港口電氣的節能設計方法探究

摘 要：伴隨著國民經濟的發展和節能減排工作的深入推進，港口作為海上經濟樞紐和交通要道也逐漸加入到節能減排的行列當中，改變港口經濟發展方式、發展港口循環經濟已經成為港口碼頭工程企業著力追求的目標。電能作為港口碼頭工程的主要能源，實現港口電氣的節能減排意義重大。為此，下面本文將具體來分析港口電氣的節能設計方法，主要論述港口電氣設計方法以及耗電設備構成和港口電氣的節能設計方案分析兩大方面的內容，以期能夠抓好港口電氣節能設計的關鍵點，最大限度的減少港口電氣能源的消耗，促進港口節能減排工程的深入健康發展。

關鍵詞：港口電氣；節能設計；設計方法；節能方案

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

在國家節能減排政策的持續推廣和號召之下，港口碼頭作為新一輪的節能減排增長點受到廣泛關注。港口工程的電氣節能設計潛力巨大，有著極大的節能空間，因此，推動港口經濟發展方式向可持續發展方向轉變、發展港口循環經濟必將成為港口工程和臨港企業的未來發展趨勢。港口碼頭由于要長期超負荷機械化作業，所以電能需求巨大。因此，優化當前港口電氣的節能設計意義重大。下面本文將首先來分析港口電氣設計方法以及耗電設備構成，并在此基礎上闡述港口電氣的節能設計方案，以期能夠充分挖掘各種有效的節能舉措，降低港口電氣能耗，促進港口經濟的綠色、可持續發展。

1 港口電氣設計方法及耗電設備構成分析

1.1 港口電氣設計方法分析

1.1.1 碼頭變配電所的設計

碼頭變配電所的設計需要充分考慮變電所的數量、供電半徑、負荷中心位置、供電距離、輸電電纜布置及類型、輸電線路電壓電流等各個因素。一般來說，碼頭變配電所的設計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、大型機械的電功率等幾大方面。由于在港口碼頭工作的大型機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。在選用電纜時要根據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 關于電纜的敷設

電纜的敷設要根據具體的電纜數量、地下水位分布狀況、地質狀況、港區未來發展規劃等來選擇。港口碼頭的類型決定著電纜敷設的類型選擇，高樁梁板式和重力式、板樁式的電纜敷設有明顯區別。高樁梁板碼頭一般使用電纜橋架、管溝來敷設電纜。重力式、板樁式碼頭的敷設方式比較多樣，通常采用的是穿管埋地敷設、電纜溝、電纜隧道三種方式。

1.1.3 關于電氣照明的設計

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上才能選定最佳優化方案。燈具選擇一般分為以下幾種情況：在倉庫、車間等大型房屋內照明一般選用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈；在室內室外一般用高效光源燈。

1.2 電能耗能設備的構成

港口電能耗能設備主要有三大類：裝卸機械設備、輔助動力設備、室內外照明設備。大型裝卸機械設備主要用于大重量的機械化作業，這類大型裝卸設備的裝機容量一般都比較大，機器上一般會設有變壓器。第二類是輔助動力設備，主要包括水泵、污水處理設備、風機等等。這些設備大多是長期工作制設備。室內外照明設備分布廣泛、耗能很大，在港口各個區域都有分布，一般是白熾燈照明，個別地方用高壓鈉燈或金鹵燈照明。

2 港口電氣的節能設計方案分析

2.1 準確計算港口負荷，合理選擇變壓器的容量和臺數

提升港口機械設備的負荷準確度是設計節能方案的開端。根據需要系數法計算港口的準確負荷范圍，對于新型設備的工作負荷，不要采用經驗估算，而應該用軸功率除以機械效率求得設備功率的方法來計算，并在此基礎之上選擇變壓器的容量和臺數。變壓器在空載狀態下會消耗定額的電能，所以最好的辦法是使變壓器能經常運行在最佳負載率附近，則可以有效減少空載消耗。此外，變壓器運行的一般規律是，對于同一臺變壓器，它在負荷率一定的情況下，功率因數越高，變壓器的運行效率越高。所以可以選擇新型節能變壓器，使它的保持它的運行負載率保持在最佳范圍。

2.2 優化配電系統的節能設計，合理選擇配套電動機的功率

電動機功率是保證配套機械的啟動和正常運轉的根源，是各類大型機械設備正常運行的動力來源，因此，我們要合理選擇配套電動機的功率，并且使電動機能夠經常運轉在最佳負荷率附近，這樣既能提高電動機的運行效率，又能減少它的空載損耗。如果電動機的功率選擇不夠合理，便會出現大馬拉小車的現象，這樣不僅會損耗電動機的使用壽命，更會加劇電能消耗。

2.3 改進電氣配電線路和系統的節能設計，減少線路電能損耗

中、大型港區面積大、供電范圍廣、設備用電負荷大、供電電纜線路長，所以港區線路的電能損耗相當可觀，因此也就存在著很大的線路節能空間。所以要合理布置變電所的位置，使之靠近負荷中心。還要優化供配電系統的線路設計，根據供電規律及機器設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 照明用電的節能設計

優化港口照明系統是港口電氣節能設計方案的重點。由于照明系統分布廣泛、用電負荷大、工作時間長，所以必須制定合理的照明標準，優化照明設計方案，根據港口規模、港口性質、夜間作業狀況來確定照明標準。還要選用高效節能的照明工具，室外堆場的大面積照明一般采用高桿燈，并根據規律確定科學的桿高、桿距等。

3 結束語

港口作為海上經濟樞紐和交通要道，電能是支撐港口經濟發展和秩序作業的能源保障。在我國節能減排進入新時期的今天，港口成為了新的節能減排增長點，發展港口循環經濟成為必然趨勢。通過上述本文的探討，筆者主要了上述兩大方面的內容，以期能夠充分挖掘港口節能潛力，降低港口電氣能耗，促進港口經濟的綠色、可持續發展。

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作者簡介：張明（1987-），男，河北唐山人，研究方向：電氣。