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【關鍵詞】城市污水;處理廠;能耗;節能
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著人們生活水平的不斷提高,物質生活的不斷發展,生活用水以及工業用水,隨著人們日益增長的生產及生活需求,也不斷的增加,其中由于工業化以及城市化發展,水污染也成為了人類面臨的一個重要的問題。
二.我國城市水環境現狀及污水處理工藝能耗概況
1.我國的水環境現狀
水是自然資源,也是經濟資源。雖然我國擁有數量眾多的江湖,但卻是一個嚴重缺水的國家,水環境形勢嚴峻,究其主要原因是由于水污染造成的。我國的水環境面臨以下幾個問題:¹主要污染物排放量遠遠超過水環境容量;江河湖泊普遍遭受污染。全國七大江河水系741個監測斷面中,41%的監測斷面水質劣于五類標準;全國75%的湖泊出現不同程度的富營養化。生態用水缺乏,水環境惡化加劇。遼河、淮河、黃河地表水資源利用率已遠遠超過國際上公認的40%的河流開發利用率上限,海河水資源開發利用率更接近90%,“一些北方河流呈現出有水皆污、有河皆干的局面,生態功能幾近喪失”。
2.污水處理工藝能耗概況:
城市污水處理廠電耗占總能耗的60%一90%。電耗主要用于提升污水和污泥,生物處理的供氧和推動混合、污泥的穩定和處理、專用機械設備的能耗、附屬建筑、廠區的照明等方面。用于污水生物處理過程的電耗(包括專用機械設備的能耗)大約占全廠用電的70%,污泥處理電耗占20%,附屬建筑、廠區照明及辦公室用電10%。污水廠熱能的消耗主要用于污泥加熱、補充消化池池壁及池頂散失的熱量及廠區供熱,一般用于泥加熱的熱耗占全廠熱耗的60%,補充消化池池壁及池頂散失的熱量占30%,廠內供熱占100%。
三.我國城市污水處理廠的現狀及存在的主要問題
近年來,在我國環保事業加快發展的形勢下,城市污水處理廠的建設步伐也在加快,污水集中處理能力迅速增長。我國城市污水處理廠由1998年的266座增加到2006年的937座,污水日處理能力也相應的由1136萬t增加到6360萬t;實際污水日處理量從29億t增加到163億t,其中日處理生活污水由20億t增加到130億t。我國城市生活污水處理率也由10.3%上升到43.8%。,這在一定程度上改善了城市水環境[l1。盡管城市污水處理發展很快,城鎮生活污水處理率也有較大提高,但是和世界其他發達國家相比,差距仍然很大。例如德國、瑞士、英國、荷蘭等西歐發達國家的城鎮生活污水處理率都超過90%以上,我國近鄰的日本和韓國的城鎮生活污水處理率分別達到了67.0%和78.8%。我國的污水處理設施運行負荷率在65一70%左右,還有一定的提高空間。若城市污水處理設施設計規模過大,會導致管理運行費用過高,或者是設計處理規模超過了實際的處理需求,直接導致污水處理運行負荷不高。2006年,我國城市污水處理廠運行費用達101.6億元,而其中能量消耗占運行費用的大部分,在當前我國電力供應困難,能源供應不足的情況下,尋求能量優化策略、減少能耗是污水處理可持續發展的必由之路。
四.污水處理廠節能途徑與手段
能量是推動城市污水處理各種生物反應與污水處理廠正常運轉的必要條件,主要包括直接能耗(鼓風曝氣或機械曝氣電機的電耗),回流污泥泵、污水提升泵等的電耗,污泥消化消耗的熱能、污泥脫水的電耗、攪拌推流機械的電耗等)和間接能耗(絮凝劑、活性炭、鋁鹽、氯氣、石灰、外加碳源等耗材生產所需的能量)。典型的二級城市污水處理廠電耗中,污水提升占10%~20%。污水生物處理(主要用于曝氣供氧)占50%~70%。污泥處理占10%~25%,三者能耗之和占總直接能耗的70%以上。通過以上分析,現有污水處理廠節能的空間依然很大,為了真正達到污水處理節能降耗的目的,近年來主要研究了污水處理高效新技術和污水處理廠工藝中新設備的節能措施。
1.污水處理新技術的研究開發
(一)合理利用好氧生物處理技術
在眾多的好氧生物處理技術中,工藝的比較、選用及其節能效果。往往取決于污水處理廠的規模和出水的標準。例如,當出水要求脫氮除磷時,中小型污水處理廠宜采用氧化溝工藝,大型污水處理廠宜采用A2/O、A/O等工藝,但它們能耗均高于生物轉盤。能耗最低的當屬于生物濾池,生物膜法是兼性生物處理過程,有機污染物的部分降解是在厭氧條件下完成的,降低了生物代謝所需要的氧量,也就降低了電耗(能源)。
某些新的好氧生物處理工藝,如微曝氧化溝、SBR及其變形工藝、A~B法等處理技術,包括厭氧或兼氧過程,并且有技術路線簡捷,投資低、處理效率高、運行方式靈活等綜合優勢,具有較好的綜合效果。例如,由于微曝氧化溝工藝從根本上改變了曝氣方式,由表曝改為底部微曝,增加了傳質時間和接觸面積,提高了供氧能力和氧的利用率,顯著地降低了曝氣能耗,使單位污水處理能耗≤0.2kW·h/m3,運行費用為0.23元/m3。這些運行數據已在廣東肇慶多家污水處理廠、廣東省佛山沙崗污水處理廠得到了充分的證明。佛山沙崗污水處理廠帶脫氮除磷A2/O底部微曝氧化溝運行數據表明:運行費用僅0.28~0.3元/m3,氣水比為6:1,且水質滿足要求。
(二)新型節能短程脫氮、反硝化除磷新技術
短程同步硝化反硝化是把氨氮的硝化控制在亞硝酸鹽階段,然后實現同步反硝化。目前大部分的
研究集中在以NO-3為電子受體的反硝化除磷。由于以NO-2為電子受體進行反硝化除磷,可以與短程硝化相結合,能進一步降低能耗,近年有關以NO-2為電子受體的反硝化除磷研究開始受到關注。但如何通過馴化增強反硝化除磷菌對亞硝酸鹽毒性的適應性,提高反硝化除磷的速率并在工程規模上得到應用是國內外研究的重點。以硝酸鹽為電子受體的DPR,國外已有報道,但有關常溫下的短程硝化、以亞硝酸鹽為電子受體的DPR以及與SSND技術相耦合的工藝及其機理方面的研究國內外尚未有報道。
2.污水處理廠工藝中新設備的節能措施
(一)污水提升泵的節能
污水提升泵站是污水處理廠的能耗大戶之一,占污水處理電耗15%以上。因此,泵站的節能對降低污水處理廠的能耗具有重要意義。提升泵的節能首先應從設計入手進行節能設計,對已投產的污水處理廠仍能通過加強管理或更換部分設備進行節能。當污水比重、流量一定時,電機功率與揚程成正比,因此降低泵揚程的節能效果顯著。目前在進行污水處理廠設計時,水頭損失估算普遍偏高,導致泵揚程計算值偏高。降低泵揚程可采取以下措施:
(1)總體平面布置要緊湊,連接管路要短而直,盡量減少水頭損失;
(2)改非淹沒堰為淹沒堰,落差可由35~40cm減少到10cm。水泵梯級搭配:目前污水處理廠水量往往隨時間、季節波動,并在污水處理廠運行初期水量也會與設計水量有較大的差距。在這種情況下,污水處理廠運行初期可按污水提升泵的大小進行泵梯級搭配,這樣就可保證泵站集水池中的水位長期穩定在高水位上,從而使水泵的工作揚程減小,最終達到節能目的。
(二)提高曝氣系統的節能
選擇高效率的曝氣設備和鼓風設備:鼓風曝氣設備主要有微孔氣泡、中氣泡、大氣泡和水力剪切等幾種類型。其中,微孔曝氣具有氣泡微小、比表面積大和氧轉移效率高等特點,通過提高氧的傳質效率起到節能效果。如綿陽塔子壩污水處理廠、長沙第一污水處理廠、成都三瓦窯污水處理廠等污水處理廠均采用微孔曝氣器進行曝氣。鼓風設備是活性污泥法生物處理的主要動力設備,因此選擇高效的鼓風機也是污水處理廠節能的一個重要環節。通過變頻等技術手段提高鼓風機的運行效率,使曝氣設備一直能在較高的狀態下穩定運行,起到節能效果。目前,一般多采用離心式鼓風機并輔助變頻控制。
五.結束語:
在我國的現階段,為了保障人民的生活與生產需要,并滿足人們生活質量提高的要求,對于污水處理廠的節能降耗問題,做為一項綜合性的工作,逐漸重視起來,并不斷的從我國目前的水環境現狀以及污水處理工藝能耗概況進行分析,并從我國的水環境現狀以及污水處理工藝能耗概況進行探討,旨在找出我國城市污水處理廠的現狀及存在的主要問題,并通過污水處理廠節能途徑與手段的研究,從污水處理新技術的研究開發和污水處理廠工藝中新設備的節能措施進行著手,最終達到不斷的樹立節能減排意識,并根據多方面的分析與研究,旨在尋求節能降耗的根本性措施,并且不斷的開發新的節能工藝,用以降低污水處理的成本。
參考文獻:
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關鍵詞 電廠汽輪機;節能降耗;措施;發電廠
中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)01-0072-01
發電廠作為生產電能的企業,同時也是耗能較高的企業。與此同時,電廠也具有巨大的節能潛力。提高電廠的經濟效益最關鍵一點就是對電廠汽輪機進行節能降耗,在減少能源消耗的基礎上,提高能源轉換的效率,同時獲取市場競爭過程中的優先權。筆者根據多年的實際工作經驗,首先對電廠汽輪機節能降耗技術進行了簡單的分析,然后講述了影響汽輪機能耗的因素,最后講述了電廠汽輪機節能降耗的主要措施,具有一定實際參考意義和借鑒價值。
1 電廠汽輪機節能降耗的可行性分析
電廠汽輪機是整個電廠的心臟,是實現熱能向電能轉化的中心樞紐,汽輪機通常和發電機凝氣機共同工作,影響電廠汽輪機節能降耗的因素有多種,綜合概括起來可以分為兩個方面:經濟和技術。電廠除了要具有完善合理的管理體系之外,還應該從技術方面進行分析。電廠汽輪機作為發電廠極為重要的設備設施具有極為廣泛的節能空間,在經濟方面,相關技術人員可以優化設計汽輪機的結構形式,認真計算成本投入和經濟收益。電廠不但可以通過購買新型的汽輪機提高經濟效益,而且可以通過改造原有汽輪機來提高經濟效益。
我國技術人員經過多年工作總結,已經歸納出一整套系統有效的汽輪機改造技術,電廠汽輪機經過合理改造之后不僅能夠大幅度提升的能源轉化效率,而且能源消耗也大大減少,同時最大限度提高了電廠汽輪機的安全性和可靠性。無論是經濟觀念,還是技術層面,電廠汽輪機節能降耗都是可行性極高的節能降耗措施。汽輪機提高工作效率可以從兩個方面入手:汽機本體和機組運行調整方面。
2 影響電廠汽輪機節能降耗的主要因素
2.1 汽輪機的缸效率和機組通流性能是決定汽輪機節能降耗的決定性因素
汽輪機的缸效率主要指的是汽輪機將其他形式的能源轉化成電能的效率,在我國汽輪機實際效率比標定值要小,影響缸效率的因素有很多,但是只要缸效率降低,電廠汽輪機整體功耗就會增加。電廠汽輪機組流動性和汽輪機效率成正比關系,流動面積增大,氣流量也就增大,最終達到節能效果。
2.2 汽輪機主蒸汽壓力和溫度是決定汽輪節能降耗的關鍵因素
汽輪機主蒸汽壓力和溫度指的是電廠汽輪機在工作狀態下,汽輪機的蒸汽壓力和溫度。汽輪機運行過程中,蒸汽壓力和蒸汽流量成反比,蒸汽流量增大,相應蒸汽壓力減小。機組運行過程中如果出現燃料供應不足的現象,汽輪機主蒸汽壓力和溫度都會降低,最終增加熱量損耗,降低汽輪機運行效率。
2.3 汽輪機出力的系數和空冷凝汽器是決定汽輪節能降耗的重要因素
汽輪機出力系數是對汽輪機能耗影響比較大,我國電力系統某些時間段會存在較大的電力負荷,形成較大峰谷值。汽輪機組不得不通過頻繁調整來適應電力負荷的變化。此外,凝氣器性能對能耗影響較大,如果凝汽器受到風沙堵塞或者溶氧量超標會降低汽輪機效率,出現死區工作空間,加大成本和資金投入,造成不必要的能源消耗。
3 電廠汽輪機節能降耗的幾條措施
3.1 借鑒國外先進管理模式,實行責任制管理
國外在汽輪機節能降耗方面有不少建設性意見可以參考借鑒,我國應該充分借鑒國外先進的管理模式,并且做出符合我國基本國情的修改,形成適合我國發展現狀的管理體系。降低電廠汽輪機節能降耗首先要從汽輪機組的性能上入手,聘請相關專家進行節能評估,將節能降耗因素分為可控因素和不可控因素。對于可控因素可以實行責任制,將責任落實到人,增強節能降耗意識。
3.2 控制汽輪機給水溫度,保證汽輪機真空狀態
給水溫度的變化會直接影響到鍋爐燃料量的變化,影響到鍋爐的燃燒,給水的溫度太低,會使鍋爐在供電方面的煤耗量增加,同時又使得排煙的溫度增加,排煙熱損失也會增加,那么鍋爐的效率則會大幅度降低。控制汽輪機給水溫度最重要的是控制加煤的速度,保證操作流程的正確性。汽輪機組運行過程中要強化機組維護保證不會出現崩潰現象。汽輪機組水位要控制在一個正常范圍之內,溫度不要太高也不要太低,要和機組的承受能力和效率掛鉤。要保證高加投入率,機組滑啟、滑停都應該嚴格地控制給水溫升率,加強高壓運行的維護,防治操作不當造成高加保護動作的解列,使高加水位穩定,清除管內的沉積物,降低換熱管積垢位置的溫差應力和熱應力。汽輪機處于真空狀態不僅能夠減少耗煤量,而且能夠提高機組運行效率,保證機組密封性,同時進行找漏。如果發現異常狀況,馬上進行維修。相關技術人員要不斷提高監督力度,加強循環水管理,保證凝結器不會出現水垢現象。
3.3 加強運行管理,優化汽輪機啟動、運轉和停止
汽輪機啟動要保證氣體分度控制在一定范圍之內(300℃-450℃),真空狀態要高于80 kPa。實際運行過程中,主汽輪壓力要通過高低開旁方法維持,其中汽輪機應該采用定-滑-定運行方式,維持良好的運行狀態和正常水位。汽輪機非計劃停機和正常停機要滿足設備本身承受能力,同時加強設備檢修和監督力度,增加汽輪機蒸汽總量,控制汽輪機脹差,最大限度提高汽輪機節能降耗。
3.4 維持凝汽器最佳真空狀態,實行汽輪機技術改造
凝氣器的真空狀態不僅能夠減少耗煤量,而且能夠提高機組運行效率,最大限度提高經濟效益和社會效益。如果凝汽器內部出現水垢,要及時進行清理。電廠汽輪機的技術改造要從凝汽器開始,改造內容包括:凝汽器真空狀態、凝結水過冷,從而大大提高了汽輪機的工作效率,降低了能源損耗,最終達到節能降耗的效果。
4 結束語
電廠汽輪機節能降耗是系統化綜合化的工程,不僅要從管理角度上進行優化,而且要從電廠汽輪機技術改進和機組優化管理方面著手,做到認真總結,有的放矢,未雨綢繆,統籌兼顧,全身心投入到節能降耗的過程中去。
參考文獻
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[關鍵詞]熱動發展;熱動發展;管理措施;節能減排;可持續發展戰略
中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0249-01
引言
實現工業化生產是積極推行的發展目標,但在走工業化道路的同時也使得企業乃至個人的環境保護意識變得更加薄弱。電廠生產電能,為現代經濟建設提供了保障。但由于電廠發電是燃燒了各種燃料產生廢氣、廢物,既污染了環境又浪費了資源。通過原料的燃燒,火電廠熱動系統將產生的熱能轉化為電能。降低火電廠能量消耗,是當前急需解決的問題,也是未來非常重要的研究領域。
一、節能是電廠熱動發展的必然趨勢
在電廠運行過程中堅持節約能源、降低損耗是未來熱動系統發展的必須堅持的原則,堅持這一原則不僅能提高企業的整體效益的增長,還能為社會創造出更多的經濟財富。
1.降低成本。
電廠在進行燃燒發電時,用到的發電原料主要為石油、煤和天然氣,這些能源均同屬于自然資源。隨著燃料使用的增加,自然資源便隨之減少,燃料的成本也不斷上升。可見,提倡節能減排可減少企業的資本投資量。
2.保護環境。
電廠在進行燃燒時產生的大量工業廢氣、廢物,不僅使得空氣受到污染,加劇大氣層的惡化,同時也威脅到人類的健康。使用節能減排措施,在對工業廢氣、廢物進行減少的同時,也減輕了工業給環境帶來的污染。
3.技術更新換代。
實現能源節約、減小消耗不僅需要電廠在運行中調整,更需要依賴科學技術的進步,以先進發達的科技手段處理能源消耗問題。新技術新工藝的研發,有助于促進總線技術的優化改進。
4.持續發展。
節能降耗措施的開展,能夠正確處理好社會經濟與自然環境間的矛盾和發展關系,使人與自然和諧發展,為現代化及可持續發展打下基礎。同時為我國實行可持續發展戰略提供了重要保障。
二、熱動系統節能降耗管理措施
如果我們在發電廠熱動系統機組的運行過程中能夠有效控制機組的熱耗,那樣發電廠供電所使用的原料消耗將會進一步減低。
1.控制機組運行方式,達到我們降低煤耗的目的。可對機組實行單閥運行,但必須是在機組還未投入使用時的前6個月時期進行運作。6個月以后,便可將運行方式轉變為順序閥進行運行。使用這一措施,可使煤炭的消耗量降低約1.6g/kWh。
2.控制機組運行參數,達到我們降低煤耗的目的。可以通過控制機組運行過程中的有關參數,提高主再汽溫度達到設計值,可以降低供電煤耗約0.7 kWh。
3.對機組的真空系統進行改造,汽輪機凝汽器的真空度高低是影響機組效率的一個重要因素,當機組汽輪機為300Mw時,其排氣壓力要比平常提高1%,機組的熱效率也會隨之增大1%。通過檢漏儀對真空系統以及凝汽器實行檢測,凝汽器的真空平均水平也會隨之相應提高。由此可見,提高機組真空水平的提高對于提高機組效率具有顯著地推進作用。可以利用檢漏儀對凝汽器及真空系統查漏,提高機組凝汽器真空平均水平。
三、節能角度下未來電廠熱動發展趨勢
1.優化調度模式;隨著“節能減排、環保經濟、調整發電調度規則”這一發展理念的提出,未來電廠的構建需在對發電調度模式進行改良優化的基礎上進行。火電廠在其電力系統上的運行發展更是其中的調整重點。通過對電廠中的電力系統運行方式進行調整,可從根本上實現工業化中的節能減排。
2.利用可再生資源進行發電;電廠熱電系統發電中的原料主要為煤炭、石油和天然氣,這些資源都屬于自然資源,成本消耗高,并且不具備可再生的功能。若想實行可持續發展戰略,則必須引進大量可再生資源,如風能、太陽能、生物質能等,用以替換石油、天然氣等大量不可再生的資源。這些可再生資源具有成本低、來源廣、含量大以及高效益等優點,為工業化建設生產用以完成節能減排工作提供了有效途徑。
3.降低綜合線損技術;過多的線路損耗會加劇電廠內能源的消耗,為了降低線路損耗,通常可以采用以下四點措施對線路進行保護作用:a.對配電網采取節能優化處理;b.對電網進行合理規劃及調整;c.完成配置優化,協調功率布置;d.對變壓器的內部結構進行調整及改造。
4.建立以節能為目的的管理體系;建立以節能為目的的管理體系主要作用在于:通過對機組進行日常監控,在熱電系統運行的基礎上,降低煤炭的使用,致使燃煤效率得以提高,從而降低了能源的浪費消耗現象的產生。
四、改進電廠熱動節能管理措施
1.提升規范的管理水平;規范是每個企業都必須要具備的實力。為了有一個規范的操作,電力管理部門應該詳細的制作一個操作卡,使得操作更加的規范化,將失誤減少到最小,避免由于不規范的操作而造成了機組人員和設備的損壞。利用機組的現場環境要對操作人員進行定期培訓,提高每個操作人員的水平,將軟件與硬件相結合,做模型調試,在調試成功之后進行現場調試,成功后要進行封裝。
2.采用有效的機組管理;磨煤機的優化,磨煤機是法國公司生產的產品,每套制粉的系統都是有一臺磨煤機和兩臺給煤機組成的。正常情況下,都是采用3到四臺運行,而在后半夜在保證安全的同時使用兩臺磨行就可以了,這樣就可以降低用電,也能保證氣溫的穩定。
3.運行的管理;節能的診斷優化創造。隨著機組控制系統的不斷升級,建立一個在線的運行優化管理系統也變成了一種可能。首先要對機組中的循環效率進行試驗研究,找出每個機組的最佳值,做出標準的性能曲線,以便管理
4.節能的管理;中小型企業的熱電廠的熱動系統大多數都是母管制。對于母管制系統,鍋爐的系統僅僅是通過總產的氣量和汽輪機系統發生的熱力聯系,鍋爐系統的總產汽量就是由汽輪機系統所需要的總蒸汽量決定的。對于熱動系統中的汽輪機系統,要實現最優值就要滿足供電與供汽的要求。使得鍋爐系統所使用的總燃料最小。汽輪機系統的優化目標與鍋爐系統的優化目標是一質的實現整個系統的優化和節能,既要著眼與主蒸汽的母管優化,只有把主蒸汽的母管的壓力損失、熱量損失才會變成最小值,從而減少燃料的消耗量。一般母管制熱動系統的優化問題主要就是主蒸汽、汽輪機系統和過路系統的優化。對于非母管制熱動系統,應該建立各自的模型,以此來實現燃料消耗的最小值。
結語:目前,面臨著能源逐漸匱乏和需求逐漸增大的雙重挑戰,節能降耗工作刻不容緩。能耗大戶行業尤其是電廠熱力系統更是首當其沖。與發達國家相比,我國的熱力系統節能降耗領域還有很大的潛力和空間可以充分挖掘,電廠也要對自身的運行模式進行調整優化。節能降耗不僅能節約企業成本還能提高利潤。在今后的熱力系統運行過程中需根據實際情況制定節能計劃。在未來的幾年里,相關熱力系統分析方法會逐步發展和完善,電廠熱力系統將向著可持續、綠色環保的方向發展,節能降耗工作將會取得更長遠的進步。
參考文獻
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關鍵詞:熱電廠;汽輪機;節能降耗
熱電廠汽輪機的高損耗問題是電廠急需解決的節能減排問題,想提出具有實踐意義的減排方針,總結之前的工作經驗,準確找到造成節能減排效果居高不下的原因,針對對應的原因對癥予以合理建議。
1熱電廠節能減排現狀
經過相關研究發現,影響熱電廠消耗的主要原因包括發電機組的絕對效率、鍋爐產熱效率、供熱管網熱效率幾個指標不合格,而熱電廠汽輪機對這幾個指標均有顯著影響,因此本文主要針對熱電廠的汽輪機如何有效減排展開研究。
2造成熱電廠汽輪機損耗高原因分析
2.1水冷凝器存在問題
第一,冷卻水的水質比較差,造成汽輪機正常的工作過程中凝氣管形成厚厚的水垢,水垢的存在大大降低了汽輪機的排氣換熱效果。與此同時,該過程中會有高達百分之九十的水在冷卻塔中被蒸發,從而造成嚴重的水耗問題。第二,凝汽器泄露。凝汽器的泄露導致冷卻水流入一定量凝結水,冷卻水甚至會進入鍋爐。隨著冷卻水的反復滲入,會造成水質的下降,當水質標準低于標準值后,系統就會處于超標狀態,鍋爐壁會殘存一定量的凝結水,造成鍋爐壁產生水垢,腐蝕鍋爐壁,嚴重時會造成鼓包、爆炸等危險。
2.2熱電廠汽輪機機組氣缸出現問題
汽輪機氣缸主要作用是隔離汽輪機同流部分與大氣的對接,同時將生成的蒸汽熱能轉換成機械能。汽輪機氣缸與外部支撐座架、排汽、進汽以及回熱抽汽等管道相連接,當汽輪機運轉時氣缸內的氣體會運動做功產生熱量,這些熱量輻射到熱輪機外部的氣缸,這是夾層氣流需要對其進行冷卻處理。此外,當汽輪機處于啟動冷態時,夾層氣流就會對其進行加熱,這個過程正是造成汽缸工作效率對汽輪機能量損耗的環節,如果汽輪機出現問題就會造成汽輪機能耗損失過大。
2.3熱電廠渦輪機機組流通性出現問題
機組運行前對汽輪機的工作狀態進行檢查,保證其正常的流通效果,對降低生產能耗具有建設性意義,是整個汽輪機能耗分析的重點分析對象。流通效果的好壞在很大程度上決定了汽輪機設備中氣體做功的情況,實踐經驗表明,增加氣流的流通面積和氣體的流通量可以有效的幫助電廠汽輪機提高工作效率,減少能耗。
3熱電廠汽輪機降低損耗措施分析
3.1控制汽輪機中的水溫
鍋爐中燃料燃燒的是否徹底充分是影響鍋爐內水溫的重要因素,正常情況下,鍋爐內水溫過低,會造成燃料燃燒量增大,同時耗電量加大,燃料燃燒的不全面產生大量的煙霧,排煙過程會造成大量的能量消耗,從而引發汽輪機工作效率變低的現象。考慮到這一點,我們應該合理的安排燃料的添加量和添加頻率,對機組開機和關閉時尤其要對水溫進行嚴格的把關,嚴格確保按照相關規程進行操作。詳細的說就是,要對燃料添加運行加強維護,最大程度上避免不合理的操作,定期清洗高加加熱系統管道內的沉淀物和水垢,增加熱能的傳導效果;定期檢查管道的泄露情況,避免熱管道泄露,保障加熱器的投入率。通常情況下,應保障加熱器的水位處于正常的范圍內,這是保障熱效率的前提條件,也是設備安全運行的基礎條件。保障機組的密閉性是檢查和維修工作的重中之重,如果焊接水室時焊接不牢,一旦開始工作汽輪機的蒸汽壓力就會沖破泄漏點,泄露的熱量將會與冷水管形成熱量交換,這部分熱能的作用將被大量損失,導致汽輪機給水溫度過低,機組啟動效率被降低。
3.2凝汽器運行管理
(1)清洗冷卻面。經過較長的一段工作時間,凝汽器上會產生一層厚厚的污垢,污垢的存在影響熱傳遞的效果,因此,需要定期的對冷卻面、冷卻管進行清理。凝汽器運行時,首先選擇用預處理后的場內水進行冷卻,選擇干洗法或者酸洗法兩種清洗方式按照一定的周期對冷卻面進行清理。冷卻面在經過較長的時間積累后才能影響真空,因此,即使冷卻面已經結垢也不易被發現,這是可以考慮選擇對比結垢墻造成的凝汽器中阻力的損失情況,選擇合適的清理方式,及時進行清理。(2)降低凝汽器熱負荷。采用這種方式可以有效提高設備運行的熱效率,常用的方式是在凝汽器的喉管部位安裝專業的裝備進行處理。例如,安裝霧化噴頭,利用接觸式熱傳導的特性來吸收部分凝汽器的凝結熱,霧化噴頭與補充的鹽汽水組合成混合式凝汽器,減少凝汽器表面的熱負荷,保證熱氣器運行中持續處于真空狀態,此外,還可以選擇在凝汽器上部與排氣缸喉部之間位置設置表面式加熱器,將工業用水系統與加熱器入口連接起來,出口連接化學供水系統,進行水的加熱操作。
3.3熱電廠汽輪機運行優化
電廠汽輪機一般都是以定-滑-定的方式運行,如果想要保障汽輪機的運行效率同時降低其能耗,就要考慮從優化汽輪機的運行方式入手,改變汽輪機的流通面積。低壓狀態下,適當的選擇降低水平定壓調節的方法。與此同時,降低加熱器的端差,適當調節加熱器的水位,適當提高汽輪機主汽溫度與主汽壓力,來達到提高給水溫度與供熱投入率的目的。此外,熱電廠汽輪機循環冷卻水本身是載熱性余能。部分熱電聯產企業都設有抽凝式供熱機組,凝汽真空依靠循環水冷卻達到,循環水溫依靠冷卻塔散熱滿足生產要求;供熱方式都是以過熱蒸汽為熱源直供采暖,凝結水不能回收,造成資源和熱能的浪費;而采用循環水供熱,汽輪機冷卻水余能得到了利用,這不僅節約了能源,減少污染,而且提高了熱電企業的經濟效益。利用循環水集中供熱,避免了熱電機組大量余能損失,節省了大量的能源投入,同時,減少空氣污染,根據同類項目,采用循環水供熱可使熱電廠熱效率由50%提高到70%。
4結語
作為電廠生產的主要設備,要充分提高汽輪機的運行效率,減少其各個環節的能耗。解決其能耗問題之前需要充分的了解設備的結構,借鑒之前成功的經驗,全方位多角度的分析造成損失的原因,針對總結的原因,對癥下藥的提供解決方案。在技術的角度,選擇合適的調節措施,降低所有可能因素影響,提高電廠生產綜合效率。
參考文獻:
【關鍵詞】污水處理廠;節能減排;實現途徑
隨著我國經濟水平的不斷增長,各企業也在日益發展,促進了城市化建設的進程[1]。由于我國的人口數量還在持續上升,導致城市污水排放量也同時增長,嚴重污染了水資源,加劇了我國水資源缺乏的現狀。雖然污水處理廠節能減排的措施有很多種,但是考慮到污水處理過程中所消耗的能源和成本,就需要相關工作人員在實施過程中充分結合地區的實際情況,重視對成本的控制,真正實現污水處理廠的節能減排目的[2]。本文主要從兩方面出發,先分析我國污水處理廠的耗能基本狀況,再根據形勢采取科學合理的方式對污水處理廠開展節能減排的相關工作。
1 關于污水處理廠的相關研究
1.1 污水處理的含義
所謂污水處理,也就是為了使污水達到適當的排水水體或滿足再次使用的水質要求,對污水進行凈化的過程。目前,各行各業都存在著污水處理廠,例如建筑、農業、醫療、餐飲等領域。由于水資源的利用問題對人們的日常生活產生直接影響,因此,相關部門逐漸開始增加對污水處理廠的重視。
1.2 污水處理廠的能耗現狀
隨著我國經濟的迅速發展,為了滿足人們對日常生活的要求,對國家對污水處理廠的水質要求也相應提高。由于污水處理廠在處理污水的過程會消耗大量能耗和成本,因此,節能減排是污水處理廠應該引起重視的問題。據調查得出,污水處理廠能耗的分布情況詳見表1。
表1 污水處理廠能耗分布
部位名稱 暖氣裝置 污泥提升 污泥處理 職工生活 污泥回流 其它設備
所占比例 45% 15% 10% 7% 3% 20%
從表1可以看出,暖氣裝置和污泥占污水處理廠能耗消耗的比例最多,然而目前污泥和二氧化碳的排放量仍然在不斷增加,嚴重阻礙了我國實現節能減排的目標[3]。由此可見,污水處理廠進行污水處理時,要根據能耗分布的具體情況,采取具有針對性的節能減排措施,達到國家和行業的共同標準。
2 污水處理廠節能減排的實現途徑
2.1 污水處理工藝節能
污水處理工藝的選擇對處理污水具有重大作用,先進的工藝可以促進污水處理廠節能減排的實現,提高污水處理的效率,減少投資成本。此外,在進行污水處理的過程中,還需要減少污水處理工藝的能耗和排放量,采取最簡單實用的工藝,主要有兩種,包括一級處理工藝和二級處理工藝。
2.1.1 一級處理工藝。
與二級處理工藝相比,一級處理工藝的投資成本較低,且操作簡單,能耗較低[4]。因此,在選擇一級處理工藝時,可以根據分離與沉降的方法進行選擇。同時,污水處理廠也需要采取中和方法,從而提高沉砂一級處理的工藝技術。除此之外,還可以通過采取具體措施來強化一級處理,減少二級負荷和運行的成本。一級處理與強化一級處理的效率對比詳見表2 。
表2 一級處理與強化一級處理效率的對比
處理工藝 SS BOD TP 細菌
一級處理 47-63 22-42 11 -
強化一級處理 92 52-75 85-95 85-90
2.1.2 二級處理工藝。
一般在選擇二級處理工藝時,都會采取不同 的方法來進行污水處理,并且在選擇過程中要堅持節能減排的原則。二級處理工藝主要有5種:①深井曝氣活性污泥法。該方法的優勢就是可以節省土地,不僅可以省略初沉地,還可以設置二沉地,從而減少成本;②厭氧技術。厭氧技術可以有效減少污泥的產生,采用該方法同樣可以減少污泥的后期處理費用。由于該方法不需要曝氣,所以能夠實現節能減排的目的,此外,還可以收回能量。從另一個角度分析,該方法在使用時具有一定的局限性,不僅速度慢,還受到菌溫條件的影響;③生物膜處理方法。相比前兩種方法,生物膜處理方法的管理費較低,并且操作簡單,在使用過程中,可以利用自然通風進行充氧,從而減少污泥的產生;④An/O 工藝。污水處理廠在污水處理的過程中,會有厭氧和缺氧的情況發生,采用該種操作工藝能夠降低曝氣量和設備的使用需求量,從而達到節能減排的作用,具體工藝流程詳見圖1;⑤除以上方法外,二級處理工藝還有短程硝化反硝化、全程硝化反硝化、同步硝化反硝化等方法。采用這些方法同樣可以達到節能減排的效果。
圖1 An/O工藝流程
2.2 污水處理設備節能
污水處理的設備對節能效果有著重大影響,高效率的設備可以促進污水廠實現節能減排的效果。由于污水廠在處理污水時,電能消耗較高,只有通過改進設備,達到節能減排的目標。具體做法可以采用提升泵設施,從而改進相關的設備。其中,泵設施分為污泥回流泵、初次提升泵以及出水提升泵等設備。
2.3 污水處理原料節能
使用無害高效的藥劑可以幫助實現節能減排。污水處理的原料種類繁多,使用比較廣泛的是由高分子組成的藥劑。由于污水處理的藥劑在種類和用量上都受到其他因素的影響,因此,在選擇時需要根據污水處理廠的具體情況進行選擇,從而達到減少用量的目的。
3 結束語
綜上所述,污水處理廠的建設與成本費用是污水處理廠節能減排的重要影響因素。由于我國目前大量污水處理廠的現狀都不樂觀,因此要重視污水處理廠節能減排的問題,從實際出發,充分結合當地的各類影響因素,通過多方面的研究和應用高效、低耗、減排的污水處理技術,制定出適合污水處理廠的途徑,從而達到節能減排的目的,促進我國完成節能減排任務。
參考文獻:
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關鍵詞:化工工藝;節能降耗;措施
引言
目前,節能降耗已然化身成為化工企業未來發展的主要方向與趨勢,高效、先進的節能技術、化工工藝以及節能設備的應用,一方面可以有效降低化工企業的綜合能耗,另一方面還能夠加強對周圍生態環境的保護,從而有效促進化工企業經濟效益的進一步提高。因此,在本文中就針對化工工藝節能降耗進行具體分析,對于具體的化學生產有著重要的借鑒意義。
一、化工工藝節能降耗的必要性
1、能夠有效促進化工產業實現持續快速發展,推動國民經濟可持續發展
能源為國民經濟發展的重要物質基礎,而目前我國面臨越來越嚴峻的能源緊缺問題。因此,化工行業想要實現持續快速發展必須高度重視節能降耗,并積極應用有效技術和措施促進節能降耗得以真正實現。
2、化工工藝節能降耗的實現可有效降低企業生產成本,促進企業經濟效益得到提高
隨著能源危機問題不斷嚴重化,各種能源的價格均呈不斷上漲的趨勢,大大增加了企業生產成本投入。因此化工企業在生產過程中實現節能降耗,可大大降低企業的生產成本,進而提高企業市場競爭力,促進企業實現可持續發展。
3、有效促進節能降耗和諧發展
眾所周知,化工生產過程中所排出的有毒物質會對河流、大氣等造成嚴重污染。例如二氧化硫的過度排放導致酸雨發生,二氧化碳的過度排放導致全球變暖等。因此,化工企業在生產過程中實現節能降耗,不僅可有效緩解能源危機,同時還可提高企業環保性,實現對環境進行有效保護,促進人類與自然實現和諧發展。
二、化工工藝中常見的節能降耗技術措施
1、提高企業、人員的管理水平
企業、人員的管理水平對于一個企業的發展是至關重要的部分,為了提高化工工藝的質量,不僅需要強化化工工藝的技術,還需要提高企業、人員的管理水平。影響企業管理水平因素有環境、技術水平、社會政策、經濟體制等因素,所以企業為了確保化工工藝計劃及措施的有序進行,需要在施工現場安排質量監督人員,也需要對這些人員進行培訓,訓練其操作機器設備的能力。在另一個方面,企業也要有相關規定,對在化工生產過程中浪費能源的現象進行處理。在化工工藝的生產過程中,選擇設備時不能選擇高能耗、高浪費的設備。
2、加強對轉化中的外部壓力進行有效控制
在化工生產過程中,外部壓力的變化對化工的轉化產生極大影響,生產過程中多數副產品均是因為外部壓力未能得到有效控制而產生的。要實現對轉化中的外部壓力進行有效控制需從以下幾個步驟入手:首先,需要應用到精密的計算,通過相關化學方程式來對生產過程中可能會出現的相關副產品進行合理預估,然后將各物質所能承受的具體壓力臨界值進行查找,最后詳細規劃轉化工藝的具體流程,并將各轉化過程所需相應控制壓力值進行標注。通過對外部壓力進行有效控制降低生產過程中副產品的生產量,進而實現能源消耗的降低,促進有效生產得到提高。該種技術方式的應用還可有效保證化工生產過程中的反應具有良好的穩定性和高效性,降低生產成本,提高生產率。
3、提高機器設備的工作效率
提高機器設備工作效率,關鍵在于提高機器設備的性能,在合適的生產條件下,通過工作人員的合理操作,降低能源消耗,達到節能的目的。提高機器設備的工作效率還要考慮到外界加壓對生產的影響。所以要通過計算來確定在生產中產生的壓力、降低電機拖動系統中對輸送反應物的綜合能耗。同時還可以通過計算化工生產反應的壓力,提高生產中物質的穩定性,這樣就可以降低系統需要的反應熱量,分離出不必要的的化學反應,從而減少能量的損耗。而在化工生產的工藝流程中,最為重要的就是產品的提純和分離,所以要提高機器設備的工作效率來減少能源消耗。
4、積極升級改造能源
對供熱系統進行改造時,應擺脫傳統單套裝置的約束,加強對組合裝置進行整體改造,促進其功能得到全面優化。例如,升級供熱系統時,根據各熱源所具有的具體作用及特征,對供熱設備進行合理組裝,促進各裝置間存在的相互作用能夠得到充分發揮,進而促進冷熱轉化效率得到有效提高,最終實現節能降耗。
5、加強新工藝、新技術與新設備的使用
可以說,現代化工工藝的發展,是離不開新技術、新設備的支持。我國目前已經有很多企業紛紛引進的國外先進的化工工藝以及節能型技術與設備,不僅大大提高了生產效率,還有效的降低了能源的消耗,并為企業收獲了可觀的經濟收益。其次,由于化工企業中的產品有著明顯的化學特性,所以化工企業可以通過采取與化學反應相互結合的方法,加大對化學技術的應用,使得化工工藝得到有效的控制。其次,加強對化工工藝的節能改造,進一步提高產品的整體效益。
6、采用阻垢劑實現節能降耗
在化工企業的加熱鍋爐等機電設備使用一段時間后,會出現不同程度上的結垢或是銹蝕,致使這些設備的傳熱系數受到嚴重影響,設備的換熱效果也達不到理想,從而造成了大量的化工能源的浪費。為此,可以通過采用阻垢劑定期護理反應設備,為化工生產提供節能安全的保障。
7、降低生產過程中的動力能耗
在化工生產過程中,減少其動力能耗的方法主要有以下幾種方式:首先,改進和優化供熱的系統。在對供熱系統進行升級優化時,要有創新性思維,突破常規的單套裝置設計,致力于實現供熱裝置的整體優化和組合匹配。其次,通過變頻節能調速減少電機拖動系統的能耗。變頻節能調速主要是通過對外部電源的供電頻率進行調整來促進電動機頻率發生改變。當電動機發生變化時,負載轉速也會隨著發生相應的變化。在相關化工裝置中可積極應用變頻節能調速技術,為了使生產過程中電動機拖動系統的輸出及輸入設備均能夠處于良好的平衡狀態,一般情況下均是將化學反應中閥門靜態調節方案調整為變頻節能動態調速方案。在化工生產過程中應用該種技術,可有效促進電動機中拖動系統的工作效率得到大大提高,進而實現降低能源消耗的目的。最后,廢水回收和利用技術的推廣,我國化工企業的廢水回收利用率普遍較低。在生產過程中,化工行業應高度重視水資源的使用和管理,盡量避免滴水、漏水等不良現象的存在。此外,還應積極使用污水回用技術,提高水資源的利用率。在化工生產過程中,如能夠對水、電、熱等產生的剩余能量進行充分回收利用,可促進化工行業的節能效應得到大大提升。對生產過程中所產生的余熱、余壓等進行充分使用,可大大節省生產過程中常規能量的損耗量,進而實現能源的綜合轉換和充分利用,使化工生產更加安全性和環保性。
結束語
總而言之,在能源日益緊缺的情況下,各國的能源危機意識均不斷增強。而化學生產是當前國民經濟的重要支柱,所以加強化工工藝節能降耗就非常有必要,因此,在具體的工作中,一定要加強化工工藝節能降耗,進而有效促進整個化工產業的可持續發展和進步。
參考文獻:
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[2]聶磊.化工工藝中常見的節能降耗技術措施[J].民營科技,2014,04:52.
【關鍵詞】:空調;設計問題;節能措施
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
一、空調設計常見問題
1、空調設計中一般存在以下問題:
(1)空調水管道穿過伸縮縫處未設膨脹節,空調水系統平衡未做好,既未做平衡管,又未設計平衡閥。
(2)對噪聲級有要求的建筑,其空調設備靠自然衰減不能達到允許噪聲標準時,應設置消聲器或采取其他消音措施,系統消音量應通過計算確定,而有的設計未做好這方面的工作。
(3)對空調實際使用中今后將碰到的管理收費問題,未作細致考慮,如各出租、出售辦公室及功能不同的場所,有必要考慮能量計量的未設計能量計量儀器。
(4)大型商場,不設新風補充與排風系統或有考慮新風補充但未考慮機械排風系統。
(5)大型風冷熱泵機組及空調循環水泵設置在裙房架空層中或距離住戶過近,其運轉噪聲及振動對住戶生活造成影響。
(6)詳圖不夠,如缺走道中風管與空調水管豎向之間相對位置標高剖面詳圖。缺集水器與分水器詳圖,制冷主機基礎詳圖,空調水泵基礎詳圖等。
(7)膨脹水箱膨脹管設置止回閥,導致制冷機停機后系統中水溫回升或采暖時水溫上升壓力升高膨脹水箱失效,系統中三通爆裂。
(8)新風設計進風口設置位置不合理,進風口設置在廁所、廚房旁邊。
(9)直燃溴化鋰空調機組與柴油發電機共用一個煙囪,導致煙氣反流及直燃溴化鋰空調機組頻繁報警停機。
(10)變風量空調機組送風區域太大,集中回風困難,影響空調效果。
(11)高層建筑高度在100m左右,空調水系統靜壓大于1.0MPa,系統沒有豎向分區,循環水泵采用壓入式,造成設置在地下室設備承壓過大。
2、通風設計中一般存在以下問題
(1)變配電機房、電梯機房、浴室、更衣室未設機械通風系統。
(2)地下多層機械停車庫,應視建筑功能按每輛300~500m3/h指標計算排風量。有的設計往往只按6次換氣次數計排風量,未進行比較分析。
(3)風管穿過防火分區處及重要或火災危險性大的房間隔墻處,未設防火閥。
(4)公共建筑廚房間排油煙管道在與垂直排風管連接處,未設置150℃防火閥。
(5)柴油發電機房的儲油間沒有設排風系統。
(6)對工業廠房沒有了解工藝布置格局,對一些散熱、蒸汽或有害物質的工藝點,沒有考慮局部排風與事故排風裝置。
(7)化學實驗樓排毒系統風管沒有選用耐腐蝕材料。
3、防排煙設計中一般存在以下問題
(1)地下室新風補風機進風管上未設防火閥。
(2)建筑高度超過50m一類公共建筑,樓梯間與前室不能采用自然排煙方式,而有的設計采用了自然排煙方式。
(3)消防排煙系統與排風系統合用時,聯鎖互換關系未做到位。
(4)內走廊機械排煙口距最遠點距離超過了30m。排煙口與安全出口距離小于規范規定的下限值1.5m。
(5)防火閥未靠墻或風井布置,對剪刀梯構造不夠清楚,正壓風口設置層數不正確,造成其中一張樓梯間沒有正壓送風系統。
(6)高規對排煙口、正壓風口、正壓風井、排煙井的風速有上限值的規定,而有的設計沒有對風速進行校核,超過規定的上限值。排煙口應有手動和自動開啟裝置,往往缺手動開啟裝置。
4、人防地下室通風設計中一般存在以下問題
(1)接入擴散室的風管接法有側壁和后墻之分,具體做法應按規范GB50038-94執行,但往往做得較隨意。
(2)在人防防護單元中用于平時的排煙井,沒有采用帶集氣室的可實行戰時轉換的排氣井,而是采用臨戰封堵措施,造成較多的需臨戰封堵口部,不符合規范要求。
(3)二等人員掩蔽所人防防毒通道換氣次數沒有校核,往往小于規范規定的下限值30次。
(4)擴散室的防爆波活門未按人防清潔通風量選取,掩蔽人數超過800人防護單元的防爆波活門的型號往往偏小。
5、水系統設計
(1)冷凝水排水距離太遠。冷凝水排水距離太遠,會因天花高度的限制導致排水坡度不夠。常有設計人員將整層的冷凝水只通過一條冷凝水管排放,導致冷凝水排水不暢,發生漏水事件。因此,必須盡量縮短排水距離。冷凝水應就近排放。
(2)空調處理機、風機盤管共用一個水系統。由于水阻力不同,阻力難于平衡,水系統用太多的調節水力平衡裝置,各水系統間未進行水力平衡計算。
(3)水系統的流速取得過大,導致浪費材料,增加了工程的造價。
(4)排氣閥設置不夠,管內空氣難于排出。許多設計文件都沒有指出排氣閥在何處設置、設置多大的排氣閥,這看起來是個小問題,但在實際運行中,因管內空氣排不出,導致空調效果不好的案例卻很多,因此需對其予以重視。
二、節能設計的若干措施
在設計管理中,許多設計對中央空調的節能考慮得不多。如果對方案把關不嚴,就會導致運行費用過高。根據設計經驗,可在如下設計中考慮相應的節能措施。
1、優化建筑設計
(1)建筑方案階段,暖通和建筑充分溝通,對建筑能耗進行模擬分析。
(2)使用新型材料。如采用外墻保溫和隔熱、屋頂保溫與隔熱,使用傳熱系數小的外窗和玻璃幕墻,使用低輻射的鍍膜玻璃、夾層充惰性氣體的雙層玻璃。
2、優化空調方案
(1)合理選擇制冷量,對空氣調節區進行逐項逐時的冷負荷計算,而不是靠經驗選取。
(2)制冷機組的選取。應使每臺單機都運行在高效率區,并且能量調節范圍要寬,即使是低負荷運行也使其有較高的效率。充分比較當地的能源政策和價格,優化選擇用電、燃油、燃氣的空調主機。
(3)使用變頻泵。由于水泵按滿負荷設計,而實際運行中負荷是變化的,實際運行耗電量就會增加。對此如果采用變頻水泵便可以解決這一問題。
(4)選擇效率曲線較為平坦的水泵。這樣水泵在設計工況和偏離設計工況時都有較高效率。
(5)采用熱回收裝置。采用新風回收排風能量的熱回收裝置,降低新風負荷。
(6)在過渡季節采用全新風運行工況。
(7)采用二氧化碳檢測器。利用二氧化碳檢測器來控制新風量的大小,達到既降低新風負荷又能保證室內空氣品質的目的。也可利用二氧化碳檢測器來檢測地下車庫二氧化碳的濃度,從而控制補風機和排風機的開啟,達到節能目的。
(8)降低輸送系統能耗。盡量使得各水系統阻力一致,少用調節閥;盡量用水輸送冷量,因為用水輸送冷量所耗的能量為用空氣輸送冷量的10%;采用供回水溫差在4℃以上的冷凍水,從而減少水泵耗電。
(9)采用分層分區控制,不用的功能區可關機并不輸送冷凍水。
(10)設置電了水處理器和化學水處理裝置,減少管道阻力和增加換熱器傳熱量。保證保溫的密度和厚度,減小輸送損失。
3、優化控制技術
(1)冷卻塔設置水溫控制系統。當冷卻水溫較低或制冷機部份開啟時,關閉冷卻塔風機,利用冷卻塔自然降溫,以利節能。
(2)設置最佳冷凍水出水溫度。冷凍水出水溫度越高,制冷機組的制冷系數越大,就越節能。所以可根據每天的氣候變化和一年的季節變化,設置不同的出水溫度,以提高制冷機組的制冷系數。
(3)控制制冷機開啟的臺數。通過控制制冷機開啟的臺數,使每臺制冷機都運行在高效率區。
結束語
在空調設計中,只要多總結和多留意,上述設計常見問題是可以在設計過程中避免的。節能設計的各項措施均可根據具體項目和投資費用情況加以運用。其中制冷量的確定不僅影響空調效果、工程造價還影響運行費用,對此必須予以足夠的重視。而優化控制技術也可作為空調設備運行管理中節能的措施。
參考文獻:
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關鍵詞:火力發電廠;節能減排措施;SIS系統;應用價值
電力體制經過了變革,更注重于根本性的減排節能。發電企業都應接納新時期內的減排指標,摒除耗能偏高的火力發電流程。SIS系統設有實時性的數據庫,可用作解析各階段內的發電能耗。與此同時,日常的業務管控也趨向于完善,提升了總體的節能減排價值。構建SIS系統,從根本入手增添了實用價值,促進長久的火力發電質量提升。
1 SIS系統的價值
第一,SIS系統可用作實時搜集信息,符合了信息化。從發電企業看,日常搜集得出的信息都包含了多樣性,發電企業表現出密集的技術性,信息量也較大。從這種特性看,火電廠應能有序調配電能,輸送優質電能。操作人員應能擁有更優的實時操作水準,提供優質的電能輸送服務[1]。實時輸送電能,SIS吻合了新階段內的這種需求。SIS系統提升了綜合的火電信息化,便于平日的檢修及查驗等。
第二,發電廠設有SIS新式系統,更便于自動管控。DCS管控的機制下,SIS可提供日常決策必備的參照。然而從目前看,MIS現存系統并沒能搜集實時性的各階段信息。經過實時解析,指揮中心也可掌控實時性的發電狀態。這樣做,更便于匯總及解析,也提供了必備的決策根據。
第三,借助于SIS系統,互動并且分享了全廠內的信息。針對于火電機組,也優化了SIS依托的新式運行平臺。火力發電設有獨立調控的系統,然而現有這類系統并沒能分享更廣范圍內的發電信息。同時,還缺失了解析數據的一致工具。針對于在線監測,優化了日常管控及運行。同時,SIS的落實也更加吻合降耗節能,為日常檢修增添了必備保障[2]。
2 火電廢水處理的SIS系統應用
在廢水處理中,SIS可用作在線測定性能。在全廠范圍內,可實時搜集精準的廢水排放信息,而后集中處理。在實時采集信息時,先要明晰技術配合的各類事項,有序銜接內外的接口。在線試驗針對于鍋爐、凝汽器及汽輪機、空氣的預熱器,主要測查真空的致密性、裝置的漏風率。針對運轉中的機組,在線測定要采納必備的指標,例如可控損失、不可管控的機組損耗、其他的損失等。SIS可獲取各流程內的信息參數,實時信息源自下層網絡。針對于安裝的全程,還需配備對應性的SIS接口,以便搜集數據。經過在線測定,綜合調控至最佳狀態的機組運轉。優化調整參數應能注重細微的評估偏差,而后給出處理廢水必要的警示[4]。可設定每秒鐘1次的信息更新。經過實時的搜集,可存儲至構建好的數據庫內。這樣的基礎上,就創設了實時性的生產數據庫。借助數據挖掘的途徑,搜集可得備用類的決策信息[3]。此外還需配備煙氣脫硫、電網控制必要的模塊。搜集實時性的信息,要參照擬定的更新頻率。
3 節能減排中的SIS應用
開發SIS系統時,要劃定必備的業務范疇。SIS可供應各階段內的實時解析數據,這些信息代表著火電廠現今的減排成效。采納SIS體系,可設定全程性的火電節能監控。相比來看這種分配表現出更高水準的節能性,也擁有經濟性。火力發電耗費了較多資源,節能減排的趨勢下應能摸索更合適的減排思路。PLC控制下的數字機組要配備各階段的在線查驗,傳遞信息也采納了新穎的數字形式。SIS整合了數據挖掘、綜合性的統計、對于信息的解析。DCS銜接于電廠機組,設定了全程性的聯網。在電廠范圍內,都可互通并隨時分享信息。SIS面對于監管的全程,提供了決策參照。在調配負荷時,也衡量了各層次內的火電設備運轉現狀。同時還需增設輔的發電運轉體系,綜合調配多臺機組擁有的總負荷量。采納了統一調度,SIS可用作分配全廠范圍內的所有負荷。在這種基礎上,可發送調度的生產指令。運行檢修及平日管理都不可缺失維護,應當妥善把控根本性的運行管理,也不可忽視維護檢修。
4 結束語
SIS系統即信息管控的新式系統,負責調配各階段內的火力發電信息。在節能減排中,SIS更吻合了一體化的發電管控。統一存儲信息,配備了完備的數據倉庫。在這種基礎上,還需優選處理信息的先進技術。挖掘深層的火力發電規律,創設更優的節能減排成效。未來的實踐中,還應摸索并歸納SIS在應用中的規律性,從長效性入手改進現有的節能減排系統。
參考文獻
[1]伊飛.火力發電廠節能減排方法研究及在SIS系統中的實現[D].青島科技大學,2014.
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關鍵詞:柔道;損傷;功能解剖;運動學;女子柔道運動員
中圖分類號:G 808.1 文章編號:1009-783X(2017)01-0053-05 文獻標志碼:A
柔道項目是奧運會比賽中的金牌大戶(14枚),從其列入奧運會正式競賽項目以來越來越受到人們的重視。我國柔道運動開展的歷史雖不長,但近幾年來,我國女子柔道運動開始走入低谷,各個級別優秀女子柔道運動員在國際大賽上鮮有亮點。其原因是多方面的,通過長期隨隊進行體能測試與觀察發現,運動損傷也是影響我國女子柔道成績的因素之一。
在柔道競賽中,身體各部位直接接觸對手,有大量的摔、鎖、扼、刈等力量與技巧相結合的動作,對抗激烈,運動損傷在所難免。運動員一旦出現運動損傷,輕則影響訓練的系統性,不利于運動員訓練和比賽成績的提升,重則對運動員的身心帶來危害,甚至會因此影響到運動員的運動生涯,縮短運動員的運動壽命。韓國學者對782例該國男女柔道運動員損傷的研究表明,每名運動員平均每年受傷4次,約一半(47%)的受傷屬于一級傷害(需要1~3 d的治療)。就女子運動員來講,重量級選手比輕量級選手有更大的遭受三級傷害(需要超^8 d的治療)的概率(P=0.008 7)。
訓練和競賽中的損傷在所難免,預防、治療與康復顯得尤為重要;但文獻表明,目前國內對柔道運動員的損傷問題研究多數停留在單純的運動或醫學層面,治療策略與恢復手段更多源于影像依據與經驗積累,效果并不理想。本研究引入目前國際先進的“功能訓練”理念,從功能解剖學視角對柔道運動損傷的特征、分類及影響因素進行分析,提出運動功能訓練的策略與方法,這不僅有助于預防和減少柔道項目的運動損傷,為一線教練提供直接的實踐幫助,而且為其他項目的科學化訓練展示一個新的思路。
1研究對象與方法
1.1研究對象
選取2014―2015賽季國家柔道集訓隊女子運動員32名。基本情況為:年齡19~24歲,平均21.8歲;參加訓練時間最長12年,最短5年,平均訓練時間7年左右;平均身高1.62 m。其中健將級運動員5名,一級運動員15名,二級運動員12名。
1.2研究方法
1.2.1錄像分析法
對柔道運動員主要技術動作錄像。采用運動學方法對其進行技術診斷,分析致傷原因。具體方法:采用三維定點攝像的方法,通過模擬比賽動作,讓運動員在同一對手的對抗下實施背負投、內股、鞠投等技術,用2部數字攝像機(JVCGZ-EX575度AC,800萬像素)主光軸約成90°,拍攝頻率為50幀/s,對運動員完成技術的整個過程進行拍攝;采用“APAS三維運動分析系統”對拍攝錄像進行解析,按照模型關節點的方法進行圖像采集和數據處理,得到原始坐標數據后采用自帶程序分析計算。
1.2.2文獻資料法
根據本研究課題的需要,廣泛地查閱、收集國內外關于運動損傷理論、內容和方法等方面的大量文獻資料;認真閱讀、分析運動隊搜集的優秀女子運動員運動損傷的各種案例;利用圖書館和網絡等渠道搜集柔道運動員運動損傷評價的常用指標和方法,并進行分類整理。
1.2.3訪談法
針對我國柔道運動員常見損傷的現狀、存在的主要問題、訓練內容和方法的選擇及運動員的個體損傷差異等方面內容,對柔道項目管理人員、隊醫、教練員和運動員進行了調查訪談。獲取運動損傷誘因、治療方案與恢復效果及專項技戰術、體能訓練實施細節信息。
1.2.4觀察法
對研究對象的日常訓練過程進行12周的跟蹤觀察,將各項運動素質訓練數據與圖像資料進行了整理與收集,特別是對其力量素質訓練過程中身體重心、上下肢的關節變化軌跡與負重器械移動路線進行力學上的分析,并針對實戰對抗時技術動作錄像進行了比較與歸納,獲取相關訓練學方面的數據。
1.2.5數理統計法
對獲得的有效數據,運用Excel軟件進行錄入和基本統計,后期使用SPSS 17.0統計軟件進行數據處理和分析,并對統計結果進行檢驗,以保證數據統計結果的可靠性。
2研究結果
運動損傷按照時間來劃分,可分為急性損傷和慢性損傷2種。關于“損傷部位”調查統計(見表1)顯示,研究對象的急性、慢性損傷的概率基本相同,急性損傷有64例(49.2%),慢性損傷有66例(50.8%)。其中,肩關節損傷居首位(18.5%),其次是膝關節損傷(17.7%),再次是手指損傷(12.3%),之后依次是手腕損傷、下背部損傷、踝關節損傷等。
從“不同損傷性質”的調查數據(見表2)中可以看出,韌帶損傷以51例居首位(39.2%),其次是肌肉損傷31例(23.8%),局部炎癥16例(12.3%),關節錯位15例(11.5%)。之后分別是骨質異化、脫位、軟骨損傷4例、骨折2例,這些損傷所占比例比較少。這與國外研究結果相似,澳大利亞學者Pocecco于2013年對參加2008和2012年奧運會的柔道運動員的損傷統計表明,運動員的平均受傷概率為11%~12%,受傷頻次最高的部位是膝蓋、肩、手指。
同時,通過對一線教練員和運動員的訪談統計發現,32名優秀女子柔道運動員的運動損傷致病因素排序(見表3)分別是:受傷未能及時治療、意外沖撞、局部負擔過重、準備活動不合理、帶傷參加比賽、技術動作不正確、注意力不集中、自我保護意識差及防傷訓練的組織方法不當。其中,各個致傷因素在不同的訓練階段所占的比率不同,這主要是因為在不同的訓練時期訓練運動員的年齡、身體發育情況、健康狀態、身體素質、訓練水平、技術水平、心智水平等狀況不同。
另一方面,通過生物力學數據分析可以發現,柔道運動員肩關節完成“平板臥推”與“平板臥拉”的肌力比值失衡,意味著肩關節水平面推的能力遠大于拉的能力,而且,通過髖關節靈活性和穩定性測試(見表5)可知,被調查的柔道運動員髖關節的靈活性和穩定性較差。
基于此,本研究將重點分析女子柔道運動員損傷頻率最高的3個部位:肩關節、膝關節、手指關節,并以功能解剖理念為指導,構建形態、結構、功能與運動項目特征相互關聯的整體觀,探討韌帶損傷、肌肉損傷、局部炎癥與錯位的生物力學與訓練學誘因,并提出針對性的訓練建議。
3分析與討論
3.1肩關節損傷的功能解剖特征與訓練學因素分析
肩關節是柔道運動員上肢損傷的主要部位。該部位運動損傷主要與其活動范圍廣、穩定性差的解剖結構和關節周圍的肌肉力量不足及本體感覺控制訓練程度不高有關。
3.1.1人體肩關節解剖特征
肩關節是球窩關節,因為肱骨頭較大,呈球形,關節盂淺而小,僅包繞肱骨頭的1/3,關節囊薄而松弛;所以肩關節是人體運動范圍最大而又最靈活的關節,它可做前屈、后伸、內收、外展、內旋、外旋及環轉等運動。
肩關節運動時,通過肩胛骨的內收外展和肱骨的來回移動控制肱骨頭在關節盂內的正常運動,能夠保證肩關節的安全性并提供強有力的固定支撐力;但是,柔道攻防技術中的絕大多數推、拉、壓、頂等爆發性發力動作易造成肱骨頭與關節盂的過度錯位誘發損傷。
3.1.2專項力量練習中動作結構缺失
肩關節損傷原因調查中,肩關節“周圍肌肉力量不足”在調查中排序第3位(見表4),顯示柔道教練員和運動員普遍認同其是造成運動員肩關節損傷的重要因素。柔道運動員在實際的訓練或比賽中,有很多動作體現“引把”(提把、拉把)的重要性,例如背負投、內股、掃腰、大外刈、舍身技等都有“引把”動作。運用“引把”動作是破壞對手身體重心、完成貼身打入技術的重要手段。如果“引把”力量強,將對方的重心移動幅度就大,達到破壞對方重心的目的,有利于進攻動作的使用。如果“引把”不到位或“引把”力量不足,就使投技動作得不到充分發揮,動作成功率下降;然而,通過錄像分析可知,柔道運動員進行力量訓練過程中,采用練習動作與“引把”技術動作規格不符。換句話說,運動員完成3個方向“引把”動作時肩關節運動軌跡與相關力量練習時肩關節運動軌跡存在差異,主要表現為以下幾點。
3.1.2.1提拉“引把”技術
運動員抓住對方的衣領(袖)完成向后側提拉動作時,肘關節做屈曲動作,肩關節水平位外旋;此時肩袖肌群發力,前臂接近冠狀面(前臂與地面垂直)。然而,運動員在力量訓練中完成“壺鈴提拉”動作時,肘關節做屈曲動作,肩關節水平位外旋幅度較小,此時三角肌、斜方肌發力,前臂僅與地面平行;特別是當壺鈴負荷較大時,肩關節水平位外旋幅度更小。這說明運動員利用“壺鈴提拉”動作來提升提拉“引把”動作時出現了偏差:肩關節外旋幅度不足,肩袖肌群未得到足夠刺激;因此,應該增加“前平舉負重水平伸展”練習,來提高肩袖肌群力量。
3.1.2.2平拉“引把”技術
運動員抓住對方的袖口或胸襟完成向后平拉動作時,肘關節做屈曲動作,肩關節后伸35°~42°,此時肘關節超越冠狀面,手指(腕)觸及軀干;然而,運動員在力量訓練中完成“拉托盤”或“平板臥拉”動作時,并未要求手指(腕)觸及軀干,此時肘關節雖做屈曲動作但肩關節后伸僅為3°~7°,做功距離明顯縮短,影響動作效果。特別是教練員要求運動員完成大負荷練習時,運動員常常采用身體前傾或團身進行動作代償;因此,在進行此類練習時,教練員應重點強調運動員的軀干姿態的規范性,建立良好動力定型基礎后,增加負荷重量。
3.1.2.3下拉“引把”技術
當運動員抓住對方的衣領完成向后側下拉動作時,肘關節做屈曲動作,肩關節外展28°~35°,背闊肌中上部發力;然而,運動員在力量訓練中完成“爬帶”動作時,肘關節做屈曲動作,肩關節無外展動作(夾肘狀態),此時肱二頭肌主要發力,與專項技術動作需要的工作肌群、施力方向均有較大差異。長期如此無法提升專項技術動作的對抗能力。
3.1.3肌肉力量不平衡導致關節穩定性下降
肩關節穩定性是通過其周圍軟組織的共同作用來維持的,主要是肩袖肌群維持著關節在運動中的穩定性,肱二頭肌長頭腱和連接肩胛骨與胸壁之間的肩胛帶肌肉也起到一定的輔助作用,并且通過本體感覺信息的傳導,發揮肌群之間的協同作用。
柔道項目管理人員和教練員指出,隨著柔道規則快節奏和高對抗性的變化日趨加強,競技比賽中要求運動員必須動作突然、快速發力致使對手失去重心,在失重心的情況下將其摔倒才能取得有效得分;因此,在比賽或訓練中一旦遭受對手暴力改變的瞬間或者被摔倒肩膀著地,易出現軀體接觸性損傷或嚴重摔傷,引發岡上肌腱、肱二頭肌長頭腱或者肩峰下滑囊的炎癥與撕裂。而且,由于運動員經常被摔倒后肩部著地或者一側肩著地對側肩又被外力向下拉扯時,發生肩鎖關節損傷。調查中2/3以上的隊醫認為,柔道運動員在完成提拉“引把”動作時,遭強大阻力致肩關節突然外展、后伸致肱二頭肌肌腱急性拉傷。上述急性損傷后由于治療不徹底及得不到足夠時間休息,導致肩關節的局部軟組織炎癥或撕裂傷,嚴重者可造成肩關節反復脫位。
另一方面,通過數據分析發現,柔道運動員肩關節完成水平位推、拉動作時力量比值不均(見表4)。長此以往,造成肩胛內收肌群和頸部肌肉肌力弱且肌肉被動拉長,前側肌肉(胸大肌、胸小肌、前鋸肌)持續緊張形成錯誤的姿勢(脊柱胸椎段彎曲或“駝背”)。此時肱骨頭移位盂窩的上、前或后方,出現典型的不穩定癥狀。加之,柔道運動員需要完成大量內旋、外旋發力動作(背負投、內股等),這種受限的身體結構將導致肩袖肌群(例如岡上肌,完成本該由菱形肌去完成的肩胛內收動作)的代償性工作,久而久之也會加劇肩關節穩定性的破壞。
3.2膝關節損傷的功能解剖特征與訓練學因素分析
膝關節損傷在競技體育運動中較為常見,尤其是柔道這種單腿支撐發力、旋轉或扭轉動作為主的運動項目更為突出。
3.2.1人體膝關節解剖特征
膝關節自身的解剖學特征和運動功能特征決定了膝關節是各項運動中受傷幾率最高的部位之一。膝關節是橢圓滑車關節,關節之間通過半月板以加深關節窩,加大關節的穩固性和靈活性。膝關節擁有額狀軸和垂直軸2個運動軸。在額狀軸上做屈伸運動,繞垂直軸做內、外旋轉運動;但由于十字韌帶的限制,旋內、旋外的幅度非常小。
柔道專項訓練中,膝關節經常處于半屈曲狀態,此時韌帶松弛,使關節穩定性下降,再加上部分運動員下肢股后肌群力量不足,訓練中身體姿態錯誤或步法轉換不得當等因素,髕骨或滑膜皺襞會在外力的作用下因髕骨錯位而致傷;所以,膝關節的解剖功能缺點決定了它在過度的外旋、內旋及過伸時,會引發其周圍軟組織遭受到不同程度的創傷。
3.2.2柔道運動員下肢力量訓練針對性不足
研究表明,大腿前、后肌群肌肉力量的比例失調和肌肉之間相互作用失調,大腿后肌群肌力與股四頭肌肌力之比小于6%則容易拉傷,左右腿肌肉力量之差超過8%以上時同樣易發生拉傷。
柔道項目中大多數投技動作是運動員在單腿支撐情況下完成的。調查過程中發現在力量訓練環節教練員為了提高運動員的下肢支撐、蹬伸能力,往往只重視股前肌群的訓練而忽視了股后肌群的訓練(例如重視深蹲、硬拉練習的向心收縮發力階段的動作質量,忽視離心收縮階段動作規格和速度的控制),造成關節前后肌群力量發展不平衡,久而久之,形成發達的股四頭肌、不發達的臀大肌及持續處于緊張狀態的屈髖肌群組成的非衡結構。此種結構在大負荷訓練后容易誘發股前肌群局部或大面積的緊張、痙攣,繼而導致股前肌群會向上牽拉髕骨和脛骨,擠壓膝關節,導致膝關節內部或周圍結締組織出現疼痛癥狀。更甚者,當運動在完成單腿支撐發力時,膝關節受到外來切力(對手實施大外刈、小外刈、送足掃等技術動作),會造成膝關節前交叉韌帶或后交叉韌帶的斷裂。
3.2.3運動員髖關節靈活性受限加劇膝關節負擔
柔道投技技術的最后用力過程是通過髖部前后或側向轉動,將下肢的動力傳導到軀干或上肢后,將對手摔翻在地。訪談調查中教練員指出“髖部動作”在投技技術中具有特殊的重要作用。髖關節可以圍繞“水平軸”進行屈伸運動,圍繞“額狀軸”做內收、外展運動,也可以圍繞“矢狀軸”做內旋、外旋運動;然而,通過髖關節靈活性和穩定性測試數據可知(見表5),女柔運動員在投技(背負投、內股、掃腰等技術)最后用力時,本來應由髖部轉動完成的動作,就會由膝關節或脊柱腰椎段的轉動來進行代償,再加之其下肢后側、外側肌群力量較弱,就造成膝關節突然外展外旋或內收內旋,誘發前、后交叉韌帶甚至側副韌帶損傷;因此,提高臀肌、股后肌群力量,加強髖關節的靈活性練習,對于柔道運動員預防傷害事故發生,提高競技能力和比賽成績意義重大。
3.3手指損傷的功能解剖特征與訓練學因素分析
3.3.1專項技術動作需要
柔道運動員運用技術過程中,不但要完成“抓把”,而且要抓到能控制對方的把位,從而配合各種步法的移動達到拉扯、引導、調動對方,打破對方的重心使其失去平衡,進而將對方摔倒。
因此,運動員在訓練和比賽過程中手指關節的運動量和運動強度最大。手指關節運動負荷的不斷加大,造成手指關節損傷的風險不斷增加,再加之部分運動員技術動作使用有誤,在對抗過程中違反了規則或者是突然受到外力的沖擊避閃不及,就會進一步增加了手指關節損傷的概率(見表1,手指手腕合計34例,占總比率的26.2%)。此外,傷后如果處理不當,就可能造成屈指肌腱收縮變形,關節囊及鞘狀韌帶增厚,表現為近、遠節指間關節梭形腫大、疼痛(“杵鈧浮被頡鞍糸持浮保,最后導致骨關節炎。
3.3.2恢復性手段缺失
柔道運動員手指關節的損傷以側副韌帶扭傷,韌帶撕裂和挫傷為主要癥狀。調查中發現運動員手指側副韌帶扭傷高達93.75%,韌帶撕裂達到75%,手指挫傷則高達87.5%;但是由于這種損傷的嚴重性不及脫臼、骨折和移位,教練員、運動員對此類損傷并未引起高度認識和重視,從而忽略了損傷部位的預防和治療,增加了損傷問題反復發生的概率。
另一方面,訓練過程中(后)科學地恢復方法與手段是修復組織“破損”、消除疲勞,取得“超量恢復”效應的重要途徑。半數以上的隊醫建議:運動員在每堂訓練課后,特別是專項力量訓練(爬帶、提壺玲練習)后,除了按壓、揉捋進行手指關節放松之外,應采用冰水浸泡法,用2份冰1份水的比例混合好,將全部手掌放入冰水中,持續30~60 s,然后空氣中停留90 s,反復進行3~5次來減輕炎癥,預防手指關節損傷。
3.3.3缺少針對性“補償練習”
調查發現,柔道運動員在參加比賽、技術訓練甚至進行體能訓練時,手指關節反復大量完成屈曲、抓握動作,而很少進行伸展動作的力量練習。其結果是手指伸肌的能力會不斷削弱,繼而該手指關節的神經交互抑制能力也會削弱,妨礙手指正常運動功能的發揮;因此,柔道運動員在技術訓練課后應進行手指關節的“補償練習”一弱勢拮抗肌訓練,例如抓握實心球、捏提杠鈴片、手指撐彈力皮筋等。
綜上所述,柔道訓練過程中,運動員既要注意技術動作的正確性、合理性,避免產生硬拉動作,又要充分緩沖對手拆手、封手的力量,同時在力量訓練過程中,應重視針對性恢復手段的運用和補償訓練的實施。只有這樣才能對預防手指關節損傷起到重要的作用。
4結論