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为加快农机维修节能减排技术的推广应用,2009年农业部遴选出了10 项有明显节能减排效果的农机维修技术进行宣传和推广。其中,拖拉机不拆卸检测调试技术、柴油机性能调整优化技术是采用仪器设备对其技术状态进行检测并进行参数调整优化,从而恢复其技术状态达到节能减排目的; 油适时更换技术是通过对油的品质检测和适时更换,保证机具的良好而又不过早更换油; 柴油机排气污染物减量技术是对柴油机排气采取机内净化处理措施以减少排气污染物; 水基清洗技术是以水基清洗剂代替油基清洗剂来清洗零部件,既节约油料又提高清洗质量; 标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术是在标准的试验条件下采用规范的调修工艺和方法对喷油泵、喷油器进行调试,以恢复功率,降低油耗和排放; 胶粘修补堵漏技术、轴类零件再制造技术和壳体类零件再制造技术采用适用的工艺,对零件进行选择性修理,节约金属材料、降低修理成本。入选的10 项技术成熟可靠,节能减排效果明显。经过5 年的实践验证,结合当前农机行业普遍实行换件修理的现状,笔者认为喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术最具有推广意义和必要,推广也最具有可行性。
1 喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广的必要性
喷油泵标准油量传递是指将喷油泵制造企业对喷油泵总成调整的各项技术指标,通过标准系统逐级传递给基层喷油泵维修企业并用于生产过程的技术。喷油泵和喷油器调试技术是指在规定的条件下,按正确的维修工艺、调试方法对喷油泵和喷油器进行维修、调试,使之达到应有功能的技术。近年来,在党的强农惠农富农政策有力促进下,我国农业机械化取得了巨大成绩,得到了长足发展。据统计,2013 年全国农作物耕种收综合机械化水平达59. 48%,拖拉机拥有量达2279 万台,联合收割机拥有量达142 万台,农机总动力达10. 4 亿kW( 其中柴油发动机总动力达8. 35 亿kW)。农机在农业生产和农机化发展中的作用更加明显,作业领域更加广泛,除大田作业、温室大棚作业外,在一些地区的植物工厂内,农机也发挥了重要的作用。推广喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,对促进节能减排,意义深远。
1. 1 有利于推进农机节能减排
为了解喷油泵校准点在接受标准油量传递前、后喷油器所喷油量的差别,德国博世公司某区域维修站对辖区50 个喷油泵校准点在标准油量传递前、后喷油器的喷油量数据进行了比较。博世公司对该区域维修站喷油泵校准点的校验频次规定为: 对业务量较大的校准点,要求每校验50组喷油器后进行一次标准油量传递; 对于业务量较小的校准点,要求每季度进行一次标准油量传递。依据JB /T 9734 - 2011《喷油泵试验台技术条件》中4. 3.14 条,喷油器喷油量的不均匀率由公式 =2( Qmax - Qmin)Qmax + Qmin 100% 确定。其中,Qmax 为最大循环供油量,Qmin 为最小循环供油量。相关标准规定对于维修用喷油泵试验台,在喷油量符合标准要求( 即喷油量界于31. 2 1mL 间) 且喷油量不均匀率4%时,该组喷油器才符合要求。50 组( 每组6 个) 300 个喷油器在未接受标准油量传递前,有168 个喷油器的喷油量超出标准范围( 31. 2 1mL) ,这些喷油器的喷油量有的高于标准值,有的低于标准值,喷油量不合格的喷油器所占比例达56%。50 组数据中有2 组共12 个( 序号15、17) 喷油器的喷油量符合标准要求,有3 组( 序号15、17 和22)喷油器的不均匀率满足标准要求。综合判定,50 组喷油器只有2 组( 序号15、17) 喷油器的喷油量符合标准要求,合格率仅为4%。50 组喷油器在接受标准油量传递后,有1 个缸( 序号3 第4 缸) 的喷油量不符合标准要求,该组喷油量不均匀率为4. 9%,也超出标准要求,即仅有一组喷油器不符合标准要求,合格率为98%。对于基层喷油泵校准点,其校准设备只有满足标准要求后才能开展油泵校准业务。因此,有必要对基层油泵校准点进行标准油量传递,使其喷油器的喷油量和喷油量不均匀率达到标准要求,以便科学、准确地对农机用户的油泵进行校准。
为了了解农机喷油泵在校准前、后喷油量的差别,对河北省20 个农机户在用机具喷油泵的校准情况进行了调研。农机户通常1 ~ 2 年对喷油泵进行一次校准,而且在用户发现机具动力不足、油耗高、启动困难、冒黑烟等情况时才去校泵。校准数据表明: 有的喷油泵多喷了油,致使机具油耗高、冒黑烟; 有的油泵少喷了油,致使机具动力不足,启动困难。因此,定期进行喷油泵校准,既节能减排,也有利于发挥机具效率。
近年来,随着农机保有量的快速增加和农机化水平的不断提高,农机节能减排任务繁重。2008 年江苏省农机排气污染源普查结果显示,在用的拖拉机、变型拖拉机、联合收割机、插秧机、机动植保机等5 大类机具一氧化碳、炭氢化合物、氮氧化合物、颗粒物的排放总量分别为5. 1、14. 6、8、2. 4 万t,仅颗粒排放一项就超过国家标准4 ~ 5 倍。通常情况下拖拉机、联合收割机等机械在使用一段时间后,其功率会降低、燃油消耗和污染物排放会增加。江苏省抽样调查显示,在用拖拉机、联合收割机的功率损失平均约为5%,小型拖拉机的油耗率平均高出标定值13%,大、中型拖拉机的油耗率平均高出6% ~ 10%,4 种排气污染物的排放总值平均增加20% ~ 30%。经喷油泵、喷油器调试后,可有效降低油耗5% ~ 10%,恢复动力约3%,降低排气污染物约15%。因此,推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,可有效推进农机节能减排。
1. 2 有利于提高喷油泵维修质量和水平
喷油泵被视为柴油机的心脏,其控制发动机在不同工况下的转速、燃油供给量和供油质量,以保证发动机正常运转的动力性、经济性和稳定性。喷油泵和喷油器经一段时间使用后,由于柱塞、出油阀和喷油嘴的正常磨损,加之国内柴油中杂质和蜡成分含量较高,导致三大偶件磨损加快,发动机性能下降,油耗增加,污染物排放超标。喷油泵只有经修理、调试使其供油量达标,发动机才能恢复正常工作。
调查发现如下问题: 一是农机手调校喷油泵的主动性不够。农机手平时对拖拉机、联合收割机等机具的保养意识不强,通常只要机具能工作,就不会主动定时进行喷油泵和喷油器的维护保养,通常要等到机具出现异常现象如不能启动、动力不足、油耗高及工况不稳等情况时才去调校喷油泵。二是喷油泵校准频率不高。调查结果表明: 校准频率较高的为1 年1次,较低的为2 ~ 3 年1 次,一些国外品牌的联合收割机甚至4 年中也没有校过油泵。三是实施喷油泵校准的机具所占比例不高。调查显示,拖拉机喷油泵年度校准比例最高在70% 左右,联合收割机喷油泵年度校准比例低至20%。四是喷油泵校准质量难保证。目前在用的喷油泵校准试验台存在设备陈旧、性能较差等问题,加之缺少定期的标准油量传递,喷油泵、喷油器调试的技术指标与原机相差较大,影响机具性能。因此,应通过推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,校准基层喷油泵校验标准,培训喷油泵维修校准技术人员,提高农机喷油泵维修校准质量和水平,确保喷油泵和喷油器技术状态良好,保证机具作业性能。
1. 3 有利于推动农机维修行业管理
近年来,农业部高度重视农机维修管理工作,颁布了《农机维修管理规定》,将农机维修管理执法内容纳入《农机安全监管条例》,实施了多个农机修理质量标准,规范了农机维修行业发展。但目前农机管理部门对农机维修网点的技术资质、配件价格、维修质量等缺乏有效的监督管理。基层农机维修管理人员少,缺乏执法和检测手段,缺少投入,农机维修管理工作开展困难。基层农机维修管理人员可以以推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术为抓手,推广农机维修先进技术,开展农机维修网点资质审核、维修质量监管等工作,规范农机维修业务,推动农机维修管理工作。
2 喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广的可行性
2. 1 推广符合国家节能减排政策
为了节约资源,促进国民经济可持续发展,国家制订了十一五节能减排目标。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,防治非道路移动机械用柴油机污染物排放对环境的污染,改善环境空气质量,2014 年5 月环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合了强制标准非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法( 中国第三、四阶段) ( GB 208912014) ,规定了第三阶段非道路移动机械用柴油机排气染物排放限值和测量方法,并提出了第四阶段的预告性要求。标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广作为实现农机节能减排的重要措施,符合国家支持农机化发展及农机节能减排的发展战略,利国利民。
2. 2 推广有成熟的技术支撑
标准油量传递主要技术内容包括: 喷油泵标准量值传递和浮动量值传递的技术原理,标准系统的构成,在用喷油泵试验台的校验和浮动油量调试的环境条件和技术要求,在用喷油泵试验台的校验方法,试验台用标准喷油器总成的试验方法,浮动油量调试工艺,以及喷油泵调修行业标准油量传递的组织实施。喷油泵与喷油器调试技术主要包括: 喷油泵各缸的供油开始位置的确定,供油量的检验与调整,喷油泵总成的密封性检验,调速器特性的检验与调整,喷油泵附属件的检验与调整,喷油器的喷油压力检查与调整,雾化质量及其分布状态的检查,密封性的检查,以及调试的工作环境、技术条件、设备配置的要求。标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术作为柴油机维修的主要内容,经过多年的实践检验,其技术非常成熟,足以支撑推广应用。目前国内应用较多的是德国博士公司的标准油量传递技术和标准,成熟、稳定的技术为标准油量传递、喷油泵和喷油器调试的大范围推广应用提供了支撑。
2. 3 推广示范条件具备
一是全国有比较健全的农机维修管理队伍。目前,全国各省、市、县基本都配备从事农机维修管理的机构和人员,负责当地农机维修网点审批和维修市场秩序管理,为该项技术的推广示范提供了人力资源支持。二是有可利用的社会资源。一些喷油泵生产企业在全国建立了喷油泵标准油量传递基准站,他们有丰富的标准油量传递经验,为技术推广奠定了基础。三是有行政管理职能提供保障。国务院412 号令和《农机维修管理规定》明确农机部门对农机维修经营实行行政许可审批职能。因此,推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术的人员、资源、管理职能等条件已经具备。
3 推广建议
3. 1 国家扶持建设标准油量传递网络
喷油泵标准油量传递技术是适于喷油泵维修行业的实用性技术,其专业性强、设备更新和人才培训量大,仅依靠企业和个体力量进行大范围推广的难度较大。建议将其推广列入国家相关节能减排项目中,安排经费进行推广。由政府联合企业利用现有技术、人员、设备建设国家级- 省级- 县级( 基层) 模式的标准油量传递网络,统一技术路线,配备标准泵、标准嘴、标准管,开展人员培训、推广宣传等工作,保证传递标准和质量。
3. 2 对喷油泵和喷油器调试实施补贴
2烟气脱硫技术的发展现状
为了对燃煤烟尘的SO2排放量进行控制,国内外研究学者开发了多种烟气脱硫技术。本文主要介绍几种常见的脱硫技术,并且对最新脱硫技术的发展进行简单介绍[2]。
2.1湿法脱硫工艺湿法烟气脱硫的原理是:采用合适的吸收剂对二氧化硫烟气进行洗涤,从而脱除烟气中的二氧化硫,液体吸收剂主要包括水和碱性溶液等。该方法的优点为:其具有较高的效率、设备占地面积较小和投资比较少等特点;其缺点是:脱硫过程中容易产生废水,且废水不易处理,因此容易造成二次污染。
2.2半干法烟气脱硫工艺半干法的原理是:烟气通过在气、固、液三相中进行相应的物理与化学反应来实现脱硫,而且可以利用烟气反应时产生的显热对吸收液中的水份进行蒸发,从而使最终产物变为干粉状。该方法的优点为:其工艺设备比较简单,且生成物为干粉态钙硫酸盐,因此生产物容易处理,对设备的腐蚀较小,而且耗水较少;其缺点为:设备的自动化要求较高,对于吸收剂的用量控制很难,而且吸收效率较低。
2.3最新进展随着科学技术的不断发展,国外已经陆续开发了一些新型的脱硫技术,主要是美国和欧洲一些国家开发的新型脱硫技术,但是这些技术很多还是还处于试验阶段,研究人员需要进行进一步的工业应用验证才能推广。例如,美国开发的NOXSO技术,该工艺利用浸渍碳酸钠的α2Al2O3进行脱硫,该方法暂时处于工业示范阶段;德国开发的DESONOX/REDOX工艺,该工艺利用氨气进行脱硫,该方法暂时处于工业中试阶段。
3烟气脱硫技术在节能减排中的应用
烟气脱硫技术主要是减少烟尘中SO2的排放量,而减排是指减少废气的排放,因此烟气脱硫技术在减排方面具有十分重用的作用;由于燃料的进行充分燃烧条件之一是燃烧环境中需要适量的空气。因此,我们通过烟气脱硫技术,减少烟尘中的SO2的排放量,这样能够保证空气能够顺利与燃料进行接触,从而保证燃料燃烧过程中具有充足的空气,提高了能源的利用效率,因此烟气脱硫技术在节能方面也起到十分重要的作用[3]。
一、引言
海上运输的主要工具——船舶,随着物流业的进一步发展,其数量在不断增加。船舶作为能耗大户,对其进行节能减排技术改造,具有重要的现实意义。
二、国内外节能减排技术的发展
从1970年代以来发生了两次能源危机,石油价格的飙升,航运企业管理成本增加。特别是近年来,不断上涨的油价已经迅速,导致船舶营运成本结构因素有显著变化,比例的燃料成本正在迅速增加,已超过50%。船舶节能、降低燃料消耗和燃料成本,提高工厂经济已经成为一个重要的主题,使船舶节能工作太多的关注。所以从柴油机制造商船厂和船舶公司,一直以减少船舶燃油成本上下功夫,以提高其经济效益。
一艘船在节能技术进步,两个两个地加强基础管理。技术进步是使用船舶节能技术促进船舶开展节能工作,例如,在新的构建船舶设计的船、机、桨叶在能源消费在优化设计,合理配置推进柴油机和电厂,尽量减少船舶阻力、提高推进效率,推进柴油机长冲程和更少的缸数、小型化的柴油机,充电系统优化改善,提高扫气压力、优化燃烧室和新燃烧系统,提高了燃油喷射系统,提高最高燃烧压力等等,为了减少燃料消耗柴油发动机直接;推进柴油机电厂方面包括主轴发生器,该系列螺丝,废热回收等节能技术来提高整体效率的船。加强基础管理包括:船舶合理调度;去经济频道和使用气象导航;以减少导航和节能速度;使用劣质燃油;加强维护管理的设备,合理的维护,保持柴油机及其动力设备良好的工作条件等。
三、 节能减排新技术在现代化船舶上的应用成果
3.1 韩国船舶新技术可省50%燃料费
韩国大型造船企业STX造船海洋9月21日表示,该公司开发了这项技术的节能船舶准备接受订单。这种技术可以大大减少碳排放在船舶营运,可以节省高达50%的燃料成本。
3.2 船舶发动机余热回收系统研发动态
日本发展涡轮增压器生成系统。系统的开发用于推进柴油发电机的涡轮增压器和新开发的高速发电机相连,将发动机废热回收对于权力,内部使用,恢复电力作为一个平台,电力供应柴油发电机组的发电能力。此外,该系统的使用,二氧化碳的排放量最高可以减少4.6%,还可以减少燃料消耗。
四、 船舶动力装置典型节能减排措施分析
4.1 柴油机排气与冷却水余热的再利用
燃料在汽缸中燃烧后尾气和冷却水热了,只有很少的热量来充分利用。因此,对于我国巨大的远洋运输船队来说,节能领域是有前途的。这些可以用来加热的有效使用,现在最常见的是燃气锅炉和主机暖缸使用冷却水热量,燃气轮机也使用主机余热。
4.2 提高船舶动力装置的效率
船舶动力装置包括主、辅机和传动轴系统和设备等。因此,为提高工作效率,整个电厂应该在各方面采取有效措施。
1)优化主机。由于柴油发动机技术的发展,无论是低和中速或高速柴油机的燃油消耗率是大大降低,但差异的各种机器是显而易见的。因此,施工船舶应根据船舶具体情况,选择性能稳定,经济好的主机。由于能源消费的主机在整个电厂的比例和最大,所以主机优化来提高效率的发电厂的影响最大。目前主要的柴油发动机低转速、长冲程,目标是减少石油消耗速率,同时,主机和低速大直径螺旋桨匹配效果好。节能功率主机主要是降低燃油消耗率,重油或替代燃料,提高操作效率的船。
2)主发电机燃烧劣质油。主发电机燃烧和主机相同的重油,意识到只有一个品种油,使房间布局和管道布局大大简化,减少了维护工作量。同时也节省燃料成本。
3)优化船、机、叶片。由于船舶航行的情况要复杂得多,和外部条件(加载、道格拉斯、污染等)和经常变化;同时,船、机、桨本身技术状态将会改变,所以,这三个协调特征改变,这样他们的技术和经济指标偏离设计状态,影响能量转换的完善程度,因为这个原因,使用管理工作人员在操作的船应该是清楚的各种特点和经常调整操作点,使他们处于最佳状态,操作目标的实现节能。
4.3 废气处理技术
减少粒子的新技术。最常见的方法是在排气管上安装一个粒子捕获器,用来捕获排气微粒,在特定条件下或条件,使粒子捕获器清洁得到再生。目前,再生方法有很多,但捕获设备材料、工艺的限制,捕获器再生可靠性可以是一个很好的保障。还需要广泛的研究。是否有任何其他技术也广泛深入地,如:静电捕获技术、旋风分离点技术,燃料添加剂技术。但这些技术从实际还有很多距离。
五、 船舶动力装置节能减排技术的展望
5.1 新型油料节能技术
燃料添加剂渗透到柴油,柴油,催化气化,使柴油油缸完全燃烧,减少黑烟,节省燃料。随着科学技术的发展,燃料添加剂技术将继续进步,不断适应需求的节能减排环境。
5.2 开发代用燃料
发达国家的经济依赖于石油燃料和石油燃料得到有限,容易出现短缺,许多科学家一直在考虑到原油储存、燃料生产和石油消费等。未来的船舶动力装置只能考虑石油作为基本燃料,可以考虑使用其他新能源来取代石油。
5.3 采用风帆助航
利用风能资源,使用帆导航将船舶节能的另一种方式。随着电子计算机和自动化技术的发展,计算机自动控制帆帆与电厂控制和优化适合已成为一个现实的发展风向航行提供强有力的支持。
六、结论
总之,在整个世界节能减排研究背景,我国节能减排在船也已经投入更多的力量。我们的优势在于落后的优势,除了新技术开展创新以外,还通过发展先进的全球标准信息网络管理技术,对整个船舶集成系统、智能管理,从系统,总的来说,掌握创新的方向,使我们的船舶业具有较强的竞争能力。
参考文献
[1] 欧礼坚.浅谈船舶节能技术改造[J].广东造船.2009,(4).
关键词
高架网床;节能减排;生态养猪技术
笔者所在的广西博白县历来就有悠久的养猪传统,是全国生猪调出大县,但伴随着养猪业的发展,养殖污染及环境保护问题愈加突出,成了困扰养猪业发展的一大瓶颈[1]。在县领导的推动及对欧美先进国家养猪技术发展考察基础上,结合县域气候地理条件特点,通过技术攻关,积极探索节能环保、高效益的养殖新方法,创立出了高架网床节能减排生态养猪这一契合南方特点的新型养猪技术,为从源头上降低养殖污染并最终实现零排放目标,打下了坚实基础。
1传统养猪行业存在的污染问题
长期以来,“脏、臭、累”是我国生猪饲养行业所无法回避的一个严峻问题。我国是猪肉消费大国,也是生猪饲养大国,年产猪肉量几千万吨,占全球产量的一半以上。据实地测算,饲养一头生猪需要用水0.05t,需排废水0.04t,碳排放量等同于19个身体健康的成年人,其氨氮排放量严重超过土地承载能力。按国家标准,废水处理最低需20元/t,这对规模化养猪企业来说,无疑是个天文数字。特别是2015年被称为史上最严环保法的出台,更是使广大养殖企业雪上加霜。但生猪饲养不等同于其他污染企业,这些企业往往集中于不发达地区,事关广大农民的经济效益,且其污染特点不是急剧性的,不能简单采取关闭就了事;同时,生猪饲养是关系民生工程的大事,必须慎重对待之。即使部分地区采用了水泡粪饲养模式可以节约部分用水量,但因为广西地区气候高温湿热,虫蛆蚊蝇较多,各种有害气体很难得以排除,加之生猪粪污量比较大和区内山区较多实际情况,配套设置难以大面积展开建设的实际情况很难得到克服,为此,高架网床生态养猪模式成为了必然的选择[2]。
2高架网床生态养猪技术的概念及特点
2.1高架网床生态养猪技术的概念针对传统养猪模式中的弊端,特别是对外在环境产生的巨大污染,生态养猪模式正日益受到社会各界人士的广泛重视。其中,高架网床技术是目前发展较好的一种新型养猪模式。该模式主要包括高架网床、通风道和排污道等主要设施。该技术将猪舍分为2层:底层为集粪区,表面要用水泥进行硬化,高度设置成1.9~2.5m,并安装好控湿、控温和控风设备;二层为饲养区,生猪在这一层进行饲养,高架网床由全漏缝地板编织成,围栏将其分为几个猪圈,二层的入口处应设置有降温通风设备,内部高度应为2.4~3.5m。
2.2高架网床生态养猪技术的特点同传统养猪技术相比,高架网床技术能够使每头生猪饲养成本降低约200元,排污量减少约90%,通过林木和鱼塘的消纳,实现零排放、零污染的目标。同时,还尽量少的占用耕地,不使养殖规模扩大过度;实现了栏舍的免冲洗,减排节能效果很好;全漏缝,使猪群远离粪便污染,尽量降低猪患病概率;实现了集约化生猪养殖,通过高度自动化,降低了人工成本;设计了固液分离、干清粪和雨污分流,结合微生物发酵、沼气及林木消纳,确保了良好的治污效果。表1为高架网床同传统生猪饲养模式对比表,从表1中可以看出,高架网床生态养猪模式有其自身显著的特点。
3高架网床生态养猪技术的工艺
高架网床生态养猪技术对工艺上的要求并不是很高,猪在网床上方饲养,通过下方的全漏缝将排泄物全部落到底层地面。底层的水泥硬化地面设计成30°~40°的斜度,通过人工就可以很方便地将粪便进行收集。猪尿通过30cm×30cm的收集沟进入固液分离池进行处理,猪粪在这一环节实现了脱水处理,使猪粪渣同猪尿有效分离开[3]。一般情况下,猪粪渣都能够控制在60%以下的含水量,这就便于后期的打包外运工序,使其非常方便地用于农田有机肥。另外,工序中所产生的污水还能够通过沼气池的发酵用在经济林木等的喷灌上,更加节约了种植业成本。猪舍设计有雨污分流,通过屋顶的集雨槽和栏舍边的雨水沟,使雨水得以直接外排,防治污水进入污水池形成二次污染,而污水沟内污水经过专用管道进入到固液分离系统中。有的养殖企业还将微生物技术配以适宜饲料配比以除去猪粪臭味,从而降低粪便对环境污染,或者采取自动刮干粪技术,克服了现有机械刮粪方式下粪尿水一起刮的传统模式,确保了清粪技术高效有序。
4高架网床生态养猪技术的优势及前景
高架网床生态养猪技术的优势非常明显,其应用前景非常广阔。一是实现了真正意义上的节能减排。所养生猪排泄的粪便由漏缝板漏到底层地面,使生猪同粪尿实现了有效分离,使养殖过程中所用栏舍实现了免冲洗,养殖所用水量降低了90%以上,污染处理系统压力大大降低,从源头上控制了整体排污量。同时,栏舍的用电量比较少,每个猪舍平均只需100元左右水电费进行运转,降低了额外养殖成本。二是提高了生猪整体抗病免疫力。生猪在高架网床的上方生活,使其远离了氨气等有害气体的不良影响,使空气保持了较好的控制质量,生猪的抗病力显著提高,死亡率明显降低,患病猪的出现大为降低,并最终降低了药品,特别是抗生素等的滥用。另外,由于猪身上的汗腺不是很发达,自身很难通过排汗的方式排出体内所产生的毒素,而排泄物又是毒素积累的主要地方,高架网床饲养模式下,生猪远离了粪污,自然就会减少疫病发生;同时,清洁的环节也保证了饲料较高的转化率,实现了集约增效。三是获得了较高的养殖效益。经过实际测算,肉料比达到了(1∶2.75)~(1∶2.5),明显高于传统养猪业(1∶3.5)~(1∶3)的肉料比,普遍可以提前约半个月,即在4个月时达到120kg时生猪就可以出栏,缩短了出栏时间,生猪的平均饲养密度达到了0.8m2/头。平均测算单头生猪可节约1~1.5kg饲料,至生猪出栏每头可以最多节约七八十千克饲料,很明显可以有效提高生猪饲养利润。四是有效降低了人工成本。因高架网床模式下并不需要经常对栏舍进行冲水,从而使工作人员的工作量明显降低。如果条件好的养殖户或企业再辅之以自动投料设备,则单个工人就可以喂养三四千头生猪,这是传统养猪业所无法比拟的优势。经过养殖户实际工作,采用高架网床饲养方式,平均猪肉降低成本最低为2元/kg,提高了经济效益。
5结语
当前,广西全区特别是笔者所在的博白县养猪业正处在转型升级提高的关键时期,由于高架网床所具有的产业增效明显、污染减排效果良好的显著优势,势必得到业界及广大养殖户的高度关注,也是传统生猪养猪业的必然发展方向,这对未来建立生猪饲养中心下全程兼顾有益微生物菌群的微生态现代农业系统,并进而逐步推广至肉牛奶牛、肉鸭肉鸡养殖等方向,意义将会是十分积极的。
参考文献
[1]宣苏哲.生态养猪新模式:高架网床技术[N].中国畜牧兽医报,2015-11-22.
吸附回收技术的研究现状
目前,国内许多科研人员和专业人士对吸附回收技术做了大量的探索和研究。例如,浙江大学的谢裕坛老师成功研制出采用固定床吸附器吸附回收装饰纸生产中油墨干燥挥发出的VOC(含苯、甲苯和乙酸乙酯等),吸附率达到98%以上,且VOC排放达标;我公司肖岗行等人提出了活性炭吸附+氮气保护再生工艺,即利用惰性气体―氮气作为脱附载体,多级冷凝方式进行冷凝,有机废气净化率高达98%以上,溶剂回收率高达90%以上,回收溶剂含水率
以上这些突破性的研究成果,为软包装实现节能减排、降低生产成本,提供了强有力的保障。
吸附回收技术的优化改良
软包装行业对吸附回收技术提出了专有的要求和指标,我公司针对这些要求和指标,在汲取传统吸附回收技术精髓的基础上,进行了大胆的创新改良与优化,采取活性炭吸附、热惰性阻燃气体进行脱附、常温冷凝回收3种工艺相组合的方式,即活性炭吸附+氮气脱附+常温冷凝回收工艺,实现了VOC高效净化、溶剂回收再利用的目的。
1.优化工艺的工作原理
优化工艺的基本流程如图1所示,印刷车间排放的高温尾气经集气罩收集、过滤、降温预处理之后,进入吸附器,在吸附器内被吸附材料截留,并对其进行净化处理,净化达标之后再被放空。采用氮气作为脱附载体,被截留的有机废气在高温氮气的吹扫作用下,从吸附材料上脱附下来,在循环风机的牵引力作用下进入常温水多级冷凝器,被冷凝还原成液体溶剂,而氮气仍以气体状态循环,经预热、加热后再次进入吸附器内。
2.工艺优点
活性炭吸附+氮气脱附+常温冷凝回收工艺作为软包装行业的专用技术,有如下主要优点:①可有效避免常规水蒸气脱附工艺造成的设备酸腐蚀,提高设备使用寿命,减少设备投资及运行成本;②脱附时不会产生大量酸性有机废水,节省有机废水处理费用,进一步提高了经济效益;③脱附过程不会造成活性炭微孔的表面钙化,再生吸附率高,活性炭的使用寿命长;④可用于水溶性溶剂的回收,适合环保型油墨的应用;⑤不需要对溶剂进行干燥处理,降低能耗的同时还避免了因水蒸气脱附干燥不完全而造成的吸附率下降问题,大大降低了饱和水蒸气的使用量。
优化工艺的经济效益
经实践证明,活性炭吸附+氮气脱附+常温冷凝回收工艺能够取得一次性投资、长期受益的好处,一般情况下,在10~24个月内即可收回全部投资成本(回收周期的长短取决于公司规模和运行时间)。
下面,以某大型软包装企业和某小型软包装企业为例,分析采用该工艺的经济效益。
1.某大型软包装企业
某大型软包装企业拥有3台干式复合机,乙酸乙酯使用量为60吨/月,吸附设备与溶剂回收设备的总投资为430万元。如果每月按溶剂损耗量55吨(全部进入吸附系统的)、溶剂回收率90%、乙酸乙酯单价为6000元/吨来计算,回收溶剂精制后纯度为99.9%,并可以全部直接用于生产,那么该企业应用该工艺的成本与利润如表1所示。
从表1可以看出,对于该大型软包装企业来说,每月新增利润在23万元以上,且仅用18个月便收回了全部投资,年利润达到280万元,为企业带来了可观的经济效益。
Abstract: In recent years, with the rapid development of IDC, with a processing capacity of the server is more and more strong, network equipment and storage equipment is more and more large capacity, more electrical energy consumption, electricity costs in the enterprise more on the rise. In order to make the enterprise electricity cost is reduced and the realization of energy-saving emission reduction, so we must use IDC machine room energy-saving emission reduction technology.
Key words: IDC room; energy saving; application of technology; local heat island; precise air
中图分类号:S210.4文献标识码:A 文章编号:
1 概述
IDC业务属于中国电信重要转型业务之一,近几年发展迅速,规模越来越大,消耗的电能、空调冷量也越来越多。数据中心机房能源需求和能源成本急剧增大,也引起政府与业界的普遍关注。为此,在保障系统设备及客户信息数据安全的前提下,如何提高数据中心机房的管理水平、提高电能利用率、消除机房过热的问题,是许多数据中心面临的严峻挑战。
在此背景下,响应集团及国家节能减排的号召,从2008年至2010年,广东电信分别对IDC机房采用的部分重点空调、电源节能减排技术进行了初步探索 ,如下表所示:
下面将从上表中重点选择一种IDC机房节能减排技术——上送风机房机柜精确送风系统,并对其实际应用情况和节能效果进行详细介绍。
2 上送风机房机柜精确送风节能技术应用
中国电信作为大型电信运营商企业,IDC机房空调的能耗占整个电信机房能耗45%左右,并且原有的大多数IDC机房采用上送风空调系统,空调制冷效率较低,耗能严重。通过对IDC机房内的机柜采用精确送风的制冷模式,将空调冷风直接输送到每个机柜内,使得气流组织更合理,可以提高空调的制冷效率,达到节能减排的目的。
2.1 节能技术特点-先冷却设备后降室温
采用精确送风技术将从空调出来的冷空气直接送到机柜内需要冷却的位置,进入机柜内的冷风温度较低,先直接作用冷却机柜的设备,可以利用较大的温差带走设备热源的热量,提高热交换的效率,将温度相对较高的冷风排到机房中。这时机房环境温度会比采用普通上送风方式下的环境温度高,但机房的环境温度不会对通信设备的冷却有任何影响。
因此,精确送风技术特点是先冷却设备后降室温。
2.2 实际应用
针对上送风空调系统,对机房电能耗高、局部发热严重的广东某IDC机房四楼设备采用了上送风机房机柜精确送风节能减排技术。
下面首先分析IDC机房电能耗高、局部发热严重的原因,然后采取相应的措施,通过实施机柜精确送风节能技术,完成IDC上送风机房机柜精确送风节能减排改造。
2.2.1首先找出电耗高、局部发热严重的主要原因
2.2.2 采取措施
通过上述原因,对不合格项采取针对措施:
2.2.3 实施:
(1)对原有机柜进行送风通道的改造。2楼~4楼共对339个机柜门进行了改造,将原机柜前门改为门式送风器,增加密闭储风结构的送风通道,门式送风器内侧可以附加贴隔热棉,减少热交换损耗。通过门式送风器连接全封闭的冷风进风通道,直接将气送到设备的进风口。
(2)对原有送风管道进行改造。包括改造原有1级风管;增加2级风管和3级风管。1级风管:上送风机房原有的主风管,在1级风管中,通常每隔2至3米设一个风口。2级风管:一端连接1级风管,另1端连接3级风管的一段中间连接风管。3级风管:每个机柜顶部配置与2级风管连接的1段风管。
2.3 节能效果评估
2.3.1 测试
第一步:安装电表测试空调用电。
第二步:采用红外热成像仪测试机柜改造前后的温度分状态,一般情况下,改造前,服务器前门温度入风温度25~27度,这时测试出风温度的分布状态。精确送风改造后,服务器前门温度入风温度13~15度左右。
第三步:再测试出风温度的分布状态。从出风温度的不同可以得出前后两种制冷效果的不同。
机柜改造前,从服务器背面热成像图2-1可以看出,几个机柜的平均出风温度在36度以上,局部热点温度在47度以上,温度有12度~21度的上升幅度。由于外界冷空气是自然流入或服务器自带的风扇吸入,冷风流量小,无法控制送风量,容易形成局部热空气重新吸入服务器的现象,所以,机柜容易形成局部热岛现象。只能依靠增加空调数量、耗费电能、产生较低的室内空气温度来控制局部热岛现象的产生。
机柜经过精确送风改造后,从服务器背面热成像图可以看出,几个机柜的平均出风温度在30度左右,局部热点温度在40度以下,温度有15~17度的上升幅度,每个机柜的温升比较均匀。由于每个机柜可以精确控制送风量的大小,可以很方便的根据设备发热量进行控制,能够有效的防止机柜热岛现象的产生。
2.3.2节能减排效果
测试结果如下表所示:
从上表可见,通过对IDC机房进行精确送风系统改造,能够达到一定的节能减排效果,并且产生一定的经济效益。
2.3.3安全性
由于采用精确送风技术后,IDC 机房中制冷空气的气流组织比较合理,通过精确分配冷量,对于机房内部局部过热的位置可以通过调节风量来加强冷却,有效地消除机房内的局部热岛,提高设备运行的安全性。
通过调节风量消除局部热岛的计算方法如下:一般情况下,传统的上送风机房电信设备机柜发热量是4kVA=3.2kW/架以下。举例以机柜的发热量为3.2kW来计算送风管的送风量。假设送风温度13℃,出风温度28℃,有15℃的温差。
计算公式:Q=G×1.01×T=ρ×V×1.01×T
式中:Q——总显热(假设负载的耗电量90%转化为热量)
G——空气流量,kg/s;V——为系统风量,m3/s;ρ——为干空气密度,1.185kg/m3
系数1.01为干空气的定压比热,kJ/kg.K。
V=Q/(ρ×T×1.01)=3.2×0.9/(1.185×15×1.01)=0.160421m3/s
一般送风管可以有两种形式:梯形及圆形:
梯形面积约为:S=(0.35+0.2) ×0.15/2=0.04125m2
圆形面积约为:S=3.1415 ×0.08^2=0.0201056m2
送风风速:梯形v= 0.160421/0.04125=3.89m/s;
圆形v=0.160421/0.0201056=7.98m/s
由此可见,采用全封闭冷风机柜精确送风时,送风截面积、送风温度一般情况不变,只要改变冷空气的送风风速,就可以满足不同发热量的机柜的散热要求。达到精确控制、精确消除“机房热岛”现象的目的,同时也可以达到少开空调、节约电能的目的。
2.3.4节能技术应用适用范围和建议
在IDC机房采用精确送风系统节能减排技术能够有效地解决了IDC机房不超过8kVA大功率机柜引起的局部过热的难点,提高了制冷效率,降低空调负荷,产生良好的节能效益。
但是,通过在IDC机房的实际应用也发现了该节能技术应
用范围的局限性如下:
(1)上送风机房精确送风系统节能减排技术适用在IDC机柜平均功耗在4kVA/每柜的范围内,如果超过8kVA/每柜,就需要采用其它节能减排技术—大功率服务器机柜制冷节能技术。
(2)上送风机房精确送风系统节能减排技术比较适用于已有的上送风机房空调条件好、机柜间距合适的情况。比如,由于空调压力不够,可能造成机柜节能效果不佳或存在设备宕机的危险。如果机柜间距较小,可能导致机房环境温度较高,人在机房里面工作将感觉到非常的不舒服。改造的2层和4层IDC机房由于机柜间距比较合理,改造后IDC机房温度保持在规定的正常范围之内,而3层IDC机房由于机柜之间的间距只有800mm,机房的温度较高,尽管设备温度保持在正常工作范围之内,但是,人呆在该层IDC机房中能够感觉温度有点不适。
建议:对于新建的IDC机房建议采用下送风空调,同时,采用专用的下送风机柜,以使IDC机房空调达到最佳运行效果,实现IDC机房节能减排和保证通信设备安全性的最终目的。
3 结语
从上面的分析可见,在IDC机房中采用上送风机房精确送风系统节能减排技术,兼顾了“节能减排”和“安全性”的要求,节能效果明显。当然,IDC机房节能减排技术远远不只上述提到的这种技术,随着IDC机房的业务发展,需要不断研究新的节能减排技术,实现IDC机房节能减排、高效安全的最终目标。
中图分类号:TG162.74 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)05-0120-02
超(超)临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,我国将主要发展高效率高参数的超临界和超超临界火电机组。世界上超超临界机组发电热效率最高可达50%,供电煤耗远低于亚临界压力机组;采用低氮燃烧技术,可在燃烧过程中减少65%的氮氧化物及其它有害物质的形成,脱硫效率高于98%,大大提高机组节能降耗水平。为了减少二氧化硫、NOx等污染物的排放,目前各国都在争先研究更高参数的超超临界机组,努力研发节能减排技术,进一步提高机组热效率。我国提出2020年减排目标是单位GDP碳排放比2005年降40%~45%,发展超(超)临界机组刻不容缓。本文将详细阐述超(超)临界机组与亚临界机组的区别及优势、超(超)临界机组研制发展可能采取的节能减排设计技术以及超(超)临界机组节能减排设计的发展趋势。
1 超(超)临界机组与亚临界机组的比较及优势
①超(超)临界机组比亚临界机组二氧化碳排放量更少,能耗率更低。蒸汽参数很大程度上会影响火电厂的热效率,超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少7%,煤耗降低3.8%;超超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少10%,煤耗降低5.9%。其中,600 MW的超超临界机组发电煤耗为285 g/kW·h,供电煤耗为299 g/kW·h;600 MW的超临界机组发电煤耗为292 g/kW·h,供电煤耗为306 g/kW·h;而600 MW的亚临界机组发电煤耗达到每度301 g,供电煤耗达到318 g/kW·h。节能减排方面,超(超)临界机组比亚临界机组具有很大优势。
②超(超)临界机组比亚临界机组需要更高等级的金属材料,根据目前的市场价格,超(超)临界机组的锅炉造价比亚临界机组的锅炉造价会高出5%,加上一些汽轮机的价格变动,建设一个超(超)临界机组的投资费用大概会上涨2%左右。综合考虑电煤价格和超(超)临界机组供电效率高的因素,超(超)临界机组综合经济效益还是高于投资亚临界机组。
③超(超)临界机组的动态特征相比亚临界机组的动态特征要复杂的多。超(超)临界机组蓄质量、蓄热量相对较小,在外界存在较大的扰动影响时,会引起超(超)临界机组内部的温度波动,严重时会出现爆管现象;超(超)临界机组一般采用变压运行,使得该机组具有很强的变参数和非线性特性,较亚临界机组难以控制;超(超)临界机组一般采用直流锅炉,因为缺少汽包的缓和,像负载控制回路、气温以及给水之间都存在很强的非线性耦合。由于上述特点,目前一些超(超)临界机组采取了更多的高性能的自动控制系统。
④超(超)临界机组具有较好的负载调节能力。因为超(超)临界机组锅炉无汽包,因此变负荷性能较好,具有复合变压运行能力,可以适应电网调峰的要求。在低负荷时蒸汽比容大,运行良好,但要防止因为压力过低引起的流动不稳现象;在中间负荷范围内采取变压运行,可以保证较小的汽机热应力和较高的汽机内效率;在高负载运行时采用额定压力,这样就可以使机组具有良好的循环效率。因此超(超)临界机组就能无论在高负荷状态还是低负荷状态都能保持较高的效率。当然,若亚临界机组配备热工自动控制系统,也会具有较好的负载调节能力。
2 超(超)临界机组研制发展可能采取的节能、环保
设计技术
超(超)临界机组研制发展可能采取的节能技术包括:其一,采用低温高效烟气处理系统或者烟气余热回收技术,据相关实验验证,采用上述技术可以使煤耗降低1~3 g/kW·h;其二,将超(超)临界机组配套的磨煤机采用动态分离器,这样可以使锅炉的效率提高0.3%左右;其三,加大超(超)临界机组汽轮机排汽面积。例如600 MW超超临界机组汽轮机油两缸两排汽和三缸四排汽两种结构,背压相同情况下,前者比后者的排汽面积小约23%,机组煤耗值增加约0.75 g/kW·h;其四,降低超(超)临界机组排汽背压。相关资料显示,降低600 MW级超(超)临界汽轮机排汽背压0.5 kPa,热耗降低约65.3 kJ/kW·h,煤耗可以降低2 g/kW·h左右;其五,采用褐煤预干燥技术,可以再保证安全可靠的前提下,提高热效率,同时减小设备体积,国外相关的褐煤干燥技术的发展趋势可以围绕大型化干燥系统、水分蒸发废热循环利用等方面进行研究与应用;其六,相比与超临界机组,超超临界机组在提高电厂的热效率和降低煤耗等方面具有更大的优势。
超(超)临界机组研制发展可能采取的减排技术包括:其一,采用高效除尘器技术,目前常用的高效除尘器技术包括布袋除尘器、低温电除尘器、移动极板电除尘器和高效电除尘器。布袋除尘器作为一种全新的除尘技术,在国外已经广泛应用,其控制出口粉尘排放浓度约为10~20 mg/m3,除尘效率达到99.95%;移动极板电除尘器与相比传统的固定电机系统,耗电量更少,系统更加紧凑,且具有更加高效的收集高电阻率粉尘的功能,其工作原理主要是利用移动的收尘极板和旋转刷去除捕集的粉尘,并且可以防止电晕;高效电除尘器类型中,国内应用最为广泛的是双室五电厂静电除尘器,为了提高电除尘器的工作效率,目前一般采用数模流场优化、控制优化、高频电源优化等措施。其二,烟气脱硫技术,目前常用的烟气脱硫技术又可以分为活性焦干法烟气脱硫技术、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术和氨气、海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术。活性焦干法烟气脱硫技术的脱硫效率可以达到95%,以理化吸收的原理进行可回收的干法烟气脱硫,其不仅能够脱硫和脱硝,还能够脱出其他有害物质,该技术常用于一些多煤少水的地区,因为该技术在脱硫、脱硝时几乎不耗水;烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术,该技术相对比较成熟,脱硫率可以达到90%。其脱硫过程主要是在脱硫塔内进行,烟气进入化学反应液中,会与其中的钙离子发生反应,在蒸发过程中,烟气会不断的加热颗粒中的液相水分,相关颗粒会最终生成固体干态的脱硫灰渣。海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术是目前可靠性最高并且脱硫效率最高的一门脱硫技术,国内有关专家讲吸收塔喷淋系统优化技术、双托盘等技术增加到海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术中,进一步增强了其脱硫率。
3 我国超(超)临界机组节能环保设计的发展趋势
近年来,我国陆续在新疆、陕西、内蒙古等地区规划很多超(超)临界机组,上述地区煤炭资源丰富,但水资源严重不足。针对上述地区特有环境条件,将重点建设燃烟煤空冷机组、燃褐煤空冷机组和燃烟煤湿冷机组等,采用不同的设计集成技术,优化方案从而提高机组综合效率。
根据上文有关超(超)临界机组节能减排、环保设计技术分析,结合各地区分布特点,提出提高机组节能减排能力的建议:
①缺水地区最主要的特点就是煤多水少,煤质具有中低硫、高灰、高热值或者低硫、高灰、低热值的特点。针对上述特点可建设节水型高效烟气处理技术的超临界机组,采用循环流化床锅炉,布袋除烟气技术、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术、SCR脱硝技术的优化组合或者活性焦干法烟气脱硫技术、高效除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
②内陆偏远地区最主要的特点是远离国家能源中心,且煤质具有高硫、中等热值或者高硫、高灰、低热值的特点,可以采用燃低硫煤、高灰份的超临界机组。具体可以采用循环流化床锅炉,布袋除尘器、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术的优化组合,或者湿法烟气脱硫技术、布袋除尘器或者移动板极电除尘器或者高效电除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
③沿海地区最主要的特点是环保标准相对较高,且煤质具有低硫、低灰、高热值的特点,且燃煤主要靠进口。针对上述特点可以采用超超临界机组。具体可以采用湿法烟气脱硫技术、布袋除尘器或者移动板极电除尘器、低温电除尘器、高效电除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
4 结 语
通过上文分析可知,超(超)临界机组节能减排技术是未来几年的发展重点,针对不同的地区,采用不同的技术优化组合,才能真正达到机组节能减排的目的。
参考文献:
近些年来,在化解过剩产能方面国家下了很大的力气,尤其是涉及到电解铝行业的相关事件或政策就有不少。比如在2013年12月的《关于电解铝企业用电实行阶梯电价政策的通知》中,就规定了要将电解铝企业电解交流电耗与铝业电解用电价格挂钩,以此来倒逼落后电解铝产能退市。根据卓创监测数据统计显示,截至到2016年,我国电解铝落后产能累计达到了278.1万吨。此外,近六年来,我国电解铝行业基本处于亏损局面,暴利时代已经逝去,因此在这样的形势背景下,对于电解铝企业而言,通过借助于节能减排生产技术提高企业市场竞争力,创造更多收益变得尤为重要[1]。
1电解铝生产节能技术
1.1电解铝生产节能技术原理
工业铝电解槽的电能消耗量与平均电压以及电流效率这两个因素有着密切的关系,具体公式如下:W=2.980U/η公式中:W表示电能消耗量,单位kwh/t-AL;U表示平均电压,单位V;η表示电流效率,单位%。从上面的公式以及表1-1可以看到,电解铝生产要想实现节能,那么就需要从平均电压以及电流效率这两个重要影响电能消耗量的因素入手,一是降低平均电压,二是提高电流效率,而同时实现平均电压降低和电流效率提高就是电解铝生产实现节能降耗的最优努力方向[2]。
1.2电解铝生产节能对策
1.2.1低电压生产技术目前低电压生产技术已经在许多电解铝企业中获得了普遍应用,但低电压生产技术的应用需要注意以下几点:一是伴随槽电压的降低电解槽的稳定性也相应降低,所以需要更加可靠、稳定的电解槽控制系统来支持低电压生产技术的应用。倘若电解铝企业的电解槽控制系统无法满足低电压生产技术的应用条件的时候,有必须对电解槽控制系统进行再次优化升级,确保即使在低电压条件下电解槽也能够平稳运行。二是在槽工作电压的降低过程中,会减少电解槽热量输入,那么此时就需要对电解槽强化保温,使热量散发减少,逐步使阳极覆盖料的厚度增加,对烟气流速予以合理控制,并对散热孔尤其是角部做好保温。三是保持良好炉膛内型,这是继续降电压的关键。应根据膛内型情况,进行局部散热损失调整。四是工艺技术条件优化。通常情况下,伴随槽电压降低,点解嘲温也随相应逐步降低,从而逐渐增大了电解质粘度,导致氧化铝溶解能力降低,效应系数升高,最终使得电解槽稳定性降低,所以有必要适当提高铝水平以助槽况稳定,适当通过分子比的提高以提高氧化铝的溶解性和电解质的流动性和电导率,这也有利于控制阳极效应和减小极距的下降幅度,最终确保在低电压下电解槽能够平稳运行[3]。1.2.2提高电流效率如何在低槽电压这一前提下能够有一个较高的电流效率,是电解铝生产实现节能的关键。据相关研究结果表明,在槽电压相同的情况下,电流效率每提高1%,那么电能消耗就能够降低140kWh/t-Al左右,炭耗降低5kg/t-Al左右。而很多因素都会影响电解槽的电流效率,比如电解槽稳定性、电解温度、氧化铝浓度、分子比、极距、添加剂、非阳极投影面积、电流密度、换极、阳极电流分布、两水平、炉膛内形、电解质黏度、电解质过热度、界面张力等等。而且需要注意的是,这些影响因素并不是孤立的,往往一个因素的变化就会引起其他一个或多个因素的相应变化。但总的来说,对于电解铝企业而言,电解槽稳定性、炉帮厚度、分子比、电解温度、极距等是影响电流效率的主要因素。所有在实际生产过程中,企业应寻找出电流效率和低的极距的匹配关系,使电解槽运行于一个较佳的极距状态下。此外,保持良好的炉帮厚度和适当的铝水平,在低分子比和电解温度的情况下能够获得较高的电流效率[5]。
2电解铝生产减排技术
从国内电解铝企业目前实际运行情况的调查来看,受投资运行成本和治理技术等多种因素的影响,多数电解铝企业对其产生的二氧化硫尚无治理与控制,从而造成二氧化硫直接排放的污染现状。纵观当今,绝大多数电解铝企业电解烟气净化采用氧化铝干法净化治理工艺,但这仅对氟化物和烟粉尘去除效果较好,除氟效率≥98%,除尘效率≥99%。但近年来,国内有少数电解铝企业开始研究电解烟气脱硫脱氟除尘一体化技术。比如云南某电解铝企业建成“电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化土业试验示范装置”,脱硫效率≥90%,在减少二氧化硫排放、改善环境质量的同时,还能够将烟气中的二氧化硫转化为硫酸铰化肥产品,使资源循环利用得到了真正意义上的实现。其他电解铝企业也可以利用电解烟气脱硫脱氟除尘一体化技术来帮组企业同时实现氟化物、烟粉尘以及二氧化硫同时减排的目的。
3结语
电解铝行业进行节能减排,不仅是相应国家绿色发展战略的需要,同时更是提升自身市场竞争力的需要,为了在激烈的市场竞争中赢得生存与发展,电解铝生产企业必须更加重视节能减排工作,积极探索和应用先进的技能减排技术,依靠先进的节能减排技术,大力发展循环经济,努力将电解铝行业建设成为环境友好型和资源节约型的产业。希望能借本文的研究结果给予相关人员一定参考借鉴,但需要注意的是,由于各个企业生产工艺的不同,所以开展节能减排工作一定要结合企业自身实际情况来进行。
参考文献
[1]李积良.浅谈进一步加强电解铝企业节能减排的重要意义[A].中国有色金属学会:,2010:4.
[2]杨刚.电解铝节能减排实践探索[J].有色冶金节能,2014,30(01):8-11.
[3]张新陇.电解铝企业实现节能减排新举措的启示[J].世界有色金属,2013,(S1):100-103.
中图分类号: TN92 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)31-153-2
0 引言
随着我国经济的快速发展,科学技术水平的不断提高,通信行业逐渐成了国民经济的支柱产业。通信行业的兴起给人们的生活带来了翻天覆地的变化,为人们提供了一种方便、快捷的沟通交流方式。但是,伴随人们环保意识的增强,很多人开始关注通信行业对能源的消耗和环境的污染,尤其是无线基站机房中有大量耗能设备。因此,对于无线基站实施节能减排技术势在必行,不仅能够有效降低能耗,节约资源,而且有助于提高通信企业的经济效益。
1 无线基站机房能耗分析
如图1所示,为无线基站机房能耗分布图。由图可知,在无线基站内部主要能耗由基站主设备(通信设备)、空调系统及通信电源系统组成。其中基站主设备大约占基站总能耗的50%,空调系统能耗占总能耗的40%左右,而通信电源系统能耗占总能耗的5%―10%。从数据可以看出,在无线基站机房中主要能耗为基站主设备和空调系统。基站主设备用电主要在网设备数量及其功耗,同时业务信道载频负荷的变化也会引起基站系统耗电很大的波动;为了保证基站机房内适合各设备的运转,需要空调系统来维持,所以,空调系统是机房内主要耗能设备;而通信电源系统在工作时产生了电磁转换的损耗、滤波的能量消耗,造成电能的损耗。由此我们可以分析得出,要想在无线基站机房内应用节能减排技术,就要从三个方面入手:主设备的节能减排、空调系统的节能减排以及无线基站建筑的节能减排。
2 无线基站机房节能减排技术
2.1 主设备的节能减排
2.1.1 智能载频关断技术
在无线基站机房中,话务量与载频之间存在直接的关系,当话务量较大时,载频必须处于正常状态,而如果话务量较少时,载频依旧处于正常状态就会造成资源的浪费。因此,我们可以采取智能载频关断技术对依据话务量的大小合理控制载频状态,以此达到节能效果。具体而言就是,当话务量较小时,智能软件将分散的话务量集中,关闭空闲的载频;当话务量较大时,智能软件可以自动将关闭的载频激活,使其保持正常状态运行。智能载频关断技术通常适用于人口流动频繁且规模较大的区域,由于这种区域的话务量变化相对明显,因此可以依据话务量的变化情况实施智能载频关断技术。
2.1.2 DTX(不连续发射)
有时,人们会在静音状态下使用通信设备通话,而语音信号在静音状态下依旧进行着信号的传送,并且整体通话的一般时间被静音所占据,这种情况下,会对无线基站的通信设备造成一定的损耗。而DTX技术,也叫不连续发射技术就是可以合理控制通信设备的语音信号传送,当通信设备处于静音状态时,采用DTX技术可以阻止语音信号的传送,降低了无线基站通信设备的损耗,不仅如此,应用DTX技术还可以有效降低信号干扰,从而提高通话质量,可谓是一举两得。
2.2 空调系统的节能减排
2.2.1 空调变温度设定技术
空调的工作参数影响着能源的消耗量。而在传统的通信行业中,无线基站机房内的空调一直保持固定的工作参数,对资源造成极大的浪费。因此,要想实现节约能耗的目的,就应该合理利用空调变温设定技术根据具体情况对空调工作参数做出调整,不仅要适应基站环境温度,而且也要保证基站内设备的正常工作,同时让每一台空调都实现最大化的运行效率。空调变温度设定技术对于无线基站机房的工作具有重要意义,而且适用度也比较高,在保证了基站内工作温度的前提下,还能实现节能减排的良好效果。
2.2.2 空调变频改造技术
随着科学技术水平的提高,变频空调受到越来越多人的青睐。虽然它的价位相比传统空调略高,但是因为其采用了变频控制系统实现了节约能耗的目的,所以,综合分析,变频空调在节能减排方面具有很大优势。无线基站机房的空调要想节约能耗,也可以采用变频改造技术,通过对空调压缩机改装变频控制器,从而调节压缩机运转速度,实现合理使用能源的目的。同时,对空调应用变频改造技术还能减少噪音,延长空调使用寿命。
2.2.3 新风能技术
新风能技术的工作原理是将室外的自然冷风与无线基站内的热风进行交换,交换过程需要一个新风节能装置起到相互促进的作用。新风能技术的优点就在于可以充分利用室外冷风来实现降低无线基站内温度的目的,从而达到节能减排的效果。由此可见,如果应用新风能技术对无线基站外的环境要求较高,因此,新风能技术适合于室外环境良好的地区。
2.3 无线基站建筑的节能减排
2.3.1 优化保温层的设置
无线基站通过设置保温层可以减少能源的流失,从而实现资源的最大化利用,起到节能环保的效果。通常而言,对无线基站设置保温层时要考虑到地域的差异,主要是南方、北方之分。而建筑保温层设置的水平高低决定了温度传导速度的快慢,要想使温度传导速度降低,就要提高保温层的设置水平。因此,在我国北方地区,为了减少热量的流失应该采取措施优化保温层;而在南方,夏季温度较高需要设置保温层隔热,在冬季可以通过拆卸保温层实现有效散热。
2.3.2 隔热节能
设置隔热设施也是实现无线基站建筑节能的有效措施。其原理是通过隔热设施可以减少太阳辐射,也就是基站外的热量要想进入基站内就受到阻隔,从而降低了热量的传递,减弱空调的负荷,最终实现节能减排。在我国北方夏季温度较高,隔热设施可以有效减少基站外热量传递到基站内;而南方与北方相比一年四季温度都较高,因此设置隔热设施是非常必要的。
总而言之,要想使通信行业得到长足发展,积极落实国家节能环保的政策是至关重要的,要想降低无线基站机房能源消耗可以从主要设备、空调系统以及基站建筑节能三方面入手。面对当前我国发展趋势,在无线基站内引入节能减排技术能够有效降低能源消耗量,达到节能环保的目的,不仅有利于通信行业的发展,而且能够进一步促进我国环保事业的发展。
参 考 文 献
随着我国工业化的高速发展,实现贯彻落实科学发展观、建设和谐社会、促进经济社会又好又快发展,就必须要推行节能减排。并且开发与推广农机维修保养技术,有利于节约能源资源、减少污染以及提高农机化发展的质量。我国为了促进农机维修节能减排技术的推广,选出了很多种能够有效进行节能减排的农机维修技术。
1.农机维修节能减排的几项基本技术
1.1 传递标准油量技术
传递标准油量的技术,是指喷油泵生产商通过对喷油泵的标准油量进行调整,利用标准系统将标准油量传递给维修喷油泵企业的全部过程,传递标准油量法和调整工艺、校验试验台法、校验试验台用标准原件法、喷油器的调修行业标准油量传递网点的设计与规划等是其相关的技术内容。
1.2 调试喷油器和喷油泵技术
要按照正确的维修、调整方法对喷油泵进行维修和调整,从而充分发挥该技术的主要功能。对喷油泵每个缸输入油位置的确定、供油量的检查与调整、喷油泵封闭性的检查 、调速器特殊性能的检查调整、喷油泵相关零件的调整测试、喷油压力的检查调整、雾化质量及其布局的检查、封闭性的检查等是调试喷油器和喷油泵技术的内容。柴油机喷油泵维修图解见图(1):
图(1)柴油机喷油泵维修图解
1.3 调整柴油机性能技术
对柴油机的技术进行检测,通过利用发达的设备来优化调整各个技术参数,使柴油机的技术状态恢原。喷油压力、气门距离、配气数值、气缸压力、旋转速率、检测调整机油压力和出油通道储存压力的时间等是该技术的主要内容。
1.4 调整农用机车免拆卸技术
在农用机车不拆卸相关零配件的情况下,利用发达的设备,及时的对其综合技术性能进行检测和技术评价,采用相关的维修与调试措施,确保农用机车运行状态的良好。综合检测农用机车的功率、耗油和排放,检测修理传统系统、液压系统、制动系统等是该技术的主要内容。
1.5 更换油技术
按照油的换油标准及时的进行换油,不仅要在一定的时间内对农机油的质量进行检测,还要及时检测农机技术的变化,从而使农机能够得到进一步的维修与保养。其技术内容为:油物理化学性能指标的监测(水质、杂质、水溶性酸碱、粘度、酸值)、油换油标准与换油时间的确定、器件相关系统工作情况的分析。
1.6 减少柴油机排气污染物技术
要对柴油机所排出的污染气体进行清洁处理,就需要利用农机机器内部净化的方法。根据所排废弃物的不同特点,采用微粒过滤收集、氧化催化转化、氮氧化物转化技术是其主要内容。
1.7 再造轴类零件技术
通过利用电镀等零件修复技术与对轴类零件再造技术,既能恢复轴类零件的尺寸,还能提高其机械性能。在维修一些较大型的农用机车时,采用再造轴类零件技术可以及时的处理零配件问题,从而确保农机的正常运行。
1.8 再造壳体类零件技术
处理壳体类零件出现的问题,可以利用氧-乙炔焊、铸铁冷烛等技术,来恢复壳体类零件的几何尺寸、封闭性能和机械性能。壳体类零件的检查测试、再造方法、零件的再加工处理,铸铁冷焊、氧-乙炔焊、机械强化和胶粘技术等是再造壳体类零件技术的主要内容。
2 农机维修节能减排技术推广的策略
2.1 完善农机维修制度
要保障农机维修工作的顺利进行,就必须完善相应的农机维修制度。虽然,我国的种植模式在逐渐的向机械作业的标准化方向发展,但农机的维修管理中还存在专业组织机构和人员匮乏的问题,因此需要要对农机服务体系加以完善,从而提升农机服务的水平。
2.2 推广高效运作的机械
农业机械管理部门,同一些机械科研单位合作,最好能够研发出既能够一次性完成多项环节的作业,又可以省油、省动力的高效复式机械,以满足该地区农业生产的需求。研发之后,农机部门就需对这些机械进行积极的推广。与此同时,各个农业管理部门都需要做好组织领导工作,为节能减排工作的有序开展做好基础。
2.3 强化农机人员的技能
教授农机人员使用先进节能的技术,提高他们操作农机的技术水平。相关的农机部门可以开展一些农机技术培训活动,来对农机操作人员进行定期或是不定期的技术培训,从而进一步推广与宣传农机节能减排技术的应用,达到节约能源、提高农机运作效率的目的。然而,我国农村农机的整体比例还不合理,因此,要达到节能减排的目的,农机管理部门就必须在农业生产活动中,合理的配套动力结构,积极引导发展大型农业机械。
关键词:节能减排;技术;应用;改造
Key words: energy saving and emission reduction;technology application;innovation
中图分类号:TD8 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)13-00054-02
0 引言
以开滦集团“十一五”规划为指导,从实际出发,本着“切合实际、操作可行”的原则,对节能环保工作进行了定性和定量的分析论证,制定出详细可靠的年度及长远规划作为节能减排工作指导。按照2008-2010年节能总量规划和减排规划安排,主要污染物COD和二氧化硫规划减排总量分别为100t和28t;年平均节能量1299t标准煤,到2010年力争节能量达到3900t标准煤,达到原煤生产综合能耗77.8t标煤/万吨原煤的水平。要实现以上目标光是依靠加强管理和制度建设是不行的,最关键的还是要依靠技术进步,只有通过进行节能减排技术改造、淘汰落后产能设备,才有实现这些目标的可能。
1 节能技术的推广与应用
“十一五”期间,通过集团公司推广及汲取其他单位的先进经验,在节能技术应用方面,我们选择了变频技术、无功功率就地补偿技术、绿色节能灯等效果比较突出的节能技术进行了推广与应用。
1.1提升机变频改造 改造前提升机电控系统为上世纪七十年代的产品。由于受到当时的科技水平和制造能力等各方面的限制,该电控系统存在着能源消耗大;维护、维修、更换工作繁重;备件数量多、占用资金大等诸多方面的问题。改造后的系统采用原装进口的双 PLC控制,定子采用高压真空换向柜进行正反向、投高压或投制动电流控制;转子采用可控硅进行切电阻控制、配全数字制动电源装置、新型网络化操纵台、上位监控计算机,具有远程诊断功能。并在主机的传动轴上增加进口光电编码器以采用数字的深度速度信号。本项目完成后通过使用及测算,能够达到目标节能量。
1.2 空压机变频节能改造 原使用的空压机普遍是八、九十年代产品,技术落后、设备老化、能耗高、事故率高,并且有部分机型为380V供电电压,技改后空压机控制形式为变频器和直启两种通用形式,变频器节能改造效果十分明显,其综合节电率在20%以上。
1.3 推广井下无功功率就地自动补偿 本项目是在井下安装无功功率就地自动补偿装置,该装置安装于配电线路的末端,与电动机并联使用,接通外电路后,投入运行,直接提供电动机所需要的无功功率,提高电动机的功率因数,减小电网的无功电流,因而减小电网的线路损耗和电动机供电线路的电压降,改善电动机的启动性能和提高电动机的运行出力。对单台三相异步电动机负载进行无功就地补偿,达到了提高功率因数、改善供电质量、降低线路损耗、增加电动机的出力、节约电能的目的。本项目完成后通过使用和测算能够达到计划节能量。
1.4 矿内变电站加装SVG系统 该项目是在公司变电站加装SVG系统。该系统通过使电容器与电动机并联运行来补偿电动机的无功电流,提高其功率因数,改善电能质量,改善供电质量、降低线路损耗、增加电动机的出力,达到节约电能的目的。
1.5 取消白炽灯推广绿色照明节能灯 改造前井下所用的照明灯大部分为DGS-127/60型防爆白炽灯,其功率为60W,而其使用寿命为1年。其缺点是,用电功率较大,消耗大量电能,灯泡更换极为频繁,需投入大量灯泡和人力。我公司购进3160盏DGS18/127L(A)型矿用隔爆型照明装置,其功率为18W,且使用寿命可达5年,代替原来使用的DGS18/127L(A)型矿用隔爆型照明装置,既可节约电能,同时为各单位节省大量更换灯泡的人力及资金投入,达到节能降耗的目的。
1.6 锅炉节能改造 为改善锅炉燃烧效率,近年来我公司先后对A、B区锅炉给煤机和锅炉部分管路进行了改造,并对B区锅炉房部分燃煤锅炉进行了高效燃烧技术改造。通过采用分层给煤技术,采用新型功能砖及其他新型功能材料,确实提高了锅炉燃烧效率及保温性能,达到节煤的目的。
2 减排技术的推广与应用
我公司的主要污染物分别是由锅炉燃烧产生的二氧化硫及煤炭开采过程中产生的三废。在推进节能减排循环经济型矿井建设中,以矿井瓦斯、煤矸石、矿井污水三大废弃物零排放为目标,将煤矿的这三大废弃污染物通过发电、净化、充填三种方式实现循环利用,同时通过对锅炉进行改造,减少二氧化硫排放量,形成了老煤矿企业实现节能减排绿色循环的新模式。①利用低浓度瓦斯发电项目。通过利用瓦斯这种有害气体发电,再采取多种方式利用电能和余热,从而达到变害为宝及循环利用的目的。我公司瓦斯抽排管网改造后瓦斯抽排量为7Nm3/min以上(纯瓦斯),瓦斯浓度为10~20%左右,根据以气定电的原则并结合公司实际,考虑供电的安全性,确定装机容量为4台,其中三台运行,一台备用,目前已建立了4台500kw机组,总容量2000kw,目前先期投入两台500千瓦发电机组,可满足公司B区大部现有生产生活设施用电。②矿井水治理工程。通过采用国内技术领先的泥渣循环高效沉淀工艺对矿井水净化处理,每分钟生产用水20吨的能力可满足井下生产用水、井上生产用水、地面办公楼杂用水、厂区绿化灌溉、职工洗浴用水,剩余净化水排入附近公园,做为公园景观用水的补充水源。同时,通过改造实现处理产水全部经水源热泵热交换进行能量提取后再进行循环利用,提取的矿井水热能用于冬季供暖(办公区域、工业厂房、井口暖风系统等10多万平方米的采暖),夏季制冷(办公区域、职工宿舍、工业厂房等),春秋季节用于职工洗浴用水加热的补充。③矸石实现井下循环利用。通过实施此项工程使矿井开拓矸石全部在井下直接处理和利用,实现开拓矸石不上井,解决了井下开拓矸石上井占地和污染问题。到目前为止,填矸煤巷已达3000多米,老巷填矸已达数万吨。另一方面洗煤厂洗矸经破碎后,通过灌浆站再返回井下,做为充填开采和堵风灌浆的填充材料,实现循环利用,减少地面下沉和破坏。④锅炉更换高效脱硫除尘器工程。我公司采用双碱湿法脱硫技术工艺对锅炉进行了改造,该高效脱硫工艺主要通过多级喷淋与烟气充分接触,达到脱硫除尘的效果。现我公司脱硫效率达90%以上,除尘效率达95%以上。
3 淘汰落后产能设备
近年来,通过加强对高耗能设备的监督监测工作,制定了中长期规划分期分批逐步实施高耗能设备更新,并按照规划陆续淘汰落后产能及设施,使用高效先进设备。到目前为止共更新淘汰高耗能落后产能设备28台,其中主提升机更新改造8台,水泵更换17台,空压机淘汰3台。
4 推广节能减排技术效益分析
“十一五”期间,通过对节能技术的推广与应用,我公司共计完成节能量5380吨标煤,如按电量进行折算,相当于每年节省电量4744万kWh,按0.45元一度进行计算,公司每年可节约能源成本2135万元;通过各种减排项目的实施,在减少了二氧化硫、化学需氧量及采煤三废等主要污染物排放量的同时,对废水、废气的利用也为公司节省了大量的水费电费,可以说是既为公司创造了良好的社会效益,也为公司创造了巨大的经济效益。
5 结论
煤炭企业节能减排,任务重压力大,但责无旁贷。唐山矿业公司节能减排工作从起步阶段开始便做了大量深入细致的工作,但是距离一个现代化企业的标准还有一定差距。在今后的工作中还要大力推广先进技术和工艺,加强资源的综合利用和生产设备的管理,提高能源利用效率,努力减少采掘洗选过程中对环境造成的各种污染,为企业创造新的利润增长点,营造出发展后劲,实现科学发展的目标。
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