何平

連云港港口集團(tuán)供電工程公司 222042

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)港口工程項(xiàng)目，無(wú)論是集裝箱碼頭還是散貨碼頭都呈現(xiàn)出大型化、專(zhuān)業(yè)化以及自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求，裝機(jī)容量也隨之增加，這就使得港口工程需要消耗大量的電能。面對(duì)日趨緊張的電力形式，合理使用節(jié)能措施于港口工程項(xiàng)目建設(shè)中，已經(jīng)成為了目前港口碼頭工程電氣設(shè)計(jì)的重要研究課題。

關(guān)鍵詞：港口工程；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

一、工程概況

某內(nèi)河港市區(qū)港區(qū)工業(yè)園南作業(yè)區(qū)碼頭工程新建500噸級(jí)件雜貨泊位4個(gè)、多用途泊位4個(gè)，設(shè)計(jì)年吞吐量為220萬(wàn)t/年，其中件雜貨180萬(wàn)t/年，集裝箱5萬(wàn)t/年。主要裝卸貨種為集裝箱、鋼材。該港口工程電氣主要能耗工序包括：裝卸船作業(yè)、水平運(yùn)輸作業(yè)、堆場(chǎng)作業(yè)、碼頭、堆場(chǎng)、道路、生產(chǎn)及輔助建筑照明以及通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行等等。主要的能耗設(shè)備包括：岸邊軌道式龍門(mén)起重機(jī)、多用途門(mén)座起重機(jī)、堆場(chǎng)軌道式龍門(mén)起重機(jī)、輪胎式龍門(mén)起重機(jī)、集裝箱自動(dòng)伸縮吊具、集裝箱半掛車(chē)、集裝箱牽引車(chē)、正面吊、箱內(nèi)叉車(chē)、門(mén)座起重機(jī)、輪胎吊、投光燈、空調(diào)、排風(fēng)扇等。年耗電總量如表1所示：

表1 年耗電總量

能耗種類(lèi)單位能耗數(shù)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量（t/a）

電能Kwh/a2.06×106833.8

二、港口電氣設(shè)計(jì)基本原則

港口電氣設(shè)計(jì)首先必須要滿(mǎn)足良好的適應(yīng)性，不僅要滿(mǎn)足電能的質(zhì)量和供電的可靠性及設(shè)備用電的負(fù)荷容量，而且還使得電氣設(shè)備的作用充分發(fā)揮，保持供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、靈活以及高效動(dòng)作，同時(shí)，還要有可控性。電氣設(shè)計(jì)必須要保持足夠的安全性，從而確保供電、配電以及用電運(yùn)行的安全，設(shè)計(jì)要按照港口工程的級(jí)別安裝相應(yīng)的智能安全檢測(cè)系統(tǒng)。在安全性的基礎(chǔ)上，盡可能用最少的投資取得最大的利益，因此，在設(shè)計(jì)上可以根據(jù)碼頭的需求，選擇不同形式的供電系統(tǒng)，從而獲取最大的效益；另外，根據(jù)規(guī)范，變電所最好位于負(fù)荷中心，利于節(jié)能也利于節(jié)省投資并節(jié)省有色金屬。因此，工程技術(shù)人員可通過(guò)實(shí)際測(cè)量各種數(shù)據(jù)，如電纜的長(zhǎng)度、截面、電流等，求出變電所的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行位置，并與實(shí)際的位置進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，取得經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

三、港口工程電氣節(jié)能的具體措施

（一）變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

在變壓器設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用低能耗及銅線材的新型高效節(jié)能變壓器，減少變壓器的有功功率損耗，盡可能使變壓器負(fù)荷率設(shè)計(jì)在75%-85%。合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以適應(yīng)由于負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。變壓器的有功功率損耗如下式表示：

△Pb=Po+Pkβ2

其中：△Pb——變壓器有功損耗（KW）；Po——變壓器的空載損耗（KW）；Pk——變壓器的有載損耗（KW）；β——變壓器的負(fù)載率。

Po部分為空載損耗又稱(chēng)鐵損，它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的，如S11型油浸變壓器或SC（B）11節(jié)能型干式變壓器。Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過(guò)繞組電流的大小，即負(fù)載率β的平方成正比。因此，應(yīng)選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。其實(shí)變壓器實(shí)際運(yùn)行的負(fù)荷率是很不均勻的，根據(jù)《變壓器允許過(guò)負(fù)荷系數(shù)的負(fù)荷率最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間關(guān)系曲線》可求得變壓器的過(guò)負(fù)荷系數(shù)，所以在確定變壓器容量時(shí)，可按75%-85%的負(fù)荷率選擇。若變壓器選擇容量過(guò)大，長(zhǎng)期低于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的負(fù)荷率，會(huì)造成有功損耗的上升，因?yàn)槠淙萘窟^(guò)大，鐵損增大。為減小變壓器損耗，當(dāng)容量大而需要選用多臺(tái)變壓器時(shí)，在合理分配負(fù)荷的情況下，盡可能減少變壓器的臺(tái)數(shù)，選用大容量的變壓器。例如需裝機(jī)容量4000kVA，可選二臺(tái)2000kVA，不選四臺(tái)1000kVA。

（二）優(yōu)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少線路電能損耗

大、中型港區(qū)的用電負(fù)荷大，一般達(dá)幾千千瓦，有的上萬(wàn)千瓦甚至高達(dá)幾萬(wàn)千瓦，港區(qū)面積大，供電范圍廣，各種供電電纜長(zhǎng)達(dá)十幾甚至數(shù)十公里，其線路上的電能損耗也不是個(gè)小數(shù)目，減少線路電能損耗可從以下幾個(gè)方面著手：第一，合理確定變電所的數(shù)量及供電半徑，盡量把變電所布置在靠近負(fù)荷中心，以減少供電距離，降低線路損耗；第二，設(shè)備容量大、供電距離較長(zhǎng)的設(shè)備選用較高等級(jí)的電壓供電，例如集裝箱碼頭岸邊起重機(jī)、較大功率的門(mén)機(jī)、橋式抓斗卸船機(jī)等可采用10kv或6kv上機(jī)，供電電壓提高了，線路電流就相應(yīng)減小，線路的電能損耗也就自然減少；第三，選用載流量大、電阻小的銅芯電纜，不僅僅是按載流量和電壓損失來(lái)選擇電纜的截面，還要按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇電纜截面。

（三）照明系統(tǒng)的節(jié)能措施

第一，合理選擇照明標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化照明設(shè)計(jì)方案。不同類(lèi)型的港口，或同類(lèi)型港口內(nèi)的不同部位的照度值，在相關(guān)規(guī)范均有明確的規(guī)定，一般都給出高、中、低三檔值，設(shè)計(jì)中要根據(jù)港口的規(guī)模性質(zhì)、夜間作業(yè)狀況等具體條件來(lái)確定各部分的設(shè)計(jì)照度值，不要盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)，盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成能源浪費(fèi)，也增加了運(yùn)營(yíng)成本，極不合算。第二，室內(nèi)外照明設(shè)計(jì)中燈具的布置和照明功率的選擇也很重要，尤其是室外堆場(chǎng)大面積照明，一般是采用高桿燈，頂部裝設(shè)多套大功率泛光燈進(jìn)行照明，燈桿的高度、桿距、燈具數(shù)量及功率等幾個(gè)因素均對(duì)照明效果有影響，選擇合適的桿高、桿距及燈具的功率，多方案比較，精心布置，選出最佳方案，既能滿(mǎn)足照度標(biāo)準(zhǔn)，又能達(dá)到節(jié)能效果。

綜上所述，港口電氣設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性比較強(qiáng)，而且港口電氣系統(tǒng)的耗能也比較大。因此要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員遵循基本的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)規(guī)范，通過(guò)合理確定變壓器、供配電系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等，不斷優(yōu)化整個(gè)電氣系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，達(dá)到降低成本、節(jié)能減耗的目的，促進(jìn)港口電氣設(shè)計(jì)水平的不斷提升。

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