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[關鍵詞]:駕駛節能技術 預見性 節能減排
汽車是現代社會最重要的交通工具,也是造成能源消耗和和環境污染的源頭之一。隨著節能減排行動的開展與低碳生活理念的普及,降低汽車燃料消耗、減少環境污染成為全世界發展的一項重要課題。其中,汽車駕駛節能技術作為一種見效最快、收效最明顯、成本最低的節能措施,成為汽車節能減排技術的主要發展方向。
1駕駛節能技術的概念
駕駛節能技術是指通過駕駛員科學合理的駕駛操作,用最少的燃料消耗創造最大的生產力,用最少的汽車污染物的排放營造低碳的環境,實現車、路的高效和諧與人――車――環境的最優化,是一項具有整體性特征的系統工程。
2汽車駕駛節能技術的具體操作
2.1宏觀駕駛節能技術
(1)行車前的預見性駕駛。行車前預見性駕駛就是提前規劃好行程,針對天氣、路況等信息對行車信息進行預先的估計,借助地圖和GPS等手段,避開可能出現的堵車高峰期,避免迂回繞遠,實現行車路徑的最優化。
(2)行車中的預見性駕駛。行車過程中的預見性駕駛就是要求汽車駕駛員憑借自身經驗對行車途中的路況進行分析判斷,提前預測出可能發生的情況,選擇合適的換擋、減速等時機,使車輛能夠與交通道路較好的融合,達到系統最優。主要體現在一下六個方面。
一是動態交通的觀察和處理。通過對動態交通的觀察與合理判斷,避免事故的發生,減少燃油消耗。二是交叉口路況感知。行至交叉路口時,若遇到信號燈,盡量利用發動機的反拖實現制動,保證平順停車;車輛起步時應該提前準備,平順起步。三是特殊路段預見。在汽車上下坡時應提前根據坡度與坡長預測出爬坡的檔位,避免破路停車重新起步。四是合理變更車道。在變更車道之前,首先觀察道路上車輛的行駛狀況,在合理的變道時機下,平穩地轉向另一車道,避免急加速和急轉彎,在降低危險的同時減少油量消耗。五是保持適當車距。車距太近會使得剎車的次數增多,無疑會增大能量的消耗。六是預見性停車。提前對停車點與汽車所處位置之間的距離進行預測,實現車輛靠行駛阻力減速,減少剎車的使用。
(3)保持平和心理。駕駛員保持良好平和的心理,有助于車輛的駕駛平穩,實現駕駛節能。因此,駕駛員應該鍛煉自己不爭不搶、虛心學習的品質,不強行超車、不猛踩油門,熟悉所駕車輛的技術特點,達到人車之間的和諧。
2.2微觀駕駛節能技術
(1)發動機起動。普通的發動機啟動時常常會出現溫度不夠而無法啟動的現象。而現代電噴發動機啟動時不再依賴溫度,啟動時的燃油供給已由計算機控制,不需要提供額外燃油,從而達到良好的節能效果。
(2)發動機預熱。過長的怠速預熱不但消耗燃油,還造成了尾氣中污染物濃度的升高,不利于節能環保。因此,在發動機預熱方面,增壓電噴發動機原地怠速運轉預熱20至60秒,增壓發動機怠速預熱1分鐘以上,且避免發動機高速空轉。底盤部分預熱時,使發動機怠速運轉控制在1分鐘以內,低速行駛1到2千米,促進發動機、變速器、軸承的共同預熱,使車輛達到全面的效果,在節省燃油的同時減少對車輛的損耗。
(3)汽車起步。在平路起步時盡量減少低速擋行駛的時間;坡道起步時做到手制動與離合器、加速器踏板的配合得當,確保汽車不倒退、不熄火。
(4)汽車轉向。汽車轉向的時候要注意動作的平順,避免急轉彎,盡量減少頻繁變更車道行駛。
(5)檔位選擇及變換。駕駛車輛時應盡量使用高速擋駕駛,升檔時應自抵擋依順序換入高檔,做到準確、及時。
(6)加速、減速。加速分為兩種方式,即急加速方式和緩加速方式。急加速會造成機械結合部的沖擊力增大,對車輛造成磨損,應該盡量選用緩加速的方式,達到節約燃油、減小磨損的目的;加速分為制動器制動和滑行減速。在平時減速過程中盡量采取滑行減速的方式,遇緊急情況時應采取先急后松的方法進行制動。在車輛行駛過程中,如發現路口、紅燈、障礙等暫不能通過的地段,采用滑行減速的方式,充分利用汽車的慣性,達到節約燃油、減少污染的目的。
(7)車速控制。在車輛駕駛的過程中,駕駛員應該根據車輛的載荷情況和道路的狀況選擇合理的車速。為了更好的控制車速處于其經濟車速的附近,可以通過參考發動機的轉速是否處于經濟轉速作出判斷。一旦車速得到確定,就不宜頻繁的更換車速。保持好該狀態下的加速踏板位置,避免因控油量的變化造成油耗的增加。
(8)空調使用。在氣溫適宜的時候,盡量采取開車窗通風的方式,避免空調壓縮機的使用帶來發動機功率的消耗。在氣溫較高需使用空調壓縮機時,空調溫度不宜過低。
(9)行車溫度控制。發動機溫度過低,會引起燃油不易霧化,燃燒不充分,機油粘度增大,摩擦阻力變大,增大油料的消耗;發動機溫度過高,會造成充氣效率降低,燃燒不充分,機油粘度降低,磨損加劇,同樣也會增加油料的消耗。因此,應該合理利用溫度報警裝置,將發動機溫度控制在合理的范圍內。如果由于長時間高速行駛,發動機溫度報警時,低速行駛或停車怠速,使發動機溫度降到正常區域。
(10)熄火停車。結合停車時間的長短決定是否熄火。發動機長期處于大負荷運轉狀態之后,應當先怠速30秒左右后進行熄火,避免因突然熄火造成局部升溫,從而引起發動機熱啟動困難,增加油料消耗。另外,在停車的位置上也應該有所選擇,盡量選擇坡度較低、地質較為堅硬的地面上熄火停車,防止起步困難造成的油料消耗。
3結語
汽車駕駛節能技術從宏觀層面上要求駕駛員具有良好的預見性、平和的心理,在微觀層面上要求駕駛員在每個環節都要掌握正確的駕駛方法、養成良好的習慣。此外,汽車駕駛節能技術的提高還需要增強駕駛員的節能意識,提高他們的駕駛素質,真正將節能環保的理念運用到平時的工作生活之中。
參考文獻:
[1]王海林.汽車駕駛節能技術探討[J].產業與科技論壇,2013,12(9).
[2]呂連東.汽車駕駛的節能技術研究[J].商品與質量:科教與法,2014.
【關鍵詞】低產井 集中控制 系統效率 功率因數 節能
1 低產叢式井抽油機能耗現狀
2012年,采油三廠系統效率測試3772井次,占油井總數的69.7%,平均系統效率23.5%。近幾年隨著推廣使用節能抽油機,節能電機等節能設備,油田能耗得到有效改善。但是部分油井仍存在“大馬拉小車”現象,通過2746口井分析,460口井平均電機功率利用率18.6%。
1.1 采油三廠叢式井抽油機能耗現狀
通過3772口測試油井數據分析,平均機采井系統效率23.5%,平均單井日耗電量95.28kW.h。通過分析,系統效率低于15%的油井1591口,占分析井數的42.17%。因此,采油三廠在提高機采井系統效率方面還有很多工作要做,提高機采井系統效率將是一項持久的工作(表1)。
1.2 影響叢式井抽油機能耗的主要因素
1.2.1產液量
根據有效功率理論計算公式,動液面穩定時,產液量越高,有效功率越高,系統效率也越高。將產液量、泵深基本接近的油井平均機采井系統效率為一個點,分析泵深基本相同不同產量油井系統效率變化情況,從油井產液量與系統效率關系曲線可以看出,系統效率隨著產液量增大而上升,產液量每增加1m3/d,系統效率將提高1.5~3個百分點(圖1)。
通過數據分析,單井日產液小于2m3/ d,系統效率約8.04%。均小于全油田平均值,與全油田平均機采井系統效率相差10.90個百分點,平均影響3772口分析井單井系統效率1.73個百分點(表2)。
1.2.2 抽油機平衡度
研究分析1719口井測試數據,有1170口井不平衡(平衡度在80%~110%為平衡狀態 ),占分析井數的68%,平均系統效率17.76%,與平衡井相差1.87個百分點(表3)。
1.2.3抽油機裝機功率
九十年代由于受抽油機的影響,配套電機裝機功率較大,近幾年隨著推廣使用節能抽油機,低轉速電機等節能設備,油田能耗得到有效改善。但是部分油井仍存在“大馬拉小車”現象,通過2746口井分析,460口井平均電機功率利用率18.6%(表4)。
2 低產井集中控制節能技術研究及應用
該技術應用WellView型測控箱節能裝置能定時采集抽油機運行數據,實現數據遠傳,可通過遠程操作實時改變抽油機運行參數,自動優化調整抽油機平衡和沖次可在3分鐘內完成。而且以油井實際生產參數為基礎,以影響機采效率主要因素為依據,不但能降用低抽油機運行時的無功損耗、減少抽油機啟動過程中的機械沖擊,而且還能提高電機的功率因數、延長設備的使用壽命、提高電網的經濟運行效率,實現了電網的“增容”改造,從而實現油田節能、增效的自動化運行。
2.1 軟啟動控制技術
抽油機工頻運行時,電機全壓啟動,啟動電流是額定電流的3-7倍,直接影響設備的使用壽命。采用集中控制技術的軟啟動功能將會使啟動電流遠遠低于額定電流,實現電機真正意義上的軟啟動,達到了節能的目的。更重要的是減輕了電網及變壓器的負擔,降低了線損,挖掘出大量的電網“擴容”潛力。
2.2 動態功率因數補償技術
集中控制節能技術采用全矢量控制型變頻器,內置直流電抗器和外加裝改善功率因數交流電抗器,根據電機的運行特性動態的改變輸出,也就是說變頻器以每秒5000次的速度使電機功率因數趨近于1,所有電能都用來做有功功率,無功功率趨近于零,功率因數COSφ可由原來的0.25-0.5提高到0.9以上。
2.3 現場應用情況
針對功率因數偏小,無功消耗較大,沖次無法進一步下調的低產油井,實施變頻配套。2012年分別在6個作業區安裝CQ-YQY叢式井組集中控制節能裝置 67套,合計控制油井427口油井。
3 綜合效益分析
3.1 直接經濟效益分析
針對新建叢式井組經濟效益更加明顯,以新投產井組為例(7口油井),安裝該裝置,首先可節約電費5850元/年,其次,使用該裝置后變壓器容量僅需50 KVA(原需100 KVA),故可節約占容費12000元/臺年,節約材料成本12000元(目前100 KVA和50KVA的變壓器市場報價分別為31000元和19000元)。
此外,安裝該節能裝置后無需再使用抽油機控制箱,每臺控制箱的單價為7000元,整個井組可節約21000元。 綜上合計節約:50850元/年。
3.2 投資回收期
低產叢式井組節能控制裝置目前投入價(含研究費)為56000元,則設備投資回收期約為:(設備投資56000元-變壓器投資節約12000元-取代原控制箱節約21000元)/總節約費用(5850+12000)元=1.3年,約用1.3年的時間就可以實現投資回收。
4 結論及認識
(1)安裝了集中控制節能裝置后,功率因數從0.4提高到0.9以上,把電能都用來做有功功率,大幅度降低了無功功率,減小了電網線路損耗,提高了電網的供電能力,顯著的提高供電電源的質量。
(2)安裝了集中控制節能裝置后,抽油機調參可不用依靠傳統的更換皮帶輪或低轉速電機方法,不再需要停機就能實現無級調參,只要旋動節能裝置上電位器旋鈕就可實現無級改變抽油機的沖次,沖次直觀顯示,方便了員工的操作,降低了勞動強度,提高了工作效率。
(3)目前抽油機只能靠更換皮帶輪來調節抽油機的沖次,而且上下的沖程的沖次是一樣的,集中控制節能裝置可實現上下沖程的沖次分別調節,達到了真正意義上的無級調參。
首先是汽車選擇,要想省油汽車選擇一個自己能力范圍內的,不要一味追求動力,一味追求排量,夠用就好,如果是城市代步最好選擇1.6~1.8的,如果用于山地越野,不超過2.4排量的也足夠,所以選擇車一定要選擇適合自己使用這樣才能節省油耗;第二,就是要學會好的駕駛習慣,不大腳給油,盡量保持車子勻速行駛,不要總在低速擋下行駛,高速檔省油,另外有如果汽車等人的時候可以熄火,還有如果冬天、夏天天氣不是過冷過熱的時候,可以不打開空調,開窗戶換氣。好的駕駛習慣是節油的根本;第三,就是盡量不要滿載出行,讓車身重量減輕;第四,就是相應國家節能減排的號召,如果再沒什么事的情況下盡量步行或者騎自行車出行,以上的節油方法只是一些常規的做法,還有些有待自己琢磨自己去潛心研究,汽車在方便了人們出行的同時,也給人們帶來了經濟上的壓力,環境上的危害,所以節油減排應該是每個駕駛員或者說每個擁有汽車的家庭所應該認真去學習的技巧,只有這樣我們才不會有過大的生活壓力,也不會生活在嚴重污染的環境里。這不僅是為我們“荷包”著想,也是為我們的子孫后代不在生活在“霧霾”里造福。
二、節油技術的分類
優化發動機的汽油燃燒比,一個汽車的核心部件就是發動機,一臺發動機的好壞,直接決定汽車的使用壽命和油耗,如果想使油液在發動機里充分燃燒,就要用到缸內直噴技術,缸內直噴技術要取決于缸體的形狀,以及油路噴射器等等一些零配件,缸內直噴技術可以是油液充分燃燒,也做到既節省了油耗,又不損失動力。第二方面是用點子點火器,現在新型的車子已經越來越放棄以往傳統費油的分電器,而是用新型經過優化的點子點火系統,電子點火器的優點就是通過電腦設定它最佳的點火時機,其中包括排放,燃爆界限等等,而燃燒稀混合氣是改善火花塞點活的燃油經濟型的降低污染排放量,并能夠適合所有型號的汽油,如93#,92#,97#等等,還有就是利用高能耗的點火系統、空氣噴射燃燒系統,火焰燃燒噴射系統來實現分層燃燒,在高壓的作用下是油路噴射更遠,不會再管內殘留等等,這種增壓燃燒技術是通過渦輪來實現的,也是就是大眾黃金組合,也就是渦輪增壓發動機,增加壓力能使溫度迅速達到,油液燃燒熔點,而且能使燃燒更充分,還有就是用全鋁化減輕車身重量,現在很多日本廠家的低油耗就是通過降低車重,如全鋁發動機,全鋁車身等等,使車身自重減輕,來保證低油耗的方法,再就是好的輪胎,好的輪胎可以直接影響油耗,因為輪胎與地面之間的阻力、摩擦力越大,油耗也就越高,再就是車身流線型來降低車身風阻系數等等來減少油耗。
三、汽車節能技術的探討
我國綜合經濟實力的提升帶動我國工民建施工的發展。我國的人口多、物產資源豐富。但是,受我國資源的長期消耗和浪費,我國的資源儲備量急劇下降,嚴重的威脅著我國經濟資源的未來發展。工民建的施工發展需要運用較多的資源,加強工民建施工資源的可持續發展,建立適合我國工民建施工環保節能的發展方案,逐步提高我國工民建綜合經濟發展建設水平,這對于工民建的長期發展和穩定是具有重要意義的。本文將針對我國的工民建施工節能發展技術進行準確的分析,研究我國工民建施工節能發展技術的具體方法,認識工民建施工節能技術的重要性意義,改善我國工民建施工技術的發展方向,提高我國工民建技術水平,以有效的工民建施工技術方案完善工民建節能技術標準。
關鍵詞:
工民建;節能;施工
工民建施工技術的發展與我國經濟發展有密切關系,良好的工民建發展直接影響我國的綜合經濟發展實力。隨著我國綜合經濟發展水平的提升,工民建施工的資源使用受到嚴重的威脅。工民建施工過程中往往存在多種浪費,這些資源的浪費嚴重的影響我國經濟的可持續穩定快速發展,對我國的經濟發展造成不必要的隱患。因此,加強工民建施工經濟的節能發展建設,有效的節約工民建施工技術標準,依照可持續發展的思想觀念,逐步完善工民建設施工發展的技術要求。
1工民建施工技術的重要性
隨著我國經濟的快速發展,我國的綜合實力有很大程度的提升。面對我國綜合經濟的崛起需要建立強大的資源后盾。因資源的過去開發,資源的浪費,我國目前正面臨著嚴重的資源匱乏問題。加強我國綜合工民建的節能發展建設是有效改善我國資源使用匱乏的方法之一[1]。在建筑行業中,施工節能技術可以有效的改善建筑成本,提高材料的使用利用效率,加強建筑綜合質量發展水平。利用建筑工程發展標準,對我國的工程經濟發展總值進行比對分析,確定建筑工程施工的產品質量和產品成本,分析我國工民建施工的節能技術方法。依照環保、低碳、綠色、健康、無污染等多項居住的目標,對工民建施工的節能發展進行保障,確保我國工民建施工技術發展的合理性。
2工民建技術節能的對策方案
2.1工民建技術中采暖保護節能建設
受自然氣候因素的影響,我國大部分地區的天氣溫度跨度較大,冬季極其寒冷,北方地區的建筑為了提高采暖效果需要增加采暖保溫層。我國目前的采暖資源主要采用增加保溫苯板為主,這種方式需要耗費較多的聚苯乙烯泡沫板,可以用于多種建筑墻體的保溫,安裝方便但不具有良好的環保型[2]。符合北方最好的方法是利用太陽能資源,通過太陽能光照版進行天陽能資源的采集,這種自然能源的采集沒有污染,使用時間長,可循環利用,應用到采暖保護節能建設中是較為典型的例證。
2.2工民建中頂樓隔熱節能技術的建設
夏季我國大部分地區都具有較長時間的太陽光照射,受太陽輻射的影響建筑的使用年限會降低。為了有效的改善建筑樓頂的隔熱效果,提高建筑樓頂的使用質量水平,需要采用有效的技術隔熱板完成隔熱效果。目前,工民建中常用的節能隔熱板以空氣層隔熱為主,通過降低空氣傳到熱的效果,對空氣層的隔熱效率進行提高。這種隔熱板可以應用到樓頂、墻體甚至窗戶上,利用有效的空氣隔熱保溫實現墻體與外界空氣的有效隔絕。保證建筑物的溫度,避免在夏季受太陽輻射的影響造成嚴重的損傷。空氣層的隔熱使用效果較為明顯,依照工民建技術的節能標準完成隔熱板的設計,提高建筑節能效果。
2.3工民建建筑的節能維護技術
工民建建筑施工中,建筑墻體的施工時建筑整體結構中最重要的部分,通過對建筑墻體的有效結構建設,確定墻體維護的標準。工民建施工中可以選用的建筑材料較為豐富,在建筑施工前需要對建筑材料進行選擇,需要選擇具有節能效果的墻體保溫材料,利用建筑墻體的有效保溫,改善建筑墻體受外界冷熱、雨雪的侵襲,從而有效的提高建筑墻體的使用年限,提高建筑材料的節能保護,加強建筑墻體的質量維護[3]。利用建筑節能材料可以有效的改善建筑外墻的輻射水平,盡可能的維護建筑墻體內外的溫度,加強建筑結構的節能,減少實體磚的使用水平,采用有效的建筑結構設計標準改善墻體實際的施工質量。
3工民建施工節能發展的趨勢
我國建筑經濟發展迅速,建筑材料的節能施工保護技術是極其重要的。為了有效合理的完成建筑施工的節能保護建設,需要對建筑工程中的各項材料進行改良,建立符合工民建施工技術節能的而設計規范標準,逐步提高我國建筑節能施工技術標準,加強我國工民建技術節能設計的研究,利用我國建筑行業的發展要求,提出適合我國建筑行業發展的新標準和新規則,完善建立節能施工技術設計標準,建立完善的設計理念,借鑒專業的建筑節能設計發展標準,結合實際的施工標準,完成對我國建筑節能的有效發展。另外,我國的工民建施工技術的節能發展需要有強大的技術資源支持、資金支持、政府扶持,需要有優秀的技術人才共同研究分析工民建施工技術節能的新方法和新策略。按照符合我國建筑節能施工技術標準的技術要求,逐步完善我國建筑節能的發展標準,對我國的建筑節能施工重點和施工要點進行分析,提出符合我國建筑節能施工的基礎性技術要求,運用現代科技節能新技術發展理念,完善建筑節能的發展內容。依照工民建施工中的技術標準、環保要求、經濟效益、人才技術等多方面的內容進行綜合完善提高,確保我國工民建施工技術的有效性,保證我國工民建節能施工技術的快速發展。
4結束語
綜上所述,建筑施工節能的技術在我國的各行業建筑中都有所體現,為了實現建筑資源的可持續穩定發展,需要對我國的建筑節能資源進行發展和建設,制定合理的建筑節能技術發展標準,逐步降低我國的建筑施工技術成本。依照現有的建筑施工節能技術發展需求,對我國的建筑節能未來的發展方向進行研究,提出適合我國未來發展推廣的高度,充分認識工民建節能技術發展的重要性意義,從而有效的緩解我國工民建施工資源的短缺問題,提高我國工民建施工技術的環保水平,確保建筑行業的可持續穩定發展,這是符合我國社會主義經濟發展建設標準性意義的。
作者:劉禹澤 單位:黑龍江省合江林業勘察設計院
參考文獻:
[1]陳尚嶺,徐明明.工民建施工節能技術的研究[J].中國新技術新產品,2011,No.20313:104.
節能工作的實行不僅僅是考慮“節能”這一方面,節能工作的實行是一項具有較強的綜合性、充分的協調性及可持續發展性的工作,因此既要滿足技術進步的要求還要做到緩解能需矛盾,這是促進國家經濟穩中求進的關鍵環節。一般來說,電氣節能化設計的主要內容可以大致分為五點:從供電系統及配電設備的角度出發進行節能;從電氣照明工具的節能角度出發;從建筑電氣設備的耗能角度出發進行節能改進;從計量運算和管理方式的角度進行能源的節約;從能源綜合利用的角度使得能源的利用達到最大化,是節能減排較好的選擇。
2化工企業電氣節能的原則
節能科學層面的解釋是從根本上降低能源的損耗,提高能源的使用效率。節能是保護本國能源穩定的有效途徑。化工企業若想做到節能,就要遵循一定的原則。為避免化工企業將減少功能和無目的性的增加投資作為節能的方式,相關部門應遵守以下原則和要求,踏踏實實的做好節能工作。
2.1經濟性
在節能改造的過程中,應兼顧企業內部的真實經濟效益,有理有據的對節能相關的設備和材料進行選擇,在節能過程中節約下來的資金能夠在較短時間內彌補之前購買安裝節能設備所追加的投資。如果企業罔顧經濟效益,一味地追求節能導致本企業入不敷出,或是經濟效果差強人意,就失去了節能的意義。比如:一件節能設備的購買安裝需要企業支付一百萬,而企業安裝節能設備后每年只能節約五萬元的能源費,那么需要節約20a,才能彌補這100萬元的節能支出,而化工企業的技術在20a里會有很多變革,企業也有可能在20a里遭遇各種經濟問題,因此,此時的節能政策成為一種負擔,不適合這樣的企業使用。
2.2節能性
節能技術的應用是為了使企業的總能耗有一定幅度的降低,因此要充分考慮節能技術及設備是否能在真正意義上降低企業能耗問題,做到節能技術和企業生產相適。從宏觀來看,節能設計應做到相應的原則。從微觀來看,可以著重從多個角度應用節能技術,使之充分運用到現實工程中。雖然目前我們的節能技術還不完善、節能設備還未普及,但是這不失為一種可行的發展方向。
2.3誠信性
節能是最終目的,但不是違法犯罪的理由。保證企業的誠信性,是對企業工作人員以及社會負責人的表現。企業的發展要以創新技術、發展節能設備為發展方向,本著對人對社會誠信的原則,杜絕以“節能”為保護盾而出現的無視人員安全和污染環境的現象出現。合理的安排和設計能夠大大的減少能源消耗,同時也會保證工作人員的人身安全,這就是企業對職工的誠信性的表現。保證社會的安全、在必要的層次上保護環境,這是企業對社會的誠信性的表現。
3電氣節能設計技術的合理利用
3.1提高功率因數節能
通過提高功率因數可以使化工企業有效達到節能的目標,主要從以下幾個方面進行節能:在大功率輸送電流的前提下,輸電線路上所要損耗的電能數值是很大的,因此提高功率因數能夠有效的降低輸電線上電能的損耗;變壓器所損耗的電能多數以熱能的形式消散,這些熱能會使變壓器的機身溫度升高,變壓器會受到一定的負面影響,提高功率因數可以有效的減少變壓設備內部受損;可以統籌兼顧節能和節資,而提高功率因數的方式有兩種,一是提高機器設備性能,二是附加人工輔助裝置。
3.1.1提高設備的自然功率因數
選擇合適的電動機:由于電動機是在化工企業中出現頻率和使用數量最多的耗電設備,其耗電總量可以占到化工工廠耗電總量的60%之多,因此對于整個化工廠而言電動機的節電是相當重要的。通過安裝正確的電動機,使工廠在正常運行的同時最大限度地節約能耗。因為要保證電動機能夠在高功率因數下運行,所以必須確保電動機在經濟運行區范圍內工作。這就對電動機進行精確地選擇,從而使其充分符合在高功率因數下運行的要求。總的來看,變壓器的負荷率維持在50%及其以下的水平,就可能致使電動機自然功率因數的降低,所以必須采用適當的方法來使變壓器功率因數維持在比較高的數值,使變壓器負荷率維持在80%左右。
3.1.2采用人工無功補償裝置
化工企業的用電設備的每月平均自然功率因數往往達不到供電部門要求的高于0.9,這就需要企業安裝無功補償設備,來提升功率因數,從而確保功率因數能夠達到相關規定的要求。目前,并聯電力容器是多數化工企業所使用的主要是人工補償裝置,通常采取就地補償和集中補償這兩種較為簡單實用的補償方式。這兩種方式相比起來,就地補償優于集中補償。因為就地補償可以使輸電線路和變壓器的有功損耗得到有效的降低。與此同時,就地補償能夠高效利用化工車間,減小配電線路占用的實地面積。當然,較之就地補償,集地補償也有一定的優勢,因其不需要像就地補償那樣大量的分組,所有投入的成本小,要占用的空間不是很大,將來的維護和保養工作更容易進行,化工廠的配電所一般不是特別大,為了日后工作的順利進行,多數化工廠選擇集地補償的方式。
3.2全面推行變頻調速技術
每一個化工企業都希望生產能夠平穩的進行,所以都要嚴格控制排量,單單通過出口閥門進行調節,會使泵管內部壓力相差懸殊,每一閥門的節流都會造成一定能量的耗損,總的來看,不僅浪費了電能,而且用回流維持生產的方式削弱了泵的效果。使用變頻器可以改變解決上述問題,但是變頻器是精密的儀器,需要時常進行查驗管理,使其效果得到有效的發揮。3.2.1變頻器節電主要包括以下幾個方面變頻器可以通過變頻的方式開啟電動機,相較傳統的方式電能耗損問題得到緩解,采用冷啟動的方式啟動交流電機需要耗費電機額定電流的6~7倍才可以啟動,相反軟啟動開啟產生的電流在電機的額定電流的范圍之內就可以啟動。3.2.2簡化設計方案變頻器能夠不斷地根據實時電流的大小進行相應的調頻,可以是實際的過程簡化明了,不必要再事先預留出解決狀況的空間,避免大量的浪費。使用電磁進行調速的一般電機耗能都比較大,變頻調速可以節約能耗同時改進生產加工工藝,因此變頻器在化工企業中得到了普遍的推廣。
3.3變壓器節能化
電壓的變換需要變壓器進行轉化,在輸電配電的工作中變壓器擔當著重要的角色,大規模的儲電和輸電會造成相當大的損耗,因此具有節能條件的變壓器存在很大的節能空間。我國化工企業的供電系統通常采用雙變壓器、雙供電線路的結構方式,以此避免電路設施出現故障時生產癱瘓的事情發生,兩套供電設施為生產加工順利實行提供了保障,雖然雙重保障起到了很好的效果,但是仍與國外的生產工藝和技術有著很大的差別。若要跟進化工廠的節能進程,要從企業的方方面面進行改進,結構的優化、技術引進級自主研發、管理方式的改進等等都可以推進化工企業節能的進程。
3.4照明系統節能
除生產用電外,在照明設備中也會產生許多能源耗用,在照明條件適宜生產工作的基礎上,如果能將這一耗電問題解決,那么節能會達到更高水平。傳統的白熾燈是多數企業使用的照明工具,但是與新興的照明技術相比,白熾燈會將一部分電能轉為熱能,此部分的電能未能得到有效的利用而是消散在空氣中,雖然白熾燈的造價低廉,但是其所耗用電能的費用遠遠超過其價格上的優惠。并且在近幾年的創新思潮下,用于制造燈具的材料愈加繁多,比如:金屬鹵化物燈具,其本身就具有很多優點,節能只是其中多優點之一。戶外相比室內更加開闊,因此需要更強穿透力的光源,比如:高壓鈉燈就具有此特點。白熾燈的高能耗特點使其在化工企業節能過程中慘遭淘汰。
3.5管理方式處節能
化工企業可以升級本企業的電路管理系統,通過計算機精準操控工作車間及輸電配室的電路開關,及時關閉不使用的用電設備,節能意識貫徹落實到企業生產的每一細節上,比如:用聲控燈代替長明燈,在廠房外安裝太陽能板充分利用太陽能也可以達到節能的目的。管理方式的科技化、智能化改變是一項需要長期考察、總結經驗后才能進行。所以化工企業需要考慮到自身工作的特點,不能盲目的改變管理方式,在平時多總結標識耗能多的區域,這樣在升級管理系統時才能簡單高效一步到位。化工企業能源節約的空間很大,其節能潛力是可以預見的,用正確的方式和途徑節約能耗從直觀上可以為企業帶來一定的經濟效益;但從更深層次的角度,我們可以看到化工企業的節能減耗帶動了科技的發展進步與創新,對于當下的環境治理也有很大的幫助。并且使能源得到了充分的利用,也為經濟的可持續性發展做出了一定的貢獻。
4結束語
能源是國民經濟發展的命脈,是可持續發展的物質基礎。我國是能源消耗大國,而化工企業的能源消耗又占相當大的比重。消耗的高低對產品的制造成本影響很大,直接影響了企業的經濟效益。因此節能是緩解我國能源供需矛盾和實現能源安全、環境友好和可持續發展的重要途徑,是我國經濟轉型的有效手段,對我國可持續發展具有至關重要的戰略意義。企業開展節能降耗,是緩解企業能源約束的出路所在,是實現企業又快又好發展的重要保證,也是企業增強自身競爭力和提高經濟效益的客觀要求。企業節能減耗是一個系統工程,一旦形成一個持續不斷的良性機制后,節能措施將持續發揮作用。
作者:顧思雨 單位:江蘇藍豐生物化工股份有限公司
參考文獻
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關鍵詞:給水管網系統 節能技術 應用
1 引言
水是工農業生產、人類生活以及社會發展的主要資源,為了滿足工業企業和城市用水的需求,城市供水系統必須要使用充足的取水設施、水資源、輸水設備、配水管道等系統,隨著城市化進程的推進,給水排水已經成為工業生產和城市建設的主要設置之一,也成為工農業發展和人民生命健康的基礎保障之一。在給水工程設施中,給水管網是其中的主要組成部分,是由不同的管道以及附屬設備組成的一種輸水網絡,其主要功能是進行水資源的輸送、壓力的調節以及分配,從而起到保證城市用戶供水的作用。
2 給水管網節能設計與技術的研究
2.1 給水管網輸水節能設計的相關研究
2.1.1 泵站
對泵站進行科學合理的設計是給水管網設計的前提工作。一般情況下,在進行泵站設計前,需要準備好關于地理位置、工程地質、上游設計水位、下游設計水位、上游設計流量、下游設計流量等資料,對于渠道,要設計出去水位以及流量。此外,還要注意到,水泵的選型是泵站設計工作中的重要環節,其選型的科學性和合理性與泵站建成后的運行費用、建設的投資以及泵站的安全息息相關。選型不僅與水泵裝置方案和水泵臺數相關,且與選型方法和原則也有著密切的關系,傳統選泵方式主要使用泵站裝置型式和凈揚程來確定揚程的曲線,再通過流量的設計來選定好水泵的損失揚程,繼而確定好總揚程。這種傳統的選泵方式沒有考慮到揚程的使用效率,欠缺科學性。因此,水泵的選型要根據水泵的設計揚程和設計流量還有不同時期供水和排水需求進行選擇,在最低和最高揚程時,水泵必須要可以穩定、安全的運行,在平均揚程時,水泵必須要在高效區運行。小型水泵的臺數保持1臺到2臺即可,大型的水泵則可以根據水泵的實際情況將臺數增加至3到9臺。
其中,設計揚程流量曲線的方程為:
揚程流量的曲線方程為:
2.1.2 輸水管網
輸水管網根據壓力方式的不同,可以分為重力式以及泵站加壓式輸水管網系統,重力式輸水管網不需要使用水泵進行加壓,水泵的揚程較高,動力費也較大,如果管道尺寸較小,那么投資也會較小,管道尺寸較大,那么投資也會較大。為了更好的反映出投資和動力費的關系,可以使用年費作為優化設計的目標,選擇科學的管道規格和長度,盡量降低前期的投入。
2.1.3 調節構筑物
調節構筑物的根本目的就是調節泵站用水量和供水量間的流量差,以便能夠滿足用戶對水質和用水水量的要求,保證供水的可靠性,同時也滿足提高供水經濟性,降低能耗的需求。調節構筑物設計包括地理位置選擇、容積設計和數量確定三個內容,其中,最為主要的工作就是地理位置的選擇。對于構筑物地理的選擇,除要滿足環境衛生、地質條件等要求外,還要根據構筑物的實際特征,確定好科學的技術經濟方案。其中,清水池是水廠的主要組成部分之一,常常設置在水廠之內,起著消毒和調節水量的作用,因此,在設計清水池時,需要對其進行合理的布局,并保持水流的通暢性,以便保證清水池的功能能夠得到正常的發揮。對于水塔和高位水池數量的確定,要根據用戶用水量、泵站工作情況、用水均勻程度、水壓值、管理技術經濟指標、管網延伸長度、用戶對于供水可靠性的實際需求進行綜合確定。
2.2 給水管網節能運行技術的研究
給水管網運行的質量取決于管網壓力分布的情況以及維護人員的管理質量。
2.2.1 泵站
水泵運行工況點就是水泵的揚程和管道需要水頭相等的點,當管道特性曲線或者水泵特性曲線發生改變后,工況點就會出現轉移。與定速供水閥門相比而言,變頻供水調節的降能節耗效果更加的顯著,一般水泵工況點調節方式包括變速調節、變徑調節和閘閥調節三種。
2.2.2 輸水管網
城市供水管網包括泵站、管道和閥門等設備組成,在城市管網的改造和更新下,輸水管網的建設難度和復雜度也原來越高。為了更好的進行設計,可以將輸水管網簡化為數學模型,根據這一模型來分析系統的特征,從而為水廠的改建、擴建和調度提供一種科學合理的依據。管網模型包括宏觀模型及微觀模型兩種,由于我國現行的基礎條件有一些限制,難以取得管網的基礎參數和拓撲關系,且在設備條件的影響下,也難以準確的得到管網節點流量,因此,使用微觀模型方案難以滿足系統優化的實際需求,可以使用宏觀模型來進行分析。影響用戶用水的因素包括氣候因素、社會經濟因素和用戶日程安排等因素,由于用戶的用水量會呈現出一種周期性的特性,反映在節點水頭中也會呈現出一種周期性的特征。
2.2.3 調節構筑物
根據貯水池位置的不同,其所起的作用也不盡相同,如果在運行的過程中,凈水廠的凈水、取水等工藝發生故障,用水的連續性就會收到影響,因此,必須要調節好構筑物。在產大于供的情況下,很容易導致貯水池發生溢流事故,在供大于產的情況下,就容易出現貯水池抽空的情況,為了避免這類事故的發生,必須要掌握好科學的計算方式,對貯水池調節量進行計算,并合理的安排好生產工作。
貯水池調節量=貯水池最大注水量-貯水池最小注水量
貯水利用率=
貯水利用率=
科學的安排好調節量,能夠最大限度的將貯水池的作用發揮出來,這也是合理生產的必然要求之一。
3 結語
目前,關于給水管網系統節能技術研究已經取得了一些進展,但是仍然有一些需要進一步深入研究的地方放,相信通過相關專家學者的努力,在不久的將來定會取得巨大的成就。
參考文獻:
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[2]熊潤.給水管網系統在城市給排水中的重要性及其相關問題研究[期刊論文],科技信息 2011,03(05)
【關鍵詞】抽油機節能 設計 裝置
1 引言
目前,應用最普遍的石油開采機械之一就是抽油機,它的主要作用是完成采油任務,將原油從井底提升到地面上來。游梁式抽油機,在抽油機的各種類型中,占重要地位,約占油井人工舉升設備的95%,是油田使用最廣泛的一種舉升設備。此類設備是油田的耗電大戶,其用電量約占油田總用電量的40%,占油田總用電量的比例非常高,且總體效率僅在30%左右,效率很低,浪費大量電能,采油的成本因此而提高。所以,本文重點就游梁式抽油機的節能作為研究方向進行探討。目前我們通過游梁式抽油機的工作原理進行深入分析,研究可通過Y-轉換調節電機電壓相和無功補償結合的裝置來提高了電機效率和功率因素,減小電機損耗,實現抽油機節能,減少了能源的浪費,這樣降低了電費成本。
2 游粱式抽油機的節能總體設計思路
同時絕大部分的游梁式抽油機拖動裝置都是交流三相異步電動機,其中鼠籠型異步電動機結構簡單、慣量小、運行可靠、維修少、堅固、制造成本低及可應用于惡劣工作環境等優點,使其作為油梁式抽油機動力驅動裝置,得到了廣泛的應用。由于抽油機在工作時負荷匹配不合理,大多數電機處于輕載狀態,造成大量的電能浪費,系統效率低下。因此,本文采用了一種以無功補償為主,并和Y 一轉換調節電機電壓相結合的裝置來實現抽油機的節能。通過對抽油機工作時的負載率的分析,確定電機是否處于重載狀態,實現了電機在啟動時和高負載時功率因素的提高;同時通過補償電容器組的投切來實現無功補償,從而達到抽油機的節能。
3 游粱式抽油機的節能設計
目前,缺少一種可靠性高,節能幅度大且成本低,又能提高原油產量的節能方法。針對目前實際現狀,考慮到當前的工人的技術素質和管理水平以及現場環境條件,本次提出了一種Y―轉換調節電機電壓并和以無功補償為主相結合的節能裝置,提高節能的可靠性,使得抽油機節能控制箱的使用和裝配相對變得簡單。
3.1 Y―轉換調壓的節能原理
由于三相異步電動機的總損耗為:ΣP=P1-P2=Pfe+Pcu1+Pcu2+Pmac+Pad,其中,P為輸入電功率,P2為電機軸輸出功率。Pcu1為定子銅損耗,2 2Pcu1 = 3I1 R1式中I1為定子每相電流,R1為定子每相電阻值;Pcu2為轉子銅損耗,2 2Pcu2 = 3I′2 R′2 式中I′2、R′2為轉子每相的折算值;Pfe為電機的鐵芯損耗: 2fe mP =P1 50(f)β B50,式中P150 為鐵耗系數,其值范圍為1.05~2.50; β為頻率指數,隨硅鋼片的含硅量而異,其值范圍1.20~1.60;f為磁通交變頻率;Bm為鐵芯中磁通密度;Pmac為機械損耗。通常認為其是大小不變的常量。由于Bm∞φ m∞E1 ≈ U1,可知鐵損耗Pfe正比于電機端電壓的平方。
Pad為附加損耗,主要由于定、轉子有齒槽存在,當電機旋轉時磁通發生脈振而在定轉子鐵芯中產生附加損耗,其大小也與磁通密度大小成正比。
從上述可以看出,若要提高電機的運行效率η,則必須降低ΣP。而降低電機端電壓可以使鐵損耗大為降低,降低電機線電流,則可減少銅耗,從而使效率η 增加。
3.2 無功補償的節能原理及方案確定
游梁式抽油機的異步電機可看作電阻R 與電感L 串聯的電路并聯電容后電壓U與I的相位差變小了,即供電回路的功率因數提高了。此時供電電流I的相位滯后于電壓U,這種情況稱為欠補償。電C的容量過大,使得電流I的相位超前于電壓U,這種情況稱作過補償,此時會引起變壓器二次電壓升高,而且容性無功功率在線路上傳輸也會增加電能損耗。同時電壓升高還會增大電容器本身的功率損耗,使溫度上升,影響電容器的壽命。對電機進行無功補償,可以大大減少起動電流和運行電流,減少損耗,并且相關電氣設備溫度降低、噪音減少,可以延長電動機的使用壽命。
無功補償的方法很多,本次設計是從提高功率因數的方面來確定是否需要進行補償。在前面論述過,當前系統如果處于過補償狀態時,系統負載應為容性。如果過補償容量在系統允許的范圍內,那么當前電機的功率因數絕對值應該比期望的功率因數絕對值大,可以不采取任何措施;如果過補償容量超出系統允許的范圍內,那么當前電機的功率因數絕對值肯定比期望的功率因數絕對值小,此時,則應該切除當前補償的電容與系統達到理想的功率因數為1的運行狀態時相比多補償的容量。如果需要進行電容補償,那系統負載應處在感性時。不需要進行無功功率補償的前提條件是當前功率因數值大于期望功率因數值;需要進行無功容量補償,說明當前功率因數小于期望功率因數。
在抽油機正常工作狀態下,會遇到大量的干擾,容易造成控節能制器頻繁發出補償與切除電容的指令。因此,為了避免電容的頻繁投切而產生投切震蕩,可以使控制器在軟件上采取連續多次計算結果取平均值的方法來避免電容的頻繁投切。具體方法如下:
首先確定一個負載率的上限基礎值,使得節能控制器發現負載率大于此值后執行補償程序,若實際負載率小于此值后,則不執行補償程序,因此可以認為這個負載率的基礎值為執行補償程序的起點;其次,在確定實際負載率大于設定值后啟動補償程序,連續進行5 至10 次的測量計算,求得的平均值作為電容投切的指令;最后,不僅要關注實際負載率大于上限設定值,而且還要關注實際負載率小于下限設定值時的情況。
通過上述兩節的論述,介紹了游梁式抽油機節能裝置的節能原理,并提出了Y―轉換控制和無功補償相結合的節能方案,為接下來的硬件及軟件設計做好了鋪墊。
4 結論與認識
通過對抽油機的負載特性較為詳細的分析以及對游梁式抽油機節能和無功補償進行深入研究,提出了以無功補償為主并結合Y-轉換節能的控制策略,但仍有一些工作需要完善。
關鍵詞:全自動空調;自動控制;節能技術;燃油經濟性
汽車是現代社會中的主要交通工具之一。空調,即空氣調節,包括供暖、制冷、增減空氣濕度、調節空氣質量等等。在汽車上安裝空調可以為乘員提供舒適的車內環境,減少疲勞感,還能預防或去除服在擋風玻璃玻璃上的霧、霜或雪,以確保駕駛員的視野清晰與行使安全。在激烈的市場競爭中,汽車空調系統性能的好壞,也成為評價汽車檔次的重要因素。
車內空氣參數主要是指汽車室內的溫度、相汽車是現代社會中的主要交通工具之一。以我國為例,近幾年轎車發生了井噴式的增長速度,目前幾乎所有的轎車都安裝了空調系統。空調,即空氣調節,包括供暖、制冷、增減空氣濕度、調節空氣質量等等。在汽車上安裝空調可以為乘員提供舒適的車內環境,減少疲勞感,還能預防或除去附在擋風對濕度、流動速度、空氣的含塵量、噪音、CO2的含量、壁面溫度等。這些參數對人體的健康、舒適性有一定的影響,因此要求將其控制在一定范圍內。
我國的汽車空調起步較晚,汽車空調技術一直發展比較緩慢。近幾年,國內汽車空調技術的研究和開發與國外的差距正在逐漸減小。從國內汽車空調技術水平來看,盡管我國汽車空調產品的設計開發水平有了大幅度提高,但其技術含量仍低于國際先進水平,我國汽車空調面臨產品升級換代的問題,尤其是在自動空調的研究開發上進行的工作還是比較少。目前,我國轎車上最常見的幾種空調有:手動調節的空調系統、電動調節空調系統、真空調節空調系統、全自動空調系統。在我國合資生產的日、美、德、韓等國家的品牌轎車,如本田、別克、奧迪 A6、帕薩特 B5、索納塔等轎車,都采用了全自動空調系統。但上述全自動空調系統的關鍵部件主要依靠進口,全自動空調技術以及性能匹配等核心技術完全掌握在國外汽車公司里。國內目前對全自動空調系統研究相對較少,尤其是在1.6L排量的經濟型轎車中基本屬于空白。
空調控制單元,是系統的自動控制的核心,它不僅涉及到制冷系統的參數耦合關系以及動態響應特性,還涉及到汽車的動力、安全等性能。如何將電子技術同空調系統完美地結合?如何利用電子元件的反應迅速、控制精度高的特點,并適宜用現代控制算法完成汽車空調系統的優化控制特性,從而達到轎車空調的高舒適性、高可靠性、高節能性,是今后汽車空調控制發展的主要方向。
在轎車全自動空調的控制邏輯中,與手動控制相比已經體現到了節能控制,例如有空調系統的自動調節控制、換氣量的最適量控制以及隨溫度變化換氣切換等都可以節省動力,從而節省燃油。隨著傳感器技術的發展,在國外許多轎車開始應用空調壓力傳感器、濕度傳感器等,并在整車控制中同時標定,從而實現最優化控制和節省燃油的目的。
當汽車出現在低速狀態下急加速、怠速矢穩、壓縮機卡死、發動機水溫到一定程度現象之一時,要利用發動機管理系統控制切斷壓縮機。我們通常采取的失效保護方式有兩種方法,即通過發動機ECU控制壓縮機繼電器切斷壓縮機離合器或利用高低壓保護開關斷開壓縮機離合器,控制壓縮機停止工作。基于上述分析,我們對傳統的空調控制方式可以總結如下:
(1)傳統的汽車空調系統中大都使用單態、雙態或三態壓力開關來進行空調系統的各種保護及風扇控制。例如在路寶、賽馬、捷達、寶來等轎車上都采用了壓力開關形式。其控制方式為:高壓保護、低壓保護及風扇動作控制。
(2)傳統的空調控制系統壓力開關只有有限的幾個狀態,只能對系統的高、低壓極限狀態進行保護,最多加上一級風扇控制。在傳統的空調控制系統中由于壓力開關只有有限狀態,因此只能對系統的高、低壓極限狀態進行保護,最多加上一級風扇控制。無法動態的反應空調系統的負荷情況。
在系統中我們加入傳感器的目的是:
a.在系統中引入空調系統壓力傳感器,可以動態的反應空調系統負荷情況,發動機管理系統ECU可根據空調負荷動態調整發動機輸出,對精確 控制發動機空燃比提供依據。從而達到優化排放和節省燃油的目的。
b.系統能實時監測空調系統狀態,壓力傳感器對系統工作狀態動態響應好,ECU 將正常怠速降得稍低(通常在 500~550rpm)也不會擔心由于空調系統的接入而導致熄火。同時在空調系統工作時,也能根據其負荷決定怠速轉速及功率輸出增加多少,甚至不增加怠速轉速也能控制。
c.空調冷凝風扇可根據空調負荷情況動態控制轉速(PWM方式),以達到節省燃油和減少噪聲的目的。壓力開關系統與壓力傳感器系統試驗對比全自動空調系統在控制中采用了壓力傳感器。如圖1
從上圖中我們可以得出如下結論:
(1)由于對于系統壓力的上升不能及時響應,空調系統為壓力開關的發動機在空調打開(壓縮機開始運轉)時迅速被拉低200~250轉,而后ECU得到負荷發生變化后降轉速拉升至800±50多轉,而后逐漸的穩定在超過標準怠速50~100轉的怠速轉速上。
(2)使用壓力傳感器后由于ECU會根據空調系統壓力及時平衡發動機負載,在空調壓縮機開始運轉時只有極小的轉速波動后迅速調整為正常怠速轉速。
關鍵詞 The research of luxury cruise of the Yangtze River Three Gorges Series energy-saving technologies
ChongQing Municipal Designing Research Institute P.R.China ChenJia
Abstract :In this dissertation research the energy-saving technologies and the related devices that can be used by the luxury cruise of the Yangtze River Three Gorges Series. This dissertation proposed a forward-looking suggestion about hull structure energy-saving and focused on the temperature and humidity Sub-controlled technology and all hot and cold heat recovery technology that that can be used in the luxury cruise.
Keywords:energy-saving, temperature and humidity Sub-controlled, all hot and cold heat recovery
0 引言
為更好地豐富長江三峽旅游客源,搭載更多國內外游客,目前在建及籌建的長江三峽系列豪華郵輪將突破以往豪華游船的固有模式和理念,定位于世界內河最大、最豪華的超級郵輪,為高端政務、商務、國內外高端旅游以及會務服務,能更好地滿足游客個性化舒適需求。在此過程中,我們也應該把保護“母親河”―長江,作為自己義不容辭的責任,將節能減排理念貫穿于長江三峽豪華郵輪的設計、營運和管理全過程,大力推廣應用節能環保技術和設備,實現國家“十一五”節能減排目標,為三峽庫區旅游事業可持續發展作出更大貢獻。主要技術原理如下:
1)郵輪設計時應用內河優秀船型研究成果,采用節能線型和尾壓浪裝置;采用低油耗、高性價比的船用主、輔機及尾氣無煙排放技術;應用船舶尾軸水技術、配備油水分離器和生活污水處理裝置以及節能空調及照明設施等設備,達到節能減排目的。
2)郵輪營運時采用經濟航速、優化船舶航線和靠泊方案;對船舶設備和部件進行定期和不定期保養;合理調節空調設定溫度;對固體垃圾和廢油進行有效處理,節能減排效果明顯。
3)采取統一調度,最大限度地整合資源,減少運力浪費,達到經營節能目的。
在此主要對節能技術及其相關裝置進行研究,有關船舶船型、船舶裝置及運營管理不再作深入探討。
1.節能技術及實施方案
1.1.優化系統設計,做好設計選型
在設計階段做好節能設計,優化系統設計,在設備的選型中,選擇高效節能的新產品,同時應根據船上不同區域的不同使用功能配置相應設備、設施,例如:在空調設計中,要考慮船艙各個房間的不同層數、不同朝向、不同位置等因素,詳細計算各房間的實際空調負荷,為各房間科學合理地選用空調設備,以達到滿意的空調效果及節能減排目標。因為即使面積及用途相同的兩個房間,位于頂層甲板的房間與位于中間甲板的房間的得熱量是不同的,則其空調負荷不同,就需根據實際情況選用合理的風機盤管。
1.2.船體結構的節能措施
目前長江上營運的游輪上大部分都無專門的保溫隔音措施,船艙保溫隔音效果較差,增加游客旅途不便,同時造成很大的能源浪費。
因此,長江三峽豪華郵輪上應采取相關節能隔音措施,減少圍護結構的散熱。
適當控制船體體形系數,即船體外表面積與其所包圍的體積的比值,船體外形盡可能規整,避免不必要的凸凹變化;
減少窗的輻射傳熱,選用防輻射隔熱鍍膜玻璃(如Low-E玻璃),以降低太陽輻射傳熱和對流傳熱;
同時船艙圍護結構特別是頂層甲板,應采用針對性的隔熱措施,降低其導熱系數,采用保溫材料(如離心玻璃棉保溫棉板);
提高船體的氣密性,選用密封性能好的門窗并加密封條,用密封材料填實穿墻管線連接處裂隙;
通過以上措施,從而盡量為游客提供舒適的環境,并節省能源消耗。
1.3.采用溫濕度獨立控制空調技術
空調能耗在郵輪上所占能耗高達40~60%,所以空調系統的節能意義重大。常規空調方案是典型的溫濕度聯合處理的空調系統,風機盤管與新風機組中的表冷器,均同時承擔著對空氣進行降溫和除濕的兩種功能,這種熱濕聯合處理的空調系統存在以下問題:
同時對空氣進行降溫、除濕,致使空調冷源效率低下,造成能源品位的極大浪費。常規空調系統將冷凍水供水溫度設計為7℃,是因為除濕的需要。我們知道,對于電制冷的空調系統,冷凍水溫度每升高1℃,其制冷效率可提高4%以上,系統綜合COP約可提高3%以上。
無法對相對濕度進行有效控制,容易造成人體不適。常規的“新風機組+風機盤管”方案為熱濕聯合處理的空調方案,在實際運行中,只能保證房間的溫度控制,濕度實際處于失控狀態。環境相對濕度也是人體舒適度的重要指標,放棄對相對濕度的控制是現有空調方案下的無奈之舉。
夏季存在濕表面,容易造成空氣污染,引發“空調病”。經世界空調業內最權威機構ASHRAE研究表明,表冷器后95%左右的相對濕度,是最有利于各種病菌滋生的環境。
為解決前述空調系統存在的種種問題,可采用雙溫•溫濕度獨立調節空調系統---可以使空調系統能耗下降25%以上,夏季沒有冷凝水、沒有細菌滋生。
雙溫•溫濕度獨立調節空調系統就是在一個空調系統中采用兩種不同品位(不同蒸發溫度)的冷源,用低品位冷源(高溫冷凍水)取代傳統空調系統中大部分由高品位冷源(低溫冷凍水)承擔的熱濕負荷,從而通過提高空調制冷系統綜合制冷效率(綜合COP),達到節省空調系統運行能耗之目的。在該系統中,高溫冷源為主冷源,負責承擔全部室內顯熱負荷和全部新風負荷,單機能效比COP可達8.0以上;低溫冷源為輔助冷源,只承擔室內濕負荷。具有如下顯著優點:
與全部冷源均為7℃低溫冷源的常規方案相比,雙溫•溫濕度獨立調節空調系統的綜合制冷效率(COP)可以提高25%以上,節能優勢顯著。
雙溫•溫濕度獨立調節空調系統中,由于所有風機盤管全部采用高溫冷源,因此可以得到真正意義上的干工況,風機盤管中的表冷器只用來降溫,不再有冷凝水,不會再成為濕表面,即使沾灰也不會再有細菌滋生。因此,雙溫空調方案帶來的末端干工況條件,可以徹底解決空調系統的空氣污染問題,使我們在得到舒適的同時,更能得到健康。
雙溫空調方案實際是一種溫濕度獨立調節方案。其中,新風系統承擔空調系統全部濕負荷,負責房間的濕度控制;風機盤管系統只承擔室內顯熱負荷,負責房間溫度控制。因此,在雙溫空調方案中,室內溫濕度得以實現完全獨立控制,可以最大限度保障環境舒適度。
1.4 電機系統節能
改造電機、風機、水泵;采用變頻調速節能技術對變工況電機系統進行變頻調速改造。通過本人研發的高科技產品――高性能“通用智能變頻控制裝置”(專利號ZL 200820111348.8),智能控制空調冷(熱)媒輸送系統與冷熱源主機設備,使循環水流量恰倒好處地與制冷量相匹配,保障空調系統冷熱源設備在任何負荷條件下,都能保持高效率(COP)運行,從而最大限度地降低空調系統能耗,節約電能6%~15%甚至更多,對降低中央空調能耗具有重要的作用。
該裝置是本人在多年中央空調節能控制領域探索、研究、試驗和實踐的基礎上,運用系統工程的方法,將現代計算機技術、模糊控制技術、系統集成技術與變頻調速技術相結合而研制出的具有智能模糊控制功能的先進的系統節能控制裝置。有著較高的技術含量、獨特的技術特點及新穎的技術理念,在國內處于領先水平。
1.5.選用節能型空調設備
空調機組是一切空調系統的根本。郵輪空調設備選用高能效的冷熱全效熱回收型熱泵空調機組。冷熱全效空調熱泵技術在制冷同時,免費制備生活熱水,綜合能效比大于7,節能效益顯著。經測算,采用冷熱全效空調熱泵系統,與傳統的冷水機組+燃油廢氣組合鍋爐相比,夏季節能(油)率為39.3%,冬季節能(油)率為45.9%,且冬夏季均有備用機組,確保系統可靠運行。
同時,采用冷熱全效熱回收型空調熱泵系統,供冷同時提供生活熱水和除濕用熱水,避免了冷凝熱的無效排放,降低蒸汽需求,減少燃油量;供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統,無燃燒過程,避免了排煙,排污等污染,環保效益顯著。
1.6.空調系統適時控制
充分利用庫區及峽谷自然風的調節作用,在適應季節,利用自然風進行調節艙室溫度;在夏季炎熱天氣,空調按艙室26℃溫度進行控制,減少能耗。
1.7.余熱、循環冷卻水的綜合利用
余熱資源指的是在船舶運轉過程中由各種熱能轉換設備、用能設備和化學反應設備中產生而未被利用的熱能。余熱、循環冷卻水的綜合利用之后將大大減少余熱排放量、冷卻用水量和排放量,可以極大地節約水資源,具有深遠的社會效益、環境效益。
回收的余熱用于采暖采暖、空調或其它低品位熱工藝,將更低品位的能源用于供應生活熱水,利用余熱,使排放到大氣、水域中的熱量降低,可避免熱污染發生,無疑是對周圍生態環境保護的極大貢獻。
2.結論