港口电气的节能设计方法探究

摘 要：伴随着国民经济的发展和节能减排工作的深入推进，港口作为海上经济枢纽和交通要道也逐渐加入到节能减排的行列当中，改变港口经济发展方式、发展港口循环经济已经成为港口码头工程企业着力追求的目标。电能作为港口码头工程的主要能源，实现港口电气的节能减排意义重大。为此，下面本文将具体来分析港口电气的节能设计方法，主要论述港口电气设计方法以及耗电设备构成和港口电气的节能设计方案分析两大方面的内容，以期能够抓好港口电气节能设计的关键点，最大限度的减少港口电气能源的消耗，促进港口节能减排工程的深入健康发展。

关键词：港口电气；节能设计；设计方法；节能方案

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

在国家节能减排政策的持续推广和号召之下，港口码头作为新一轮的节能减排增长点受到广泛关注。港口工程的电气节能设计潜力巨大，有着极大的节能空间，因此，推动港口经济发展方式向可持续发展方向转变、发展港口循环经济必将成为港口工程和临港企业的未来发展趋势。港口码头由于要长期超负荷机械化作业，所以电能需求巨大。因此，优化当前港口电气的节能设计意义重大。下面本文将首先来分析港口电气设计方法以及耗电设备构成，并在此基础上阐述港口电气的节能设计方案，以期能够充分挖掘各种有效的节能举措，降低港口电气能耗，促进港口经济的绿色、可持续发展。

1 港口电气设计方法及耗电设备构成分析

1.1 港口电气设计方法分析

1.1.1 码头变配电所的设计

码头变配电所的设计需要充分考虑变电所的数量、供电半径、负荷中心位置、供电距离、输电电缆布置及类型、输电线路电压电流等各个因素。一般来说，码头变配电所的设计需要突出变配电所的位置、供电电缆距离、供电线路的电压电流选择、大型机械的电功率等几大方面。由于在港口码头工作的大型机械都是超大电压供电，所以一定要选择好线路电缆的类型、供电电压的范围。在选用电缆时要根据线路电流的大小和线路长短来选择，建议选用载流量大、电阻小的铜芯电缆，尽量减少线路损耗。

1.1.2 关于电缆的敷设

电缆的敷设要根据具体的电缆数量、地下水位分布状况、地质状况、港区未来发展规划等来选择。港口码头的类型决定着电缆敷设的类型选择，高桩梁板式和重力式、板桩式的电缆敷设有明显区别。高桩梁板码头一般使用电缆桥架、管沟来敷设电缆。重力式、板桩式码头的敷设方式比较多样，通常采用的是穿管埋地敷设、电缆沟、电缆隧道三种方式。

1.1.3 关于电气照明的设计

电气照明的选择主要考虑灯具的布置、照明功率的选择两大要素。不同的照明要求对杆高、杆距和灯具功率的要求是不一样的，只有在分析这两大要素的基础上才能选定最佳优化方案。灯具选择一般分为以下几种情况：在仓库、车间等大型房屋内照明一般选用金属卤化物灯和高压钠灯；在室内室外一般用高效光源灯。

1.2 电能耗能设备的构成

港口电能耗能设备主要有三大类：装卸机械设备、辅助动力设备、室内外照明设备。大型装卸机械设备主要用于大重量的机械化作业，这类大型装卸设备的装机容量一般都比较大，机器上一般会设有变压器。第二类是辅助动力设备，主要包括水泵、污水处理设备、风机等等。这些设备大多是长期工作制设备。室内外照明设备分布广泛、耗能很大，在港口各个区域都有分布，一般是白炽灯照明，个别地方用高压钠灯或金卤灯照明。

2 港口电气的节能设计方案分析

2.1 准确计算港口负荷，合理选择变压器的容量和台数

提升港口机械设备的负荷准确度是设计节能方案的开端。根据需要系数法计算港口的准确负荷范围，对于新型设备的工作负荷，不要采用经验估算，而应该用轴功率除以机械效率求得设备功率的方法来计算，并在此基础之上选择变压器的容量和台数。变压器在空载状态下会消耗定额的电能，所以最好的办法是使变压器能经常运行在最佳负载率附近，则可以有效减少空载消耗。此外，变压器运行的一般规律是，对于同一台变压器，它在负荷率一定的情况下，功率因数越高，变压器的运行效率越高。所以可以选择新型节能变压器，使它的保持它的运行负载率保持在最佳范围。

2.2 优化配电系统的节能设计，合理选择配套电动机的功率

电动机功率是保证配套机械的启动和正常运转的根源，是各类大型机械设备正常运行的动力来源，因此，我们要合理选择配套电动机的功率，并且使电动机能够经常运转在最佳负荷率附近，这样既能提高电动机的运行效率，又能减少它的空载损耗。如果电动机的功率选择不够合理，便会出现大马拉小车的现象，这样不仅会损耗电动机的使用寿命，更会加剧电能消耗。

2.3 改进电气配电线路和系统的节能设计，减少线路电能损耗

中、大型港区面积大、供电范围广、设备用电负荷大、供电电缆线路长，所以港区线路的电能损耗相当可观，因此也就存在着很大的线路节能空间。所以要合理布置变电所的位置，使之靠近负荷中心。还要优化供配电系统的线路设计，根据供电规律及机器设备的工作电压来确定供电电压。电缆选择也很重要，建议选用载流量大、电阻小的铜芯电缆。

2.4 照明用电的节能设计

优化港口照明系统是港口电气节能设计方案的重点。由于照明系统分布广泛、用电负荷大、工作时间长，所以必须制定合理的照明标准，优化照明设计方案，根据港口规模、港口性质、夜间作业状况来确定照明标准。还要选用高效节能的照明工具，室外堆场的大面积照明一般采用高杆灯，并根据规律确定科学的杆高、杆距等。

3 结束语

港口作为海上经济枢纽和交通要道，电能是支撑港口经济发展和秩序作业的能源保障。在我国节能减排进入新时期的今天，港口成为了新的节能减排增长点，发展港口循环经济成为必然趋势。通过上述本文的探讨，笔者主要了上述两大方面的内容，以期能够充分挖掘港口节能潜力，降低港口电气能耗，促进港口经济的绿色、可持续发展。

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作者简介：张明（1987-），男，河北唐山人，研究方向：电气。