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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇天然气节能措施,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

【关键词】燃气;节能;环保
前言:
随着我国经济的快速发展对能源提出了新的要求,从我国长期能源供应情况来看,虽然我国资源总量比较丰富,但是天然气资源相对贫乏,且分布不平衡。截止2008年我国探明的可采储量石油占世界储量的2.3%,天然气仅占0.6%。同时由于我国人口基数巨大,因此人均资源更加贫乏。因此,节能是缓解能源约束矛盾的必要选择,是解决能源环境问题的根本措施。在党和各级政府的会议上,多次提出优化结构、提高效率和降低消耗的能源战略。燃气节能不仅要在技术上应加大研究力度,同时也要加强科学管理创建合理的体制,以达到节约能源、降低污染的目的。
1 加强城市天然气转换的工作
天然气作为一种高效、清洁的优质燃料已被世界各国广泛采用,特别是其对环境保护所起的作用已越来越受到人们的重视。世界上许多发达国家从20世纪50年代起就开始了人工煤气向天然气转换的过程,加拿大、英国、法国、荷兰、澳大利亚、日本等国已完全用天然气取代了人工煤气。目前,我国城市燃气的气源主要包括人工煤气、天然气和液化石油气。近年来,我国大力发展天然气事业,全国城市燃气的气源结构发生了很大变化,天然气将逐步取代人工煤气和液化石油气,成为城市的主气源。
天然气和人工煤气、液化石油气是不可互换的可燃性气体。首先,天然气的热值比人工煤气高,比液化石油气低,华白数、燃烧势也不同,同一种燃具不可能同时适应两种燃烧性质相差甚远的气体;其次,天然气一般是干气,基本不合杂质,输送压力高;人工煤气中含有水分、煤焦油等杂质,输送压力较低;液化石油气以瓶装供应为主,部分地区也采用小区气化集中供应。这些特性的差异决定了原有城市燃气输配系统和燃气用具在转换为使用天然气时,需要经过适当的改造和调整。转换工程中应全面分析现有输配系统中存在的问题,采用更新改造和加强巡查相结合的方法,最大限度地利用现有管网、设备、燃具,既考虑转换的安全性,又严格控制转换工程的投资;尽量减少转换工程对燃气用户的不利影响提高利用率。
2 加强输送管道的管理
天然气在常温常压下是气态,其密度小、体积大,管道输送成为经济有效的输送方式。天然气输送系统是由输气管道和压缩机站等部门组成的一个复杂的系统。由于输送的气量大、运距较长、压力高、管径大等特点因此就必须加强一定的管理。首先,这是―个连续输送系统,一般靠气独自身压力或加压后通过管道输送到目的地,经济、安全、有效,但为了实现连续输送,对系统中的产、供、销诸环节要求紧密相连,系统的设计和操作也更为复杂;还有,燃气供应涉及国家的能源安全和人民大众的生产、生活,必须确保安全、可靠、不间断地输送;天管道的运行还要能适应气源生产的均衡性和用户需求的波动性,力求稳定供气,为了连稳定输送,与输送管道系统配套的通信、自控等系统必须先进、完善、可靠,这样才能最大的程度的提高燃气的利用率、减少损耗。
随着我国燃气利用的发展,输气管道建设发展也不断加快,天燃管道施工设计、技术水平有了很大提高。目前,我国制定了从管材生产、设备制造到勘察没计、施工安装、生产管理等一整套技术标准和规范,但是,由于输气管道建设起步晚,与国外发达国家相比,差距明显:
管道分布不均,成网不够科学;管道技术装备水平较低;运行能耗较高,利用率低,管理人员多,经济效益差;储气设施尚不配套.影响供气可靠性。这些因素的都制约了燃气节能的发展,这些也是未来建筑燃气工程发展重点课题。
3 做好管道的防腐绝缘和保温工程
燃气管道和贮气罐比较容易绣蚀,从而导致使用年限短,维修费用增大,燃气利用率低、燃气事故率高等不良影响,甚至由于腐蚀穿孔的沼气可能引起中毒、爆炸和火灾等重大事故。腐蚀的主要原因是由于钢材表面接触水、氧、酸性物质或碱性物质而引起的化学腐蚀,此外,土壤的导电性性,或土壤中的杂散电流进入钢材中,由于钢质中的晶体偏析,杂质等因素,一旦和电解质溶液接触就会产生腐蚀电池而引起化学腐蚀。大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀等等,均是指在这些环境中引起的化学腐蚀和电化学腐蚀。燃气工程中,防止腐蚀的主要方法就是把钢材与腐蚀介质隔绝,即在钢材表面作防腐绝缘层。加强管道的防腐蚀工作可以有效的减少维修费用、提高燃气的可靠性和燃气利用率。
在我国北方地区,敷设于地面以上或土壤冰凉线以上的燃气管道,为了防止管道内燃气中的冷凝水,荼和焦油等杂质在冬季凉(凝)结而堵塞管道,必须作保温层,以提高燃气的利用率和可靠性,选择保温材料时应该根据管道的敷设方式和敷设地点,燃气温度,周围环境特点等因素加以考虑。
4 加强城市燃气负荷管理
随着社会和经济环境的变化,燃气负荷会随时间推移而改变。在我国城市[镇)燃气正在向以天然气气源为主导方面转变,这就促使我国燃气系统的规模变大,并在相当长的一段时间内保持增长趋势。在燃气系统中,燃气负荷数据对项目规划、工程设计中设施和设备容量的确定、远行与调度以及工程技术的分析研究具有根本性指导作用,对于加强燃气的利用率、节约能源具有重大的意义。在城市(镇)燃气规划、设计中,对于需气量的基础数据应进行科合理的分析研究,以便与可供燃气资源协调,确定系统的配置规划、讨论项目的经济性和建设所需资金,计划生产、落实气源、安排燃气输入计划、调度燃气储库、计划燃气各系统中各种设备装置等环节中统筹兼顾,提高燃气的利用率。
5 加强燃气利用的管理
为了能尽量回收燃气资源,减少浪费以达到降低污染,节约能源的目的,通过燃气输送单位不断提高管理和技术水平来提高燃气的利用率,同时可以对各工序燃气单耗、燃气回收等设立经济技术指标,通过制度上的措施来调动广大技术工作者和一线工人的能源节约意识,为加强燃气的节能、降低碳污染在制度上给予支持和鼓励。
同时,在技术管理上也要注重燃气系统跑冒滴漏的预防和治理,燃气的泄露不仅仅是照成经济损失,同时也会安全带来隐患,给环境带来破坏。根据已有公司的治理经验,本人建议对燃气采取加强监控,对腐蚀较为严重的区域要及时更换管道等设备, 要切实的减少燃气泄漏对节能工作和环境带来的不利影响,也要保障安全的生产。也要注重燃气的平衡,通过一些有效的措施,使燃气节能及指标能落到实处,使整个燃气系统达到了科学、合理的平衡,争取燃气基本实现零排放。
6 结语:
随着我国经济的持续发展势必会对天然气等能源提出新的要求,而作为不可再生资源的燃气能源面临着巨大的危机,加强燃气技术的研发,创建合理科学的能源应用体制,是未来发展的必然方向,加强燃气节能是缓解能源约束矛盾的现实选择,是解决能源环境问题的根本措施。燃气节能不仅要在技术上加大研究,同时也要加强科学管理创建合理的体制,以达到节约能源、降低污染的目的。
参考文献:
[1]李伟.我国天然气消费利用现状和发展趋势[J].中外能源,2010,15(5):8-12.
[2]王云龙.回顾与展望――中国城市燃气发展综述[J].城市煤气,2006(6):4-6.
[3]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴 2010[M]. 北京:中国统计出版社,2010.
[4]党东红,吴豪明. 燃气节能管理与技术应用[J]. 冶金能源,2011,5(12):46-47
关键词:建筑;电气节能;应用;高效节能
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言
目前全世界都存在能源短缺,而我国又是一个能源消耗大国,每年要从国外进口大量石油和天然气等,我国人均资源和能源相对贫乏,不到世界人均水平的一半,而我国能源利用率又低,大约为30%(日本的能源利用率可达到57%)。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2~ 3倍,由此可见节能工作潜力很大,同时可降低工程造价。节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。
建筑电气节能应遵循的一般原则
建筑电气节能应遵循的一般原则有三个:一是满足建筑物的基本功能的实用性原则;二是充分考虑经济效益的经济合理原则;三是尽量减少能量的消耗的技术先进原则。
照明设计中的节能措施
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度地利用光能,通常的相应节能措施有以下几种。
(1)高效节能光源的选用。应合理选择灯具的配光,以提高利用系统。设计时办公室主张采用T8或T5稀士三基色荧光灯管。这是由于T8或T5灯管具有更高的显色指数和光效,光衰小、寿命长、用汞量少,更符合节能、环保要求。门厅、走廊等场所采用紧凑型荧光灯替代以往的白炽灯,达到节约能源的目的。
(2)高效节能照明灯具的选用。灯具按光通量在上下空间分布比例分为五类:直接型、半直接型、全漫射型、半间接型和间接型。①灯具的结构应便于安装、维护和更换光源。一般办公区优先选用直接式灯具,在有吊顶的办公场所优先选用高光效格栅灯具。②合理选择灯具的配光。
(3)选择高效节能电器附件的方法。节能型电感镇流器和电子镇流器的选用。一是我们尽量选用性能优能耗低的光源用电附件,如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子变压器及电子触发器等;二是一般而言,电感式镇流器能耗比较低,自身能耗仅为光源的10%~15%。能耗更低的是电子镇流器,它的输出的特点是具有恒功率性;三是对于单端小功率荧光灯(功率不大于25W)和一体化节能灯,由于对它们的预热要求、异常保护功能和谐波要求等均比较低,在选用节能电器附件时,应选用电子镇流器;四是节能型电感镇流器一般比较适合25W~65W 的直管荧光灯。单灯电容补偿的实行。灯具单灯补偿指的是:在把一个电容器与每套灯具并联来达到补偿的目的。气体放射灯、荧光灯功率因数都可以提高到0.9 以上,这样既能使电路无功功率大大降低,又能使线损和电压损耗降到最低,同时由于降低了线路电流,还使导线的截面面积减少,能够有效地节约能源损耗和经济开支10%以上。
电气节能的方法
(1)千方百计利用天然光源。一是照明节能中的一个非常重要的方法,就是如何千方百计把天然光源合理进行利用。在能越日渐紧缺和环保意识日渐增强的今天,在建筑物中如何尽可能地利用天然光源,以达到节约照明用电的目的,已经引起了人们的普遍关注;二是天然光源具有取之不尽、用之不竭的优点。在照明节能技术应用工程中,应当充分利用天然光源的优势,按照建筑物的采光标准和建筑的实际情况,确定适合建筑物实际个性的采光方式,做到采光与照明充分结合;三是白天时,应尽量地利用天然光源,让建筑物内具备充足的光照条件。同时,室内经过阳光的照射,既能大大节约能源,又能提高室内温度,具有使建筑能耗降低的重要作用。
(2)目前应用的方法主要有。1)导光管法。2)采光搁板。3)反射高窗。4)棱镜窗。高效的照明控制系统设计:照明控制是照明设计中一个重要的内容,是照明设计基础理论的一部分,与灯具、光源一样是照明节能实施中不可缺少的。主要体现在以下两个方面:①能营造良好的光环境。通过控制光环境来划分空间,同一空间中可创造出不同的环境氛围,体现了照明环境的舒适性。②可节能。使用者需要时才开启照明,尽可能减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度,以有利于照明的节能。虽然我国现有的照明设计标准中有很多关于照明控制的具体内容,但对照明控制也没有给予应有的重视,工程设计人员应当充分认识到它的重要性。
(3)高效节能的照明控制设计。电气节能应用的主要方法有:导光管法、反射高窗、采光搁板和棱镜窗。高效照明控制设计与灯具、光源等一样,属于照明设计中非常重要的内容,是照明节能实施中不可或缺的组成部分,主要表现现在以下点:一是能营造不同效果的光环境。通过对光环境控制来划分空间,在同一空间中,可以根据需要创造出不同效果的环境氛围,能够增强照明环境多元化的适应性和舒适性;二是可以有效地节约能源。按照满足需要的原则,在这一基础上,使用者应该根据需要来开启照明灯具,尽量地减少不必要的照明时间,控制照明数量和过高的光照度,切实做好照明的节能。作为建筑电气节能设计人员,应充分认识到照明控制的重要性,并在设计中积极实施,尽量做好建筑电气的节能工作。
(4)科学合理地利用太阳能照明技术与产品。其一、太阳能是无处不有、取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能照明技术的开发利用,可节省资源,减少废气排放,减少对地球资源的使用和破坏,保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明在节能、环保方面具有重大的意义。其二、太阳能照明技术通常利用太阳能光伏发电系统,将入射的太阳辐射能直接转换为电能,提供给照明负荷。
(5)建筑电气设备的节能。空调系统。其主要内容包括:一是冷冻水与冷却水系统的优化控制;二是冰蓄冷系统的优化控制,现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究;三是热交换系统温差与流量的优化控制;四是变风量系统等控制技术。给排水系统的优化控制。一是电动机。包括电动机的正确选型、调速方法、基于负载检测的台数控制;二是电梯。包括电梯的合理选型、停层计划及群控策略;三是电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
(6)合理选择节能光源节能光源的选择是最直接也最明显也最方便的建筑节能措施,资料统计显示,荧光灯的发光效率是白炽灯的4-5倍,寿命是白炽灯的7-8倍,而且具有结构简单、光效高、发光柔和、寿命长、无频闪和无电磁辐射等优良性能,在现代建筑中得到广泛的应用,对提高建筑的节能效率起到重要的作用。同时高压汞灯、高压钠灯、高显钠灯、金属卤化物灯等高强气体灯近年来也在建筑中得到了广泛的应用和普及,对减低建筑物能耗,提高电能利用效率起到了重要的作用。
(7)能源的综合利用。1)太阳能光伏电源系统。GB 16895.3-2004《建筑物电气装置》第7-712部分:特殊装置或场所的要求《太阳能光伏(PV)电源供电系统》规定了太阳能光伏电源系统的适用环境、系统设计方法、电池技术要求、逆变器的技术指标、控制系统技术要求等技术原则。2)冰蓄冷系统。提出了冰蓄冷系统的常用控制策略及系统配置。另外,一些其他节能方法还可以利用:①减少变压器的功率损耗,合理选择变压器的负载率。②减少线路能量损耗。所以在线路上消耗的有功功率相当大,必须减少线路能耗。
工程造价应对电气节能的改革
电气工程离不开工程造价控制,电气节能型建筑更需要对节能投资及工程造价成本、使用成本进行全过程的管理和控制。电气节能需要全面的工程造价管理,应对建筑节能,工程造价管理主要应从以下几方面实施改革:
(1)要树立:“全过程成本”的电气节能造价管理思想。从“全过程成本”的角度来看,电气节能的成本有建造成本和使用成本两部分,从其主体来看涉及建设方、施工方和使用方,从其全寿命来看分建造期和使用期两个阶段,从专业来看涉及到复杂的新技术、新材料、新设备、新工艺、电气工程涉及的投资资金更大。单纯的工程量清单计价或预结算编制、审查式的、仅偏重工程造价成本的造价管理已经不能适应电气节能的要求,必须开拓思路,树立“全过程成本”管理意识,紧跟电气新技术、及时反馈行业变化,为建设提供工程造价全面透明、完整、高效、准确的信息服务,是进行工程造价管理工作改革的当务之急。
(2)提高电气节能工程造价管理水平。在造价管理工作中要提高服务意识,改变工作方法,充分发挥桥梁和纽带作用,为电气节能各主体如设计、施工、造价、节能材料供应商等建立节能电气全面工程造价信息监管和互动平台,变事后监管为事前控制;充分发挥政府机构的信息优势,变静态管理为动态控制;根据电气节能的要求完善适合使用的电气节能工程技术经济体系,变被动管理为主动服务,为电气节能的建设提供全面工程造价服务。
结束语:
我国在建筑电气节能领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。建筑电气节能设计潜力很大,应精心考虑设计方案,选择高效节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时,又能行之有效地节约能源,降低工程造价。
参考文献:
关键词:建筑电气;节能减排;光伏新能源;措施
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)66-0164-02
0 引言
目前,世界建筑电气的能源消耗量很大,已经占据了整个社会能耗总量的40%,所以实现全球的气候目标,关键是降低建筑电气能源消耗。应用大规模的节能减排措施,使建筑电气节约的能源总量和全球运输行业使用的能源总量持平。节能与减排是经济社会发展的必要前提。近年来,由于对建筑电气节能的要求越来越高,太阳能光伏发电被广泛的用于现代化建筑中。下面主要对建筑电气节能减排的主要措施和光伏新能源的应用进行简单的介绍,这对提高整个工程项目的安全性、可靠性有重要意义,在国内的建筑电气节能减排、应用光伏新能源的发展潜力巨大。
1 建筑电气节能减排的主要措施介绍
1.1供配电系统的设计
供配电系统的设计应该简单可靠,且配电的级数不要过多。根据用电负荷等级、容量以及分布,使变压器进入到负荷的中心,而且配电系统宜采用环式的,以减少电能损耗,提高供电的质量。
1.2电压等级的选择
根据供电距离、用电设备的特性、计算容量及当地的用电现状等因素总和考虑用电单位的供电电压。一般情况下,高压的配电电压采用10kv,而低压的配电电压采用220/380v比较适宜。
1.3变压器的选择
建筑电气在使用上会产生季节性负荷。季节性负荷是冬天取暖,夏天空调用电量大导致的。在设计时,如果季节性负荷大,则应使用专用的变压器。
1.4提高自然功率因数
自然功率因数是在供配电系统没有放入无功补偿装置时,有功功率和现在功率的比值。用电设备具有电感,通电以后易产生滞后的无功,这时需要引进超前的无功与其抵消,使得有功在传输过程中的损耗降低。
在负荷的有功功率维持不变的前提下,提高功率因数,可以减少负荷电流与无功功率,降低线路损耗。但是在实际应用中,并没有达到节能的目的,只是减少了被电力部门罚款。
1.5降低电能在线路的传输中的损耗
首先导线要选择电导率比较小的材质;其次线路要避免迂回供电,尽可能是直线,使损失在线路上的电能最少,变压器离负荷中心也要近些;最后是电线电缆的使用规格,要合理选择。
1.6照明部分的节能
在过去,普遍使用的是白炽灯,因为它不仅价格便宜,而且易于安装,但是发光率比较低。近年来,随着科技的提高,照明技术也日渐完善起来,LED逐渐被人们接受,其具有寿命长、低消耗以及高效率的优点,在很多领域都收到了不错的效果。在建筑物内,用自然采光比较好,但应考虑采光度,而在照明设计中,采用高效的光源和高效的灯具,设计成自动控制开和关的方式,实现照明节能的母的。
2 光伏新能源的应用
2.1光伏新能源发电技术
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,现代的建筑对石油、天然气等天然能源过于依赖,耗能高且效率低的建筑不仅使能源消耗增加,而且严重的污染了环境。太阳能是一种无污染又可再生的洁净能源,资源丰富,对环境无任何污染,是世界各个国家竞相开发的一种新型能源。
太阳能光伏发电是利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。由于其无污染、无噪声、易于维护等有点,在城市建筑、美化工程等领域广泛应用。
光伏新能源发电技术主要包括太阳电池板、控制器以及逆变器三个主要部分。
2.2光伏新能源发电技术的主要工作原理
太阳能发电系统所发的电能通过逆变器把直流电转换为交流电,再由控制器对电能进行调节和控制,主要是通过光电效应产生电能。在光照条件下,太阳电池组件产生电动势,通过充放电控制器对蓄电池进行充电。到了晚上则由蓄电池组在逆变器的作用下,将直流电转换成交流电,输送到配电柜,再由配电柜的切换作用进行供电。
2.3光伏新能源发电技术的特点
1)调整电网峰值,提高电网末端电压稳定性,有效地消除电网杂波;
2)有效减少蓄电池组的使用费用;
3)光伏电池与建筑完美结合,使资源充分利用。
2.4光伏新能源发电技术的应用
2.4.1安装和维护安装
安装要求在周围无高大物体遮挡阳光和光照比较好的地方,如果是较大面积工程,要适当拓宽安装场地,这样有利于避免太阳电池板遭遇碰损。太阳电池板应朝向赤道,充分地利用太阳能。最好按倾斜角度放置,这样使得使太阳电池板能给比较均匀地接受全年太阳辐射量。
2.4.2安装过程中主要的注意事项
1)光伏板前不能有高大建筑物等遮蔽阳光,最好用指南针确定方位;
2)光伏幕墙都能有效防雷、防火等措施;
3)严禁碰撞、敲击,以免损坏其元器件;
4)每年至少检查两次做常规性检查含光伏幕墙、屋顶,时间最好安排于春、秋季;
5)应及时采取有效防护措施如遇到狂风、暴雨、冰雹和大雪等天气。
3结论
一份关于建筑电气能源效率的报告曾指出,到2050年,减少60%的建筑电气能源使用量,是全球的气候目标得以实现的关键所在。因此,应用大规模的节能减排措施,使建筑电气节约的能源总量和全球运输行业使用的能源总量持平,是一项重要的工程。节能与减排是经济社会发展的必要前提。在国内,建筑电气节能减排、应用光伏新能源的发展潜力巨大。
参考文献
[1]梁贵才,陈浩,何纯涛.单晶体太阳能光伏发电幕墙在节能建筑中的应用[J].施工技术,2009.
[2]赵春江,杨金焕,陈中华,等.太阳能光伏发电应用的现状及发展[J].节能技术,2007.
关键词:建筑工程;建筑电气;电气节能
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A文章编号:
我国单位GDP能耗是美国的3倍多,日本的6倍多,合理节约能源和有效提高能源利用效率将是我国经济能否持续发展的重要因素。在我国,电气能耗是建筑能耗的主要组成部分。因此,在建筑电气工程设计、施工、运行阶段采取相应的技术方法和预防和控制技术措施,保证建筑电气在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,减少能源消耗,提高能源利用率。
一、建筑节能的涵义
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程,必须由国家立法、政府主导,对建筑节能作出全面的、明确的政策规定,并由政府相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;要真正做到全面的建筑节能,还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,严格按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地贯彻执行各项节能措施,从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
二、建筑节能的重要性
世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能,而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%。全国年耗煤量已超过1 3亿吨;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约1 3%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿M2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿M2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三、我国建筑节能现状分析
目前,我国拥有世界第三大能源系统,一次能源总产量仅次于美国和俄罗斯。但因我国的人口众多,人均拥有量很低,能源效率低下,未来建筑能源需求量很大。节约能源、降低能源消耗、提高能源效率关乎中国经济的前途,也关乎全球的经济发展。
四、建筑电气节能
建筑电气节能工作应该遵循以下原则:
关键词:化工企业;电气;节能方法;应用
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,现在人们越来越关心我们赖以生存的地球。各国都在采取积极有效的措施改善环境,减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题,要从根本上解决能源问题,除了寻找新的能源,节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。节能就是应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法。有效地利用能源,提高用能设备或工艺的能量利用效率。
1电气节能设计的主要内容
节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。通常来讲,电气节能设计的主要内容可分为:
供配电系统的节能(负荷计算、功率因数补偿,谐波治理、变配电设备选择等):
电气照明的节能(照明设计和设备选择、照明控制、光纤照明等):
建筑电气设备的节能(电动机、空调系统、给排水系统、电梯、典型建筑设备等):
计量与管理(电能计量、冷热量计量、中央空调系统的计量、居住小区的能耗计量等):
能源的综合利用(地源或水源热泵系统,太阳能光伏电源系统、冰蓄冷系统、蓄热式电采暖系统,风力发电系统、热电或热电冷联供系统等)。
2化工企业电气节能的原则
化工企业电气节能既不能以功能为代价,也不能盲目增加投资,为节能而节能。因此,应遵循以下原则:
2.1适用性
就是基于满足化工创业运行提供必要的能源和动力,按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求,来优化供配电设计,促进电能合理利用。
2.2经济性
要充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材抖,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。
2.3节能性
应考虑采取措施减少或消除无关的消耗。比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等。这应该是节能的着眼点。
总之,节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。具体说来,可重点从以下多个方面采取节能措施,将节能技术合理应用到实际工程中。
3电气节能设计技术的合理利用
3.1向电动机要节能
对化工企业而言,电动机是必不可少的重要电气设备。由于化工企业电动机数量多,耗电量大,大约占电力消耗的80%,因此电动机的节能非常重要。
3.1.1合理选用电动机类型
推广使用高效节能电动机。
3.1.2合理选用电动机的容量
若电动机容量选的过大,虽然能保证设备的正常运行,但投资大,功率因数和效率都很低,造成电力的大量浪费。从节能角度看,80%负载时运行效果最佳,此时能量效率最高。
1.3大力推广变频调速
为了保证生产平稳,依靠其出口阀门控制排量,造成泵管压差过大,阀门节流产生的能量损失严重,还有一部分靠打回流维持生产,这样既降低了泵效,又浪费了大量的电能。变频器安装后,还要进行认真细致的管理,使其充分发挥变频器的节能效果。
3.2向变压器要节能
作为电压变换设备,变压器被广泛应用于输电和配电领域。由于容量和数量很大、运行时间长,总损耗也相当大,因而变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力。
3.2.1合理选择变压器的负载率
化工行业为连续生产企业(一般为二级负荷),对供电系统的可靠性有极其严格的要求,往往采用两台变压器、双段母线供电的方法来保证生产装置不致于因供电中断而停止运行,当一台变压器有故障时,可由另一台变压器带全部负荷。
3.2.2选择高效节能的新型变压器
我国变压器绝大多数为标准设计,产品由原来的高损耗型到较低损耗型,发展到了更节能的产品。加速老变压器更新换代是降低电网损耗的重要途径。所以,化工企业在进行设备更新或者技术改造时,要考虑到这一重要因素。
3.3提高系统的功率因数节能
化工企业适当提高系统的功率因数,能够改善电压质量,减少无功在线路上传输,提高用电设备的工作效率,以达到节能的目的。
3.3.1采取适当措施,提高系统自然功率因数
具体方法有:采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数;合理使用变压器、电动机。防止在低负荷下运行;提高异步电动机的检修质量等。
3.3.2功率因数的人工补偿
供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求。化工企业自身也需装设补偿装置进行人工补偿。
3.4减少线路上的能量损耗
由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。
3.4.1减小导线长度
首先变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离;其次,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度。
3.4.2大导线截面
导线截面增加虽然能降低能耗,但在技术合理时,必须按经济电流密度选取导线截面。
3.5照明节能
照明节能中,除了满足照度、光色、显色指数外,还应采用高效光源及高效灯具。
3.6降低高次谐波
3.6.1电力系统谐波产生的原因
由于电力系统中存在着各式备徉的谐波源,使得高次谐波的干扰成了影响电能质量的一大“公害”,因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。
3.6.2谐波的主要危害
目前,化工行业谐波治理工作是共同努力的一个方向。
3.7其它节能方式
企业节能是一个综合性课题,也需要综合的手段来开展节能工作。
4结束语
尽管化学工业节能工作取得了较好的成果。但能耗水平与国外先进水平相比还有较大差距,国内企业之间的能耗水平也有很大差别。电气节能设计领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。
1建立优化思路和方案
合成氨装置是能量密集型的高耗能装置,其能量系统的优化思路通常是侧重于生产过程的用能优化。塔西南化肥厂在总结多年生产管理经验的基础上,结合原设计和现有的设备单元,运用节点分析方法制订了如下的优化思路:快装锅炉停运,引入电力工程部的4.2MPa蒸汽,引入量在50t/h左右;同时将富余的1.6MPa蒸汽以10t/h返送电力工程部,由此实现节约天然气和电,达到公司整体节能的目的。根据方案思路,分析了塔西南化肥厂不同等级蒸汽的用途,能量综合优化方案框架如图1所示。由图1可以看出,如果电力工程部输入足够量的4.2MPa蒸汽,将使化肥厂的快装锅炉停运,并能返送1.6MPa蒸汽给电力工程部;而回收的冷凝液又可通过水处理外送电力工程部,由此形成能源的热联合与循环利用,节约了电、水以及天然气。
2方案实施
2.1输出4.2MPa蒸汽的工艺调整措施
该项目实施之前,电力工程部的运行模式是两台中压锅炉、两台双压锅炉和10t应急锅炉并列运行,双压锅炉产出的高压蒸汽直接送化肥厂,产出的低压蒸汽一部分作为采暖系统汽水换热器热源,一部分作为除氧器除氧用;中压锅炉产出的蒸汽则直接送往各用户,中压减温减压器处于备用状态,两条高压蒸汽母线为一备一用。此时的高、中压蒸汽用量均为30~35t/h,运行期间通过调整燃机负荷、投用锅炉补燃或调解三通挡板开度等措施来满足用户需求。为实施厂级间热联合,建立能源梯级利用模式,自2007年7月起,电力工程部在保证各项生产正常进行的前提下,分两个阶段实施蒸汽互供。
2.1.1设备调整第一阶段:电力工程部单方面蒸汽外供,充分利用电力工程部锅炉余热,降低塔西南化肥厂快装锅炉负荷,减少天然气消耗。为实现充分利用电力工程部余热来替代直烧式锅炉用天然气燃烧产生蒸汽,电力工程部调整运行方式,锅炉仍采用并列运行,4.2MPa蒸汽采用双母线运行,保证了蒸汽各系统稳定。锅炉不带补燃的条件下,产蒸汽为63t/h(1.6MPa蒸汽33t/h,4.2MPa蒸汽30t/h),其中中压蒸汽需求35t/h,通过减温减压器补充中压蒸汽供应,其他4.2MPa蒸汽全部供给化肥厂,蒸汽量约为28t/h。为了保证蒸汽系统稳定和应急需要,电力工程部增加了一台锅炉的补燃,实际外供蒸汽量为30~35t/h,其中28t/h完全利用锅炉余热。第二阶段:电力工程部和化肥厂实现蒸汽互供的最优运行方式。为进一步优化系统运行,电力工程部和塔西南化肥厂深入分析和调研,最终实现了蒸汽互供,即电力工程部继续增加4.2MPa蒸汽供应量,同时塔西南化肥厂将富裕的1.6MPa蒸汽返供至电力工程部中压蒸汽母管,以满足中压蒸汽供应为此,电力工程部生产运行模式调整为三台双压锅炉、一台中压锅炉和10t应急锅炉并列运行,4.2MPa蒸汽依然采用双母线运行。锅炉不带补燃的条件下,每台锅炉的蒸发量为15t/h,10t锅炉自动运行蒸发量3t/h,化肥厂返供中压蒸汽量为10t/h,合计73t/h(1.6MPa蒸汽28t/h,4.2MPa蒸汽45t/h)。在夏季,4.2MPa蒸汽全部供给化肥厂,蒸汽量约为38t/h。为保证蒸汽系统稳定和应急需要,电力工程部增加了两台锅炉的补燃,实际外供蒸汽量为40~45t/h,其中38t/h完全利用锅炉余热。
2.1.2工艺要求电力工程部送化肥厂4.2MPa蒸汽流量的波动范围必须小于1t,温度控制在383℃以上(塔西南化肥厂合成蒸汽温度显示),且压力稳定。
2.2合成氨装置的工艺调整
电力工程部4.2MPa蒸汽进入化肥厂合成装置中压管网,并停运快装锅炉时,合成氨装置的蒸汽系统平衡模式和工艺需重新建立。
2.2.1存在的问题如果电力工程部1台双压锅炉燃机出现异常而不能正常运行,供化肥厂的4.2MPa流量不能保证,需要改变热力运行方式。停运快装锅炉后,化肥厂合成装置精制水用量将由170t/h下降到160t/h,使利用预热锅炉给水降低脱碳入口工艺气温度的换热器(106-C)出现冷量不足,低变气锅炉给水换热器(106-C)工艺气温度将由正常时的79~82℃(指标控制81℃)达到86℃;贫液温度也由72℃(指标控制71℃)继续上涨。现场精制水不仅无法调整,而且还将影响脱碳系统二氧化碳的吸收效果,有可能导致能耗增高。为提高水的重复利用率,化肥厂将合格的冷凝液与脱盐水混合,一部分做外供脱盐水,一部分做精制水的原料。但因快装锅炉停运,电力工程部送出的4.2MPa蒸汽量加大,导致冷凝液回收量增加,促使脱盐水温度升高,夏季超过50℃(指标≤50℃),严重影响末端用户的冷却效果。
2.2.2方案实施及解决措施为有效规避因引入4.2MPa蒸汽给合成氨装置运行带来的风险,塔西南化肥厂制定了4.2MPa蒸汽中断的应急预案,以此防止辅助锅炉在4.2MPa蒸汽中断后可能带来的超温运行风险。运用工艺安全分析进行危害评估,于2009年做了重大技术变更,实施精制水回用改造,即联通除氧器入口DM1001与冷凝液回收管线SC1003,将换热后的精制水送到水处理系统做冷凝液回收使用(约5t/h),这样直接将精制水做冷凝液回用,解决了系统热量的平衡问题,并减少一台换热器的添置,使资源得到最大化利用。外送1.6MPa蒸汽时,根据管网压力和低压管网压力,调整放空设定值或手动操作。同时调整透平105-JT的抽汽量,并保证压缩机105-J的正常运转以及尿素的正常用量。建立4.2MPa蒸汽的在线监测趋势记录线。通过对蒸汽输送数据的监测,塔西南化肥厂合成氨车间的操作人员可提前预知调整界区内蒸汽平衡,或提前联系电力工程部进行补燃调整,有效地防止了因引入4.2MPa蒸汽而产生的波动对合成氨装置以及塔西南化肥厂其他装置的安全、平稳运行所可能造成的损失。经过前期充分的准备和协调,以及在公司主管部门、电力工程部的大力支持下,化肥厂在2010年4月13日(之前实行的是快装锅炉不停运)13:00开始实施快装锅炉停用方案,该方案分两步:①先将富裕的1.6MPa蒸汽外送电力工程部(10t/h),同时逐步加大外购电力工程部的4.2MPa蒸汽量,由2009年4~5月份(2010年与2009年同期比较)的28.68t/h提高到43.41t/h左右;②系统平稳后于4月23日13:00快装锅炉全停,外购蒸汽量加大到50t/h,最高达到52.79t/h,外送1.6MPa蒸汽也逐步提高,最高达到15t/h。经过近一个月的运行,装置能耗得到了显著降低,数据对比情况见表1。由表1可知,快装锅炉停用后,原料气单耗基本相同,但燃料气节省约3.58×104m3/d,纯氮产品能耗降低了11.19kgoe/t氮(kg标油/t氮)。另外快装锅炉的停运,降低了快装锅炉低负荷下运行的安全隐患,且减少了污水排放、废热浪费,减少了环境污染,从公司整体效益看,由于采用的是电力工程部的废热产生蒸汽,也节约了大量天然气。
3节能减排效益
2007年7月~2010年12月实施该项目以来,无论在节能减排效益方面还是在社会和环保效益方面均取得了可观的收益,能耗指标见表2。由表2可知,引入电力蒸汽后,随着引入量和输出量不断增加,塔西南化肥厂燃料气单耗明显下降,由2006年的601.71Nm3/t下降到2010年的535.76Nm3/t,合成氨综合能耗和纯氮产品综合能耗也呈逐年下降趋势,按技措法计算,2010年节能量为1.30×104t标煤,经济效益797.60万元。2007年~2010年累计节能效益2007年7月~2010年12月累计引入电力工程部4.2MPa蒸汽67.77×104t,外送1.6MPa蒸汽2.81×104t,总计65.30×104t;节能4.26×104t标煤;节能价值量为2992.88万元。
4结论及建议
4.1结论
经过近四年的实践,塔西南化肥厂和电力工程部两个单位之间实施热联合的模式证明节能成果显著,并且为公司今后持续开展节能减排,应对上游气源递减的严峻形势指明了方向,同时拓展了公司节能减排的思路,即在做好本单元、本单位的节能减排工作同时,也可拓宽视野实行厂级间的节能减排合作,整合资源,形成优势互补或共享,挖掘管理、工艺和设备的潜力,从而使公司的整体节能水平再上新台阶。另外,从2007年7月~2010年12月未发生因引入4.2MPa蒸汽不足而造成装置短停的事件,并且由于互供蒸汽,减少了化肥厂1.6MPa蒸汽和电力工程部余热的放空量,避免了环境污染。
【关键词】建筑电气;节能措施;重要性
一、建筑节能的涵义
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物所使用的节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程,必须由国家立法、政府主导,对建筑节能作出全面的、明确的政策规定,并由政府相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;要真正做到全面的建筑节能,还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,严格按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地贯彻执行各项节能措施,从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
二、建筑节能的重要性
世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能,而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%。全国年耗煤量已超过1 3亿吨;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约1 3%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿M2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿M2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
三、我国建筑节能现状分析
目前,我国拥有世界第三大能源系统,一次能源总产量仅次于美国和俄罗斯。但因我国的人口众多,人均拥有量很低,能源效率低下,未来建筑能源需求量很大。节约能源、降低能源消耗、提高能源效率关乎中国经济的前途,也关乎全球的经济发展。
四、建筑电气节能
建筑电气节能工作应该遵循以下原则:
(1)适用性。即优化供配电设计,按需合理供应。
(2)实际性。即合理选用节能设备及材料,使建造成本和运营成本合理回收。
(3)节能性。即节省无谓损耗的能量,采取先进技术成果和相应的措施节能使能耗降低。
五、建筑电气能耗
在建筑电气系统中,能量损耗主要发生在电动机、灯具等电气设备、电力变压器和所有敷设的电力电缆之中。
电力变压器的损耗主要分为三个方面:空载损耗(铁损NL)、负载损耗(铜损LL)和杂散损耗。通过有效的方法保证变压器的总拥有费用最底,从而达到节约资金的目的。
电力电缆截面应以确定导线的经济电流密度为根本,就是在已知负荷的情况下,选择最佳的导线截面;或是在已选定导体截面的情况下,确定经济的负荷范围,以寻求投资的最优方案,取得最理想的经济效益。
电动机在总用电量中占的比重也很大,其产生的能耗也是相当可观的。分析高效电动机的节能效果以及不同的电动机系统对能耗的影响情况,选择高效电机,搭建合理的电机系统是关键。
灯具照明应尽量选用新型的智能照明节电器,包括选择高效的光源及附件(镇流器等);。我国执行“绿色照明工程”的目的是为了在照明工程中最大程度地节约能源。
六、建筑电气节能措施
电力生产具有同时性和集中性两大特点,决定了能耗将在该建筑物电气系统从变电、传输到用电设备的各个环节发生。
1、同时性:即电力生产的输送、分配、转换是同时进行的,无法进行大量的储存;
2、集中性:即电力生产是高度集中的部门,调度和检修必须是统一的。
建筑供配电系统作为电力系统的最终用户端,通常由电源系统、变配电设备、传输线路、配电设备、用电设备等组成。建筑电气节能水平可通过采取有效的措施加以提高,节能措施还应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
(1)优化设计
设计人员针对每项电气分项工程,都有较详细的电气负荷计算书和采取相应的节能措施。在确定设计方案时,按照“以人为本”的设计思路,深入现场,通过与业主进行有效沟通,了解工程的具体情况;根据负荷特点、建筑使用功能要求、建筑物的结构特征和周围环境特点等多方面因素的综合考虑,进行全面的技术分析比较,力求最佳的设计方案。还要掌握各种节能新技术,并在设计中适当采用可获得巨大的经济效益和社会效益。政府有关职能部门也应加强对建筑电气设计项目的审核管理,可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查。
合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。在设计中还应尽量减少三相不平衡度。在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性,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。因此,合理设计供配电系统在电气节能中起着非常重要的作用。
(2)对建筑电气系统运行加以强化管理
加强对建筑电气系统运行的管理,同样可达到节能的效果。主要管理措施有:
设备管理:电气节能在很大程度上取决于设备的运行状况。如果使各种设备安全、有效、稳定地运行,出现故障能快速排除,则可以节约能量。
控制管理:开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证电气系统节能运行的有效措施。
人员技术培训管理:加强对电工的培训,提高管理人员素质,以保证电气设备的正常运行和设备的使用效率,才能在电气节能中有所作为。
(3)选用先进的节能设备、器具
首先,选用节能型变压器、节能型电动机。其次,照明用电为建筑物用电量的20%-40%,降低照明用电尤为重要,其主要途径包括:发展高效光源、采用高效灯具、改进照明控制。目前荧光类高效节能灯已广泛普及,国外普遍看好的发展方向是LED光源,比目前的节能灯效率更高,发光光谱可在大范围选择,使用寿命可大大延长。尽管目前LED的成本、效率都无法与荧光类节能灯相比,但在最近10-20年内预计将有重大突破。
结束语
总而言之,在建筑电气工程的设计、施工、运行中,如果采取一些有效的技术方法和技术措施,提出完整的建筑电气节能设计和运行管理方案,就完全可以有效地提高能源利用率,实现了节能目标。由此可见建筑电气节能措施在建筑工程中有着非常重要的作用。
参考文献
[1]高笑,张鹏.建筑电气施工中容易出现的问题及防治措施[J].安装,2008(07).
[2]邹焘.论建筑电气施工阶段应注意的问题及预防措施[J].广东科技,2008(12).
[3]李贝莉.加强建筑电气施工质量管理[J].广西质量监督导报,2008(07).
【关键词】空调冷水机组;照明设计;用电节能
前言
目前全世界都存在能源短缺,而我国又是一个能源消耗大国,每年要从国外进口大量的石油和天然气等,我国人均资源和能源相对贫乏,不到世界人均水平的一半,而我国能源利用率又低,大约为30%(日本的能源利用率可达到57%)。我国单位建筑面积能耗相当于发达国家的2--3倍,由此可见节能工作潜力很大。节能工作又关系到技术进步和缓解能需矛盾,是支持国民经济迅速发展的重要一环。
一、空调冷水机组配电的节能问题分析
由于建设规模的迅速扩大, 配套的空调机组也相应增加,空调冷冻水机组的驱动电机小则 200~ 300kW, 大则 1000kW以上, 对其优化配电设计节电明显。常见的做法有: 空调机组单独设置变压器, 到不要开空调季节切断空调配电变压器; 尽力缩短低压配电线路对空调机组的供电距离 (由于建筑的不允许和变电所对上下左右有要求, 也不可能做到贴邻, 距离多则上百米 )。现介绍一个比以上两个更节能的方法: 根据《全国民用建筑工程设计技术措施 节能专篇》(电气 ) 的有关要求: 2.2.13.“对于大容量的用电设备(如制冷机组 ) 宜采用10kV 供电”。4.4.1 3“功率在200kW 及以上的电动机, 宜采用高压电动机”。4.4.2 4“ 采用变频调速装置驱动的电动机选择: ........500kW 及以上 ~ 800kW 以下的电动机宜选用 660V或 10( 6) kV电压等级。”凡是符合以上条件的空调机组应采用 10kV电压等级供电, 节能效果是省去变压器 (铜和铁心的节省是对国家资源的节约、能耗的减少 )、减少了变压器本身的负载损耗, 由于采用高压也减少低压配电线路上大电流的线损。例: 一台 10/0.4kV 的 1600kVA S9的变压器其运行的负载损耗约 14.5kW, 按5个月的运行计算,其损耗为52200 kW h, 即采用 10kV 供电可节约的电能。据统计我国有500多万台的空调机组, 如果有 30% ~ 70% 的采用 10kV 供电那节约的电能就非常可观。
二、照明设计产生的不节能问题分析
目前的照明设计走两条线路, 一条是建筑设计院设计, 另一条是装饰公司设计。装饰公司因为更注重照明产生的效果, 在灯具和光源的选择上忽视了节能。光源多采用碘钨灯、白炽灯, 灯具的效率不考虑, 最不节能的方法是灯具暗藏, 采用反射光, 效率极低。装饰照明设计通病: 选用的灯具效率不符合 GB50034- 2004(《建筑照明设计标准》) 3.3.2要求, 照明功率密度值不符合G B50034- 2004( 第 6 章 照明节能 ) 的要求。目前存在的问题是大量的装饰照明设计没有经过有关部门审查, 装饰照明设计的不节能问题还在延续。GB50034- 2004 8.2.2明确规定了《建筑装饰照明设计应按本标准审查》。所以宜有节能评估的机构, 评估所有设计, 不节能的设计应予以淘汰。建筑设计院照明设计存在的问题就是任元会老师讲的:部分人把设计程序倒过来, 不作照度计算, 将规定的 LPD限值当作单位面积安装功率, 倒推算出光源数量。这样设计的结果是, 虽符合 LPD限值标准, 但却不知道照度是多少? 会有两种极端的状态: 一种是选用的光源等器材效率低, 照度达不到标准, 甚至相差甚远; 另一种是选用了很高效的光源等器材, 计算照度可能超过标准值很多, 甚至可以超过 50% ~60% , 这样就大大浪费了能源。因此, 照明设计应严格按程序来, 逐个房间或场所按使用条件确定照度标准, 初选光源、灯具、镇流器的类型、规格, 计算平均照度, 使之符合规定的照度标准值, 并使计算照度偏差不超过 - 10% 或 + 10% ; 再计算LPD 值, 与规定的 LPD 值 (现行值 )对比, 不超过规定即符合要求。如果超过规定, 应调整方案, 直到符合规定为止。
三、用电的节能问题分析
在日常工作和生活中, 大家一起来应用节电方法也能产生巨大的节能效益。据了解, 目前在办公室的电热开水器和家庭的储水式电热水器大多数都是不带定时器 24小时通电, 由于他们有保温功能, 在午夜闲置时, 即使不用开水、热水温度低了也会接通电热器加热保温, 往复循环, 耗费大量的电能。因此这些在配电回路中应设置定时器, 控制开启时间。办公室使用的开水器下班后自动关闭, 上班前一小时自动开启。家庭使用的储水式热水器也应设置定时开关, 根据各人习惯选择开闭时间(如晚上 21点关闭, 早上 5点自动开启 )。全国累积这样节约的电能是相当可观的。淘汰高能耗的家用电器: 几乎家家都在使用电饭煲。传统的电饭煲煮饭每次工作最少半小时 (额定功率常常在 0.7~ 1kW ), 而节能的电压力锅饭煲 ( 内压力 1.8个大气压 )饭煲煮饭只用七八分钟。因此改用电压力锅饭煲每次煮饭节省的电能 = 1Kw* 20/60= 0.367kW h , 年节约的电能 ( 按每天使用两次计算 ) = 365* 2* 0.367= 267kW h, 节电显著。电冰箱和家用空调机也一样, 能耗高的和节能的差别较大, 应把高能耗的更换淘汰, 购买节能的产品, 对国家对个人都有益。市场上有普通冰箱、普通节能型冰箱和高效节能型冰箱等产品 (我国《家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》把电冰箱的能耗分为五等级: A 级表示最高节能水平, B级表示一般节能水平, C级表示普通水平, D级、E级表示国家要强制性淘汰的产品水平 )。普通节能型节电率为 25% ~30% , 高效节能型节电率为 45% ~ 65% , 按节能冰箱每天省电 0.6度, 年节约的电能 = 0.6* 365= 219 kW h。家用空调基本同上。
四、结语
我国加入WTO 后,我国在建筑电气节能设计领域中面临着新的挑战,因为国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备(变压器,电动机,电缆,照明光源等),合理确定供电电压等级以及采用新材料,新技术等。建筑电气节能设计潜力很大, 应精心考虑设计方案, 选择高效节能设备, 应用先进的设计技术, 按照节能标准合理设计。在为人类提供健康、舒适、安全的居住、工作和生活空间的同时, 又能行之有效地节约能源, 这是每一个设计人员必须思考的问题。 总之节能是国策, 要群策群力, 集思广益各尽所能, 共同为目标的实现出力。
参考文献:
[1]陈众励, 赵济安, 等. 建筑电气节能技术综述[J]. 楼宇自动化,2007
中国改革开放20多年来,经济高速增长,成就卓然。然而,中国经济增长的一个显著特征却是中国难以承受的高能耗。这一方面与中国经济发展进入能耗较高的重化工业阶段有关;另一方面,也源自中国粗放的经济增长方式。2003年,中国GDP达到1.4万亿美元,世界的4%,但为此消耗的各类资源经折合后约为50亿吨,其中,钢材2.7亿吨,石油2.67亿吨,煤炭16.67亿吨,水泥8.62亿吨,分别相当于2003年世界消费量的27%、7.4%、31%和40%。去年中国的GDP增长占世界3%,却消耗了占世界40%的原煤;中国的电解铝生产成本比世界平均水平要高出20%~30%,与此相应的是,中国不少重要矿产资源的人均储量却不到世界平均水平的10%,而二氧化硫排放量则高居世界榜首。
高耗能发展模式制约中国经济发展
中国资源禀赋较差,石油、天然气、铜和铝等重要矿产资源人均储量,仅分别相当于世界人均水平的8.3%、4.1%、25.5%和9.7%。由于国内资源供给约束性增强,中国主要资源对外依存度不断提高,2003年,约有50%的铁矿石和氧化铝、60%的铜资源、34%的原油依靠进口解决。资本、资源匮乏,却要支撑以高投入、高消耗为支点的快速增长,这样的发展当然难以持续。去年以来,在全国范围内出现的“缺电”现象是中国新一轮经济增长周期将遭遇资源瓶颈的重要信号。中国目前已成为世界上消费煤炭、钢铁、铜最多的国家,也是美国之后的第二大石油和电力消费国。统计显示,中国每创造万元GDP所消耗的能源量是美国的3倍,德国的5倍,日本的6倍。
粗放型的经济增长方式对国民经济的持续快速健康发展造成许多隐忧。从2003年来看,尽管增长速度达到9.1%,但由于消耗大量资源,加剧了资源短缺的压力;部分生产资料价格大幅度上扬,加大了物价全面上涨的压力;煤电油和交通运输全面紧张,使经济运行绷得过紧。国家发展和改革委员会能源研究所的研究表明:如果能源消耗与经济增长速度同步,到2020年中国一次能源需求总量将达到约60亿吨标准煤,2002年这个数字是14.8亿吨。按目前的能力,是难以保障能源供应的。矿产资源保障的前景同样不容乐观。中国虽然有些矿产资源储量较大,但人均矿产资源只有世界人均水平的58%。到2010年,中国45种主要矿产资源只有11种能依靠国内保障供应;到2020年,这一数字将减少到9种;而铁矿石、氧化铝等关系国家经济安全的重要矿产资源更将长期短缺。
改革开放以来,中国在能源翻一番的条件下实现了GDP翻两番。到2020年,仅从能源消费来看,如果比2000年翻一番,中国一次能源的消费总量就将达到30亿吨标准煤,其中,煤炭消费量将达到22亿吨。中国煤炭资源丰富,虽然国内资源保障不成问题,但也面临精查储量不足、生产能力不足、运输能力不足和环境容量不足等四大压力。目前,煤炭的精查储量只有600多亿吨,要保证年产22亿吨,其精查储量至少应有1250亿吨。要新建100万吨级大型煤矿1000座,新建7条大秦线。此外,环境容量也是大问题。石油、铁矿石、有色金属、木材等的国内保障程度将大幅度降低,对外依存度大幅度提高。中国进口石油大多来自中东和北非,经过马六甲海峡,面临很大的运输风险。
随着中国经济强劲增长,资源约束日渐明显,最突出的是石油资源。尽管中国是世界石油生产大国之一,但石油消耗增长过快,产量远远赶不上用量。现在中国每年要从国外进口原油数千万吨以上,今后依赖程度还会继续加大。石油是一种为国际大资本操纵的具有高度投机性、垄断性的特殊商品,其价格若出现剧烈波动,将对中国经济稳定发展造成很大影响。
近年来,随着中国国民经济的迅猛发展,对能源产品提出了不断增长的需求,石油化工产品首当其冲。目前,美国、日本、中国GDP规模大致为8万亿美元、4万亿美元和1万亿美元,而原油消费分别为4.8亿吨、2.4亿吨和2.4亿吨,中国产值能耗相对较高。据有关部门披露的数据,2003年,中国乙烯需求量1500万吨,而国内产量只有611万吨;合成树脂进口1907.3万吨,占国内消费量的55.9%;合成橡胶进口100.6万吨,占国内消费量的45.7%。高消耗带来了产品和原材料的短缺和高价格,而高价格更加剧了各种资源的紧缺,进而引发市场供求的失衡。
特别是作为石油化工最重要资源的石油,随着中国工业化和城镇化进程的加快,需求呈强劲增长态势,供需矛盾日益突出。自1993年中国首次成为石油净进口国的10年间,中国的石油消费量年均增长6.66%;而同期中国石油的产量年均增速仅为1.75%。国内有关部门预计,到2010年,中国石油需求量约为3亿吨,石油消耗与生产之间存在巨大缺口。如不采取积极有效的措施,到2020年,中国对国际石油市场的依存度将达到50%左右。巨大的需求缺口,必须通过海外供给获得。而随着经济全球化的不断深入,资源稀缺已经成为国际社会共同面临的问题之一,国家间将围绕资源问题展开激烈的竞争。
石油产品的紧迫形势只是国家整个能源高耗与能源紧张状况的一个缩影。石化行业所依赖的重要资源之一的水资源不足,已成为制约中国经济和社会发展的重要因素之一。中国人均水资源拥有量只有2200立方米,仅为世界平均水平的1/4。所有的信息都说明:中国的能源高消耗正使中国经济增长的“资源支撑力”问题迅速凸显,资源短缺已严重制约着中国石油化工业的发展。
实施国家油气资源可持续发展战略势在必行
2004年8月24日,总理主持国务院学习讲座并发表讲话,强调油气资源是关系中国现代化建设全局和国家安全的重要战略资源,要抓紧研究制定和实施国家可持续发展油气资源战略,把节约和合理使用油气资源放在更加突出的位置,保证油气资源的长期稳定供给和有效利用,为经济发展、国家安全和全面建设小康社会目标的顺利实现提供保障。
指出,随着国民经济持续快速发展,石油天然气供求矛盾越来越突出。必须牢固树立和认真落实科学发展观,正确处理经济与能源、国内与国外、开发与节约、消费与储备、当前与长远等方面的关系。一是坚持立足国内,积极加强国际合作,利用两个市场、两种资源,建立经济、稳定的油气供应渠道和石油安全保障体系。二是坚持开发与节约并重,把节约放在优先位置。既要加强石油勘探开发,搞好储量和产量接替,更要注重节约使用油气资源,发展替代能源。三是坚持依靠科技进步,加快体制创新,大力提高油气资源开发、加工和利用效率。
强调,要正确制定和实施国家可持续发展油气资源战略。努力增加国内石油天然气的供给能力;大力开展石油天然气节约和合理使用;继续发展国际石油贸易和合作开发;加快发展石化工业,有效利用油气资源;逐步建立石油储备制度和风险规避体系;完善石油天然气开发、节约和有效利用的保障措施。要密切跟踪分析国际油价的走势,认真研究对策。当前特别是要切实抓好石油天然气的节约和合理使用。要运用经济杠杆和市场机制,抑制油气消费,节约和合理使用油气资源。广泛运用技术手段和加强科学管理,努力降低油气消耗,提高利用效率。各行各业都要制定节约使用油气的具体目标和措施。生产、建设和消费等领域都要挖掘节能潜力,全面厉行节约。真正把开发特别是节约能源作为制定国民经济和社会发展中长期规划的重要内容,采取切实有力的政策措施,加快建立有利于节约石油天然气的生产模式、消费模式和经济体系,发展节能型经济,建设节约型社会。
全面建设中国石油安全战略体系
所谓石油安全,就是在数量和价格上能满足经济社会持续发展需要的石油供应保障能力。在中国经济社会快速发展的今天,石油安全已成为保障国家经济安全的重大战略课题。面对国际石油市场变幻莫测的形势,按照科学发展观的要求来探讨中国的石油安全战略,未来将会呈现如下若干基本走向:
实施可持续发展的能源战略
控制石油消费量增加的主要途径就是走资源节约型的可持续发展道路,把节约用油作为国家石油安全战略的重要组成部分,加快建立节约型的石油消费模式。为此,必须积极加快技术进步,节油降耗;改善产业结构和产品结构,压缩高耗油产业,淘汰高耗能设备,大力发展高附加值产品的生产,推广应用新工艺、新技术;加快制定优惠政策,引导、鼓励企业和消费者使用其他清洁能源。同时,面对石油需求的不断增长,需要高度重视完善石油安全管理体系,有必要建立一个协调能源政策、主管能源的机构,也迫切需要出台一些协调一致的针对能源安全的法律法规,鼓励节油,抑制无效、低效的石油消费。这方面,西方国家的一些做法值得借鉴。中国应力争早日推出一部完善的、缜密的、具有一定可操作性的《石油法》,以克服石油工业监管中存在的各种弊端,实现依法监管石油工业。
积极开发替代能源
石油安全战略不是孤立的,而是国家整体能源战略中的一个组成部分。要从整个能源战略的角度出发,统筹兼顾石油与其他能源的比例关系,优化能源结构,降低能源结构中的石油比例,大力发展天然气和其他替代能源(如核能、风能、水能等),实现能源结构多元化,逐步减少国民经济对石油的依赖,缓解石油供应紧张的局面。开发替代能源,不仅可以增强中国能源系统的抗风险能力,而且可以保证在未来的国际能源产业竞争中占得一席之地。新的替代能源还可以满足广大农村地区人口的能源需求,减少森林过度开采和植被破坏。
目前,中国替代能源的开发发展还是薄弱环节。中国虽是水力资源大国,但目前的开发率仅为15%,远低于世界平均水平,也落后于印度、巴西、越南等发展中国家,开发潜力巨大。核能是发达国家重要的替代能源,目前仅占中国能源结构的1.2%,而日本、法国都超过了30%。因此,中国应积极发展核电能源,力争到2020年使核电装机达到4000万千瓦,占全部发电量的比例提高到4%。中国的可再生能源(包括小水电、太阳能、风能和生物质能等)资源基础雄厚,但因成本高、规模小、缺乏激励政策而发展滞后。积极发展可再生能源,远期可以替代石化燃料,近期还可以解决全面建设小康社会过程中边远和农村地区的用能问题。
建立石油安全储备战略体系
为减少石油不安全因素造成的影响,增强抵抗可能出现的石油危机的应对能力,建立石油战略储备体系将是保障中国石油市场供应和稳定价格的一个重要手段。
中国建立石油战略储备体系可以借鉴国际经验,在起步阶段宜采用国家战略储备和企业商业储备结合的方式,发挥国家、相关部门和企业三方面作用,实施以国家为主、企业共同参与,以国内石油储备为主、以国外石油储备为辅的石油储备战略。国家石油战略储备的主要目的是确保在战争、自然灾害或其他突发时间发生时国家石油的不间断供给,同时也能起到部分平抑国内油价异常波动的功能。而企业商业储备则不仅可以保证国家石油储备的平均库存,还能在关键时刻起到稳定市场供应,稳定人心、缓和国内油价异常波动的作用,况且,企业商业储备是在自筹资金的前提下进行的,因而能减轻国家在建立石油战略储备方面的巨额财政负担。
中国的石油安全储备总量,须依据中国的实际国情和经济承受能力,并借鉴各国成功经验,以循序渐进、逐步发展的方式来确定。资料显示,美国实际储备原油的能力已达7.5亿桶,可满足158天的消费。日本的石油储备相当于160天的进口量。欧盟国家则建立了相当于90天进口量的石油战略储备体系。对此目标,可由小到大、分阶段逐步实现。
充分利用国际石油市场,组成多元化海外石油供应体系
关键词:负荷率 空载损耗 负载损耗供电半径绿色照明
引言
目前能源紧缺,我国又是一个能源消耗大国,每年从国外进口大量天然气和石油等能源,而且我国人均资源和能源都相对比较贫乏,不到世界人均水平的50%,在能源利用率方面仅占30%,而发达国家能源利用率一般可达50 %以上,与我国相邻的日本,其能源利用率可达到57%。我国的单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍。因此,增强建筑电气节能意识,加强环境保护是企业生存的必要措施和根本保证。
1变压器的选型
通常在日常工作过程中,在进行变压器选型时,首先要考虑选用损耗小的节能变压器,而反映变压器损耗大小的主要参数就是空载损耗P0、负载损耗PK、附加杂散损耗等。空载损耗P0 又称铁损,是一个不随负荷变化,与变压器工作温度变化无关的参数,但它是常年消耗,所以在选择变压器时应予以足够重视和关注;另一个是衡量变压器产生损耗水平的重要指标――负载损耗PK , 又称铜损,是一个与变压器工作温度和负荷率大小有关联的损耗。许多厂家都会在样本中给出在一定温度下的负载损耗PK 值(如F级、H级绝缘不同温度时) ,如表1所示。
表1不同型号的干式变压器空载及短路损
从表1可看出:
(1) SCB10 干式变压器的铁损和铜损均远比SCB9低。
(2) 同一型号干式变压器工作温度为120 ℃时的铜损比工作温度为75 ℃时高。
(3) 变压器容量越大,则铁损越大,所以认为容量选择过大不仅会增加基建投资,还会使铁损比重明显增大。
(4) 除了两回路供电的一、二类负荷需要两台以上变压器外,从减少损耗角度考虑,在容量相等的情况下,多台干式变压器会比单台和少数几台干式变压器损耗更大。
(5) SBH11-M非晶变空载损耗最低,但负载损耗一般,大容量规格目前生产不多,普及和推广有一定的难度。
(6) 对季节性负荷(如冷冻机等)也可采用双容量变压器,用绕组串、并联的方式运行,通过磁通密度变化来适应季节性负荷变化。这种变压器在低负荷时,具有极低空载损耗,只有普通变压器的5 %以下,比非晶变损耗还低,从而取得了很大的经济效益。
目前新颖节能干式变压器SGB11-R比SCB9空载损耗减少40 %。比SCB10系列空载损耗降低24 %,负载损耗也降低了11. 7 %。
2合理选择供电电压等级
在相同线路长度和线芯截面条件下,输送相同功率的线路损耗与配电电压平方成反比。电压等级越高,线路损耗越小。与此同时,缩短线路供电半径,不但可以减少供电线路损耗,同时还能保证电能质量,减少电压降,这就是要设置负荷中心的原因和合理选择供电半径的重要性。另外,在选择供电电压等级时,还需要综合权衡后舍取。
2.1关于供电半径的提法,据《全国民用建筑工程设计技术措施电气篇》(2003版)第3. 1. 3
条规定,变配电所的位置应靠近负荷中心或大容量设备(如冷冻机房、循环水房等) ,低压供电半径不宜超过200 m时, 当供电计算容量超过500 kW ,供电距离超过200 m时,宜设置变配电所。
(2) 根据GB 12497―1995《三相异步电动机经济运行》第7. 3. 3条规定,容量在200 kW 以上应优先选用高压电动机。
(3) JGJ 16―2008《民用建筑电气设计规范》第3. 4. 2条规定,“用电设备在250 kW 或需用变压器容量在160 kVA 以上者,宜以10 ( 6) kV供电”。
(4) 上海市工程建设规范DGJ 082107―2004《公共建筑节能设计标准》第7. 3. 3条规定,
“单台用电功率大于350 kW 的电动机宜采用中压电动机”。
(5) 上海市建设和交通委员会(2008) 828号第1. ( 4). 8 条规定, 除变频供电外, 单台大于550 kW的电动机(含电制冷机组) 应采用10 (6) kV电源供电;单台额定功率大于350 kW的电动机(含电制冷机组)宜采用10 ( 6) kV电源供电。
综上所述, 在确定供电等级时,应综合考虑用电负荷的大小、供电距离、初投资及年运行费用等各种因素,进行优化选取。
3绿色照明和节能
GB 50034―2004《建筑照明设计标准》第3. 2. 3条规定:一般情况下,室内照明不应采用普通照明白炽灯,推荐采用细管管径直管型荧光灯。用紧凑型荧光灯替代普通的白炽灯可节电70 % ~80 % ,推广应用细管荧光灯( T8型)比传统的卤粉荧光灯( T12 型) 提高光效约
15 %~30 %。以T8型36 W 为例,三基色中色温灯管代替常用卤粉荧光灯( T12 型),发光效率提高34 % ,,显色指数Ra提高到80以上。在工程设计时,未写明采用稀土三基色荧光灯,制造厂家自然不肯提供三基色荧光灯, 因价格差异10 %。在今后工程设计时或招标文件中,应写明采用三基色节能荧光灯管,这样才比较切合实际。
但无论是采用紧凑型荧光灯,细管荧光灯( T8型)和金卤灯都需要相应地配置镇流器。由
于气体放电灯配电感镇流器功率因数较低,因此GB 50034―2004《建筑照明设计标准》第3. 3. 5条规定:“直管型荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器”。又如对于T5直管荧光灯,由于采用电感镇流器不能保证可靠启动,必须选用电子镇流器。同时,在选用不同型号灯具时,还应注意不同场所的环境温度。
如图1所示,T8型荧光灯最佳工作环境温度为25℃, T5型荧光灯最佳工作温度为35℃,在最佳工作环境温度下,灯管的光通量输出最高。环境温度低于或高于该值时,光通量都会下降。由此可见,这就特别适合具有空调设施的车间,环境温度为25 ℃的纺织、化纤工厂。T5型荧光灯管在环境温度为35 ℃时,其光通量输出最高。因此也同样可以获得合适的环境温度。
第7. 4. 5条规定:“每个照明开关所控的光源数不宜太多。每一房间灯的开关不宜少于2个(只设置一个光源的除外) ”。这一条节能措施通常是被忽略的,因此在工厂设计中也应特别引起重视。
GB 50034―2004《建筑照明设计标准》第7. 2. 10条规定:“供给气体放电灯的配电线路宜在线路或灯具内设置电容补偿,功率因数不低于0. 9”。例如,在采用T8型荧光灯管,选用节能型电感镇流器时,必须装设电容器补偿,使单灯功率因数达到。这样可以减少线路的电压降和无功损耗。传统的电感镇流器自身功耗约占光源功率的20 %,而节能型电感镇流器的自身功耗约占光源功耗的10 % ,寿命为7 ~10 a, 并具有谐波少、价格低等优点;电子镇流器的自身功耗仅为2~3W,寿命一般为3~5 a,具有低频闪和功耗低等特点,这对严格执行强制性规范GB50034―2004《建筑照明设计标准》第6. 1. 7条,确保降低照明功率密度(LPD )限值是非常有益的。因此,在工程设计时不可忽略镇流器或变压器的损耗。
4结语
一、技术性能比较
1、直燃式空调符合当今日益高涨的环保要求。目前各地政府对影响经济可持续发展的环境保护问题高度重视,直燃机采用溴化锂做为制冷剂,与用氟利昂做制冷剂的传统电制冷机相比,更加符合当今的环保要求。直燃机通过对系统的优化控制,提高燃烧效率,最大限度地减少对大气的污染。
2、燃气直燃机与电力制冷机相比,提高了对一次能源的利用效率,一次能源经过发电、送配电,到最终用户整个过程中能量的浪费很大,对电力制冷系统来讲一次能源的综合利用效率只有30%,即有70%的能源浪费掉了,根据国外有关资料显示,提高电力系统的效率只有10%的空间,而燃气节能尚有40%潜力。另一个问题就是电力系统的调峰问题,随着经济的发展,电力消耗不断增加,年高峰用量差距不断加大,国家计委提出到2000年减少电峰值1000—1200万千瓦,有效的手段就是提高电峰谷差价。因此,珠江三角洲地区的电力价格将形成不断上浮的增长趋势。
3、燃气直燃机操作简便,运行安全,故障率低,维护费用低。电力制冷系统随着运行时间的增加,系统的维护费用和维修工作量将逐渐增加,同时,氟利昂作为制冷剂也需要按时补充;直燃机不采用简单的机械式控制,而由PLC进行控制,大大提高了系统的安全性和维修操作的简便性。因此,直燃机的维护费用比电制冷机有其明显的优势,一般电制冷机的维修成本大于设备成本,而直燃机的维修成本只占设备总成本的10%。
4、直燃机的综合利用率高,可满足客户的不同要求。与电制冷机相比,可同时提供制冷、供热及热水供应。对于一些既要制冷又需要采暖及热水的用户来讲,节约了锅炉等设备的投资。
二、经济性能比较
仅仅拥有技术上的先进及环保的因素,并不能使直燃机具有明显的竞争优势,作为用户首先考虑的就是价格因素,包括系统的一次投资费用和运行中的各项费用,只有在价格上有明显优势才会对用户有吸引力。现在我们就综合比较一下直燃机制冷系统与电力制冷系统的经济性。
1、直燃机的一次投资费用与传统的电制冷机的一次投资相比,二者大体相当,当制冷量较小时,直燃机的一次投资费用甚至大于电冷机。
2、运行费用上,由于世界天然气价格呈逐年下降趋势,而电价呈逐年上升趋势,即燃气直燃机的运行费用将逐渐降低,传统的电力制冷系统的运行费用会逐渐提高。
3、在维修费用与使用年限方面,直燃机的维修成本低于设备成本直燃机在20年的寿命中,维修的费用占总成本不到1O%,而电力制冷机的维修成本远远大于设备成本。同时电制冷机还需要不断补充氟利昂,另外传统的电制冷机的正常使用寿命明显低于直燃机的寿命。
三、综合费用比较
现举例列表说明,某用户的酒店面积为40539m2,购物中心面积为23000m2,需提供制冷与供应卫生热水,总冷量为946×104Kcal,卫生热水量为171×104Kcal。
方案一:选用离心冷水机组550USRT三台供应酒店空调,750USRT两台供应购物中心空调,W-80燃气热水器两台供应热水。
方案二:远大Ⅶ型直燃机BZ300ⅦC型三台,同时供应空调制冷和卫生热水。
根据深圳地区98年实际价格,电力增容费:450元/KAV,电价:1.00元/KWH,燃气价格:8.5元/Nm3(26000Kcal/Nm3)
一次投资比较:
运行费用比较:
四、利用现状
深圳地处亚热带地区,经济较为发达,人民生活水平普遍较高,几乎所有的办公、娱乐、饮食、商业等场所都需要空调,目前深圳地区现有的集中空调系统,绝大部分是使用电制冷空调,而直燃机目前在深圳地区仅有34台,总计只有约2万冷吨,只占总制冷能力的3%以下,造成这个局面的原因是多方面的,主要问题有:
1、现行的燃气价格无优势。燃气直燃机与燃油直燃机的投资成本相比较并不具有优势,燃气企业现行的一些经营政策也没有及时进行相应的调整,燃气的开户费、增容费等投资费用较高,同时由于城市燃气管网尚不完善,一些开发项目需投入较多的资金用于燃气管道的完善。此外目前的燃气价格与电及燃油价格相比也无优势可言。
2、新技术、新产品尚未被人们接受。在人们的意识中只有电力制冷空调是成熟的,而直燃机技术是在最近几年才进入我们的生活。它的可靠性,安全性,经济性是否能与电制冷机匹敌?这个问题不仅一般人不清楚,对于许多投资决策者来讲也不十分了解。
3、受现行规范与技术标准的限制。为充分利用建筑空间,一般业主都将空调卞机布置在地下一层或地下二层。由于深圳市目前只有液化石油气单一气源,这样就与现行的城镇燃气规范等技术标准中不准液化石油气引入地下室的规定有矛盾。
五、前景和展望
1、随着环保意识的加强,环保问题已引起人们的重视。深圳市政府积极支持环保项目的开发,并相应出台了一系列对特区内推广使用清洁能源的优惠政策。同时加大了对污染环境的燃油项目,以及氟利昂产品的限制,给直燃机的发展创造了良机。
2、深圳燃气集团从自身经济发展的角度出发,通过积极推广使用直燃机,可大幅度提高燃气用量,使其成为燃气企业新的经济增长点。为此我们制订了优先发展燃气直燃机用户的策略,从价格、费用等多方面给予优惠政策,为直燃机的广泛应用创造了条件。
3、通过直燃机生产企业的不懈努力,直燃机的技术水平和产品质量不断提高,直燃机已逐步为人们认识和接受。
4、随着广东天然气引进项目的建设,到2005年,清洁的LNG将源源不断地供应深圳地区,这不仅保证了气源的充足供应,而且燃气价格可降低30%。这将会使燃气直燃机有较明显的价格优势,推动直燃机的普及。
【关键词】现代建筑;绿色节能;设计
前言
近年来,随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推广,建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。许多发达国家先进的建筑节能理念、技术、材料,以及应用成果被介绍到国内,向人们展示了通过优秀设计和高新科技相结合所创造的优雅、舒适且节能环保的新型建筑发展前景。但是,这些大量应用高科技的节能措施往往成本很高,一次性投入比较大,连发达国家目前也难以大规模推广。我们还应当注意到,目前发达国家的建筑节能技术主要是针对当地的气候特点开发的,而这些技术本身也不是十分完善,在其他地区是否能达到预期的效果还没有十足的把握。我国的现代建筑行业耗费大量的能源、资源,因此,节约能源消耗已经成为该行业的一个亟待解决的难题。
1 绿色节能建筑的设计原则分析
1.1 环保节能。我国的建筑行业是个高消耗能源的行业,对资源的利用率很低,同时,造成的污染会破坏人类的居住环境和自然环境,因此,在进行绿色节能设计时首先要遵循环保节能的原则。
1.2 与自然生态环境以及人文环境相结合。建筑物的整体和谐体现在自然界与其他事物相互制约的关系中,融入自然生态环境以及人文环境,能够达到动态平衡的状态,从而构成一个和谐的整体。这样的设计原则要求设计时要充分利用本地文化特色、原料、建筑资源以及气候条件,让建筑表现出特定的地域特色。
1.3 健康宜居。建筑物的价值往往体现在其使用功能上,即要适合居住、办公及其他需在室内从事的活动,这是绿色建筑的归宿。
2 绿色节能建筑的重要性分析
2.1 绿色建筑的概念。绿色建筑是指在使用该建筑的全过程里,能够最大限度地节约资源,产生环保功能,为人们提供健康适用的使用环境的建筑。现代建筑体系中,最常见的绿化系统有屋顶绿化、室外绿化、室内绿化等。
2.2 绿色节能建筑的作用。当前多种常用自然资源如石油、煤炭、天然气等呈日趋枯竭的趋势,为实现社会经济的可持续发展,人们需要寻求新的能源,一致将目光投向成本很高的水能、生物能、地热、风力、太阳能、核能等。按照我国当前的发展程度,根本不可能将这些高成本的能源用作常规消耗能源,因此,能源问题十分突出。我国建筑行业的耗能问题相当严峻,如果对建筑的方法和理念不进行改良,继续执行节能水平偏低的建设标准,将会对国民经济造成很重的负担,且遗留下治理难的问题。
3 绿色节能建筑推广过程中的瓶颈
3.1 绿色建筑概念未能大范围推广应用。绿色建筑概念自提出到现在,缺乏有效的推广手段,单靠官方来宣传推广,而所选用的宣传建筑也仅限于那些公用建筑,民用建筑以及中小城市、乡镇的建筑较少关注到绿色节能设计的概念。
3.2 绿色建筑成本过高。绿色建筑通常采用的高新科技和节能材料所需费用较高,普通民众难以承担这部分费用。
3.3 组织管理不力,法规配套不全。我国目前节能技术还不发达,一方面专门的节能工作机构尚未建立,节能管理工作进展缓慢,缺乏相应的政策措施,相关建筑部分因此缺少强有力的监督;另一方面,相关的节能法律和规范配套不全,缺乏《民用建筑合理用能标准》,节能建设标准不规范,因此要制定和完善相关法律和规范。
4 绿色节能建筑的设计技术分析
4.1 电气节能技术。建筑方面的电气技术是控制、电子、电工与信息技术的综合体现,现代建筑中运用的工程设计、电气化设备制造以及建筑实施已经形成了成熟的产业链。实际上,绿色建筑的实施过程,也是电气设计绿色化的过程。在现代建筑的实施过程中,电气化节能技术的应用已经成为绿色节能设计的重要方法,其在节约能源方面起到重要的作用。电气化节能技术通常包含以下几个方面:①配置供配电系统时,尽可能简单安全,通常不要让同一个电压变配电的级数高于两级,另外变配电所应尽可能贴近负荷中心,这样线路电压能够持续稳定,减少能源的损失;应该选择节能型的变压器,降低变压器的空载损耗;选择适用的配电干线电缆,这能起到减少电压损失、保持热稳定性等作用。②照明。照明设计是绿色节能技术的重要组成部分,因为照明是现代建筑的必须设计环节,良好的照明设计可以营造舒适、高效、节能的建筑空间。照明设计不是随便配置照明灯具就可以了,必须遵循合理的照度标准。设计合理的照度值可以减少电气系统的能源损失,实现节约能源的目的。另外,合理的照度依据人的视觉需求而设定,其能在生理上提升人视觉的舒适感。我国的民用建筑标准的照度标准需参考 GB50034-2004《建筑照明设计标准》所规定的相关标准值。③电机。电机是一种感性负载设备,其会产生无功电流,从而引发滞后作用。如果无功电流经由高低压线路传到用电设备的末端,就会加大变压器与线路的功率消耗。
4.2 隔热技术。现代建筑隔热技术的应用可以起到降低能耗的作用。通常建筑物围护结构的热传导性能够影响建筑物的能耗。假如围护结构隔热性能很差,在夏季室外高温时,热量会通过围护结构传到室内,室内的制冷负荷就会加重;而在冬季,围护会将室内的热能散发到室外去,屋内的温度就会大幅度降低,屋内的供暖负担也会加重。所以,要采用先进的隔热技术,具体要求如下:①外墙选用合适的材料,可以先对外墙的传热指数进行控制,降低墙体的传热性能。然后设计适宜的外墙结构,主要设计外保温、内保温以及夹心层保温的墙体结构,其中,外墙保温防止冷桥热桥的产生,而且有保护主体结构的功用,不但能有效延长楼房的使用期限,还能节约资源及能源。②重点对热工性能差的门、窗进行隔热性改造,这也是绿色节能设计的一个重要方面。由于最近几年,建筑设计很流行落地窗、玻璃门与外飘窗的设计,这样虽有很利于通风和采光,但是,有些品种的玻璃并不具备隔热功能,在进行具体的建筑物设计时,需要根据室内制冷或制热的需求以及当地的气候特点,合理地选择玻璃品种。同时,要注意门窗的密封功能,降低其透明度,能够减少不必要的能源损耗。
4.3 可持续资源利用技术。绿色节能的概念中除了要求节能以外,还需要健康宜居。传统的煤炭发电技术会产生废气、废水等,严重污染了人类生存的环境。建筑物的能源消耗巨大,这表明需要损耗大量的煤炭来发电才能满足。如今,清洁能源利用技术的应用可以缓解一部分能源压力,并且清洁能源几乎不会产生污染,十分符合“健康宜居”的要求。主要的清洁能源有:①自然光源。自然光免费而且适宜人类的视觉承受力,因此在建筑设计时,应该考虑如何最大程度利用自然光源,相关的技术有光线的折射、反射以及衍射原理,还可以利用导光管、棱镜以及采光窗等进行光源利用。②太阳能。就目前主要的太阳能技术有太阳能热水系统、太阳能发电、供热系统。其中,应用最广泛的是热水、供暖系统,因其系统可以直接将太阳能转化为热能。其次,太阳能供电技术也得到运用,但其技术原理相对复杂,而且设备昂贵,因此,该技术目前还难以进行普遍性推广应用。但是,随着经济水平的提高和科学技术的不断进步,相信在将来其推广不再会是难题。③风能。目前风能的利用率相对较高。风能的利用形式很多,可转化为电能、热能、机械能等,随着技术的不断进步,风能将更多地应用到建筑行业中去。
5 结语
当今在世界范围内,以大量消耗原材料和能源为特征的传统经济正在逐渐失去昔日的荣耀,由资源依赖型转向创新驱动型,真正实现经济增长方式的转变,已成为正处于快速城镇化、工业化和机动化的中国经济发展面临的非常迫切的重大战略选择。而建筑作为一个完整的系统,如何实现高效率地利用资源,最低限度造成对环境的影响是节约能源的重要环节。总之,只要按照节能新标准严格把好节能设计关,监督好施工节能用材关,就能有效提高居住建筑节能效率,降低建筑能源耗费,节约居家生活成本,为住户打造真正的环保节能、舒适、健康、方便的高品质住宅,为国民经济可持续发展做出贡献。有效地节约土地和能源,是中国可持续发展的战略。
参考文献
[1]王宏业,黄国保.浅谈住宅建筑供暖的节能设计[J].科技情报开发与经济,2004,(3).