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關鍵詞:軋鋼工序;節(jié)能技術;能耗因素;
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
一、軋鋼生產能耗現(xiàn)狀
鋼鐵工業(yè)是能耗較大的行業(yè),其能源消耗占據(jù)了我國能源消耗的13%,隨著我國鋼鐵市場的不斷擴大,其能源消耗量正在不斷增大,而軋鋼工序消耗的能源占據(jù)了我國鋼鐵行業(yè)總能耗的15%到20%。當前我國的鋼鐵產品質量和種類不斷增加,其加工工序也逐漸的復雜化,其能量消耗也逐漸增大,通過調查顯示我國的鋼鐵冷軋工序和熱軋工序的能量消耗都高于國外現(xiàn)行的軋鋼工藝。如果把多余消耗的能量都應用在軋鋼工藝之中,則鋼材產量則要多出17%左右。通過調查顯示,我國的軋鋼工藝的裝備、技術和管理方式較為落后,每噸鋼材的能量消耗高于國外的能耗40.4kgce,鋼系統(tǒng)中的主要能耗設備是軋鋼加熱爐,其占據(jù)了軋鋼系統(tǒng)中能好的70%左右,因此,我國的節(jié)能生產的潛力巨大。
二、影響軋鋼工序能耗因素分析
1、加熱溫度的影響
軋鋼工序的能量消耗主要包括燃料能量消耗、電力設備能量消耗、氧化燒損三個方面,雖然在軋鋼生產中,影響軋鋼工序能耗的因素較多,但是,加熱溫度是重要的影響因素,通過調查顯示,單位熱量消耗和鋼坯加熱溫度有很大的關系,當加熱溫度處于1150℃到1250℃范圍之內,溫度下降10℃其單位熱量消耗則降低,因此,要適當?shù)慕档图訜釡囟龋纫WC鋼坯的正常生產,也要降低能量的消耗。而鋼坯加熱溫度和單位電量消耗呈現(xiàn)線性關系,但是對于電耗影響較小,但是降低加熱溫度依然能夠有效的節(jié)省電能消耗。
2、軋鋼爐子熱效率
軋鋼爐子的加熱方式以及其內部結構也是影響能量消耗的主要因素之一,良好的軋鋼爐子加熱方式可以有效提高燃料的燃燒效率,單位燃料產生的熱量較多。此外爐子的內部結構,尤其是良好的爐襯結構可以有效提高爐子的保溫效果,減少熱量的流失。
3、鋼種生產方式的影響
不同鋼種的加熱工藝、加熱溫度、加熱時間各不相同,在生產的過程中,其燃料的消耗量也不同,如果對鋼種的生產工藝使用不當,不但達不到理想的軋鋼效果,也造成了額外能量的消耗,這是軋鋼生產工序中節(jié)能的關鍵之一。
三、軋鋼系統(tǒng)節(jié)能
1、降低加熱爐煤氣消耗
加熱爐的單位熱耗是單位重量坯料在爐內的熱焓增量與爐子熱效率的比值。因此,降低加熱爐燃耗的途徑就是降低熱焓增量和提高爐子熱效率。
降低熱焓增量:提高坯料的入爐溫度熱送熱裝是冶金行業(yè)重點推廣的節(jié)能技術,分三種形式:熱裝、直接熱裝、直接軋制。該技術可以明顯降低加熱爐燃耗,縮短鋼坯在爐時間,對于質量要求不高的鋼種均可熱裝。目前,熱送熱裝在國內得到了廣泛使用。
降低坯料的加熱溫度在保證加熱質量、滿足軋制要求的前提下,應適當降低鋼坯加熱溫度,降低燃耗。鋼坯加熱溫度在1150~1250℃的范圍內,溫度平均每降低10℃時,燃料節(jié)約2.1%,電耗增加0.8%,綜合能耗平均降低1.65%。加熱溫度降低40℃,綜合節(jié)能率可達到4.2%。另外,對于軋機剛度和電力設備滿足低溫軋制要求的軋鋼廠,可采用低溫軋制技術。開軋溫度從1000~1150℃降至850~950℃,綜合節(jié)能率可達到10%~20%,氧化鐵皮厚度可減少0.15~0.2mm。
2、電機節(jié)能技術
軋鋼工序有軋機、輥道、風機、水泵等設備,驅動設備消耗的能源均為電耗,故電機選擇是關鍵。在電機設計中應避免大馬拉小車,進行電機優(yōu)化設計。在運行過程中主要采用變頻調速技術,通過應用電機節(jié)能技術,可實現(xiàn)節(jié)電20%~40%。采用動態(tài)諧波抑制及無功補償綜合節(jié)能技術,降低電源側電流諧波含量,調節(jié)三相不平衡,提高電能質量,降低線路損耗。
3、鋼鐵企業(yè)煤氣資源合理利用
隨著低熱值煤氣利用技術的開發(fā),采用蓄熱式燃燒技術,實現(xiàn)了工業(yè)爐窯燃用低熱值煤氣(高爐煤氣)的可能,大量的焦爐煤氣被置換出來。目前,一般是把這部分焦爐煤氣送往自備發(fā)電廠發(fā)電。但是焦爐煤氣發(fā)電成本較高,據(jù)一些企業(yè)利用焦爐煤氣發(fā)電的成本核算結果表明,1m3焦爐煤氣僅能產生1kWh電。殷瑞鈺院士指出未來焦爐煤氣的利用方式將是資源化利用,主要有焦爐煤氣制取氫氣、生產甲醇等化工產品,以及生產直接還原鐵產品。
四、中板廠節(jié)能實踐
該廠煤氣消耗占工序能耗總量的88.8%,電量消耗占10.8%,兩者是能源消耗的主要組成部分。另外,蒸汽回收量占能源消耗總量的7.05%,對降低工序能耗起到了重要作用。因此,節(jié)能工作也應圍繞這幾個方面開展。
1、提高熱送坯料熱裝率和熱裝溫度
熱送熱裝在中板廠已經執(zhí)行多年,取得了很好的節(jié)能效果,但要深入開展,將涉及多方面的因素,產銷的平衡、產品質量的穩(wěn)定、排產、生產計劃的合理組織以及信息化的支撐等。(1)根據(jù)熱送熱裝工作需要,建立信息化系統(tǒng)。首先,實現(xiàn)坯料溫度的實時跟蹤。一直以來,采用手工或定點在線測溫的方式跟蹤坯料溫度,準確性不高、不具有實時性。為準確實時跟蹤溫度,通過回歸分析,在不同坯料斷面、季節(jié)、鋼種條件下建立了坯料溫度與其下連鑄機后時間長短的關系。其次,完善訂單管理系統(tǒng),使裝爐人員能夠及時掌握訂單的交付要求,以便根據(jù)節(jié)能原則組織生產。最后,熱裝溫度與熱裝率是衡量熱裝水平的兩個指標,但有些時候兩者會有沖突,需要根據(jù)實際節(jié)能效果平衡兩者之間的關系,因此,合理的評價機制也是極為重要的。
優(yōu)化生產組織,提高熱送坯料熱量利用率。熱裝生產組織的約束條件主要有訂單的品種、批量、交貨時間,軋批次之間的厚度差,加熱時間,冷、熱坯料的銜接以及設備工況問題,只有對這些約束條件合理的考慮,才能制定出合理的生產順序,發(fā)揮熱裝的節(jié)能效果。為此,根據(jù)生產必須遵守的原則,制定裝爐基本原則。在基本原則基礎上要做到:一、當料場的高等級熱坯達到一定量時,馬上安排裝爐;二、裝爐應使加熱爐中冷、熱坯連續(xù)的塊數(shù)盡量大,盡量減少冷、熱坯料混裝;三、合理制定不同加熱時間要求與不同等級熱坯之間的銜接關系。綜合以上原則,安排生產計劃。2013年4-9月,中板廠94.4%的熱送坯料能夠熱裝進爐,熱裝比例71.8%,熱裝平均溫度432℃,熱坯料的平均溫降損失144℃。
2、適當降低鋼坯加熱溫度,節(jié)約燃料
鋼坯加熱必須滿足軋制對溫度的要求,包括鋼坯加熱溫度、溫度均勻性(斷面溫差)的要求。加熱爐分三段控制,它們互相影響,鋼坯出爐時的加熱溫度、斷面溫差是各段實際參數(shù)控制的耦合結果。為減少各段間難以預知的耦合影響,縮小了加熱溫度控制范圍,在此基礎上,根據(jù)不同鋼種、不同規(guī)格軋制溫度要求,將加熱溫度降低30~40℃。另外,對于入爐溫度≥300℃的熱裝坯料,適當?shù)乜s短加熱時間、降低加熱溫度,相對冷坯低20~30℃不等。通過適當降低加熱溫度,煤氣消耗降低4.7%,綜合能耗降低3.2%。
3、合理設計加熱爐燒嘴
目前,中板廠加熱爐使用焦爐煤氣做燃料,但3座加熱爐燒嘴均按照燃用混合煤氣設計,型號偏大,實際生產只在10%~30%范圍內調節(jié)使用,燃燒效果不好,調節(jié)性能差。2011年,利用1號加熱爐改造的機會,對燒嘴進行了重新設計、選型,改造后爐溫調節(jié)更加靈活,爐內火焰剛度更加合理,相對于未進行改造的2號、3號加熱爐,煤氣消耗減少6%。
4、加強余熱余能回收,提高蒸汽外送能力
目前,加熱爐產生的蒸汽全部外送公司管網(wǎng),無放散,蒸汽外送達3.83kgce/t,比之前的2.67 kgce/t,增加回收1.16kgce/t。
5、管理節(jié)能
不同鋼種的加熱工藝(加熱溫度、加熱時間)不同,生產時,燃料消耗也不同。如何評價加熱爐生產管理、控制水平,是精細管理的要求。為此,量化了不同鋼種類別的能耗標準,根據(jù)當班品種結構,建立當班煤氣消耗的動態(tài)計劃指標,實現(xiàn)對各班操作、控制的合理評價,提高職工成本意識。
結束語
軋鋼節(jié)能對于軋鋼生產產生了較大的影響,尤其是我國是能源消耗巨大,急需提高生產工藝的節(jié)能技術。當前當前軋鋼技術的發(fā)展也都是在節(jié)能基礎上開展,軋鋼新技術、新工藝、新設備不斷涌現(xiàn),通過改變軋鋼生產中的各道工序系數(shù)來調節(jié)其節(jié)能效果,降低工序能耗。
參考文獻
[1].全國軋鋼加熱爐綜合節(jié)能技術研討會紀要[J].中國冶金,2013,06:55-56.
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關鍵詞:供熱系統(tǒng);節(jié)能潛力;節(jié)能技術
我國在當前社會中,成為經濟飛速發(fā)展舉足輕重的重要國家。然而我國為了發(fā)展經濟也付出了巨大的代價,其中,最突出的一點就在于能源過度浪費,從而導致我國本來人均數(shù)量偏居后位的能源數(shù)量大幅度的降低,迫使我國許多能源不得不從國外進口。這樣不僅加大了我國生產成本,不利于我國經濟的發(fā)展,更導致我國與國外的發(fā)展依賴程度加深。因此,政府相關部門開始重視這一問題,強調要在今后的發(fā)展過程中講究節(jié)能,將節(jié)能擺在重要的位置。而在我國所有行業(yè)中,建筑業(yè)的節(jié)能首當其沖,因為建筑物中的供熱系統(tǒng)是一個主要的能源消耗點。
1 建筑物內供熱系統(tǒng)節(jié)能潛力
根據(jù)相關研究報告,我們可以發(fā)現(xiàn)一個無法置信的問題,在我國整體能源消耗中,建筑供熱系統(tǒng)的能源消耗占整個消耗的三分之一,甚至比得上我國整個第二產業(yè)。而在我國建筑工業(yè)系統(tǒng)的能耗中,供熱能耗以及空調消耗又占了近三分之一的比例。因此,從這一方面我們可以發(fā)現(xiàn),在建筑能耗中,空調和供熱是主要的能源消耗點。根據(jù)對一些建筑能耗的分析和總結,影響建筑能耗的因素主要有這樣幾個方面,首先,建筑物是否具有防寒層;其次,建筑物室內溫度標準;再次,建筑物整體能耗系統(tǒng)水平;最后,建筑物能耗自由使用的具體情況。
針對一些建筑物設有防寒層,能夠減少供熱方面的能耗和空調的使用頻率和次數(shù)。尤其是針對不同區(qū)域的建筑物,對外部的防寒層做出特定的規(guī)定,在北方,尤其是氣候寒冷的偏北方區(qū)域,建筑物的防寒層的負荷能力一定要占近50%才能保證建筑物內部的整體保溫能力。然而在我國開始普遍使用建筑物外修建防寒層之后,建筑物整體保溫能力提高,能耗降低,但是與國外相比仍然存在著一定的落后。
另外,建筑物室內的溫度標準也與能源消耗有著密切地聯(lián)系,其中最關鍵的部分在于冬天如果室內溫度提高1℃,能耗要增加近10%;夏天室內溫度降低1℃,能耗也要增加近10%。然而我國人民在節(jié)能方面的意識十分落后,因此沒有認識到控制室內溫度的重要性,所以在這一方面我國遠落后于世界其他發(fā)達國家。
最后,建筑物的自由能耗的使用情況中,我國主要在夏天使用更多。自由能耗主要指的是太陽能以及家電等自己配備的設備進行散熱,這是我國建筑能耗的一個重要組成部分。然而在過去的商品市場中,我國許多方面的供熱并沒有列入市場商品的范疇中,主要在冬天采用的是集中供暖的方式,因此無法自行進行能耗的調整和使用,從而使得我國建筑能耗大,浪費過多的資源。
綜上所述,在這主要四個方面中蘊含著巨大的節(jié)能潛力,因此這就要求相關部門必須要針對這一關鍵性的問題進行思考,從而提出可以解決的方式和方法。
2 供熱系統(tǒng)所使用的節(jié)能技術
跟對整個供熱系統(tǒng)的綜合觀察和比較,不同環(huán)節(jié)對能源進行不同的消耗,我們可以發(fā)現(xiàn),之所以目前我國在能源消耗方面存在著十分嚴重的問題,關鍵在于我國對于許多方面的能耗,尤其是建筑行業(yè)中的能耗采取這一種粗放型的經營管理方式所導致的。而在社會發(fā)展的今天,我國并沒有將一些科學技術用于這一方面中,使得許多人認為在節(jié)約能源方面,技術并不是最主要的,甚至于說節(jié)能并不是最主要的。但是世界在發(fā)展過程中所呈現(xiàn)出來的一種新的發(fā)展趨勢我們可以發(fā)展,只有堅持使用科學技術,才能不斷實現(xiàn)我國整體工作效率的提高和能耗的減少。建筑節(jié)能也無法置身其外。
2.1 嚴格執(zhí)行建筑圍護結構的節(jié)能設計標準
隨著新的國家建筑節(jié)能設計規(guī)范陸續(xù)頒布,我國即將全面推行第三階段建筑節(jié)能標準。有關圍護結構的保溫性能是以1980年的現(xiàn)狀為基準,以節(jié)約65%為目標,參照熱源、熱網(wǎng)效率,按照特定建筑物推算出來的。其中外墻的傳熱系數(shù)由1.28~2.35W/(m2?k)下降為0.45~1.5W/(m2?k)(北方至南方),即保溫性能提高了1.62至2.8倍。外窗的傳熱系數(shù)普遍降低了一半左右,即由3.26~6.45W/ (m2?k)下降為1.7~2.7W/(m2?k)。此外,對影響建筑物耗熱量比較大的一些參數(shù)如體形系數(shù),窗墻比等作了強制性規(guī)定。
對于外墻保溫技術,我國經過多年研發(fā),技術已經十分成熟。現(xiàn)在市場上有各種不同品牌的產品,基本的發(fā)展趨勢是保溫性能更好,利于一體化組裝,便于現(xiàn)場施工和延長使用壽命。對于節(jié)能型的建筑物圍護結構,從設計標準到技術開發(fā)都已經完備?,F(xiàn)在關鍵是如何貫徹執(zhí)行,努力的目標是使新建建筑按新標準設計施工;對既有建筑要有計劃有步驟地按新標準改造。
2.2 大力推廣分時段變室溫調節(jié)
為防止大量超標耗能現(xiàn)象的發(fā)生,全國各行業(yè)應該嚴格執(zhí)行國務院規(guī)定的建筑物室溫標準(冬季18℃,夏季26℃)。特別是各類公共建筑,包括火車、輪船等都毫無例外地不應該超出國家規(guī)定的室溫控制標準;要區(qū)分上班、下班,工作日、節(jié)假日,白天、夜間,進行分時段變室溫調節(jié)。目前國內外有比較成熟的分時變室溫控制器。使用這種控制器,用戶可以根據(jù)自己的需求,自由設定上班、下班,白天、晚上,周末、節(jié)假日的室溫標準和運行時段。設定一旦確認,控制器即可根據(jù)設定要求,進行自動調節(jié)與控制。這種調節(jié)、控制,對于熱水供熱系統(tǒng),主要是靠改變循環(huán)流量來實現(xiàn);對于空調系統(tǒng),則是通過變風量來完成。
實現(xiàn)分時變室溫調節(jié),不但節(jié)能效益可觀,還可以提高人的舒適度,有利于人的健康。長期實踐證明,人在空調恒溫下生活并不舒適,還容易得“空調病”。因此分時變室溫調節(jié)是提高人們生活質量的一項重要舉措。
分時變室溫調節(jié)技術能否大力推廣,關鍵在于經營方式上必須體現(xiàn)雙贏原則,使節(jié)能效益在供熱的買賣雙方都能得到落實。實踐證明,凡是這樣做的都能得到比較好的效果。
2.3 實現(xiàn)多熱源聯(lián)網(wǎng)運行
對于百萬人口以上的大城市,集中供熱的規(guī)模常常在幾百萬甚至幾千萬O供暖面積,其熱源可能有多個熱電廠和多個區(qū)域鍋爐房。過去我們的習慣做法是一個熱源、帶一個區(qū)域的供熱面積,形成一對一的單熱源供熱系統(tǒng)。實踐證明,這種供熱方式造成的主要問題是裝機備份過多,大量的鍋爐不能滿負荷運行,進而導致熱源效率不高。為克服上述弊端,在積極采用大容量熱電聯(lián)產、大容量熱水鍋爐的同時,將有計劃地實施多熱源聯(lián)網(wǎng)運行這一理想的供熱方案。
結束語
節(jié)能和環(huán)保是我國實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。只有加強供熱系統(tǒng)的技能工作,才是降低能耗減少環(huán)境污染造福于子孫后代的有益事業(yè),只要我們著眼于未來,積極貫徹落實國家節(jié)能政策,重視供熱系統(tǒng)從熱源、熱力管理導熱用戶的節(jié)能措施,并付之實施,供熱系統(tǒng)節(jié)能工作一定會取得成效。
參考文獻
[1]石兆玉.供熱系統(tǒng)節(jié)能潛力與節(jié)能技術[J].供熱制冷,2010(12):60-63.
目前,全球氣候變暖已經影響到人們生活的方方面面。環(huán)保節(jié)能的理念也滲透到各行各業(yè)。廠商越來越重視IT設備的環(huán)保節(jié)能。綠色存儲技術成了當前的技術熱點。
存儲系統(tǒng)的節(jié)能方法多種多樣,小至一個螺釘?shù)墓?jié)省,大到整個產品的應用規(guī)劃,不下千種。如何才能更有效地利用這些節(jié)能技術呢?方法論是關鍵。用戶首先需要對節(jié)能技術有一個整體性的認知,將節(jié)能技術進行歸類,找到各類技術的共性,然后再根據(jù)這些共性開展節(jié)能設計和應用,這樣才能不斷提升存儲系統(tǒng)的節(jié)能效果。
存儲系統(tǒng)節(jié)能可以劃分成5個層次,包括電源結構、硬件、軟件、解決方案和綠色服務。通過分析不同層面節(jié)能技術的共性,可以找到更佳的節(jié)能方法。
整機層面:從細節(jié)入手
電源節(jié)能的重點是從設備的工程特性入手,減少資源的耗費。設備體積減小、重量減輕,可以減少占地空間,節(jié)省材料耗費。噪音污染最容易被忽視。其實,噪音的釋放也意味著無效能量的排放。減少噪音需要從噪音源和釋放路徑入手。系統(tǒng)最大的噪音源就是風扇。在進行系統(tǒng)設計時,要盡量減少風扇的數(shù)量,增加風扇的直徑和葉片面積,降低轉速。存儲設備尤其是硬盤屬于精密機械部件。震動是機械硬盤的致命殺手,很容易導致硬盤的損壞。合理的硬盤框架及散熱系統(tǒng)設計是降低硬盤能耗的關鍵。
存儲系統(tǒng)的供電體系非常復雜。供電環(huán)境分為交流環(huán)境和直流環(huán)境。系統(tǒng)內部的器件很多,各器件對電壓的要求也不一樣。在確保供電可靠性的前提下,優(yōu)化電源系統(tǒng)的架構設計,可以避免電源轉換層級過多,減少架構損耗。
存儲系統(tǒng)內部的器件在工作過程中都會發(fā)熱。所有器件都有一個合適的工作范圍,過熱的環(huán)境必然導致器件的損耗增加。優(yōu)化系統(tǒng)結構可以提高系統(tǒng)的散熱效率。
硬件:節(jié)能的基礎
硬件的節(jié)能可以從減少存儲介質本身的能耗以及附加介質的能耗入手。硬件節(jié)能有6種途徑。
優(yōu)化硬件架構 硬件架構是存儲系統(tǒng)運行的基礎,直接決定了系統(tǒng)的功耗、電源等特性,是系統(tǒng)節(jié)能的重點。良好的硬件架構設計要做到既滿足軟件運行的性能要求,又要預留足夠的可擴展空間。
利用硬件加速技術 系統(tǒng)中許多模塊化的運算單元占用了CPU的大量資源,利用硬件將這些模塊化的運算單元固化下來,可以極大地釋放CPU資源,從而大大降低CPU的功耗,同時提升系統(tǒng)的性能。典型的如RAID運算,采用RAID硬件加速,可以釋放大量CPU資源,從而顯著提高系統(tǒng)的處理性能。
采用低功耗工藝器件 系統(tǒng)的功耗源于組成系統(tǒng)的各器件的功耗,包括CPU、內存等。在同等處理能力的前提下,采用低功耗的器件可以降低系統(tǒng)的功耗。
提高單板集成度 提高單板集成度,同樣的空間可以容納更多器件,從而降低單位性能的體積占用。
處理器節(jié)能設計 處理器通常是系統(tǒng)內部器件中功耗最大的。在處理器未滿負荷運行時,采用降低處理器主頻或者降低核心供電電壓的方式,可以顯著地降低系統(tǒng)能耗。某些多核處理器目前已經可以做到將未用的內核單獨降頻甚至關閉,降耗效果更為明顯。
采用SSD SSD采用閃存(Flash)芯片,拋棄了傳統(tǒng)硬盤的機械部件,不需要馬達高速旋轉來帶動盤片讀取數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)吞吐量是傳統(tǒng)硬盤的5倍,而且可以有效降低功耗。目前,300GB FC硬盤的功耗為17W左右,而SSD的功耗僅2W,待機功耗最低可達0.1W。
軟件:容量優(yōu)化
軟件節(jié)能的核心思想是對數(shù)據(jù)進行有效管理,從而提高數(shù)據(jù)的利用率,減少資源占用。典型的軟件節(jié)能方法有虛擬快照、數(shù)據(jù)壓縮、重復數(shù)據(jù)刪除和自動精簡配置。
虛擬快照 普通快照會在物理上生成源LUN在某個時間點的一份完整拷貝,要求實際存儲空間與源LUN的容量相等。虛擬快照對外表現(xiàn)為一個完整的LUN,而實際的數(shù)據(jù)分為源LUN和資源LUN兩部分,通過映射表保存快照數(shù)據(jù)的存放地址。虛擬快照創(chuàng)建時只會創(chuàng)建一份映射表,占用的存儲空間非常小。虛擬快照在資源LUN中沒有原始的數(shù)據(jù),只有當源LUN的數(shù)據(jù)發(fā)生改變的時候,才在資源LUN中寫入變化的數(shù)據(jù)。因此,虛擬快照可以節(jié)省大量存儲空間。
數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮可以顯著降低數(shù)據(jù)存儲量。優(yōu)秀的壓縮算法可以將實際存儲的數(shù)據(jù)壓縮為原有數(shù)據(jù)量的幾分之一甚至幾十分之一,從而大大減少系統(tǒng)對存儲介質的需求。
重復數(shù)據(jù)刪除應用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)有60%是冗余的,而且隨著時間的推移,冗余數(shù)據(jù)量會越來越大。在備份和歸檔系統(tǒng)中更是如此,一份文件可能被重復備份幾十次。使用重復數(shù)據(jù)刪除技術,系統(tǒng)只需要保存一份數(shù)據(jù),重復的部分利用指針指向數(shù)據(jù)源即可,從而有效地降低系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲量。
自動精簡配置傳統(tǒng)磁盤資源的劃分是固定式的劃分。劃分給不同應用的磁盤空間不能共享,而劃分給特定應用的空間即使是閑置的(多數(shù)情況如此),也不能被其他應用所用,造成資源的極大浪費。自動精簡配置可以根據(jù)應用需求以及設備的資源使用情況,動態(tài)地改變存儲資源的劃分,更加充分地利用磁盤陣列的有效存儲空間,降低存儲陣列的容量需求。
解決方案:資源優(yōu)化
解決方案層節(jié)能的核心思想是,根據(jù)不同的產品應用場景優(yōu)化產品配置,合理調配存儲資源。解決方案層節(jié)能技術主要包括分級存儲、存儲虛擬化和大規(guī)模非活動磁盤陣列(MAID)。
分級存儲系統(tǒng) 數(shù)據(jù)生命周期管理理論認為,不同的數(shù)據(jù),其重要性和價值是不同的。數(shù)據(jù)在其生命周期的不同時期,也會表現(xiàn)出不同的重要性和價值。把不重要和低價值的數(shù)據(jù)存放在高成本的存儲設備上,就是對資源的浪費。如何有效區(qū)分數(shù)據(jù)的價值和重要性,并以此為依據(jù)提高存儲資源的利用率是存儲節(jié)能的重要技術發(fā)展方向。簡單說,就是將歷史數(shù)據(jù)、長期不被訪問的數(shù)據(jù)從高耗電、長期運轉的硬盤上轉移到低耗電甚至長期下電的硬盤或磁帶上。
存儲虛擬化 使用存儲虛擬化技術可以整合不同品牌的存儲設備,形成統(tǒng)一的存儲資源池,并將虛擬的存儲資源分配給主機,從而可以有效地提高存儲資源利用率,降低管理復雜度。
MAID系統(tǒng) MAID技術的出發(fā)點和器件休眠的原理如出一轍。存儲系統(tǒng)的許多部件并非每時每刻都是繁忙的,存儲設備也不是每時每刻都要讀寫每一塊硬盤。如果讓空閑的硬盤一直處于工作狀態(tài)就是對資源的浪費。對空閑的硬盤實施休眠不僅可以節(jié)省能耗,還可減少硬盤的實際運行時間,從而延長硬盤的壽命。
綠色服務:重在規(guī)劃
綠色服務是從全局角度出發(fā),評估和衡量存儲設備、與存儲設備相關聯(lián)的整個系統(tǒng)甚至是存儲設備所在的機房的能耗情況,找出可以降低能耗的環(huán)節(jié),提出建設性意見或方案,再綜合考慮投入產出比,以達到最佳節(jié)能效果的行為。
綠色服務又包括綠色技術咨詢和綠色規(guī)劃咨詢兩部分。
伴隨“低碳經濟”這一的發(fā)展理念的提出,綠色環(huán)保和節(jié)能減排已經成為了當前世界經濟發(fā)展和社會建設的主流思想。油氣儲運作為支撐整個社會和全球不斷發(fā)展的重要行業(yè)產業(yè),其在發(fā)展過程中也遇到了來自于“低碳經濟”理念的相關要求。因此,本文以油氣儲運系統(tǒng)為立足點,通過對在該系統(tǒng)中推行節(jié)能理念的原因進行分析,從而找出其節(jié)能技術的要點。
關鍵詞:
油氣儲運系統(tǒng);節(jié)能技術;要點
伴隨經濟全球化發(fā)展趨勢的不斷加深,以及世界范圍內各項科學技術發(fā)展水平和應用范圍的擴大,使得推動工業(yè)行業(yè)自動化發(fā)展已經成為世界經濟發(fā)展提出的首要要求。油氣行業(yè)作為工業(yè)產業(yè)的重要組成,其自動化存儲和運輸?shù)某潭入S著科學技術水平的提升和應用范圍的擴大而不斷加深。與此同時,在低碳經濟不斷發(fā)展的今天,油氣儲運行業(yè)要想獲得良好的發(fā)展機遇,以便能夠在激烈的市場競爭中占有一席之地,對當前其在生產過程中使用的技術進行有效的改良,提升其節(jié)能性十分必要。
1在油氣儲運系統(tǒng)中推行節(jié)能技術的原因
1.1是油氣企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求
在石油企業(yè)的油氣儲運這一系統(tǒng)中運用節(jié)能技術,不僅是相關企業(yè)提高能源開發(fā)和利用效率的一種主要手段,還是推動國內社會經濟和油氣行業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提出的一項必然要求。雖然國內油氣資源總存儲量相對較高,但是人均占有量卻明顯不足,使得工業(yè)企業(yè)和人民日常生活生產過程中對進口原油的依賴性較強。與此同時,受相關技術影響,使得油氣企業(yè)在開采和利用石油的過程中浪費情況相對較為嚴重,石油作為一種不可再生的能源,大量的浪費必然會使得原本就不充足的石油能源變得更加的緊缺。然而,石油能源在現(xiàn)代人們日常的生產生活過程中應用的范圍較大,上到化工、航空和造船等大型工業(yè)產業(yè),下到電子、照明、醫(yī)療等于人們日常生活息息相關的行業(yè)產業(yè),其在生產經營過程中都需要應用到油氣產品。
1.2有利于油氣使用和保護生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展
從目前來看,儲運石油和天然氣等已經不僅是維護世界經濟穩(wěn)步發(fā)展的重要內容,也成為了當今社會中國進行城市化建設和發(fā)展中的重要組成內容,與人民的生產生活、人身安全等都具有十分密切的聯(lián)系[1]。截至到日前,國內有百分之九十九的天然氣,百分之七十的石油都是利用油氣管道被運輸?shù)搅烁鱾€需要使用油氣的地區(qū),其建設的油氣管道的總里程已經超過了八萬千米。由此可以看出,油氣儲運系統(tǒng)中管道的安全性和運輸?shù)姆€(wěn)定性以及成為當前社會在發(fā)展過程中影響其國計民生,確保能源供應量的基礎性因素。
2油氣儲運系統(tǒng)中的節(jié)能技要點
2.1不加熱集輸節(jié)能技術
不加熱集輸技術又稱為“常溫輸送技術”。一般稀油由于油品粘度低,凝固點低的特點,大多可采用常溫輸送。該輸送方式能耗小、工藝流程簡單,投資低。如果原油粘度大、凝固點高,常溫輸送難以實現(xiàn),必須采取有效的降凝或降粘措施。這里該項技術指的主要是原油在井下采用技術,可以將油井產液以及其含水的溫度提升到一定的程度,從而使得井口實際出油的溫度可以降低液體流動阻力,并高出凝固點以及保證正常輸送,從而節(jié)約能耗量的作用[2]。與此同時,該技術不僅具有十分明顯的節(jié)能性,其在使用過程中還可以減少相關的工程投資,節(jié)約開采成本;并且,該項技術還能夠降低輸送過程中,工程技術人員管理的難度。此外,從類別上來看,該技術主要包括單管輸送、井口加藥、雙管摻水這三種常溫集油方式。
2.2降低加熱過程中的能耗節(jié)能技術
油氣儲運系統(tǒng)主要在熱能、電和水這三方面會有能源消耗,其中,熱能部分消耗的能源占據(jù)總能源消耗量的百分之八十,所以,要想提高儲運系統(tǒng)的節(jié)能性,降低熱能部分的能源消耗量是十分必要的。因此,在儲運系統(tǒng)中,可以從以下幾個方面入手:第一,選擇合適的加熱設備,是節(jié)約能耗的關鍵。目前原油加熱爐一般有水套爐、熱管路及相變加熱爐等幾種形式。相變加熱爐是將液態(tài)水變成氣態(tài)水蒸氣給原油加熱,具有傳熱快、效率高、體積小及安全性強等優(yōu)點,目前常做為原油管道的主要加熱設施,比較節(jié)省能源。第二,加強對油罐設施、管道設施的保溫。需要按照相關的保溫原則以及系統(tǒng)實際的工作情況來選擇對應的保溫措施,降低熱損失。第三,嚴格控制原油加熱溫度[3]。受油氣自身性質影響,無論其存儲的溫度是偏高還是偏低,都會對油氣儲運工作產生一定的影響。因此,在儲運油氣的過程中,相關工作人員需要控制好存儲的溫度,嚴格按照相關生產要求進行。
2.3油氣混輸節(jié)能技術
同以上兩種技術相比,油氣混輸是一項新興的節(jié)能技術,也是當前世界石油化工行業(yè)應用范圍最為廣泛的一種技術。該項技術主要指的是:在原油從井口開采出來,將油氣井物流中包含的水、天然氣和石油這三種主要介質,利用混輸泵將其直接泵到聯(lián)合站或轉油脫水站,進行油氣水有效分離處理[4]。從類型上來看,該項技術屬于一種綜合性的油氣儲運節(jié)能技術。此外,由于整個泵輸?shù)倪^程中只需要一條混輸管線就能夠完成,所以其經濟性較強。這里混輸泵是關鍵,必須向選擇合適可靠的混輸泵進行輸送,才可能實現(xiàn)。
3結語
總而言之,在經濟全球化不斷發(fā)展,資源愈發(fā)緊缺的今天,轉變當前經濟增長的方式,建立起以資源節(jié)約型和環(huán)境友好型為主的社會經濟發(fā)展模式已經成為了未來社會和世界經濟的主要發(fā)展目標。因此,加大對其油氣儲運系統(tǒng)中有關節(jié)能技術應用和開發(fā)的力度,不斷提高其生產過程中能源節(jié)約水平,對于推動該系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能、高效、低碳、環(huán)保的發(fā)展目標具有重要意義。
作者:郭渤 單位:俄羅斯國立古勃金石油天然氣大學
關鍵詞:循環(huán)水泵;節(jié)能技術;途徑
中圖分類號: S210 文獻標識碼: A
引言
火力發(fā)電廠中,廠用電約占總發(fā)電量的8%~10%,泵與風機的耗電量約占廠用電的70%~80%,因此,降低泵與風機的功耗對于提高電廠經濟效益有很大作用。循環(huán)水泵的耗電量與季節(jié)和負荷都有關系,對其進行變頻改造,既可以保證其有效地工作,又可以保證其在低負荷和不同季節(jié)的最低功耗,運用靈活、節(jié)能效果明顯。
一、水泵節(jié)能技術在我國發(fā)展的趨勢
目前,國內外許多電力拖動場合已將矢量控制的變頻器廣泛應用于通用機械、紡織、印染、造紙、軋鋼、化工等行業(yè)中交流電動機的無級調速,已明顯取得節(jié)能效果并滿足工藝和自動調速要求。但在風機、水泵應用領域仍沒有得到充分應用。其主要原因是對風機、水泵類負載可大量節(jié)能了解不夠。故此,我們將風機、水泵的節(jié)能原理和應用狀況向客戶介紹。全國風機、水泵用電量占工業(yè)用電的60%以上,如果能在這個領域充分使用變頻器進行變頻無級調速,對我們發(fā)展加工制造業(yè)又嚴重缺電的國家,是興國之策。風機,是傳送氣體裝置。水泵,是傳送水或其它液體的裝置。就其結構和工作原理而言,兩者基本相同?,F(xiàn)先以風機為例加以說明。自然通風冷卻塔、循環(huán)水泵、循環(huán)水管道及管道附件是電廠循環(huán)水系統(tǒng)的重要組成部分,在電廠初步設計中研究系統(tǒng)方案確定最優(yōu)化系統(tǒng)配置,對于降低工程建設造價具有積極意義。循環(huán)水系統(tǒng)設計中最核心部分就是自然通風冷卻塔、循環(huán)水泵的合理選擇配置,在循環(huán)水系統(tǒng)建設中它們的投資費用最多、施工最復雜,對電廠總投資影響最大。直接影響電力工程建設的單位造價與電廠投資回收年限。供水系統(tǒng)優(yōu)化設計是系統(tǒng)方案選擇的基礎,其中對方案設計影響最大的是循環(huán)水泵電動機的年費用。在保證汽輪機運行安全滿負荷發(fā)電的前提下,如何降低電動機的年費用,值得每一位工程設計人員思考。
二、水泵在使用過程中的問題
1、水泵本身設計技術含量不高
現(xiàn)階段我國水泵設計主要是沿襲傳統(tǒng)的模型換算法和速度系數(shù)法,這些設計方法從某種程度上來說已經過時,因為這是建立在舊的水泵設計經驗的基礎上的,在設計過程中無法超越過去的設計水平,無法在效率提升上有所突破。再加上水泵設計單位對技術的資金投入和人員投入不足,水泵設計人員的創(chuàng)新動力不足、缺乏創(chuàng)新意識,從而導致了水泵產品的技術含量得不到一個質的提升,水泵本身的技術含量無法提升,節(jié)能工作自然也做不到。再加上水泵制造企業(yè)片面著重經濟效益,而忽視了水泵的節(jié)能工作,國家也沒有這方面的政策扶持和財政優(yōu)惠,造成了水泵制造企業(yè)對水泵節(jié)能、提高水泵效率也沒有積極性。
2、水泵節(jié)能存在誤區(qū)
我們過去對水泵節(jié)能的理解主要是提高水泵的各項效率指標,其實這是對水泵節(jié)能理解的一個誤區(qū),是一種片面的理解。我們所說的節(jié)能范圍不只是一個效率指標,而且也包含水泵的性能的穩(wěn)定性、水泵的壽命、對材料的節(jié)省等各個方面的因素。再就是具體到水泵的使用環(huán)境中,我們也要有針對性的進行節(jié)能設計,比如水泵的密封性能、水泵的水力性能、水泵的耐高溫性能等,這些都要針對不同的環(huán)境,不用的用途進行設計。因此水泵的節(jié)能研究是一項非常復雜的工作,我們對節(jié)能概念的理解也不能過于片面,而要有一個全面的整體的理解。
3、使用單位和個人的因素
使用單位和人人在采購水泵時,往往關注的是水泵是不是符合自己的需求,價格是不是比較便宜,而對水泵的節(jié)能技術指標,卻并不是很在意。消費者的這種需求也打消了水泵設計單位和制造單位進行節(jié)能技術革新的積極性。并且很大一部分消費者在選擇水泵時,要選用流量和揚程裕量過大的水泵,以確??梢詽M足自己的使用需要,這樣的后果就直接造成水泵在使用過程中,實際運行效率遠低于水泵的最高效率,一直不能在高效區(qū)運轉。另外在使用過程中,由于使用單位的管理和檢查不嚴格,操作和養(yǎng)護不適當,維修的不及時等,使水泵在使用過程中經常出現(xiàn)故障,造成很多的能源浪費。
三、水泵節(jié)能技術途徑
1、水泵本身的節(jié)能
水泵設計和制造單位在設計和制造水泵的過程中,設計和制造人員頭腦中要有節(jié)能意識,作為水泵的設計和制造單位,有責任向廣大的消費者提供高效節(jié)能的水泵產品。水泵的設計單位在進行設計時要選用優(yōu)秀的水力模型,研究科學高效的水力設計方法,在設計過程中,要進行水泵的可靠性試驗,產品的材料選擇試驗,從而提高水泵產品的使用效率。水泵制造單位在制造過程中要制訂高于國家機械標準的自己的企業(yè)標準,想方設法減少水力損失。在制造過程中對各流程嚴格控制,盡量減小過流部件的粗糙程度,精心處理縫隙處,適當減小間隙值,以提高水泵的使用效率,達到水泵節(jié)能的目的。
2、提高水泵系統(tǒng)節(jié)能
除了要關注水泵產品自身的節(jié)能外,我們還要重視對整個系統(tǒng)的節(jié)能技術進行開發(fā)研究,水泵的使用效率和與之相關的配套設施也有很大的關系,系統(tǒng)節(jié)能技術甚至比水泵自身的節(jié)能技術還要重要。對系統(tǒng)的節(jié)能技術研究,要著力于從節(jié)能的角度去開展系統(tǒng)工程設計,使組成系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)能夠達到最佳的匹配效果,在水泵的運行過程中,整個水泵系統(tǒng)都能發(fā)揮自己的最大使用效率。在這方面主要包括水泵和電機的連接、管網(wǎng)的設計、相關附件的連接和配合等,使它們都能發(fā)揮出自己的最大作用,從而提高水泵系統(tǒng)的使用效率和使用壽命。
3、水泵運行中的節(jié)能
水泵本身的效率提高了,整個水泵系統(tǒng)也進行了節(jié)能的設計,但這只是一個方面,還有一個很重要的方面就是在水泵運行這一環(huán)節(jié)。在實際中經常由于對水泵的使用不當造成水泵不能高效地發(fā)揮自己的作用,再加上水泵的使用環(huán)境非常復雜,不同的環(huán)境需要不同的工藝流程和工藝參數(shù),在使用過程中對這些方面都要靈活地進行調節(jié)。比如在調節(jié)水泵系統(tǒng)時,要注意盡量降低能量的損耗,少用節(jié)流調節(jié)方式,可以從變角、變速、車削等角度去解決問題,以保證電機和水泵都能高效率地工作。在對水泵蠔安裝時,要根據(jù)具體使用環(huán)境所需,調整消耗葉輪的角度進行變角調節(jié),合理確定葉片安裝角,以便水泵可以高效率地工作。車削調節(jié)指通過車削葉輪直徑來對水泵的性進行調節(jié),這是消耗伯節(jié)能措施中最簡單、方面的一種,在車削調節(jié)中有一個常識就是車削葉輪前后的流量、揚程、軸功率與車削前后的葉輪直徑、直徑平方、直徑三次方成正比。在運用車削調節(jié)時要注意的一個問題就是調節(jié)要在一個安全的范圍內進行調節(jié),而不能無限制地進行調節(jié)。變速調節(jié)是日常使用中最直接、最常用的一種調節(jié)方式,它不會產生功率的損耗,直接通過水泵轉速的變化來改變水泵的性能。在日常生活中主要實現(xiàn)方式有通過齒輪變速箱實現(xiàn)、通過皮帶傳動實現(xiàn)、通過變頻實現(xiàn)、通過電動機實現(xiàn)等等。在這些方式中最理想的方式是變頻調速,優(yōu)點是效率高、無級調整速、調速范圍廣,但在應用的缺點是投資較高。
4、使用單位和個人在水泵使用中的節(jié)能
在具體的使用環(huán)境中,選擇了合理的水泵系統(tǒng),在運行和使用過程中,使用單位和個人也要注意樹立節(jié)能意識,進行嚴格管理,以便使水泵在運行過程中實現(xiàn)節(jié)能。同時在作用過程中要經常對水泵系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng),使水泵系統(tǒng)能處在最佳的運行狀態(tài),并通過平常的檢修發(fā)現(xiàn)水泵系統(tǒng)中存在的問題,進行維修養(yǎng)護,既延長了水泵系統(tǒng)的使用壽命,又可以收到良好的節(jié)能效益。
結束語
隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展,一些新的設計方法、先進的鑄造、加工工藝也在生產中得以應用,這都很好的提高了水泵的效率,促進了節(jié)能工作的開展。我們當前水泵的節(jié)能工作中存在的這些問題,隨著人們意識的提高、技術的進步,相信一定要得到解決,水泵節(jié)能工作的前景是非常美好的。
參考文獻
[1]安立忠,淺談給水系統(tǒng)中水泵的節(jié)能途徑[J].中國電力教育,2010.(2).
建筑工程設計及實踐階段中,應采用有效的動力能耗節(jié)約策略,可提升暖通空調冷凍水體系與冷卻塔水體系的實踐運行溫差,也就是水系統(tǒng)應用大溫差方式,進而降低水量,節(jié)約輸送耗能,并降低管徑,實現(xiàn)良好的投資節(jié)約目標。
由于風機與水泵的能量消耗同管路體系流速立方為正比例關系,因此可利用低流速實現(xiàn)良好節(jié)能目標,并利于水力工況實現(xiàn)良好的穩(wěn)定性水平。通常來講,利用水輸送熱量以及冷量的消耗能量水平較空氣輸送低,同時傳送等量熱量以及冷量應用水管管徑較風管低,占據(jù)空間也不大,為此應科學利用高效率傳送載能介質實現(xiàn)良好的節(jié)能目標。暖通節(jié)能系統(tǒng)運行階段中,還應強化監(jiān)督管控,做好節(jié)能管理,實現(xiàn)管控模式缺陷、能源設計自身不合理等環(huán)節(jié)的良好彌補。只有強化對各類運行設備的管理控制,方能令能源應用更為節(jié)約并精確消耗。
樓宇自控體系功能在于對建筑物之中包含的各類設備,例如機電設施等做好有效測控監(jiān)督與綜合管理,進而實現(xiàn)安全、高效、可靠、節(jié)能與省力的科學目標。暖通系統(tǒng)管控運行階段中主體節(jié)能手段,最為理想的便是借助優(yōu)質完善的樓宇自控體系實現(xiàn)經濟目標,做好節(jié)能運行管理。然而,當前較多既有建筑工程卻呈現(xiàn)出低水平智能化運行效果,暖通體系運行管控水平不高,欠缺自控體系,且包含一定的不合理之處。為此我們應繼續(xù)探究智能化節(jié)能技術的科學應用,構建自動化樓宇暖通節(jié)能體系,創(chuàng)設良好的應用效益。
4 做好暖通節(jié)能應用技術優(yōu)化,明晰其科學發(fā)展趨勢
4.1 科學應用蓄冷技術,提升節(jié)能水平
我國南方地區(qū)夏季炎熱,其用電量在該季節(jié)迅猛提升,因此令較多區(qū)域在用電高峰階段中進行限電拉閘成為常見現(xiàn)象。為此,為有效減少用電峰谷階段差異,一類節(jié)能有效的蓄冷空調逐步得到了廣泛應用。蓄冷技術是我們在應對能源危機階段中促進資源良好配置,做好生態(tài)環(huán)境優(yōu)化保護的技術革新,可創(chuàng)設顯著的經濟效益及社會效益。該技術原理不是較為復雜,主體應用夜間使用電能的低谷階段進行制冷,將冷量基于水或者冰模式位于蓄冷裝置中進行儲存。當電力離峰時,則可將事先存儲的冷量予以釋放并作為空調系統(tǒng)的能量應用,進而實現(xiàn)電網(wǎng)移風谷、降低能源消耗,節(jié)約電費、環(huán)保高效的目標。
伴隨蓄冷技術的應用發(fā)展,目前我們卻發(fā)現(xiàn),其并沒有實現(xiàn)全范圍的推廣普及。冰蓄冷以及區(qū)域供冷不僅可實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標,還對社會資源的整體優(yōu)化應用極為有利。目前,我國主體通過火力發(fā)電滿足能源應用需求,其發(fā)電機調配水平不強,因此較難對其發(fā)電總量進行自由隨意的管控與變更。倘若應用冰蓄冷技術,便可令電廠發(fā)電設備機組利用夜間時段進行高效服務運行,進而節(jié)約單位煤量消耗,提升電廠發(fā)電機整體工作效率。另外,冰蓄冷以及區(qū)域供冷應用技術規(guī)避高峰用電,其占用電力資源總體范圍有所下降,進而全面釋放社會資源,可基于相同電力資源水平條件,供給服務更豐富項目,并緩解我國電力建設發(fā)展投入的相對緊張狀況?;谛罾浼夹g諸多優(yōu)勢,我國政府單位、電力企業(yè)應對該項技術應用研發(fā)給予必要的政策支持與技術傾斜,做好全面推廣應用,提升經濟支持,進而實現(xiàn)良好的節(jié)約能源目標,實現(xiàn)可持續(xù)的電力生產運行與全面發(fā)展。
4.2 借助太陽能優(yōu)質暖通節(jié)能策略技術,實現(xiàn)節(jié)能目標
太陽光取之不竭、用之不盡,不存在地域條件限制,無論在海洋地區(qū)或是陸地、島嶼或是山地,均能享受陽光普照。因此對于太陽光能進行廣泛開發(fā)應用尤為重要。太陽能具有顯著的潔凈能源特征,對于當前較為嚴重的環(huán)境污染現(xiàn)象,可體現(xiàn)良好的抑制作用。傳遞到地球表面總體太陽輻射能源則同130萬億t煤量能源相當,足以見得太陽能源的龐大性。
為此,在暖通系統(tǒng)開發(fā)應用階段中,我們應充分利用太陽能,令其合理轉變?yōu)闊崮?,借助即熱設施做好太陽光中的熱量采集,并利用熱導循環(huán)體系令熱量傳至換熱中心,而后令熱水再傳人地板采熱體系之中,在電子調控儀器設備的管理中,實現(xiàn)室溫調節(jié)目標。該體系還可在雨雪天氣執(zhí)行切換為燃氣鍋爐加熱模式,進而實現(xiàn)寒冷冬季太陽能的科學供暖服務。我們還可借助太陽能即熱設施形成較多免費熱水,節(jié)約水能源應用。通過實踐驗證,太陽能供暖節(jié)能工程其平均壽命高于20年,而在5年便可收回成本,因此體現(xiàn)了顯著的節(jié)能經濟效益。我們應在建筑工程暖通系統(tǒng)中,科學開發(fā)應用太陽能收集技術,做好循環(huán)控制、集熱裝置、溫度調控系統(tǒng)的科學設計,令其引入地熱、生活用熱水體系中,實現(xiàn)節(jié)能目標。
4.3 地源熱泵規(guī)范應用
針對我國當前能源應用逐步嚴峻的客觀形勢,在推廣應用節(jié)能技術手段階段中,應科學慎重,全面做好各類技術經濟標準的科學論證,不應盲目規(guī)?;瘧?,否則會令原先可節(jié)約能源的手段技術與工程項目反而加大能源消耗。例如,在地源熱泵處理技術實踐應用階段中,應樹立合理、節(jié)約、規(guī)范節(jié)能目標。倘若不區(qū)分應用場合、地點,不做好項目調研論證,不注重其特性規(guī)模,而是盲目應用該類技術,便會形成負面效果。地源熱泵策略技術,涵蓋的空氣源及水源熱泵手段均有其適用范疇,并非各個區(qū)域地點、各類項目工程均適用,而是包含一定條件限定。
簡單來講,地源熱源節(jié)能技術,將土壤視為蓄熱體,通過其實現(xiàn)熱能的存儲與釋放應用。倘若項目工程規(guī)模過大,則需較大空間的地下場所進行蓄能。同時當冷熱存取不完全平衡時,其消耗的電力能源則會變相提升。為此,我們應制定規(guī)范應用策略,做好全面考察衡量與研究,才能令該項節(jié)能技術體現(xiàn)優(yōu)質效果,創(chuàng)設顯著應用效益。
尤其是近兩年,全國用電量及電負荷增長較快,去年以來已有三分之二的省(區(qū),市)出現(xiàn)了不同程度的缺電甚至拉閘限電現(xiàn)象,嚴重影響經濟社會發(fā)展和人民生活水平提高。據(jù)統(tǒng)計,我國照明用電量已占總用量的10%~12%.按照我國提出的“中國綠色照明工程”,照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。目前的照明節(jié)能潛力很大,一般節(jié)能方案均能達到節(jié)約20~35%,按保守的數(shù)量采取20%的計算,全國節(jié)約的電能價值可觀,可想而知在國民經濟中該有多大的作用。提倡照明節(jié)能,不等于降低對視覺作業(yè)的要求和降低照明質量,因為這樣會降低勞動生產率,非但不能達到照明節(jié)能的目的,反而影響工作人員的視覺要求,而且還有所提高,在保證照度標準和照明質量的前提下,而且還有所提高,在保證不降低工作場所的視覺要求,力求減少照明系統(tǒng)中的能量損失,最有效地利用電能。以單位照度及單位面積所需用電量(W/m2.lx)作為照明節(jié)能指標,力求提高照度而降低用電量。
2.照明節(jié)能的辦法和潛力
⑴選擇優(yōu)質的電光源科學的選用電光源是照明節(jié)電的首要工作。節(jié)能的電光源發(fā)光效率要高,使得每瓦電(W)發(fā)出更多光通量(Lm)。白熾燈泡發(fā)光效率一般為7~20Lm/W,其壽命一般為1000h,特殊的為2000h;單端的緊湊型熒光燈(俗稱節(jié)能燈)其光通量一般為50Lm/W,采用一只9W壽命3000~5000h的節(jié)能燈完全可以替代40W的白熾燈泡;雙端直管熒光燈T12型的光通量為55Lm/W,壽命為3000~5000h,而現(xiàn)在的T5型則達到90~110Lm/W,壽命可達8000~10000h.所以T12,T10甚至T8型的熒光燈都應該淘汰,不但可以節(jié)約大約50%的電能,還會改善燈光的顯色性。除以上光源外,還有高強氣體放電燈,如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、微波硫燈、無極燈、發(fā)光二極管和半導體照明燈等,科學技術的發(fā)展,電光源也層出不窮,現(xiàn)代的燈可以達到薄如紙,細如絲,總是叫人驚喜,現(xiàn)在還在應用那些落后的費電的燈的場所,應該盡快實行照明工程節(jié)能改造。當然了,在選擇發(fā)光較高的光源時要考慮應用場所,根據(jù)場所的特點和電光源的特性進行合理的科學的照明改造。
⑵選擇節(jié)電的照明電器配件在各種氣體放電光源中均需要有電器配件。例如鎮(zhèn)流器,舊的T12熒光燈其電感鎮(zhèn)流器要消耗其20%的電能,40W燈,其鎮(zhèn)流器耗電約8W;而節(jié)能的電感鎮(zhèn)流器則耗電小于10%,更節(jié)能的電子鎮(zhèn)流器,則只耗電其2~3%,也是一筆不小的節(jié)電措施。
⑶安裝照明系統(tǒng)節(jié)電器目前國內外都大力推廣照明節(jié)電器,在現(xiàn)在照明系統(tǒng)上加裝節(jié)電控制設備。國內市場上的照明節(jié)能設備很多,其中照明控制節(jié)電裝置所占比例最大。從工作原理上大致可分為以下三類:
①控硅斬波型照明節(jié)能裝置;
②自耦降壓式節(jié)電裝置;
③智能照明調控器。
①由于是斬波所以存在大量諧波,對電網(wǎng)危害很大。
②由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器,變壓比固定,存在無法實時穩(wěn)壓輸出的技術缺陷,無法起到對電光源的保護作用。
③可實現(xiàn)智能照明調控,有效保護電光源,降低電能消耗的功能,使用的經濟性和可靠性遠遠好于前兩種產品,因此是目前國際上比較成熟的照明控制方案,在國內也有廠家研制出此類產品,并開始推向市場。加裝照明節(jié)電器使所有的照明光源(氣體放電燈或鹵鎢燈),都是要標準的電壓條件下才能保持其壽命,當夜間電壓偏高或白天電壓不穩(wěn)定,均會影響光源的壽命。加裝照明節(jié)電器,除保持電壓的穩(wěn)定或略有所降,即節(jié)約用電又能延長光源的壽命,同時由于照明初設計時考慮維護系數(shù)的計算往往又20%左右的照度余量,所以不會影響照度標準值的維護,更不會對視覺效果有明顯的影響。加裝照明節(jié)電器對于氣體放電光源還可以利用微機進行智能控制,通過內置的專用優(yōu)化控制軟件,可以隨時采集、分析和計算,控制內部的綜合濾波電路,控制電流波形,補償功率因數(shù),吸收內部失真電流并循環(huán)轉化為有用的能量,提高整體電源效率,隨負荷變化動態(tài)調整運行狀態(tài)下所需的電流和電壓,對功率進行自動調整,達到智能節(jié)電的目的,照明節(jié)電器大多數(shù)節(jié)電率在25%以上。照明節(jié)電器的優(yōu)點是接入方便,自動調節(jié)無需專人維護,減少有功功率消耗,降低無功功率,多重保護安全可靠,降低啟動電流延長光源壽命1倍以上。有些節(jié)電器還可以采用先進的防雷技術,經過集成優(yōu)化設計防止照明電路受到雷電損害而引起事故。
⑷科學的節(jié)能照明設計
(a)合理的選擇照明線路:照明線路的損耗約占輸入電能的4%左右,影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導線截面積。大多數(shù)照明電壓為220V,照明系統(tǒng)可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式供電。三相四線式供電比其它供電方式線路損耗小得多。因此,照明系統(tǒng)應盡可能采用三相四線制供電。
(b)合理的選擇控制開關和充分利用天然光:天然光是免費的光源,要充分的利用,因此就要合理的設計照明開關。充分利用自然光,正確選擇自然采光,也能改善工作環(huán)境,使人感到舒適,有利于健康。充分利用室內受光面的反射性,也能有效地提高光的利用率,如白色的墻面的反射系數(shù)可達70~80%,同樣能起到節(jié)電的作用。
(c)合理的選擇照明方式:在滿足標準度的條件下,為節(jié)約電力,應恰當?shù)剡x用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。例如工廠高大的機械加工車間,只用一般照明的方式,用很多燈也很難達到精細視覺作業(yè)所要求的照度值,如果每個車床上安裝一個局部照明光源,用電很少就可以達到很高的照度。
【關鍵詞】煉焦技術節(jié)能技術發(fā)展
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
我國是世界焦炭第一生產大國,同時也是第一焦炭消費大國。近些年來,我國的煉焦技術得到了較大進步,煉焦技術的發(fā)展,促進了煉焦行業(yè)節(jié)能技術的推廣和應用。
二.煉焦技術的工藝特點。
1.回收煉焦工藝流程簡述。
熱回收煉焦工藝技術包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間,煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐,成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作,煉焦煤煉焦時產生的揮發(fā)份在焦爐內全部燃燒,高溫廢氣經焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產生蒸汽?;厥諢崃亢蟮牡蜏貜U氣脫除二氧化硫后經煙囪排放。蒸汽送到工業(yè)、公共設施,或用于余熱發(fā)電車間發(fā)電。
2.回收煉焦工藝主要特點。
(1).煉焦爐負壓操作,基本消除了煉焦爐對大氣的污染?;厥諢捊巩a生的揮發(fā)份燃燒為高溫廢氣的熱量,并回收其熱量,徹底消除了化學污水的產生。實現(xiàn)了煉焦工業(yè)的清潔生產。
(2). 煉焦爐內煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層,取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現(xiàn)象。
(3). 煉焦爐煉焦時揮發(fā)性的物質在焦炭層中的流程較長,二次裂解產生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用,能改善和提高焦炭的物理化學性質和冷熱強度。結合搗固煉焦,對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質量具有重要意義。
(4). 熱回收煉焦技術工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產權的液壓搗固,在國內首次使用具有我國自主知識產權的水平接熄焦,充分體現(xiàn)了我國堅持科學發(fā)展觀和科技的創(chuàng)新能力。
三.發(fā)展清潔生產的大型搗固煉焦。
大力研發(fā)和推廣具有完善環(huán)保設施、能夠實現(xiàn)清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐,進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。
開發(fā)適合中國國情的6.7米搗固焦爐,其每孔年產焦炭1.443萬噸,將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐,2×52孔年產焦炭150萬噸,填補我國年產150萬噸級焦炭規(guī)模的大型搗固焦爐空白,并建成能起樣板作用的示范工程,推動我國大型搗固煉焦技術的發(fā)展,使其達到世界領先水平。
發(fā)國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車(SCP機),使其機械化、自動化、安全性能和環(huán)保水平等方面達到世界領先水平。
隨著我國大中型鋼鐵企業(yè)逐步接受和采用搗固煉焦技術,應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數(shù),推動大中型高爐使用搗固焦炭。
1.大力推廣的節(jié)能技術。
(1). 發(fā)展高效節(jié)能環(huán)保的大型焦油加工裝置。
淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。
進一步推動我國煤焦油加工的集中處理,建設規(guī)模大、技術先進、節(jié)能環(huán)保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發(fā)新產品,擴大產品品種和品級,配合化工、醫(yī)藥、材料等市場要求,開發(fā)出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油,在滿足炭黑生產的同時,可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術,使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。
(2).推薦采用高效節(jié)能的脫硫脫氰技術。
新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝,如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。
推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業(yè)裝置投產,并建成示范裝置,解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題,推動其更新?lián)Q代。
推薦采用間接法蒸氨,以減少焦化廢水,有利于實現(xiàn)焦化廢水的近零排放。
(3)積極研發(fā)焦爐煤氣資源化利用技術。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高,因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發(fā)電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業(yè)單位產品的能源消耗和排放負荷,甚至能開發(fā)出大量最清潔能源—氫氣,從而引發(fā)鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關系,甚至會引發(fā)整個社會新的供需關系。
(4)開發(fā)新型焦化污水深度處理技術.
資源節(jié)約、環(huán)境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用,因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環(huán)水排污水(采用CDQ時循環(huán)水排污水為0.53噸)。我國已開發(fā)出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業(yè)焦化廠來說,焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環(huán)水系統(tǒng)。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠,生化處理時,可減少或不加稀釋水,減少生化處理水量,使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水,在焦化廠內消耗掉。但是,隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦,處理后廢水無路可去,只能回用于凈循環(huán)水系統(tǒng)。而凈循環(huán)水系統(tǒng)對水質要求嚴格,對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環(huán)水系統(tǒng)補充水,必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。
“十一五”期間,進行了大量污水回用深度處理技術的開發(fā)工作。深度處理一般采用膜分離技術。即:生物處理(A-A/O)+超濾(UF)+納濾(NF)(或反滲透(RO));或生物處理(A-A/O)+膜生物反應器(MBR)+納濾(NF)(或反滲透(RO))。深度處理的產水率可達到70%以上,產水水質可達到循環(huán)水補充水的要求,用作循環(huán)水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物,而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用,也可以蒸發(fā)提鹽,但這些手段成本太高,因此,濃縮液處理將是下一步重點開發(fā)的課題。
(5)研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術。
離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%,與紅焦帶出的顯熱相當,余熱回收利用的潛力巨大。
“十一五”期間,國內外許多焦化企業(yè)積極研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術,如:濟鋼將5個上升管做成夾套管,導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱,被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等;寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗;濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗;無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發(fā)電技術回收上升管余熱的試驗;平煤武鋼焦化進行了高效微流態(tài)傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗;日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗,得到了主要含H2和CO的合成氣體;中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液,用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液;有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環(huán)水制冷,所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期間,應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發(fā)調試、改進完善、總結比較,選擇最優(yōu)方法;推動最優(yōu)方法盡快工業(yè)化,總結經驗,建立示范裝置,加以推廣普及。
五.結束語
煉焦,要做好能源生產和節(jié)能處理的兩手抓,在確保生產的同時,要減少對能源的消耗,提高最終有效產出。
參考文獻:
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我個人保守估計,按照每年6%的增長,中國汽車保有量到2020年達到3000萬輛。拋開其他因素,生產規(guī)模將使中國成為造汽車最便宜的國家,成為“中國制造,世界銷售”的主流生產模式,預計僅自主品牌的出口將達到500萬輛。
汽車產業(yè)是中國經濟的支柱產業(yè),一夜之間進入汽車社會,這期間遇到的問題應該變化地去看。如果國家能在2004年預測到現(xiàn)在的汽車問題,那么汽車政策一定不是現(xiàn)在的產業(yè)政策。中國人應該有智慧解決西方國家用百年時間解決的進入汽車社會問題。
汽車產業(yè)是正常的可持續(xù)發(fā)展的產業(yè),國民經濟的支柱產業(yè)。尤其中國經濟轉型時期,由勞動密集型向技術密集型升級,汽車產業(yè)將起到不可低估的作用。未來要以國家為主,全民為輔來解決進入汽車社會的面臨的問題,打造節(jié)能環(huán)保的社會。
由于環(huán)境形勢非常嚴峻,對整車廠和配套廠面臨新的技術戰(zhàn)略挑戰(zhàn)非常高:一是能源安全: 58%的油靠進口,油價很敏感;二是排放法規(guī)的急劇升級,2 015年實施百公里6 . 9升油耗。2020年可能實施百公里5升油耗的法規(guī),國家已經組織相關專家進行討論。新的國Ⅵ標準也許不再參考歐洲的法規(guī),可能參考美國的法規(guī),這對大多數(shù)企業(yè)都是挑戰(zhàn)。
有油但是不節(jié)油也不可行。法規(guī)實施的落地比新法規(guī)更加重要,現(xiàn)有很多法規(guī)已經很嚴格,但是落地實施不佳。
三是愈加挑剔的消費者,全世界的汽車制造商都在中國賣車,消費者選擇極多。
針對這些問題,開源節(jié)流作為能源問題的解決通道。首先要系統(tǒng)的看待能源問題,企業(yè)應該注重節(jié)流,國家及研發(fā)機構應該注重開源,比如新技術的使用。另外,發(fā)動機技術的不斷進步,將為新能源不斷成熟贏得時間。新能源的快速發(fā)展,為發(fā)動機在特殊應用領域里發(fā)揮更大的作用。兩者之間的互補,才能保證汽車產業(yè)本身動力源可持續(xù)發(fā)展。汽油機、柴油機等傳統(tǒng)石油發(fā)動機一統(tǒng)天下的時代已經過去了,未來將是多元化的,會依據(jù)區(qū)域的特點和某種技術的特點去發(fā)展。
節(jié)油技術
節(jié)油技術在三個方面可以有可開發(fā)的空間。在傳統(tǒng)動力上,還有很大的發(fā)展空間,技術含量和生產水平上還有15%的上升空間,才能與國外的競爭對手持平。加入可變的電控技術和其他技術的優(yōu)化,還可再有15%的上升空間。另外,替代燃料的涌現(xiàn)和經濟規(guī)模的提升可延長傳統(tǒng)發(fā)動機的壽命。柴油機的推廣雖然遇到阻力,節(jié)油的先天優(yōu)勢,中國轎車的柴油化仍然是個趨勢。內燃機仍舊可以使用30、40年。
在變速箱技術上,以前開發(fā)注重兩點:實現(xiàn)自動換檔和成本控制,但實際上新一輪的技術應該更注重節(jié)能。變速箱比發(fā)動機和整車更加需要規(guī)模效應,中國目前變速箱市場百花齊放的現(xiàn)狀并不合理,最終會面臨整合。中國關于變速箱方案的選擇,更應該注重油耗和經濟性轎車的自動換檔,同時考慮中國的技術基礎。中國的產業(yè)基礎是手動擋,而消費者對自動換檔的關注,促使DCT有天然的成本優(yōu)勢,在中國更有前景。
總成零部件的節(jié)能方面來看,很多節(jié)流技術并不因為開源而失去作用。傳統(tǒng)車的技術都很重要,比如車重輕量化,車重降10%,車重1噸半的車油耗下降6-7%;增加300公斤電池的時候,車重一噸半油耗又能下降多少呢?節(jié)油的輪胎、空調智能,電動助力轉向,減少連接環(huán)節(jié)提升摩擦符的效率都能達到節(jié)能的效果。未來技術選擇就是不能忽略任何節(jié)能技術,10%的節(jié)能效果就是100個0.1%的節(jié)能技術實現(xiàn)的。產業(yè)決策者要思考消費者要花多少錢買油耗的改善,最終消費者要買的是油耗的降低,而不是用某種技術的宣傳。
還應該考慮系統(tǒng)的集成作用,發(fā)動機和變速箱有機的結合,動力總成和整車的標定匹配,整車在各種工況下的使用,不同的速比,相同的速比,詳細地標定,是強調動力性的標定,還是強調燃油經濟性的標定。個人認為市場需要節(jié)油的技術,每一個零部件的節(jié)能技術提高都能改變節(jié)能的效果。
新能源突破
中國以插電式電動車和純電動作為新能源,但是制約新能源向前發(fā)展的耐久問題,成本的問題都沒解決。據(jù)我估計,未來20-30年新能源不能替代傳統(tǒng)動力能源,單一原料的傳統(tǒng)動力發(fā)展了120年之久,新能源也不可能一蹴而就。