节能节电的重要性范文

时间:2023-06-02 09:01:37

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节能节电的重要性

篇1

作为能源消耗大国,我国每年都需要从国外将天然气和石油等能源原料大量进口才能满足国内生产生活的需要。同时相对贫乏的能源使我国的人均资源水平仅为世界人均水平的一半。利用能源的效率又较低,因此节能工作迫在眉睫。

1、建筑电气节能的原则和技术问题

1.1遵循原则

作为一项系统工程,建筑电气在采取措施节能时需遵循如下原则:首先是对于建筑物各个方面对于用电的需求必须满足,包括特殊场所用电设备,以及确保通道畅通无阻、环境舒适度和照明等;其次是将建筑物的实际情况结合起来,追加投资以图简单节能,这种适得其反更多地浪费资源的情况必须坚决禁止,目的应为做到有效节能的同时尽可能使投资减少;最后,对于能源的合理使用才是最为根本的建筑电气节能原则,电能被节约的部分应是无谓消耗的,因此节能措施应具有针对性,不应盲从节能。

1.2技术问题

现阶段建筑电气在我国并未完全实现有效节能,不仅仅是电气节能系统没有被纳入建筑节能设计的规范和标准中,更多更深层次的原因是技术层面上的。举例来说,用电数据在负荷计算时显得较为缺乏,未能合理选择变压器容量,导致非均匀运行变压器负荷,以及负荷中心距离变压器较远;迂回铺设供电回路,致使大功率损耗线路电能,过低的空调系统效率主要是由于运行方式和设备选型不合理所致,唯一的手动控制方式导致不能合理运行水泵和风机,过大地消耗了电能,节能概念未能在对电制冷机组的台数进行选择时被考虑进去;控制模式在电梯内没有节能设置;特别是照明设备不恰当的控制方式,使大量电能由于部分照明设施而白白浪费掉。

2、节能技术具体可行性措施

2.1设计合理的供配电线路和系统

在对供配电系统进行合理设计时,应综合考虑如下因素:包括用电设备的特点、符合布置、供电距离和符合容量。尽力实现方便操作、可靠简单的系统。在对高层及商业建筑等大量耗用电能的现代建筑的变电所位置进行确定时,使高压对于负荷中心能够极其深入,从而将配电半径内的线路损耗极大降低。对于变压器的台数和容量选择要合理,在对变压器进行投切时,灵活应对季节性变化,使空载或轻载引起的不必要消耗掉的电能通过经济运行而减小。变压器型号可选择:SC8、SL9、S9等,变压器的有功消耗会因节能型设计而被很好地减小。

2.2照明节能措施

建筑电气的用电能耗中,建筑照明由于用电范围广,用电量大,所占比重非常大,因此具有非常巨大的潜力在照明上采取节能。对照明的节能,应以满足色显指数、色温、照度等各技术参数要求为基础。第一是高效光源的使用:荧光灯可采用T8、T5等高效或紧凑发光型,以及小功率金属陶瓷卤化物灯。户外的高效气体放电光源可选用高压钠灯。第二是照明灯具的合理选用:灯具应便于更换和情结,光源用电附件应该具备优越性能且能耗较低,如电子触发器、电子整流器、电感等。第三是对照明环境应充分考虑:平滑光亮的亮色应在考虑照明环境时引起重视,可使反射光增强,光被吸收的情况减少,使照明度提高。第四是对太阳光加以充分利用,应对日光采光技术多加利用。第五是合理设计照明:照明的开关点在设计时可以适量增加,使对于照明设备的管理更加方便有效。将开关布置在插线板上,可以通过将插线板开关直接断掉的方法,减少设备在不工作时的空载能耗。第六是适当选用节电器:我国目前推广较为广泛的办法是,将节能控制设备加装在现有照明系统上。只能照明调控器、自耦降压式、晶闸管斩波型均为照明节能装置。在调节电压方面,晶闸管斩波型具有高精度高速度的特点,调整可分时段进行,可以稳压,不过由于谐波大量出现造成的污染,会极大地危害电网系统;功能简单是自耦降压式的特点,20V~10V是其降低电网电压的范围,且输出为正弦波,美中不足是输出电压会随电网电压的波动而波动,无法提供稳定的工作电压;微电脑控制器是智能照明调控器所采用的办法,将输入、输出的电压值进行实时采集,并自动在比较最佳照明电压后做出调节,使工作电压的输出达到最佳,具有三相独立可调、软关闭和软启动灯具、多段自动调整和实时稳压调压功能,能够达到25%以上的节电率。

2.3电动机能耗的节约措施

首先,数量繁多的电动机设备如电梯、换热站、生活水泵、消防水泵和消防风机等存在于建筑物里,消耗了很大一部分的电能。其次在对电机进行选择时,电机的容量应适当,对于轻载和空载的运行时间尽量减少,保证基本稳定正常的电机电压电源。

2.4变频技术节能

泵或风机在其运行过程中具有的富裕流量较大时,可采用变频调速技术。变频器节能的方法在放空、溢流较少及满负荷运行的情况下不会有丝毫效果。第一是采用冷却水泵。具有显著的节能效果,可到30%—60%。第二是采用冷冻水循环泵。可采取数台循环水泵组成的控制系统,实现3泵、4泵联用一台变频器。第三是给水系统变频。恒压供水系统使智能建筑通常所采用的给水系统,变频技术的应用使节能效果更加明显。第四是电梯变频节能。电梯的动态可靠性由于变频调速技术的应用得到提高,使电梯运行效率提高,舒适感和安全感增加。第五是音乐喷泉变频。采用变频控制水柱量的大小和高低,节能的同时使艺术效果得到了增强。

结束语:在科学发展观中,实现可持续发展的重要环节就是节约能源。结合我国目前对电能源的消耗情况,重点强调了节能措施的基础原则和重要性,并对一些具体可行性技术措施进行深入研讨,深挖建筑电气节能设计上的巨大潜力。

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1.现代建筑电气节能相关理论

1.1现代建筑节能技术基本概念建筑节能技术起源于20世纪70年代,主要原因是能源危机在世界范围内的蔓延,导致建筑节能技术研究在全世界全面展开,而通过节能设计和降低建筑自身能耗达到节能效果也被逐渐被认同和确信。现代建筑节能技术就是在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下,通过对建筑物的冷热源系统、空调系统、送排风系统、供配电系统、给排水系统、电梯、照明等机电设备进行实时监视和优化管理,提高设备利用率和管理水平,使设备始终处于最佳运行状态,减少不必要的浪费,从而达到有效节约电能的目的。

1.2现代建筑能耗的主要来源调查及统计资料显示,现代建筑能耗占据全社会能耗的27%,成为节能减排的新重点。通过分析建筑能源的消耗发现,能耗主要产生在如下几个方面:

1.2.1现代建筑中的电力变压器能耗根据建筑的规模和功能不同,现代建筑中都需要选择不同类型、规格、数量的变压器,统计显示,发变电系统中,变压器电能损耗占总发电量的10%,同时,变压器的损耗占建筑电能线损的50%,变压器的损耗主要包括有功功率损耗、无功功率损耗、综合功率消耗三种类型。因此,研究节能型变压器,提高变压器的运行效率和经济性,对降低建筑物电气能耗是十分重要的。

1.2.2现代建筑中电力电缆的能耗由于电线内部电阻的缘故,电力在传输过程中会以热的形势消耗一部分,这部分能耗与电缆的长度、电力的传输距离、线缆的型号、品牌、导体截面等直接相关,因此,在综合考虑线缆的造价成本、施工成本与节能效率的前提下,可有效减低建筑能耗。

1.2.3现代建筑中照明部分的节能资料统计显示,我国电力消耗中的1/6是被照明消耗的,提高照明系统的能效水平无疑将较大幅度降低照明能耗。建筑照明节能的原则就是在保证照明质量的情况下,通过照明节能设计,充分利用自然光、太阳能等一系列手段,减少建筑照明中的能量消耗。

2.现代建筑电气节能措施

2.1对建筑电气系统的优化设计在建筑电气系统设计时,要根据各项电气系统的区别进行电气负荷计算和电气节能设计。在设计前,设计人员要深入现场,详细了解建筑自然环境、日照、光照条件等因素,加强与业主的沟通,仔细了解业主对建筑照明的要求,本着以人文本的原则,综合建筑物功能、结构、环境等方面的因素,选择最佳的技术和最优的技术方案,同时,设计人员要加强学习和沟通,及时掌握最新的节能技术,并将其应用到电气节能设计当中。对电气设计成果要引入第三方的检查和审核机构,对图纸的科学和合理性进行审核,提高图纸的设计质量水平。

2.2合理选择建筑用变压器为降低变压器的有功功率损耗,提高变压器运行效率,降低变压器的总体能耗,必须综合考虑变压器的型号、规格、数量等参数以及工程前期投资的成本,科学合理的选择变压器,以降低建筑的整体能耗。首先,在配电侧应采用环形供电网络,在运行侧应采用并联的方式应对建筑用电荷载的季节性的变换;其次,在昼夜用电变化大建筑中,变压器应非晶态合金得铁芯,该类型同容量变压器可降低80%的电力损耗;第三,应根据负载选择变压器的负载率保持较高,在实际应用中发现,变压器负载率在75%-85%为时,其投入和产出比价格,既能有效的节能,同时也保证变压器的投入不会浪费;最后,尽量选用大容量的变压器,使变压器在运行时的负载率尽可能接近最佳负载率是提高变压器的技术经济效益和搞好变压器节能的根本性措施。

2.3合理选择电线和电缆供电方式和线缆截面积是影响建筑内部线缆电力消耗的两大直接因素,实验表明,4%的输入电能在线缆环节被消耗,在电能通过线缆传输过程中,会产生有功功率和无功功率的损耗,因此,除了选用电阻率较小的铜芯导线做线缆外,还要从以下几个方面降低电线和电缆的电能损耗:首先是要减小建筑总线缆的使用长度,线路设计尽量点到点,走直线,同时避免线路走回头线。变压器的设计安放位置应尽量位于建筑的中心,使得从变压器到各个负载的距离均最短,高层建筑的低压配电间应尽量位于竖井附近,保证配电间到干线的距离最短,不会出现回头线;其次需要增大导线的截面积。在综合计算经济效益和节能效率的情况下,设计选用的长线路当增加一级截面所增加的线缆成本可通过增加后建筑解决在三年内平衡时,可将满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面再加大一级。

2.4建筑用电动机节能的途径建筑用的电动机主要是风机、水泵等为建筑提供整体通风和高层输水的电动设备,根据建筑的功能不同,该部分设备的耗能比也有很大的区别。资料显示,高层星级酒店水泵的耗电量占总耗电量的30%左右。因此,降低该部分的能耗也是很有必要的。首先在电动机的选择是要高效率的电动机,以提高电动机的工作效率和功率因数;其次,要根据荷载的负荷特性,使得电动机的运行于电动机的负荷特性相匹配,保证电动机的工作效率;第三选用软起动器的电动机设备,软启动器在电动机启动过程中启动平稳,启动后可保证设备全压投入运行,可有效降低能耗,提高电能的转化效率和设备的使用效率。

2.5提高功率因数在建筑电气设计中,对于容量超过10kw的大型设备和供电距高在20m的情况下,应采用就地补偿方式,选用就地补偿装置以减少无功功率流动引起的损耗。对直流设备的供电和励磁,应采用硅整流或晶闸,空载率大于50%的电气设备,应安装空载断电装置,降低不必要的电能损耗,对连续运行的大型电气设备,应安装空载自停控制装置,大型非连续运转电气设备,宜采用电动调节风量、流量的自动控制方式,以节省电能。

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前言

2004年前后,我国煤炭价格涨幅很大,很多热电企业出现亏损。国家能源领导小组办公室政策组为摸清我国热电企业的实际情况,利用热电专委会在杭州召开“内部挖潜,节能降耗,提高热电厂综合经济效益经验交流会”的时机制定了“热电企业调查表”会后我们根据收到的回执表,汇总分析提出了“61个热电厂2004年2005年实际经营情况报告分析”供领导部门和研究单位参考。

有的单位人员,针对报告中一些热电厂供电煤耗偏高的情况,提出“中小热电厂不节能,应以大机组取代,这些热电厂也应列为关停对象”。我们认为这种观点是片面的。众所周知热电厂有电与热两种产品,看一个热电厂是否节能要看电与热两种产品,要全面分析。

一、全国热电机组的供热节能

根据中国电力企业联合会编制的《2004年电力工业统计资料提要》,我国2004年热电联产的情况为:

单机6000千瓦及以上供热机组装机容量4813.68万千瓦

单机6000千瓦及以上供热机组年供热量165736.5万吉焦

单机6000千瓦及以上供热机组供热标煤耗率40.22公斤/吉焦

集中供热锅炉的供热标煤耗率55公斤/吉焦(相当于锅炉效率61%)

《节能中长期专项规划》中确定的十大重点节能工程之一“燃煤工业锅炉改造工程”提出我国燃煤工业锅炉平均运行效率为60~65%。

我国热电联产由于供热的年节煤量为:165736.5万吉焦(55-40.22)=2449.58万吨

我国统计部门不统计供热节煤量,电力系统也不管供热,建设部也是管城镇居民采暖,而供热节煤又分散在全国各地,分布在全国的供热大市场,因而不被重视和”发现”.但这确是不容忽视的事实。

我国热电机组的年发电量,统计部门不单独列项,没有热化发电量统计(前苏联有此统计),归在火力发电大盘子里。为便于分析我们假设2004年全国热电机组的年利用小时为5000小时,(2004年我国火电机组利用小时为5991小时)则全国热电机组的年发电量为:

4813.68万千瓦×5000小时=24068400万kwh

(占全国当年发电量的10.97%占全国当年火力发电量的13.30%)

由于热电机组供热节煤2449.58万吨

将使热电厂的发电标煤耗率降低

2449.58万吨/24068400万kwh=0.000102吨/kwh=102g/kwh

2004年全国火力发电量18103.8亿kwh

由于热电机组供热节煤2449.58万吨

将使全国火力发电的标煤耗率降低

2449.58万吨/18103.8亿kwh =13.53 g/kwh

也可以理解为:2004年我国电力工业如果不是全国热电机组在供热方面的节能,将使我国火力发电的供电标煤耗率不是376g/kwh而是389.53 g/kwh,因而热电机组的节能贡献,功不可没。

今年热电专委会主任委员周小谦同志(国家电网公司顾问)到日本考察时了解到:日本海外电力调查会2004年海外电气事业统计显示,中国2002年电厂的热效率为40.36%(我国中国电力企业联合会公布的热效率为35.12%)仅低于日本的41%,远高于美国的33.1%,这得益于热电联产机组的贡献。(我国热电机组在火力发电厂中的比重高于美国和日本),日本人把我国热电联产在电力工业中的八作用,比我们自己一些负责人看的还清楚。应当深思。

二61个热电厂的节能分析

有人认为61个热电厂中,很多厂的供电标煤耗率高于目前30万千瓦凝汽机组的供电标煤耗因而是不节能的,应该淘汰。我们认为拿我国目前的热电机组和30万千瓦的大型火电机组来对比,本身就是不科学的。我国历来强调“以热定电”,按热负荷的大小来选择供热机组的容量。由于供热距离不可能太远,因而多数热电厂不能用大机组。据2003年中国电力企业联合会编制的“电力工业统计资料汇编”机组分类资料,2003年我国单机6000千瓦及以上供热机组共2121台,4369.18万千瓦。其中单机5万千瓦以下的中小供热机组共1859台,占87.65%容量2099万千瓦,占48.04%,对我国热电领域来讲,中小热电机组占半壁河山,是不容忽视的节能与环保方面的主力军。拿单机5万千瓦以下的中小机组来和30万千瓦的大机组来对比显然是不合理的。

我国火力发电厂一般建在煤矿附近或铁路的要道附近,因而要远距离输电。2004年我国的输电线损7.55%,而热电厂则建在城市近郊,靠近热用户,甚至与热用户只一墙之隔,因而没有或很少输电损失。火力发电厂输电到城市郊区还要经过复杂的配电系统才能将电力送至千家万户,而热电厂输送热力到热力用户也要有热损失,我们假设火力发电的配电损失与热电厂的输热损失相当,因而认为热电厂的供电标煤耗率应与当年火电发电的供电标煤加上输电线损来对比,看是否节约能。

供电标煤耗率应为376×1.0755=404。388g/kwh以此来与61个热电厂的实际供电标煤耗率相比较,61个热电厂中有22个热电厂的实际供电标煤耗率低于上述值,属于供电节煤,占36%。

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我国是一个资源丰富的国家,在改革开放前,由于社会经济发展十分缓慢,大部分资源深埋地下未被利用,因此能源危机在我国表现的并不明显。电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分,为了实现我国可持续发展战略,建筑节能势在必行。我国应结合实际情况,综合利用各种节能技术措施,选择经济合理的节能方案,充分研究相关政策的制定和配套,形成新的机制和运作模式,制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系,使之更好地指导和规范建筑节能,推动建筑节能的健康发展。近年来,我国的经济发展取得了举世瞩目的成就,电力系统也得到了很大的发展,科技的进步和用电设备的普及大大提高了人们的生活水平,我国的工业化进程非常迅速,同时能源的需求量急剧增加。到目前为止,我国的能源供求矛盾已经相当严重,且有日益激化的趋势。但同时,建筑物内的电气施工普遍存在着能耗过高和浪费电能的问题。针对这种问题,国家也提出了一些措施和规划。明确提出到“十二五”规划末,要达到的节能降耗的目标。所以,在建筑物的电气施工中要采用一些措施来降低能耗。这不仅仅会节约能源,而且还会带来相当可观的经济效益。

1电气节能施工应遵循的原则

电气节能的内容,在很多现行的施工规范中都有所体现。建筑电气施工在满足建筑的本身功能,保证建筑的各项功能稳定连续运行的同时,更要严格遵守相关的施工规范。既不能为了节能而盲目加大投资,也不能为了一味的节能而牺牲的建筑物的部分功能。因此,电气节能施工应遵循以下原则:

1.1社会责任感:我们每个人在社会上做的每一件事,就无形的对社会承担了一份社会责任,工程施工亦是如此。施工者所施工出的每一项工程,自工程施工建设开始,施工者就开始对它承担起终身的社会责任。建筑节能是贯彻国家节约能源法和可持续发展战略的大事,施工者应承担起国家发展战略和后代人生存条件的社会责任感。

1.2实际性:就是要根据建筑物本身的使用功能,充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材料,尽可能达到节能目的,并在短时间内收回投资成本。

1.3适用性:就是基于满足在在建筑物内创造良好人工环境提供必要的能源,为建筑设备运行提供必需的动力,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,来优化供配电施工,促进电能合理利用。

1.4节能性:就是通过合理的施工及运行方案减少不必要的能源损耗。在民用建筑电气施工中,应采用成熟、有效的节能措施,降低电能消耗。

2供配电系统的节能环保措施

2.1供配电系统的合理施工。

①一定要结合负荷容量、用电设备特点、供配电距离与分布等条件,对供配电的系统进行合理施工,并且选择供配电的合理电压,促使供配电系统尽可能简单、合理、可靠、稳定。

②尽可能将变电所靠近负荷中心,进而减小配电半径,降低线路损失。结合负荷的具体情况,排除部分变压器,进而有效降低线路损耗。

③结合负荷的具体情况,对变压器的台数与容量进行合理的选用,其相应的接线方式也一定要符合负荷的变化情况,根据经济运行的原则,对变压器进行灵活的投切。

2.2提高供配电系统的功率因数。提高供配电系统的功率因数可以有效降低线路的损耗与变压器的铜损,对节能降耗有着一定的促进作用,同时还可以降低变压器以及线路的电压损失,增强发配电设备的供电能力。在开展相关施工工作的时候,选取功率因数相对较高的电气设备,比如同步电机等,并且配以具有补偿的电容器。此电容器可以产生一定的超前无功电流,进而对设备滞后的无功电流进行相应的抵消,进而提升功率因数。

2.3加强电力电缆的选择。首先,针对电力电缆的材质选择而言。电缆线路中的有功电能损耗指的就是三相电路中最大负荷年损耗小时数和有功功率损耗的乘积。其中有功功率损

耗大小主要就是取决于线路的感抗与电阻,也就是导体的横截面积、绝缘形式以及材质。同铝导体相较而言,铜导体的能耗量相对较低,并且其相应的导电率也较高,所以,在电力电缆工程中,普遍应用铜芯电力电缆。其次,针对经济电流选择而言。在选择电缆截面的时候,除了需要一些技术条件之外,还需要考虑经济条件,也就是根据经济电流原则进行相应的选

择。在进行电气施工的时候,一定要严格按照国家电工标准执行,推广运用《电力电缆截面的经济最佳化标准》(IEC-287-3-2/1995),确保电力电缆选用的合理性。

2.4配电变压器节能环保措施。在变压器的节能环保方面而言,其主要就是降低线路损耗,增强设备的运行效率,其具体措施包括以下几个方面:一是,加强变压器数量与容量的

合理选用。在进行变压器数量与容量选用的时候,一定要充分考虑电路的负荷情况,并且结合年运行费用与投资等方面,对负荷展开合理的分配,选用容量和电力负荷相匹配的变压器,

确保运行一直处在高效范围内。通常情况下,当负荷率保持在0.3-0.75之间的时候,属于经济运行范围;当负荷率保持在0.5-0.6之间的时候,变压器的运行效率是最高的。当负荷不再发生变化的时候,功率因数越高,其相应的变压器运行效率也就越高。二是,选取节能型变压器之后,加强对变压器进行更换与改造,进而促进能耗的降低。三是,强化相应的运行管理,实现变压器的高效、经济运行。

2.5节电装置应用。在施工供配电系统的时候,还可以加强对自动稳压型交流电源集中控制节电装置的应用,其主要就是通过“电磁平衡原理”的节电技术,在系统内部装置的LC无源滤波器,进而对高次谐波进行抑制,吸收系统内部失真的电能,进而将其转变为有用电能,有效提高系统利用电能的效率,在一定程度上提高了功率因数。在电力系统中,通过串联节电装置,可以集中控制并且全面管理系统输入的电能,进而改进电能的质量,将相应的供电参数调节到适合负荷设备运行的状态,进而有效提高了相关设备的运行效率,确保了供电的可靠性与安全性。

3建筑电气施工中节能技术的应用前景

相较之下,我国节能体系刚刚起步,与发展十分迅速的发达国家相比仍有差距,比较典型的有英国的 BREEAM 评估体系,题本的 CASBEE 评价体系,我国完全可以从中吸收有用的知识,加大建筑节能的宣传力度,采用定性与定量评价的方法实现建筑节能。从我国具体的工作情况来看,可以建立科学且合理的建筑电气运行情况的数据采集与整理、分析、比较体系,建立科学的数据库,针对各项节能新技术、新产品制定相应的措施,将科研成果转化为时间,降低造价,形成良性循环。同时,政府也要出台相关的文件支持建筑电气节能施工,强化使用过程中的管理,使建筑电气节能措施在实践中得到发挥。

4结语

无论是供电系统或用电设备,都存在着节能的巨大潜力。为实现“节电能、降电耗”的目的,在建筑电气施工中应正确施工供配电系统, 选用节能型电气产品,更换改造低效率、高电耗设备,并通过科学的管理,实现供配电系统及用电设备的经济运行。

参考文献:

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