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一、建筑節(jié)能中實現(xiàn)能耗降低的必要性
隨著我國經濟的不斷發(fā)展,我國的建筑行業(yè)正處速成長的階段,建筑行業(yè)資源的消耗量大,尤其是在日常的施工過程中會產生大量的環(huán)境污染,如果能夠在建筑施工的過程中使用節(jié)能減排技術,不僅能夠為我國節(jié)省建筑資源,同時還可以實現(xiàn)人與自然的和諧相處,實現(xiàn)我國經濟的可持續(xù)發(fā)展。世界經濟不斷發(fā)展的同時,科學技術也在不斷地進步,與此同時人類活動對于資源的消耗以及環(huán)境的污染都越來越嚴重,在建筑施工的過程中使用節(jié)能減排技術是順應時展要求得必然之舉。所以在實際的建筑施工過程中我們一定要加強對建筑節(jié)能減排的施工設計,做好事先的準備工作。
二、我國建筑能耗現(xiàn)狀及存在的問題
1.我國已有的建筑總量和新建的面積已占到世界總建筑的一半,并且大都使用常規(guī)能源,幾乎全為高耗建材,使用過程中也在采暖、空調、通風和熱水使用方面有很大的資源消耗,分散分戶的使用方式也使資源利用率很低,并且供熱方面也有較大的浪費。
2.我國已有的建筑能耗高的原因主要有下列幾點:建筑的護欄部分多用實心粘心磚,熱導性也很差,并且在生產期間也會有很大的污染;目前我國建筑工程中門窗的設計普遍都比較簡單,所以隔熱性能也比較差,在使用的過程中會有大量的熱量損失,難以滿足我們對于建筑節(jié)能的要求;在整個建筑工程中,空調的耗能約占整體建筑耗能的一半,所以關于空調的節(jié)能設計是整個建筑節(jié)能設計的重點;其次在建筑工程中耗能最多的就要數(shù)整個建筑的照明系統(tǒng)了,雖然已經有了很多的節(jié)能型照明設備,但是應用還不夠普及。
3.現(xiàn)今我國政府極為關注建筑節(jié)能問題,并出臺了許多建筑節(jié)能法律規(guī)定和設計要領,但在實際工作過程中,這些法規(guī)和標準常常不能得到很好的貫徹落實。建筑用能上有下列趨勢,即發(fā)展中國家學習發(fā)達國家。農村學習城市,這也造成了建筑的高能耗,這種趨勢若繼續(xù)進行,則會使中國的能源面臨非常嚴峻的形勢。
三、降低建筑能耗的措施
1.建筑使用中的節(jié)能是要做好采暖、空調和照明的節(jié)能,必須根據當?shù)貧夂虻奶卣鱽磉M行分析,如果允許的話最好使用冷熱電聯(lián)供電設備,還能將采暖、空調、通風和熱水的問題解決;若有地熱,還可以用地熱進行供暖和熱水,這樣可以最大化地利用資源,提高資源利用率。做好節(jié)能工作我們不僅需要從已經建設好的建筑中入手,同時還要對已經建設好的建筑工程進行改造,在照明系統(tǒng)方面我們可以采取以下的解決措施。首先將以前能耗比較大的電燈換成綠色節(jié)能燈具,盡量使用能源利用率比較大的照明燈具。城市中有很多的公共設施,這些地方對于照明的需求量比較大,我們可以將這些地方的照明設備換成節(jié)能型的。
2.節(jié)能設計要考慮到設計的整體性,這樣才能真正做好設計工作。在進行節(jié)能設計的時候如果能夠考慮到設計的整體性,將會在很大程度上提高設計的科學合理性,同時在進行建筑節(jié)能設計的時候,我們要結合建筑周圍的具體情況采取合適的設計方案,盡最大可能地提高設計節(jié)能減排地效果。而且不同的地區(qū)他們的節(jié)能減排設計的方案也是不同的,所以我們在學習國外節(jié)能減排設計方案的時候,不可以照搬照抄。還有在進行建筑節(jié)能設計的時候需要結合建筑的整體結構進行設計工作。
3.現(xiàn)今新建設的建筑一定要落實好節(jié)能技術,我國現(xiàn)今技術最成熟的是太陽能光熱技術,該技術在我國也有了大范圍的推廣使用,但只供給滿足生活用的小型家用太陽能。但從系統(tǒng)規(guī)模化、低成本及控制方面分析,小型的家用太陽能與集中式太陽能相比有很大的不足,而將單樓或多樓作為單位的集中式太陽能,應在新建建筑中大范圍推廣。太陽能制冷方法現(xiàn)今有廠家開始生產,并且它也正好能減少人們夏季對空調的使用,所以值得大范圍采用該種技術。
4.建筑系統(tǒng)中主要的耗能設備包括空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、日常用水的供應系統(tǒng)、以及建筑內部的機械設備等。在這些耗能部位中,絕大部分的能量都是由空調以及照明系統(tǒng)消耗的,所以在進行節(jié)能減排的設計工作的時候,主要從這兩方面入手。以下是我們進行節(jié)能減排設計的時候用到的主要技術:①首先就是電梯設備的節(jié)能設計。電梯雖然不是最主要的耗能設備,但是在節(jié)能設計中加以考慮同樣可以節(jié)約大量的能源,我們可以在電梯的節(jié)能設計中考慮使用各種能源。②做好能源回收工作。利用能源回收設備,可以把建筑所釋放的能量進行一定的利用,運用此方法能高效的降低能源的使用。③控制好能源調節(jié)系統(tǒng),進而降低能耗。建筑的內部設施和系統(tǒng)的設計通常都是在滿負荷的狀態(tài)下工作的,但是在設計工作時它一般都不是滿負荷狀態(tài)的,所以這些常常滿負荷工作的設備就需要安裝有精準的控制盒調節(jié)設備,還要保證物業(yè)管理工作人員有較好的專業(yè)技術和高度的職業(yè)責任感,防止出現(xiàn)大馬拉小車的情況。所以做好控制調節(jié)工作對于建筑業(yè)的節(jié)能有很重要的作用。
四、結語
現(xiàn)今我國能源和資源緊張、環(huán)境污染所產生的問題也非常嚴重。住宅用、公用建筑數(shù)量也不斷增多,建筑能耗成為比重很大的耗能產業(yè),在我國的能源利用中有很惡劣的影響。但在建筑中除了照明和家電用電都是低品質用電,未來建筑業(yè)的發(fā)展將朝著低能耗、高資源利用率的方向發(fā)展。建筑節(jié)能工作的系統(tǒng)性是很強的,所以建筑業(yè)的各個工作人員必須協(xié)調配合好,并在工作時根據我國建筑業(yè)的發(fā)展情況,設置最科學、合理的節(jié)能方案。建筑節(jié)能工作不會一蹴而就,而筆者的主要目的就是希望能夠對以后節(jié)能工作的開展提供一定的借鑒。
作者:溫廣紅 單位:甘肅工程建設監(jiān)理公司
參考文獻:
中圖分類號:TQ441.41 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)27-0111-01
前言
黑龍江北大荒農業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司是建廠46年老企業(yè),先后進行了多次生產技術改造。現(xiàn)生產能力已經由建廠初期的年產5萬噸合成氨8萬噸尿素增加到年產18萬噸合成氨30萬噸尿素,采用水溶液全循環(huán)法生產尿素,現(xiàn)已經形成了多肽尿素、硫包衣尿素、大顆粒尿素等多個品種。節(jié)能減排一直是企業(yè)生產管理重要組成部分之一,曾上馬了尿素深度水解工程。這些措施均對企業(yè)節(jié)能減排發(fā)揮了重要作用。本文根據生產實際,對尿素生產裝置基本原理及節(jié)能減排措施加以分析。
一、尿素生產中的影響因素及操作優(yōu)化
1、水溶液全循環(huán)法尿素生產過程及基本機理
浩化分公司生產尿素采用的是水溶液全循環(huán)法。其生產過程一般可分為:二氧化碳的壓縮、氨的輸送、尿素的合成、未反應物的分解循環(huán)、蒸發(fā)、造粒和包裝、吸收與水解。
尿素工業(yè)生產是由氨和二氧化碳直接合成尿素,其總反應式為:
這是一個可逆放熱反應。實際上尿素生成是分兩步進行:
第一步:液氨與溶解的二氧化碳在高溫高壓下反應,生成氨基甲酸銨(簡稱甲銨)熔融液:
這是一個強放熱反應,反應速度很快,容易達到化學平衡,甲銨的生成率很高。
第二步:甲銨脫水生成尿素
這是一個微吸熱反應,反應速度較慢,需較長時間才能過到化學平衡,且只能在液態(tài)時才有較明顯的反應速度,因此,甲銨脫水是尿素合成過程中的控制反應。在合成尿素時需控制壓力19.8~20.0 MPa、溫度約為186~188℃條件下進行,為了移走合成系統(tǒng)多余的反應熱,工藝上采用百分之百的過剩氨來實現(xiàn)系統(tǒng)自熱平衡。
2、尿素生產操作優(yōu)化
(1)選擇最佳操作溫度:溫度是影響尿素平衡轉化率的重要因素,尿素合成的平衡轉化率隨溫度的升高而升高,但當其他條件不變時,溫度超過一定值后,轉化率又會下降,因此,存在一個最佳的操作溫度。要得到最大的轉化率,尿素合成塔應盡可能控制在最佳操作溫度下運行。
(2)提高氨碳比:提高原料氨碳比,在進行尿素合成時,可以提高尿素合成的轉化率。當有過剩氨存在時,不僅有利于提高轉化率,還可以抑制某些副反應。氮碳比可以通過進料調節(jié)機構進行調節(jié),不過高氨碳比雖然能夠提高尿素合成轉化率,但太多過剩氨也會造成系統(tǒng)利用效率下降,并使能耗升高,增大后續(xù)設備的負荷,同時也將提高系統(tǒng)的平衡壓力,因此實際操作時氨碳比也有一個合理的最優(yōu)選擇范圍。
(3)降低水碳比:研究表明降低水碳比,可以大幅度提高尿素轉化率,水碳比每降低0.1,轉化率就可提高1%以上,因此應當盡可能地降低水碳比。要控制系統(tǒng)的水碳比,只能通過低壓甲銨液的含水量來控制,而控制低壓甲銨液的含水量又要通過對低壓循環(huán)吸收系統(tǒng)、0.7MPa系統(tǒng)和水解系統(tǒng)進行綜合調整來實現(xiàn)。
(4)延長反應時間:反應時間的長短與反應是否達到或接近化學平衡有關。反應越接近化學平衡,轉化率就越高。尿素合成反應最少需要40^50分鐘的反應時間,才能達到接近化學平衡狀態(tài)的轉化率。如果反應時間少于40分鐘,則轉化率明顯降低。但過長的時間也是不利的,因為一般來說,雖然得到較高的轉化率,但整個合成塔的生產強度卻降低了,故操作中可選取1小時左右的反應時間。
二、尿素裝置節(jié)能減排潛力
節(jié)能核心是采用技術上可行、經濟上合理、環(huán)境和社會可以接受的方法,來有效利用能源。所以,節(jié)能并非是在生生產中簡單地少用能源,其實質是充分有效地發(fā)揮能源的作用,使同樣數(shù)量的能源可以提供更多的有效能,從而生產出更多、更好的產品,創(chuàng)造出更多的產值和利潤。尿素工業(yè)自上世紀七十年代從國外引進,經過三十余年發(fā)展工藝已經相當成熟。大慶石化公司化肥廠等多家大氮肥裝置都經歷了擴能改造,雖然改造的方式有所不同,但是都大幅度的提高了產量,能耗和物耗也有所下降。
三、尿素裝置節(jié)能減排措施
經過分析尿素裝置的熱力學系統(tǒng)和物料平衡的原則,尿素裝置節(jié)能減排通過以下幾個途徑實現(xiàn):
1、提高生產裝置的長周期、滿負荷運行能力,降低產品的單耗。裝置大型化,集約化是未來化工裝置降低能耗的基礎,對現(xiàn)有裝置的擴容改造也有降低產品單耗的能力,但是這會增加設備投資費用,要合理把握裝置投資費用和生產費用的平衡。而長周期穩(wěn)定的生產工況降低的能源和材料的浪費,保證了能源利用和經濟效益的最大化。
2、工藝的持續(xù)改進,優(yōu)化操作,不斷優(yōu)化參數(shù),提高主產物收率,減少低價甚至無用的副產物產量。生產過程中各種參數(shù)的波動時不可避免的,如原料的成分、溫度、產量、蒸汽需求量等,如果生產優(yōu)化條件能隨著這些參數(shù)的變化相應的變化,將能取得很大的節(jié)能效果。為了產品生產的合格率,我們裝置內一些設備留有頗大的設計裕度,這些設計裕度如果控制不準確會大大增加能耗。
3、提高能源利用率,分三方面:
(1)提高動力蒸汽能的利用效率;(2)提高換熱介質的利用率;(3)對生產電力系統(tǒng)進行整體節(jié)能改造,如采用安裝變頻器的方式給壓縮機組或大型電機提高效率。
4、提高水資源的二次利用率。盡可能回收利用廢水,將之轉化為可利用物質。水解系統(tǒng)處理出的水解水可以循環(huán)利用,盡量實現(xiàn)“零排放”嚴格管理標準。
5、加強巡檢。細心檢查裝置的運行狀況,檢查到一處“跑、冒、滴、漏”處理一處,一切事故都是有先兆的,都是可以控制的,要在事故發(fā)生前及時排除。加強巡檢保障裝置平穩(wěn)運行,降低了設備和原料的損耗,對節(jié)能減排有重要意義。
【中圖分類號】U12【文獻標識碼】A
【文章編號】1007-4309(2010)12-0061-2
一、引言
交通運輸是國民經濟的重要組成部分,對國民經濟的發(fā)展起著基礎性、支撐性和服務性的作用,其特點決定了在交通運輸過程中,必然伴隨著大量的能源消耗,也會帶來生態(tài)環(huán)境的負面影響。我國經濟正處于高速增長期,經濟的增長、城市化進程的加快及交通工具保有量的迅猛增加,導致了交通運輸需求和服務的迅速增加,使交通部門的能源消耗,尤其是石油產品消耗也在迅速增加。從世界范圍來看,交通運輸作為能源消耗性行業(yè),尤其是一次性石油能源消耗大戶備受社會各界關注。本文針對公路和軌道運輸過程中,能耗的影響因素和采取的節(jié)能措施兩方面對交通運輸過程中的能源消耗進行了分析。
二、交通運輸能耗的影響因素
(一)影響公路運輸能耗的因素
1.車輛特性
車輛特性是指車輛的物理特性和運行特性,如車行技術、車速等。車輛的技術狀況是影響油耗的主要因素,與發(fā)達國家相比,我國汽車能源消耗水平與國外發(fā)達國家存在著相當大的差距。在汽車技術性能方面,如果將相同或相近車型進行燃油效率比較,我國汽車每百公里平均油耗比發(fā)達國家高20%以上,資源利用效率較低。
2.公路條件
公路條件是指公路的幾何條件和路面特性,如縱坡、路面平整度。一般對于縱坡大、路面平整度差的公路,以相同的汽車完成同樣的運量要比縱坡小、平整度好的公路消耗更多的燃料,從這個意義上說,高等級公路運輸比低等級公路運輸節(jié)能,即能源利用率會因公路等級的提高而提高。
3.交通流量條件
交通量大小和交通構成是影響車速的重要因素,通常交通量大的混合交通要比交通量小的非混合交通條件下,車輛的能耗要大。
4.其他因素
駕駛員的操作水平、交通管制等也是影響公路運輸能耗的重要因素。研究表明,不同操作水平的駕駛員駕駛車輛油耗相差達7%-25%;車輛的里程利用率提高1%可使汽車油耗降低3%等。因此,提高汽車使用水平,也是公路運輸節(jié)能的一個要方面。
(二)影響軌道運輸能耗的因素
在制定能耗指標評價體系的過程中,應考慮各種相關要素對能耗指標的影響。只有從最基本的要素單元進行細致分析和綜合評價,才能夠制定出科學、合理的評價指標體系。軌道交通能耗評價指標體系中需考慮的要素,可概括劃分如下:
1.時間要素:施工期、調試期、初期、近期、遠期
軌道交通施工過程中,通常有部分線路在完成階段建設目標后即開始運營,因此,運營長度對軌道交通網絡總能耗將產生直接的影響。
2.區(qū)域要素:市區(qū)、郊區(qū)
市區(qū)人員流動性大,市區(qū)軌道交通的載客量明顯高于郊區(qū),載客量的多少對于電梯、空調等設施的能耗會產生影響。
3.線路節(jié)能坡采用比例:高、中、低
根據深圳地鐵列車開行計劃及不同節(jié)能坡方案的比較,可以看出不同的線路縱斷面方案對軌道交通系統(tǒng)長期的運營能耗會帶來很大的影響。
4.車站要素:高架站、地面站、地下站
不同的線路,站內耗電會有較大差距,特別在使用空調的季節(jié),地下和地面的能耗明顯高于高架。
5.設備要素:牽引供電系統(tǒng)、通風與空調系統(tǒng)、屏蔽門、照明、給排水、自動扶梯、弱電系統(tǒng)、車輛基地設備
不同型號的列車采用不同的節(jié)能型設施,都可以達到節(jié)能的目的。
三、交通運輸節(jié)能措施
(一)公路運輸節(jié)能的主要途徑
第一,加強公路運輸節(jié)能的法制建設,建立和完善公路運輸節(jié)能管理機制。同時要建立一個體系完整的公路運輸節(jié)能行政管理體系,健全運輸能耗數(shù)據統(tǒng)計指標體系和監(jiān)測體系,建立起一整套公路運輸節(jié)能激勵機制。比如,山西省早在2004年就出臺了支持車用甲醇汽油產業(yè)化的試點政策,規(guī)定凡使用80%-100%高濃度甲醇的汽車,到2006年底為止,免征養(yǎng)路費和客運附加費。2006年,山西省又出臺政策:2010年前,山西省將繼續(xù)對使用高比例甲醇的汽車免征養(yǎng)路費。
第二,積極使用替代能源,大力發(fā)展新能源,尤其是可再生能源,減少對傳統(tǒng)能源的消耗。如開發(fā)使用液化石油氣汽車、壓縮天然氣汽車;用乙醇、裂解油、堿性植物油等生物質液體清潔燃料直接代替汽油、柴油等動力燃料;在汽油中加入10%的酒精,可提高汽車的辛烷值,改善內燃機效率。
第三,加大各種運輸方式之間的協(xié)調和銜接。鐵路、水運和管道運輸?shù)哪茉聪乃絻H為公路運輸?shù)氖种唬踔翈资种?,應統(tǒng)一調整運輸結構,鼓勵能源消耗低的運輸方式在整個運輸體系中發(fā)揮更大作用,優(yōu)化綜合運輸體系結構。
第四,改進運輸車輛。改進運輸車輛包括改善車輛發(fā)動機的燃料經濟性,減輕車輛自重,減少行駛阻力(子午線輪胎、流行性車身等),改進變速箱和傳動系等。隨著我國私人擁有轎車的不斷增加,從節(jié)約能源角度出發(fā),應當適當發(fā)展柴油轎車。
(二)軌道運輸?shù)闹饕?jié)能降耗措施
1.線路節(jié)能
線路節(jié)能設計主要考慮盡可能優(yōu)化曲線半徑,以減少車輛行駛過程中因曲線阻力大而增加電耗;優(yōu)化線路節(jié)能坡,設置合理的進出站坡度,使列車進站時上坡,將動能轉化為勢能,列車出站時下坡,再將勢能轉化為動能,這樣有利于減少牽引能耗;線路縱坡設計還綜合考慮泵站位置等設備布置,以達到優(yōu)化、合理、經濟、節(jié)約能源的目的。
2.車輛節(jié)能
可以選用調頻調壓控制的交流牽引系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過變頻調速避免了列車調速時由附加電阻消耗掉大量的電能,也不會因附加電阻的發(fā)熱提高隧道內的溫度而要求增加通風量和制冷電能,因此可較多地回收車輛制動能量。
3.供電系統(tǒng)節(jié)能
(1)牽引供電系統(tǒng)節(jié)能設計
合理設置中壓供電網絡接線形式,既減少系統(tǒng)電纜的長度,也可以減少開關設備數(shù)量,降低設備損耗和線路損耗,達到節(jié)能的效果。另外選用環(huán)保節(jié)能設備,亦可節(jié)約相當多的電能。
(2)動力照明系統(tǒng)節(jié)能設計
動力照明配電設計按照負荷分級供電的原則進行,采用集中無功自動補償和分散無功補償措施,提高功率因數(shù),降低線路損耗。
4.通風空調系統(tǒng)節(jié)能
(1)風機變頻控制
通風空調系統(tǒng)的設備一般按遠期高峰小時運行情況進行配置,而系統(tǒng)負荷隨列車的對數(shù)、客流的變化而變化。
(2)采用節(jié)能運行模式
由于城市軌道交通內部的發(fā)熱量大,具有全年熱負荷的特性,通風空調系統(tǒng)的設計應充分利用非空調季節(jié)室外的天然冷源對城市軌道交通內部進行冷卻,盡量減少空調系統(tǒng)的運行時間,節(jié)約能耗。
5.設備監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)能
采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)對全線各車站內的變電所系統(tǒng)設備、通風空調系統(tǒng)設備、給排水系統(tǒng)設備、電梯系統(tǒng)設備、低壓照明系統(tǒng)設備進行綜合性的監(jiān)控與調度管理。根據不同季節(jié)、各車站不同的客流情況、室內外的環(huán)境情況,做到合理送排風(空調),使空調得到有效的利用。
6.車站綜合UPS電源系統(tǒng)
新建城市軌道交通線路的弱電系統(tǒng),如通信、信號、綜合監(jiān)控、AFC等,設置綜合UPS電源系統(tǒng),對各設備系統(tǒng)的UPS電源進行技術整合設置,減少UPS電源設備的重復設置的節(jié)能效果。
四、結論
目前關于交通運輸能源消耗的研究,涉及面較廣,在確定公路和軌道能源消耗影響因素的同時,積極采取基礎統(tǒng)計數(shù)據與指標的可比性研究及不同交通方式能源消耗的可比因子研究,對于交通運輸中的能耗分析具有重要意義。綜合考慮各種指標定義原則,建立適用于交通運輸路網的能耗指標體系,將該能耗體系直接地應用到現(xiàn)有線路能耗評估,為節(jié)能措施的制訂提供理論依據,在政府決策、線路規(guī)劃、基本設施建設、設備選購、運營管理等方面具有指導作用。
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中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
1 居民住宅建筑能耗分析
1.1 傳統(tǒng)住宅能耗分析[1]
傳統(tǒng)住宅的能耗分為兩部分,分別是住宅建造過程的能耗和使用過程的能耗。住宅建造過程的能耗主要有耗材、耗地,住宅使用過程中的能耗主要有耗能與耗水兩部分。其中,所占能耗比重最大(約占80%以上)的是住宅使用過程中對能源的消耗,包括住宅的采暖、空調、熱水供應、炊事、照明以及住宅電器消耗。其中采暖能耗數(shù)量占到了建筑能耗的65%,占到全國總能耗的13%。)
與發(fā)達國家相比,我國建筑節(jié)能設計起步較晚,且能源浪費現(xiàn)象又十分嚴重。如我國建筑采暖,外墻的耗熱量為氣候條件接近的發(fā)達國家的4~5倍,外窗為1.5~2.2倍,門窗透氣性為3~6倍,屋頂為2.5~5.5倍,總耗能是3~4倍。
1.2 住宅建筑節(jié)能影響因素
造成以上這種浪費狀況的主要原因有:①節(jié)能意識淡薄,致使房屋建筑結構設計不合理;②過于著重工程的初始投資,而很少考慮建成后的日常運行中的能耗費用;③設備效率不高,運行管理不善;④采用傳統(tǒng)建筑材料建造房屋,建筑設計保溫標準偏低等。
如果現(xiàn)階段還不重視城市住宅的節(jié)能設計,而任高耗能建筑大行其道,那么城市住宅建筑能耗增長的速度將遠遠超過我國能源生產的增長速度,國家的能源生產勢必難以支撐這種浪費型需求。
2 居民住宅建筑節(jié)能措施
2.1 規(guī)劃與建筑設計方面[2]
2.1.1 建筑群規(guī)劃中的節(jié)能
2.1.1.1 建筑群通風
組團綠地能較大面積獲取良好的自然風,這是衡量組團布局優(yōu)劣之一個重要參數(shù),它不僅為組團空間創(chuàng)造了良好的“風環(huán)境”,同時又為住宅內部自然通風奠下了良好的根基。下圖是幾種有利于通風的建筑群布局方式。
為防止冬季寒冷的北風橫貫住宅小區(qū)內部,住宅北側應設計為封閉的住宅樓群或其它附屬建筑物,并與常青樹一起形成防風帶。為了引進夏季的涼爽的南風,西側應設計為開放的樓群及便于通風的綠化樹木。根據主導風向采用靈活的住宅布置方式。
圖2.1 建筑群體布局與通風
2.1.1.2 利用水體和綠地誘發(fā)微小氣候
住區(qū)區(qū)內,住區(qū)相鄰或附近有水面,白天水體會因水能吸收大量的熱輻射而被蒸發(fā)降溫,夜間水體則會緩緩釋放熱量。白天與夜間水陸會產生氣溫差而形成良好的微小氣候。
合宜的綠化組織可有效遮陽,喬木群與綠蘺也可組成“氣流通道”,減少或增加喬木、綠蘺面積可增大或減弱氣流速度,壓差的變化可改變氣流路線。要重視住宅區(qū)的綠化設計,綠化植物具有多種功能,它能改善住宅環(huán)境的小氣候、調節(jié)氣溫、增加空氣濕度、防西曬、防風沙、減噪聲、凈化空氣、減少太陽輻射熱,現(xiàn)代居住區(qū)越來越重視綠化設計,一般要求綠化覆蓋率達50%以上。
圖2.2 水體效應
圖2.3 綠地效應
2.1.1.3 日照的有效利用
陽光,不但是萬物生長之母,同時也是人們白天在戶外活動、作業(yè)之照度源泉,太陽的紫外線具有良好的殺菌作用(日照二小時殺菌效果可達75~85%,三小時可達90% ),陽光的長波能防治人體多項疾病。因而日照也是住區(qū)、住宅健康之保證。以北方為例,住宅建筑應有良好的日照和朝向,住宅的朝向應以冬季日照是否充分為主要依據,為保證良好日照采用合理樓間距和布置形式。
圖2.4 住宅群爭取日照的方法
2.1.2 建筑設計中的節(jié)能[3]
2.1.2.1 體形系數(shù)
從建筑設計節(jié)能來看,主要考慮建筑物的體形系數(shù)(F0/V0)。在住宅體形設計時,應注意用最小的維護結構面積(F0)形成滿足功能要求的室內空間體積(V0)。F0值(外墻表面積)越小越有利于建筑節(jié)能。節(jié)能建筑體形系數(shù)宜控制在0.25到0.28之間。所以,平面建筑應規(guī)整,盡量減少護結構面積。
2.1.2.2 合理組織氣流
合理組織穿堂風,加強室內對流,創(chuàng)造夏季適宜的室內小環(huán)境,以達到使用便利,環(huán)境舒適的效果。
2.1.2.3 熱環(huán)境的合理分區(qū)
把熱環(huán)境要求較低的廚房、廁所、過廳等布置在北向,而盡量爭取將臥室布置在南向,充分利用太陽能,保持冬季室內有較高的溫度,應適當減少北窗開窗面積。
2.2 建筑技術相關措施方面
2.2.1 墻體節(jié)能
我國長期以實心黏土磚為主要的墻體材料,用增加砌筑厚度來滿足保溫要求,這對能源和土地資源是一種嚴重浪費。因而在節(jié)能的前提下,應進一步推廣復合墻體和空心磚墻技術。積極推廣使用新型墻體結構體系和材料,實現(xiàn)墻體材料的革命。在住宅中引導推廣使用混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊具有質輕、隔熱的優(yōu)點,在發(fā)達國家普遍使用,我國是一個經濟水平比較落后的國家,要充分利用一切廉價的資源,生產混凝土空心砌塊、輕骨料砌塊、摻粉煤灰的混凝土空心砌塊等[4]。
墻體保溫方式主要分為外墻內保溫,外墻外保溫和夾芯保溫三類。其中,外墻外保溫是將絕熱材料復合在承重墻外側,熱穩(wěn)定性好,居住較舒適,但外保溫材料要經得起日曬雨淋和冰凍的侵襲,對保溫材料耐久性提出較高要求;夾芯保溫,即將絕熱材料設在外墻與內墻中間,可取得良好的保溫性,但要填充密實,避免內部空氣對流,且不適用于舊樓改造。
另外,在節(jié)能設計中也應根據墻體的朝向不同而設計不同的墻體厚度。如各面墻均相同,由于各朝向所吸收到的太陽輻射量差別很大,特別是南面墻冬季吸熱較多,因此不如將增加的保溫材料集中設置于北墻或東西墻,這樣可以減少保溫費用,在構造上也容易做得比較簡單。
2.2.2 門窗節(jié)能
窗戶對住宅熱環(huán)境的影響相當大,它既是太陽輻射的得熱部件,也是主要的失熱部件。所以,窗節(jié)能是非常重要的。
1. 在保證室內采光的前提下,合理確定窗墻面積比是節(jié)能的重要措施之一。以下是符合我國國情的窗墻比:
表2.1 窗墻比表
朝向 窗墻面積比
北 0.25
東、西 0.30
南 0.30
另外,應減少、改善迎風面開窗面積的比例,從夏季自然通風角度考慮,迎風面與背風面(以夏季主導風向為基準),窗戶開洞面積應有一定的比例,其比值約為1:0.7,既減少冬季冷風的滲透,有利于室內保溫,又增加了夏季的滲透通風,改善了生活環(huán)境的舒適度。
2. 窗戶的傳熱系數(shù)約為墻體的3~4倍,只有門窗達到每小時每米縫長的空氣滲透量≤ 2.5m3 ,才能達到節(jié)能優(yōu)化設計。為此,要利用新型門窗材料,改善保溫隔熱性能。例如 Low-E玻璃。
2.2.3 屋面節(jié)能
在住宅建筑屋頂構造設計中,應使用高效保溫材料、架空型保溫、倒置保溫等進行合理的保溫和隔熱設計,這樣可以很好地保證在冬季低溫地區(qū)、夏季高溫地區(qū)給室內提供適宜的生活溫度,同時為冬季的暖氣用能、夏季的空調降溫用能節(jié)省出大量能源。
屋面節(jié)能措施的要點。
其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數(shù)較高的保溫材料,以免屋面重量、厚度過大(荷載問題)。
其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料以防屋面濕作業(yè)時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。如選用吸水率較高的保溫材料,屋面上應設置排氣孔以排除保溫層內不易排出的水分(防水問題)。
目前,高效保溫材料已經開始應用于屋面。一些建筑的屋面保溫,采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規(guī)的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法,就克服了常規(guī)作法的諸多缺點。
2.2.4 地面節(jié)能
為了改善底層住戶的室內熱環(huán)境,減少熱損失,據資料可在墊層下鋪設100mm厚干爐渣在做面層。還另采用地板輻射采暖系統(tǒng)進行住宅建筑的供熱,首先它較對流供暖方式熱效率高,熱量相對集中在人體受益的高度內,在同樣使人感到溫暖的前提下,室內設計溫度可以比后者降低2-3攝氏度;其次,因為它使室內沿高度方向上的溫度分布比較均勻,溫度梯度很小,熱媒低溫傳送,在傳送過程中的熱損失可大大減少;再其次,控制閥門集中在分配器,方便調節(jié)室內溫度,且無人時可關閉,從而減少供暖能耗;最后,由于地面層蓄熱量大,熱穩(wěn)定性好,因此在間歇供暖的條件下,室內溫度變化緩慢,特別適用于住宅建筑。
2.3 其它措施
2.3.1 改變供熱收費方式,實行分戶計量[5]
我國以往采取的“包費制”,即按面積收費的政策,使得個人式公共建筑的使用者,失去了節(jié)約能源的意識。分戶計量收費,充分體現(xiàn)了 “熱”的商品屬性,同時也充分調動了人們節(jié)能的主動性。
2.3.2 推動太陽能與建筑一體化
把太陽能的利用納入環(huán)境的總體設計,把建筑、技術和美學融為一體,太陽能設施成為建筑的一部分,相互間有機結合,取代了傳統(tǒng)太陽能的結構所造成影響。利用太陽能設施完全取代或部分取代屋頂覆蓋層,可減少成本,提高效益。一般對平屋頂而言用覆蓋式,對斜屋頂用鑲嵌式。
3. 結語
建筑節(jié)能是現(xiàn)代技術發(fā)展的一個方向。建筑節(jié)能在我國是一項長期而艱巨的任務,我國的人口、資源、環(huán)境和社會制度,決定了只有在合理、高效利用現(xiàn)有能源的基礎上加強再生能源的開發(fā)和利用,加強建筑節(jié)能標準規(guī)范的建設和執(zhí)行力度才能保證我國21世紀發(fā)展戰(zhàn)略的順利實施。當前,我國建筑節(jié)能工作已進入發(fā)展新階段。為此,我們建議[6]:
(1)我國居住建筑圍護結構的傳熱系數(shù)普遍偏小,夏熱冬冷地區(qū)尤其明顯,建筑能耗浪費嚴重,必須大力推廣節(jié)能型建筑材料。
(2)建立檢測機構
目前在我國建筑市場很不規(guī)范情況下,設計、施工也很不規(guī)范。雖然在熱工計算書中的數(shù)據是節(jié)能的,施工圖紙也是節(jié)能的,但實際測試結果并不一定符合節(jié)能標準,因此,很有必要建立檢測結構,以規(guī)范節(jié)能建筑的施工,保證節(jié)能建筑節(jié)能效果)。
參考文獻:
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[3] 楊蕊等. 住宅建筑熱環(huán)境節(jié)能優(yōu)化設計的探討[J]. 陜西建筑, 2006(133)
從樓宇建筑領域中的電能消耗所占成分來看,照明耗電量是建筑電氣電能消耗的主要成分,其大約占整個樓宇建筑用電量的12%~25%左右,同時隨著人們日常生活水平的不斷提高,該比值還在不斷增長。建筑照明系統(tǒng)能耗在整個樓宇建筑能耗中所占的比例相當大,每年全國樓宇建筑照明用電所消耗的電量相當高。因此,建筑照明系統(tǒng)中存在非常大的節(jié)能潛力,在樓宇建筑快速建設發(fā)展的當今,如何采取各種先進的電氣照明系統(tǒng)節(jié)能降耗技術措施,就成為建筑電氣工作人員研究的重要內容之一。
1 樓宇建筑照明系統(tǒng)節(jié)能潛力分析
從建筑照明系統(tǒng)多年年平均電能消耗率統(tǒng)計分析和實際經驗可知,照明系統(tǒng)其電能消耗比例約占整個樓宇建筑電能消耗的12%左右,如按照2010年全國樓宇建筑總用電量按照28000億kWh計算,則建筑照明系統(tǒng)中所產生的電能消耗量就達到3369億kWh。而采用新型節(jié)能光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)老式耗能光源其可以達到約25%~35%的節(jié)能效果。
2 樓宇建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗措施探討
2.1 選用高效節(jié)能燈具
在進行智能樓宇照明系統(tǒng)安裝調試過程中,應結合工程實際情況選用高效光源和節(jié)能型燈具。對于大多數(shù)老式建筑社區(qū)而言,其路燈、樓梯、以及公共場所等地方的照明大多采用長明白熾燈或水銀燈,其在運行過程中會造出大量的照明資源浪費,而且與整個環(huán)境的照明很不匹配,因此在進行改造安裝調試過程中,應合理選用緊湊型熒光燈等燈具。采用緊湊型節(jié)能熒光燈與普通高耗能照明白熾燈其所取得的節(jié)電效果如表1所示:
表1 緊湊型節(jié)能熒光燈與普通高耗能照明白熾燈節(jié)電效果比對
從表1可知,在照度相同情況下,緊湊型節(jié)能熒光燈可以達到75%左右的節(jié)電效果。對于老式辦公、商業(yè)樓等建筑照明區(qū)域進行照明系統(tǒng)改造安裝調試時,可以采用節(jié)能型熒光燈對常規(guī)老式帶電子鎮(zhèn)流器等高耗能燈具進行節(jié)能改造,其可以達到的節(jié)電潛力大約在35%~50%左右,光效可高達50%以上,還可以有效消除頻閃效應和燈具運行噪聲,同時節(jié)能型熒光燈還具有較長的使用壽命,具有非常強大的節(jié)能改造經濟效益。據大量安裝調試經驗可知,采用節(jié)能型熒光節(jié)能燈具進行照明系統(tǒng)改造,其大約可以在運行2年后就可以收回整個改造工程的原始投資成本。
2.2合理選擇照明輔助裝配件
鎮(zhèn)流器也是照明系統(tǒng)電能消耗的主要成分,而性能水平較高、運行可靠性較強、電能轉換效率較高、綜合能耗較低的節(jié)能性電子鎮(zhèn)流器已成為建筑樓宇照明系統(tǒng)首選的優(yōu)良產品。在采用電子鎮(zhèn)流器產品時,應重視電子鎮(zhèn)流器在運行過程中產生的高次諧波對樓宇建筑照明系統(tǒng)供配電系統(tǒng)的影響,并有針對性的采取相應技術措施,改善照明系統(tǒng)的運行環(huán)境,提高其電能的綜合轉換效率。
2.3采用合理照明節(jié)能降耗控制系統(tǒng)
在準確統(tǒng)計分析樓宇建筑室內所有照明系統(tǒng)用電總負荷容量的基礎上,根據不同部位對照明系統(tǒng)要求,設計出科學合理、運行靈活、操作維護方便的樓宇建筑照明節(jié)能降耗系統(tǒng),一方面可以充分發(fā)揮照明系統(tǒng)中的各功能單元應有的節(jié)能水平,節(jié)省業(yè)主的一次性綜合投資,提高單位建筑照明系統(tǒng)建設投資的技術經濟性;另一方面還可以通過合理的調度方案,為工程日后正常使用過程中提供一個節(jié)能降耗的運行環(huán)境。
3 案例分析
3.1 VREMSTM先進照明節(jié)能控制系統(tǒng)
VREMSTM照明節(jié)能控制系統(tǒng),其在運行過程中對照度影響非常小,相反其所能達到的節(jié)電效率卻高達30%以上;同時還不會對照明系統(tǒng)供配電網絡帶來任何諧波污染,在建筑照明系統(tǒng)建設和改造節(jié)能工程中具有非常大的節(jié)能降耗潛力。
3.2 VREMSTM照明控制系統(tǒng)節(jié)能效果分析
為了VREMSTM照明控制在工程中所能取得的節(jié)能效果,選取8盞金鹵燈作為研究對象。8盞金鹵燈其每天工作小時按照11小時進行計算。自6月22日至8月19日,處于VREMSTM照明節(jié)能控制系統(tǒng)控制的節(jié)能運行工況下運行;而從8月20日-28日,此8盞金鹵燈則在照明控制系統(tǒng)的旁路控制工況下(即:全電壓直接運行工況,非節(jié)能控制模式)運行共8天。在所有燈具均處于穩(wěn)定運行工況條件下,分別選取節(jié)能控制模式和全電壓非節(jié)能控制模式下的8天電能消耗數(shù)據進行對比分析。
通過8天運行數(shù)據統(tǒng)計分析可知:節(jié)能運行工況狀態(tài)下的8盞金鹵燈的電能消耗為301.5kWh;全電壓非節(jié)能運行工況狀態(tài)下的8盞金鹵燈的電能消耗為459.1kWh。在節(jié)能運行工況條件下8盞金鹵燈要少消耗電能157.6kWh,其節(jié)電率高達34.3%,所取得的節(jié)點效果非常明顯。
4 結束語
電氣系統(tǒng)能耗是建筑能耗的重要組成部分,同時建筑照明系統(tǒng)能耗又是建筑電氣系統(tǒng)能耗的重要組成部分,因此,在實際樓宇建筑照明系統(tǒng)設計和安裝調試過程中,不僅要結合建筑工程的實際情況,合理詳細的統(tǒng)計分析照明系統(tǒng)中存在的節(jié)能潛,同時還要掌握先進的節(jié)能技術措施方案和選用新型的節(jié)能照明燈具、照明控制系統(tǒng)等電氣產品,把節(jié)能降耗技術措施和方案靈活運用到樓宇建筑照明系統(tǒng)節(jié)能每項工程中。
參考文獻
[1] 國家標準. GB50411-2007.建筑節(jié)能工程施工驗收規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版,2007.
馬鋼南山礦業(yè)公司凹山車間承擔著南山地質環(huán)境治理工程以及其啊生產任務,車間供電系統(tǒng)線路主要由4106#、4211#環(huán)、4203#排、4214#4條高壓線組成,全長近7.6km,擔負著凹山采場采掘、穿孔、露天井下排水以及車間辦公、生活設施的電力供應任務,車間電耗約占生產成本的42%,是車間管控成本的重要環(huán)節(jié)。此外,工程治理、生產區(qū)域與相鄰單位交叉用電多,又與農村接壤,私接盜用也十分頻繁,給用電管理帶來了較大困難。為此,本研究車間從電力設備、設施管理和電量消耗入手,對電力節(jié)能降耗措施進行了分析。
1強化電力設施基礎管理
為有效保證高壓供電線路無安全隱患、無電耗漏洞,從加強精細管理入手,對近200根高壓電桿進行了編號、定位,同時采取由車間安全組、設備組和主管工段進行聯(lián)合監(jiān)控、精準定位,以實時清楚高壓線路電力消耗漏洞,排除安全隱患。針對高、低壓線路與相鄰單位存在諸多交叉用電情況,全面實行裝表計量,實時監(jiān)控,以有效防范電力資源流失,及時準確掌握能耗指標。
2加強電氣設備的技術改造
2.1牙輪鉆機、電鏟照明系統(tǒng)改造
牙輪鉆和電鏟是采場生產的主要設備,包攬著采場穿孔、挖掘(白、夜班)生產,由于生產環(huán)境受采場溫度高、粉塵多、濕度大等不利因素的影響,原照明系統(tǒng)故障頻發(fā),導致設備無法正常運轉,降低了設備臺時作業(yè)率,同時,原照明系統(tǒng)燈具損壞率高,能耗大,導致系統(tǒng)運行維護成本高。目前,車間整體照明系統(tǒng)采用發(fā)光效率高、節(jié)能突出的發(fā)光二極管和新型節(jié)能海洋王燈具,由于新照明系統(tǒng)具有防塵,防水,防震,光源穩(wěn)定,使用1a以來,故障率由2%將至零,同時節(jié)約了用電能耗。本研究以牙輪鉆照明改造為例進行說明。原牙輪鉆室內照明共5盞,1只燈具功率為100W,現(xiàn)更改為1只燈具功率為24W,1d僅按10h計,1a可節(jié)約用電1387kWh;原牙輪鉆車下照明共2盞,1只燈具功率為100W,現(xiàn)更改為1只燈具功率為45W,1d僅按10h計,1a可節(jié)約用電401.5kWh;原牙輪鉆的室外探照燈照明共4盞,1只燈具功率為500W,現(xiàn)更改為1只燈功率為400W,1d僅按10h計算,1a可節(jié)約用電1460kWh。目前馬鋼南山礦業(yè)公司凹山車間采場使用2臺牙輪鉆,合計節(jié)約用電量為6497kWh。
2.2對WK-4A電鏟機組通風系統(tǒng)進行改造
WK-4A電鏟是由高壓電動機拖動直流發(fā)電機給各機械電動機提供動力的采掘機械,其機組通風系統(tǒng)給1臺250kW高壓電機和3臺直流發(fā)電機通風冷卻。原機系統(tǒng)是由3臺10kW凈化風機組成,由于產品元器件能耗大,本研究將通風系統(tǒng)改為有4臺1.5kW軸流風機懸掛于4臺生產工作電機上部,近距離直接通風冷卻,當時監(jiān)測效果良好,但在使用一段時間后,發(fā)現(xiàn)懸掛的軸流風機給4臺生產機組的維護造成了不便,另外由于通風系統(tǒng)是半封閉,降溫效果仍不理想。2016年進行了再次改造,新系統(tǒng)將3臺0.39kW新型節(jié)能軸流風機安裝于機組外壁上,分別安裝于左、中、右3個位置,左(二車發(fā)電機側)、右(提升發(fā)電機側)向內吹風、主電機側(中)向外排風,在機組內形成對流通風系統(tǒng)。改造后經溫升檢測,4臺生產電機的溫升指標降低了3~5℃。同時整個機組新通風系統(tǒng)簡潔,新系統(tǒng)與老系統(tǒng)對比,每天(按20h計)節(jié)約電能達到了966kWh。目前,車間425#、426#、427#電鏟全部改造成功,共節(jié)約費用59.764萬元。
2.3牙輪鉆機主空壓機軟啟動技術改造
牙輪鉆機的主空壓機系統(tǒng)由1臺三相異步電動機、1臺螺桿式壓縮機和1臺冷卻風機組成。原系統(tǒng)的電機采用的是自耦變壓器80%和60%抽頭降壓啟動的方式,缺點在于采用接點式分級啟動,啟動過程中對電機和機械沖擊較大。同時接觸器和自耦變壓器故障較多,還能產生較大的電耗。為降低電動機的啟動電流,減少啟動時對輸電網絡和其他用電設備的影響,本研究在凹山采場對7#KY-310牙輪鉆機的主空壓機電氣啟動系統(tǒng)進行技術改造,改用軟啟動系統(tǒng)。軟啟動系統(tǒng)的工作原理是采用3對反并聯(lián)的晶閘管串接于交流電機的電子回路上,利用晶閘管的電子開關作用通過微處理器控制其觸發(fā)角的變化來改變晶閘管的開通程度,由此來改變電動機的電壓大小以達到控制電動機啟動過程為目的。當啟動過程完成后,由微處理器控制三項旁路接觸器吸合,短接所有晶閘管,電機便直接投入電網全壓運行。根據軟啟動系統(tǒng)的工作原理,對老系統(tǒng)的技術改造思路為,更換老系統(tǒng)控制柜及柜內的全部電氣元件,保留原系統(tǒng)外接控制和保護電路,新系統(tǒng)控制主件采用CGR1000型軟啟動開關,新控制柜內嚴格按照軟啟動器外接要求和設備工藝要求進行布置,電路安裝步驟完成后進行調試,按照生產工藝要求新系統(tǒng)采用電壓斜坡啟動方式,啟動時間為8d。經過技術改造,不僅滿足了生產上的技術要求,還節(jié)約了能源與費用:①采用新系統(tǒng),每年每臺牙輪鉆機將減少成本3.9萬元(電機的空壓機修理費用、檢修停產費用、檢修費用);②老系統(tǒng)由于接觸器故降造成自耦變壓器的損壞年臺次(接觸器維護、自耦變壓器更換)每臺年故障2次(5年統(tǒng)計平均值)新系統(tǒng)軟啟動故降每年每臺接近零(外部元素除外)。按此計算,每年每臺設備維護費用減少1.3萬元。
2.4異步電動機加裝節(jié)能補償器
凹山排水泵站是由1臺500kVA變壓器向5臺90kW水泵供電,改造前,測量得功率因數(shù)為0.65。本研究在變壓器二次側并聯(lián)1臺由0.4kV、240kVAR的電容和斷路器組成的節(jié)能補償器。經改造后,測量得功率因數(shù)為0.95。原先變壓器溫度高、聲音大,電機啟動電流大的問題均得到了顯著改善。經統(tǒng)計,每月可減少電耗3.1萬kWh。2016年初車間還對井下排水泵680kW高壓電動機、采礦場的電鏟250kW高壓電動機,牙輪500kVA變壓器均進行了加裝節(jié)能補償器的技術改造。經過一段時間的運行,提高了設備性能,經統(tǒng)計每年節(jié)約了電能消耗37萬kWh,以0.565元/kWh計算,本研究技術改造增加經濟效益20.905萬元。
3加強設備用電管理
2016年以來,為進一步降低車間電力成本,為有效執(zhí)行公司的“避峰填谷、分時用電”的政策,通過對車間采掘設備、排水設備進行分類調研,在不影響生產和安全的前提下,進行了合理調配,提出了采場露天排水、井下排水設備各自的避峰填谷用電方案,由車間設備主任牽頭,帶領相關職能組人員加強督查和協(xié)調安排,克服人員少、操作上的諸多困難,逐步實施改造方案。凹山車間排水系統(tǒng)由地表坑底排水和井下排水組成。目前,坑底排水由5臺90kW排水泵組成,井下排水二期共有5臺680kW水泵可開動。井下排水(二期)平時開啟2臺水泵即滿足生產。本研究通過合理調配排水設備運行,同時滿足生產安全的前提下,盡量在谷時(23:00~8:00)開啟多臺水泵,在峰時減少水泵開啟,實現(xiàn)排水設備避峰填谷、分時用電目標,目前已將峰時用電由33%降至10%以下,從而降低了用電成本。以2016年8月為例,坑底排水用電26萬kWh,井下排水72萬kWh,8月份排水用電合計為98萬kWh。兩段用電按供電部門峰谷電價(峰段電價為0.9236元,平段電價0.6174元,谷段電價0.3892元),8月份原用電費用為62.579萬元,車間經合理調配后8月份現(xiàn)用電費用為52.324萬元,8月節(jié)約電費為10.255萬元,每年可減少電費約123.06萬元。
建筑照明工程是一種利用電能轉換成光能能源轉換過程,是建筑功能正常發(fā)揮的重要系統(tǒng)。我國建筑照明耗電總量大約占全社會用電量的10%-20%,同時隨著住宅居民生活質量水平的提高正在逐步增加。建筑照明節(jié)能降耗工程在于在不降低照明場所照明質量水平的基礎上,力求通過照明系統(tǒng)方案的優(yōu)化設計,減少建筑照明系統(tǒng)中的無謂電能資源浪費,最有效地利用有限電能資源[1]。
一、建筑照明系統(tǒng)現(xiàn)存主要不足問題
由于受當時建設技術水平和綜合投資資金等因素的影響,我國民用建筑照明系統(tǒng)中普遍采用熒光燈和金屬鹵化物燈等能耗較大的氣體放電光源,其中熒光燈源的使用率大約占所有人造光源的65%左右。目前,我國建筑照明系統(tǒng)中現(xiàn)存主要不足問題,包括功率因素偏低、電壓波動等問題。
1.1 系統(tǒng)運行功率因數(shù)偏低
由于在建筑照明系統(tǒng)中廣泛采用熒光燈具,此類燈具為感性負荷,其在運行過程中除了消耗有功外,還消耗大量無功,從而導致系統(tǒng)中運行功率因數(shù)偏低,通常只有0.5-0.65左右[2]。照明系統(tǒng)在運行過程中,需要從配電系統(tǒng)中吸收大量無功電流才能維持系統(tǒng)正常運行工況,這樣大大增加了照明系統(tǒng)供配電線路的損耗,造成大量的無謂電能資源浪費。
1.2 電壓波動影響照明燈具綜合使用壽命
由于沒有進行詳細系統(tǒng)的規(guī)劃設計,很多建筑內部照明系統(tǒng)存在三相負荷不平衡、負荷變動較大等問題,造成照明系統(tǒng)電壓波動較大,不僅增加了照明系統(tǒng)運行能耗,同時還降低了照明燈具的光效和綜合使用壽命。
二、建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化原則
建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化,要始終貫徹以人為本、舒適實用、節(jié)能經濟、合理可靠、技術先進等原則。在確保建筑照明系統(tǒng)基本照明功能質量,即照度、色溫、顯色指數(shù)等基本照明質量技術參數(shù)指標的基礎上,通過照明方案優(yōu)化設計、優(yōu)選節(jié)能照明光源和燈具、制定合理照明控制方案等,盡可能節(jié)約照明系統(tǒng)中的無謂電能資源消耗,達到節(jié)能降耗的目的。但在實際節(jié)能優(yōu)化工程中,不能為了節(jié)能而大大地增加照明系統(tǒng)投資,而是要從技術、經濟等方面進行價值分析,應實現(xiàn)增加少部分資金投入,大大提高照明系統(tǒng)照明質量效果。
三、建筑照明節(jié)能降耗技術措施
為了實現(xiàn)“節(jié)約無謂電能浪費、降低電能損耗”的目的,在進行建筑照明系統(tǒng)優(yōu)化中,應以“綠色節(jié)能照明”理念為方向,優(yōu)選節(jié)能型照明電氣產品,來營造舒適、安全的建筑室內光環(huán)境,有效提高室內人們工作、生活、以及學習休閑質量水平。
3.1 合理確定建筑照明優(yōu)化方案
按照建設部頒發(fā)的《建筑照明設計標準》GB50034-2004中的相關技術條文要求,結合工程的實際情況,確定不同照明場所適宜的照度標準值,確保照明系統(tǒng)具有較高質量水平[3]。同一照明場所不同功能區(qū)域,如果存在不同照度要求時,為了節(jié)約照明系統(tǒng)運行中的能源浪費,應根據照明場所照度需求,該高則高和該低則低進行照度設計,應采用分區(qū)進行照明優(yōu)化設計。對于部分作業(yè)面對照明要求較高的場所,可以采取混合照明方式,這樣即可以增加局部照明來提高作業(yè)面特殊照度需求,同時也可以達到節(jié)約電能能源的目的。
3.2 照明供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施
為了降低線損,配電級數(shù)不宜過多,對于同一電壓等級的配電級數(shù)其高壓不宜超過兩級,而其低壓則一般不宜超過三級,且對于三級負荷而言不宜超過四級;宜采取三相電源進行供電,避免采用分相單獨供電模式下產生三相不平衡電流,引起供電功率因素下降,造成不必要的電能資源浪費;應根據照明場所照度、照明燈具功率等特性要求,進行統(tǒng)籌規(guī)劃分析,三相配電干線的各相負荷宜基本保持平衡,最大相負荷電流則不宜超過三相負荷平均值的115%,同樣最小相負荷電流不宜小于三相負荷平均值的85%[4]。合理的三相照明負荷優(yōu)化布設,可以大大提高照明燈具的電能綜合利用效率和使用壽命,降低損耗;每一照明單相分支回路應控制在16A以內,同時其所接光源數(shù)應控制在20個左右,以確保照明系統(tǒng)的操作和運行控制靈活可靠性。
3.3 優(yōu)選節(jié)能型照明光源和燈具
單端緊湊型熒光燈(也稱為節(jié)能燈)在工程中使用越來越廣泛,其具有結構緊湊、光源體積小、發(fā)光效率較高(大約有25%的電能可以有效轉變?yōu)榭梢姽猓?、光線舒適柔和、安裝維護方便等優(yōu)點,且采用電子整流器可以提高照明系統(tǒng)功率因數(shù),降低電能損耗。金屬鹵化物燈其光效比熒光燈更高(大約有25%-30%電能可以有效轉變?yōu)榭梢姽猓?,根據建筑照明功能需求,合理選用金屬鹵化物燈可以提高建筑照明系統(tǒng)的綜合照明效果。鈉燈是光效最高的常規(guī)應用光源,但由于該類光源其顯色性能不太好,不宜應用到室內照明場所,可以作為道路照明和建筑景觀照明。LED節(jié)能型燈具,作為一種新興節(jié)能型燈具,在工程中得到廣泛推廣使用,尤其在標志燈和室外顯示屏等應用場所使用尤為合適,能夠取得較高照明質量水平和節(jié)能降耗效果。
3.4 選擇合適的啟動設備
熒光燈用電感鎮(zhèn)流器一般功率為燈管額定功率的20%,高強度氣體放電燈(HD)的鎮(zhèn)流器功率為額定功率的15%~16%,而電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比較,具有啟動電壓低、噪聲小、溫升低、重量輕、無頻閃等優(yōu)點,比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電10%以上。其本身功耗也比電感鎮(zhèn)流器降低50%~75%,綜合電輸入功率降低18%~23%,節(jié)電效果顯著,在大面積使用氣體放電燈的場所,宜裝設補償電容器,補償后功率因數(shù)不應低于0.90[5]。
3.5 制定合理的照明系統(tǒng)控制方案
對于一般照明場所可以采取現(xiàn)地直接控制方式,并宜按照平行外窗方向進行順序控制;室外走廊、電梯廳等公共建筑部分的照明,則也可以采取現(xiàn)地直接控制方式,但對于建筑樓宇而言,則需要將所有照明燈具通過對應控制模塊,納入到樓宇智能控制系統(tǒng)中進行集中調控管理。智能照明控制系統(tǒng),可以根據照明場所實際應用功能工況需求,進行內部自動分析判斷,形成對應調控決策,確保照明系統(tǒng)始終處于最優(yōu)工況,不但提高了照明系統(tǒng)綜合照明質量水平,同時節(jié)約了無謂的電能資源浪費,提高電能資源的綜合利用效率,達到節(jié)能降耗調控運行目的。
四、結語
建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化工程是建筑電氣節(jié)能,乃至建筑節(jié)能工程中的核心部分,建筑電氣工作人員應在規(guī)劃設計、施工建設、以及運行維護等階段各環(huán)節(jié)中重視照明系統(tǒng)的節(jié)能降耗,要充分掌握先進的建筑照明節(jié)能降耗知識和裝置設備,把節(jié)能降耗技術措施和設備裝置真正運用到建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗工程中,提高照明系統(tǒng)電能資源綜合利用效率,實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
參考文獻:
[1]龐錦龍. 建筑照明系統(tǒng)節(jié)能降耗技術措施研究[J]. 企業(yè)導報,2012,12:257-258.
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
“十二五”時期是實現(xiàn)海南國際旅游島建設發(fā)展中期目標、為全面建設小康社會奠定決定性基礎的關鍵時期。海南正從規(guī)劃、法規(guī)、技術、標準、設計等方面,全面推進綠色建筑,建筑節(jié)能工程。為滿足我省國際旅游島建設要求,打造低碳經濟示范區(qū),根據《關于2009年全國建設領域節(jié)能減排專項監(jiān)督檢查建筑節(jié)能檢查的通報》(建科[2010]45號)有關要求,結合我省建筑節(jié)能工作開展實際,對當前建筑節(jié)能工程質量監(jiān)督實施的重點和存在的問題與措施談談自己的看法,可供同行交流學習。
二、推廣建筑節(jié)能質量監(jiān)督存在的問題
(一)一些單位建筑節(jié)能意識淡薄,建筑節(jié)能管理工作力度不夠。一些單位的管理人員對建筑節(jié)能緊迫性和重要性的認識亟待提高,一些建設行政主管部門建筑節(jié)能管理的措施亟待加強,如對建筑工程中違反節(jié)能強制性標準的情況處罰不力,對違反建筑節(jié)能標準,未按設計進行施工、監(jiān)理的項目予以驗收等。(二)一些建設單位不按照相應的建筑節(jié)能設計標準和技術要求委托工程項目的規(guī)劃、設計和開工建設。有少數(shù)建設單位明示或暗示設計單位、施工單位違反建筑節(jié)能設計強制性標準,降低了工程建設質量。(三)相當一些設計人員建筑節(jié)能設計技術不熟練,設計水平不高,節(jié)能設計概念不清。部分設計人員未嚴格執(zhí)行建筑節(jié)能設計規(guī)范標準,熱工計算不準確、不熟練,節(jié)能設計中建筑、空調、電氣等各專業(yè)缺乏配合,外窗多數(shù)沒有遮陽措施,有的外墻未采取隔熱措施。抽查項目中,電氣設計文件燈具效率均無說明,功率密度值大部分不符合標準。有的設計單位還沒有節(jié)能計算軟件。大部分建筑節(jié)能設計深度不夠,對設計使用的建筑節(jié)能材料沒有具體的構造做法、施工工藝要求。(四)有些施工圖設計文件審查機構對建筑節(jié)能審查不嚴格,把關不到位,造成經審查合格的圖紙仍存在建筑節(jié)能不符合要求的情況。有些設計項目未填寫建筑節(jié)能審查登記表或填寫登記表但缺少建筑節(jié)能動態(tài)計算書。(五)建筑節(jié)能技術產品少,可選擇性不足。部分市縣沒有符合要求的建筑節(jié)能技術產品,如沒有符合建筑節(jié)能要求的墻體材料,要使用必須從???、三亞購買,運輸成本高。有的新型節(jié)能墻體材料,強度不足,收縮性大,容易產生裂、滲、漏等問題。同時,新型建筑節(jié)能材料沒有相應的設計標準圖集、施工技術與驗收規(guī)程等,不利推廣應用。
(六)建設單位、施工單位未經設計單位修改設計,擅自變更外墻圍護結構材料的現(xiàn)象較為普遍。由于項目投資制約和業(yè)主意愿,有的設計盡管使用新型墻體材料,但實際施工過程中仍使用紅磚作外墻。有些監(jiān)理單位沒有嚴格按設計要求及規(guī)范進行監(jiān)理,允許建設單位、施工單位違反強制性規(guī)范條文,擅自修改設計,降低工程質量標準。(七)各級建設管理人員、技術人員對建筑節(jié)能政策法規(guī)、規(guī)范標準和新型節(jié)能建筑材料不了解、不熟悉,也影響了建筑節(jié)能工作的開展。尤其是施工企業(yè)施工人員對新型建筑材料的施工技術不熟練,采用新型建筑材料,施工質量難保證。
三、加強節(jié)能建筑質量監(jiān)督的措施
(一)嚴格監(jiān)督節(jié)能建材質量。
建筑物的節(jié)能保溫涉及到標準、設計、施工工藝、建材品的防水、防火、材性的穩(wěn)定性、耐久性、安全性等,要做好這些工作,建議建立建筑節(jié)能隔熱材料、產品的工程準入制度,或登記備案制度。建設、設計及監(jiān)理單位應嚴格控制用于節(jié)能建筑的材料和制品(如聚苯板、塑料窗等)的性能質量,按產品標準進行設計、采供,要求供應商必須提供可代表該產品性能質量的檢驗證明,對國家和地方標準或標準圖沒有規(guī)定的新材料、新產品更要嚴格把關。質量監(jiān)督單位應嚴格監(jiān)督用于節(jié)能建筑的建材的性能質量,要求供應商提品性能質量的檢驗合格證明,同時對國家或地方文獻里沒有規(guī)定的新建材更要嚴格把關,并對其使用的材料或制品進行嚴格測試及監(jiān)督。
(二)加強施工過程的監(jiān)管力度。
施工過程中要嚴格控制節(jié)能建筑設計施工圖的變更,加強監(jiān)管力度,不能擅自改動設計內容,降低節(jié)能標準。如真需變更須由原設計單位負責改動,審查合格后備案。而且在施工過程中,監(jiān)理工程師要嚴格按照審查合格后的建筑節(jié)能施工資料監(jiān)督施工單位生產施工,同時嚴格遵從職業(yè)操守,不得擅自使用個別單位以總工辦或項目部名義下發(fā)的節(jié)能變更指令。
(三)加強建筑節(jié)能設計和施工圖審查的管理。
施工圖審查機構審查合格的建筑節(jié)能施工圖紙、審查意見及合格證,是建筑節(jié)能施工的法律依據。監(jiān)管部門要參加設計交底和圖紙會審。工程項目施工前,設計文件在圖審的基礎上需組織設計交底和圖紙會審,提出疑點和需要解決的問題,形成會審紀要,經參會各方簽字認可后執(zhí)行。但對設計變更涉及建筑節(jié)能效果時,應報原圖審單位審查同意后實施。設計單位不得隨意變更節(jié)能設計,凡是涉及到節(jié)能項目的變更,必須經原建筑師簽字認可,并報原圖審中心重新審查。施工圖審查機構要加強對建筑節(jié)能的審查,對涉及到外墻鑲貼面磚和采用新型節(jié)能材料的工程,以及沒有國家相應技術標準的節(jié)能工程,要認真審查把關,對擅自變更節(jié)能設計、降低節(jié)能設計標準和效果的工程,一律不得通過審查,確保建筑節(jié)能標準真正落到實處。
(四)加強施工隊伍建筑節(jié)能施工技術培訓,組織節(jié)能建筑專業(yè)施工隊伍。
節(jié)能建筑墻體、屋面、地面及門窗等的構造、材料和施工方法有嚴格要求,不少施工人員由于不理解節(jié)能設計意圖,往往施工不到位,影響了節(jié)能建筑質量。因此,對施工隊伍進行建筑節(jié)能施工技術專門培訓十分必要,有條件的還可組織節(jié)能建筑專業(yè)施工隊伍。施工單位要對建筑節(jié)能工程制定專項的施工方案。監(jiān)理工程師重點審核施工方案是否符合節(jié)能標準、規(guī)范和工程建設強制性標準的要求;審核施工方案在技術上是否可行,施工工藝是否先進合理、能否指導施工、是否切實可行保證工程質量,尤其對易出現(xiàn)問題的保溫細部詳圖進行審查,如:按相關標準圖集設計出的門窗框外側洞口、女兒墻、填充墻、封閉陽臺、凸窗、伸縮縫、沉降縫等。
(五)強化建筑節(jié)能專項驗收。
根據《民用建筑節(jié)能條例》的要求,施工單位應當對進入施工現(xiàn)場的墻體材料、保溫材料進行檢測,建設單位應組織建筑節(jié)能全部工程專項驗收,專項驗收不合格的,不得出具建筑項目整體的竣工驗收合格報告,當?shù)亟ㄔO主管部門不予項目驗收備案或交付使用。未通過建筑節(jié)能專項驗收的民用建筑,不得獲得各類工程評獎評優(yōu)榮譽,不得獲得國家和我省可再生能源建筑應用示范財政補助、太陽能熱水系統(tǒng)建筑面積補償?shù)雀黝惻c建筑節(jié)能有關的扶持政策。
(六)嚴格執(zhí)行能效測評公示制度。
根據《民用建筑節(jié)能條例》要求,我省國家機關辦公建筑和大型公共建筑,項目建成后,必須進行建筑能效專項測評和標識,達不到節(jié)能強制性標準的,建設單位不得投入使用。(國家機關辦公建筑是指國家各級黨委、政府、人大、政協(xié)、法院、檢察院等機關的辦公建筑;大型公共建筑是指除國家機關辦公建筑之外的單體建筑面積2萬平方米以上的公共建筑。)
(七)加強違反節(jié)能規(guī)定檢查力度。
對違反建筑節(jié)能有關規(guī)定的參建各方責任主體予以全省通報批評,并根據《民用建筑節(jié)能條例》相關條款予以相應處理。同時,加大不定時抽查范圍和頻率,將一年一度的專項檢查與日常抽查相結合,并聯(lián)合有關部門加強建筑節(jié)能材料生產、流通和使用環(huán)節(jié)的質量監(jiān)管和檢查。發(fā)現(xiàn)違反建筑節(jié)能強制性標準情況的,一律及時查處,并予以全省通報。
五、小結
隨著海南建筑節(jié)能政策法規(guī)、技術規(guī)范標準的培訓宣傳和行政的監(jiān)管力度的加強,我省各地對建筑節(jié)能工作重要性的認識有了一定的提高,各市、縣建設行政主管部門及建設項目責任主體各方開始重視建筑節(jié)能工作,采取切實有效的措施,推進建筑節(jié)能工作,形成了較好的工作局面,取得了一定的成效。一是建設行政主管部門將建筑節(jié)能設計是否合格納入施工報建的內容,嚴格把關;二是施工圖設計文件審查機構按規(guī)定對建筑節(jié)能設計進行專項審查,建筑節(jié)能設計不合格的項目,施工圖設計文件不予審批;三是工程設計單位嚴格按建筑節(jié)能設計規(guī)范標準進行設計的主動性普遍提高,新設計的建筑工程基本符合建筑節(jié)能標準。四是多數(shù)質量監(jiān)督部門、施工企業(yè)、監(jiān)理公司、建設單位認真貫徹執(zhí)行有關建筑節(jié)能政策法規(guī)和規(guī)范標準。
參考文獻:
中圖分類號:TE866 文獻標識碼:A
1集輸工藝概述
油氣集輸?shù)闹饕饔檬欠謩e測得各單井的原油、天然氣和采出水的產值后,匯集、處理成出礦原油、天然氣、天然氣凝液,經儲存、計量后輸送出去。油氣集輸生產環(huán)節(jié)大致分為6個方面,油氣集輸過程各個生產環(huán)節(jié)形成相應的單元工藝,根據各油田的地質特點、采油工藝、油氣物性及自然條件等方面的不同,將油氣各單元工藝合理組合,形成不同的油氣集輸工藝流程。各單元工藝組合原則是:油氣密閉輸送、密閉處理;操作平穩(wěn)可靠,產品質量穩(wěn)定;化學助劑相互配伍;盡量利用自然能量。油氣集輸工藝流程按油氣輸送的形式分為油氣分輸流程、油氣混輸流程;按油氣集輸系統(tǒng)的布站方式可分為一級半、二級和三級布站集輸流程;按油井集輸方式可分為單管加熱(或不加熱)流程、雙管摻熱水流程和三管熱水伴隨流程。油氣集輸系統(tǒng)分為集輸、脫水、穩(wěn)定和儲運4個過程,根據目前集輸生產的能耗統(tǒng)計分析,這4個過程中集輸能耗約占集輸總能耗的60%-80%,因此,降低集輸過程能耗是集輸系統(tǒng)節(jié)能的關鍵。
2油氣集輸系統(tǒng)能耗影響因素及存在主要問題分析
2.1集輸系統(tǒng)效率低下
集輸系統(tǒng)效率主要由電動機運行效率、泵運行效率和管網運行效率三部分組成?,F(xiàn)有的機泵多為離心泵,離心泵存在著水力損失、容積損失和機械損失,不可能將所有的機械能都轉換成有效功,降低了離心泵的效率。離心泵的工況和輸油管網是否匹配,是影響集輸系統(tǒng)效率重要因素。
2.2工藝流程不合理
減少油井至計量間散熱損失,是集輸過程節(jié)能的主要環(huán)節(jié)。降低集輸管道熱傳媒溫度值,可以減少熱損失,管道熱傳媒溫度與油井的輸油溫度有關。總熱阻與管道直徑、管道的埋深及保溫有關。
2.3開式流程油氣儲存損耗大
原油在集輸過程中開式流程,油氣與空氣直接接觸,油氣蒸發(fā)損耗嚴重,平均油氣損耗0.8%左右。油氣進入儲油罐,又從儲油罐放油,這個裝卸過程中,儲油罐不能充分密閉,存在油氣蒸發(fā)損耗。油氣在儲存過程中,由于液位的變化,罐內氣體容積的變化,油氣向外排出的油氣損耗叫大呼吸損耗。油品靜止儲存過程中,由于外界大氣溫度(或壓力)變化而產生的油氣蒸發(fā)損耗叫小呼吸損耗。這兩部分統(tǒng)稱呼吸損耗。
3油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技措與實踐
3.1應用變頻調速器降低輸油泵耗電
(1)交流電變頻原理。變頻調速系統(tǒng)由整流器、濾波系統(tǒng)和逆變器三部分組成。在其工作時,首先將三相交流電經橋式整流為直流電,脈動的直流電壓經平滑濾波后,在位處理器的調控下,用逆變器將直流電在逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調的三相交流電源,輸出到需要調速的電動機上。因電機的轉速與電源頻率成正比,通過變頻器可以任意改變電源輸出頻率從而任意調節(jié)電機轉速,實現(xiàn)平滑的無極調速。(2)離心泵變頻調速節(jié)能原理。離心泵變頻調速是通過變頻器的頻率來控制輸油泵電機的轉速,從而達到改變泵的排量目的:變頻器頻率增大,電機轉速增大,泵排量上升;變頻器頻率減小,電機轉速降低,泵排量下降。 在使用變頻調速裝置后,流量調節(jié)時泵出口閥門處于全開狀態(tài),使原來消耗在閥門上的泵管壓差消除了,以降低輸油泵電機運行電流,達到節(jié)能降耗的目的。(3)勝利油田史西接轉站外輸油泵,通過更換安裝變頻控制柜,系統(tǒng)設置工頻、變頻切換功能。一旦變頻出現(xiàn)出現(xiàn)故障,手動切換到工頻檔,在變頻維修期間可以保證輸油泵的運行,滿足生產需要。使用變頻后,電動機的工作電流,由70安降為40安年節(jié)電 10.8萬kwh,收到了明顯的效果。
3.2改變泵的葉輪直徑節(jié)能
在輸油過程中,油量變化頻繁,造成管壓與泵壓不匹配,出口閥門大量節(jié)流,浪費電能,通過切削葉輪或更換大小不同的葉輪,達到管壓與泵壓相匹配,降低能耗。葉輪直徑(D)不宜切削過多,否則影響泵效。勝利油田史西接轉站主要在修泵更換葉輪時曾用過,效果良好。
3.3單管循環(huán)集輸流程應用
史106區(qū)塊全部油井來液通過分離器將油、水分離,通過一臺螺桿泵將原油打入系統(tǒng)流程,分離出的水經另一臺螺桿泵打入循環(huán)系統(tǒng),作為摻水使用。變頻控制裝置通過分離器內雙法蘭液位計測出的最高液面和油水界面的變化,自動調節(jié)油路、水路螺桿泵的排量,以達到整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。這套分水循環(huán)系統(tǒng)投運后,使得該區(qū)塊油井回壓降低0.4-0.6Mpa,效果顯著。同時,單拉井全部進系統(tǒng)生產,全年可節(jié)約電費、倒油運費80余萬元。
3.4密閉流程改造降低油氣損耗
油田史西接轉站通過改造,將2個常壓儲油罐,更換為一個事故罐,采用密閉集輸流程,徹底解決了油氣損耗問題,年節(jié)氣20萬立方米。
4結束語
油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施還很多,本文只是作者在生產應用中的一些體會。變頻器在輸油泵上廣泛應用,既達到節(jié)能的目的,又方便生產管理。改變離心泵葉輪直徑調節(jié)流量的方法,雖然流量在一定范圍內可以保證泵在有效區(qū)內工作,能量利用經濟,但不方便,應用不廣泛。單管循環(huán)流程在一定條件下,可以做到既節(jié)氣又省電。降低油氣損耗最有效措施是密閉集輸。
一、改善化工反應工藝條件,降低化工生產工藝綜合能耗
(1)降低化工生產反應外部壓力。合理計算確定化工生產反應的壓力,一方面可以確?;瘜W反應高效穩(wěn)定的進行;另一方面可以降低輸送反應物的電機拖動系統(tǒng)的綜合能耗,尤其可以降低氣態(tài)反應物的壓縮功耗,達到降耗的目的。(2)在確?;瘜W物正常反應環(huán)境條件的基礎上,合理優(yōu)化降低吸熱反應溫度,降低系統(tǒng)反應所需的整體供熱量,提高系統(tǒng)熱能利用率。(3)加快化學反應轉化效率,有效抑制反應過程中的副反應作用,進而減少反應過程能耗和產品分離能耗。
二、采用新工藝、新技術、新設備
采用先進的生產工藝、生產技術和節(jié)能型設備,是化工企業(yè)提高生產效益和節(jié)能降耗的重要技術手段。結合化學反應特性采用先進合理的生產工藝使工藝總用能達到較為優(yōu)越的水平。優(yōu)選節(jié)能連續(xù)型的化工生產工藝,通過生產工藝的技術升級改造提高化學產品生產的綜合效益。生產工藝應盡量優(yōu)選連續(xù)型、操作便捷、能量轉換效率較高的工藝,這樣可以有效避免間歇性生產工藝過程切換中的能源浪費。優(yōu)選高效分餾塔、換熱器、空冷器、電機拖動系統(tǒng)、加熱爐等先進傳質、換熱、旋轉等節(jié)能型電氣設備,降低機械設備在運行過程中的綜合能耗。
三、降低生產全過程的動力能耗
(1)采取變頻節(jié)能調速降低電機拖動系統(tǒng)的電能消耗。采用變頻節(jié)能動態(tài)調速方案對常規(guī)的閥門靜態(tài)調節(jié)方案進行技術升級改造,可以確保電機拖動系統(tǒng)輸出與輸入間長期處于動態(tài)平衡狀態(tài),尤其對化工企業(yè)裝置負荷率普遍較低的問題,可以避免電機拖動系統(tǒng)長時間處于工頻運行工況,降低無謂電能資源浪費。(2)供熱系統(tǒng)的優(yōu)化改進。供熱系統(tǒng)在優(yōu)化升級改造過程中,要打破常規(guī)單套裝置界限,實現(xiàn)組合裝置的整體優(yōu)化匹配。如:在進行供熱系統(tǒng)優(yōu)化改進過程中,要根據不同溫位熱源的功能特點,合理地進行供熱裝置的匹配組合,實行裝置間的聯(lián)合運行,進而實現(xiàn)在較大范圍內進行冷、熱能源流的優(yōu)化轉換,從設備源的基礎上避免“高熱低用”等不利情況發(fā)生,實現(xiàn)熱能資源的最優(yōu)化利用。(3)推廣污水回用技術。在實際生產施加過程中,化工企業(yè)必須高度重視水資源管理和綜合利用,杜絕出現(xiàn)跑、冒、滴、漏和常流水等不利現(xiàn)象,并積極結合化工生產實際特點推廣污水回用技術,降低水資源的綜合消耗。做好電、熱、水等資源的余能回收利用,可以大幅提高化工企業(yè)的綜合節(jié)能降耗效果。利用生產工藝中的余壓、余熱等資源進行綜合利用,通過制冷、發(fā)電等轉換技術,有效節(jié)省化工生產過程中的常規(guī)能源浪費,進而實現(xiàn)能源資源的高效、安全可靠、經濟節(jié)能、低碳環(huán)保的綜合轉換利用。
四、應用阻垢劑進行節(jié)能
化工生產過程中的許多機電設備,如:加熱鍋爐、各種交換器等均會在使用過程中因為結垢或銹蝕而降低其熱交換性能,使傳熱系數(shù)大大降低,換熱效果變差,引起能源的大量浪費。因此,合理采用阻垢劑可以提高鍋爐等反應設備的能源轉換利用效率外,還可以延長設備裝置的運行周期,確?;どa安全可靠、節(jié)能經濟的進行。
五、提高化學反應催化劑的綜合活性
催化劑是化工生產工藝中節(jié)能降耗的關鍵性物質,一種新的催化劑不斷可以優(yōu)化改進生產工藝全過程的效率和環(huán)境條件,使單位化工產品的綜合生產能耗大大降低;同時,選擇合理優(yōu)越的催化劑,可以減少生產過程中副產物的產生,即節(jié)約化工生產原料的綜合消耗量,同時又可以降低分離過程的負荷和能耗。
六、提高化工生產管理水平
據一些實際統(tǒng)計資料表明:在化工生產領域中通過加強能源日常管理,可以使整個生產過程中的能耗降低5%~20%。因此,提高化工生產管理水平,通過建立完善的化工企業(yè)節(jié)能生產管理制度,并在實際生產過程中認真落實,其所取得的節(jié)能效果也相當可觀。
高層建筑作為高層建筑的核心部分,帶來了諸多發(fā)展機遇,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。因此,設計人員在設計高層建筑時,應充分明確設計類型和設計要求,嚴格按照設計要求,了解設計要點,在做好準備工作之前,我們會盡最大努力設計,選擇合適的暖通空調循環(huán)水泵,高層建筑暖通空調的標準化設計,從而有效提高其設計質量。選擇合適的暖通空調的循環(huán)水泵,規(guī)范化的設計高層建筑暖通空調,進而有效地提升其設計質量。
1、高層樓宇建筑暖通空調的基本類型
1.1全空氣的暖通空調系統(tǒng)
在大型高層建筑,特別是酒店,金融和商業(yè)辦公樓,整個航空系統(tǒng)被廣泛使用。整個空調系統(tǒng)采用組合式空調機組實現(xiàn)溫度,濕度等一系列調整。由于部分高層建筑主要以空氣為媒介來調節(jié)室內環(huán)境因素,整個空調系統(tǒng)得到了較好的應用。
1.2空氣一水暖通空調系統(tǒng)
氣水-水暖通空調系統(tǒng)以冷水和空氣為介質實現(xiàn)熱交換,通過熱交換過程帶走廢熱,達到冷卻除濕的目的??諝?水-暖通系統(tǒng)具有結構簡單,冷卻速度快的特點,已在一些高層建筑中考慮過。并取得了較大的應用。
1.3全水暖通空調系統(tǒng)
全水暖通空調系統(tǒng)能適應高層建筑的高穩(wěn)定性,結構靈活,可根據建筑物的特點進行修改。整個供水系統(tǒng)可作為交換介質,有效調節(jié)室內溫度場和空氣質量。
2、高層樓宇建筑暖通空調遇到的問題
2.1暖通空調系統(tǒng)優(yōu)化設計不夠科學
暖通空調系統(tǒng)的方案設計和優(yōu)化對于保證系統(tǒng)性能和節(jié)能降耗的效率和穩(wěn)定性至關重要。但在實際工程中,由于傳統(tǒng)設計理念和經驗設計的制約,節(jié)能優(yōu)化設計尚未得到部分設計部門和設計人員的重視。一些技術創(chuàng)新,特別是在日常設計中很難滿足現(xiàn)代高層建筑綠色節(jié)能建筑的需求,導致實際工程綜合投資成本較高,能耗較大,運行嚴重制約了高層的正常穩(wěn)定建筑物建筑。根據一些統(tǒng)計和實際工作經驗,暖通空調系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗占全部能耗總量的60%~70%。因此,對于暖通空調系統(tǒng),合理的優(yōu)化設計和選型配置,要從技術和經濟兩個方面進行科學的評估分析,不斷推出新思想,新技術,新設備,尤為重要。
2.2運行管理缺乏專業(yè)的技術管理人員
隨著高層建筑高層建筑功能和結構復雜化,高層建筑系統(tǒng)性能也越來越復雜,現(xiàn)代高層建筑系統(tǒng)的結構,一體化,網絡化,數(shù)字化,系統(tǒng)化成為重要特征。但在實際工程中,專業(yè)技術管理人員缺乏嚴格限制系統(tǒng)功能的正常功能。再加上一些技術管理人員整體素質不高,沒有更多的專業(yè)知識和操縱節(jié)能的培訓,遇到一些共同的問題不能做出科學合理的處理,更不能提出科學的合理的解決方案,及時調整和合理應對不同,導致系統(tǒng)長期處于“帶病運行”狀態(tài),盡管工作狀況很差,難以滿足高層建筑施工高效運行系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行,節(jié)約能源和減少消費規(guī)定的要求。
2.3暖通空調系統(tǒng)使用不合理
高層建筑暖通系統(tǒng)在使用過程中,由于人員操作,維護和使用人員的習慣以及使用方式的不同,暖通空調系統(tǒng)的影響在最佳狀態(tài)下不能長時間運行,設備不能得到有效的維護(如:空調過濾網沒有進行定期清洗等),未能關閉門窗,不能很好地使用遮陽簾等,導致空氣能耗更高空調系統(tǒng)節(jié)能效果不明顯。3、高層樓宇建筑暖通空調節(jié)能降耗措施
3.1認真進行優(yōu)化設計
設計師在設計過程中,通過暖通系統(tǒng)精心加載,精心設計,并從綜合比較技術經濟分析,優(yōu)化技術,合理的技術,優(yōu)越的經濟性和可演化性強的設計方案等方面,確保暖通系統(tǒng)可以高效穩(wěn)定運行,盡可能節(jié)約能源,實現(xiàn)技術創(chuàng)新,節(jié)能降耗等。
3.2合理采用水源熱泵與地源熱泵等節(jié)能技術
用于地表水,地下水,湖水或工業(yè)廢水作為能源載體的水源熱泵系統(tǒng),夏季和冬季兩個晝夜溫差較大,而水的能量儲存作為供暖熱源空調冷源,提高暖通空調系統(tǒng)的能源利用效果。地表水或淺水水溫全年相對穩(wěn)定,一般在10℃~25℃范圍內,是一種含熱泵熱源和空調冷源的高效節(jié)能。在水源熱泵系統(tǒng)中,電機消耗1kW·h(度)的電量,大約可以獲得4.3~5.0kW·h的熱量或5.4~6.2kW/L的冷量,與常規(guī)空氣源熱泵系統(tǒng)相比,其運行效率普遍高出20%~60%,且運行成本僅為普通中央空調系統(tǒng)40%~60%,節(jié)能降耗效果非常明顯。地源熱泵系統(tǒng)實質上是采用大地作為一個能量的蓄能器,合理利用地源熱泵機組可以使高層樓宇暖通空調系統(tǒng)的能源利用效果得到明顯提高,其電能消耗僅為空氣源熱泵能耗的30%左右,且環(huán)保效果非常明顯。
3.3合理進行變頻調速節(jié)能技術升級改造
基于PLC和變頻器的電機調速系統(tǒng)的變頻調速,高層建筑HV系統(tǒng)節(jié)能技術升級,系統(tǒng)具有控制性能好,穩(wěn)定性高,可靠性強,智能化自動化程度高等優(yōu)點,并在實際運行中過程具有良好的節(jié)能效果。對于未來高層建筑中的暖通空調系統(tǒng)的研究和開發(fā),追求高智能,網絡自動化,標準化和遠程控制的控制系統(tǒng)是一個重要的方向。
3.4采用復合能源站新技術
為保證高層建筑暖通空調系統(tǒng)的高能效和高安全性,應采用電力,石油,天然氣,太陽能等多能源結構。根據高層建筑全年的負荷情況,根據負荷類型,不同時段的冷熱負荷來合理分配不同的因素,如冷源和熱源,如:單冷器水冷水機組,熱泵和蓄冰空調機組,多功能熱回收機組等,有機搭配不同的能源工作組。通過各種能源運行模式的相互配合,實現(xiàn)了整個高層建筑暖通空調系統(tǒng)的最優(yōu)節(jié)能調控。并根據能源管理系統(tǒng)的運行數(shù)據,根據內外冷熱負荷波動的不同次數(shù),合理的電源解決方案,確保每次全部電力系統(tǒng)運行在更好的狀態(tài)下,降低能源消耗,減排,達到節(jié)能降耗的優(yōu)越效應。
3.5加強系統(tǒng)運行的節(jié)能管理
通過合理的設計方案和技術升級改造,可以提高系統(tǒng)的節(jié)能潛力。而實際運行的節(jié)能調控,是系統(tǒng)節(jié)能潛力得以正常發(fā)揮的重要保障。結合先進的樓宇自動化控制系統(tǒng),通過對建筑物內部運行工況參數(shù)的實時監(jiān)控、在線監(jiān)測以及動態(tài)調度管理,確保暖通空調系統(tǒng)運行具有較高的安全可靠性和節(jié)能經濟性。要加強暖通空調系統(tǒng)調控運行操作和管理人員的專業(yè)知識和技能培訓和考核力度,嚴格執(zhí)行持證上崗、定期考核等管理制度,有效提高運行管理人員的綜合知識素質水平,提供系統(tǒng)的運行節(jié)能效果。
4、結語
總之,高層建筑層出不窮,城市和空調作為高層建筑的關鍵部件之一,在高層建筑快速發(fā)展的同時,為暖通空調節(jié)能設計的發(fā)展提供了許多機會,同時建筑企業(yè)也面臨著一些挑戰(zhàn)。因此,設計人員應充分認識高層建筑的設計要求,創(chuàng)新設計方法,把握設計重點,提高設計水平,充分發(fā)揮其作用。
參考文獻:
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[2]張利臣.高層樓宇建筑暖通空調節(jié)能降耗技術措施探討[J].硅谷,2014,7(13):129+75.