑節能,工程造價管理主要應從以下幾方面實施改革:

(1)要樹立:“全過程成本”的電氣節能造價管理思想。從“全過程成本”的角度來看,電氣節能的成本有建造成本和使用成本兩部分,從其主體來看涉及建設方、施工方和使用方,從其全壽命來看分建造期和使用期兩個階段,從專業來看涉及到復雜的新技術、新材料、新設備、新工藝、電氣工程涉及的投資資金更大。單純的工程量清單計價或預結算編制、審查式的、僅偏重工程造價成本的造價管理已經不能適應電氣節能的要求,必須開拓思路,樹立“全過程成本”管理意識,緊跟電氣新技術、及時反饋行業變化,為建設提供工程造價全面透明、完整、高效、準確的信息服務,是進行工程造價管理工作改革的當務之急。

(2)提高電氣節能工程造價管理水平。在造價管理工作中要提高服務意識,改變工作方法,充分發揮橋梁和紐帶作用,為電氣節能各主體如設計、施工、造價、節能材料供應商等建立節能電氣全面工程造價信息監管和互動平臺,變事后監管為事前控制;充分發揮政府機構的信息優勢,變靜態管理為動態控制;根據電氣節能的要求完善適合使用的電氣節能工程技術經濟體系,變被動管理為主動服務,為電氣節能的建設提供全面工程造價服務。

結束語:

我國在建筑電氣節能領域中面臨著新的挑戰,因為國外的設計公司在設計過程中十分重視環保和節能,如果我們在設計過程中不重視節能,就有可能被淘汰出局。而節電節能工作牽涉的面又十分廣泛,從發電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言,就是要合理的選用設備(變壓器,電動機,電纜,照明光源等),合理確定供電電壓等級以及采用新材料,新技術等。建筑電氣節能設計潛力很大,應精心考慮設計方案,選擇高效節能設備,應用先進的設計技術,按照節能標準合理設計。在為人類提供健康、舒適、安全的居住、工作和生活空間的同時,又能行之有效地節約能源,降低工程造價。

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一、充分認識節電節氣工作的重要性

電力和燃氣供需矛盾日益突出,隨著經濟社會快速發展。將成為制約我區經濟社會發展的重要因素之一。近年來,全區節電節氣工作取得了一定成績,但消費結構、消費方式不合理等狀況未得到根本轉變,仍需運用經濟、技術以及必要的行政措施來加強節電節氣工作,優化配置緊缺的能源,引導社會各界科學、合理、有序使用電力和天然氣。全區各級各部門要充分認識當前電力和燃氣供需的嚴峻形勢,高度重視節電節氣工作,采取強有力的措施,推進本區域本系統的節電節氣工作。

二、節電節氣主要措施

一)以進一步優化工業結構和布局為契機,加快淘汰落后產能和設備工作。嚴格執行工業發展規劃。逐步淘汰汽摩、醫藥化工、有色金屬、矸磚建材企業高耗能設備及生產線。同時,區發改委、區經信委要從源頭上遏制高耗能企業、設備和生產線入駐我區。

二)制定用電、用氣投入與產出比標準,大力發展節電節氣型產業。認真貫徹落實《某市某區“十二五”工業發展規劃》大力發展電子信息、汽摩、裝備制造等低能耗、高技術、高附加值產業。區發改委、區經信委等有關部門要嚴格執行固定資產投資項目能源評估和審查制度。嚴格禁止新建、擴建高耗電、高耗氣項目,大力扶持節電節氣型產業發展。

三)或達不到燃氣設備運行效率限額標準的企業,嚴格執行超限額用電、用氣加價收費政策。嚴格執行《某市單位產品超限額使用能源收費管理辦法》區發改委、區經信委要對超過高耗能產品電力、天然氣消耗限額標準。實行超限額用電、用氣加價收費。

四)實施燃煤鍋爐、供電系統、廠區照明系統、生產工藝等節電節氣改造項目;區商委、區旅游局要組織商場、超市、酒店、賓館,大力實施節電節氣改造。區經信委要大力引導和組織企業。對大型電梯、空調、照明等設備設施進行節電節氣改造;區文廣新局要組織網吧、茶樓、歌舞廳等娛樂場所實施照明、空調節電改造;某供電局要采用先進的輸變電技術設備,降低輸電、配電等環節的電力損耗。

五)積極支持區內符合條件的合同能源服務公司向市政府和國家發改委申報備案。區發改委、區經信委要充分利用本部門外網政務平臺,大力發展合同能源服務產業。認真貫徹落實國家和市政府有關大力發展合同能源服務產業的各項優惠政策。大力宣傳區內節能服務公司經營范圍,支持企業與節能服務公司開展合作,采用合同能源管理模式實施節電節氣技術改造。區金融辦要進一步引導和鼓勵金融機構加大對合同能源管理模式實施的節能技術改造項目給予信貸支持。

六)對具有典型性、示范性、能普遍推廣運用的節電節氣技術改造項目給予專項補助。對企業通過技術改造,加大財政資金及相關政策支持。進一步增大區級節能專項資金額度。經核查實現了電力、燃氣節約,或轉移高峰用電負荷的電力、天然氣供應緊張時,可在供應方面予以傾斜,適當優先供應。

七)科學合理地編制全區電力和天然氣調度實施方案。工業企業、商貿流通、交通、建筑、行政機關、農村等領域主管部門要結合實際,加強電力和燃氣調度。區經信委要組織電力和燃氣企業在能源緊缺或特困期。分行業分系統地制訂具體的節電節氣措施,指導本系統內加強節電節氣改造工作和進行錯峰用能,確保經濟社會穩步發展。

八)淘汰或更換高耗能電器產品。加大節能技術及產品的推廣與運用力度。區經信委、區商委、區財政局要繼續嚴格執行國家“節能產品惠民工程”大力開展節能空調、綠色照明、節能電機等高效節能產品的推廣和審核工作。

九)廣泛深入地宣傳節電節氣常識、節能產品種類、節能產品使用方法、家用電器不用時關閉電源等知識,廣泛開展節電節氣宣傳。各級各部門要大力開展節電節氣宣傳活動。不斷增強市民節電節氣意識。同時,倡導在夏季用電高峰期( 盡量使用電風扇,并控制好空調溫度;冬天用氣高峰期( 盡量使用電飯鍋煮飯或煲湯,炒菜時控制好燃氣灶火候,同時減少地暖使用次數。

三、加強節電節氣監督管理

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中圖分類號:TU24 文獻標識碼:A 文章編號:

Abstract: with the rapid speed up the process of industrialization, China's demand for energy present a continuous high growth trend, because our country is a per capita energy more poor countries, the annual energy supply far from meeting the growing demand, the energy problem has already become the limiting the economic development of China a bottleneck, at present, the dependence on oil has gone far beyond the normal world level, coal, and natural gas resources also presents the gradually shrinking the situation, the development of The Times, called for our country must go new energy conservation and emission reduction in the way of sustainable development, therefore, must be in various fields to push the idea of saving energy and reducing consumption and measures, this idea and measures also require the application to civil building construction and design of do to save energy, rational use of energy, improve energy efficiency.

Keywords: electrical energy saving civil building construction and design

1引言

隨著我國工業化進程的迅速加快,我國對能源的需求呈現出持續高增長的態勢,由于我國人口眾多,且在近幾年來以汽車為主要消費品的大宗商品迅速進入千家萬戶,更是極大地推動了我國的能源需求。據悉,我國每年的石油供應量遠遠不能滿足日益增長的需求量,能源問題已經成為了制約我國經濟發展的一個瓶頸問題,目前,我國對石油的依存度已經遠超世界正常水平,煤炭、天然氣資源也呈現日益衰減的態勢。時代的發展,呼吁我國必須走節能減排的新型可持續發展之路,為此,必須在各個領域大力推行節能降耗的理念和措施,這種理念和措施也同樣需要應用到建筑的設計當中,做到合理使用能源、提高能源利用效率。民用建筑是建筑的耗電大戶,近幾年民用建筑電氣節能的重要意義已逐步受到人們的重視。

實現建筑電氣節能需要依據三個準則:一要考慮建筑物的功能。二要照顧到節能電氣所產生的實際經濟效益。三是要把電力損耗降到最低。也就是電氣節能在實際使用過程中既要注重技術,又要考慮實用,必要的時候還需要考慮與建筑整體的造型和裝修是否搭配。對于在建民用住宅來說,照明節能電氣在選用時,首先需要保證充足的光亮,不能因選用節能電氣而使光照不足,影響建筑物的正常施工,另一方面應避免在光照時出現光能損失。通常采用的節能措施主要有下面幾種。

1 合理選用光源

節能電氣的光源應選擇T8或T5稀士三基色熒光燈管。這種燈管在顯色指數和光效上價值更高效率更好,此外還具有光衰小、使用壽命長、有毒物質汞的用量極少,和我們倡導的節能、環保要求是一致的。熒光燈是日常家庭常用的照明光源,具有照明效果好,電能損耗少,使用效率高,使用壽命更長久的特點,一般常將他們安置在門廳、走廊這些地方。

2 高效節能照明燈具的選用

燈具的選用還需要考慮懸掛場所的要求,對于需要將燈具在較高場所懸掛,主要考慮增大照明范圍的,一般常采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈,這種燈亮度大,照明范圍廣。對于懸掛場所要求較低的一般照明,常使用熒光燈,對于影劇院、博展館等需要強光照明的特殊場所,一般也不采用普通白熾燈。對于配光燈具的選用也需要合理,以功率低,發熱量小的冷光源為主,適宜的功率數為10-20瓦。

3 高效節能電器附件的選用

3.1 使用節能電感鎮流器和電子鎮流器

要做到電氣節能,還需要考慮的一個方面是電氣附件的選用,因為電氣附件在使用中也會產生大量的電力損耗,如果僅僅選用了節能的照明燈具,而忽視了節能電氣附件的選擇,常常會使節能效果大打折扣。建筑物照明中,經常使用的節能電氣附件為電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等。

3.2 實行單燈電容補償

所謂燈具單燈補償,就是在每套燈具上并聯一個電容器從而提高氣體放射等、熒光燈功率因數,據測算,使用燈具單燈補償,可以將功率因數提高到0.9以上,不僅起到了電路無功功率,又使線損和電壓損耗有效降低。

4 其他照明節電措施

4.1 最大限度利用自然光源,減少照明用電的時間。

4.2 切實執行 GB50034-2004建筑照明設計標準規定,在民用建筑物上對照標準予以施工。

4.3 改進燈具控制方式,對于面積不大的房間可選擇一燈一控或二燈一控的方式,多燈一控可以針對面積較大的房間。建筑內的樓梯間、走廊等公共通道,可以采用聲控或者定時開關控制。對于離窗較遠的區域,由于天然光采光不足即使白天也常需要電氣照明,可以采用隨天然光的變化而自動調光的光電控制自動調光裝置。室外照明宜采用光電自動開關或光電定時開關控制。

4.4 選擇合理的照度和功率密度值。光源電氣的照度值選擇范圍應依據新修訂的GB50034-2004建筑照明設計標準,局部照明應按該場所一般照明照度值的1倍~3倍選取。

4.5 減少供電線路上的損耗。電流在輸送過程中,如果照明導線較細、線路過長,并且線路接頭過多等,都會增加線路的電阻,造成較大的用電損耗,因而必須重視供電線路的損耗,采用的方式是盡量減少不必要的線路長度,使用橫截面較大的導線,線路中間盡量減少接頭,如果確需接頭的,也要規范對接,切忌胡亂擰在一起,不僅增加電能消耗,而且接頭處容易打火,給用電帶來安全隱患。

5 結語

總之,由于當前我國正處于工業化和城鎮化快速發展的時期,未來對能源需求量的高增長將是持續的,所以,未來我國電力供應不足而導致的大面積“電荒”問題可能長期存在,同時我國的民用建筑增長也將是快速的,因此,大力在建筑設計中提倡節能型電氣工程的使用是很有必要的。我們相關設計工作者一定要不斷嘗試新的設計方法和技術,為增進電氣節能技術在建筑工程的應用作出自己應有的貢獻。 轉

參考文獻:

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隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展,現在人們越來越關心我們賴以生存的地球。各國都在采取積極有效的措施改善環境,減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題,要從根本上解決能源問題,除了尋找新的能源,節能是關鍵的也是目前最直接有效的重要措施。節能就是應用技術上現實可靠、經濟上可行合理、環境和社會都可以接受的方法。有效地利用能源,提高用能設備或工藝的能量利用效率。

1電氣節能設計的主要內容

節能工作又關系到技術進步和緩解能需矛盾,是支持國民經濟迅速發展的重要一環。通常來講,電氣節能設計的主要內容可分為:

供配電系統的節能(負荷計算、功率因數補償,諧波治理、變配電設備選擇等):

電氣照明的節能(照明設計和設備選擇、照明控制、光纖照明等):

建筑電氣設備的節能(電動機、空調系統、給排水系統、電梯、典型建筑設備等):

計量與管理(電能計量、冷熱量計量、中央空調系統的計量、居住小區的能耗計量等):

能源的綜合利用(地源或水源熱泵系統,太陽能光伏電源系統、冰蓄冷系統、蓄熱式電采暖系統,風力發電系統、熱電或熱電冷聯供系統等)。

2化工企業電氣節能的原則

化工企業電氣節能既不能以功能為代價,也不能盲目增加投資,為節能而節能。因此,應遵循以下原則:

2.1適用性

就是基于滿足化工創業運行提供必要的能源和動力,按照用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性等方面的要求,來優化供配電設計,促進電能合理利用。

2.2經濟性

要充分考慮實際經濟效益,合理選用節能設備及材抖,使節能增加的投資能在較短的時間內用節能減少下來的運行費用收回。

2.3節能性

應考慮采取措施減少或消除無關的消耗。比如電氣設備自身的電能消耗,傳輸線路上的電能消耗等等。這應該是節能的著眼點。

總之,節能設計應把握“滿足功能、經濟合理、技術先進”的原則。具體說來,可重點從以下多個方面采取節能措施,將節能技術合理應用到實際工程中。

3電氣節能設計技術的合理利用

3.1向電動機要節能

對化工企業而言,電動機是必不可少的重要電氣設備。由于化工企業電動機數量多,耗電量大,大約占電力消耗的80%,因此電動機的節能非常重要。

3.1.1合理選用電動機類型

推廣使用高效節能電動機。

3.1.2合理選用電動機的容量

若電動機容量選的過大,雖然能保證設備的正常運行,但投資大,功率因數和效率都很低,造成電力的大量浪費。從節能角度看,80%負載時運行效果最佳,此時能量效率最高。

1.3大力推廣變頻調速

為了保證生產平穩,依靠其出口閥門控制排量,造成泵管壓差過大,閥門節流產生的能量損失嚴重,還有一部分靠打回流維持生產,這樣既降低了泵效,又浪費了大量的電能。變頻器安裝后,還要進行認真細致的管理,使其充分發揮變頻器的節能效果。

3.2向變壓器要節能

作為電壓變換設備,變壓器被廣泛應用于輸電和配電領域。由于容量和數量很大、運行時間長,總損耗也相當大,因而變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力。

3.2.1合理選擇變壓器的負載率

化工行業為連續生產企業(一般為二級負荷),對供電系統的可靠性有極其嚴格的要求,往往采用兩臺變壓器、雙段母線供電的方法來保證生產裝置不致于因供電中斷而停止運行,當一臺變壓器有故障時,可由另一臺變壓器帶全部負荷。

3.2.2選擇高效節能的新型變壓器

我國變壓器絕大多數為標準設計,產品由原來的高損耗型到較低損耗型,發展到了更節能的產品。加速老變壓器更新換代是降低電網損耗的重要途徑。所以,化工企業在進行設備更新或者技術改造時,要考慮到這一重要因素。

3.3提高系統的功率因數節能

化工企業適當提高系統的功率因數,能夠改善電壓質量,減少無功在線路上傳輸,提高用電設備的工作效率,以達到節能的目的。

3.3.1采取適當措施,提高系統自然功率因數

具體方法有:采用同步電動機或異步電動機同步運行提高功率因數;合理使用變壓器、電動機。防止在低負荷下運行;提高異步電動機的檢修質量等。

3.3.2功率因數的人工補償

供電企業僅僅依靠提高自然功率因數的辦法已經不能滿足工廠對功率因數的要求?;て髽I自身也需裝設補償裝置進行人工補償。

3.4減少線路上的能量損耗

由于線路上存在電阻,有電流流過時,就會產生有功功率損耗。

3.4.1減小導線長度

首先變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離;其次,線路盡可能走直線,少走彎路,以減少導線長度。

3.4.2大導線截面

導線截面增加雖然能降低能耗,但在技術合理時,必須按經濟電流密度選取導線截面。

3.5照明節能

照明節能中,除了滿足照度、光色、顯色指數外,還應采用高效光源及高效燈具。

3.6降低高次諧波

3.6.1電力系統諧波產生的原因

由于電力系統中存在著各式備徉的諧波源,使得高次諧波的干擾成了影響電能質量的一大“公害”,因此諧波的治理是十分必要且有實際經濟效益的。

3.6.2諧波的主要危害

目前,化工行業諧波治理工作是共同努力的一個方向。

3.7其它節能方式

企業節能是一個綜合性課題,也需要綜合的手段來開展節能工作。

4結束語

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目前全世界都存在能源短缺,而我國又是一個能源消耗大國,每年要從國外進口大量的石油和天然氣等,我國人均資源和能源相對貧乏,不到世界人均水平的一半,而我國能源利用率又低,大約為30%。我國單位建筑面積能耗相當于發達國家的2-3倍,由此可見節能工作潛力很大節能工作又關系到技術進步和緩解能需矛盾,是支持國民經濟迅速發展的重要一環。本文對有效的建筑電氣節能技術措施作了探討。

一、照明系統的節能措施

1、充分利用天然光源

照明節能工程中一個較為主要的內容是如何充分利用天然光源,隨著人們對能源和環境保護的日益關注,建筑物中如何充分利用天然光源來節約照明用電已引起廣泛重視,天然光源是取之不盡,用之不竭的能源,在照明節能的實施工程中,應當充分加以利用,制定建筑物的采光標準,確定采光方式,將采光和照明有機地結合起來,白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內獲得穩定的光照條件 同時,室內引入陽光,既能大大節約照明能耗,亦有助于提高室內溫度,對于降低建筑能耗也具有重要的現實意義

目前應用的方法主要有:①導光管法, ②采光擱板,③反射高窗,④棱鏡窗。

2、高效的照明控制系統設計

照明控制是照明設計中一個重要的內容,是照明設計基礎理論的一部分,與燈具,光源一樣是照明節能實施中不可缺少的。主要體現在以下兩個方面:

①能營造良好的光環境,通過控制光環境來劃分空間,同一空間中可創造出不同的環境氛圍,體現了照明環境的舒適性

②可節能,使用者需要時才開啟照明,盡可能減少不必要的開燈時間 數量和過高的照度,以有利于照明的節能 雖然我國現有的照明設計標準幾乎沒有照明控制的具體內容,對照明控制也沒有給予應有的重視,但工程設計人員應當充分認識到它的重要性。

3、科學合理地利用太陽能照明技術與產品

其一,太陽能是“無處不有,取之不盡,用之不竭”的清潔能源,太陽能照明技術的開發利用,可節省資源,減少廢氣排放,減少對地球資源的使用和破壞,保護地球環境,科學合理地利用太陽能照明在節能,環保方面具有重大的意義,其二,太陽能照明技術通常利用太陽能光伏發電系統,將入射的太陽輻射能直接轉換為電能,提供給照明負荷。

二、合理設計供配電系統及線路

根據負荷容量及分布、供電距離,用電設備特點等因素,供配電系統應盡量簡單可靠,配電級數不宜超過三級。

由于一般工程的干線、支線等線路總長度動輒數萬米,線路上的總有功損耗相當可觀,所以減少線路上的損耗必須引起足夠重視

①選用電導率較小的材質作導線。銅芯最佳,但又要符合節約用銅的原則。在負荷較大的一類,二類建筑中采用銅導線,在三類或負荷量較小的建筑中可采用鋁芯導線。

②減少導線長度L。變配電所應盡量靠近負荷中心,低壓配電室應靠近強電豎井,縮短線路供電距離,減少線路損失。

③增大線纜截面。對于比較長的線路,在滿足載流量、動熱穩定、保護配合,電壓損失等條件下,可根據情況加大一級線纜截面。一般來說,當線纜截面小于70mm ,線路長度超過100mm ,增加一級線纜截面可達到經濟合理的節能效果。在供配電系統的設計,積極采取上述各項技術措施,就可能有效減少線路上的電能損耗,達到線路節能的目的。

三、提高系統的功率因數

供電部門一般要求用戶的月平均功率因數達到0.9以上。當用戶的自然總平均功率因數較低,單靠提高用電設備的自然功率因數達不到要求時,應裝設必要的無功功率補償設備,進一步提高用戶功率因數。

在線路的電壓U 和有功功率P 不變的情況下,改善前的功率因數為COφ1,改善后的功率因數為COSφ2,輸電線路導線每相電阻為R,則三相回路實際減少的功率損耗為:

另外,提高變壓器二次側的功率因數,由于可使總的負荷電流減少,變壓器的銅損減少,并能減少線路及變壓器的電壓損失。提高系統的功率因數,使負荷電流減少,相當于增加了變配電設備的供電能力。

影響功率因數的主要因素有:民用建筑中風機、水泵用異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設備,改善異步電動機的功率因數就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率,變壓器不應空載運行或長其處于低負載運行狀態。

設計中通常采用以下兩種做法,一種是在變配電所設置集中低壓補償柜,對系統前端進行補償,雖能滿足供電部門對并網功率因數的要求,但對以下各級分支電路不作補償,因此低壓配電線路中無功電流大,從而造成線路截面和配電開關容量不能減小,且不能保證整個低壓系統的供電質量;另一種做法是在每臺用電設備或每盞照明燈具內設置電容器個別單獨進行補償,這種方式效果較好,對于廠礦企業使用的單臺大容量用電設備比較適用,但對于大型商場,辦公等民用建筑來說,補償投資成本太大,性價比低,安裝分散,造成后期維修量大、維修困難,且電容器利用率低,實際應用并不理想,所以很少采用。

在目前低壓補償電容器技術和制造質量、自動投切裝置有了很大提高的前提下,在這類民用建筑的配電系統中分組設置補償電容,即根據建筑使用功能分區,用電較集中、電氣設備功率因數較低的配電箱處設置電容補償裝置較為適宜。

對于電梯,自動扶梯等不平穩的斷續負載,不應在電動機端加裝補償電容器。因為負荷變動時,電機端電壓也隨之變化,補償電容器沒有放完電又充電,產生無功浪涌電流,電機易產生過電壓而損壞。

通過無功補償,提高系統功率因數,可以節約用戶電費開支,提高設備利用率,還可以改善電壓質量。

四、變壓器的節能措施

即減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:ΔΡ=Ρo+β2Pκ式中ΔΡ為變壓器的有功損耗(KW);Ρo為變壓器的空載損耗(KW);Ρκ為變壓器的短路損耗(KW);β為變壓器的負載率。

1、Po作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關,與負荷大小無關,所以在選用變壓器時最好選擇節能型變壓器如S9,SL9,SC8等。 它們采用優質冷軋取向矽鋼片,由于 “取向” 處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結構使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。

2、Pκ是變壓器額定負載傳輸的損耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負荷率平方成正比。 因此在選擇變壓器時應選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。βPκ用微分求它極值時,是在β=50%時每千瓦的負荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節能的。 綜合初裝費,變壓器、 高低壓柜、 土建投資及運行費用,又要使變壓器在使用期內預留適當的余量,變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%~85%之間。

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1 電氣技術在節能建筑中應用的意義

節能減排是我國新時期建設的重要任務,在建筑行業,節能住宅正在迅速開發,其經濟效益和社會效益都是不容忽視的。電氣技術在節能建筑中的應用占據相當比重,供電和用電過程中產生的能量損耗比重高,因而成為節能工作需要重點關注的環節。在我國“十二五”規劃中提出了推進節能減排工作的要求,綠色環保建筑已經成為今后發展的重點。而且長期的高負荷用電還會導致風險事故的發生,例如用電超負荷引發火災,將嚴重危機人們的生命和財產。這些都是節能建筑發展的需求所在。新型電氣技術的應用可以從多方面改進以往建筑中存在的能耗和風險過高問題,減少供電傳輸中損耗在線路和網絡中的能源,同時將節能設備與材料應用于建筑之中,使用電過程的能源損耗大幅降低。

2 建筑設計常見的問題

2.1 TT系統配電線路接地故障保護問題

眾所周知,室外照明燈具安裝在室外, 需要承受種種因素的影響, 如風吹、日曬、雨淋等, 很容易使燈具受機械損傷和絕緣下降而導致事故發生, 它暴露于公共場所, 又無等電位聯結, 增大了電擊死亡的危險性。當采用一系統供電時, 由于所有燈具的金屬外殼都是通過線互相連通的,當某個燈具發生接地故障時, 其故障電壓沿線傳至其它燈具上, 在戶外無等電位聯結而導致電擊危險。故室外照明常采用竹接地系統, 為戶外燈具專門設置接地極, 引出單獨的線接燈具的金屬外殼, 以避免由線引來別處的故障電壓。許多設計者在設計時往往不進行靈敏度校驗, 低壓斷路器在線路發生接地故障時拒絕動作時有發生, 為了提高低壓斷路器的靈敏度系數, 所以室外照明線路在采用TT配電系統的基礎上, 尚應為電源線路裝設漏電保護器作接地故障保護。

2.2 負荷計算問題

JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》,(以下簡稱《民規》)中規定用電設備臺數較少, 各臺設備容量相差懸殊時, 宜采用二項式法進行負荷計算, 一般用于支干線和配電屏箱的負荷計算。

2.3 漏電開關極數選擇問題

漏電開關極數選定應遵循下列原則:第一、單相220V電源供電的電氣設備應選用二極二線式或單極二線式漏電保護器;第二、三相三線式380V電源供電的電氣設備, 應選用三極式漏電保護器;第三、三相四線式380V電源供電的電氣設備, 或單相設備與三相設備共用的電路, 應選用三極四線式、四級四線式漏電保護器。

3 電氣節能的方法

3.1 充分利用天然光源

照明節能工程中的一個較為主要的內容是如何充分利用天然光源。隨著人們對能源和環境保護的日益關注,建筑物中如何充分利用天然光源來節約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節能的實施工程中,應當充分加以利用,制定建筑物的采光標準,確定采光方式,將采光和照明有機地結合起來。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內獲得穩定的光照條件。同時,室內引入陽光,既能大大節約照明能耗,亦有助于提高室內溫度,對于降低建筑能耗也具有重要的現實意義。目前應用的方法主要有:(1) 導光管法。(2) 采光擱板。(3) 反射高窗。(4) 棱鏡窗。

3.2 高效的照明控制系統設計

照明控制是照明設計中一個重要的內容,是照明設計基礎理論的一部分,與燈具、光源一樣是照明節能實施中不可缺少的。主要體現在以下兩個方面:(1) 能營造良好的光環境。通過控制光環境來劃分空間,同一空間中可創造出不同的環境氛圍,體現了照明環境的舒適性。(2) 可節能。使用者需要時才開啟照明,盡可能減少不必要的開燈時間、數量和過高的照度,以有利于照明的節能。

3.3 科學合理地利用太陽能照明技術與產品

其一、太陽能是無處不有、取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽能照明技術的開發利用,可節省資源,減少廢氣排放,減少對地球資源的使用和破壞,保護地球環境。科學合理地利用太陽能照明在節能、環保方面具有重大的意義。其二、 太陽能照明技術通常利用太陽能光伏發電系統,將入射的太陽輻射能直接轉換為電能,提供給照明負荷。

3.4 建筑電氣設備的節能

3.4.1 空調系統。其主要內容包括: ①冷凍水與冷卻水系統的優化控制; ②冰蓄冷系統的優化控制,現行的冰蓄冷控制技術還很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰裝置優先方式下的融冰策略的研究,對于提高冰蓄冷系統的能源利用效率,促進冰蓄冷技術的商業化應用具有決定性的意義; ③熱交換系統溫差與流量的優化控制; ④變風量系統等控制技術。

3.4.2 給排水系統的優化控制。

3.4.3 電動機。包括電動機的正確選型、調速方法、基于負載檢測的臺數控制。

3.4.4 電梯。包括電梯的合理選型(如速度、載重量、調速方式等) 、停層計劃及群控策略。

3.4.5 電動門窗。包括門窗的節能控制、遮陽系統的自動控制等。

3.5 能源的綜合利用

3.5.1 太陽能光伏電源系統?!洞胧芬幎颂柲芄夥娫聪到y的適用環境、系統設計方法、電池技術要求、逆變器的技術指標、控制系統技術要求等技術原則。

3.5.2 冰蓄冷系統。提出了冰蓄冷系統的常用控制策略及系統配置。

另外,一些其他節能方法還可以利用:(1)、減少變壓器的功率損耗,合理選擇變壓器的負載率。(2)、減少線路能量損耗。在一個工程中,線路縱橫交錯,使用的導線及電纜不計其數, 所以在線路上消耗的有功功率相當大, 必須減少線路能耗。(3)、提高系統的功率因數。一是變壓器無功功率損耗很多, 應考慮在一次側裝設靜電電容器進行無功補償;二是目前的建筑設計絕大部分采用二次集中補償。

4 結語

我國加入WTO 后,我國在建筑電氣節能設計領域中面臨著新的挑戰,因為國外的設計公司在設計過程中十分重視環保和節能,如果我們在設計過程中不重視節能,就有可能被淘汰出局。而節電節能工作牽涉的面又十分廣泛,從發電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言,就是要合理的選用設備(變壓器,電動機,電纜,照明光源等),合理確定供電電壓等級以及采用新材料,新技術等。建筑電氣節能設計潛力很大, 應精心考慮設計方案, 選擇高效節能設備, 應用先進的設計技術, 按照節能標準合理設計。

參考文獻

篇(10)

前言

隨著全球資源能源形勢越來越緊張,建筑節能理念越來越多的被人們提起,并逐漸成為當前建筑設計中應用最廣泛,也是最主要的建筑設計理念。

一、節能現狀

目前,全球進入能源緊缺時期,我國的能源與其他國家相比更顯貧乏。然而,我國處于高速發展中,對能源的需求十分巨大,與之相應的,能源浪費十分嚴重,能源利用率一直不高。能源問題越來越受到國家的重視,如何解決好能源不足的問題嚴重影響著國家未來的發展。我國人口基數大,新增人口多,近年來由于建筑業的蓬勃發展,建筑業的能源消耗更顯劇烈,超出世界平均能源消耗水平的1 ~ 2 倍,其中電氣消耗占了非常大的比例,大約在60% ~ 90% 之間,多數民用建筑的電氣能耗更高,大約在80%左右。因此,在世界能源供應結構改變的大趨勢下,降低建筑電氣能源消耗、符合環保節能要求已經成為建筑業的趨勢,在進行建筑設計之前每一個建筑電氣專業人員首先必須要考慮節能的問題,不做建筑節能設計而建造的房屋,最后都會因為其落后的能源供應系統,達不到節能要求而被逐步淘汰。要做到建筑節能,最根本的解決方法就是研究發展新能源,逐步減少對石油、天然氣等不可再生資源的依賴,運用科學技術合理地進行建筑節能,使建筑滿足可持續發展的要求,構建和諧社會。

二、提出現代建筑電氣節能的主要措施

2.1照明節能

照明的節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求和照明質量的前提下,盡量減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的照明節能措施有以下幾種:

(1)充分利用自然光,電氣設計者應多與建筑專業配合,做到充分有效的利用自然采光使之與室內人工照明有機地結合,有條件的利用各種導光和反光裝置將天然光引入室內進行照明,以減少屯量的消耗。

(2)嚴格遵循《建筑照明設計標準》,在標準中規定了各種場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度等,照度標準是不可隨意降低或提高的,要有效控制單位面積燈具安裝功率。

(3)照明設計可采用高效的光源,一般場所應優先采用高效發光的熒光燈(如T5、T8管)、緊湊型熒光燈及LED光源,高大車間、廠房及體育館場等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。

(4)推廣使用低能耗、性能優的光源用電附件,如電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等,公共建筑場所內的熒光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型熒光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜采用電子觸發器,燈具功率因數不小于0.90。

(5)改進燈具控制方式,通過采用各種節能型開關或裝置進行節電。根據照明使用特點采取分區控制燈具或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調光開關,公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關,在樓梯、過道、廁所等處可裝上自動控制開關,并應盡量選擇小容量的燈泡。

2.2 供配電系統節能

在建筑電氣節能設計中,供配電系統是設計工作的重點,根據負荷容量,供電距離及分布,用電設備特點等因素合理設計供配電系統,盡量做到系統簡單、可靠、操作方便。

(1)減少變壓器的能量損耗,變壓器作為配電系統的基本設備,其損耗大約占總耗量的6%,主要分為鐵耗(又稱為空載損耗)和銅耗,鐵耗與負荷大小無關,是與鐵芯的制作材料和制造工藝有關,而銅耗與負荷的大小有關,對用電負荷精準計算后合理的進行分配,選擇變壓器的運行參數與臺數,應使變壓器的負載率最佳,以保證能夠降低變壓器的容量、延長變壓器使用壽命。

(2)減少用電設備的無功損耗,提高用電設備的功率因數。在設計中盡可能采用功率因數高的用電設備如同步電動機等,電感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備(如配有電容補償的熒光燈等)。使用靜電電容器進行無功補償,電容器可產生超前無功電流抵消用電設備的滯后無功電流從而達到提高功率因數同時又減少整體無功電流。

(3)對配電位置進行合理設計,變配電所應靠近負荷中心,以縮短配電半徑減少線路損耗。

(4)對非線性用電設備進行控制,降低設備所產生的高次諧波值,降低變壓器的運行環境溫度,平衡三相負荷,合理選擇變壓器的接線方式。

(5)峰谷調節能量的控制,在用電高低峰期進行有效的調節控制,靈活控制,以達到節省電氣能源。

2.3 降低線路損耗

當電能傳輸時,線路的損耗約占輸入電能的4%左右,影響線路損耗的原因主要是供電方式、負載大小、導線長度和截面積等。因此在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下,盡量提高系統的功率系數、減少導線電阻,從而降低其損耗。主要措施有:

(1)線路路徑的選擇要合理,盡可能減小導線長度,合理確定電氣用房所在位置,變配電間應盡可能地靠近負荷中以減少供電半徑。

(2)合理選擇導線截面積,對于較長線路,在滿足載心、流量、熱穩定、保護配合和電壓降要求的情況下,可使導線的截面積加大1~2級。

(3)盡量選用電阻率較小的銅導線。

2.4 軟啟動節能

電機硬啟動對電網造成嚴重的沖擊,而且對電網容量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門損害極大,對設備和管路的使用壽命極為不利。當用變頻節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,最大值不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求,延長了設備和閥門的使用壽命,節省了設備的維護費用。從理論上講,變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設備中,電動機在啟動時,電流會比額定高5-6倍,不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量。設計時在電機選型上會留有一定的余量,電機的速度是固定不變的,但在實際使用過程中,有時要以較低或較高的速度運行,因此進行變頻改造是非常必要的。變頻器可實現電機軟啟動、補償功率因素、通過改變設備輸入電壓頻率達到節能調速的目的,而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。

2.5 充分利用太陽能光伏發電系統

太陽能是環保的可再生能源,太陽能光伏發電系統是由太陽能電池板、控制器、蓄電池和逆變器組合而成。太陽能光伏發電系統主要應用于建筑物的部分用電設備上,如:環境照明(庭院燈和草坪燈等)、道路照明和體育場照明等。在系統的節能設計中,應考慮下列主要因素:用電負荷的性質、用電量和每天所需的工作時間;系統輸出時電壓的等級設計:陰雨及霧霾天氣時,保證系統能夠處于連續工作的狀態:建筑物所處位置的日照時間和太陽能輻射量等。

三、結語

為了實現我國可持續發展戰略,把電氣節能技術實際運用到建筑節能中,已經是建筑施工單位不可忽略的重要部分,建筑節能已經是大勢所趨。建筑電氣節能可以貫穿整個生產周期,在項目的設計、施工、投產、使用等過程中都可以進行節能技術改造,節能效果十分顯著。建筑電氣節能既要考慮能源和成本的節約,而且要滿足建筑功能,因此在選擇設計方案時要合理,盡量減少電能消耗,提高能源利用率和建筑的可持續發展性。

參考文獻

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