预应力高强混凝土管桩厂电气节能设计.pdf
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1、2 0 1 1 年第 l 2期 l 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRE I 1E AND CEMENT PR0DUCT S 2 0 1 1 No 1 2 De e e mbe r 预应力高强混凝土管桩厂电气节能设计 陆 薇 , 宋亚英 ( 1 苏州中材建筑建材设计研究院有 限公司, 2 1 5 0 0 4 ; 2 苏州大学金螳螂建筑与城市环境学院) 摘要 : 预应 力高强混凝 土管桩( P HC 管桩 ) 业是近年 来快速发展 的一个新兴行业 , P HC 管桩厂 的电气节能有 很 大的潜力。结合混凝土管桩厂项 目设计 实践 , 对 电气设计 中各 个环 节的节能
2、技术措施进行 了研 究探讨。 关键词 : 预应力高强混凝土管桩( P HC 管桩 ) ;电气设计 ;节能技 术 A b s t r a c t : T h e i n d u s t r y o f p r e s t r e s s e d h i g h - s t r e n g t h c o n c r e t e p i l e s ( P H C p i l e s ) i s o n e n e w i n d u s t r y d e v e l o p i n g r a p i d l y i n r e c e n t y e a r s E l e c t r i
3、c e n e r g y s a v i n g d e s i g n o f P HC p i l e sc t o ry h a s g r e a t p o t e n t i a 1 C o mb i n i n g t h e d e s i g n p r a c t i c e o f c o n c r e t e p i l e s f a c t o ry p r o j e c t , t h e e n e r gy s a v i n g t e c h n i c al me a s u r e s o f e v e r y l i n k i n e l
4、e c t ri c d e s i g n a r e r e s e a r c h e d a n d d i s c u s s e d Ke y wo r d s : P r e s t r e s s e d h i g h - s t r e n g t h c o n c r e t e p i l e s ( P H C p i l e s ) ; E l e c t ri c d e s i g n ; E n e r g y s a v i n g t e c h n o l o g y 中图分类号 : T U 2 7 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4
5、 6 3 7( 2 0 1 1 ) 1 2 - 3 5 - 0 3 O前 言 预应力高强混凝土管桩 ( 以下简称 P H C管桩 ) 作为一种新 型的工程基桩 , 由于具有 C 8 0的强度 等 级 , 且承载力大 、 穿透力强 、 自重轻 、 生产周期短 、 施 工方便快捷等优点 ,已广泛应用于工业与 民用 建 筑 、 市政 建设 、 城市改造 、 交通运输 、 桥梁港 口等工 程中。目前 , P H C管桩的生产工艺已基本成熟 , 行业 的建设发展非常迅猛 , 市场竞争也更趋激烈 , 而影 响企业竞争实力的重要因素之一就是成本。能耗费 用在生产成本 中占居相 当大 的比例 , 据统计 ,
6、平均 每生产 l m0 4 0 0管桩就要耗 电 l 1 5度。近年来 , 建 设投产的 P HC管桩生产线产能都达到上百万 m, 因 此 ,节能增效对增强行业 的竞争力具有重要意义 , 而其中电气 的节能设计有着巨大的空间。 1 供 配 电 系统 供配电系统是 电气节能设计 中的一 个重要 内 容 , 其能耗涉及到配 电变压器 、 配电线路和各用电 设备的功率损耗 以及系统 的运行 电压 、 功率 因数等 引起的损耗 。在设计 中应根据负荷容量 、 供 电距离 及分布、 用电设备特点等因素全 面合理地设计供配 电系统 , 使其尽可能达到节能要求 。 1 1 负荷计算 负荷计算确定的是否正确合
7、理 , 直接影 响到 电 器和导线 电缆的选择是否经济合理 。计算得过大 , 将造成投资 的浪费 ; 计算得过小 , 会 使电器和电线 电缆处于过负荷下运行 , 增加 电能损耗 , 产生过热 , 导致绝缘过早老化甚至引起火灾 。由此可见 , 正确 确定计算负荷意义重大。负荷情况复杂 , 影 响计算 负荷的因素很多 , 虽然各类 负荷的变化有一定 的规 律可循 , 但仍难准确确定计算负荷的大小。因此 , 负 荷计算只能力求接近实际。 用电负荷计算可按下列原则进行 : 方案设计阶 段可采用单位面积 ; 初步设计 和施工图设计 阶段可 采用需要系数法【 1 。 ( 1 ) 单位面积法 单位面积法计算
8、公式为 : : k w 式中, P e一 单位面积功率, W, m ; Js一 建筑面积 , m2 。 根据多个 P HC管桩车间设计经验 , P e一般取 1 0 0 l 6 O Wl, H l 。 ( 2 ) 需要系数法 用电设备组的计算负荷 有功功率 : = K k W 无功功率: Q c - P c t k v a r 式中, 一 需要系数 ; 一 用电设备组的设备功率 , k W。 配电干线或车间变电所的计算负荷 有功功率 : = Kz p Z( )k W 无功功率: Q c = K s ( t )k v a r 式 中, K Ks 一 有功功率 、 无功功率同时系数 , 分 别取
9、0 8 1 0和 0 9 3 1 0 。 实际上, 需要系数 不仅与用电设备组的工作 一 3 5 2 0 1 1年第 1 2期 混凝土与水泥制品 总第 1 8 8期 性质 、 设备台数 、 设备效率和线路损耗等因素有关 , 而且与操作人员的技能和生产组等多种因素有关。 因此 , 在方案确立和施 工图设计过程 中, 应 与工艺 专业协商 ,并根据生产的规模及对设备配置 的比 对 , 尽可能使需要系数的取值接近实际。 表 l列出了 P HC管桩车间主要设备的需要 系 数值 。 表 1 P H C管桩车间主要设备的需要系数 1 2 变压 器 的选 型 变压器是管桩生产线上 的重要 电力输送设备 ,
10、对其采取 的节能措施是整个生产效率提高 的关键 环节。据有关资料统计 , 变压器电能损耗 占总发电 量的 2 一 3 。变压器的节能主要依靠降低损耗、 提 高运行效率 。其节能措施 与降低变压器 的空载损 耗 、负载损耗和合理选择变压器的负载率密切相 关 。为此 , 选择节能型的变压器主要从三个方面考 虑 : 选择空载损耗小的变压器。变压器的空载损 耗( 又称铁损) 包括铁芯的涡流损耗及漏磁损耗 , 其 损耗决定于铁芯矽钢片的性能及铁芯制造工艺。常 用的变压器类型主要有油浸式变压器 、 气体绝缘变 压器和干式变压器。其 中属节能型的是油浸变压器 和干式变压器。 目前 , 国内推荐的节能型油浸变
11、压 器系列产品有 S 1 1 、 S 9型等。节能型干式变压器的 系列产品有 S C l l 、 S C I O、 S C 9型等。管桩厂项 目设计 中, 应选择节能型变压器 。选择负载损耗小 的变 压器。变压器的负载损耗( 又称线损) 是由变压器绕 组上 的电阻和电流引起的损耗 。为降低线损应选用 阻值较小的绕组 ,铜芯绕组的阻值小于铝芯绕组 , 可尽量采用铜芯变压器。合理选择变压器的负载 率。在选择变压器容量时应从使用、 经济、 节能等方 面进行综合考虑 , 实践表 明 , 变压器的负载率设计 在 7 5 8 5 范围较为适宜2 - 3 。 1 3 配电线路的设计 配电线路是 电能传输的载
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