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天然气节能技术范文

时间:2023-07-09 08:34:41

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天然气节能技术

第1篇

【关键词】节能降耗;天然气集输;措施

引言

能耗问题在工业生产中受到的重视逐渐加强。考虑到各国政府对环境保护的要求越来越严格,而且降低能耗能够为企业带来巨大的经济回报,因此节能降耗有着越来越多的现实意义[1]。

天然气集输系统是由气田集输管网、气体净化与加工装置、输气管线以及各种站场组成的一个统一的水动力系统。其中,天然气井口、增压站、处理厂构成了主要的能耗单元[2]。具体的能耗包括:井口节流带来的压力损失、对天然气进行加热带来的能量损失、对天然气进行增压带来的动力损失、处理厂中各种处理工艺中能量损失、物流流经各管道阀门、设备时的水力损失以及由于泄露造成的漏失。

气田集输系统的节能降耗是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究[3]。本文主要从节能技术改造方面,对单井站节流、增压设备、加热炉以及部分处理工艺提出节能降耗措施。

1. 单井站节能措施

天然气在井口需要进行节流降压,并且加热以防止水合物生成。而新井和老井由于压力不同,因此其节能措施不同[2]。

(1)新气田的单井站

通常新井的井口压力较高,节流压差较大,形成水合物的风险较大。为了避1免生成水合物,通常需要在井口设置加热炉。此时能耗的具体表现形式为用于消耗的天然气量。除了合理设置加热炉加热温度能降低能耗外,还可以通过井下节流技术来有效这一过程的能量消耗。该技术是将节流器安装在油管中的某一位置,其节流压差可以根据生产井的具体情况进行调节。经井下节流的天然气,其压力等级已经满足地面集输的需要,因此地面不需再设置节流装置。而利用地热对天然气进行加热,节流后的天然气温度高于所处压力下的水合物形成温度,地面的加热装置亦可取消。

(2)老气田的单井站

老气田气井的压力降低,井口节流压差较小,气体温降较小。此时可以取消加热装置,而改用加注抑制剂的方式来防止天然气水合物的形成。当气田开采进入中后期后,压力进一步减小,需要进行增压开采。此时集输系统中的压力能耗成为主要方面,原先的水套式加热炉、调节阀等成为了主要的地面阻力元件。为了减小压力能耗,就需要对这些阻力元件适时拆除。

2. 增压设备节能降耗措施

目前,世界上在天然气气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。而燃气轮机在原动机中所占的比重越来越大。以电驱动的增压机,其能耗为驱动压缩机的电动机的电力消耗;以燃气驱动的增压机,其能耗为驱动增压机的燃气发动机的天然气消耗。

2.1 电动机驱动

对于使用电动机驱动的增压机组,可以考虑根据生产情况加装变频器来减小电力的消耗。

改变电动机频率f即可改变电动机的转速N[4]。而由泵的相似性可知:泵的排量Q与电动机转速N的一次方成正比,出口压力H与电动机转速N的二次方成正比,功率P与电动机转速N的三次方成正比。即:

在实际生产过程中,当流量发生变化时,为了使增压设备的功率保持在较高水平,即可以通过变频器,按比例调节电动机转速来节约电能。

实际上,利用变频技术调节电动机转速达到而节能降耗的做法已经成功应用于油气田生产的各个环节。靖边气田第一采气厂采用变频技术调节MDEA及TEA循环泵的排量,在节约电能的同时减少了溶液循环损耗和加热炉的能耗[5]。

对于已经进入开发中后期的油田,产量减小,外输增压设备经常出现“大马拉小车”的现象。这种情况下,结合自动控制技术,可利用缓冲罐的液位信号实现外输泵的实时变频控制,保证泵的高效运行,节约大量电能。

变频技术还可以用来调节加热炉风机的进气量,控制好加热炉的空燃比,改善其运行参数,从而提高燃料利用效率[6]。

2.2 燃气发动机驱动

可以通过下面途径降低燃气发动机能耗[7]:

(1)通过调节空燃比降低燃气发动机能耗。

(2)通过调节混合气体的均匀性降低发动机能耗。

(3)当压缩机负荷降低时,气缸内残余气量相对增加,致使燃料和氧气接触的几率减小。此时可以通过提高混合气体浓度来加快燃烧。

(4)通过调节冷却系统温度来降低发动机能耗。适当提高发动机冷却液温度可以减少能耗。

由于燃气发动机具有以下几方面缺点[8]:

(1)结构复杂,内部运动和易损部件多;

(2)外型尺寸和整体重量大;

(3)运转过程中有振动,而且噪声大;

(4)机器维护、保养、零件更换频繁。

因此,燃气发动机在天然气长输管道的压缩机站中应用并不多。

2.3 燃气轮机驱动

燃气轮机因其变速范围大、安全可靠、自动化程度高、技术先进、装置轻巧、建设周期短、维修方便等优点,在油气田中的应用越来越广泛[8]。尤其是在天然气长输管道中,由于燃气轮机可以直接采用所输天然气作为燃料,而不需要进行处理和增压,既方便快捷又成本低。近年来在我国大型天然气长输管道中依靠燃气轮机进行增压越来越多。

对于燃气轮机的改进和降低能耗的方法,主要是通过逐步提高其热效率来实现的。采用燃气轮机回热循环、联合循环、复合循环(及带有中间冷却和热量回收)、蒸汽循环等工艺均可以提高燃气轮机的热效率。同时,提高循环参数(温度和压力)、应用以陶瓷为基础的新型材料、完善燃气轮机的冷却系统以及提高尾气余热利用等都是提高燃气轮机热效率的有效方法[1]。

3. 加热炉节能降耗措施

油气田用的加热炉主要消耗的是热能,其来源主要为气田自身所产的天然气。采用各种有效的方法提高加热炉的加热效率,可以降低加热炉能耗。对于提高加热炉效率,可以通过以下几种途径:

(1)合理控制空气量[9]。

提高加热炉的主要途径是控制合理的空气量,保证加热炉内燃料能够完全燃烧,减少燃料损失。实验证明,最佳燃烧区域的过剩空气系数范围为1.2~1.3,过大或过小都会影响加热炉热效率。

(2)开展加热炉的清防垢工作[10]。

加热炉中的污垢,既有由于水质问题引起的无机垢,还有因设备腐蚀产生的硫化物,同时也会存在油垢。污垢的存在不仅会降低加热炉的效率,增加能耗,更严重时可能导致设备局部过热,引发安全问题。因此,加注防垢剂、安装除垢器、定时除垢,可以减轻加热炉结垢情况,提高加热炉炉效。

(3)进行真空加热炉更新改造。

真空加热炉利用真空相变换热技术提高换热效率。所谓真空相变换热,是指通过利用热媒在汽、液相变过程中放出的潜热进行换热。真空相变加热炉热效率高,节能效果明显。

(4)应用热管对老式加热炉进行改造。

热管是一种新型的高效传热元件。热管具有传热速度快、效率高的特性,可快速将高温烟气的热量传至水中,降低烟气温度,提高加热炉效率。

(5)进行负压蒸汽换热技术改造。

对于水套式加热炉,可以将作为传热介质的水换为气化潜热为水的2~3倍的传热合成剂。改造后的水套式加热炉实际变成了以新型传热合成剂为热媒的负压蒸汽换热器,其换热原理与相变换热相同。因此将大幅度提高了加热炉效率,节能效果明显。

(6)采用带有自控系统的高效节能燃烧器

高效节能燃烧器具有自动检测和控制功能,能够实时检测加热炉的炉膛温度、进/出口温度,以此调节燃料和空气的混合比例,保证燃料的充分燃烧,较大程度地提高了加热炉的效率。

除此之外,定期烟道清灰、烟管清焦,保持烟管干净,搞好炉体保温工作,减少不必要的热损失等,均是减少加热炉能耗的有效措施。

4. 天然气处理系统的节能降耗措施

天然气处理净化过程中的能量损失主要包含以下5个方面[11]:

(1)流体的流动阻力造成的能量损失;

(2)天然气节流膨胀造成的能量损失;

(3)热交换过程中温差造成的能量损失;

(4)非平衡的两相物流在设备中混合以及接触传质过程中造成的能量损失;

(5)因设备泄漏或者外排气体携带而造成的漏失。

4.1 脱水系统节能措施

对于常用的TEG脱水工艺,经过长期使用及反复实践,认为采取以下途径可以提高脱水效果,减小TEG消耗,降低脱水能耗。

(1)严格控制工艺温度及压力[12~14]。

(2)改善进入吸收塔的湿天然气分离状态。

(3)吸收塔内部设置补雾器。

(4)加注消泡剂。

(5)增强贫富甘醇换热[2]。

对于采用分子筛脱水的装置来说,可以通过再生气换热技术降低能耗。

分子筛脱水工艺包括分子筛脱水、吸附塔再生和吸附塔冷却三个阶段。一般情况下,吸附塔再生采用加热后的高温天然气反吹再生塔,吸附分子筛中的饱和水。吸附了水的再生气需要冷却之后进入下一步骤。为了降低再生气加热炉以及冷却器的负荷,可以将高温再生气同未加热的再生气进行换热,以这种方式回收高温再生气中的热量。

4.2 轻烃回收装置节能措施

轻烃回收是指采用特定的工艺分离和回收天然气液烃中的乙烷、丙烷、丁烷、丙烷/丁烷混合物、天然汽油和凝析液等组分的过程。轻烃回收过程中可采用下列方法节能降耗[15]:

(1)天然气增压单元使用循环水冷却器两用换热技术

天然气进入轻烃回收装置前,在压缩的过程中温度升高。所谓循环水两用换热,是指充分利用天然气压缩后温度的升高,在夏季循环冷却水用于降低天然气温度,而冬季吸收了热量的循环水可用于为生产或伴热管线提供热源。

(2)进料与塔底产品换热节能技术

以脱丁烷塔为例。为了减小脱丁烷塔的重沸器的负荷,可以在进料处增加一个换热器,使进料与塔底产品进行换热,利用稳定轻烃的热量加热进料。大港油田实际生产表明,此举可以将脱丁烷塔的进料提高约20℃,塔底产物降低约10℃。

4.3 低温SCOT工艺进行尾气处理

天然气处理厂的尾气只有经过尾气回收后才能达到相应环保标准外排。SCOT法或者类似的加氢还原方法是应用较为普遍的方法。而低温SCOT工艺,使用低温催化剂,将克劳斯装置后的尾气经再热器预热后进入加氢反应器还原,而后经急冷却塔冷却,进入吸收塔脱硫,其最大特点在于省去了加氢段前的预热设备[16]。

低温SCOT工艺具有以下节能降耗特点:

(1)由于使用低温催化剂,降低了加氢反应器的入口温度(与传统工艺相比大约可降低60℃),采用再热器取代了价格昂贵的在线燃烧炉和锅炉,因而在降低成本、节约能耗的同时,简化了处理工艺流程;

(2)低温SCOT工艺的采用可节约装置投资费用约7%,操作费用约20%,使整个尾气处理工艺的总操作费用降低14%左右。

5. 总结

5.1气田集输系统的节能降耗工作是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究。

5.2对于井口节流来说,不同的压力等级对应不同的节能方法。对于节流压差大的新井,可采用井下节流装置;对于压差小的老井,需要适时拆除部分阻力元件。

5.3气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。利用变频技术可以大幅度提高电动机增压设备功率。燃气轮机由于其卓越的性能在长输天然气管道增压设备中所占比重越来越大。

5.4对于降低加热炉的能耗,提高其燃烧效率,可以通过调节空气量、加强清防垢以及进行设备改造等方面实现。

5.5天然气处理系统既是实现天然气价值的单元,也是集输过程中的能耗大户。在运行过程中,既采用新技术,又要合理控制温度、压力等工艺参数,还要注意充分利用换热器,加大热量的回收利用,达到节能降耗的目的。

参考文献:

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[2]张德元, 熊钢, 戴忠, 等. 气田内部集输系统能耗及节能技术[J]. 天然气技术, 2010, 4(3).

[3]范家僖. 气田集输系统节能措施及潜力分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2011, 11: 101.

[4]雷巧英. 变频器在长庆气田净化装置上的应用与节电效果分析[J]. 石油石化节能, 2008, 19(6): 34-36.

[5]马思平, 魏萍, 柳洁, 等. 变频节能技术在靖边气田的应用分析[J]. 节能, 2009, 12: 015.

[6]袁海洋. 变频技术在油田生产中的应用[J]. 油气田地面工程, 2003, 22(1): 27-27.

[7]张勇. 往复式天然气压缩机节能降耗浅析[J]. 通用机械, 2009, 8: 33-36.

[8]徐铁军. 天然气管道压缩机组及其在国内的应用与发展[J]. 油气储运, 2011, 30(5): 321-326.

[9]苗华春. 浅论油气集输泵站的节能降耗措施[J]. 内蒙古石油化工, 2012 (12): 67-68.

[10]陈夕洲. 油田加热炉节能技术应用[J]. 油气田地面工程, 2008, 27(4): 12-13.

[11]张凤波, 卢仁文, 王博, 等. 天然气处理装置节能降耗研究[J]. 油气田环境保护, 2012, 22(4): 1-3.

[12]袁宗明, 王勇, 贺三, 等. 三甘醇脱水的计算机模拟分析[J]. 天然气与石油, 2012, 30(3): 21-26.

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[14]郝蕴. 三甘醇脱水工艺探讨[J]. 中国海上油气(工程),2001,13(6):22-29.

[15]王玮. 轻烃回收装置节能技术综述[J]. 天然气技术, 2009, 3(5): 55-58.

[16]李法璋, 胡鸿, 李洋. 节能降耗的低温SCOT工艺[J]. 天然气工业, 2009, 29(3): 98-100.

第2篇

【关键词】天然气输送;节能;优化运行;压力能回收利用

1、从设计上选取最优的设计和通讯方案

输气管道的优化设计主要包括管径、壁厚、管材、输气压力、压气站布置与压缩机组的配置、储气库位置、类别和容量以及各种情况下的调峰方案等内容。天然气输配工程建设过程包括项目决策、项目设计和项目实施三大阶段。进行投资控制的关键在于决策和设计阶段,而在项目作出投资决策后,其关键就在于设计。据研究分析,设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下,但正是这少于1%的费用对投资的影响却高达75%以上。优化设计不仅影响项目建设的一次性投资,而且还影响使用阶段的经常性费用。

天然气长输管道通信系统在长输管道的建设、维护与管理中具有重要的作用。任何一种通信方案的确立都需综合考虑当地的自然条件、设备技术性能、初期建设费用、长期维护管理等诸多因素。天然气长输气管道通信的基本特点是:一是大部分管道途经山川、丘陵、河流、农田或是戈壁沙漠等复杂地形,且沿线气候多变,风、霜、雨、雪、交替显现,人为或是自然的突发事件较多。二是每条管道一般均有一个调度控制中心,沿线还有必要的输气管理部门。通信点一般设在沿线各站场。每个站需与调度控制中心建立通信联络,并与有关的输气管理部门保持通信能力。三是大部分RTU阀室为无人值守站,工作环境较恶劣。使用简化供电系统,通信设备耗电量要小是一个重要的考虑因素。四是在故障发生时,抢修速度一定要快,时效性非常强。根据天然气长输管道的实际情况,综合考虑技术、经济、运行维护、故障抢修及今后发展等各种因素,应优先选择专用卫星通信为主、公网通信为辅的通信方案来作为天然气长输管道的主用通信方案[1]。

2、管道输送中采取节能技术

2.1管道输送中采用最优输量[2]

长距离输气管道的输量受输送压力、管径及壁厚、沿途所设压缩机站数等工艺参数的制约,当输送压力、管径确定后,可通过增设管道压缩机站的方法提高管道输量,而要增加的管输量越多,管道中间增设的压缩机站越多,工程项目的投资和营运成本越高。当超过一定界限后,管输量的增量效益就会低于相应的投入增量,导致整个管道工程的经济效益下降。因此,长距离输气管道存在一个使管道的经济效益最大的最优输量。体现长距离输气管道工程经济效益的主要经济指标是财务内部收益率(IRR),通过计算该值,可以找到最优输量,从而很好的利用管道和设备来进行天然气的输送。

2.2 采用高钢级管材[3],选择合适的输气温度,提高输气压力

通过高钢级管材的开发和应用可以减小壁厚,减轻钢管的自重,并缩短焊接时间,从而大大降低钢材耗量和管道建设成本。此外,采用复合材料增强管道强度的技术也正在开发,即在高钢级钢管外部包敷一层玻璃钢和合成树脂。采用这种管材,可以进一步提高管道的输送压力,降低建设成本,同时可增加管输量以及提高钢管抵抗各种破坏的能力和安全性。天然气沿管道流动时,因要克服流体阻力,压力会逐渐降低。压力降低会使气体密度下降,线速度也要变化。此外,由于天然气与土壤的热交换,天然气的温度也会降低。输气温度对系统能耗关系很大,除向土壤散热损耗外,压气机组的效率与输气温度密切相关。输气管道向更高压的方向发展是一个趋势,也在一定程度上反映了一个国家输气管道的整体技术水平。输气时气流与管壁的磨擦,造成压力损耗,靠沿线压气站连续升压实现长距离输气。所以,摩擦损耗是能耗的基本构成。从物理意义上讲,提高压力使管内天然气的密度加大,降低了管内天然气的实际速度以及压力降。所以,作为主要线路损耗形式的磨损减少了。另外,天然气的密度越大,压缩机的效率也越高,同样功率的压缩机所产生的压头也越高。系统的最大工作压力,因受输气机组能力及管材机械性能所限,各国采用管道钢材都有一个发展过程。总之,不断提高输气压力,是今后管道工业发展的方向。

2.3 采用内涂层和减阻剂减阻技术,提高输送能力

天然气管道内壁敷设内涂层后,可以有效地改善和提高天然气在管道中的流动特性;可以减少管道沿线压缩机站的数量;可以降低输送的动力成本和泵输成本;在一定程度上可以提高管输量;可以延长清管周期;可以降低输送动力消耗和泵输成本。因此,管道内涂层技术[4]具有良好的经济效益,在国外天然气管道已经普遍采用此技术,并且取得较好效益。国内也应该尽快掌握和发展天然气管道的内涂层技术,这将有利于天然气管道事业的发展。

纵观现有减阻剂[5]的成分及化合物结构,现有减阻剂基本都是基于以下减阻机理,具有表面活性剂类似结构特点的聚合物,其极性端牢固地粘附在管道内表面上,而非极性长链顺流向悬浮在管壁附近气流中,或者将聚合物充分溶解在某种溶剂中,调节聚合物含量,使溶液具有一定的粘性和弹性,涂在壁面上形成弹性膜,将“气固”界面变为“气液”界面。因液体表面的粗糙度比固体表面小得多,形成的涡流区也小得多,从而能够大大减小天然气和管道内壁之间的摩擦阻力,降低天然气输送过程中的压降和能量损耗,提高管道输气量。

2.4 根据具体情况,选择最合适的管道干燥方法[6]

如果天然气管道中含有水,则液态的水就有可能与天然气中的少量酸性气体生成酸性物质,腐蚀管道内壁,影响管道系统使用寿命及其可靠性;同时,可能形成天然气水合物或造成冰堵,使管道堵塞,影响管道安全运行。因此,为了避免这些问题的产生,在投产前必须对管道进行干燥,脱除管道中游离的水和大部分的水蒸气,使其露点处于-16~5℃。天然气长输管道常用的干燥方法有干燥剂法、流动气体蒸发法(包括干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法)、真空法等。

以下两种干燥方法效果好,成本低,节能效果明显。真空干燥法在20世纪80年代初开始应用。该方法适合于海底、江底、河底等区域管道的干燥,特别适合于小口径、短距离、明水少的管道干燥,空气可以任意排放,无毒无味,不燃不爆,无安全隐患;对地层温度较高的管道有特殊的效果;既适用于陆地管道,也适用于海底管道;受管径、管道长度的影响相对较小;干燥成本低;易与管道建设和水压试验相衔接。目前,在国内广泛使用的是干空气干燥法。干空气干燥是采用经过除油、过滤和脱水的干燥纯净压缩空气吹扫管线,由于其低露点的特点使管道内壁附着的水分蒸发,并利用后继干空气将管道内的湿空气排出管外,达到干燥管道的目的。

3、减少天然气在输送过程中的损失

避免超压放空,应建立上、下游协调制度及生产通报制度,防止输气管网局部超压。当供气量大于用气量,造成输气管网压力过高时,需要天然气调度人员必须全面了解和掌握天然气管网的运行动态,平衡各站点用气压力和流量,加强气量调配灵活度,及时地将富余的天然气调往其他用户,使生产运行更加安全、经济、平衡,并应积极发展用户,增加用气量。

针对低压放空采取的措施一是选用经济、可靠、方便的增压设备,把低压气增压后输进管网系统。二是建立低压输配气管网,将低压天然气在不进高压输气管网的情况下,直接供给用户。

对于自用气损耗,此现象发生在供气单位内部,如增压站的压缩机和自用水套炉用气。采取措施是:提高压缩机有效利用率,在满足设备安全运行的条件下,使设备尽可能满负荷运行,此举也可延长压缩机的有效寿命。对其他用气应选用热效率高的加热炉及节能型燃烧器。

对管线泄漏情况应采取措施,认真抓好管理工作,防止跑、冒、滴、漏。认真巡线,及时发现泄漏点并上报处理;做好阴极防腐工作,延长管道的使用寿命,减少管道腐蚀泄漏的发生;做好各阀门的维修保养工作,杜绝排污阀和放空阀的管道内泄漏[7]。

4、气压力能回收利用技术

目前国内外回收利用天然气管网压力能的方式主要有发电和制冷两大类[8]。利用压力能发电,产生的电能可进入城市电网,或用于发电站自身生活、生产使用,或用于分布式制氢;在制冷方面,目前主要是将膨胀后低温天然气的冷量,用于燃气调峰、冷库、冷水空调、橡胶深冷粉碎以及轻烃回收等。

将高压管网天然气压力能回收并用于发电主要是以膨胀机代替传统的调压阀来回收高压天然气降压过程中的压力能,并将其用于发电,具体说有3种方式:(1)利用天然气膨胀机输出功驱动同轴发电机发电。这类工艺一般在天然气膨胀前先将其预热,以保证天然气膨胀后的温度在0℃以上,从而可防止天然气中的水汽凝结。(2)利用天然气膨胀所做功,将膨胀后的低温天然气冷量用于燃气轮机进气冷却。该方式可增加进入压气机和燃气透平的空气质量,从而在压比不变的情况下减少所需的压缩功,省去了发电厂传统的燃气轮机机组冷却设备。(3)上述两种方式结合,在利用膨胀机做功的同时也利用膨胀后天然气的冷量。

高压管网天然气压力能制冷用于燃气调峰、轻烃回收以及天然气脱水。城市燃气用量随时段、昼夜、季节等波动非常大,因此,投资建设天然气调峰设施显得非常必要。高压管网天然气压力能制冷用于橡胶深冷粉碎工业上深冷粉碎橡胶一般需要将原料胶冷却至-70℃以下,以增强粉碎效果。

5、对管道进行完整性管理[9]

现代化的管道控制室,都配备了计算机系统来监视管道的流量、压力和温度数据,系统每天都在获取大量的监测数据,这就涉及到管道完整性管理计划(IMP)中的数据管理的问题。当投入的管道完整性维护费用越少,管道安全的收益越大,但管道安全的风险也就越大;投入越多,虽然管道运行风险降低,但管道的收益也就会大大减小。管道完整性维护的效益不仅与完整性维护的费用和收益紧密相连,且与管道的风险也息息相关。对管道进行完整性维护的目的是降低风险成本,使管道的运行效益最好,此目的达到的程度就是管道运行的效用。因此盲目地减少或增加管道完整性维护费用以获取高的收益或确保管道安全是不科学、不可行的,管道经营者需要对管道的完整性维护决策进行优化,以降低管道运行风险,最好地分配维护资金,从而获得最大的效益。

6、总结

我国天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。天然气与煤炭、石油相比,具有清洁、无污染的优点,在油价持续高涨的情况下,天然气的优势得以显

现。在我国一次能源消费结构中,目前天然气只占有5.3%(2010年数据)的份额,而全球天然气在一次能源中的平均比重达到近1/4。随着我国天然气探明储量及产量的稳步增长,天然气在我国一次能源中的比重将稳步提升。因此,天然气输配节能技术将有很大的发展前景。目前,一些天然气输配工程已经在使用以上的这些技术,但由于我国的天然气输配节能技术发展较晚,在对管道进行完整性管理技术等方面还不是很成熟,这就要求我们在该方面继续努力,使天然气输配节能技术充分发挥它在节约能源,提高经济效益方面的重大作用。

参考文献:

[1]徐勇,双功新.浅谈天然气常数管道通信方案的选择,经济师,2010(8):253-254.

第3篇

关键词:天然气长输管道 能耗

一、降低管道直接能耗

1.合理选择压缩机及原动机

压气站是长输天然气的能量补充站, 它的主要作用是给管道增压, 提高其输气能力。压气站的核心设备是压缩机, 压缩机既为整个输气管道供应能量, 同时也是整个管道耗能最多的设备。因此, 降低压缩机能耗是长输管道节能的一个重要方面。天然气长输管道压缩机一般选择往复式或离心式这两种类型。往复式压缩机的压比通常达3∶1 或4∶1, 有较高的热效率, 但它有往复运动部件, 易损件多, 适用于低排量高压比的情况。离心式压缩机则正好相反, 压比和热效率相对较低, 但无往复活动部件, 排量大, 容易实现自控, 便于调节流量和节能, 适用于大排量低压比的情况。由于天然气长输管道日输量大, 考虑其要求运行平稳、实现自控、维修工作量小等因素, 推荐采用离心式压缩机。压缩机的原动机主要有电动机和燃气轮机。电动机结构简单, 运行可靠, 受工况影响小; 燃气轮机是大排量压缩机的主要动力设备, 虽然热效率低,但易与压缩机匹配;在电力供应充足且电价较低的地区应首先考虑使用电动机; 如果压气站地处边远地区, 远离电网则宜选用燃气轮机。燃气轮机要选用效率高的机组, 同时采用联合热力循环系统、复合循环等余热回收利用方式提高机组效率。采用联合热力循环系统, 可以将燃气轮机组的热效率由18%~29%提高到45%~47%。

2.减少沿程压降和局部压降

在天然气管道输送过程中, 还有相当一部分能量消耗在克服管道的摩擦阻力上, 也就是输送压降,包括沿程压降和局部压降。管道内壁的粗糙程度和管道内的清洁程度对沿程压降有很大影响。测试结果表明, 经清洗和涂敷处理后的管道输送能力提高了10%, 其中6% 归功于内涂, 4% 归功于管道清洗。内涂前的管道粗糙度为45μm, 内涂后的表面粗糙度下降90% ,摩擦系数减少33%,气体输送能力最大可提高24%, 或管径可缩小8%。文献详细分析了内涂技术用于商业管道的经济效益, 指出: ① 可提高管道的输气能力。管道内涂后平均增加输气量16.56% 。而内涂后的输量提高1%~2% 时, 便可回收内涂费用。② 可扩大压气站站间距。压气站站间距平均可增大32.87% , 压气站数量至少可减少20% 。③ 输气动力平均降低18.89% 。可见, 采用内涂技术可明显提高天然气长输管道的节能效益和经济效益。

3.应用先进的输气工艺

3.1 高压输气

高压输气是当前国际天然气管道输送技术的发展趋势。高压输送使天然气密度增加, 流速下降, 可降低管道沿程摩擦损失, 提高输送效率; 同时, 天然气密度增加将有利于提高气体的可压缩性, 降低压缩能耗, 提高压缩效率, 减少增压站装机功率。

3.2富气输送

富气输送是指所输送的天然气富含乙烷、丙烷、丁烷等重组分(NGL) 。由于富气的天然气密度高于常规天然气, 可使其流速下降,从而降低管道沿途摩擦损失, 提高输送效率; 天然气密度增加, 还可提高气体的可压缩性, 降低压缩能耗, 提高压缩效率; 管道能耗下降, 有利于减少装机功率, 加大站间距。高压富气输送代表了当前天然气管道输送工艺的最高水平, 不但进一步提高了管输效率, 而且兼顾了节能环保。以Alliance 管道为例, 若将该管道输气压力由常规天然气管道的6.9 MPa 提高到12 MPa,天然气可压缩系数将由0.89 下降到0.83, 减少能耗6.74% 。再将组分C2? C5+含量由4.6% 提高到12.13% , 天然气可压缩系数将下降到0.78, 共计减少能耗12.36%。可见, 该管道靠提高压力和重组分含量即可减少压缩天然气能耗12.36%。

二、减少天然气直接损失

1.减少天然气放空

长输管道沿线须设置一定数量的截断阀, 在事故抢修和计划检修时, 可通过关断抢修段上下游的截断阀, 将天然气放空量降到最低。若条件允许, 还可以利用移动压缩机将放空管段中的天然气送至相邻管段, 保持抢修或检修时系统的密闭。清管作业也要采用密闭不停气流程, 清管过程中天然气不放空, 杜绝放空引球作业, 减少天然气放空量。

2.防止天然气泄漏

天然气泄漏不仅会造成管道公司的直接经济损失, 而且会污染环境, 严重时甚至会危及人的生命安全。因此, 防止天然气泄漏不仅是节能的要求,也是输气安全的需要。天然气泄漏包括输气设备泄漏和输气管道泄漏。输气设备泄漏主要是由于压缩机和阀门等设备无法做到绝对密封, 或者法兰密封垫老化破损造成的。据计算, 在5 MPa 的压力下, 当存在1 mm 的当量不密封度时, 一昼夜即可泄漏850~900 kg天然气。因此, 选择新的压缩机密封技术和密封性能好的阀门产品, 可有效地减少泄漏损失。天然气长输管道在运行过程中由于受各种自然和人为因素的影响, 导致出现泄漏。究其原因主要有: ① 防腐绝缘层裂化或者阴极保护度低( 或失效) 造成的管道腐蚀穿孔。② 管道自身缺陷, 包括环形焊缝存在未焊透、熔蚀、错边等缺陷。受到输气压力或其他外力在断面上所产生的应力作用, 这些原始缺陷扩展到临界值时就会造成裂纹的失稳扩展进而使焊缝开裂, 管道连接部位密封不良等。③人为因素的破坏, 一方面是不法分子对输气管道的有意破坏, 另一方面是由于操作不当或者工程机械的使用不当损坏输气管道。为了防止泄漏事故的发生, 针对引发泄漏的主要原因, 可以采取以下措施: ① 对管道的整体安全性进行评估, 对存在缺陷的管段进行整改或更换。② 按设计要求做好防腐涂层和阴极保护, 并定期进行检测。③ 提高员工的技术水平, 防止出现人为误操作。④ 设立管道线路的标志, 加大对管道的维护管理力度, 建立完善的巡线制度, 杜绝出现人为破坏事故。⑤ 加强管道检测, 使用高灵敏度的在线检测系统, 以快速准确地检测泄漏点位置。

三、结论与建议

天然气长输管道的节能降耗是我们所面临的一个长期而重要的任务, 节能降耗的技术也在不断地发展与进步。因此, 管道企业一方面要积极采用国内外先进的输气工艺和节能降耗的技术、设备, 如使用管道内涂技术; 引进先进的管理检测系统, 防止天然气泄漏, 调整工艺设备使其在合理的工况下运行; 选用新的增压效率高、节能性能好的压缩机组和密封性能好的阀件。另一方面则要提高员工的节能意识, 增强其工作责任心, 提高其技术素质,防止出现人为误操作。

参考文献

第4篇

关键词:脱碳工艺节能技术 天然气 处理

中图分类号:TE644 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)04(b)-0127-02

随着现代化进程的不断加快,我国的整体经济水平也在稳步提升,在社会建设的需求下,我国对于能源资源愈加依赖,能源的开发和消耗已经达到了近乎饱和的状态,能源的利用不仅造成了资源的匮乏,也给生态环境造成了严重的破坏与污染,基于此,具有可再生、低污染优势的天然气能源得到了愈加广泛的应用。在应用天然气能源的过程中,天然气站场对其质量标准十分严格,如果天然气质量标准中的二氧化碳含量大于3%,就会对后期的企业生产工作带来极其严重的负面影响。为此,在应用天然气能源时,要对天然气资源进行脱碳处理,天然气脱碳具有十分重要的现实意义,不仅能够保障生产安全,更能提高站场的生产竞争力。然而天然气脱碳工艺技术耗资巨大,运行成本较高,只有运用脱碳节能技术,才能有效地将资金成本控制在合理范围内,有效地减少资金成本的耗费,为后期的生产效益奠定良好的发展基础。

1 天然气脱碳工艺处理原理概述

“天然气的脱碳处理有着许多种类,用来应对不同情况下的天然气脱碳处理。因为脱碳主要针对的是天然气中的二氧化碳,天然气却因为其特殊性使得一些常规的分离二氧化碳的方法不能用于天然气脱碳[1]。”因此,在往常进行脱碳操作时,常常采用高温加湿的方法,而这种方法会令天然气在脱碳过程中发生热反应,倘若采用温差分离的方式,则会提高天然气脱碳处理的难度,增加天然气脱碳工艺的成本,为此,给企业经济效益的提高造成了极严重的负面影响.随着科学技术的不断深入探究,脱碳工艺水平也开始逐渐得到提高,目前“国内外已开发了许多处理技术,归纳起来主要分为干法和湿法,湿法是通过可再生溶剂吸收二氧化碳,可分为化学吸收法、物理吸收法和混合吸收法,干法主要有选择分离膜脱二氧化碳。

2 脱碳节能技术在天然气中的实际运用

2.1 膜分离处理

“气体膜分离技术是20世纪70年代开发的一门较为成熟的膜分离技术,它与传统的吸附、冷凝分离相比,具有节能、高效、操作简单方便等优点,适用于空气分离、天然气脱二氧化碳、脱水等方面[2]。”在进行膜分离时,要充分利用天然气各组成气体在高分子聚合物中溶解扩散速率不同的特点,使二氧化碳能够渗透到纤维膜壁上并使其分离。运用膜分离处理技术处理过的天然气能够满足企业外输的需求。

相较于传统的温差分离技术,膜分离技术的操作更加简便易行,对于资源的消耗量也大幅降低,具有十分明显的脱碳优势,然而,膜分离处理技术也存在一定程度的局限性,尽管其具有十分明显的运用优势,可以适应各种操作上的丰富变化,满足企业对天然气外输的直接需求,但是在脱碳时,膜处理技术无法将将杂质从天然气中脱离,并没有起到良好的净化作用。

2.2 固定床吸附脱二氧化碳

固定床吸附脱二氧化碳技术属于干法脱二氧化碳技术中的一种,其兴起于20世纪60年代,由常温气体分离与净化技术演化而来,在进行脱碳处理时,利用的是固定床的变压、变电、变温等吸附能力,且天然气中的混合气体具有不同的吸附特点,通过吸附、降压等步骤实现天然气的脱碳及净化,相对而言,利用电压进行吸附的脱碳技术对天然气的影响损伤较小,操作极其简便。

2.3 湿法脱碳处理

与干法脱碳处理技术一样,湿法脱碳处理技术也是天然气常用的脱离二氧化碳的方法,为了保障湿法脱碳处理技术的有效与安全,就必须确保溶剂的选择与配制严格遵循工艺的规定和要求。只有这样,才能满足天然气的脱碳要求,保障天然气的质量与净化程度。醇氨法是湿法工艺中最为常见的一种,具有净化效果高的优势,一般来说,湿法脱碳工艺利用的是二氧化碳与溶剂接触后被其吸收的原理,溶剂的选择与配制关系到天然气的脱碳效果,如果在原有的MDEA水溶液基础上添加改良溶剂,不仅能够有效地脱离天然气中含有的二氧化碳成分,能够尽最大程度地去除天然气中含有的其他杂质,进一步提高天然气的净化效果,使之能够满足直接外输的需求。

3 脱碳工艺中的节能技术

尽管脱碳工艺的应用不可或缺,但是脱碳工艺耗资较高,耗能较多,如果不进行优化,将会给工业生产的经济效益提高带来阻碍。只有采用脱碳节能技术,才能让天然气脱碳净化变得既经济,又高效。

3.1 减少损耗,提高回收

天然气脱碳处理技术能够减小其所具有的腐蚀性,对工业生产起到了举足轻重的作用。然而,脱碳处理技术也在一定程度上给天然气能源带来了损耗,减少了企业单位的经济效益,为保障能源的利用率,减小资金损耗的负面影响,在进行脱碳处理时应有效运用节能技术。在进行湿法脱碳处理时,由于MDEA溶剂在吸收二氧化碳的同时会吸收少量的烃类物质,如果进一步采用闪蒸塔进行闪蒸,就可以获取一定含量的烃类气体作为燃料,起到节省资源的积极作用。

3.2 利用系统余热

“脱碳工艺吸收塔操作温度为47 ℃,再生塔操作温度为100 ℃,贫液进吸收塔前需要降温,而富液进入闪蒸塔前需要升温,MDEA贫/富液换热器使两者进行热交换[3]。”这样一来,富液就会逐渐提升温度,贫液则与之相反,有效地减少了富液再生蒸汽的消耗量。而在进入吸收塔之前,原料气与湿净化气要进行热能交换,这样一来,湿净化气的温度将会大幅提升,循环装置所需要耗费的水量也将大幅减少。

3.3 设定溶剂再生温度,降低蒸汽耗量

在利用湿法进行二氧化碳脱离处理时,要严格设定MDEA溶剂的再生温度,因为再生温度与天然气中二氧化碳的含有量与波动是密切相关的,基于此,只有尽最大限度地优化溶剂的再生温度,才能减少其对于蒸汽的耗损量。一般而言,溶液循环量与溶剂的再生温度呈反比,即溶液循环量随着再生温度的降低而增加,为此在设定溶剂的再生温度时,以100 ℃为宜,并进行上下幅度的调节,以确保天然气脱碳过程中二氧化碳的净化程度较高,耗损相对减少。

4 结语

一直以来,我国经济水平的提升都建立在大量消耗能源资源的基础上,对于能源的依赖性与日俱增,导致目前处于能源匮乏、环境污染的紧迫局面,在此背景下,天然气的应用范围将愈加广泛。尽管天然气具有污染小、可再生等优势,但是其二氧化碳成分一旦超标会给钢铁管道带来十分严重的腐蚀影响,危及到社会企业与人们的生命财产安全,给企业正常的运行管理带来阻碍。为了使天然气的质量达到一定标准,同时减少二氧化碳的腐蚀程度,必须对天然气进行脱碳的工艺处理并采取节能环保技术,只有这样,才能保障二氧化碳能够成功脱除,保障天然气的应用质量。

参考文献

[1] 李同川.天然气脱碳处理工艺的原理分析[J].石化技术,2016(5):20-21.

[2] 沈乾坤,刘妍俊.天然气脱碳工艺技术的研究[J].中国石油和化工标准与质量,2011,31(4):13.

第5篇

明确燃气节能技术的基本应用以及工作的核心方向,是真正意义上实现制度创新和建设事业改革的关键点。在燃气节能技术理念之中基本的宗旨是全面的降低能耗,并且很好的遵循节能技术的基本标准,对周围的环境实现有效的控制。在工业设计之中实现节能减排,一方面要符合当前环境发展的切实需求,另外一方面还可以更好的运用其中剩余的能源,实现资源的重复利用,现在天然气作为一种高效、清洁的优质燃料已被世界各国广泛采用,特别是其对环境保护所起的作用已越来越受到人们的重视。目前,我国城市燃气的气源主要包括人工煤气、天然气和液化石油气,近年来,我国大力发展天然气事业,全国城市燃气的气源结构发生了很大变化,天然气将逐步取代人工煤气和液化石油气,成为城市的主气源。所以在天然气转换工程中应全面分析现有输配系统中存在的问题,采用更新改造和加强巡查相结合的方法,最大限度地利用现有管网、设备、燃具,既考虑转换的安全性,又严格控制转换工程的投资;尽量减少转换工程对燃气用户的不利影响从而提高利用率。

2制定完善的燃气节能管理制度

完善各项规章制度,应当结合当前燃气节能技术的基本情况,提升工作措施的执行力度。此外还应当建立起高效以及完善的管理政策,对于企业的控制和各项方案的实施管理,应当起到关键性的作用。在政策和措施的制定过程当中应当很好的明确各个部门的工作职责以及工作的义务方向,在节能性技术措施的制定过程之中,应当通过量化分析的方式,进行方案的整理和改良,同时还应当建立起长效的工作机制,不断的增强和提升工作的执行力度和控制的力度,为更好的实现企业的建设发展奠定坚实基础,针对方案以及制度报告的编写,应当结合当前的实际情况加以分析,同时增强对法律制度的分析和研究,在符合工作基本环节的基础上,旨在以此为基础更好的实现对燃气节能技术的改革和创新,保证燃气节能技术的稳步实施。

3加强输送管道管理

第6篇

【关键词】建筑电气;节能降耗;发展趋势

随着公众节能意识的提高和节能技术的改进,各国在节能领域都取得了相应的成就。我国作为能源消耗大国,其中建筑能耗占总能耗的30%以上,不得不考虑建筑节能措施。建筑电气节能作为建筑节能的重要组成部分,理应受到特别关注。

1. 我国建筑电气节能现状

我国经济的快速发展,加之人口数量的剧增,对电能的需求量越来越庞大,往往供不应求,用电高峰期甚至会出现电荒现象。特别是近些年来兴建了大批规模庞大的大型甚至特大型共建以及住宅小区,极大的增加了总用电量。然而,这些建筑在设计与施工的过程中,大多没有重视建筑电气节能,没有采取建筑电气节能措施,长此以往,必将造成新的、巨大的能源浪费。

例如:08年初冬,覆盖全国26省的国家电网半壁江山陷困顿,加之无法协调的煤电之争,多数省级电网拉闸限电,造成了“煤荒”与“电荒”的一次集中爆发。而全国范围内的天然气提价、空调与供暖能耗上升导致的电力、天然气供应不足早已成了不争的事实。 能源紧张已成为中国经济的命脉所在,威胁到国家的稳定与安全。能源已经成为制约我国经济进一步发展的瓶颈。我国建筑节能势在必行。

从建筑耗能来看,据相关资料统计,目前我国建筑耗能占总耗能的27.8%,是世界上同纬度国家的3倍左右。其中建筑电气耗能占用了主要份额,包括空调、水泵、照明等设备的用电耗能。从目前的形式来看,虽然国家以及相关部门已经开始意识到节能问题的重要性与迫切性,建筑电气节能工作不断开展与深化、节能技术与设计标准不断完善、公众节能意识也不断增强,但建筑电气耗能现象仍然比较严重,建筑电气节能迫在眉梢。

2 建筑电气节能的意义

国际能源危机明显加剧,全球能源储备量日益减少。而作为人类生存的基础,能源更是掌握着国家甚至全球的经济命脉。中国更是一个能源紧缺的国家,据相关数据表明,我国人均能源占有量仅为世界平均水平的40%。面对如此能源现状,我们更应冷静、客观的面对能源问题。

从实测结果来看,建筑电气耗能占据了建筑耗能的较大部分。由此,引发的建筑电气节能受到广泛关注,建筑电气节能有着重大意义。

首先意味着资源的节约与排放的减少。能量不会凭空产生,也不会无端消失。对一次性的煤、天然气来说,能量的释放意味着环境的污染及资源的减少。提高建筑物电气节能标准,就是减少建筑用能,达到节约资源保护环境的目的。

其次,对节能技术有着促进作用。建筑电气节能技术是广泛的技术,从热源的产生、输送、利用等各环节,均存在较大的提升空间与需方市场空间。这不仅能够促进电气节能技术的发展,对整个建筑节能产业也有着推动作用。

另外,电气节能在一定程度上也推动着经济的发展。建筑电气节能所带动的产业可涉及节能型材料、节能相关设备、节能改造等等,这些在目前我国的发展较为落后,存在着极大的潜力市场,必将形成一个带动面广泛的产业,促进国民经济的发展。据资料显示,电气节能设施在初期建设资金投入与后期节能经济效果的对比后发现,电气节能不仅能带来可观的经济效益,更能带来良好的深灰效益。由此可见,建筑电气节能在建筑领域的运用有着必要性与紧迫性。

3 建筑电气节能未来发展趋势

目前,我国建筑电气节能的效果并不理想,除了建筑节能设计标准与规范中没有将电气节能系统的纳入之外,节能技术更是主要的原因。要想实现电气节能,就必须先满足技术层面的节能,同时要选用性能优良的产品。以下是建筑电气节能在为发展与实施过程中应当注意的一些问题。

3.1 供配电系统节能

尽管我国加快了电力建设的速度,提高了电力设备的运行效率,也增加了装机容量,但仍然会有很多地方在用电高峰期时出现电力缺口。其中一个重要的原因是,电能在变压器以及线路中传输的过程中会因发热而损耗大量能量。因此,要实现电源节能,就必须从降低变压器损耗以及电路损耗两个方面进行。就前者来说,主要措施是改变变压器位置,减少供电距离,同时选用能耗较低的变压器,并合理分配各变压器的负荷,达到减少无功线路损耗,提高功率因素地目的。而对于后者,则主要是优化电网结构以及选用电阻率较小的材质做导线等。

3.2 照明节能。

近些年来,天然光源的绿色照明受到广泛推崇。在保证照明适量的前提下,应大力推广节约照明用电。其主要方法有在设计中充分考虑利用天然采光、选用高效光源、合理选择照明方式等等。另外,适当保养灯具,进行高效的日常的维护管理,能够延长灯具的使用寿命,间接减少能量损失。

3.3 建筑设备电气节能。

随着自动控制技术、计算机网络和通信技术的发展,出现了一种新的建筑电气节能途径,即建筑设备监控系统。规模较大的及重要建筑物可采取自动化监测系统,从而对建筑物内采暖、通风和空气调节系统、给排水及热水供应系统、照明和其他各类用电设备系统的运行实施能效管理,确保各类设备系统运行稳定、安全、可靠,从而达到提高能效、降低能耗的目的。

3.4 利用可再生资源。

在条件允许的场所,合理利用太阳能、风能等可再生资源,有利于节能减排、改善能源结构、保护环境。

4 小结

建筑电气节能作为建筑节能的有机组成部分,有着极大的潜力,更是亿万群众的切身事业。因此,要正确认识其工作的重要性与紧迫性,调动各方的积极性,引导市场,优化资源配置,促进节能事业的发展。在建筑设计的过程中,电气设计人员应当肩负重任,精心考虑,多方案进行比较,选择合理的供配电方案,实施电网的经济运行技术。在节能设备的选择上,应多方面综合考虑,选择低能耗设备等,减少中间过程损耗,已达到真正节能的目的。总之,建筑电气节能是一项需要长期坚持的工作,我国正处于城镇化加速发展时期,在这个特殊的阶段推动电气节能,对扩大内需,推动经济增长具有积极意义。

参考文献:

[1]中国建筑节能年度发展研究报告.清华大学建筑节能研究中心.2008

第7篇

关键词:建筑电气 节能 控制系统

作为能源消费大国,我国的能源相对短缺,石油和天然气每年都要依靠进口,其次由于其能源利用率低,所以在每平方米建筑中的能源消耗约为发达国家的2至3倍。因此我国建筑电气节能技术的发展空间巨大。近年来,电气能源供需矛盾激化,建筑用电是能源消耗的主要部分,所以我国建筑电气节能技术的发展迫在眉睫。如大量使用节能产品,不仅每年可节约用电数十亿度,同时可以延缓温室效应,这样同时造福了经济与社会环境。

1 传统建筑电气技术在应用中的问题

传统的建筑电气技术在当前的建筑体系中应用较为广泛,而且产品的种类也很丰富,从某一个产品而言,技术发展成熟,总体上讲传统的建筑电气技术在应用中相对独立,特别是末端电器产品,缺乏相互联结,随着产品本身功能发展的复杂化,人们对于办公和生活环境的要求也逐渐提高,所以传统的电气技术存在诸多不足,主要方面包括:使用的繁琐性,建筑电气技术非节能性,管理效率地下,安全性低。

2 主要的建筑电气节能技术

2.1 风力发电技术

风力发电机的运行方式包括独立运行方式,风力发电与其他发电形式结合,或是在一处风力较强的地点,安装数十个风力发电机,其发电并入常规电网使用。在传统建筑电气节能技术的应用过程中,我国主要开发研制小型的风力发电机,并将其作为农村独门独户使用。由于电网不能实现为偏远地区供电,所以近六十万居民正在使用风力发电机进行发电。但目前的发展趋势表明,我国的风力发电机制造由小功率向大功率发展,为满足彩电冰箱等家用电器的用电需求。其次不再实行独门独户的风力发电形式,而是采取联网供电,由村庄集体供电等形式。从长远角度看,风力发电技术的应用范围进一步扩大,不仅单纯用用与家庭,更扩大到众多公共设施及政府部门。

2.2 太阳光伏发电技术

在北欧的部分国家正推广一种“零能”住宅的理念,这种住宅是由“太阳能屋顶”提供该建筑的全部能量的。而这就应用到了太阳光伏发电技术,在屋顶安装太阳光伏电池,当阳光充足时太阳光伏电池可以适应某一家庭的全部用电需求,并将剩余电量反存于电网,供用电不足时使用。目前由于太阳光伏电池的价格过高,我国仍没有大范围的推广计划。据专家预测,这种光伏发电技术通过技术革新与大规模生产,可于2030年后在市场上大规模出现,并对传统的建筑电气节能技术产生冲击力和竞争力。

3 建筑电气节能技术发展中应该遵循的原则

建筑电气节能技术在建筑工程中不能盲目使用,不能以节能为目标损害了建筑的原本功能,更不能为了节能而忽略其成本的规划。所以在建筑电气的节能技术发展过程中必须要遵循以下原则。

首先,适用性。满足建筑物照明的亮度、色温,满足空间的舒适性或满足某些建筑的特殊要求。这是对于满足建筑物内的人工环境完整而提出的条件。建筑电气的技术应用必须要满足建筑物创造的环境要求,为建筑设计中的设备提供能源供应。

其次,实际性。节能问题本身应从国情和经济条件角度考虑,不能盲目为追求节能效果忽视其经济效益的考虑,要对合适的节能设备与节能材料进行性价比比较,使节能所增加的时间效益和经济效益在未来的建筑物使用过程中得到回报。

最后,节能性。作为建筑电气节能技术的必要条件就是其节能性的考量。必须要采用必要的措施,来减少甚至消除建筑物中不必须的消耗,在未来的发展过程中,应着眼于建筑电气设备自身电能消耗,传输线路上的电能消耗等问题。

4 建筑电气节能技术发展方向

4.1 利用天然光源

作为节能工作中最为主要的一项内容就是对照明工程的节能应用。而照明节能工程最为主要的内容就是对天然光源的利用。随着人们对能源的重视,建筑物中充分利用天然光源来节约照明用电已经广泛应用在各建筑电气技术中。天然光源作为一种无限再生资源,在照明节能的实施过程中必须要扩大应用。制定一系列建筑物的采光标准和采光方式,并推广于日常生活中。

4.2 太阳能照明技术

太阳能和天然光源一样,属于取之不尽用之不竭的无限能源。太阳能照明技术可以减少温室气体的排放,同时节省资源,保护地球环境。科学合理地利用太阳能照明节能技术,可以将建筑电气节能技术的发展推向更高的台阶,这可以将其最为本质的原则和内涵得以展现。

4.3 能源综合利用

控制能源问题的主要方式并不单纯依靠电力使用上的细节,此外还包括对风能等自然的,可再生的能源的综合运用。这就需要技术的革新发展,也是我国建筑电气节能技术发展的主要方向。

5 建筑电气节能技术的发展前景

我国的节能体系目前仍处于初级阶段,相比一些发达国家已经建立起的各具特色的建筑节能体系稍有不足。如英国、美国、加拿大、日本等国家先后建立起了节能评估体系,在各国的建筑节能技术实施过程中都依靠该体系的规范和准则,采用定性定量的方法,对电气节能的效果和电气节能技术进行评估。

相比之下,我国的建筑电气节能技术评估体系并没有建立,显示出了相对的不足性。因此需要我国尽快学习先进国家的经验并分析自身的不足之处,扬长避短,这将有利于我国在短时期内取得建筑电气节能技术发展的巨大进步。我国现在实行的建筑节能标准和规定对电气节能内容没有做出具体的规定,加大了操作的难度。所以,国家建筑行业的相关部门有必要对电气节能和建筑节能测评体系的建立采取硬性措施和实施内容的规定。

近几年我国开展的基础数据统计的工作,对各地区不同气候特点评估,已着手对当前用电情况和建筑电气运行的数据统计,在进行比较分析后,就将进行定量分析,针对不同的问题和不同地域的实际情况采取不同的节能技术改造,针对各项新产品和新技术的出现,国家出台对应的鼓励措施,这都有助于科研效果和科研动力的加大,使科研成果快速传换为大范围应用的产品,从而形成科研进步和生活节能的良性循环。在此基础上,国家可指定出操作性强、实施审核简便的科学测评体系,明确划分一些建筑电气节能技术强制性措施,在实施过程中加强管理,使建筑电气节能技术发挥实效,以取得长足的发展。我国建筑电气节能技术的发展前景直接关系到建立节约型社会的发展大计,将创造我国经济效益和社会效益双丰收。