油田转油站节能设计

潘旭（大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所）

油田转油站节能设计

潘旭（大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所）

喇嘛甸油田新建或改造的转油站为砖混结构，其传热系数较高、保温性能较差；建筑照明存在光效低、能耗较高、更换频繁等问题。为提高建筑结构的保温性能，减少照明系统的电能损耗，从建筑节能包括建筑围护结构节能和照明节能设计出发，通过实例分析及评价，探讨节能建筑在油田的适用性，为以后的新建、改造（改、扩建）项目起指导作用。

转油站 围护结构 照明 传热系数

建筑节能是在建筑物的规划、设计、新建、改扩建过程中，执行建筑节能标准，采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能，在保证建筑物室内热环境质量的前提下，提高建筑围护结构热工性能，减少照明耗电。建筑节能包括围护结构节能和照明节能。

1 建筑围护结构节能设计

建筑节能是一个复杂的系统工程，主要有建筑节能规划和围护结构节能设计两方面。其中，建筑节能规划包括建筑的选址、布局、形态、间距、避风；围护结构节能设计包括外墙保温隔热、门窗、屋面和地面节能。建筑节能主要集中在围护结构节能设计上。

以大庆油田第六采油厂某“1”字号转油站为例，该站由泵房、值班室和中心岗、食堂组成，建筑结构为砖混结构，泵房、值班室建筑面积409.37 m2，体形系数0.57，窗墙面积比0.22；中心岗、食堂建筑面积117.27 m2，体形系数0.71，窗墙比0.22。

根据DB23/T 120—2001《黑龙江省民用建筑节能设计标准实施细则（采暧居住建筑部分）》规定，建筑节能必须满足两个指标的要求，即建筑物耗热量指标≤22.2 W/m2；采暖耗煤量指标≤19.2 kg/m2。由于大庆地区主要考虑冬季防寒保温，建筑围护结构传热系数对建筑的采暖能耗影响很大，因此，节能建筑应选用传热系数小、热阻大的建筑材料。

1.1 节能屋面

建筑屋面节能的最主要措施之一就是应用高效保温隔热材料，如矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料等，其结构主要由保护层+防水层+保温层+隔气层+结构层组成，此外还有倒置式屋面、绿化屋面、蓄水屋面、平改坡屋面等几种结构形式。按照DB23/T 120—2001的规定，当体形系数S≤0.3时，传热系数K≤0.5，当S＞0.3时，K≤0.3，采用节能屋面可使屋面传热系数K控制在0.27～0.3 W/（m2·K），满足标准要求。

1.2 节能墙体

外墙保温节能主要是靠保温绝热材料，目前常用的保温绝热材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS、XPS)、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、岩(矿)石棉板、玻璃棉毡、海泡石，以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。节能墙体结构主要由结构层+保温层+饰面层组成，其形式有外墙外保温、外墙夹心保温、外墙内保温三种形式。当S≤0.3时，K≤0.52；当S＞0.3时，K≤0.4，采用节能墙体可使墙体传热系数控制在0.36～0.52 W/（m2·K）。

1.3 节能门窗

按照GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》的规定，在保证外窗自然采光的范围内，鼓励窗的面积越小越好，即窗墙比越小越好[1]。据统计，通过窗流失的热量占建筑能耗的46%，因此控制窗墙比是个有效的节能手段。按照实施细则的规定，不同朝向的窗墙面积比不应超过规定值（北：0.25；南：0.3；东、西：0.35）。当窗墙比小于0.3时，可采用塑钢单窗双玻璃平开窗，其传热系数K≤2.5 W/（m2·K）；当窗墙比在0.3～0.35范围时，可采用断热铝合金中空玻璃平开窗或铝合金断热40 mm厚双玻璃中空双腔充惰性气体窗，其传热系数K=1.5 W/（m2·K）。此外，还可采用加大中空玻璃间隔层厚度、填充惰性气体、改用LOW-E中空玻璃、复合真空+中空玻璃及双层中空玻璃等措施来增加窗的密封隔热性能。门可采用夹心钢板防火门，既满足保温隔热要求，又符合防火规范。

1.4 节能地面

地面节能应采用结构层+保温层的形式，在室内地面结构层下铺设1∶8水泥珍珠岩、焦渣(炉渣)或聚苯板。地面装修采用低传导系数材料，其传热系数可降低至0.25 W/（m2·K）；室外软地面种植乔木进行环境绿化，夏季遮挡太阳光，减少阳光对建筑物的辐射，冬季落叶后不影响阳光对建筑物的辐射，有利于建筑节能保温。

2 建筑照明节能设计

照明节能，是在保证照度标准和照明质量的前提下，不降低工作场所的视觉要求，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能[2]。

照明耗电=每盏灯耗电功率×开灯时间×

从方程式可看出，分子减小、分母增大可减小耗电量，可通过采用高光效光源，高效率、高照明率的照明灯具，使用电子镇流器及加强照明日常维护管理等途径减小照明耗电，达到节能目的。

还是以六厂某转油站为例。该站厂区面积为8 400 m2，灯具10套。防爆厂房面积为252 m2，高度3.5 m，灯具10套。计量阀组间为面积144 m2，高3.2 m，灯具6套。辅助厂房，其中值班室面积72 m2，高3.2 m，灯具3套；加药间等其他房间总面积162 m2，高3.2 m，灯具16套。共计灯具45套，存在光效低、能耗高、更换频繁等问题。

按照GB 50034—2004《建筑照明设计标准》规定，考虑各房间使用条件，其照度参考值和照明功率密度限值如表1所示。

表1 转油站参考照度值和照明功率密度限值[3]

2.1 防爆厂房

防爆厂房包括泵房及计量阀组间，要合理确定照度值，选择高光效光源、高效灯具及低损耗附件，计算LPD值，其值不超过规定值为宜。

因厂房高度为3.2 m或3.5 m，可选用小功率气体放电灯和紧凑型荧光灯，气体放电灯光源应就地装设补偿电容器，可将单灯功率因数提高到0.85～0.9。防爆厂房属二区防爆场所，应采用防爆灯具，灯具的材质宜为抛光铝，外形采用配光曲线适中、介于深照和广照之间的宽口灯具。紧凑型荧光灯应优先选用电子镇流器，气体放电灯宜选用电子触发器。可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。

2.2 辅助厂房

辅助厂房包括值班室、加药间等房间，合理确定照度值，选择光源、灯具及附件，使LPD值不超过规定值。一般选用T8、T5型节能灯或LED（发光二极管）节能灯，灯具为荧光灯灯具，选用电子镇流器（功耗为3～5 W）。

2.3 室外厂区照明

充分利用自然光和太阳能，可采用太阳能路灯[4]。选择高效光源，如金属卤化物灯、钠灯、无极灯等。选用节能型电感镇流器（功耗小于5 W），气体放电灯应加设电容补偿器分散或集中补偿。选择智能照明控制装置或光电开关。

在灯型选择上，防爆厂房用45 W节能灯替换110 W钠灯，辅助厂房用T5荧光灯替换T12荧光灯，厂区照明用120 W无极灯代替400 W钠灯。

T5荧光灯具有高光效104（lm/W）、低能耗、寿命长（12 000 h）等优点；无极灯具有高光效、长寿命（6×104h）、无需维修更换等优点。辅助厂房选用出光口形式为开敞式的荧光灯灯具，效率最高，能达到75%。用电子镇流器替代原有的电感镇流器。室外厂区用光电开关。

[1]中华人民共和国建设部.GB 50189—2005 公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社，2005.

[2]刘金圣.工厂供电设计中节电措施的技术经济分析[J].节能技术,1989(11):1-4.

[3]中华人民共和国建设部.GB 50034—2004 建筑照明设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[4]李其军.工厂照明设备节能途径的探讨[J].节能，1989,9(5):23-24.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.015

潘旭，1992年毕业于西安电子科技大学，高级工程师，从事电力、仪表设计工作，E-mail：panxu1@petrochina.com.cn，地址：大庆油田第六采油厂规划设计研究所，163114。

2011-08-24)