港口机械中的电气节能分析范文

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摘要：在文章中，针对港口与码头工程项目中的用电设备构成与电能消耗状况展开了深入研究与分析，并结合实际情况采取了诸多措施，以达到电能损耗减少的目的，实现节能发展目标。

关键词：港口机械；电气节能；探讨

1电能消耗设备基础构成部分阐释

根据港口与码头性质的差异，其用电设备构成也有所区别。一般情况下，可以将构成细化成三种类别，集中表现在装卸机械设备、室内外照明设备与辅助动力设备等方面。

1.1常见的大型装卸机械设备

一方面，大型装卸机械设备可以包括集装箱龙门起重机、斗轮堆取料机、龙门起重机与堆料机等等。这种类型的设备，其装机容量控制在几百千瓦到几千千瓦之间。如果设备的容量相对较大且供电距离较远，则应当选择使用10kV上机或者是6kV上机，将变压器设置在机械设备之上。如果设备的容量不大，而且供电距离较近，即可选用380V上机，执行重复的短时工作制度，借助变频调速控制的方式。另一方面，带式输送机，通常被称作是皮带机，应用在散货码头与堆场输送物料领域。通常情况下，鼠笼电机的使用范围较为广泛，如果电机功率不超过200千瓦，那么供电电压即可选用380V。如果电机功率超过200千瓦，即可选用10kV或者是6kV供电电压，并且执行长期工作制度。

1.2辅助动力设备

通常来讲，污水处理设备、空调设备、风机以及水泵等都是常见的辅助动力设备。在机修设备以外，通常都会执行长期的工作制度。

1.3室内外的照明设备

流机库、港区综合楼、机修间以及调度楼等生产辅助建筑物内的照明设备、港区码头、道路室外照明设备等都是较为常见的室内外照明设备。其中，办公建筑物内部会选用荧光灯或者是白炽灯进行照明，而仓库与车间等大型工业建筑物，则要选择高压钠灯亦或是金卤灯来实现照明目标。在室外的堆场、道路与码头等位置可以选择高压钠灯与金卤灯提供照明功能。

2港口机械中的电气节能措施

2.1配套电动机功率的合理选择

对于机械设备亦或是水泵，不仅要对其所需机械轴功率加以计算，同样在选择配套电动机功率方面，要在确保配套机械起动运转正常的情况下，使得电动机处于最佳负载率周边，以实现电动机运行效率的全面与优化，降低电能的损耗量[1]。由于电动机存在空载损耗，所以不论其是否有负荷，都必然存在空载损耗。在这种情况下，应规避配套电动机功率的盲目增加，以免形成大车拉小车的现象。一旦出现这种现象，必然会影响电动机运行的效率，使得电能的损耗量不断增加。此外，供电变压器容量也明显增加，所有电能损耗显著提高，实际的投资成本也随之加大，经济性严重缺失。为此，要想确保配套电动机功率选择的合理性，作为设计工作人员就一定要提高自身的设计能力，实现设计质量的优化。

2.2负荷计算准确程度的提升

现阶段，港口工程项目在设计的过程中，对于负荷的计算始终沿用需要系数方法。这种计算方法的优势就是简单，但大部分系数的应用时间较长，而新型设备所需系数难以查找到，所以必须凭借经验进行估算，直接增加了实际的误差。在港口工程当中，大型装卸机械负荷的比重相对较大，所以在计算负荷的时候，应选择大装机容量机械设备，用其轴功率和机械效率做除法计算，获得设备功率的计算结果。这样一来，就能够与实际情况更加接近，不断提高准确程度。

2.3变压器容量与台数的选择

在变压器转送电力的时候会形成大量的电能损耗，但是其在供配电系统总电能损耗中所占比重相对理想，所以在对变压器进行合理选择的情况下，保证实际损耗量下降，就能够更好地实现节能目标。在计算电力变压器有功功率损耗的时候，可以选择使用以下公式：APb=Po+pPd。其中，Po所代表的是变压器空载状态下的有功损耗，单位是千瓦。而Pd代表的是变压器短路损耗，单位是千瓦。P是变压器负载率的表示方式。在变压器运行的过程中，对其规律进行了总结与分析，集中表现在以下两个方面：（1）如果是相同的变压器，在其处于特定负荷率的状态下，功率因数越高，那么变压器运行的效率也会越高。（2）如果是相同的变压器，在功率因数保持特定的情况下，在实际负荷率处于0.42-0.6之间的时候，变压器运行效率会处于最高的状态。由此可见，为实现变压器节能目标，应对以下几方面内容加以参考：第一，要选择使用全新的节能变压器，型号可以是S11或者是SCB10等等。第二，对变压器容量加以选择。第三，应将自动务工补偿装置安装在变压器的低压侧，并适当地提高功率因数，使其超过0.9。这样一来，就能够使流经变压器的无功电流得以减少，实现变压器损耗量的减少。

2.4供配电系统设计的全面优化

通常情况下，大中型港区用电负荷相对较大，超过上万千瓦的情况十分常见。另外，由于港区的面积相对较大，且供电的范围广泛，不同类型的供电电缆长度也较长，所以线路电能损耗也很大。要想实现线路能耗的减少目标，应借鉴以下几种措施：首先，对变电所数量与供电半径进行准确地确定，尽可能保证变电所的位置与负荷中心距离较近，使得供电距离得以缩短，减少线路的实际损耗。其次，如果设备的容量大且供电的距离较长，应选择使用等级较高的电压进行供电。最后，铜芯电缆的载流量要大且电阻小，不应仅根据载流量与电压损失对电缆截面进行选择，而是要根据经济电流密度对电缆的截面加以选择。

2.5照明系统节能方法

对于港口工程项目的照明系统，其主要的构成就是码头、车间、仓库、堆场与其他的辅助建筑物照明。一般情况下，港口工程照明系统的分布范围广泛且用电负荷量较大，实际的工作时间较长，所以电能的消耗量明显增加。由此可见，照明系统节能为港口工程节能目标的实现提供了有价值的参考依据。在实践过程中，可以借鉴以下几方面内容：第一，照明标准的合理选择，保证照明设计方案得以优化。在港口类型相同或者是不同的情况下，其各部位照度数值都应得到明确地规定。通常，高档值、中档值与低档值是最常见的三种方式，而在设计设计的过程中，必须要综合考虑港口工程项目具体性质、规模以及夜间作业的情况，对设计照度值进行确定。对于室内外的照明设计，特别是灯具布置与照明功率都是重点研究内容。特别是室外堆场的当面照明，应选择使用高杆灯，并且在顶部安装若干功率较大的泛光灯提供照明。但需要注意的是，灯杆高度、灯杆之间的间距与灯具的数量、功率等诸多因素，都必须要综合考虑对于照明效果的影响程度，以保证灯杆的高度、距离与灯具功率选择的合理性[2]。在诸多方案对比的情况下，选择与照度标准要求相适应且满足节能效果需求的方案。第二，高效灯具与光源选择。在室内外照明方面，可以选择使用高效光源与灯具。对于室内照明而言，尽量选择使用细管径直管荧光灯与紧凑型的荧光灯。对于仓库与车间等空间较大的场所，照明要尽量选择使用金属齿化物灯与高压钠灯等。若资金条件允许，也可以选择使用LED光源（如图1），对直射光通比例较高且控制性能理想的高效灯具加以使用。但需要注意的是，室内照明灯具的效率不允许小于70%，而装设遮光格栅的情况下，灯具效率也不允许低于60%。对于室外照明灯具来讲，其效率同样不允许小于70%，而泛光灯的效率不允许低于65%。在此基础上，要求合理地配备与节能标准相吻合的灯具附件。第三，照明的有效控制。要想更好地实现节能目标，必须要综合考虑环境条件与使用的特点，对照明控制的方式加以选择。特别是港区内的辅助建筑物，一个照明开关控制灯具数量并不多，特别是办公建筑物的内部，在夜间工作的人数并不多，若一个照明开关对过多灯具加以控制，必然会带来严重的浪费情况。

2.6供电系统功率因数的有效提高

首先，所选择的供用电设备的功率因数应较高，如果是电动机与变压器，应选用小空载损耗的节能产品。若是大型港口装卸机械设备，其主要机构应选择变频电机与变频调速控制系统。对于照明荧光灯，则要选择高因数电子镇流器。其次，在对空载损耗用电设备容量进行选择的过程中，要尽可能规避大马拉小马的情况。而是在设备负荷率选择方面，要尽量保证与经济运行负荷率相接近。最后，无功功率补偿设备的装设。根据供电部门的相关规定要求，10kV供电用户功率因数不允许小于0.9，如果不能够满足要求，一定要采取罚款的措施。所以，可以将静电电容器补偿安装其中，选择使用分级补偿的方式，可以获得理想的效果。若条件允许，用电设备无功功率即可就地补偿。

3结束语

综上所述，伴随国民经济的快速发展，市场对于重型机械各项要求不断提高。所以，传统生产模式已经难以满足现代社会发展需求，必须实现集约化转型。企业也应积极响应节能减排号召，尽可能降低污染程度。

参考文献：

[1]马千里，李文洋，叶银祥，等.浅谈机械制造中的节能设计理念[J].建筑工程技术与设计，2017（16）：1397-1397.

[2]张煜明，楼晓阳，揭建安.基于矩阵式变频器U1000的门式起重机电气节能系统[J].起重运输机械，2017（5）：89-92.

作者：周羽 单位：上海振华重工（集团）股份有限公司陆上重工设计研究院