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在金屬鍛造行業(yè)中,能源的使用效率受到從業(yè)人員工作經(jīng)驗(yàn)、材料本身熱效率、設(shè)施水平等限制,能源浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。鍛造的流程主要包括下料、裝爐加熱、鍛造、加工、熱處理等環(huán)節(jié),其中加熱環(huán)節(jié)是能耗最大的環(huán)節(jié),據(jù)統(tǒng)計(jì),加熱環(huán)節(jié)的燃料消耗量占全流程的75%左右。當(dāng)前,我國(guó)的金屬鍛造加熱爐的技術(shù)相對(duì)比較落后,每千克鍛件的平均能耗約為20000千焦,平均熱效率不足5%。
1.2鍛造污染嚴(yán)重
鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的污染主要包括污染性氣體排放、工業(yè)廢棄物排放和噪音污染三個(gè)方面。鍛造過(guò)程中,材料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染性氣體,部分氣體未經(jīng)過(guò)處理就排放到了大氣之中,其中一氧化碳和硫化物的污染最為嚴(yán)重。同時(shí),二氧化碳的排放也會(huì)加劇溫室效應(yīng)。金屬鍛造中排放的廢棄物主要包括廢油、廢液和廢渣,其中既有燃燒后的煤炭殘?jiān)?、燃油廢料,也有金屬邊角料和使用后的機(jī)器油,部分廢棄物可降解性差、污染性大,如不經(jīng)過(guò)充分處理,對(duì)自然環(huán)境將造成惡劣的影響。金屬鍛造中需要使用許多大型機(jī)械,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音,給周邊居民生活帶來(lái)影響。
2金屬鍛造中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
目前,在金屬鍛造中節(jié)能技術(shù)和節(jié)能工藝的應(yīng)用主要包括以下三個(gè)方面。
2.1節(jié)能工藝與設(shè)備
(1)冷擠壓和冷鍛:在傳統(tǒng)金屬鍛造流程中,加熱及熱處理工藝所消耗的能源超過(guò)整個(gè)工藝流程的75%以上,為有效節(jié)約能源消耗,冷鍛工藝應(yīng)運(yùn)而生。冷鍛工藝是在物料再結(jié)晶溫度下的成型加工,并在回復(fù)溫度以下進(jìn)行鍛造。目前,在許多行業(yè)如汽車零件和部分電子設(shè)備生產(chǎn)中,冷鍛工藝已經(jīng)得到了推廣應(yīng)用,在鍛件質(zhì)量進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上,節(jié)能效果非常顯著。見(jiàn)下圖:圖1 冷鍛制造的燈殼散熱器(2)等溫鍛造:等溫鍛造是將模具和坯料加熱到鍛造溫度后,在此溫度下進(jìn)行低應(yīng)變速率變形的塑性加工工藝。等溫鍛件在最終成型階段的形變變化比較緩慢,有利于把握其形變程度,從而獲得接近無(wú)余量的鍛件精度,明顯減少了金屬材料的消耗。(3)改造電液錘:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)過(guò)改造的電液錘能效大幅度提升,其能源利用率提高到了15%-20%,同時(shí),其驅(qū)動(dòng)動(dòng)力由鍋爐蒸汽改為電力驅(qū)動(dòng),鍋爐燃煤帶來(lái)的粉塵污染有所減少,環(huán)境效益有所提升。(4)改造冷卻水循環(huán)系統(tǒng):鍛造設(shè)備時(shí),為了維系系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要使用大量的冷卻水,尤其是中頻爐和熱處理爐的消耗最大。通過(guò)對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改造,設(shè)置調(diào)節(jié)水池和潛水泵,將鍛造過(guò)程中的冷卻水循環(huán)、反復(fù)使用,可以顯著減少水資源的浪費(fèi)。
2.2工藝流程的節(jié)能
(1)生產(chǎn)線節(jié)能:生產(chǎn)線節(jié)能主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容:一是循環(huán)使用高溫廢氣,按照溫度梯度,多級(jí)利用加熱爐廢氣中的熱量,如等溫鍛造時(shí)加熱模具和保溫設(shè)備都可以使用加熱爐廢氣來(lái)實(shí)現(xiàn);二是采用連鑄連鍛工藝,在同一套模具內(nèi),先進(jìn)行鑄造,鑄造完成后立刻鍛打,從而避免在鑄件冷卻后對(duì)其重新加熱所造成的能源浪費(fèi);三是利用熱處理工藝余熱,把加熱爐置于鍛打工藝之后,通過(guò)余熱淬火、余熱等溫、余熱正火等手段,充分利用鍛件保存的熱量。(2)鍛打過(guò)程節(jié)能:對(duì)鍛打力度和鍛打順序進(jìn)行科學(xué)調(diào)控,可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在具體操作過(guò)程中,可在計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中插入節(jié)能型工藝數(shù)據(jù),并通過(guò)系統(tǒng)評(píng)估,找到能耗和成本相對(duì)最低的工藝流程,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)。如圖2所示
。2.3生產(chǎn)調(diào)度節(jié)能
生產(chǎn)調(diào)度是對(duì)等待加工的工件以及生產(chǎn)線和機(jī)器進(jìn)行合理調(diào)配,安排工件被機(jī)器生產(chǎn)的先后順序的過(guò)程。合理分配生產(chǎn)系統(tǒng)的資源,可以優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)、提高工作效率、減少資源浪費(fèi)。在金屬鍛造中,主要可以從三個(gè)方面對(duì)生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化。一是鍛件裝爐。主要是通過(guò)合理分配鍛件材料,提高加熱爐的使用率;二是鍛件出爐。主要是通過(guò)降低保溫時(shí)間、減少開(kāi)爐次數(shù)等方法,做好鍛件出爐與鍛件鍛打之間的銜接;三是鍛件鍛打。充分考慮鍛打的步驟和每一階段需要的材料和時(shí)間,盡可能縮短鍛打設(shè)備等待時(shí)間。見(jiàn)下圖:
伴隨經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步,煤礦行業(yè)也在飛速發(fā)展,變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在某種程度上可有效降低電量消耗并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的[1]。本文主要對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用進(jìn)行了深入探討,為更好地促進(jìn)煤礦行業(yè)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。
1變頻節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介
變頻節(jié)能技術(shù)指的是通過(guò)半導(dǎo)體元件通斷的作用改變電源電流的工作頻率,進(jìn)而達(dá)到降低能量消耗的目的。在變頻節(jié)能技術(shù)中,變頻器是其核心設(shè)備,主要組成部分有電源板、鍵盤、控制的面板及電極電容等。在電動(dòng)機(jī)上安裝變頻器,在滿足了輸出的要求后,有效降低了能源消耗,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)上沒(méi)有安裝變頻器時(shí),其電流頻率沒(méi)有辦法改變,任意工作狀態(tài)下,都會(huì)以額定電壓開(kāi)展工作,這樣就很難滿足不同工作狀態(tài)下的能量要求,同時(shí)也造成了能量極大的浪費(fèi)。
2煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題
a)在很多煤礦企業(yè)中,煤礦機(jī)電設(shè)備在選型方面普遍存在大馬拉著小車的情況,存在很嚴(yán)重的電能浪費(fèi),普遍沒(méi)有很高的運(yùn)行效率。煤礦企業(yè)的電耗非常大,壓氣、通風(fēng)、排水及提升等設(shè)備耗電量大約占總體能耗的1/3,約占煤礦用電量的30%。若選用閥門或擋風(fēng)板,在調(diào)節(jié)過(guò)程中電能浪費(fèi)很大,若選用變頻技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),可節(jié)省20%~50%,其經(jīng)濟(jì)效益顯而易見(jiàn)。開(kāi)元礦業(yè)公司在沒(méi)有應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)之前,1個(gè)月的用電能總量達(dá)到了35714.6kW•h,實(shí)際用電量26027.5kW•h,有效用電效率僅72.8%,電能很大一部分沒(méi)有得到有效利用[2];b)煤礦機(jī)電設(shè)備的電機(jī)負(fù)荷普遍比較大,啟動(dòng)起來(lái)電流很大、時(shí)間也很長(zhǎng),這嚴(yán)重影響了設(shè)備絕緣強(qiáng)度,很容易將大功率電動(dòng)機(jī)燒毀,電網(wǎng)的可靠運(yùn)行受到威脅。礦井機(jī)電設(shè)備在冷啟動(dòng)時(shí)相對(duì)較困難,很容易產(chǎn)生機(jī)械方面的損傷,這不但使設(shè)備維修成本增加,還極大地沖擊了電網(wǎng)安全。另外控制的工藝比較單一,自動(dòng)化程度偏低且實(shí)時(shí)性也很差;c)故障方面的問(wèn)題。制約煤礦機(jī)電設(shè)備功能發(fā)揮非常關(guān)鍵的因素就是故障方面的問(wèn)題?,F(xiàn)在社會(huì)發(fā)展迅速,對(duì)煤炭需求很高,所以一般煤礦機(jī)電設(shè)備全天24h都在工作,這種情況下,機(jī)電設(shè)備如果不能合理維護(hù),很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題,造成設(shè)備損壞。現(xiàn)場(chǎng)采煤設(shè)備主要是采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)等設(shè)備,這種高強(qiáng)度作業(yè)比普通作業(yè)更容易出現(xiàn)設(shè)備故障,故障一旦出現(xiàn),不但采煤功能降低,消耗的電量也急劇增加,增加2倍~3倍的電量很正常[2]。
3變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用
a)變頻技術(shù)在水泵方面的具體應(yīng)用。對(duì)煤礦生產(chǎn)起到非常重要控制作用的條件之一是水,所以對(duì)水泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié)非常關(guān)鍵。以往在對(duì)水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),采用的就是對(duì)閥門開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié),采用這個(gè)方法時(shí),電機(jī)將一直控制在恒速狀態(tài),所消耗電量非常大,也花費(fèi)了大量錢財(cái)。若選用變頻技術(shù)對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)節(jié),可將水泵調(diào)速性能大大提升,節(jié)能效果也得到很大的改善,工藝及流程也更加安全可靠[3];b)在供風(fēng)系統(tǒng)方面的具體應(yīng)用。在煤礦井下進(jìn)行作業(yè)時(shí),對(duì)空氣進(jìn)行壓縮時(shí)需用到空氣壓縮機(jī),壓縮機(jī)連續(xù)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下將消耗大量電能。通過(guò)應(yīng)用變頻技術(shù)可有效地將電能的消耗予以降低。當(dāng)在對(duì)變頻器進(jìn)行使用時(shí),形成了調(diào)解的回路,可有效地對(duì)恒壓進(jìn)行控制,使氣壓保持在一個(gè)不變的數(shù)值上,極大地改變了電源質(zhì)量。壓縮機(jī)經(jīng)過(guò)變頻技術(shù)的改造,極大地節(jié)省電能的損耗,假若使用半年以上,將能省出來(lái)一個(gè)變頻器的成本;c)在運(yùn)輸系統(tǒng)方面的具體應(yīng)用。在礦井的提升機(jī)上應(yīng)用變頻器可將電阻取消,提升機(jī)調(diào)速運(yùn)行時(shí)可節(jié)約不少電阻熱損耗。在很短的時(shí)間里,發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行發(fā)電時(shí),變頻調(diào)控可把電能能耗的情況給電網(wǎng)及時(shí)反饋過(guò)去,運(yùn)作的人員可很快地將運(yùn)行的實(shí)際情況掌握住。同時(shí),將變頻器放在設(shè)備內(nèi)部后,可將設(shè)備維修工作大大減少,維修費(fèi)用也相應(yīng)減少,會(huì)有很明顯的節(jié)能減排效果。此外,變頻技術(shù)還可有效地對(duì)皮帶輸送機(jī)進(jìn)行控制,將空載或輕載所造成電能的浪費(fèi)有效避免。變頻器在安裝后,可有效地對(duì)皮帶輸送機(jī)所產(chǎn)生的熱量損耗進(jìn)行控制,將電氣系統(tǒng)沖擊的問(wèn)題有效解決[3]。
4變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中節(jié)能探討
電氣控制系統(tǒng)非常核心的支撐就是變頻技術(shù),為了達(dá)到節(jié)約能源、降低損耗的目的,就需對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需借助電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)作,所以最大耗電部分就是電動(dòng)機(jī)。變頻技術(shù)通過(guò)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的電氣部分進(jìn)行節(jié)能控制,使電能損耗量降低,可將電能資源進(jìn)行最優(yōu)配置。變頻技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中節(jié)能技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:a)在啟動(dòng)方面的節(jié)能。電機(jī)不正常(非額定轉(zhuǎn)速)啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重沖擊采煤區(qū)電網(wǎng),需有很高的電網(wǎng)容量,在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大的震動(dòng)和很大的電流,這些都會(huì)很大程度上毀壞閥門及擋板,致使管路及設(shè)備使用壽命大幅度降低。若使用了變頻的節(jié)能裝置,變頻軟啟動(dòng)功能可將電流從零開(kāi)始啟動(dòng),最大也不會(huì)超過(guò)額定電流,這樣就可有效減輕電網(wǎng)沖擊力,同時(shí)也可將供電方面的容量要求予以減輕。變頻節(jié)能裝置有效地將閥門及設(shè)備使用的壽命延長(zhǎng),將設(shè)備維護(hù)的費(fèi)用降低[2];b)功率方面的節(jié)能。無(wú)功功率一方面使設(shè)備發(fā)熱及線損增加,另一方面降低的功率因數(shù)將造成電網(wǎng)的有功功率降低,在線路中消耗了大量無(wú)功電能,致使煤礦機(jī)電設(shè)備使用效率變得低下,在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作過(guò)程中,浪費(fèi)了很多電能。當(dāng)選用了變頻裝置后,其內(nèi)部濾波電容發(fā)揮了巨大作用,使無(wú)功損耗大大減少,如圖1所示,使采煤區(qū)配電工作有功功率增加,煤礦機(jī)電設(shè)備電能的消耗在均衡狀態(tài)中維持,使節(jié)能降耗得以實(shí)現(xiàn)[4];圖1采煤機(jī)的變頻控制c)在變頻方面的節(jié)能。在滿負(fù)荷狀態(tài)下,電機(jī)不能運(yùn)行時(shí),動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)要求達(dá)到后,多余力矩使消耗的有功功率增加,致使電能極大地浪費(fèi)。傳統(tǒng)的像泵類和風(fēng)機(jī)這種類型的設(shè)備是通過(guò)對(duì)出口或入口的閥門或擋板開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)對(duì)給水量及給風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié),這樣輸入的功率是很大的。當(dāng)變頻技術(shù)使用時(shí),若要求將流量減少,可將風(fēng)機(jī)或泵的轉(zhuǎn)速降低以達(dá)到要求,這就在局部上減少了電能損耗,也達(dá)到了整套設(shè)備節(jié)能降耗的目的。
5結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代社會(huì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢(shì)頭為變頻技術(shù)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ),主要對(duì)變頻技術(shù)的具體應(yīng)用及節(jié)能控制方面的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討,因其具有諸多控制能耗的優(yōu)勢(shì)受到了廣泛推廣及應(yīng)用。變頻技術(shù)的引進(jìn),極大地促進(jìn)了煤炭企業(yè)的發(fā)展,節(jié)能控制的應(yīng)用不但降低了電耗還促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益的提升。煤炭企業(yè)應(yīng)不斷地對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行更新,最大化促進(jìn)企業(yè)快速向前發(fā)展。
作者:武鵬飛 單位:陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)開(kāi)元礦業(yè)有限責(zé)任公司
參考文獻(xiàn):
[1]劉學(xué)輝.變頻技術(shù)在煤礦的應(yīng)用及節(jié)能效果研究[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2014(5):194.
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鍋爐供暖;節(jié)能技術(shù)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的不斷深入,人們的生活生平得到顯著改善,各行各業(yè)對(duì)能源的需求也日益提升。但從鍋爐供暖這一方面展開(kāi)分析,我國(guó)當(dāng)前的鍋爐運(yùn)行熱效率水平偏低,供暖企業(yè)依然采取小型化、分散化的運(yùn)行管理模式,存在嚴(yán)重浪費(fèi)資源的問(wèn)題。在此種形勢(shì)下,深入分析鍋爐供暖節(jié)能技術(shù),對(duì)提升資源利用率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保意義重大。
1鍋爐供暖計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)
在開(kāi)展鍋爐供暖運(yùn)行管理等工作時(shí),通過(guò)采取計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù),可充分落實(shí)節(jié)能管理工作。經(jīng)相關(guān)研究得知,采取科學(xué)有效的計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù),不但可使管理人員對(duì)鍋爐使用能源的情況有一個(gè)全面的掌握,在量化考核標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,促進(jìn)相關(guān)企業(yè)能源合理應(yīng)用水平的提升,而且還能為各項(xiàng)節(jié)能措施的順利實(shí)施提供充分保障[1]。但需要注意的是,目前大多數(shù)鍋爐運(yùn)行單位在計(jì)量監(jiān)控設(shè)備方面較為缺乏,僅僅借助溫度、壓力及爐水等常規(guī)參數(shù)來(lái)評(píng)估鍋爐的負(fù)荷水平及其燃燒工況等相關(guān)情況,從而使得相關(guān)管理人員無(wú)法以鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù),及時(shí)做出準(zhǔn)確的響應(yīng)。由此可知,為促進(jìn)鍋爐供暖節(jié)能工作的順利實(shí)施,就需要對(duì)鍋爐的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行嚴(yán)密觀察,并加大計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用力度。為達(dá)到節(jié)能目的,鍋爐運(yùn)行單位可加裝空氣過(guò)剩系數(shù)表、膜式風(fēng)壓表以及煙道熱電偶溫度計(jì)等設(shè)備,分別用來(lái)監(jiān)測(cè)鍋爐供暖期間的配風(fēng)參數(shù)、鍋爐爐膛的負(fù)壓參數(shù)以及鍋爐排煙的溫度參數(shù)等。通過(guò)加裝這些監(jiān)測(cè)設(shè)備,可讓鍋爐管理人員對(duì)不同運(yùn)行狀態(tài)下鍋爐供暖各項(xiàng)參數(shù)變化情況進(jìn)行及時(shí)掌握,并全面分析供熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況,合理調(diào)整熱平衡,在促進(jìn)鍋爐供暖管理工作規(guī)范化開(kāi)展的基礎(chǔ)上,有效解決熱力失調(diào)等問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)供暖及節(jié)能效益的提高。
2鍋爐熱效率水平提升技術(shù)
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),熱效率水平偏低為鍋爐能耗比較高的主要因素之一,而造成鍋爐熱效率水平偏低的原因則主要為以下幾點(diǎn):一是鍋爐燃燒設(shè)備存在漏風(fēng)或漏煤的情況,不具備良好的密封性;二是鍋爐有著較大規(guī)模的裝置配套輔機(jī),與鍋爐運(yùn)行裝置性能的配合度不高;三是未能在鍋爐中設(shè)置獨(dú)立的計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置,導(dǎo)致工作人員難以及時(shí)評(píng)估運(yùn)行期間鍋爐中空氣過(guò)剩系數(shù),也無(wú)法以負(fù)壓指標(biāo)及爐膛溫度為依據(jù),來(lái)合理調(diào)節(jié)并優(yōu)化鍋爐的運(yùn)行工況[2]。在此種情況下,鍋爐運(yùn)行單位為促進(jìn)鍋爐熱效率水平的提升,實(shí)現(xiàn)供暖節(jié)能,就需要掌握以下技術(shù)。其一,鍋爐燃燒調(diào)整技術(shù)。該技術(shù)涉及的內(nèi)容主要有:①?gòu)脑旱钠贩N、粒度及水分含量等方面出發(fā),來(lái)對(duì)燃料進(jìn)行調(diào)整;②從推煤的速度、煤層的厚度等方面來(lái)對(duì)火床進(jìn)行調(diào)整;③從燃燒模式、送風(fēng)及引風(fēng)的匹配關(guān)系等方面來(lái)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。其二,配風(fēng)及配煤相關(guān)技術(shù)。此技術(shù)涉及的內(nèi)容主要有:①須對(duì)鍋爐運(yùn)行環(huán)境及室外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),并以此為依據(jù),科學(xué)搭配鍋爐的燃燒時(shí)間、投入原煤的煤質(zhì)及其品種等。分析相關(guān)研究得知,在鍋爐燃燒時(shí),控制入爐狀態(tài)下用煤發(fā)熱量在2.01萬(wàn)~2.09萬(wàn)kJ/kg,不僅可充分保證原煤的燃燒質(zhì)量,同時(shí)更加經(jīng)濟(jì)。②以鍋爐爐膛的風(fēng)壓表參數(shù)為依據(jù),控制爐膛的負(fù)壓水平在-20~-30Pa,與此同時(shí),還須適當(dāng)提高爐膛的引風(fēng),確保其高于鼓風(fēng)。③嚴(yán)格開(kāi)展鍋爐系統(tǒng)的進(jìn)水操作,保證補(bǔ)水的質(zhì)量達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)及要求。④嚴(yán)格監(jiān)測(cè)計(jì)量補(bǔ)水量,控制燃燒期間鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)的泄漏率不超過(guò)0.2%。
3鍋爐運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)技術(shù)
現(xiàn)階段,供暖單位調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的技術(shù)主要為連續(xù)性供暖與間歇性供暖這兩種。在實(shí)際工作過(guò)程中,不同工作人員對(duì)于哪種運(yùn)行模式更加符合要求有著不同的看法。通過(guò)對(duì)這兩種供暖方式展開(kāi)綜合比選,人們普遍認(rèn)為,相比間歇性供暖,連續(xù)性供暖要更加科學(xué)合理。主要是因?yàn)椴扇∵B續(xù)性的供暖方式時(shí),可使鍋爐爐膛保持長(zhǎng)時(shí)間的高溫狀態(tài),除了具備穩(wěn)定的燃燒工況外,煤炭也可得到充分的燃燒,有效防止了因壓火及起火而引起的熱量損耗,并且可獲得較高的鍋爐熱效率,將鍋爐的供熱潛力充分挖掘出來(lái),進(jìn)一步提高了設(shè)備滿負(fù)荷效率,實(shí)現(xiàn)了鍋爐供熱質(zhì)量的提高。除此之外,采取連續(xù)性供暖模式還可有效延長(zhǎng)鍋爐的使用時(shí)間,合理降低鍋爐的運(yùn)行能耗。而應(yīng)用間歇性供暖時(shí),不僅會(huì)大量浪費(fèi)煤、水等能源,無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的,而且還會(huì)導(dǎo)致壓火及起火等現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn),對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行及其使用壽命造成極為嚴(yán)重的影響[3]。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,資源匱乏已成為當(dāng)前一項(xiàng)嚴(yán)峻的社會(huì)問(wèn)題。為了有效解決這一問(wèn)題,促進(jìn)資源利用率的提升,就需要加強(qiáng)應(yīng)用現(xiàn)代化的科技力量。對(duì)于鍋爐供暖而言,要達(dá)到節(jié)能降耗的目的,就少不了相關(guān)節(jié)能技術(shù)的支持。具體來(lái)說(shuō),鍋爐運(yùn)行單位應(yīng)當(dāng)全面落實(shí)相關(guān)技術(shù)的改造措施,提高自身管理水平,在嚴(yán)格計(jì)量監(jiān)測(cè)鍋爐供暖的同時(shí),合理提升鍋爐供暖的熱效率,并以鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況及環(huán)境為依據(jù),來(lái)優(yōu)化并調(diào)節(jié)運(yùn)行負(fù)荷水平,從而達(dá)到節(jié)能降耗、提高鍋爐供暖效果的目的。
作者:馮富蓮 單位:大港油田團(tuán)泊洼開(kāi)發(fā)公司
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TM
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1672-3198(2011)06-0278-02
1 引言
節(jié)約能源和低碳經(jīng)濟(jì)是我國(guó)今后發(fā)展的一個(gè)重要方針。十一五規(guī)劃提出了明確的能耗目標(biāo),到2010年,使我國(guó)的能源消耗降低20%,建筑節(jié)能工程在其中占有舉足輕重的作用。建筑能耗包括建筑材料制造能耗、建筑施工能耗和建筑使用能耗。對(duì)已有建筑,目前城鎮(zhèn)民用建筑運(yùn)行耗電為總發(fā)電量的23%左右,建筑運(yùn)行消耗的能源為全國(guó)商品能源消耗的20%左右,比例分布如表1所示。隨著城鎮(zhèn)化水平的提高,建筑能耗的比例將逐年提高。建筑電氣節(jié)能是各種節(jié)能途徑中最有潛力,節(jié)能效果最明顯的方式之一,也是緩解我國(guó)能源緊張、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效措施之一。只有采取較好的建筑電氣節(jié)能措施,才能達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗占總能耗的33%左右的標(biāo)準(zhǔn)。
建筑電氣節(jié)能措施有:供配電系統(tǒng)優(yōu)化、改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)等。本文將以上述幾方面為重點(diǎn),介紹相關(guān)的建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究工作。
2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則
(1)建筑節(jié)能要保證建筑物的功能、安全性、舒適性。
(2)建筑節(jié)能應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性??紤]建筑物整個(gè)生命周期內(nèi)的能耗效果、成本和投資回報(bào)。
(3)建筑節(jié)能應(yīng)采用先進(jìn)性的技術(shù)原則。
(4)建筑節(jié)能和節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境并重的原則。
3 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
供配電系統(tǒng)可以根據(jù)供電距離,負(fù)荷容量,用電設(shè)備等因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),做到系統(tǒng)操作方便可靠。負(fù)荷中心應(yīng)接近變配電所,可以減少線路損耗。根據(jù)不同使用特點(diǎn)布置變壓器的臺(tái)數(shù)和選擇容量,以適應(yīng)負(fù)荷變化,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行減少電能損耗。合理地提高供配電系統(tǒng)的功率因素也是有效的方法。其具體的方法如下:
(1)選擇合適的供電電壓。
電壓越高,電流輸送過(guò)程中的損耗就越小。民用建筑設(shè)備用電壓大部分為220或380V,但某些大型的民用建筑空調(diào)主機(jī)等設(shè)備可以選用超高電壓以達(dá)到節(jié)能目的。
(2)負(fù)荷中心應(yīng)接近變電所。
通過(guò)合理分布供電網(wǎng)絡(luò),控制低壓供電半徑控制在200m以內(nèi),減少線路電壓損失,提高供電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性及供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
(3)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)計(jì)。
①優(yōu)先選用功率因數(shù)指標(biāo)較好的供配電系統(tǒng)及用電設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)自然功率因素低于接入電網(wǎng)要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,提高功率因素,可以通過(guò)減少用電設(shè)備無(wú)功損耗,提高用電設(shè)備的功率因數(shù)或使用靜電電容器等進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償以減少能耗。
②無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)適當(dāng)靠近無(wú)功源,高壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)功功率由高壓側(cè)的電容器來(lái)補(bǔ)償,低壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)功功率宜由低壓側(cè)的電容器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。
③諧波環(huán)境中的功率因數(shù)補(bǔ)償應(yīng)作修正計(jì)算。
(4)調(diào)節(jié)用電峰谷。
由于白天和晚上的用電負(fù)荷不一樣,可以根據(jù)不同時(shí)段的用電負(fù)荷合理設(shè)計(jì)配電系統(tǒng),進(jìn)行波峰波谷電量調(diào)節(jié),使變壓器在最佳負(fù)載率下運(yùn)行,達(dá)到合理利用能源。在電氣設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用峰谷電能表,實(shí)行不同時(shí)段差異化電價(jià),對(duì)落實(shí)國(guó)家的節(jié)能政策有重要的意義。
4 建筑電氣照明系統(tǒng)
照明用電量約占總發(fā)電量的10%,建筑照明用電量占建筑總耗電的30%左右,尤其是辦公室、教室等公共建筑,改善照明控制可大幅度減少照明電耗,節(jié)電潛力巨大??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)。
(1)增加建筑物的自然采光效果已成為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。在建筑設(shè)計(jì)施工時(shí),應(yīng)制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn)、采光方式盡可能地利用天然光源,獲得穩(wěn)定的光照效果。在秋冬季節(jié)通過(guò)引入陽(yáng)光到室內(nèi),不但能節(jié)約照明能耗,也可以提高室內(nèi)溫度。
(2)選用高效節(jié)能的電光源,采用高效、光通維持率高的燈具。光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率,盡量減少白熾燈的使用量。還應(yīng)根據(jù)電光源的點(diǎn)燃特性、顯色指數(shù)、調(diào)光性能等綜合因素考慮選擇光源。根據(jù)不同需求情況選用新型節(jié)能光源,如用高壓鈉燈、金鹵燈替等。燈具選擇遵循以下二原則:一是根據(jù)不同場(chǎng)所選用不同配光形式的燈具,二是直接配光燈具射出的光通量應(yīng)最大限度地落到工作面上,光源要有較高的利用系數(shù)。
(3)選用適合的照明方式和合理的照明指標(biāo)。
照明方式可按如下原則進(jìn)行:
①當(dāng)要求高照度時(shí),可選混合照明的方式。
②當(dāng)工作位置密集時(shí),可采用照度不太高的一般單獨(dú)照明方式。
③當(dāng)工作位置為某一區(qū)域時(shí),可采用分區(qū)照明。照明指標(biāo)的選擇可按如下原則進(jìn)行:在提高整個(gè)照明系統(tǒng)效率的條件下進(jìn)行節(jié)能;照明設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)從照度標(biāo)準(zhǔn)、照明均勻度等來(lái)客觀、綜合地評(píng)價(jià)節(jié)能效果;建筑照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)從節(jié)能角度考慮,按實(shí)際需求選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值。
④采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略。
采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略的方法有:
一是當(dāng)晚間電網(wǎng)電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí),可以適當(dāng)降低亮度水平,可以節(jié)約更多的能源,同時(shí)延長(zhǎng)燈具使用壽命。
二是科學(xué)利用太陽(yáng)能照明,太陽(yáng)能照明技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用,可節(jié)省資源,減少對(duì)地球資源的使用和破壞。通常有太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能,提供給照明負(fù)荷。
5 電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑物中電梯等設(shè)備有電動(dòng)機(jī),提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)可以減少電動(dòng)機(jī)能損耗。在工程安裝設(shè)計(jì)中應(yīng)選用高效率的電動(dòng)機(jī)。除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外,主要是減少電動(dòng)機(jī)空載和輕載運(yùn)行時(shí)間,因?yàn)樵谳p載狀況下電動(dòng)機(jī)效率極低,可采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使得與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。
6 濕度溫度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)
傳統(tǒng)的中央空調(diào)都使用出口溫度為5℃左右的冷水作為冷源工質(zhì)對(duì)空氣進(jìn)行處理,是因?yàn)樾枰M(jìn)行空氣除濕。而如果僅為了降溫,采用出口溫度為20℃的冷源也可行。一般除濕負(fù)荷僅占空調(diào)負(fù)荷的40%。結(jié)果大量的顯熱負(fù)荷也用這樣的低溫冷媒處理,就導(dǎo)致冷源效率低下。近年來(lái)此領(lǐng)域的一個(gè)重要方向就是采用溫度濕度獨(dú)立控制的空調(diào)方式。將室外新風(fēng)除濕后送入室內(nèi),可用于消除室內(nèi)產(chǎn)濕,并滿足新鮮空氣要求;而用獨(dú)立的水系統(tǒng)使18~20℃溫度的冷水循環(huán),通過(guò)輻射或?qū)α餍湍┒藖?lái)消除室內(nèi)顯熱。這一方面可避兔采用冷凝式除濕時(shí)為了調(diào)節(jié)相對(duì)濕度進(jìn)行再熱而導(dǎo)致的冷熱抵消,還可用高溫冷源吸收顯熱,使冷源效率大幅度提高。同時(shí)這種方式還可有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,因此被普遍認(rèn)為是未來(lái)的主流空調(diào)方式。
7 結(jié)語(yǔ)
本文研究了我國(guó)建筑能源消耗狀況和建筑電氣節(jié)能方法??煽偨Y(jié)如下:
(1)建筑電氣節(jié)能是解決我國(guó)今后能源緊缺問(wèn)題的有效途徑之一。有效地做好建筑電氣節(jié)能工作會(huì)使我國(guó)每年總的能源消耗有減少約10%。
(2)建筑電氣節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)有:供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),采暖系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng),照明系統(tǒng)等。圍繞這些領(lǐng)域,尚有大量的新產(chǎn)品新技術(shù)有待研究創(chuàng)新,開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。
(3)借助政策保障,利用市場(chǎng)機(jī)制,有效地推廣建筑電氣節(jié)能技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。還需要做大量的工作。如建筑物和系統(tǒng)的能耗測(cè)試與標(biāo)識(shí),節(jié)能實(shí)施的政策方案等。
(4)建筑電氣領(lǐng)域節(jié)能蘊(yùn)含著巨大的潛力,它不僅能有效地緩和電力供需矛盾,保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定和健康的發(fā)展,而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。建筑電氣節(jié)能過(guò)程,貫穿于項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、施工、使用等整個(gè)生命周期。在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能性等方面進(jìn)行綜合考慮,選擇合理的供配電方案,選擇先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù),選擇高效的設(shè)備,優(yōu)化電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行技術(shù),為人們提供健康、舒適、安全的活動(dòng)空間。在整個(gè)建筑的全生命周期中實(shí)現(xiàn)高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境,使之成為生態(tài)的綠色節(jié)能建筑。
參考文獻(xiàn)
[1]北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì).照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1998.
[2]江億.超低能耗建筑技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.
一、當(dāng)前能源利用需求狀況及國(guó)家相關(guān)節(jié)能要求和政策
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及其對(duì)于能源需求的巨大缺口,國(guó)家將能源節(jié)約制定為我國(guó)的基本國(guó)策之一,有調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每創(chuàng)造1美元的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值其耗能指標(biāo)是發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的4-10倍,我國(guó)的平均能源利用率不及世界先進(jìn)國(guó)家的平均水平的26%,我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)淪為能源進(jìn)口大國(guó),其中鐵礦石的50%、氧化鋁的50%、銅的60以及原油的40%均依賴國(guó)外進(jìn)口。
基于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于能源的巨大需求和自身能源消耗過(guò)大及利用率不高的現(xiàn)實(shí)情況,國(guó)家將能源節(jié)約政策上升到國(guó)家基本策略的高度和認(rèn)識(shí),加強(qiáng)了關(guān)于節(jié)能的相關(guān)法律法規(guī)建設(shè),同時(shí)強(qiáng)化了有關(guān)節(jié)能監(jiān)管措施和力度,確定了政府在節(jié)能規(guī)劃和執(zhí)行效果向人代會(huì)報(bào)告的制度,各級(jí)政府建立節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和對(duì)于各級(jí)政府負(fù)責(zé)人節(jié)能考核制度,通過(guò)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能,并制定了國(guó)家在節(jié)能科技進(jìn)步促進(jìn)辦法以及開(kāi)展節(jié)能宣傳教育,并且在節(jié)能落實(shí)和執(zhí)行上充分發(fā)揮輿論監(jiān)督和人民群眾監(jiān)督的職能。
二、燃煤鍋爐使用情況及其節(jié)能空間和意義
燃煤鍋爐屬于高耗能特殊設(shè)備的范疇,2010年底的一項(xiàng)調(diào)查顯示全國(guó)正在使用的燃煤鍋爐數(shù)量有58.98萬(wàn)臺(tái),燃煤耗量占據(jù)了全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的近80%,即2010年全年總產(chǎn)煤炭量的26.7億噸中有22.5億噸的煤炭消耗在了各種行業(yè)和類型的鍋爐中,然而其平均運(yùn)行效率僅為僅為65%左右,與歐美先進(jìn)國(guó)家的水平相比低出15-20個(gè)百分點(diǎn),即每年多耗用燃煤達(dá)7000萬(wàn)噸。
以上這些數(shù)據(jù)既說(shuō)明了我國(guó)燃煤鍋爐技術(shù)相對(duì)西方國(guó)家來(lái)說(shuō)能源利用率不高的現(xiàn)實(shí),同時(shí)也說(shuō)明了有著巨大的提升空間,有計(jì)算結(jié)果和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,如果我國(guó)燃煤鍋爐節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步能夠帶來(lái)其運(yùn)行效率提高1個(gè)百分點(diǎn),就能每年節(jié)約200萬(wàn)噸煤炭,相當(dāng)于一個(gè)中小型煤炭企業(yè)的全年總產(chǎn)量,另外,我國(guó)燃煤鍋爐所耗用的燃煤量絕對(duì)數(shù)和比例數(shù)都很大,加大對(duì)于燃煤鍋爐的節(jié)能技術(shù)的研究,不但可以提高能源利用效率和減少煤炭消耗,還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其產(chǎn)品成本的降低,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力水平。
三、實(shí)現(xiàn)燃煤鍋爐節(jié)能、降低能耗的建議和對(duì)策
根據(jù)我國(guó)當(dāng)前能源需求利用狀況及國(guó)家相關(guān)節(jié)能要求和政策的闡述,在分析了當(dāng)前燃煤鍋爐情況及其節(jié)能空間和意義的基礎(chǔ)上,參照節(jié)能技術(shù)的相關(guān)理論和知識(shí),借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家燃煤鍋爐的先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的成功做法和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),從下面幾個(gè)方面提出加強(qiáng)和改善燃煤鍋爐節(jié)能減低能耗的建議和對(duì)策。
第一,加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),從本質(zhì)上提高鍋爐熱效率。燃煤鍋爐按不同的蒸汽壓力大小可以分為低壓燃煤鍋爐、中壓燃煤鍋爐、高壓燃煤鍋爐、超高壓燃煤鍋爐、亞臨界壓力燃煤鍋爐以及超臨界壓力燃煤鍋爐,每種鍋爐由于其蒸汽壓力大小不同,工作機(jī)制和燃煤燃燒利用率也不相同。據(jù)一項(xiàng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示,美國(guó)和日本的亞臨界壓力燃煤鍋爐比較,日本的燃煤利用率是美國(guó)同種類型鍋爐的2-3倍,而美國(guó)的高壓燃煤鍋爐是日本同種類型鍋爐的3-4倍,因此加強(qiáng)燃煤鍋爐技術(shù)的引進(jìn),可以利用現(xiàn)成的先進(jìn)燃煤鍋爐技術(shù),節(jié)省研發(fā)費(fèi)用,為我國(guó)的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出更快更高效的貢獻(xiàn)。研究資料表明,我國(guó)燃煤鍋爐使用效率整體每提高1%,便能帶來(lái)燃煤耗量節(jié)省8%以上,減少碳排放13%,每年為國(guó)家節(jié)省相關(guān)成本投入200-300億元。
隨著中國(guó)近些年來(lái)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展與科學(xué)水平的大幅提高,我國(guó)的房建施工中存在的資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞等問(wèn)題日漸突出。在目前我國(guó)的大型的行業(yè)建設(shè)中,我國(guó)的建筑能耗占全國(guó)耗能的首位。在此種情況下,怎樣提升房建施工領(lǐng)域中的資源利用率成為重要的問(wèn)題。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,讓綠色節(jié)能技術(shù)逐漸被運(yùn)用到房建施工中來(lái)。綠色節(jié)能技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用,不僅促進(jìn)了房建行業(yè)又好又快地發(fā)展,對(duì)于我國(guó)目前建設(shè)的資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)也具有推動(dòng)意義。
1綠色節(jié)能技術(shù)
1.1綠色節(jié)能技術(shù)的定義
房建施工中的綠色節(jié)能技術(shù),指的是在房建施工的整個(gè)過(guò)程及每個(gè)階段中,在房屋建筑的質(zhì)量以及施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性得到充分保障的情況下,將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與科學(xué)合理地管理方式應(yīng)用到施工中來(lái),將資源的浪費(fèi)與對(duì)環(huán)境的破壞降到最小值,從而實(shí)現(xiàn)資源的高效合理地利用以及生態(tài)環(huán)境的平衡,最終實(shí)現(xiàn)房建工程的最大化的整體利益[1]。
1.2應(yīng)用意義及現(xiàn)狀
綠色節(jié)能技術(shù)是一種環(huán)保的施工技術(shù),更是一種綠色的施工理念,對(duì)于房建施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)工作與資源節(jié)約工作具有重要的意義,同時(shí)對(duì)于提高我國(guó)的房建工程的現(xiàn)代化的施工水平具有極大的推動(dòng)作用。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的綠色節(jié)能技術(shù)走在世界的前列,并將綠色節(jié)能技術(shù)廣泛地應(yīng)用到了房建施工中來(lái)。我國(guó)的房建施工中的綠色節(jié)能技術(shù)發(fā)展時(shí)間稍短,對(duì)于施工過(guò)程中綠色節(jié)能技術(shù)的管理與監(jiān)督也存在一定的問(wèn)題。綠色節(jié)能技術(shù)與傳統(tǒng)的施工材料相比較成本稍高,因此施工單位并不愿意將其廣泛應(yīng)用到房建施工中來(lái)。但是隨著科技的發(fā)展與國(guó)家的大力提倡,綠色節(jié)能技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)越來(lái)越廣泛。
2綠色節(jié)能技術(shù)在房建施工中的三大要點(diǎn)分析
2.1環(huán)境保護(hù)放首位
房建施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生灰塵和噪音不可避免,對(duì)于作業(yè)人員和周圍居民的身體健康會(huì)產(chǎn)生危害。因此,綠色技能技術(shù)要充分重視施工中的這個(gè)問(wèn)題,采取積極有效地措施處理好施工所造成的污染與不良影響,減少施工現(xiàn)場(chǎng)的灰塵,凈化施工場(chǎng)地的空氣,保護(hù)環(huán)境的同時(shí)做到保護(hù)居民的身體健康。
2.2施工場(chǎng)地的合理規(guī)劃
施工場(chǎng)地的合理規(guī)劃也能體現(xiàn)綠色環(huán)保的主題。在施工事前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做全面細(xì)致的考察,科學(xué)合理地布置施工場(chǎng)地。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,施工現(xiàn)場(chǎng)周圍兩百米以內(nèi)的施工材料的利用率高達(dá)70%。[2]因此要將重復(fù)使用的施工材料,如腳手架等就近放置,通過(guò)增加使用頻率來(lái)提高資源利用率。而對(duì)于施工中的道路、臨時(shí)建筑及臨時(shí)工地等進(jìn)行精確計(jì)算與合理布置,例如在靠近運(yùn)輸主干道的地方堆放施工材料,這樣能提高施工效率,減少施工時(shí)間的浪費(fèi)。
2.3節(jié)能材料的使用
節(jié)能材料的應(yīng)用,可以有效地利用科學(xué)技術(shù)來(lái)降低房建施工中的能耗。科學(xué)技術(shù)帶來(lái)生產(chǎn)力的發(fā)展與飛躍。在房建施工中,可以利用節(jié)能技術(shù)將建筑垃圾回收利用再加工,重新投入到房建施工中去。此舉可以降低房建施工中的材料能耗與施工成本,同時(shí)也能減少施工中的材料浪費(fèi),真正實(shí)現(xiàn)科持續(xù)利用與資源節(jié)約,從而提高房建施工工程的整體利益。
3綠色節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用
3.1對(duì)施工中灰塵污染的控制
房建施工中的灰塵污染不僅對(duì)施工作業(yè)人員的健康產(chǎn)生危害,而且對(duì)周圍居民的生活會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。綠色節(jié)能技術(shù)主張積極主動(dòng)地解決灰塵污染,減少灰塵對(duì)環(huán)境與人的不良影響。首先,施工人員可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行即時(shí)的灰塵數(shù)據(jù)監(jiān)控,在運(yùn)送建筑材料與建筑垃圾時(shí),可以在路面設(shè)置防塵圍欄,避免灰塵的泛濫;此外,要嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定,即施工作業(yè)趨于的灰塵高度必須小于0.5m[3]。最后,對(duì)于容易產(chǎn)生灰塵污染的其余要注意及時(shí)采取措施減少灰塵的產(chǎn)生與擴(kuò)散;要將節(jié)能吸塵器運(yùn)用在具體的施工做成中,及時(shí)清理灰塵和垃圾。最重要的是要采用綠色節(jié)能技術(shù)建立健全完善的灰塵控制計(jì)劃體系,多方面多角度地減少甚至是杜絕施工中灰塵的污染,做好環(huán)境保護(hù)的工作。
3.2對(duì)水資源的合理利用
我國(guó)水資源總量豐富,但是施工中水資源的浪費(fèi)問(wèn)題尤其嚴(yán)重。綠色節(jié)能技術(shù)在房建施工中應(yīng)用之一便是要提高水資源的利用率,實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約與再利用。因此可以采取措施加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水資源的計(jì)量監(jiān)督與控制,根據(jù)施工用水量的多少來(lái)合理建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)的供水線路,盡量縮短運(yùn)水線路的長(zhǎng)度,降低運(yùn)輸過(guò)程中造成的水資源的不必要的浪費(fèi);也可以在施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)與辦公區(qū)域可以安裝節(jié)水用具。在減少水資源浪費(fèi)的同時(shí),要運(yùn)用科學(xué)的綠色節(jié)能技術(shù)提高水資源的重復(fù)利用率,建立健全水資源的回收處理體系,讓水資源能夠循環(huán)使用,真正實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。
3.3在門窗材料上的運(yùn)用
門窗材料選擇上的運(yùn)用很能體現(xiàn)綠色節(jié)能技術(shù)的特色。門窗的性能影響了建筑的總體質(zhì)量,綠色節(jié)能的門窗材料能讓房建質(zhì)量更加符合用戶的要求。例如,門窗玻璃可以選擇低輻射鍍膜的玻璃,這種玻璃能夠降低門窗對(duì)于光照的反射率,保溫隔熱的性能最佳[4]。此外,綠色節(jié)能技術(shù)能夠根據(jù)房建施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況科學(xué)分配門窗間的比例大小,讓整體布局更加合理美觀。
4結(jié)語(yǔ)
綠色節(jié)能技術(shù)對(duì)于資源的節(jié)約、環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義。最然目前我國(guó)的綠色節(jié)能技術(shù)仍舊存在一些不足,但是綠色節(jié)能技術(shù)在房建施工中的應(yīng)用已經(jīng)是必然的趨勢(shì),因此要高度重視綠色節(jié)能技術(shù)的研究,主動(dòng)將其應(yīng)用到施工實(shí)踐中去,這樣才能快速有效地提高房屋建筑的質(zhì)量。
作者:張文 單位:昌黎縣建筑總公司
參考文獻(xiàn):
[1]劉寶才,翟曉菊.綠色節(jié)能施工技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2014(6).
建筑的節(jié)能在進(jìn)入二十世紀(jì)之后逐漸成為建筑行業(yè)的一條重要指標(biāo),是關(guān)系到經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的主要環(huán)節(jié)。節(jié)能降耗的重要性和緊迫性不言而喻,在建筑行業(yè)也得到比較良好的貫徹,節(jié)能的手段和技術(shù)也層出不窮。從建筑物的方案規(guī)劃、建筑物整體設(shè)計(jì)、施工過(guò)程的所用到的各種工藝和材料,都加入了節(jié)能的元素。在民用建筑方面,采用大型熱交換設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能是不現(xiàn)實(shí)的,所以對(duì)于墻體保溫技術(shù)的研究就顯得十分必要。
1民用建筑墻體保溫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
我們不得不面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)是,我們國(guó)家的民用建筑的節(jié)能狀況落后世界先進(jìn)水平,比如國(guó)內(nèi)常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)要比發(fā)達(dá)國(guó)家要落后。有一組數(shù)據(jù)可以說(shuō)明,假設(shè)以國(guó)外的技術(shù)指標(biāo)為參照物。從表1中可以看出,我們國(guó)家的墻面保溫能力和保溫技術(shù)都有很大的提升空間。民用建筑節(jié)能技術(shù)指標(biāo):JGJ132-2009《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)墻體的保溫技術(shù)指標(biāo)都做了比較詳細(xì)的定義,如圖1所示,對(duì)室內(nèi)平均溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。在房屋建造過(guò)程中,建筑節(jié)能要重點(diǎn)解決好外墻保溫、窗門隔溫等問(wèn)題;能利用太陽(yáng)能的建筑應(yīng)最大限度地使用這一資源,并在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑一體化,增加建筑的和諧度和美觀度,使資源能夠得到充分利用。
2民用建筑墻體保溫新技術(shù)、新材料的應(yīng)用
2.1自保溫技術(shù):熱二極管的應(yīng)用
民用建筑的墻體是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要組成部分之一,雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、費(fèi)用不高,但是對(duì)于建筑整體的保溫節(jié)能效果有直接的影響。在歐洲出現(xiàn)了一種墻體保溫節(jié)能技術(shù),在墻體中添加熱二極管,利用二極管的單向?qū)ㄐ阅軐?shí)現(xiàn)墻體的隔熱保溫效果,還有一種隨溫度隨變得動(dòng)態(tài)玻璃,綜合經(jīng)濟(jì)性能實(shí)現(xiàn)最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能,在溫度較低時(shí),使溫度保持;在溫度升高時(shí),使熱量迅速傳出去,實(shí)現(xiàn)墻體的熱量單向控制??傮w而言,就是提升熱循環(huán)系統(tǒng)的效率,通過(guò)控制墻體的散熱性能,提升民用建筑的真實(shí)保溫能力。將熱二極管作為整個(gè)建筑內(nèi)空間熱量管控的一個(gè)重要環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)于室內(nèi)溫度傳播的優(yōu)化控制。
2.2內(nèi)墻保溫的構(gòu)造技術(shù)
(1)傳統(tǒng)方法:增加墻體厚度。這種方法當(dāng)然有效的,但是耗費(fèi)的成本上升,實(shí)際效果也并不十分明顯。(2)先進(jìn)復(fù)合墻體技術(shù):也就是在傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)采用新的技術(shù)方案。第一,在傳統(tǒng)墻體材料中復(fù)合隔熱材料復(fù)合;第二、在傳統(tǒng)墻體框架結(jié)構(gòu)中采用薄壁方案,可以有效改善外墻體的保溫節(jié)能性能。
2.3外墻保溫技術(shù)
(1)單層真空型外墻涂層技術(shù):采用比較新型的材料涂在外墻,起到真空層的作用,實(shí)現(xiàn)熱量流通的控制。(2)復(fù)合多層外墻系統(tǒng)技術(shù):主要有兩種成熟的技術(shù)方案。飾面系統(tǒng)(EIFS)是多層復(fù)合的外墻保溫系統(tǒng)的一種范例,具體結(jié)構(gòu)形式如圖3所示,在1970年后逐漸流行,最先應(yīng)用于商業(yè)建筑,隨后開(kāi)始了在民用建筑中的應(yīng)用。EIFS系統(tǒng)總共有三層:第一層是保溫層,是主要組成部分;第二層是基層,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫層的支撐;第三層是最外面的一層就是覆蓋層,用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的防腐作用。隔熱水泥模板外墻系統(tǒng)(ICFS):主要機(jī)理是在外墻結(jié)構(gòu)中植入一種絕緣模板,絕緣模板的素材是聚苯乙烯泡沫塑料和水泥,二者混合配置形成,用于現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土墻或基礎(chǔ)。施工時(shí)絕緣模板用鋼筋加固,然后澆筑混凝土,使絕緣模板成為墻體的一部分,在外墻形成保溫絕熱的混凝土墻體。這種技術(shù)起到了保溫節(jié)能之外的其他功效,它可以降低噪聲侵?jǐn)_、提升降噪能力,因?yàn)橛辛私^緣模板可以形成防火層,在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以降低建筑因此造成的危害或損失。
2.4層出不窮的玻璃技術(shù)
除此之外,市場(chǎng)上開(kāi)始出現(xiàn)一種智能玻璃,通過(guò)對(duì)光的感知調(diào)整玻璃的顏色,改變玻璃對(duì)光的控制方式。在光線充足時(shí),玻璃變暗,光線不易透過(guò);光線不足時(shí),光線可以透過(guò)。這樣就可以控制室內(nèi)的溫度,以及內(nèi)外溫度的交互。
3總結(jié)
墻體的保溫主要分成自保溫技術(shù)方案、外保溫技術(shù)方案、內(nèi)保溫技術(shù)方案和玻璃墻體技術(shù)方案。前面三種方案都是在傳統(tǒng)墻體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的改進(jìn),在墻的不同位置采用了不同的保溫節(jié)能技術(shù)手段,而且就墻體施工而言相對(duì)容易,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)影響較小。比如,外保溫的方式施工便利,只需在主體施工完畢之后執(zhí)行即可,而且對(duì)于墻體的平整程度要求不高,施工的成本不會(huì)有很大的提升。而新興玻璃技術(shù)的研發(fā)正方興未艾,因此墻體節(jié)能保溫技術(shù)未來(lái)仍然可期。
作者:梁可 單位:中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司
參考文獻(xiàn):
[1]王愛(ài)兵.淺析建筑節(jié)能現(xiàn)狀及建筑節(jié)能新技術(shù)[J].城市建筑,2013(16).
引言
二十世紀(jì)以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高,能源的消耗量越來(lái)越大。同時(shí),隨著能源的消耗量增大,地球上碳的排放量也愈發(fā)升高,導(dǎo)致地球氣候的改變,如果不加以重視,將對(duì)人類的生產(chǎn)生活甚至生存條件帶來(lái)不可挽回的損失[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類從自然界所獲得的50%以上的物質(zhì)原料用來(lái)建造各類建筑及其附屬設(shè)施,這些建筑在建筑及其使用的過(guò)程中消耗了獲得能源的50%左右[2]。就我國(guó)而言,每年建筑耗能的數(shù)值都是非常巨大的,建筑節(jié)能的潛力也非常巨大。
1建筑能耗的組成
建筑能耗一般理解為建筑材料的生產(chǎn)制造,建筑物的建設(shè)施工,一直到建筑物使用全過(guò)程,包括報(bào)廢拆除過(guò)程中所消耗的能源[3]。本文中取其狹義理解建筑使用能耗,即建筑物在使用過(guò)程中消耗的能源。一般的商業(yè)建筑中,照明系統(tǒng)的能耗大概占10%-20%,空調(diào)系統(tǒng)耗能40%-60%,其他能耗占30-40%[4]。
2建筑節(jié)能技術(shù)的分類
建筑節(jié)能技術(shù)分為兩類,第一類為主動(dòng)式節(jié)能,即建筑在其運(yùn)行的過(guò)程中,建筑內(nèi)設(shè)備的節(jié)能。第二類是被動(dòng)式節(jié)能,即直接利用陽(yáng)光、風(fēng)力、氣溫、濕度、地形、職務(wù)等自然條件,通過(guò)優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)來(lái)降低建筑能耗。本文主要的研究對(duì)象為主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)。
3智能建筑主動(dòng)式節(jié)能探討
相對(duì)普通建筑而言,智能建筑想要實(shí)現(xiàn)其功能必須安裝大量的傳感器,并且進(jìn)行連續(xù)不斷的運(yùn)行,從這點(diǎn)上來(lái)看,智能建筑相對(duì)普通建筑要消耗更多的能源。不過(guò),這部分的能源消耗可以通過(guò)智能建筑的設(shè)備運(yùn)行改良以及管理提升抵消,進(jìn)而減少能源的消耗。本文選擇了“耗電大戶”空調(diào)、照明運(yùn)行節(jié)能技術(shù)以及管理節(jié)能技術(shù)進(jìn)行探討。
3.1空調(diào)節(jié)能技術(shù)
在現(xiàn)有的智能建筑中,一般都會(huì)在空調(diào)系統(tǒng)中安裝各種類型的傳感器,主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器等。通過(guò)數(shù)據(jù)采集可以隨時(shí)讀取各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)??照{(diào)系統(tǒng)的DDC(直接數(shù)字控制器)跟據(jù)各種傳感器上傳的數(shù)據(jù)對(duì)建筑負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)來(lái)控制空調(diào)的開(kāi)關(guān)、啟停,從而調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度、空氣品質(zhì)以及熱源的制冷、制熱量??照{(diào)節(jié)能技術(shù)中,最大限度的利用自然冷量來(lái)替代人工冷源達(dá)到節(jié)能目的,即空氣側(cè)節(jié)能器使用非常廣泛??照{(diào)DDC控制系統(tǒng)根據(jù)室外新風(fēng)的狀態(tài)來(lái)判斷空氣節(jié)能器模式的開(kāi)啟和關(guān)閉。開(kāi)啟或關(guān)閉的條件有四個(gè)辦法,一是焓差法,即當(dāng)室外新風(fēng)比焓比回風(fēng)比焓小的時(shí)候,啟動(dòng)空氣節(jié)能器,反之關(guān)閉。二是固定焓法,即將室外新風(fēng)比焓與某個(gè)固定的比焓相比,來(lái)決定是否啟動(dòng)或者關(guān)閉空氣節(jié)能器模式。三是溫差法,即新風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度的時(shí)候,關(guān)閉空氣節(jié)能器模式,反之開(kāi)啟。四是固定溫度法,即新風(fēng)溫度24度以上關(guān)閉空氣節(jié)能器模式[5]。以上四種方法中焓差控制法技能效果好于溫差控制法,但是設(shè)備價(jià)格和維護(hù)成本高,綜合來(lái)看固定溫差法較好。空調(diào)系統(tǒng)中泵和風(fēng)機(jī)的能源消耗較大,需要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。根據(jù)溫度傳感器的數(shù)值和現(xiàn)有建筑環(huán)境的情況和經(jīng)驗(yàn)得到預(yù)熱和預(yù)冷以及散熱和散冷所需要的時(shí)間,將該時(shí)間加入風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停止控制中,保證了風(fēng)機(jī)節(jié)能的效果和室內(nèi)溫度的舒適度。水泵的變頻控制和死區(qū)設(shè)置對(duì)水泵的保養(yǎng)和節(jié)能有重要意義。至于多臺(tái)機(jī)組的聯(lián)調(diào)節(jié)能問(wèn)題,通過(guò)保證各臺(tái)機(jī)組的工作時(shí)間基本一致以及根據(jù)需求的制冷量來(lái)控制機(jī)組運(yùn)行的數(shù)量,節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
3.2照明節(jié)能技術(shù)
在非商業(yè)化建筑中(如學(xué)校,住宅),建筑能耗中,照明能耗占據(jù)很高比例。照明系統(tǒng)采用最優(yōu)設(shè)計(jì)方案以及先進(jìn)的控制系統(tǒng)既可以降低能源的消耗,也能提高燈具的壽命和維保費(fèi)用。智能照明系統(tǒng)中,主要的傳感器是光照度傳感器和紅外線傳感器,分別采集室內(nèi)的照度信息和是否有人。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)或者有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī),單片機(jī)根據(jù)事先設(shè)定的控制邏輯對(duì)燈具的驅(qū)動(dòng)電源pwm波的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié),從而調(diào)節(jié)燈具的亮度??刂七壿嫲ú杉覂?nèi)外的照度與設(shè)定的照度進(jìn)行比較,再加上紅外線傳感器確定的室內(nèi)人員的信息,來(lái)決定燈具調(diào)亮或者調(diào)暗甚至關(guān)閉,保持室內(nèi)照度環(huán)境的穩(wěn)定。同時(shí)還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制,杜絕長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象,從而降低照明所需的能耗。
3.3管理節(jié)能
在建筑物的運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)有效的管理對(duì)能源消耗的減少有積極作用。能源管理系統(tǒng)是管理節(jié)能一個(gè)最有力的武器。能源管理系統(tǒng)首先通過(guò)各種傳感器采集供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、冷戰(zhàn)系統(tǒng)等建筑設(shè)備運(yùn)行的各種數(shù)據(jù),通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中央控制器。中央控制器與電腦連接后,電腦將讀出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),形成建筑運(yùn)行的原始數(shù)據(jù)庫(kù)。然后通過(guò)專業(yè)的軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行管理,分析。首先可以通過(guò)實(shí)時(shí)獲取在線的數(shù)據(jù),判斷建筑的設(shè)備運(yùn)行是否合理節(jié)能,通過(guò)自動(dòng)故障定位、聲光報(bào)警的方式提醒不正常工作的區(qū)域,甚至通過(guò)控制器參與設(shè)備的運(yùn)行。其次離線的數(shù)據(jù)為事后的分析,計(jì)算提供強(qiáng)大的一線數(shù)據(jù)支持。可以通過(guò)橫向和縱向?qū)Ρ?,生成曲線全面了解建設(shè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),掌握建筑運(yùn)行能耗的分配、構(gòu)成,找到能耗大戶和能耗的關(guān)鍵點(diǎn),為進(jìn)行精準(zhǔn)的控制策略提供支持,從而實(shí)現(xiàn)水電氣等能源合理的消費(fèi),降低各種設(shè)備的維護(hù)成本和壽命。管理節(jié)能中,節(jié)能政策、節(jié)能意識(shí)甚至工程技術(shù)人員的素質(zhì)都對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生影響。所以組織相關(guān)專家對(duì)運(yùn)行管理人員進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo),培養(yǎng)具有節(jié)能意識(shí),技術(shù)過(guò)硬的運(yùn)行管理人員對(duì)提高建筑物的節(jié)能效果具有顯著作用[6]。
4結(jié)語(yǔ)
智能建筑節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的系統(tǒng)工程,涉及到的范圍非常的廣泛,需要對(duì)整個(gè)建筑的運(yùn)行有相當(dāng)?shù)牧私?,通過(guò)節(jié)能意識(shí)的普及、各種節(jié)能技術(shù)的發(fā)展等來(lái)共同提高建筑節(jié)能的技術(shù)。
參考文獻(xiàn):
木南區(qū)2001年投入開(kāi)發(fā),2007年12月重組后并入新木采油廠管理。共有區(qū)塊14個(gè),含油面積48.27平方千米,由于歷史原因木南區(qū)采油工藝基礎(chǔ)工作薄弱,業(yè)務(wù)管理工作與木頭油田老區(qū)相比存在一定差距。2012年老區(qū)機(jī)采系統(tǒng)效率達(dá)到25.6%,木南區(qū)僅為13.5%,在節(jié)能降耗方面工作存在較大的空間。
一、區(qū)塊存在的主要問(wèn)題
1、低產(chǎn)低效井多
采油大隊(duì)目前所開(kāi)發(fā)的區(qū)塊都屬特低滲透油藏,單井產(chǎn)量低,平均日產(chǎn)液5.3t/d,日產(chǎn)液小于1t/d油井有45口,有41口泵效小于20%;日產(chǎn)液1~2t/d油井有84口,76口油井泵效小于20%;日產(chǎn)液2~3t/d油井有76口,60口油井泵效小于20%。泵效小于20%的油井有200口,其中日產(chǎn)液小于3t/d有177口,占總數(shù)的88.5%。
2、油井供排不協(xié)調(diào),工作參數(shù)偏大
造成低效井大量存在的主要原因是單井產(chǎn)量低;其次是工作參數(shù)偏大。油井工作參數(shù)不合理是導(dǎo)致井下效率低的重要原因。采油大隊(duì)平均泵效只有30.9%,其中泵效低于20%的油井有200口。需要降沖次生產(chǎn)油井有230口,其中降為2.5次生產(chǎn)的油井80口井,2.5-3.5次有100口,3.5-4.5次有50口井。
3、大馬拉小車問(wèn)題嚴(yán)重
特低滲透油田投產(chǎn)初期的產(chǎn)量都比較高,隨抽油機(jī)配備電機(jī)功率較高,但油田遞減迅速,隨著油田開(kāi)發(fā)程度的加深,大馬拉小車問(wèn)題日益突出。電機(jī)平均負(fù)載率20%。電機(jī)負(fù)載率低于20%的油井占總井?dāng)?shù)的38%,需要采取降低裝機(jī)容量的辦法,如更換小功率多極數(shù)電機(jī)。
4、機(jī)電設(shè)備老化,功率因數(shù)低,節(jié)能控制設(shè)備應(yīng)用數(shù)量少
木南油井平均功率因數(shù)0.42,功率因數(shù)低于0.7的井有463口井,其中小于0.3的有160口井。部分抽油機(jī)和配電設(shè)備老化嚴(yán)重,設(shè)備更新跟不上,節(jié)能配電箱數(shù)量少。需要安裝功率因數(shù)和電機(jī)效率高的節(jié)能電機(jī)。
二、工藝技術(shù)研究
1、圍繞供排協(xié)調(diào)之間關(guān)系,開(kāi)展提高系統(tǒng)效率研究
(1)低產(chǎn)井經(jīng)濟(jì)泵效研究
明確低產(chǎn)井經(jīng)濟(jì)泵效,為工作制度優(yōu)化和宏觀管理提供依據(jù)。對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,油井低泵效,尤其泵效小于20%時(shí),泵效對(duì)井下效率的影響呈線性變化;當(dāng)泵效大于40%時(shí)油井噸液耗電變化不大,所以低產(chǎn)井經(jīng)濟(jì)泵效20%~40%。
(2)工作參數(shù)對(duì)系統(tǒng)效率的影響評(píng)價(jià)
不同工作制度組合,不同的理排對(duì)系統(tǒng)效率的影響很大。沖次對(duì)輸入功率和系統(tǒng)效率的影響呈線性關(guān)系。
2、圍繞供排協(xié)調(diào)關(guān)系,節(jié)能設(shè)備更新與調(diào)沖次結(jié)合應(yīng)用
(1)稀土永磁電機(jī)
性能特點(diǎn):在電機(jī)轉(zhuǎn)子體內(nèi)應(yīng)用了稀土釹鐵硼磁鋼(NdFeB),以磁鋼的固有磁場(chǎng)作為勵(lì)磁源,轉(zhuǎn)子本身不再需要?jiǎng)?lì)磁,減少了電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁損耗。
應(yīng)用效果:在采油七隊(duì)安裝48臺(tái)、采油十一隊(duì)安裝85臺(tái)、采油十二隊(duì)安裝32臺(tái),共計(jì)165臺(tái),單臺(tái)日節(jié)電38.95度,累計(jì)節(jié)電38.53萬(wàn)度,泵效平均提高12.5%,系統(tǒng)效率平均提高7.6%。
典型井分析:前60井,安裝前后功率曲線。從左下圖可以看出,電機(jī)峰值功率下降40%,且功率因數(shù)提高1倍。
(2)直線抽油機(jī)
直線抽油機(jī)性能特點(diǎn):該設(shè)備改變了常規(guī)游梁式抽油機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu),采用智能控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)光桿的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),改變了常規(guī)抽油機(jī)的皮帶傳動(dòng)方式,采用聯(lián)軸器將電機(jī)與減速器連接在一起,改變了常規(guī)抽油機(jī)曲柄平衡、游梁平衡等平衡方式,采用砝碼式平衡,并通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)沖程、沖次的智能無(wú)級(jí)調(diào)整。
應(yīng)用效果:在采油十二隊(duì)安裝20臺(tái),單臺(tái)日節(jié)電34.84度,累計(jì)節(jié)電3.78萬(wàn)度,泵效平均提高35.1%,系統(tǒng)效率平均提高15%。
典型井分析:前+12-6井,從下圖可以看出,下沖程過(guò)程中,電機(jī)功率比較小。平均單井日節(jié)電為32.16kw.h。
(3)智能間抽控制器
性能特點(diǎn):該設(shè)備通過(guò)高分辨率的傳感器檢測(cè)抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù),根據(jù)抽油機(jī)的上、下行電流變化準(zhǔn)確地描繪出抽油機(jī)的加、卸載過(guò)程,自動(dòng)為抽油機(jī)選擇最佳的工作方案(開(kāi)抽時(shí)間),達(dá)到節(jié)能的目的。
應(yīng)用效果:在采油七隊(duì)和采油十一隊(duì)各安裝10臺(tái),共計(jì)20臺(tái),經(jīng)過(guò)測(cè)試,單臺(tái)日節(jié)電48.2度,累計(jì)節(jié)電6.56萬(wàn)度,泵效平均提高6%,系統(tǒng)效率平均提高7.4%。
從應(yīng)用效果來(lái)看,該設(shè)備能夠自動(dòng)控制抽油機(jī)啟動(dòng)、停抽時(shí)間,達(dá)到節(jié)能的目的。從設(shè)備安裝前后的數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看,該在設(shè)備控制下,抽油機(jī)的開(kāi)井時(shí)間與人工開(kāi)井時(shí)間基本相同,而且安裝前后,油井產(chǎn)量變化不大,可以替代人工操作。缺點(diǎn)是由于無(wú)法準(zhǔn)確了解某一時(shí)間內(nèi)抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),給油井計(jì)量和測(cè)試工作帶來(lái)不便,在一定程度上增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3、提高抽油機(jī)日常管理水平
前言:結(jié)合我國(guó)實(shí)際狀況可知,隨著電能生產(chǎn)主要來(lái)源――煤炭資源儲(chǔ)量的不斷減少,能耗控制逐漸成為各行各業(yè)面臨的一種共性問(wèn)題。交流接觸器作為一種重要的低壓控制電器,降低其電磁系統(tǒng)消耗的電能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)此,可以在充分分析現(xiàn)有可用節(jié)能裝置的基礎(chǔ)上,將可行的交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的方案確定出來(lái)。
一、交流接觸器電磁系統(tǒng)的交流工作特性
在交流操作狀態(tài)下,交流接觸器電磁系統(tǒng)的工作特性主要包含以下幾種:
(一)電磁系統(tǒng)電磁吸力變化頻率與激勵(lì)頻率關(guān)系特性
在運(yùn)行狀態(tài)下,交流接觸器電磁系統(tǒng)中電磁吸力的變化頻率為激勵(lì)頻率參數(shù)的2倍。這種特性是引發(fā)交流接觸器電磁系統(tǒng)能耗的原因之一。
(二)低起動(dòng)時(shí)間特性
通過(guò)對(duì)交流接觸器運(yùn)行過(guò)程的檢測(cè)可以發(fā)F,該設(shè)備起動(dòng)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間大多在20-80ms時(shí)間段內(nèi)。在實(shí)際工作中,交流接觸器多處于吸合保持狀態(tài)。因此,交流接觸器電磁系統(tǒng)的能耗也主要發(fā)生在吸合狀態(tài)中。
(三)高激磁功率特性
就交流接觸器而言,高激磁功率參數(shù)是引發(fā)交流接觸器電磁系統(tǒng)銜鐵產(chǎn)生電磁吸力的基礎(chǔ)。而就吸合操作而言,其激磁功率的數(shù)量級(jí)為10-2mm[1]。這種鮮明的差距為節(jié)能技術(shù)在交流接觸器電磁系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
二、交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
這里主要從以下幾方面入手,對(duì)交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析:
(一)既有節(jié)能裝置
就我國(guó)目前情況而言,可被應(yīng)用于交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)優(yōu)化方面的節(jié)能裝置主要包含以下幾種:第一,節(jié)電型交流接觸器裝置。目前我國(guó)市面上已經(jīng)出現(xiàn)了永磁吸持式、機(jī)械鎖扣式等多種型號(hào)的節(jié)電裝置;第二,節(jié)電器裝置。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,該裝置可以利用自身的輔助觸頭增加按鈕,實(shí)現(xiàn)降壓帶點(diǎn)保持、通電吸合。相對(duì)于傳統(tǒng)帶電狀態(tài)而言,節(jié)電器的應(yīng)用可以從一定程度上降低交流接觸器電磁系統(tǒng)所需的能耗。
(二)基于節(jié)能技術(shù)的交流接觸器電磁系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)方面
基于節(jié)能技術(shù)的交流接觸器電磁系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)主要包含以下幾種:
1.節(jié)電率指標(biāo)
就無(wú)功節(jié)電率方面而言,交流接觸器電磁系統(tǒng)在無(wú)功狀態(tài)下的節(jié)電率參數(shù)包含0-95%的二級(jí)水平和95%-100%的一級(jí)水平。就有功節(jié)電率方面而言,交流接觸器電磁系統(tǒng)的有功節(jié)電率主要包含七級(jí)(0-50%)、六級(jí)(50%-60%)、五級(jí)(60%-70%)、四級(jí)(70%-80%)、三級(jí)(80%-90%)、二級(jí)(90%-95%)、一級(jí)(95%-100%)[2]。
2.動(dòng)作性能指標(biāo)
為了保證基于節(jié)能技術(shù)交流接觸器在電力系統(tǒng)中的有效性應(yīng)用,這類設(shè)備的動(dòng)作性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該處于原本設(shè)備的動(dòng)作范圍之內(nèi)。
3.操作頻率指標(biāo)
相對(duì)于傳統(tǒng)的交流接觸器而言,節(jié)能型交流接觸器更適合被應(yīng)用在接觸不頻繁的電力系統(tǒng)中(閉合操作與關(guān)斷操作頻率較低)?;诠?jié)能技術(shù)的交流接觸器電磁系統(tǒng)的最佳操作頻率指標(biāo)為3-60次/h[3]。
(三)基于節(jié)能技術(shù)的交流接觸器電磁系統(tǒng)特點(diǎn)方面
基于節(jié)能技術(shù)的交流接觸器電磁系統(tǒng)應(yīng)該具有以下特點(diǎn):
1.輔助觸頭占用性特點(diǎn)
結(jié)合目前市面上較為常見(jiàn)的節(jié)電器裝置可知,其節(jié)能作用建立在占用交流接觸器輔助觸頭的基礎(chǔ)上。基于上述情況可以判斷,基于節(jié)能技術(shù)的交流接觸器電氣系統(tǒng)同樣應(yīng)該具有占用輔助觸頭特點(diǎn)。
2.低吸持功率特點(diǎn)
通過(guò)對(duì)交流接觸器電磁系統(tǒng)工作流程的分析可知,能耗主要是在電磁系統(tǒng)的吸持環(huán)節(jié)產(chǎn)生的。因此,交流接觸器電磁系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)可以通過(guò)降低吸持過(guò)程的吸收功率來(lái)實(shí)現(xiàn),即通過(guò)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)斷開(kāi)交流接觸器設(shè)備的保持電路與起動(dòng)電路。
(四)交流接觸器電磁系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)方案
結(jié)合上述分析可知,可行的交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案主要包含以下幾種:
1.機(jī)械結(jié)構(gòu)變更方案
在這種節(jié)能技術(shù)方案中,需要在交流接觸器中增設(shè)脫扣線圈和鎖扣裝置。在交流操作工程中,當(dāng)交流接觸器的電磁系統(tǒng)出現(xiàn)吸合變化時(shí),會(huì)立刻被事先增設(shè)的鎖扣扣住,進(jìn)而避免吸合過(guò)程產(chǎn)生一定能耗。
2.交流控制調(diào)整方案
這種節(jié)能技術(shù)方案是指,將交流接觸器電磁系統(tǒng)吸合狀態(tài)下的交流控制調(diào)整為直流控制。在直流控制狀態(tài)下,電磁系統(tǒng)線圈中產(chǎn)生的銅損參數(shù)和鐵損參數(shù)相對(duì)較小?;谏鲜霈F(xiàn)象,整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中交流接觸器電磁系統(tǒng)消耗的能耗相對(duì)較少。
3.電磁系統(tǒng)鐵心改良方案
這種節(jié)能技術(shù)方案設(shè)置,利用剩磁大的磁性材料對(duì)原本交流接觸器電磁系統(tǒng)內(nèi)部的鐵心進(jìn)行合理改良。在改料鐵心材料的同時(shí),還應(yīng)該對(duì)交流接觸器內(nèi)部的起動(dòng)電路進(jìn)行優(yōu)化,使得交流接觸器能夠完全利用剩磁使得自身的電磁系統(tǒng)在交流操作中始終處于吸合狀態(tài)[4]。從電流角度來(lái)講,針對(duì)交流接觸器的電磁系統(tǒng)應(yīng)用這種節(jié)能技術(shù)方案之后,電磁系統(tǒng)吸持狀態(tài)時(shí)電磁線圈的電流參數(shù)為0,因此可以認(rèn)為:該節(jié)能技術(shù)方案的節(jié)能效果較為明顯。
結(jié)論:在工作過(guò)程匯總,交流接觸器的電磁系統(tǒng)需要消耗較多的電能。為了改善這種現(xiàn)象,充分發(fā)揮交流接觸器的控制功能,可以根據(jù)交流接觸器電磁系統(tǒng)的工作特性,選擇電磁系統(tǒng)改良方案、機(jī)械結(jié)構(gòu)變更方案、交流控制調(diào)整方案,將其應(yīng)用在交流接觸器電磁系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改良工作中。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明,上述節(jié)能技術(shù)方案的應(yīng)用,可以顯著降低交流接觸電磁系統(tǒng)在工作狀態(tài)中消耗的電能。
參考文獻(xiàn)
[1]黃世澤,郭其一,柯伯湘,朱諒. 交流接觸器電磁系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究[J]. 低壓電器,2013,10:19-22.