港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)方法探究

摘 要：伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和節(jié)能減排工作的深入推進(jìn)，港口作為海上經(jīng)濟(jì)樞紐和交通要道也逐漸加入到節(jié)能減排的行列當(dāng)中，改變港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、發(fā)展港口循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為港口碼頭工程企業(yè)著力追求的目標(biāo)。電能作為港口碼頭工程的主要能源，實(shí)現(xiàn)港口電氣的節(jié)能減排意義重大。為此，下面本文將具體來分析港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)方法，主要論述港口電氣設(shè)計(jì)方法以及耗電設(shè)備構(gòu)成和港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)方案分析兩大方面的內(nèi)容，以期能夠抓好港口電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，最大限度的減少港口電氣能源的消耗，促進(jìn)港口節(jié)能減排工程的深入健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：港口電氣；節(jié)能設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法；節(jié)能方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.052

在國家節(jié)能減排政策的持續(xù)推廣和號(hào)召之下，港口碼頭作為新一輪的節(jié)能減排增長點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。港口工程的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)潛力巨大，有著極大的節(jié)能空間，因此，推動(dòng)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式向可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變、發(fā)展港口循環(huán)經(jīng)濟(jì)必將成為港口工程和臨港企業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì)。港口碼頭由于要長期超負(fù)荷機(jī)械化作業(yè)，所以電能需求巨大。因此，優(yōu)化當(dāng)前港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)意義重大。下面本文將首先來分析港口電氣設(shè)計(jì)方法以及耗電設(shè)備構(gòu)成，并在此基礎(chǔ)上闡述港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，以期能夠充分挖掘各種有效的節(jié)能舉措，降低港口電氣能耗，促進(jìn)港口經(jīng)濟(jì)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

1 港口電氣設(shè)計(jì)方法及耗電設(shè)備構(gòu)成分析

1.1 港口電氣設(shè)計(jì)方法分析

1.1.1 碼頭變配電所的設(shè)計(jì)

碼頭變配電所的設(shè)計(jì)需要充分考慮變電所的數(shù)量、供電半徑、負(fù)荷中心位置、供電距離、輸電電纜布置及類型、輸電線路電壓電流等各個(gè)因素。一般來說，碼頭變配電所的設(shè)計(jì)需要突出變配電所的位置、供電電纜距離、供電線路的電壓電流選擇、大型機(jī)械的電功率等幾大方面。由于在港口碼頭工作的大型機(jī)械都是超大電壓供電，所以一定要選擇好線路電纜的類型、供電電壓的范圍。在選用電纜時(shí)要根據(jù)線路電流的大小和線路長短來選擇，建議選用載流量大、電阻小的銅芯電纜，盡量減少線路損耗。

1.1.2 關(guān)于電纜的敷設(shè)

電纜的敷設(shè)要根據(jù)具體的電纜數(shù)量、地下水位分布狀況、地質(zhì)狀況、港區(qū)未來發(fā)展規(guī)劃等來選擇。港口碼頭的類型決定著電纜敷設(shè)的類型選擇，高樁梁板式和重力式、板樁式的電纜敷設(shè)有明顯區(qū)別。高樁梁板碼頭一般使用電纜橋架、管溝來敷設(shè)電纜。重力式、板樁式碼頭的敷設(shè)方式比較多樣，通常采用的是穿管埋地敷設(shè)、電纜溝、電纜隧道三種方式。

1.1.3 關(guān)于電氣照明的設(shè)計(jì)

電氣照明的選擇主要考慮燈具的布置、照明功率的選擇兩大要素。不同的照明要求對(duì)桿高、桿距和燈具功率的要求是不一樣的，只有在分析這兩大要素的基礎(chǔ)上才能選定最佳優(yōu)化方案。燈具選擇一般分為以下幾種情況：在倉庫、車間等大型房屋內(nèi)照明一般選用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈；在室內(nèi)室外一般用高效光源燈。

1.2 電能耗能設(shè)備的構(gòu)成

港口電能耗能設(shè)備主要有三大類：裝卸機(jī)械設(shè)備、輔助動(dòng)力設(shè)備、室內(nèi)外照明設(shè)備。大型裝卸機(jī)械設(shè)備主要用于大重量的機(jī)械化作業(yè)，這類大型裝卸設(shè)備的裝機(jī)容量一般都比較大，機(jī)器上一般會(huì)設(shè)有變壓器。第二類是輔助動(dòng)力設(shè)備，主要包括水泵、污水處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)等等。這些設(shè)備大多是長期工作制設(shè)備。室內(nèi)外照明設(shè)備分布廣泛、耗能很大，在港口各個(gè)區(qū)域都有分布，一般是白熾燈照明，個(gè)別地方用高壓鈉燈或金鹵燈照明。

2 港口電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)方案分析

2.1 準(zhǔn)確計(jì)算港口負(fù)荷，合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)

提升港口機(jī)械設(shè)備的負(fù)荷準(zhǔn)確度是設(shè)計(jì)節(jié)能方案的開端。根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算港口的準(zhǔn)確負(fù)荷范圍，對(duì)于新型設(shè)備的工作負(fù)荷，不要采用經(jīng)驗(yàn)估算，而應(yīng)該用軸功率除以機(jī)械效率求得設(shè)備功率的方法來計(jì)算，并在此基礎(chǔ)之上選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)。變壓器在空載狀態(tài)下會(huì)消耗定額的電能，所以最好的辦法是使變壓器能經(jīng)常運(yùn)行在最佳負(fù)載率附近，則可以有效減少空載消耗。此外，變壓器運(yùn)行的一般規(guī)律是，對(duì)于同一臺(tái)變壓器，它在負(fù)荷率一定的情況下，功率因數(shù)越高，變壓器的運(yùn)行效率越高。所以可以選擇新型節(jié)能變壓器，使它的保持它的運(yùn)行負(fù)載率保持在最佳范圍。

2.2 優(yōu)化配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，合理選擇配套電動(dòng)機(jī)的功率

電動(dòng)機(jī)功率是保證配套機(jī)械的啟動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的根源，是各類大型機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的動(dòng)力來源，因此，我們要合理選擇配套電動(dòng)機(jī)的功率，并且使電動(dòng)機(jī)能夠經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)在最佳負(fù)荷率附近，這樣既能提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，又能減少它的空載損耗。如果電動(dòng)機(jī)的功率選擇不夠合理，便會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，這樣不僅會(huì)損耗電動(dòng)機(jī)的使用壽命，更會(huì)加劇電能消耗。

2.3 改進(jìn)電氣配電線路和系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，減少線路電能損耗

中、大型港區(qū)面積大、供電范圍廣、設(shè)備用電負(fù)荷大、供電電纜線路長，所以港區(qū)線路的電能損耗相當(dāng)可觀，因此也就存在著很大的線路節(jié)能空間。所以要合理布置變電所的位置，使之靠近負(fù)荷中心。還要優(yōu)化供配電系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)，根據(jù)供電規(guī)律及機(jī)器設(shè)備的工作電壓來確定供電電壓。電纜選擇也很重要，建議選用載流量大、電阻小的銅芯電纜。

2.4 照明用電的節(jié)能設(shè)計(jì)

優(yōu)化港口照明系統(tǒng)是港口電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)。由于照明系統(tǒng)分布廣泛、用電負(fù)荷大、工作時(shí)間長，所以必須制定合理的照明標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化照明設(shè)計(jì)方案，根據(jù)港口規(guī)模、港口性質(zhì)、夜間作業(yè)狀況來確定照明標(biāo)準(zhǔn)。還要選用高效節(jié)能的照明工具，室外堆場(chǎng)的大面積照明一般采用高桿燈，并根據(jù)規(guī)律確定科學(xué)的桿高、桿距等。

3 結(jié)束語

港口作為海上經(jīng)濟(jì)樞紐和交通要道，電能是支撐港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展和秩序作業(yè)的能源保障。在我國節(jié)能減排進(jìn)入新時(shí)期的今天，港口成為了新的節(jié)能減排增長點(diǎn)，發(fā)展港口循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為必然趨勢(shì)。通過上述本文的探討，筆者主要了上述兩大方面的內(nèi)容，以期能夠充分挖掘港口節(jié)能潛力，降低港口電氣能耗，促進(jìn)港口經(jīng)濟(jì)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：張明（1987-），男，河北唐山人，研究方向：電氣。