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[Abstract]: in industrial production, instrument plays a very important role, known as the "multiplier production". The main method to reduce automation instrument loss: the use of high performance devices such as low loss meter, control liquid contact resistance and the reasonable adjustment method.
[keyword]: industrial automation instrumentation; use; energy saving method
中圖分類號:TH86文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1 前言
當前,應用先進的技術、優化工藝流程已經成為了自動化儀表節能的主要方法。然后在使用過程中體現儀表的節能去不多見。在實際的工業生產中,節能與儀表卻息息相關。例如:為克服石油化工企業中輸送阻力損失,每年都要損失電力的近五分之一。因此,儀表在使用過程中的節能是很有挖掘潛力的。儀表節能主要有以下幾個方面的方法:
2儀表接液阻力的控制
由于流體與儀表在石油化工的生產過程中直接接觸從而產生阻力,這些阻力的產生帶來了大量的能耗,并且阻力與能耗成正比,即阻力越大,能耗也就越大。調節閥和流量計在流體產生的阻力中是管道中產生阻力比重最高的部件。因此,如何減少接液儀表的阻力也成為了節能的重點。[1]
2.1直徑比的增大
節流裝置是各種流量測量裝置中應用最為廣泛的一種。尤其是在石油化工行業中,其應用可達到節流裝置的三分之二以上。因為實際的流體是有一定的粘性的,因此節流件中有流體通過時,有一部分能量會損耗在節能件上,隨后形成漩渦,或者消耗在克服摩擦阻力上,因此,液體在通過節流件后的靜壓力會有一定的損失,并且不能完全恢復成原樣。因此,可以看出壓力損與直徑比是成反比的關系,直徑比越大,壓力損卻會越小,這樣也有利于節能。
2.2 減低閥阻比
調節閥的閥阻比的定義是壓降與管路總壓降之比,在閥全開狀態下的數值。其一般會以S 表示,S 的值與在閥們上損失的能量成正比。S 值的經驗數據時一般不低于0.3,而閥組比通常的選值范圍一般是0.3~0.5,而經過數據統計,閥組比則相對較高的是氣體的閥組比,其通常為0.5 以上。[2]
在石化化工生產中調節閥控制實施流量的功能是十分廣泛的,而且通過減低閥組比的值可有效的降低應用過程中產生的泵的電力消耗。
3調節閥的代替
為了達到離心泵出口流量的控制,在石油化工的生產過程中,按照一定的規律( PI,PID)控制調節器,同時調節閥也能夠起到控制,改變開度流量的目的。
然而,這種方案也是有以下幾個缺陷的。第一,能源損耗。變阻力元件是可以帶來損耗的原件,因此有一定的耗能。第二,經濟的損耗。為了配合調節閥的工作,泵出口側面常常安置有一個截止閥,而這個閥門就會帶來經濟的損耗。因此,為了適合適應負荷變化的要求,泵的選擇就一定要有一定的余量,這就帶來的與經濟性的沖突。
現如今,電子及計算機技術飛速發展,也帶動了效節能的變頻調速器的發展,使它們也逐漸上了世界的舞臺。高性能變頻調速器是一種又經濟、有理想的調節回路。將以往的控制泵的出口改變成現在的控制變頻調速器。其特點有三點:第一,安裝的優點。它是一種無阻力、非接觸的安裝。第二,控制的優點。由變頻調速器直接控制控制泵的轉速,因此能夠輕易的達到控制流量的目的。第三調節品質的優點。因為變頻調速器的功能是大范圍無級調速,因此可以省去調節閥等一階滯后環節,使調節更加的快速。[3]
依據原有選取調節閥上壓降的原則以及選用機泵的原則。變頻調速器的應用可以省去百分之三十的電能消耗,這對于原有的因選泵帶來的經濟損失。并且在一些生產負荷低的生產中,其節能的效果更加明顯。此外,因為泵一直處在一種相對輕載工況下運行的,其對于泵的保養也有一定的好處。其有一定的延長機泵使用壽命的作用。選取這種變頻調速器,雖然是薄膜調節閥的三到四倍,對于投資來講,可能相對較大。但是,它的高效性、以及節能性。因此投資回收就比較短,通常在一年之內便可收回成本。因此,他的優點也是顯而易見的。
4 低壓損或無壓損的儀表
對于能源的節約產生來講,應用于流量測量高于百分之七十的流裝置因為壓損過大,帶來的損耗過大。因此,流量測量高于百分之七十的流裝置顯而易見。隨著人們節能環保意識的不斷提升,人們逐漸意識到了低壓損或無壓損的儀表的重要性。例如:笛形均速管流量計、旋渦流量計等等。他們在工業上都有著明顯的優勢。而笛形均速管流量計就是其中的佼佼者,它也被稱為阿牛巴流量計。因為它的造價低廉、壓損微小、安裝使用方便等優點,被廣泛的應用。
孔板流量計與笛形均速管流量計相較,兩種流量計雖然工作原理基本相同,但是笛形均速管流量計卻有著明顯的優勢——節能效果更加明顯。在一般情況下,對同一流量進行測量時,產生的壓損僅僅只有另一種流量計的五十分之一,差壓還不到另一種流量計的百分之五。
因此,我們也可以發現,永久壓損笛形均速管流量計與孔板流量計相比及其的微笑,甚至基本可以忽略。如果用連續作業的能量消耗進行比較,笛形均速管流量計可減少至少百分之九十五的能量消耗,這也突出了笛形均速管流量計的優點。
5 優化調節方案
改變調節閥的安裝位置換熱器上安裝調節閥之前, 因為調節閥本身也有壓損因此可以降低換熱器的物料的壓力,如此一來,換熱器中就可以在較低的溫度下進行冷物料的汽化,蒸汽用量也因此大大的減少,節約能源的效果也得以實現。
6 小結
在信息時代的今天,計算機技術,網絡技術,自動化儀表等高新技術也在飛速發展和進步中,工業自動化儀表技術也在不斷地進步,節約能源、領域不斷拓寬也已經成為人們普遍關注的問題。在工業自動化儀表的使用方法和技術的更新,可以有效地節省能源的消耗,提高企業的經濟效益。
【參考文獻】
工業鍋爐是我國重要的熱能動力設備,我國也是當今生產和使用鍋爐最多的國家。在未來發展過程中,我國的主導產品仍舊是燃煤工業鍋爐,其中比較多的就是中、大容量鍋爐。但是利用燃煤鍋爐會產生嚴重的污染,近些年能源供應結構不斷發生變化,對于節能環保的要求也隨之變得越來越嚴格。產業發展的必然趨勢就是利用清潔燃料和潔凈燃料技術,利用低污染工業鍋爐。
一、工業鍋爐在節能減排方面存在的問題
(一)高熱量高污染
鍋爐的容量比較小,其熱效率比較低。近些年我國不斷提升了熱電聯產項目水平,但是在總體上看,小容量鍋爐所占比重仍舊較高,但是大多數鍋爐的運行負荷比較低,產生不完全燃燒的情況,增大了熱損失,嚴重影響運行效率。大部分燃煤工業鍋爐使用的煤炭都是沒有進行過預處理,無法保證其粒度和熱值等。工業鍋爐通常以層燃為主,但是缺乏適應性,如果煤種發生變化,鍋爐的運行特性也會發生改變,影響了鍋爐運行效率。排煙溫度比較高,污染也比較高,企業當前利用的有機熱載體鍋爐比較多大多都是利用層燃的方式,排煙溫度通常都是保持在300℃以上,會產生大量的高溫煙氣和粉塵,嚴重污染環境,造成嚴重的熱量流失問題,
(二)自控裝置的水平比較低
鍋爐運行自控裝置的工作水平比較低,當前我國利用的工業鍋爐普遍沒有安裝檢測儀表,操作人員將鍋爐燃燒工況進行調整的過程中,或者其負荷發生變化,具體的數據是無法掌握的,因此無法根據符合的變化將鍋爐的運行狀況進行調整,這樣就限制了鍋爐和電機的運行,導致浪費的情況發生。
(三)能源嚴重浪費
當前我國內能源浪費的情況仍舊比較嚴重,我國能源結構的主體就是煤,因此燃煤工業鍋爐在我國仍舊屬于主導產品,那么燃煤工業鍋爐也是煤煙型主要污染源。通過相關統計,當前我國利用的工業煤爐已經達到了50多萬,燃煤鍋爐達到了48萬臺,占據工業鍋爐總容量的85%,平均容量達到了3.4蒸噸每個小時。在我國大氣污染防治重點城市當中仍舊存在20多萬臺燃煤工業鍋爐,工業鍋爐主要是在工廠動力和建筑采暖等領域進行應用。
二、工業鍋爐設計中節能減排及實現方案
(一)分層給煤技術
利用分層給煤技術,使用重力篩選將原煤中塊煤、末煤自下而上松散地分布在爐排上,有利于爐排通風、改善燃燒狀況,提高煤的燃燒率,減少爐渣含碳量。
(二)節能爐拱
合理選擇布置爐膛內前后拱形式和位置,雙人字形爐拱由人字形前拱和人字形后拱組成,這種爐拱組合能使后拱區的高溫煙氣沖向前拱區,并形成強烈旋轉的渦流使煙氣中的可燃氣體與氧氣充分混合而完全燃燒,從而使前拱的溫度大大提高,輻射到新煤上的熱量也增強,加之后拱高溫煙氣深入到前拱區的直接引燃作用,保證了新煤的順利著火。由于爐溫高,加之超低長后拱的保溫促燃作用,如果再輔以相應的配風方式(推遲配風),就能使殘碳燃燒干凈。通過配風與雙人字形爐拱的配合,巧妙組織爐內燃燒動力場,使鍋爐在寬煤種的范圍內均可保證較好的燃燒。
(三)合理配風改進風
室進口,在進口處用喇叭口連接,消除渦流現象。沿爐排寬度方向的風道上安裝均流擋板或改為等壓風倉,使靜壓分布相近,橫向配風均勻。對于較大型的鏈條爐,采用雙面進風,以降低進口的水平速度,使沿爐排寬度方向配風均勻。
(四)變頻控制技術
變頻調速的原理就是將交流電整流成直流電,經過平滑濾波,再經逆變回路把直流變成頻率可調的交流電,使電機獲得無級調速所需的電壓、電流頻率。采用變頻調速,根據負荷的變化,由微機控制電機的轉速,既能滿足不同負荷條件下鍋爐水位和燃燒調節的需要,又可以將閥門擋板開到最大,管路阻力減到最小,明顯降低電能的消耗。使用這種方法具有效率高、調速范圍大、無級調速、節能等特點。
(五)鍋爐蓄熱器
為消除供汽鍋爐負荷的較大波動,穩定供汽壓力,提高鍋爐的運行熱效率,可在供汽系統中設置蓄熱(蒸汽)裝置,使鍋爐連續地按滿負荷或某一穩定的負荷運行。當外界用汽負荷低鍋爐供汽有多余時,將熱能儲蓄于蓄熱裝置;在發生高峰負荷鍋爐供汽不足時,蓄熱裝置釋放出所蓄熱能以補不足。這樣就使鍋爐負荷不必跟隨用汽負荷的波動而變動,在相對穩定的燃燒工況下達到最佳的運行熱效率。
三、結束語
我國經濟發展速度雖然越來越高,但是能源對于經濟發展具有很大的制約作用,我國節能重點就是工業鍋爐節能損耗。結合本文給出的具體措施可以使鍋爐效率得到有效的提高,使工業鍋爐能源消耗不斷降低。
【中圖分類號】U676.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)08-0144-02
我國是一個能源消耗大國,同時又是一個能源相對匱乏的國家之一,因此從一個戰略的高度大力提倡節能降耗是一個利國利民、造福后代的偉大工程,節能降耗也是緩解中國資源約束的根本出路。由于鍋爐司爐人員的工作環境條件較差、勞動強度較大,文化水平較高的專業技術人員一般不愿意從事這份工作,因此我市轄區工業鍋爐大部分司爐人員的專業文化水平較低,以初中文化的人員偏多,造成鍋爐給水化學水處理工作嚴重滯后,導致鍋爐結生水垢十分嚴重,使鍋爐的燃料損耗大幅增加,而我市造成鍋爐燃料損耗增加的主要原因也是由于水垢的影響。在現今我國能源十分緊張的情況下,解決這種不合時宜的嚴重耗能的做法已迫在眉睫。
1 工業鍋爐的水質要求
為確保低壓工業鍋爐(工作≤2.5Mpa的鍋爐)的安全運行,工業鍋爐的水質應當符合鍋爐水處理監督管理規則及GB1576-2001《低壓鍋爐水質》的要求,按照相關標準及有關規則的要求,蒸汽工業鍋爐的給水應采用鍋外水處理方法,而現在普遍采用的是鍋外鈉離子交換水處理方法,它的原理為:當含有易形成水垢(硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽等)的Ca2+、\Mg2+離子的原水經過鈉離子交換劑層時,水中的Ca2+、\Mg2+離子與交換劑中的Na+離子進行交換,使被處理給水中的硬度降低到符合國家標準的要求;鈉離子交換又是一種可逆的化學反應過程,隨著鍋爐給水在離子交換器中軟化過程的不斷進行,交換劑中的鈉離子逐漸被給水中的Ca2+、\Mg2+離子置換出來,出水硬度也逐漸升高,當交換劑中絕大部分鈉離子被置換出來,出水硬度超過某一值后,已不符合水質標準要求,這時稱之交換劑“失效”,此時需用含有大量鈉離子的食鹽水對交換劑進行還原(即再生),即用鹽水中鈉離子將交換劑吸附的Ca2+、\Mg2+離子置換出來,使交換劑重新獲得可游離的鈉離子,從而恢復其軟化能力。在這個軟化-失效-再生的過程中,掌握再生時機是一個十分關鍵的問題,因為若交換劑還沒有失效而提前進行再生,則會大大增加食鹽的使用量,導致運行成本增加;若交換劑已經失效而沒能及時進行再生,則大量的硬水進入鍋爐,會很快導致鍋爐水垢的產生。
2 我市轄區工業鍋爐及耗能現狀分析
我市工業不是很發達,區域范圍內主要以蒸發量10噸/小時以下的低壓工業鍋爐為主,雖然鍋爐用戶都能按照工業鍋爐的水質要求,裝設鍋外軟水處理設施,但從我們多年的檢驗結果來看,在每個定期檢驗周期內,絕大部分的低壓工業鍋爐結生水垢都相當嚴重,水垢普遍在2~5mm的范圍,嚴重水垢的存在不單給鍋爐的正常運行帶來嚴重的安全隱患,如:經常發生鍋爐爆管、鍋筒材質過熱鼓包等嚴重事故;同時也浪費了不可估量的能源。從下表1的對比情況可以明顯看出,水垢的導熱系數要比鋼鐵的導熱系數小數十倍到數百倍;因此鍋爐結有水垢時,使受熱面的傳熱性能嚴重變差,燃料燃燒所放出的熱量不能迅速地傳遞到鍋水中,大量的熱量被煙氣帶走,造成排煙溫度升高,排煙熱損失增加,鍋爐的熱效率降低,在這種情況下,為保持鍋爐的額定參數以滿足生產工藝需要,就必須更多投加燃料,提高爐膛和煙氣溫度,從而造成燃料的嚴重浪費。
據相關實驗及資料介紹,鍋爐受熱面上如果結有1mm厚的水垢,則多浪費的燃料約5%左右,對于不同種類的水垢或不同參數鍋爐,所浪費燃料的數量也不相同,有些情況可能比這個浪費比例還高。因此,我市轄區使用的工業鍋爐,定期檢驗時水垢普遍在2~5mm范圍,而且以碳酸鹽水垢偏多,所造成的燃料浪費大約在10~25%左右,浪費燃料的數目相當驚人。對大部分效益好的個體企業,業主在追求經濟效益,對這部分的浪費從來沒有經過精打細算,只要司爐人員能確保鍋爐正常投運、企業有產品產出就行,導致鍋爐燃料的嚴重浪費而沒有引起足夠重視,這種現象不是一種個人行為,而是一個全社會共同關注的問題,應該引起我們作為特種設備檢驗機構的高度重視。
3 裝設鍋外軟水處理設施還產生大量水垢的原因分析
因為鍋爐給水全部經過軟水處理設施而產生符合使用要求的軟水,所以只要交換劑不失效,它就具有交換能力,交換出來的鍋爐用水就能符合水質標準要求,因此,我市這么多工業鍋爐產生那么嚴重的水垢,主要原因是交換劑隨著交換水量達到一定量而失效時,沒能及時發現、及時再生,而且前面已提到,我市大部分鍋爐司爐人員文化程度不是很高,化學專業的理論知識掌握不多,造成在整個運行過程中鍋爐軟水(交換劑沒有失效正常交換時軟水處理設施出來的水)與硬水(交換劑失效失去交換能力時軟水處理設施出來的水)交替進入鍋內,而硬水進入鍋內是導致產生水垢的主要原因,特別是給水是地下高硬度水時則更快、更容易產生水垢。在檢驗中我們發現,很多鍋爐司爐人員都反映他們也是經常對交換劑進行再生處理,為什么還會有這么多的水垢產生?其實,他們沒有找準再生的最佳時機,經常是交換劑失效時沒能及時發現,導致延誤時機,使硬水也在“不知不覺”中經常交替進入鍋爐,從而使鍋爐結生水垢。
4一種工業鍋爐簡單易行的節能降耗方法應運而生
雖然鍋爐用戶都能按照工業鍋爐的水質要求,裝設鍋外軟水處理設施,但這些設施有時形同虛設,不然的話只要所有鍋爐給水都經過正常的軟化處理,這樣鍋爐的水垢應該能控制在正常的合格范圍內,確保鍋爐的安全、經濟運行。針對我市工業鍋爐司爐人員的實際情況,筆者經過多年的現場檢驗工作探索出一種“傻瓜型”的簡單、實用、可行的防垢節能降耗新方法:在軟水處理設施的進水口側加裝一個日常使用的水表(價格在100元人民幣以內),當交換劑剛更換或再生工作剛完成時,這時的交換劑具有正常的處理能力,記下此時水表的讀數Q1((噸);然后交換劑開始工作,第一天至第三天每天要連續多次提取出水水樣進行送檢分析,對用水量較小的鍋爐用戶,可增長出水水樣分析時間,當出水分析結果顯示水質硬度不符合鍋爐用水標準時,記下此時的水表讀數Q2((噸),在這個給水軟化周期內,剛更換或剛再生完成的交換劑實際軟化處理的水量約為(Q2-Q1)((噸),這個數字很重要,只要此臺鍋爐的工況不發生很大的變化、鍋爐的給水水源固定不變,則司爐人員只要記住,在每次軟化劑再生工作完成后,當交換水量達到(Q2-Q1)((噸)時的略前的時間就應該進行下一次的交換劑再生工作了,這樣就能確保交換劑都能在正常的處理能力下工作。況且很多小型企業都沒有配備專門的水質分析人員,這種方法也為用戶減少長期性的分析支出,降低成本。因此,專業文化水平不是很高的司爐人員,只要會讀普通的水表,就能簡單、易行地確定軟化劑的再生時機,使鍋爐用水能長期符合標準要求,從而防止或大大減少水垢的產生,節約能源,減少鍋爐事故的發生。
另外,由于交換劑交換到一定時間時,少部分會由于各種原因破碎或被異物堵塞造成處理能力的部分下降,因此當交換劑每使用到半年左右的時間時,又要重新復檢每次再生后的實際處理水量(即Q2-Q1值),從而對交換劑進行必要的處理水量修正,確保交換劑每時都處在正常的處理能力內。同時每天在鍋內加入少量的純堿水溶液,這樣可以去除有時由于司爐人員工作疏忽而忘記及時再生導致少量硬水進入鍋爐產生的少量水垢,這樣雙管齊下,就能確保鍋爐水垢控制在合理的范圍內,從而有效地節約了燃料。
5 應用實例
我市有一臺型號為:SZW2-1.25-AI的工業鍋爐,原來由于司爐人員沒能掌握好每次的再生時間,鍋外軟水處理設施經常形同虛設,連續幾年都由于嚴重結生水垢發生受熱面管子爆破而被迫停爐維修及進行化學酸洗除垢,不單是浪費大量的燃料、增加維修成本,同時也給鍋爐的正常運行帶來嚴重的安全隱患。2004年經此用戶要求,對本臺鍋爐采用以上防垢節能降耗新方法,并連續三年對此臺鍋爐使用這種方法后的實際效果進行跟蹤檢查、檢驗,每次檢查時發現水垢都能控制在0.5mm以下,并且三年來沒有發生由于水垢原因而進行過任何的化學酸洗除垢及受熱面損壞維修,同時據司爐人員反映,采用這種方法后每天使用的燃料要比原來節省1/4左右,因此既保證鍋爐安全運行,又為用戶節省了大量的燃料及維修費用,取得了良好的經濟效果。
因此,筆者以上提供的低壓工業鍋爐“傻瓜型”簡單、實用、可行的防垢節能降耗新方法,對于素質普遍不高的司爐人員操作的工業鍋爐,不失為一種值得推廣的好方法,在如今國家大力倡導節能降耗的大氛圍下更具有十分重要的現實意義。
參考文獻
[1] 司爐讀本.――中國勞動出版社.
(2)煤種與爐拱之間能夠互相適應,進一步提高燃燒鍋爐效率是需要進行科學合理的配置,很多鍋爐設計的煤種與使用煤種不同,最終致使燃煤效率不高,其燃燒效果也不好,這對鍋爐出力有著直接的影響。不同種類的煤種對鏈條爐會產生不同的影響,鏈條爐需要熱值、灰熔點、粘接性等等都達到一定數值上,才可以選擇所設計的煤種按照實際所使用的煤種要求進行,可以根據具體情況,適當的轉變爐拱的位置和形狀,這樣不但可以很好的改善燃燒的狀況和提升燃燒效率,而且也能減少燃煤的消耗情況。當代,已經有很多種類的爐拱配置技術。
(3)定期清潔鍋爐受熱面,這樣可以避免鍋爐在結垢的管束對流、省煤器等受熱面積的鍋爐結垢以及積灰結垢后對鍋爐傳熱產生直接的影響。根據相關測驗表明,水垢所產生的熱阻是鋼板大約是鋼板的四倍,灰垢的熱阻能力大約是鋼板的四百倍。所以想要進一步提高其質量,需要保障水處理工作正常運行以及提升水處理工作人員的技術水平,能夠使水質達到一定的要求。
2工業鍋爐使用過程中的蒸汽再利用
為了能過有效運用蒸汽,在各方面條件下,都不能將高壓蒸汽作用與低壓蒸汽各方面作用都沒有得到充分運用。應該禁止向空氣中排氣,特別是啟動鍋爐過程中,應該從各方面減少向空氣排氣的現象,而將這部分蒸汽充分運用。為了能夠進一步節省能量,在啟動鍋爐時以及鍋爐運用過程中,都應該減少排污,所排污量也應該控制在指定數值之下。盡量運用熱量排污方式,可以安裝排污換熱器或者擴容器展開工作。同時也需要保障疏水器的正常工作,在利用擴容器進行回收疏水器熱量的時,其疏水器中的蒸汽會凝結成冰,水質也較好,為了能夠在回收之中節省處理水費用。需要避免各閥門或者管道發生漏水漏氣的現象,應該充分回收廢熱以及余熱。
3鍋爐煙道余熱的回收
在高科技航天領域發展中,熱管是不可或缺的主要元件之一,它是一種高效的傳熱型元件,主要由管芯、管殼等組成的封閉型系統。它具備輕重量、大功率、小體積等一系列優勢。其熱管傳熱的工作原理,是靠工質的凝結以及沸騰,所以單位截面積的換熱能量較高,另外,熱管內部空間充滿蒸汽和飽和,在管子每一處都是等溫現象,所以在熱管溫差比較低的狀況下,能夠將更多的熱量傳遞出。同時熱管具備結構較簡單、沒有任何需要運動的部件,工作可靠等各方面的優點,這些優點能夠進一步推進熱管得到普遍的運用。同時,因為熱管在低溫狀況下也能具有良好的傳熱性能,所以對于熱回收以及節約能源都能起到一定的作用。熱管換熱器是屬于熱流體之互不接觸表面式的換熱器形式,其工業鍋尾部會產生受熱現象,可以充分運用這一優勢,提升鍋爐的工作效率,這樣可以節約資源。熱管式空氣預熱器可以用來作為燃燒空氣的主要器具,不但可以將排煙損失降到最低,而且采納熱空氣可以大大增加燃燒空間。能夠進一步降低化學不完全燃燒以及灰渣含炭量的損失,所以這樣在一定程度上會提高鍋爐效率。
住宅和建筑的工業化建設一定是方向
記者:作為華東地區建筑界的領軍人物,對華東地區,尤其是上海地區的建筑設計產業情況您怎么看?
曹會長:華東是中國經濟最發達的地區,建筑業發展速度非常快,集中了大量技術先進,設計新穎的建筑作品。上海較之北京更加開放,早在80年代末,國外建筑師已進入上海。作為華東建筑設計院設計所主任,我有機會和很多進入上海的海外設計師接觸。可以說,我見證了上海這座文化名城如何接受并包容了各種國內外的設計新思維。外灘建筑群被稱為“萬國建筑博覽”,講述著上海的往事。自1984年,上海第一座玻璃幕墻高層建筑、27層的“聯誼大廈”建成以來,有上千座高層乃至超高層建筑拔地而起。它們形態各異,出自不同大師之手,卻都不約而同地詮釋著上海建筑的精神:古典和現代的完美融合。1994年建成的420米高的金茂大廈和明年即將完工的632米高的上海中HTTP/1.1 200 OK Server: nginx Date: Fri, 23 May 2014 16:23:48 GMT Content-Type: text/html;charset=UTF-8 Content-Length: 235444 Connection: keep-alive Keep-Alive: timeout=5 Vary: Accept-Encoding Vary: Accept-Encoding Content-Language: zh-CN expires: 900.000 Accept-Ranges: bytes X-Varnish: 1506232529 Age: 0 Via: 1.1 varnish X-Cache: MISS X-DPAge: 0 Set-Cookie: lb.dp=3037135114.20480.0000; path=/ Pragma: no-cache Cache-Control: must-revalidate, no-cache, private 澶т硅緗緹錛媧伙浼革㈣喘 document.documentElement.className=location.hash?'J_H':'';var G_rtop=+new Date,_gaq=[ ['_setAccount','UA-464026-1'], ['_addOrganic','soso','w'], ['_addOrganic','sogou','query'], ['_addOrganic','yodao','q'], ['_addOrganic','bing','q'], ['_addOrganic','360','q'], ['_addOrganic','gougou','search'], ['_setDomainName', ''], ['_setAllowHash', false]],dpga=function(key){_gaq.push(['_trackPageview', key||''])},pageTracker={_trackPageview:dpga},_hip=[ ['_setPageId', 0], ['_setCityId', 1], ['_setShopType', 0], ['_setPVInitData', {p_render:+(new Date)-G_rtop,hkw:4}] ,['_setCustomConst', 'reqid', '0a010430-14629e540de-95a83f'] ,['_setCustomConst', 'serverguid','0a010430-14629e540de-4eadd9'] ]; (function(n){var e;e="/jserror.gif",n.onerror=function(n,o,r){var i=encodeURIComponent,t=Date.now();(new Image).src=e+"?error="+i(n)+"&file="+i(o)+"&line="+i(r)+"×tamp="+t}})(window); 硅璐誨 QQ蹇誨 娉ㄥ | 璁㈠駭 澶 硅緗欏/a> 浼/a> ㈣喘 絳懼 浼/a> 紺懼 /a>
【引言】:
石油能源是新世紀發展的重要能源,它對國家安全和經濟發展具有舉足輕重的作用,在石油化工企業的生產作業過程中,能源消耗是一大關鍵性的問題,在全球環保、低碳、節能意識增強的條件下,石油化工企業也要順應時代的潮流,對石油化工生產中的電氣能耗狀況進行改進和優化,要對石油化工企業的電力系統進行節能改造,提升石油化工企業中的電氣節能應用技術,推動石油化工行業的節能、環保趨勢化應用。
在全球經濟環境日益環保、節能和綠色的倡導之下,我國的能源發展也遵循“節能優先,效率為本”的發展理念,將石油化工生產作業中的電氣能耗進行系統分析,并將電氣節能技術和措施作為企業節能的重大戰略目標,根據石油化工企業電氣節能技術的應用原則和途徑,對電氣節能工作進行節能降耗的實際應用。
1、電氣節能技術應用于石油化工企業中的原則把握
電氣節能技術應用于石油化工企業,要關注以下原則:其一,根據石油化工企業電氣設備的功能,進行運行參數指標與節能技術相統一的節能技術應用,在確保設備性能的前提下進行節能降耗技術應用。其二,電氣節能技術措施要注重經濟實用的成本預算,要兼顧節能技術投資與成本費用的回收,實現電氣節能技術的增值性應用。其三,電氣節能技術還要體現先進性的原則。其四,電氣節能技術的應用還要體現技術與環境保護之間的統一與協調,要在與環境相符的條件下,實施電氣節能技術應用。其五,進行老電氣設備的更新換代,應用新型節能的設備。
2、電氣節能未來所面臨的挑戰
電氣節能技術雖然具有重要的作用,并且已得到較廣泛的應用,但是就未來的發展來看,也面臨著一定的問題,從政策層面來看:我國在電氣節能技術方面沒有與其相適應的法律法規,因此,電氣節能技術在出現一些問題后,得不到法律的保障,另外由于法律的缺乏,也就不能有效的實現有法可依。總的說來,電氣節能技術能夠給人們的生產生活帶來一定的便利,但是其存在的問題和挑戰也是我們必須面對的,加大對電氣節能技術的探究與鉆研具有重要的意義。
3、石油化工企業電氣的主要節能方法
3.1電氣節能系統設計方案
就石油化工企業日常的生產作業來說,要想做好電氣節能設計工作可以從兩個方面入手:一要對石油化工企業內部的電力設備進行改造,可以采用數字化的電量采集方式,構建一個智能化的電氣能量監控平臺,從而實現對電氣能量的精細化管理;二要在石油化工企業的作業中,在低壓配電室中安裝無功補償和諧波抑制裝置,以此來減少諧波的污染。
3.2選擇合適的變壓器
變壓器在石油化工企業中是一種重要的電壓切換設備。而在輸配電領域又會產生較大的能耗,在電氣節能工作中,要選擇合適型號的變壓器,同時也要考慮到變壓器的負載率,盡量使其保證在40%到60%之間,實現最佳狀態的節能效果。
3.3提高電力系統的功率因數
在石油化工企業,不可避免的會產生一些無功的消耗,但是有效的電氣節能,可以通過提高電力系統功率因數的方式來實現,這樣一來可以減少石油化工企業的一些無功傳輸,改善電壓傳輸的質量。另外,在石油化工企業的生產車間可以安裝一些補償裝置,對電力系統中的功率因數進行人工補償,從而達到電氣節能的效果。
3.4減少線路功率的損耗
在石油化工企業中,需要使用的設備和線路有很多,因此在設計線路的時候,就要對線路進行處理,合理處理線路的長短和粗細,這樣一來有助于降低線路在使用過程中損耗。
3.5穩定電壓條件
就石油化工企業而言,如果能保證電壓處在穩定并且達到額定電壓的數值,就可以有效的提高企業內部供電的效率。由于電壓的不穩定性,并且一旦電壓超過了額定電壓的范圍,將會加大電流,導致能源浪費的現象發生。同樣供電電壓在額定電壓的范圍內,也就是小于額定電壓的情況下,就會產生一種高程度的負載電流,導致線路損壞以及能源浪費的現象發生。因此我們說電壓穩定在額定電壓階段下,才會有效的提高用電效率。
3.6電氣節能在照明系統中的應用
在石油化工企業,照明系統的節能技術也是一項有效的應用。由于我國在電壓上存在著一定的偏差,所以當電壓過高時,照明設備將產生較高的熱量,在這種情況下也會影照明設備的正常運轉。這就給我們以警戒:在石油化工企業內部,挑選照明設備的過程中,盡量選擇一些壽命較長、能源消耗較少的系統。例如節能燈具、電磁感應燈、LED燈具都是照明節能的良好選擇,在石油化工企業中應用他們可以較好的控制回路電壓,從而有效的實現石油化工企業的節能效果。
3.7電動機裝置的節能技術
作為石油化工終端耗電設備之一的電動機裝置,是電能消耗較大的環節,因而關注石油化工企業電機系統的節能技術應用,是重點工程之一。為了實現對電動機系統的節能技術應用,首先要對電動機的類型進行合理的選擇,要大力改進舊式的淘汰式設施,推廣和普及高效節能的電動機,還要合理選取電動機的容量,保證電動機設備的80%負載運行率為最佳。同時,還要大力推廣和普及電動機的變頻調速性能,為了保證石油化工作業生產的平穩和安全,可以投入變頻調速器進行能量控制,不僅減少了生產噪音,而且對電動機有穩定的過流、過載等保護,延長電動機的使用壽命。
結束語
文章對電氣節能在石油化工企業的應用進行探討,希望在未來的發展過程中,我國能夠繼續加大對石油化工企業的投入,促進石油化工企業發展,同時加強對石油化工企業電氣節能技術的發展與完善。因為在石油化工企業的發展過程中,電氣節能具有重要的作用,加大對它的研究,將有效的促進石油化工企業的發展,從而有效的帶動我國經濟的發展。
【參考文獻】:
今年上半年,吉林省工業經濟加快經濟發展方式轉變,工業提速增效成果顯著,全省規模以上工業累計完成增加值同比增長22%;實現利潤增長50%;投資持續增長,城鎮以上工業固定資產投資完成855.4億元,同比增長35%;生產要素供應平穩,原煤產量1756萬噸,增長29.8%,原油335.3萬噸,增長5.8%,天然氣3.5億立方米,增長1.5%。發電量269.8億千瓦時,增長9.8%。鐵路發送量完成3667.1萬噸,增長19.6%。同時,能耗繼續下降,全省規模以上工業單位增加值能耗預計下降6%,百戶重點企業完成萬元產值能耗0.917噸標準煤,下降15.2%,實現節能量115萬噸標準煤。
今年以來,省經委結合解放思想大討論,強化措施落實,確定了27個涉及工業經濟科學發展、加快發展的專題進行調研,在促進產業發展、企業發展和要素條件好轉上有新突破。加快推進新型工業發展,制定出臺了《關于加快我省軌道客車產業發展意見》,正在研究制定促進吉林石化產業發展等相關產業發展的政策意見,行業管理工作穩步推進。加強經濟運行調度分析和預警預測,把直接調度重點企業增加到24戶,加強重點企業和縣(市、區)企業調度,建立了工業經濟“大運行”調度體制。會同有關部門,組成5個調研組,對提速增效、項目建設和節能降耗情況進行了調研督查指導。針對資金緊缺狀況,組建了銀企對接服務隊,加強了資金協調,建立并開通了銀企對接網絡平臺。加大了鐵路運輸協調力度,提高重點電廠和重點企業煤炭庫存。針對柴油緊張狀況,采取了調整資源流向、保證水田種植、加大柴油催發調運力度、銜接落實好資源計劃等“有保、有限”供應措施,緩解了供應緊張局面。成立了省天然氣應急協調領導小組,組織開展“百日會戰”,積極研究落實了中石化 “腰英臺―八屋”天然氣管道建設項目,緩解天然氣供需矛盾。
在上半年的“工業項目年”活動中,省經委建立、理順項目年管理協調機制,加強對重大項目調度,及時督導推動。加快推動200萬輛汽車、百萬噸乙烯、百萬噸化工醇、千萬噸玉米加工、千萬噸鋼等一批具有吉林省標志性的重大工業項目建設。組織實施了400項市場前景好、技術含量高、經濟效益顯著的工業大項目;加快了軌道客車、光電子、生物醫藥等產業基地建設。加強了重點項目、園區建設情況的調度監測,幫助企業及時協調解決項目建設中的各種問題,會同中國人民銀行長春中心支行建立了工業固定資產投融資“銀企合作系統”,并組織一批特色工業園區和重點項目赴南方招商引資,一批項目簽約。
同時,組織實施了工業節能“1111”行動計劃,制定了8個地方行業能耗定額標準,推廣了26種節能技術產品,開展節能審計,已完成30戶重點企業能源審計。建立了節能調度系統,實施了月調度制度,定期跟蹤調度項目資金落實及投達產情況。精心組織的一批工業點源治理項目,協調落實節能項目的支持政策。開展了資源綜合利用認定工作。
此外,還組織實施了“五個一批”企業技術創新工程,加快了特色工業園區創新體系建設和擔保體系建設。目前,已有10多個特色園區正在搭建產業技術創新中心平臺,汽車產業開發區、光電子產業園區、遼源襪業紡織園區等,正在研究建立為區內中小企業項目和流動資金提供融資擔保體系。啟動了“千名企業家培訓工程”,舉辦工業經濟干部專題培訓班和優秀企業家研討班,探索職業經理市場體系建設。
中圖分類號:F427文獻標識碼:A文章編號:1673-8268(2014)01-0124-07
自然環境是人類賴以生存的家園,隨著人類生產力的迅速提高,環境問題也越發嚴重。近年來,環境保護問題已經成為重要的國際議題,其中,節能減排就是最受關注的問題之一。1997年12月在日本京都,聯合國氣候變化框架公約第三次締約國會議制定了《聯合國氣候變化框架公約的京都議定書》,為各國二氧化碳排放量規定了標準。其目標是“將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平,進而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害”。發達國家從2005年開始承擔減少碳排放量的義務,而發展中國家則從2012年開始承擔減排義務。到2009年2月,共有183個國家通過了該條約。中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準了該議定書,節能減排正式納入我國政策目標。“十一五”規劃綱要確定的節能減排目標基本實現,節能減排工作取得了顯著成效,針對“十一五”期間節能減排存在的問題和經驗,“十二五”節能減排規劃綱要指出要繼續調整和優化產業結構,抑制高耗能、高排放行業過快增長,淘汰落后產能,促進傳統產業優化升級,推動能效水平提高,加強工業節能,以及加強重點行業污染物減排。
從表1可以看出,我國工業的能源消費量(單位:標準煤,下文同)占能源消費總量的比例一直在70%左右,因此可以說,我國要想取得節能減排的成功,必須在工業節能上下功夫。同樣,表2顯示,重慶市的第二產業能源消費量占比達到全市總量的60%左右,并且終端消費量占比大多達到70%以上,近年來更是節節攀升,多次達到75%的水平。因此,作為一個以工業為主要產業的城市,工業節能也應成為重慶節能減排的關注重點。近年來, 國內外學者利用不同時段的數據,對中國能耗變動進行因素分解的實證分析。目前能源消耗影響因素分解方法主要有指數分解法和結構分解法。此外,還有部分研究通過建立計量模型進行分析。
指數分解法(index decomposition analysis,IDA)把能耗強度或者能源消耗量的變化分解為經濟規模、部門能耗強度(反映技術水平)、產業結構、能源替代等因素的變化。指數分解法主要分為拉氏指數法和迪氏指數法,每種分解方法都又被分為加法形式和乘法形式。與迪氏指數法相比,拉氏指數法的乘數分解關系很難割裂且解后其殘量存在難以解釋的問題,因此,1995年以后更多的研究轉向運用迪氏指數法。目前對數平均D氏分解法(logari thmic mean divisia index,LMDI)被認為是指數分解法中相對更為合理的一種。
結構分解法(structural decomposition analysis,SDA)是把經濟變量按照一定的經濟聯系和數學規則,將分解的因素再細化。近年來, SDA與投入產出分析相結合,常被稱為基于SDA的投入產出法(以下簡稱結合法)。目前,結合法在能源研究中被廣泛應用。
計量模型主要通過選取一些基本變量(如:被解釋變量“耗能量”、“能耗強度”等,解釋變量“產量”、“增加值”或GDP、技術變量等)以及一些針對性的變量(如:能源價格、能源消費結構、政府調控的相關變量等等),然后對取得的數據(類型一般為面板數據)進行計量回歸,從而得出結論。
雖然使用的方法有所不同,但是從已有研究的結果看,比較一致的結論是:效率效應(技術進步)是中國能耗強度降低的決定性因素,相比之下,產業結構變化的影響作用較小[1-10],甚至得到產業結構調整增加了能耗強度的結論[11-12]。
也有通過研究能源消費量變化得到相似結論的,如:施鳳丹[13]通過LMDI法將1997年和2002年中國工業能源消費及煤炭消費、石油消費分別分解為產量效應、結構效應和強度效應。研究結果表明,1997―2002年中國工業能源消費上升主要是由產量效應造成的,尤其是重化工業的產量效應;結構效應也對能耗總量的增長起了一定的促進作用,而工業各部門實際能源強度的降低則大大減緩了能耗總量的增長幅度。但是,也有學者認為,近幾年重工業比重的增加對工業能源強度的影響很大[14]。
雖然對中國工業能耗變動方面的研究不少,但目前能耗及能耗強度變動方面的分析大多僅針對全國總量數據,缺乏區域性的研究。而中國區域之間經濟發展水平差異較大,影響能源消費變動的因素也可能存在較大不同,因此縮小研究的地域范圍,能夠更加有針對性地顯示結果。
鑒于重慶工業能耗方面研究的缺乏,筆者旨在對重慶工業能耗變動做出基礎性的定量描述,并根據顯示出的實際現狀做出一些方向性的結論。因此,筆者采用較基礎的“單位GDP能耗因素的數學分解方法”對2004―2011年重慶市規模以上工業企業產值、增加值能耗的相關數據進行分析,說明影響能耗變動的決定性因素,并據此提出政策建議。
一、研究方法
本文中采用“單位GDP能耗因素的數學分解方法”中的三層分析法,以按增加值計算的能耗節能量為例,簡要介紹具體的研究方法。
單位工業增加值能耗e=E/G,其中E為工業耗能總量,G為工業增加值總量。通過數學分解將產業部門平均單位增加值能耗下降而形成的宏觀節能量分解為兩部分:結構節能量和技術節能量(又稱效率節能量)。結構節能量是指在某一劃分層次上由于同層次的各子系統(如行業或產品等)比重發生變化而形成的節能量;而技術節能量則是指由于各行業或部門內部的各個子系統能耗強度變化而形成的節能量,例如由于技術改進而使某一產品單位耗能減少而產生的節能量就屬于技術節能量。
因具體劃分的層次不同,得到的結構節能量也就有所不同,但不變的是,每一層級的所有部門或行業的節能量之和都應等于總節能量。在條件允許的情況下,可以將整個經濟系統劃分到三層產業,然后逐層往下,一直到每一單獨的產品。但由于可獲取的數據所限,筆者沿用其他學者普遍采用的方式,參照統計年鑒的劃分層次,將工業化分為采礦業、制造業、電力燃氣及水的生產和供應業(以下圖表中簡稱水電燃氣業)三個部門,三部門內共有39個行業(三層劃分法)。其中39個行業分別為:煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業、黑色金屬礦采選業、有色金屬礦采選業、非金屬礦采選業、其他采礦業、農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業、煙草制品業、紡織業、紡織服裝、鞋、帽制造業、皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品業、木材加工及木竹藤棕草制品業、家具制造業、造紙及紙制品業、印刷業、記錄媒介的復制、文教體育用品制造業、石油加工、煉焦及核燃料加工業、化學原料及化學制品制造業、醫藥制造業、化學纖維制造業、橡膠制品業、塑料制品業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、有色金屬冶煉及壓延加工業、金屬制品業、通用設備制造業、專用設備制造業、交通運輸設備制造業、電氣機械及器材制造業、通信設備、計算機及其他電子設備制造業、儀器儀表及文化、辦公用機械制造業、工藝品及其他制造業、廢棄資源和廢舊材料回收加工業、電力、熱力的生產和供應業、燃氣生產和供應業、水的生產和供應業。
具體計算公式如下:
同理,按產值能耗計算節能量時用產值替代上述公式中的G增加值,以V表示產值。
二、總節能量分解分析
在三層分析法中,影響節能總量的因素,或者說節能總量由三部分組成:二級結構節能量、一級結構節能量以及技術節能量。以增加值為例(產值的情況下方法相同),二級結構節能量即由各個部門中各行業增加值占該部門增加值比重變動產生的節能量,所以按照前面所述的劃分方法,三個部門各有一個二級結構節能量(采礦業結構節能量、制造業結構節能量、電力燃氣及水的生產和供應業結構節能量);一級結構節能量,也就是部門結構節能量,即工業中三個部門增加值占工業增加值比重的變動帶來的節能量;技術節能量即每個行業的單位加值能耗降低產生的節能量。另外,由于計算依據不同,為了區分,每一指標都有按產值能耗計算的節能量(下稱產值節能量)和按增加值能耗計算的節能量(增加值節能量)。根據重慶市2004―2012年統計年鑒中工業和能源部分的數據計算后得出的重慶市2005―2010年工業產值和工業增加值節能量的影響因素比較分別如圖1和圖2所示。
圖1重慶市2005―2010年工業產值節能量的
影響因素比較由圖1和圖2可以看到,雖然重慶的工業總能耗不斷增加,但從2005年到2011年,重慶的工業一直處于正的節能量狀態,并且除2009年受技術節能量大幅減少影響而有所收縮外,總體上我市按產值能耗計算的工業節能量一直處于不斷增加的趨勢。而反觀增加值能耗節能量則起伏較大,原因在于增加值的波動較大,從按增加值能耗計算節能量的公式不難看出,這種方法計算出的節能量在其他因素不變的情況下會隨著前一期增加值率的提高而減少,隨著當期增加值率的提高而提高,因此增加值率的波動幅度越大,按增加值計算節能量的波動也會越大。這一點在圖3中得到了驗證,在產值節能量和增加值節能量趨勢相背離的2006年和2010年,都是當期增加值率從增長趨勢轉為下降趨勢,并且也能夠看出增加值率的波動幅度被進一步放大反映在了增加值總節能量上。
圖2重慶市2005―2010年工業增加值節能量的
影響因素比較圖3重慶市工業增加值節能量與增加值率按產值計算的節能量J1=V1?E0V0-E1V1(6) 按增加值計算的節能量J1=V1?g1?E0v0?g0-E1v1?g1(7)式(7)中:g為增加值率。g=GV(8)再結合貢獻率(見表3和表4)發現,在影響因素中:除在增加值節能量中的2006年外,技術節能量對我市工業總節能量的影響(貢獻)是最大的,這說明技術進步對我市工業節能的作用巨大。
其次,除增加值節能量中2010年一級結構節能貢獻率超過二級結構節能量(即采礦業、制造業、電力燃氣水的生產供應業三個產業的內部結構節能量)外,整體看來,二級結構節能量對重慶市系統節能的影響排第二位,其中影響最大的為制造業,其次是電力燃氣水的生產供應業,部門的節能量貢獻程度很大程度上受各部門能耗多少以及部門規模大小的影響(如圖4所示,除2004年外,三個部門采礦業、制造業、電力燃氣水的生產供應業中,制造業的平均單位能耗最低,電力、燃氣及水供應業的平均單位能耗最高)。結構節能量時正時負,原因在于部門內部各行業規模的不斷變化。
最后,一級結構節能量,雖然在所有因素中影響較弱,但近年來有增加趨勢且處于正節能量狀態。這說明節能的關注點逐漸開始從傳統的技術節能轉向產業結構調整。從數據上看,重慶市工業部門結構方面還有很大的改善空間。
圖4三部門產值、增加值能耗及單位能耗對比三、單位產值、增加值節能量分解分析
中圖分類號:TK22 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)05(a)-0062-03
Abstract:There are many problems about boiler and steam transportation system, such as low level of device and technology in use, undelicacy of operation management, they lead to large amount of energy-waste. It is important to carry out energy-saving analysis, however the existing standards or methods of boiler test and steam transportation system testcan not meet practical requirements. A method is put forth that can test boiler and steam transportation system quickly, also key problems of energy-waste would be discovered to guide the energy-saving projects.
Key Words:Boiler;Steam transportation;Test;Energy-saving analysis;Method
鍋爐在工業企業中應用廣泛。鍋爐生產的蒸汽則需通過蒸汽輸送系統輸送到各生產車間。當前不少企業的鍋爐及其蒸汽輸送系統仍存在設備、技術相對落后,運行管理粗放等問題,能源浪費較為嚴重,亟需解決。這類熱力設備系統也是對企業進行節能診斷的重要內容,面對日益增加的節能減排壓力,企業對節能檢測和節能診斷有著廣泛的實際需求,但這種需求顯然不是逐次對單個設備的精確檢測和分析,而是希望能夠實現快速檢測并判斷問題,可以在短時間內完成改進處理,低費、有效解決問題。目前確實有多種針對鍋爐和蒸汽輸送系統的設備檢測、節能監測、節能評價的標準和方法,但這類規范、標準和方法往往注重的是論述嚴密、檢測精確,也存在為檢測而檢測的弊端,并不完全適應企業對節能檢測和節能診斷的實際需要,很多時候甚至與實際脫節。為此,提出一種突出重點,能實現快速檢測,并在此基礎上進行節能診斷,以快速發現關鍵和有效解決問題為目標,針對鍋爐及其蒸汽輸送系統的檢測與節能診斷的方法。
1 問題的提出
目前有多種針對鍋爐的熱效率檢測和節能監測、節能評價的標準和方法,如GB/T10180-2003《工業鍋爐熱工性能試驗規程》、TSG G0003-2010《工業鍋爐能效測試與評價規則》、GB/T 17954-2007《工業鍋爐經濟運行》、GB 24500-2009《工業鍋爐能效限定值及能效等級》、GB/T 15317-2009《燃煤工I鍋爐節能監測》;TSG G0002-2010《鍋爐節能技術監督管理規程》、NBT 47035-2013《工業鍋爐系統能效評價導則》等。涉及蒸汽輸送系統的能效檢測和評價的標準和方法主要有GBT 12712-1991《蒸汽供熱系統凝結水回收及蒸汽疏水閥技術管理要求》、GBT 15910-2009《熱力輸送系統節能監測》、GBT 3486-1993《評價企業合理用熱技術導則》、GB/T4272《設備及管道絕熱技術通則》等。
目前需要解決的問題有以下幾個方面。
(1)對企業來說,蒸汽鍋爐和蒸汽輸送系統從設計到運行都是一體化處理,但實際在做檢測時往往是割裂、分開處理,導致節能診斷無法系統化;(2)對鍋爐的能效檢測以檢測為目的,對節能診斷幫助不大,企業抓不住需改進提高的重點;(3)對蒸汽輸送系統的效率問題重視不夠;(4)蒸汽輸送系統檢測涉及的相應國標、行標檢測方法和能效標準一般比較籠統,且不大適應現場處理和實際解決問題的需要;(5)設備檢測時間長,耗費的時間和精力多,但檢測報告對解決企業實際問題幫助不大。
企業需要一種針對鍋爐及其蒸汽輸送系統的,能突出重點,快速檢測,準確進行節能診斷,低費改進,最終有效解決問題的檢測與節能診斷方法。
2 一種快速檢測與節能診斷的方法
通過對多個工程案例的分析和研究,提出以下一種可實現快速檢測與節能診斷的方法。
2.1 檢測目的與要求
針對企業的實際需求,突出重點,能實現快速檢測,并在此基礎上進行準確的節能診斷,以快速發現關鍵問題和有效解決問題為目標。
2.2 檢測關鍵指標
設置以下檢測指標:一級指標:鍋爐熱效率、疏水閥完好率;二級指標:鍋爐排煙溫度、鍋爐排煙處過量空氣系數、(固體燃料鍋爐)灰渣可燃物含量、疏水閥泄漏率、鍋爐及管道保溫符合性。
2.3 檢測主要設備
(1)全自動煙氣分析儀(不確定度要求:O2±0.2%;CO±5%;SO2±5%;NO±5%;NO2±5%;量程要求:O2 0~25%;CO 0~10 000 ppm;SO2 0~5 000 ppm;NO 0~4 000 ppm;NO2 0~500 ppm;分辨率0.1 ppm);(2)熱電偶溫度計(精度不低于1.0級,量程要求:0~+400 ℃);(3)超聲波流量計(不確定度要求:±0.01 m/s;量程要求:0.01~25 m/s);(4)疏水閥檢漏儀(振動加速度,沖擊脈沖/32 kHz,可測表面溫度;配計算軟件,可計算泄漏量);(5)紅外熱成像儀(不確定度要求:±2 ℃或±2%;總像素:不低于76 800)。
2.4 檢測與節能診斷程序和方法
2.4.1 檢測與節能診斷程序
檢測與節能診斷程序如圖1所示。
2.4.2 檢測與節能診斷方法
(1)鍋爐熱效率檢測。采用反平衡測試方法。前后兩次檢測方法應相同,無特別要求的均可以采用鍋爐熱效率簡單測試法(TSG G0003-2010《工業鍋爐能效測試與評價規則》),以快速測定鍋爐熱效率,重點在于快速判明鍋爐的各項熱損失。通過現場檢測對鍋爐過量空氣系數和排煙溫度等關鍵技術指標進行分析判斷,結合鍋爐主、輔設備配置水平及對爐體、風煙道的保溫檢測和泄漏檢查,現場可以形成指導鍋爐燃燒調整等初步節能診斷意見,需要用到的主要檢測設備有全自動煙氣分析儀、熱電偶溫度計、超聲波流量計、紅外熱成像儀。
(2)蒸汽輸送系統疏水閥完好率檢測。利用疏水閥檢漏儀對運行中的疏水閥進行檢測并記錄有泄漏表征的疏水閥數據(如儀器顯示的振動值)。根據疏水閥泄漏嚴重程度,現場可以形成初步的疏水閥處理建議。
(3)鍋爐本體及輸送系統的保溫檢測。利用紅外熱成像儀重點檢測表面破損及超溫部位,記錄所有超溫部位及其表面溫度數據,現場可以形成初步的保溫部分處理建議。
2.4.3 節能診斷要點
(1)鍋爐能效。鍋爐熱效率及排煙溫度、排煙處過量空氣系數等關鍵運行控制技術指標應符合TSG G0002-2010 《鍋爐節能技術監督管理規程》(含“第一號修改單”)規定的要求,如常用鍋爐熱效率:燃天然氣鍋爐應在92%以上(節能目標值98%),燃輕重油鍋爐90%以上(節能目標值96%),一般燃煤(層燃)鍋爐不應低于80%(節能目標值+5%)。節能診斷要點:根據鍋爐熱效率判斷鍋爐的總體能效水平,是否存在改進的空間,是否有改造的價值;根據鍋爐實測運行控制工況,結合使用燃料的質量技術指標、灰渣可燃物含量化驗結果,判斷與鍋爐最優化燃燒工況的偏離程度,在此基礎工業上提出燃燒調整建議;根據鍋爐外表面溫度檢測情況提出保溫方面的改進意見;根據鍋爐泄漏檢查情況提出鍋爐的密封改進建議;是否存在有余熱余能的回收再利用空間等。
(2)蒸汽輸送系統。疏水閥完好率至少應達到95%以上,節能目標值100%。現場檢測判斷為“泄漏”的疏水閥應安排拆開檢視,更換或維修處理;車間冷凝水經技術經濟比較有回收條件的應實現全部回收;熱力管道及附件的保溫不應有嚴重破損,脫落等缺陷,其外表面溫度≥50 ℃,除有特殊要求外,均應考慮保溫處理;熱力管道任何部位保溫層外表面溫度不應高于管內介質溫度45 ℃(依據GBT 15910-2009《熱力輸送系統節能監測》“6考核指標”之6.1保溫結構允許最大溫升)。
(3)熱力系統整體診斷。在檢測和專業判斷的基礎上,需對企業熱力系統進行綜合分析。要點是:新蒸汽輸送管道及凝結水管道設計是否合理;鍋爐和車間用汽的壓力是否匹配,是否存在過大的節流損失;熱力系統的疏水閥和截止閥、旁通閥設置是否合理和足夠;運行管理是否適當,能源是否能夠做到分級利用,有無條件提高冷凝水回收率等。
(4)首次報告,節能診斷應對未達到滿意運行效果的關鍵指標和參數,進行節能潛力計算,并提供計算分析結果。即計算某關鍵參數未達標,由此造成的年能源浪費量及折算燃料費用。
(5)末次報告,節能診斷應對經整改后的實際效果進行節能計算,以驗證通過檢測和節能診斷,項目實際已經產生的節能效果。
3 案例分析
采用上述方法對某紡織企業型號為SZL10-1.25-AⅡ的蒸汽鍋爐及其蒸汽輸送系統進行快速檢測和節能診斷。現場進行了兩次采用相同方法的檢測和診斷。首次檢測和診斷:鍋爐熱效率69.09%,現場診斷出鍋爐節能設施基本齊備,但無安裝煙氣氧量表,導致燃燒調整和運行參數難以準確控制,鍋爐風煤配比明顯不合理;鍋爐的保溫和密封存在缺陷;蒸汽管道、閥門及法蘭盤存在保溫缺陷,如保溫層老化、濕水剝落以及滲漏現象,現場共檢測105個疏水閥,良好率為83.8%。經節能診斷提出針對性的低費,無需做重大技術改造的節能改進措施,主要是通過加裝煙氣氧量表并在運行中將煙氣含氧量精確控制在現場節能診斷專家給出的允許波動范圍內,維修輕微泄漏的疏水閥,更換泄漏嚴重的疏水閥等。企業付出的改進成本僅在1萬元左右。企業落實改進措施3個月后再次進行檢測與診斷:鍋爐測試熱效率82.07%,比首次檢測的熱效率提高了12.98%;保溫有明顯改善,杜絕了跑冒滴漏現象。疏水閥良好率提升至95.2%。改進后的節能效果:企業年節約原煤量約402.7 t,實現減排SO2:0.442 t/a、減排CO2:556.33 t/a、減排NO:0.506 t/a。企業統計數據顯示,噸產品蒸汽耗量下降近25%。收到了非常好的節能減排效果。
4 結語
通過節能診斷的有效途徑,提高企業的蒸汽鍋爐及其輸送系統的效率,對降低企業單位產品能耗,實現節能減排目標,提高企業經營效益具有重要的現實意義。目前已有的鍋爐能效和蒸汽輸送系統的設備檢測、節能監測、節能評價的標準和方法,并不完全符合企業的實際需要,很多時候甚至是與實際脫節的。為此,提出以下一種突出重點,能實現快速檢測,并在此基礎上準確進行節能診斷,以快速發現關鍵問題和有效解決問題為目標的檢測與診斷方法。具體要求有:選擇合適的檢測設備,設置實用、合理的檢測指標,在對鍋爐熱效率、疏水閥完好率兩個一級指標,以及鍋爐排煙溫度、鍋爐排煙過量空氣系數、(固體燃料鍋爐)灰渣可燃物含量、疏水閥泄漏率、鍋爐及管道保溫符合性5個二級指標進行必要檢測的基礎上,通過對節能診斷要點的專業分析,快速判斷發現問題,指出并計算節能潛力,提出改進建議和措施;企業利用3~6個月的時間進行改進后,再次進行檢測和診斷,以驗證項目實際節能效果。該方法對檢測和評價人員提出了更高的要求,需要檢測和評價人員具備較高的專業知識和技能,以及豐富的工程實踐經驗。
參考文獻
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上個世紀我國工業的發展中心是資源性經濟發展,然而在經濟得到發展的同時,資源也在不斷的減少。我們賴以生存的環境正在遭受破壞,而能源也不是可以無限開采的,基于這一現狀,我國提出了以節約型發展經濟的新口號。工業電氣的生產作為消耗能源最大的產業,必須堅持節約型經濟發展。只有做好相應的節能措施,工業發展才能在帶來經濟效益的同時實現可持續發展。
1 我國工業電氣節能現狀
工業電氣節能在發達國家早就引起了關注,歐洲一些國家在上世紀六、七十年代就制定了有關工業電氣節能方面的法律法規。我國在1998年也頒布了相關的法律文獻,《中華人民共和國節約能源法》的實施,是我國利用法律的手段進行能源節約的標志。目前,節能在很多方面都得到了應用,但在工業電氣方面還沒有應用的很好。主要原因是因為各種工業生產之間的工藝有很大區別,難以用統一的標準衡量。另外工業生產主要從經濟實用方面考慮,業主普遍考慮把有限的資金投入到先期工程中以創造價值,而不考慮長遠的利益。導致節能在工業電氣方面的推廣不如民用方面。節能對于工業電氣生產具有重大的意義,以長遠發展的眼光來看,節能設計在前期雖然資金投入較大,但短時間之內就能收回成本,長期發展的前景很可觀。
2 工業電氣節能的技術要點
2.1 供配電系統技術
供配電系統的環節應盡量簡單可靠,不宜過多。設備的供電壓水平也要進行合理的選擇,在相同情況下,電壓水平越高,相對消耗越小。如目前使用較多的10kv供電的壓縮機、大型循環水泵以及高壓電機,既能減小供電線路的電流達到經濟效益,又能降低料損耗減少了資源浪費。
2.2 變電所節能技術
工業企業內使用的負荷電壓大多數是308v的低壓電流,如果要遠距離輸電就需要增加電纜的截面來進行,且壓降較大,這樣就會造成銅材料資源的浪費。因而,在規模較大的廠區進行供電設計時,為縮短線路間的距離可以多設計幾個變配電裝置,以減少資源浪費。
2.3 功率補償因數節能技術
大多數工業企業采用電負荷機泵,功率因數因此會降低,在不進行補償的情況下會造成變壓器的損耗和線路的損耗。目前多數工業企業取消了低壓補償,補償只設置在6/10kv側,這種方法并不合理,在負荷較大時只能通過增加變壓器的數量和容量來進行調節,造成了電能資源的浪費。因此,應采用就地補償的方法進行功率補償,即從變壓器低壓側進行補償,從設計上保證節能,使變壓器在同樣負荷率的情況下提高效率。
3 工業電氣中節能的措施
3.1 照明系統節能
照明系統的節能措施主要分為三個方面。首先是光源的選擇,在設計照明系統時應選擇較為高效的光源,如氣體放電燈就是較為理想的選擇。此外,照明系統在設計的過程中要考慮到建筑環境。例如,高大的建筑適合使用大功率LED燈,而高度較小的建筑更適合日光燈。緊湊型熒光燈在提高照明效果又可以起到節能的作用,是大多數沒有特殊要求建筑的最佳選擇,雖然成本較其他燈要高,但是長遠的看,其后期節能所省下的費用更為可觀。其次是照明燈的選擇,在設計照明系統時應選擇帶有高校節能鎮流器的燈具。例如,在民用建筑中應該選用電能利用率和照明效率都高的照明燈,如果僅從外觀上考慮,不僅不能起到很好的照明效果,還會形成資源的浪費。最后是控制系統的選擇,在設計照明系統時應設計合理的控制系統。例如,在民用建筑中的樓梯和走廊采用光控和聲控結合的控制系統,充分利用自然光進行照明,達到節能的效果。
3.2 供電設施節能
電氣設備在工業生產中具有非常重要的作用,設備的性能優良才能更好的實現工業的節能。變壓器的選擇很關鍵,選擇節能型的變壓器一定要在選擇前閱讀好說明書,對選擇的變壓器進行檢驗,合格后方可投入使用。變壓器容量必須選擇額定容量能滿足所有負載的變壓器,在變壓器的使用過程中,不可以使變壓器處于長期過負載狀態。變壓器在運行時如果超過負載量,會使變壓器損耗成非線形增大,為了避免這種情況的發生,應保證在運行的過程中負載不超過變壓器額定容量的70%。在生產過程中,可以通過提高功率因數來減少無用功的損耗,提高變壓器的效率,最終實現節能的要求。主要通過電容補償的方式來提高功率因數。
3.3 輸電線路節能
由于大多數人對輸電線路沒有足夠的了解,認為低壓電纜只能運輸較小的電流,在選擇線路時經常根據經濟電流的原則進行選擇,導致最后選擇的電纜比實際需要的截面要偏大。在實際輸電線路的選擇中,應依據輸電線路的長短及低壓電纜導線截面發熱的條件來進行選擇。為了防止電纜發生火災等危險,保證電路運輸的安全,必須選擇低壓電纜進行運輸。同時,在設置變壓系統時必須選擇遠離可能發生火災的地區。
4 結語
工業電氣節能是一項長期發展的復雜工程,必須采取全方面的措施多角度進行節能處理。除大力推廣可行的節能措施外,還應不斷提高工業企業對電氣節能的覺悟和意識,加強管理生產用電,健全和完善耗電的考核分析制度以及獎懲辦法。鼓勵支持有條件的企業發展熱電生產,如余壓發電、余熱發電、垃圾發電等方法充分利用自身資源發電節能。支持大量消耗能源的企業建設能源管控中心,對企業能源生產、輸送和消耗進行動態的監控和管理,通過智能化的管理使企業節能技術上一臺階。
參考文獻:
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
前言:
隨著我國經濟迅速發展,社會對于能源的需求不斷增高,能源消耗問題成為了我國經濟發展的一個重要的制約。我國節能工作的發展較為落后,需要不斷的提高,來解決目前能源消耗和供應間的矛盾。在目前全球的能源短缺的形勢下,節能工作對于我國的持續發展也是非常重要的。工業耗電水平較高,具有很大的節能空間,做好工業電氣節能工作可以有效的節約能源,提高能源的利用效率,為工業企業帶來良好的經濟效益,保證企業的持續發展。工業電氣設計的節能工作需要圍繞安全、經濟、環保、先進的原則進行,在滿足自身發展需求的基礎上,保證節能工作的順利實施。
一、目前我國工業建筑電氣節能設計的現狀
在發達國家建筑電氣節能早就引起了人們的關注,早在上世紀70年代,歐洲一些國家就已經對工業電氣節能非常重視,制訂了一系列有法律效率的規定來約束電氣節能。而直到80年代末我國的第一個建筑節能標準還停留在試點階段,1998年1月1日全國節能的大法--《中華人民共和國節約能源法》頒布實施,標志著我國把對能源的節約利用上升到法律的高度。從此,工業節能作為一則法律程序必須考慮。今天,節能在工業與民用方面已經得到了廣泛的認同和應用。但是工業的電氣節能設計一直沒有得到重視和普及應用,其中的原因有很多。
首先,各種工業的生產工藝區別很大,難以有一個統一的標準。
其次,工業電氣的設計首先要滿足生產工藝的要求。工業的電氣設計以經濟實用為主,業主考慮的是工程的先期投入,也就是把有限的資金花在能創造價值的方面,而考慮長遠利益較少。因此工業電氣節能的推廣不如住宅、民用建筑這樣普遍。但是電氣節能在工業領域的推廣也有其重要意義,長遠來看,節能設計雖然先期投入較多,但是投入生產之后很短的時間就能收回多投入的成本,遠期效果非常可觀。
二、工業電氣設計中節能技術應用的要點
1、供配電系統中的節能技術應用
工業電氣與普通民用電氣的主要區別是:用電負荷等級高,用電設備相對密集,對連續性供電的要求較高。為達到節能的效果,從以下幾方面進行考慮。供配電系統的環節不宜過多,盡量做到簡單可靠 ,過多的配電環節會造成額外的能量損耗。這也是規范規定“同一電壓等級供電系統配電級數不宜多于兩級”的原因。應合理選擇設備的供電電壓水平,同等情況下,電壓水平高,損耗相對較小。如工業、企業大量使用的壓縮機、循環水泵等,常采用6/10 kV 供電,既降低了供電線路上的電流,又減少了銅損耗,還能減少銅材的浪費。
2、變電所應盡量深入負荷中心
大多數情況下,工業、企業內的負荷多為低壓交流380 V,若距離過遠,為滿足起動壓降和運行壓降的要求,增加電纜的截面,勢必造成銅材的大量浪費。所以,如果廠區面積過大時,應采用合理的供電半徑統一籌劃,設置多個變配電裝置,縮小線路的距離,降低損耗。有些工程項目在初期規劃時并不十分合理前期電氣專業人員往往沒有介入總體規劃,而參與時才發現變配電所的位置設置不合理,這時再調整總圖會影響整體布局。所以,在設計初期時可與總圖專業協商,盡量將變電所設置在負荷中心。萬不得已時,可設置多個變配電所,每個變配電所應在相應的負荷中心。如果有爆炸危險區存在,在滿足規范的前提下,可將變電所設置在臨近爆炸危險區,并將室內外地坪高度差提高至0.6m,就能達到降低能耗的效果。
3、采用功率因數補償
在工業企業中大多數用電負荷為機泵。由于電機為感性負載,會產生功率因數滯后,如果不進行補償,會造成線路損耗和變壓器損耗增大。在SH3038—2000《石油化工企業生產裝置電力設計技術規范》推出后,石化裝置設計人員將低壓補償取消,這種做法有欠妥當。如果補償只設置在6/10 kV 側,低壓側不進行補償,負荷較多時配電變壓器的數量會相應增加或變壓器容量會相應增大,很容易造成額外的電能浪費。所以,應采取就地補償原則,從設計上保證節能,可即變壓器后側進行相應的補償,在同樣負荷率的情況下,使變壓器的效率提高。
三、工業電氣節能主要設備
1、變壓器
工業廠區選擇變電所的地點時,應盡量設置在負荷中心點,這樣可減小變電所低壓出線線路的長度,減少線路的損耗。變壓器的有功功率損耗包括變壓器空載損耗和有載損耗,即:
Pb= P0+β2Pk ,其中,Pb為變壓器的有功損耗;P0為變壓器的空載損耗;Pk為變壓器的有載損耗;β為變壓器的負載率。P0又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應選用節能型的,如S10型、S11 型等油浸變壓器及干式變壓器,可減少損耗,提高效率。 Pk是傳輸功率的損耗,即變壓器的線損,決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,與負載率β2成正比。因此,應選用阻值較小的繞組,可采用銅芯變壓器。從β2Pk用微分求它的極值,在β= 50%處每千瓦的負載,變壓器的能耗最小,但在β= 50% 負載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節能的措施。在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行,這無疑是在節約了電能的同時浪費了由于變壓器容量加大而白白消耗掉的其他資源。所以在綜合了各種費用,又要使變壓器在使用期內預留適當的余量,變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%~85%之間。
2、導線
在配電線路之中存在著電阻,一旦有電流通過,就會產生損耗功率,從電網的角度上來說,應該增加電壓等級或提高功率因數的方式來降低電流,在一般的單體建筑之中,因為電源電壓已經被確定,因此,想要降低線路的能耗,就必須降低線路的電阻或提高功率因數。提高功率因數主要有選用正確合理的用電設備來提高系統的自然功率因數和增設補償設備進行人工補償兩種方式。降低線路電阻的方法有:第一,應該選擇具有較小電導的材料制作導線,就是使用銅芯導線,在我國改革開放的初期,因為銅價很高,因此,國家在制作導線的時候使用鋁線代替銅線,二十一世紀,隨著我國經濟的發展和對節能、環保的需求,我們能夠大面積的使用和應該使用銅質的導線。第二,減少配電線路的長度,配電室應該選擇靠近負荷中心的位置,減少供電的半徑,降低能耗,在設計和實際布線中盡量減少回頭路和彎路,降低導線的整體長度,針對環形的供電方式,應該減少電阻值,使用閉環運行的方式代替以往的開環運行,最大限度的減少線路的損耗。第三,提高導線的橫截面面積。對比這三種方法,第三種方法最不利于降低工程造價,其次是第一種方法,第二種方法既能夠降低工程造價,還能夠降低線路損耗,我們應該大力提倡和鼓勵。在實際使用中這三種方法可以組合使用,也可以同時使用。
3、電動機