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中圖分類號:F407文獻標識碼: A
為了滿足現代社會對天然氣日益增長的需求,我國加大了對天然氣輸送管網的建設力度,根據相關資料顯示,我國計劃到2015年,天然氣管道建設將達到10萬km,同時因天然氣輸送所產生的能源消耗問題也越來越引起人們的重點關注。因此,加強對天然氣輸送過程中節能措施的研究是當前天然氣管道建設的重要環節,對此文章中進行了詳細的探討[1]。
1 天然氣長輸管道的節能潛力
天然氣長輸管道節能是一個系統工程,要從源頭開始考慮。從管道設計開始,包含管道優化運行、壓縮機等重點耗能設備的運行維護以及充分利用余熱余壓和新能源。對于運行中的長輸管道,節能的關鍵是提高管道運行的能源利用效率,減少燃料動力消耗。
2 節能技措分析
2.1 設計節能
2.1.1 系統工藝設計的優化
在目前管道大發展階段及以后的管道建設和運行中,很難有單一輸氣管道獨立運行,基本形成區域管網系統。在新管線設計時,必須既滿足新老管線系統安全可靠供氣,又能達到新建系統投資最省,運營費用最低的效果[2]。要實現上述功能,使系統構成最優化,必須將新老系統有機結合,構成一個完整的可以實現靈活調配的管網系統,進行工況模擬計算、分析,對管網系統構成方案進行優化,才能實現在充分利用已建設施的基礎上,新建系統投資省、安全、環保和節能的目的[3]。
2.1.2 管道內涂層設計節能分析
天然氣在輸送過程中,要克服管道摩阻。影響摩阻的主要因素是管內壁粗糙度。在輸送量和出口壓力一定時,內壁粗糙度越大,輸送壓降越大。管道內涂層技術在可以有效防止管道內腐蝕發生的同時,也是提高輸量的有效手段,尤其是對長輸輸氣管道更顯著。實際檢測表明,內涂層能夠使管道的輸氣量提高4%~8%[4]。輸氣管道采用內涂層,可以使管道內表面光滑、降低粗糙度、減小水力摩阻系數,從而達到提高管道輸氣量;在相同輸氣量條件下,可以降低壓縮機需用功率,既能減少機組建設的投資費用,又能減少投運后壓縮機的能耗費用和維護費用。如果從經濟性方面考慮,是否采取內涂層需要將管道全生命周期發生的費用合并計算。如果從節能減排方面考慮,采用內涂層后將擴大壓氣站的間距,減少壓氣站的數量和總裝機功率,從而降低燃料動力消耗。
2.1.3 合理選擇壓縮機組類型
壓縮機組是壓氣站乃至長輸管道的心臟。壓縮機組的原動機比較常用的是電動機和燃氣輪機。因電動機和燃氣輪機在機組效率和燃料排放折標煤系數上差別很大。因此,在充分考慮壓氣站當地能源供應的情況下,如何選擇原動機的類型達到節能減排的目的需要在設計時重點研究。如高壓大功率變頻器在陜京二線榆林壓氣站的應用,不僅能更好地滿足輸氣工藝變工況的要求,而且還能節省約10.45%的用電量,節能效果明顯[5]。
2.2 管道運行節能
2.2.1 管道運行優化
天然氣管道的優化運行就是在管道系統物理參數已經確定的條件下,根據氣源的供氣情況和各用戶的用氣情況,對管道系統的運行參數進行優化,既能滿足安全平穩輸氣和供氣,也能使管道總的燃料動力費用最低。由于優化的目標函數是以管道總能耗或者總功率最低,所以對于長輸管道來說,管道的優化運行是管道企業最大的節能技措。管道優化運行的影響因素較多。目前國內常用離線模擬軟件TGNET、SPS進行優化運行分析。通過SCADA系統將實際能耗數據在線采集上來,與方案進行對比分析,及時調整運行方案。
2.2.2 提高壓縮機的運行效率
壓氣站的運行費用占管道總運營費用的50%左右,壓縮機及其配套的原動機的能耗占壓氣站運營費用的70%以上,占長輸管道能耗費用的96%左右。因此,提高壓縮機組的效率將是降低輸氣能耗的重要措施。各類型機組在滿負荷時,電驅機組的效率為70%~85%,燃驅機組的效率為25%~40%。雖然機組的效率均在正常范圍內,但是效率相對低的壓縮機組就有節能的空間。壓縮機組在非滿負荷的情況下,通過提高入口壓力和調整壓縮機余隙達到提高運行效率降低能耗的目的。
2.2.3 減少天然氣放空
天然氣長輸管道在運行過程中,由于各種原因需要進行天然氣放空,如壓縮機的啟停放空、管線施工放空、站場設備的維檢修放空以及緊急情況的應急放空等。在生產運行過程中,通過合理安排管道施工作業方案和優化壓縮機的啟停,減少放空的次數并盡可能降低放空壓力,使放空量減少。
2.3 利用余熱余壓節能
2.3.1 壓縮機余熱節能技措
余熱發電是利用生產過程中多余的熱能轉換為電能的技術。根據調查,各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%,可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。余熱發電不僅節能,還有利于環境保護。
目前輸氣管道壓氣站驅動方式有燃驅和電驅,燃驅站使用的燃機排煙溫度接近500 ℃,燃機標態工況排煙量為 93.7 kg/s,屬于比較優良的余熱資源,正常情況下直接排放到大氣中。 通過余熱發電技術,將高溫的排煙廢氣作為熱源,通過余熱鍋爐生產蒸汽進入蒸汽輪發電機組用于發電。以某一壓氣站3臺30 MW燃氣輪機壓縮機組為例,按壓縮機組采用2用1備方式年運行各8 000 h計算,年發電量約1×108kWh,投資回收期不超過5年。
2.3.2 分輸站場壓差發電
目前,我國長輸天然氣大多采用高壓管輸方式,輸送的高壓天然氣經分輸站調壓降至中壓標準進入城市管網。天然氣在調壓過程中將損失大量的壓力能,如果能采取適當的措施回收利用壓力能,將提高能源的利用率,減少資源浪費,對提高天然氣管網運行的經濟性具有重大意義[6]。
天然氣壓差發電就是利用高壓氣體在降壓時產生的能量發電,亦稱“氣體直接膨脹方式”,主要設備是天然氣透平膨脹發電機組。以某一天然氣分輸站調壓壓降為2.5 MPa,年輸量在5×108m3,供氣時間8000 h計算,年發電量約為987×104kWh。如果所發電量能夠上網,投資回收期在3年以內,是非常好的節能項目。
2.4 新能源利用
目前可以在長輸管道站場應用的新能源有太陽能和地熱能。利用太陽能發電可以替代天然氣管道閥室中的TEG發電設備,可以減少TEG所帶來的維護量、高維護成本和部分安全隱患,該節能技術尤其適用于邊遠地區不易引入外電的閥室。
3 結論
在天然氣長輸管道的設計及運行過程中,根據不同管道的具體特點,積極有效的開展各項節能措施,優化輸送工藝,合理的選擇設備,改善設備的節能性能,將會明顯地提高長輸管道輸氣效率和降低管道能耗,同時也能降低管道運輸成本。
參考文獻:
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[2] 任啟瑞.輸氣工藝系統優化設計[J].天然氣與石油,2007,25(6):1-7.
[3] GB 50251―2003 輸氣管道工程設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2003.
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。總之,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:
前言:
隨著我國經濟的快速發展對能源提出了新的要求,從我國長期能源供應情況來看,雖然我國資源總量比較豐富,但是天然氣資源相對貧乏,且分布不平衡。截止2008年我國探明的可采儲量石油占世界儲量的2.3%,天然氣僅占0.6%。同時由于我國人口基數巨大,因此人均資源更加貧乏。因此,節能是緩解能源約束矛盾的必要選擇,是解決能源環境問題的根本措施。在黨和各級政府的會議上,多次提出優化結構、提高效率和降低消耗的能源戰略。燃氣節能不僅要在技術上應加大研究力度,同時也要加強科學管理創建合理的體制,以達到節約能源、降低污染的目的。
1 加強城市天然氣轉換的工作
天然氣作為一種高效、清潔的優質燃料已被世界各國廣泛采用,特別是其對環境保護所起的作用已越來越受到人們的重視。世界上許多發達國家從20世紀50年代起就開始了人工煤氣向天然氣轉換的過程,加拿大、英國、法國、荷蘭、澳大利亞、日本等國已完全用天然氣取代了人工煤氣。目前,我國城市燃氣的氣源主要包括人工煤氣、天然氣和液化石油氣。近年來,我國大力發展天然氣事業,全國城市燃氣的氣源結構發生了很大變化,天然氣將逐步取代人工煤氣和液化石油氣,成為城市的主氣源。
天然氣和人工煤氣、液化石油氣是不可互換的可燃性氣體。首先,天然氣的熱值比人工煤氣高,比液化石油氣低,華白數、燃燒勢也不同,同一種燃具不可能同時適應兩種燃燒性質相差甚遠的氣體;其次,天然氣一般是干氣,基本不合雜質,輸送壓力高;人工煤氣中含有水分、煤焦油等雜質,輸送壓力較低;液化石油氣以瓶裝供應為主,部分地區也采用小區氣化集中供應。這些特性的差異決定了原有城市燃氣輸配系統和燃氣用具在轉換為使用天然氣時,需要經過適當的改造和調整。轉換工程中應全面分析現有輸配系統中存在的問題,采用更新改造和加強巡查相結合的方法,最大限度地利用現有管網、設備、燃具,既考慮轉換的安全性,又嚴格控制轉換工程的投資;盡量減少轉換工程對燃氣用戶的不利影響提高利用率。
2 加強輸送管道的管理
天然氣在常溫常壓下是氣態,其密度小、體積大,管道輸送成為經濟有效的輸送方式。天然氣輸送系統是由輸氣管道和壓縮機站等部門組成的一個復雜的系統。由于輸送的氣量大、運距較長、壓力高、管徑大等特點因此就必須加強一定的管理。首先,這是―個連續輸送系統,一般靠氣獨自身壓力或加壓后通過管道輸送到目的地,經濟、安全、有效,但為了實現連續輸送,對系統中的產、供、銷諸環節要求緊密相連,系統的設計和操作也更為復雜;還有,燃氣供應涉及國家的能源安全和人民大眾的生產、生活,必須確保安全、可靠、不間斷地輸送;天管道的運行還要能適應氣源生產的均衡性和用戶需求的波動性,力求穩定供氣,為了連穩定輸送,與輸送管道系統配套的通信、自控等系統必須先進、完善、可靠,這樣才能最大的程度的提高燃氣的利用率、減少損耗。
隨著我國燃氣利用的發展,輸氣管道建設發展也不斷加快,天燃管道施工設計、技術水平有了很大提高。目前,我國制定了從管材生產、設備制造到勘察沒計、施工安裝、生產管理等一整套技術標準和規范,但是,由于輸氣管道建設起步晚,與國外發達國家相比,差距明顯:
管道分布不均,成網不夠科學;管道技術裝備水平較低;運行能耗較高,利用率低,管理人員多,經濟效益差;儲氣設施尚不配套.影響供氣可靠性。這些因素的都制約了燃氣節能的發展,這些也是未來建筑燃氣工程發展重點課題。
3 做好管道的防腐絕緣和保溫工程
燃氣管道和貯氣罐比較容易繡蝕,從而導致使用年限短,維修費用增大,燃氣利用率低、燃氣事故率高等不良影響,甚至由于腐蝕穿孔的沼氣可能引起中毒、爆炸和火災等重大事故。腐蝕的主要原因是由于鋼材表面接觸水、氧、酸性物質或堿性物質而引起的化學腐蝕,此外,土壤的導電性性,或土壤中的雜散電流進入鋼材中,由于鋼質中的晶體偏析,雜質等因素,一旦和電解質溶液接觸就會產生腐蝕電池而引起化學腐蝕。大氣腐蝕、土壤腐蝕和海水腐蝕等等,均是指在這些環境中引起的化學腐蝕和電化學腐蝕。燃氣工程中,防止腐蝕的主要方法就是把鋼材與腐蝕介質隔絕,即在鋼材表面作防腐絕緣層。加強管道的防腐蝕工作可以有效的減少維修費用、提高燃氣的可靠性和燃氣利用率。
在我國北方地區,敷設于地面以上或土壤冰涼線以上的燃氣管道,為了防止管道內燃氣中的冷凝水,荼和焦油等雜質在冬季涼(凝)結而堵塞管道,必須作保溫層,以提高燃氣的利用率和可靠性,選擇保溫材料時應該根據管道的敷設方式和敷設地點,燃氣溫度,周圍環境特點等因素加以考慮。
4 加強城市燃氣負荷管理
隨著社會和經濟環境的變化,燃氣負荷會隨時間推移而改變。在我國城市[鎮)燃氣正在向以天然氣氣源為主導方面轉變,這就促使我國燃氣系統的規模變大,并在相當長的一段時間內保持增長趨勢。在燃氣系統中,燃氣負荷數據對項目規劃、工程設計中設施和設備容量的確定、遠行與調度以及工程技術的分析研究具有根本性指導作用,對于加強燃氣的利用率、節約能源具有重大的意義。在城市(鎮)燃氣規劃、設計中,對于需氣量的基礎數據應進行科合理的分析研究,以便與可供燃氣資源協調,確定系統的配置規劃、討論項目的經濟性和建設所需資金,計劃生產、落實氣源、安排燃氣輸入計劃、調度燃氣儲庫、計劃燃氣各系統中各種設備裝置等環節中統籌兼顧,提高燃氣的利用率。
5 加強燃氣利用的管理
為了能盡量回收燃氣資源,減少浪費以達到降低污染,節約能源的目的,通過燃氣輸送單位不斷提高管理和技術水平來提高燃氣的利用率,同時可以對各工序燃氣單耗、燃氣回收等設立經濟技術指標,通過制度上的措施來調動廣大技術工作者和一線工人的能源節約意識,為加強燃氣的節能、降低碳污染在制度上給予支持和鼓勵。
同時,在技術管理上也要注重燃氣系統跑冒滴漏的預防和治理,燃氣的泄露不僅僅是照成經濟損失,同時也會安全帶來隱患,給環境帶來破壞。根據已有公司的治理經驗,本人建議對燃氣采取加強監控,對腐蝕較為嚴重的區域要及時更換管道等設備, 要切實的減少燃氣泄漏對節能工作和環境帶來的不利影響,也要保障安全的生產。也要注重燃氣的平衡,通過一些有效的措施,使燃氣節能及指標能落到實處,使整個燃氣系統達到了科學、合理的平衡,爭取燃氣基本實現零排放。
6 結語:
隨著我國經濟的持續發展勢必會對天然氣等能源提出新的要求,而作為不可再生資源的燃氣能源面臨著巨大的危機,加強燃氣技術的研發,創建合理科學的能源應用體制,是未來發展的必然方向,加強燃氣節能是緩解能源約束矛盾的現實選擇,是解決能源環境問題的根本措施。燃氣節能不僅要在技術上加大研究,同時也要加強科學管理創建合理的體制,以達到節約能源、降低污染的目的。
參考文獻:
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一、我國建筑電氣節能概述
我國是能源消費大國,能源相對短缺,每年要從國外進口大量的石油和天然氣等,而我國能源利用率又低,大約為30%,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巨大。近年來作為二次能源的電能供需矛盾尤為突出,而建筑電氣用電是又是耗能大戶。如果大量使用節能照明產品并采取有效的節能措施,則每年可節約用電數十億kWh,并可延緩溫室效應,減輕對生態環境的破壞,經濟和社會效益非常可觀。
二、建筑電氣節能的原則
在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下,減少能源消耗,提高能源利用率。堅持實用、經濟合理、技術先進的三個原則:
1、滿足建筑物的功能。即滿足照明的照度、色溫、顯色指數;滿足舒適性空調的溫度及新風量;滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻;滿足特殊工藝要求,如娛樂場所的一些電氣設施的用電,展廳的工藝照明及電力用電等。
2、考慮實際效益。節能應按國情考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內以節約的運行費用進行回收。
3、節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的,再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗,傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗,又如量大面廣的照明容量,宜采用先進技術使其能耗降低。
三、建筑電氣節能策略
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。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、高效的照明和節能控制系統設計。細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和節能燈均為高效光源,應積極推廣應用,盡量減少白熾燈的使用量。對于建筑物公共部分照明采用自熄開關控制系統。使用者需要時才開啟,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。對于建筑物電梯前室,由于其對于保證人員疏散的重要意義,所以此處只能采用翹板開關。
3、科學合理地利用太陽能照明技術。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。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。大型住宅小區以及公共建筑的室外照明系統應該設計采用太陽能蓄電的LED照明設備。
4、建筑電氣設備的節能
(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;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。
(2)給排水系統的優化控制。
(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等控制。
(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。
(5)電動門窗。包括門窗的節能控制、遮陽系統的自動控制等。
5、能源的綜合利用。采取提高系統的運行電壓和功率因數,減少無功功率及導線中的電阻,降低供配電系統線路損耗等措施。具體途徑有:
(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。必須采取措施減少線路能耗,如提高電壓等級、降低線路電阻,線路截面選擇要與國際接軌等。
(3)提高系統的功率因數。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。
(4)減少照明系統光能損失。其一,電氣設計要與建筑設計配合。其二合理選擇照明器具。最后合理選擇照明的配光曲線以提高照明利用系數。
四、結束語
在建筑電氣節能領域我們面臨著許多新的挑戰,對于建筑設計者而言,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,新技術等對于建筑使用者而言,就是要合理使用電氣設備,對電氣設備定期維保,確保其安全高效運行。
參考文獻
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
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。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。
(5)建筑電氣設備的節能。空調系統。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。
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。
我國是一個能源消費大國,每年都要從國外進口大量的石油和天然氣,而我國能源利用率又低,能源的缺乏已嚴重影響到國民經濟的發展,因此,如何進行有效的節能,并將電氣節能技術合理地運用于工程設計中,已經成為我們勢在必行的任務。
1.3 諧波治理裝置
電能質量的好壞,直接影響到工業產品的質量,電壓波形質量是評價電能質量標準之一。三相電壓波形的對稱性和正弦波的畸變率,就是諧波所占的比重。隨著科學技術的發展,非線性用電設備在電網中大量投運,諧波分量在電網中占的比重也越來越大。諧波分量增加了電網的供電損耗,干擾電網保護裝置的正常運行,直接影響電網的安全正常運行。我們對非線性用電設備產生的諧波必須進行合理的治理,使諧波分量不超過國家規定的相關標準。
2、電氣節能優化方法
2.1 正確認識電氣節能原理
我們必須正確認識電氣節能設備的節能原理,這樣才能真正實現怎樣節能減排。電氣節能是利用電氣設備的感性與補償電容器電流相位角相差的特點,減少感性負荷設備吸取無功能量,以達到節能的目的。[2]
2.2 認真貫徹電氣節能政策
可以建立討論會,立意見箱,多渠道征集實現電氣節能的措施。堅持技術創新和科技節能之路。堅持修舊利廢,定期進行設備維修,實現二次利用。加強設備的巡檢和保養。提高設備運轉率。健全和加強內部制度建設,充分調動車間員工的節能降耗積極性。
2.3 選用節能效果理想的電氣設備
通過選用節能型變壓器減少其有功功率損耗,以減少鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗,還應選用大容量的變壓器,盡可能減少變壓器的臺數,使變壓器經濟運行。應選用電導率較小的銅芯材質做導線、減少導線長度、增大導線截面積。提高系統的功率因數,減少無功在線路上傳輸。只要處理好無功補償及補償裝置的安裝地點這三部分,就可以實現合理的選擇無功補償方式而達到節能的目的。[3]
3、結語
目前,企業節能項目建議采用高效節能電機,也可以利用變頻器的合理使用實現節能,此外,選擇合理的照度、高效的燈泡光通量,提高燈具效率,對于電氣節能具有非常重要的意義。應充分利用自然光,使之與室內人工照明有機結合,采用高效節能光源。
參考文獻
中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)66-0164-02
0 引言
目前,世界建筑電氣的能源消耗量很大,已經占據了整個社會能耗總量的40%,所以實現全球的氣候目標,關鍵是降低建筑電氣能源消耗。應用大規模的節能減排措施,使建筑電氣節約的能源總量和全球運輸行業使用的能源總量持平。節能與減排是經濟社會發展的必要前提。近年來,由于對建筑電氣節能的要求越來越高,太陽能光伏發電被廣泛的用于現代化建筑中。下面主要對建筑電氣節能減排的主要措施和光伏新能源的應用進行簡單的介紹,這對提高整個工程項目的安全性、可靠性有重要意義,在國內的建筑電氣節能減排、應用光伏新能源的發展潛力巨大。
1 建筑電氣節能減排的主要措施介紹
1.1供配電系統的設計
供配電系統的設計應該簡單可靠,且配電的級數不要過多。根據用電負荷等級、容量以及分布,使變壓器進入到負荷的中心,而且配電系統宜采用環式的,以減少電能損耗,提高供電的質量。
1.2電壓等級的選擇
根據供電距離、用電設備的特性、計算容量及當地的用電現狀等因素總和考慮用電單位的供電電壓。一般情況下,高壓的配電電壓采用10kv,而低壓的配電電壓采用220/380v比較適宜。
1.3變壓器的選擇
建筑電氣在使用上會產生季節性負荷。季節性負荷是冬天取暖,夏天空調用電量大導致的。在設計時,如果季節性負荷大,則應使用專用的變壓器。
1.4提高自然功率因數
自然功率因數是在供配電系統沒有放入無功補償裝置時,有功功率和現在功率的比值。用電設備具有電感,通電以后易產生滯后的無功,這時需要引進超前的無功與其抵消,使得有功在傳輸過程中的損耗降低。
在負荷的有功功率維持不變的前提下,提高功率因數,可以減少負荷電流與無功功率,降低線路損耗。但是在實際應用中,并沒有達到節能的目的,只是減少了被電力部門罰款。
1.5降低電能在線路的傳輸中的損耗
首先導線要選擇電導率比較小的材質;其次線路要避免迂回供電,盡可能是直線,使損失在線路上的電能最少,變壓器離負荷中心也要近些;最后是電線電纜的使用規格,要合理選擇。
1.6照明部分的節能
在過去,普遍使用的是白熾燈,因為它不僅價格便宜,而且易于安裝,但是發光率比較低。近年來,隨著科技的提高,照明技術也日漸完善起來,LED逐漸被人們接受,其具有壽命長、低消耗以及高效率的優點,在很多領域都收到了不錯的效果。在建筑物內,用自然采光比較好,但應考慮采光度,而在照明設計中,采用高效的光源和高效的燈具,設計成自動控制開和關的方式,實現照明節能的母的。
2 光伏新能源的應用
2.1光伏新能源發電技術
能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力,現代的建筑對石油、天然氣等天然能源過于依賴,耗能高且效率低的建筑不僅使能源消耗增加,而且嚴重的污染了環境。太陽能是一種無污染又可再生的潔凈能源,資源豐富,對環境無任何污染,是世界各個國家競相開發的一種新型能源。
太陽能光伏發電是利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。由于其無污染、無噪聲、易于維護等有點,在城市建筑、美化工程等領域廣泛應用。
光伏新能源發電技術主要包括太陽電池板、控制器以及逆變器三個主要部分。
2.2光伏新能源發電技術的主要工作原理
太陽能發電系統所發的電能通過逆變器把直流電轉換為交流電,再由控制器對電能進行調節和控制,主要是通過光電效應產生電能。在光照條件下,太陽電池組件產生電動勢,通過充放電控制器對蓄電池進行充電。到了晚上則由蓄電池組在逆變器的作用下,將直流電轉換成交流電,輸送到配電柜,再由配電柜的切換作用進行供電。
2.3光伏新能源發電技術的特點
1)調整電網峰值,提高電網末端電壓穩定性,有效地消除電網雜波;
2)有效減少蓄電池組的使用費用;
3)光伏電池與建筑完美結合,使資源充分利用。
2.4光伏新能源發電技術的應用
2.4.1安裝和維護安裝
安裝要求在周圍無高大物體遮擋陽光和光照比較好的地方,如果是較大面積工程,要適當拓寬安裝場地,這樣有利于避免太陽電池板遭遇碰損。太陽電池板應朝向赤道,充分地利用太陽能。最好按傾斜角度放置,這樣使得使太陽電池板能給比較均勻地接受全年太陽輻射量。
2.4.2安裝過程中主要的注意事項
1)光伏板前不能有高大建筑物等遮蔽陽光,最好用指南針確定方位;
2)光伏幕墻都能有效防雷、防火等措施;
3)嚴禁碰撞、敲擊,以免損壞其元器件;
4)每年至少檢查兩次做常規性檢查含光伏幕墻、屋頂,時間最好安排于春、秋季;
5)應及時采取有效防護措施如遇到狂風、暴雨、冰雹和大雪等天氣。
3結論
一份關于建筑電氣能源效率的報告曾指出,到2050年,減少60%的建筑電氣能源使用量,是全球的氣候目標得以實現的關鍵所在。因此,應用大規模的節能減排措施,使建筑電氣節約的能源總量和全球運輸行業使用的能源總量持平,是一項重要的工程。節能與減排是經濟社會發展的必要前提。在國內,建筑電氣節能減排、應用光伏新能源的發展潛力巨大。
參考文獻
[1]梁貴才,陳浩,何純濤.單晶體太陽能光伏發電幕墻在節能建筑中的應用[J].施工技術,2009.
[中圖分類號]F275 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2010)45-0034-01
1 天然氣事故的常見類型
天然氣事故具體可歸納為以下幾個常見類型:
(1)天然氣管理部門的責任心不強所引起的安全事故,其主要原因有:①安全生產管理機構的缺失;②安全生產規章制度不完善;③員工培訓不全面;④安全管理工作投入不足,由于投入不足所造成的關鍵性安全設施建設不到位,以及宣傳力度的不到位,等等。
(2)由于設備方面引發的安全事故,其主要原因有:①設備不達標;②設備防護不當;③設備檢修不及時。
(3)由于員工引發的安全事故,其主要原因有:①員工應急情況下的心理緊張;②安全培訓不全面,員工業務素質熟練程度不夠;③服務不周全。
(4)居民用戶引發的安全事故,其主要原因有:①居民用戶對天然氣性能不了解;②用戶違規操作。
2 減少天然氣事故的措施
當然我們也不要“談氣色變”,只要了解天然氣常識、選擇專業人員安裝檢查、科學使用天然氣,天然氣建設和運行的安全還是可以確保的,現在著重講一下關于天然氣建設和運行的安全管理策略,具體方案如下:
2.1 規范以人為本的安全意識
人是造成安全事故的直接原因,因此,從思想上提高安全方法意識是加強安全管理的首要措施。
首先是認真學習相關的安全規程。工程管理人員和施工人員都要加強安全規程的學習,深入了解安全工作的重要性和重點方向,提高安全工作的深入,擦掉安全工作中的盲點,使安全管理工作的實效性大大提高。
其次是加強安全管理和工作的技術培訓。合理及時的培訓才能讓各崗位工作人員及時地掌握最新的隱患發現方法和處理手段,使得在今后的工作中能夠更好地運用自身技術來解決安全問題。
最后是加強以人為本思想的貫徹。克服工程管理人員的僥幸心理,防止違章情況,這樣才能讓管理人員加強安全管理工作的認識和思想,改善工作習慣,避免劣質材料的使用。
2.2 合理的天然氣運行管理措施
首先是對安全管理的統一協調。統一協調需要做到對工程項目的投運、報修、搶修等工作進行統一的安排和調度,各基層單位嚴格地按照規程和指令執行調度命令,及時地反饋情況,做到統一調度、堅定執行、分級管理。
其次是對設備的建檔和定期保養。天然氣運行單位必須對所有的器材設備進行登記入冊,方便在出現設備老損等問題時能夠及時檢修,并根據在案的記錄合理定制設備保養計劃。
最后是加強巡線管理力度。利用巡線檢漏車和人工巡線結合的方法,加大對燃氣管道的保護力度,及時發現管道漏氣隱患并及時維修。
2.3 對事故隱患的排查和預防
首先,人員預防方面要注重操作和使用人員的安全認識,讓隱患所造成的危害影響深入到工作人員心中,從而在人員操作上預防事故的發生,降低人員技術失誤、違規操作等原因造成的事故。
中圖分類號: TU855文獻標識碼: A 文章編號:
近年來,由于國家經濟的高速增長,電力供應也越來越緊張,每年的用電高峰,供電缺口都在增大,而且我國發電所使用的主要能源是不可再生的煤,不僅對環境污染同時也不夠節約能源。所以,各行各業提出了節能的要求,節約二次能源———電能,也就成為民用建筑電氣中重點。
1電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能設計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資、為節能而節能。因此,電氣節能設計應遵循以下原則:
1)適用性。就是基于滿足在建筑物內創造良好人工環境提供必要的能源,為建筑設備運行提供必需的動力,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)實際性。要充分考慮實際經濟效益,合理選用節能設備及材料,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。
3)節能性。應考慮采取措施減少或消除與發揮建筑物功能無關的消耗,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。
2電氣節能的措施
2.1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。
2.2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。
2.3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。
2.4建筑電氣設備的節能
1)空調系統。其主要內容包括:a.冷凍水與冷卻水系統的優化控制;b.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;c.熱交換系統溫差與流量的優化控制;d.變風量系統等控制技術。
2)給排水系統的優化控制。
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。
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。
5)電動門窗。包括門窗的節能控制、遮陽系統的自動控制等。
2.5能源的綜合利用
1)太陽能光伏電源系統。《措施》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。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)減少照明系統光能損失。其一,要電氣設計要與建筑設計配合。其二,要合理選擇照明器具。最后是合理選擇照明的配光曲線以提高照明利用系數。
2.6電動機在運行過程中的節能
在建筑電氣中的電動機都是與暖通、水道、建筑等工種的設備配套的,由設備制造廠商統一供應的。因此,其節能措施只能貫徹在運行過程中,除了上述的用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機輕載和空載運行。因為,在這種情況下,電機的效率是很低的,消耗的電能并不與負載的下降成正比。采用變頻調速器,使其在負載下降時,采用變頻的方式,自動調節轉速,使其與負載的變化相適應。采用這種方式,可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。但是,這種設備的價格仍偏高,因此在應用中受到一定的限制。另一種節能方式是采用軟起動器,軟起動器設備是按起動時間逐步調節可控硅的導通角,以控制電壓的變化。由于電壓可連續調節,因此起動平穩,起動完畢,則全壓投入運行。此設備也可采用測速反饋、電壓負反饋或電流正反饋,利用反饋信息控制可控硅導通角,以達到速度隨負載的變化而變化。它可用在電動機容量較大,又需要頻繁起動的設備,以及附近用電設備對電壓的穩定要求較高的場合。因為它從起動到運行,其電流變化不超過三倍,可保證電網電壓的波動在所要求的范圍內。但它是采用可控硅調壓,正弦波未導通部分的電能全部消耗在可控硅上,不會返回電網。
因此,它要求散熱、通風措施完善。其價格比變頻器便宜,在水泵系統中的大容量電動機的控制設備中可以應用。
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A文章編號:
我國單位GDP能耗是美國的3倍多,日本的6倍多,合理節約能源和有效提高能源利用效率將是我國經濟能否持續發展的重要因素。在我國,電氣能耗是建筑能耗的主要組成部分。因此,在建筑電氣工程設計、施工、運行階段采取相應的技術方法和預防和控制技術措施,保證建筑電氣在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下,減少能源消耗,提高能源利用率。
一、建筑節能的涵義
全面的建筑節能,就是建筑全壽命過程中每一個環節節能的總和。是指建筑在選址、規劃、設計、建造和使用過程中,通過采用節能型的建筑材料、產品和設備,執行建筑節能標準,加強建筑物所使用的節能設備的運行管理,合理設計建筑圍護結構的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和管道系統的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。全面的建筑節能是一項系統工程,必須由國家立法、政府主導,對建筑節能作出全面的、明確的政策規定,并由政府相關部門按照國家的節能政策,制定全面的建筑節能標準;要真正做到全面的建筑節能,還須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節,嚴格按照國家的節能政策和節能標準的規定,全面地貫徹執行各項節能措施,從而使每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀,將建筑節能真正落到實處。
二、建筑節能的重要性
世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類將不得不轉向成本較高的生物能、水利、地熱、風力、太陽能和核能,而我國的能源問題更加嚴重。我國能源發展主要存在四大問題:①人均能源擁有量、儲備量低;②能源結構依然以煤為主,約占75%。全國年耗煤量已超過1 3億噸;③能源資源分布不均,主要表現在經濟發達地區能源短缺和農村商業能源供應不足,造成北煤南運、西氣東送、西電東送;④能源利用效率低,能源終端利用效率僅為33%,比發達國家低10%。隨著城市建設的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約1 3%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400億M2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億M2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我國繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行。全面的建筑節能有利于從根本上促進能源資源節約和合理利用,緩解我國能源資源供應與經濟社會發展的矛盾;有利于加快發展循環經濟,實現經濟社會的可持續發展;有利于長遠地保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量、貫徹落實科學發展觀。
三、我國建筑節能現狀分析
目前,我國擁有世界第三大能源系統,一次能源總產量僅次于美國和俄羅斯。但因我國的人口眾多,人均擁有量很低,能源效率低下,未來建筑能源需求量很大。節約能源、降低能源消耗、提高能源效率關乎中國經濟的前途,也關乎全球的經濟發展。
四、建筑電氣節能