油田轉油站節能設計

潘旭（大慶油田有限責任公司第六采油廠規劃設計研究所）

油田轉油站節能設計

潘旭（大慶油田有限責任公司第六采油廠規劃設計研究所）

喇嘛甸油田新建或改造的轉油站為磚混結構，其傳熱系數較高、保溫性能較差；建筑照明存在光效低、能耗較高、更換頻繁等問題。為提高建筑結構的保溫性能，減少照明系統的電能損耗，從建筑節能包括建筑圍護結構節能和照明節能設計出發，通過實例分析及評價，探討節能建筑在油田的適用性，為以后的新建、改造（改、擴建）項目起指導作用。

轉油站 圍護結構 照明 傳熱系數

建筑節能是在建筑物的規劃、設計、新建、改擴建過程中，執行建筑節能標準，采用節能型的建筑技術、工藝、設備、材料和產品，提高保溫隔熱性能，在保證建筑物室內熱環境質量的前提下，提高建筑圍護結構熱工性能，減少照明耗電。建筑節能包括圍護結構節能和照明節能。

1 建筑圍護結構節能設計

建筑節能是一個復雜的系統工程，主要有建筑節能規劃和圍護結構節能設計兩方面。其中，建筑節能規劃包括建筑的選址、布局、形態、間距、避風；圍護結構節能設計包括外墻保溫隔熱、門窗、屋面和地面節能。建筑節能主要集中在圍護結構節能設計上。

以大慶油田第六采油廠某“1”字號轉油站為例，該站由泵房、值班室和中心崗、食堂組成，建筑結構為磚混結構，泵房、值班室建筑面積409.37 m2，體形系數0.57，窗墻面積比0.22；中心崗、食堂建筑面積117.27 m2，體形系數0.71，窗墻比0.22。

根據DB23/T 120—2001《黑龍江省民用建筑節能設計標準實施細則（采曖居住建筑部分）》規定，建筑節能必須滿足兩個指標的要求，即建筑物耗熱量指標≤22.2 W/m2；采暖耗煤量指標≤19.2 kg/m2。由于大慶地區主要考慮冬季防寒保溫，建筑圍護結構傳熱系數對建筑的采暖能耗影響很大，因此，節能建筑應選用傳熱系數小、熱阻大的建筑材料。

1.1 節能屋面

建筑屋面節能的最主要措施之一就是應用高效保溫隔熱材料，如礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料等，其結構主要由保護層+防水層+保溫層+隔氣層+結構層組成，此外還有倒置式屋面、綠化屋面、蓄水屋面、平改坡屋面等幾種結構形式。按照DB23/T 120—2001的規定，當體形系數S≤0.3時，傳熱系數K≤0.5，當S＞0.3時，K≤0.3，采用節能屋面可使屋面傳熱系數K控制在0.27～0.3 W/（m2·K），滿足標準要求。

1.2 節能墻體

外墻保溫節能主要是靠保溫絕熱材料，目前常用的保溫絕熱材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS、XPS)、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖、巖(礦)石棉板、玻璃棉氈、海泡石，以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。節能墻體結構主要由結構層+保溫層+飾面層組成，其形式有外墻外保溫、外墻夾心保溫、外墻內保溫三種形式。當S≤0.3時，K≤0.52；當S＞0.3時，K≤0.4，采用節能墻體可使墻體傳熱系數控制在0.36～0.52 W/（m2·K）。

1.3 節能門窗

按照GB 50189—2005《公共建筑節能設計標準》的規定，在保證外窗自然采光的范圍內，鼓勵窗的面積越小越好，即窗墻比越小越好[1]。據統計，通過窗流失的熱量占建筑能耗的46%，因此控制窗墻比是個有效的節能手段。按照實施細則的規定，不同朝向的窗墻面積比不應超過規定值（北：0.25；南：0.3；東、西：0.35）。當窗墻比小于0.3時，可采用塑鋼單窗雙玻璃平開窗，其傳熱系數K≤2.5 W/（m2·K）；當窗墻比在0.3～0.35范圍時，可采用斷熱鋁合金中空玻璃平開窗或鋁合金斷熱40 mm厚雙玻璃中空雙腔充惰性氣體窗，其傳熱系數K=1.5 W/（m2·K）。此外，還可采用加大中空玻璃間隔層厚度、填充惰性氣體、改用LOW-E中空玻璃、復合真空+中空玻璃及雙層中空玻璃等措施來增加窗的密封隔熱性能。門可采用夾心鋼板防火門，既滿足保溫隔熱要求，又符合防火規范。

1.4 節能地面

地面節能應采用結構層+保溫層的形式，在室內地面結構層下鋪設1∶8水泥珍珠巖、焦渣(爐渣)或聚苯板。地面裝修采用低傳導系數材料，其傳熱系數可降低至0.25 W/（m2·K）；室外軟地面種植喬木進行環境綠化，夏季遮擋太陽光，減少陽光對建筑物的輻射，冬季落葉后不影響陽光對建筑物的輻射，有利于建筑節能保溫。

2 建筑照明節能設計

照明節能，是在保證照度標準和照明質量的前提下，不降低工作場所的視覺要求，力求減少照明系統中的能量損失，最有效地利用電能[2]。

照明耗電=每盞燈耗電功率×開燈時間×

從方程式可看出，分子減小、分母增大可減小耗電量，可通過采用高光效光源，高效率、高照明率的照明燈具，使用電子鎮流器及加強照明日常維護管理等途徑減小照明耗電，達到節能目的。

還是以六廠某轉油站為例。該站廠區面積為8 400 m2，燈具10套。防爆廠房面積為252 m2，高度3.5 m，燈具10套。計量閥組間為面積144 m2，高3.2 m，燈具6套。輔助廠房，其中值班室面積72 m2，高3.2 m，燈具3套；加藥間等其他房間總面積162 m2，高3.2 m，燈具16套。共計燈具45套，存在光效低、能耗高、更換頻繁等問題。

按照GB 50034—2004《建筑照明設計標準》規定，考慮各房間使用條件，其照度參考值和照明功率密度限值如表1所示。

表1 轉油站參考照度值和照明功率密度限值[3]

2.1 防爆廠房

防爆廠房包括泵房及計量閥組間，要合理確定照度值，選擇高光效光源、高效燈具及低損耗附件，計算LPD值，其值不超過規定值為宜。

因廠房高度為3.2 m或3.5 m，可選用小功率氣體放電燈和緊湊型熒光燈，氣體放電燈光源應就地裝設補償電容器，可將單燈功率因數提高到0.85～0.9。防爆廠房屬二區防爆場所，應采用防爆燈具，燈具的材質宜為拋光鋁，外形采用配光曲線適中、介于深照和廣照之間的寬口燈具。緊湊型熒光燈應優先選用電子鎮流器，氣體放電燈宜選用電子觸發器。可采取分區控制燈光或適當增加照明開關點。

2.2 輔助廠房

輔助廠房包括值班室、加藥間等房間，合理確定照度值，選擇光源、燈具及附件，使LPD值不超過規定值。一般選用T8、T5型節能燈或LED（發光二極管）節能燈，燈具為熒光燈燈具，選用電子鎮流器（功耗為3～5 W）。

2.3 室外廠區照明

充分利用自然光和太陽能，可采用太陽能路燈[4]。選擇高效光源，如金屬鹵化物燈、鈉燈、無極燈等。選用節能型電感鎮流器（功耗小于5 W），氣體放電燈應加設電容補償器分散或集中補償。選擇智能照明控制裝置或光電開關。

在燈型選擇上，防爆廠房用45 W節能燈替換110 W鈉燈，輔助廠房用T5熒光燈替換T12熒光燈，廠區照明用120 W無極燈代替400 W鈉燈。

T5熒光燈具有高光效104（lm/W）、低能耗、壽命長（12 000 h）等優點；無極燈具有高光效、長壽命（6×104h）、無需維修更換等優點。輔助廠房選用出光口形式為開敞式的熒光燈燈具，效率最高，能達到75%。用電子鎮流器替代原有的電感鎮流器。室外廠區用光電開關。

[1]中華人民共和國建設部.GB 50189—2005 公共建筑節能設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社，2005.

[2]劉金圣.工廠供電設計中節電措施的技術經濟分析[J].節能技術,1989(11):1-4.

[3]中華人民共和國建設部.GB 50034—2004 建筑照明設計標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2004.

[4]李其軍.工廠照明設備節能途徑的探討[J].節能，1989,9(5):23-24.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.015

潘旭，1992年畢業于西安電子科技大學，高級工程師，從事電力、儀表設計工作，E-mail：panxu1@petrochina.com.cn，地址：大慶油田第六采油廠規劃設計研究所，163114。

2011-08-24)