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序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇節能減排新技術范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
一、目前樁基礎創新技術應用分類及代表
目前樁基礎創新技術主要分為幾大類,首先是以深基坑支護技術的優化為主的支撐減排技術;其次是趕作業灌注技術;此外還有回收支護技術等。其中寧波軟土介紹研發的“鋼管護壁干取土灌注樁”工業與裝備,通過樁基優化與提高樁承載力值的措施使樁數減少,節省資源達到節能的目的。目前的深基坑技術以樁排與支撐體系為主,支護樁全為圓形截面的樁,研發的矩形截面的支護樁受力鋼筋可減少40%,基坑支護費用可降低25%。此外還有干作業矩形灌注樁的工藝與裝備,有沉管式矩形灌注樁、工字形灌注樁、鋼管護壁干取矩形灌注樁、提土同步壓灌矩形灌注樁、高頻振動沉管旋挖干取土咬合灌注樁等通過對灌注樁的工藝及技術裝備的研發,達到節能減排的目的。此外,特別是針對橋梁基礎技術,結合節能減排,也有施工技術的突破,如樁底后注漿技術、預承力灌注樁、擴底與嵌巖干取土灌注樁、剛柔組合樁復合地基等。
二、樁基礎施工節能減排技術
按施工方法的不同,樁基礎施工技術可分為非擠土樁非擠土樁、部分部分擠土樁擠土樁和和擠土樁擠土樁三大類型,三大類型再細分樁的施工方法超過300種。而在進行樁基礎施工中,合理運用不同的樁基礎選型,可以達到節能減排的效果。根據節能減排原則,樁基礎選型要遵循以下原則條件:①因荷載制宜;②因土層制宜;③因機械制宜;④因環境制宜;⑤因造價制宜;⑥因工期制宜等等。
但是由于我國幅員遼闊,不同區域內的工程地質環境和水文地質條件較為復雜。而且東部沿海與中西部內地的經濟發展情況差異較大,最終導致實際采用的樁基礎技術各不相同。總體而言,存在以下特點:從直徑來說,大直徑樁與普通直徑樁均有所采用;從制作工藝來說,預制樁與灌注樁均有應用;從存在形式上來說,非擠土樁、部分擠土樁與擠土樁都有所采用。而在非擠土灌注樁中鉆孔、部分擠土樁與擠土樁也同時存在,在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖孔法并存。在擠土樁中,還分為錘擊法、沖抓成孔與人工挖孔法等方式。在部分擠土灌注樁施工中,壓漿工振動法與靜壓法均有應用,在部分擠土灌注樁的壓漿工藝法中,前注漿樁與后注漿樁工藝共存。由此可見,根據不同的地質環境,采用的各類樁型跨越了不同的施工工藝及手段,部分是比較先進而且覆蓋范圍較大的,而部分則是應用范圍比較小但是卻非常原始的。因此,任何一種樁型都不是萬能的,樁型都有其適用范圍,關鍵在于找到切入點,揚長避短;再好的樁型只要施工中不注意質量或超過其適用范圍,就會出現質量問題。
三、橋樁基施工的機械選擇與節能減排
1、鉆孔灌注樁施工技術
鉆孔灌注樁是指在工程現場通過機械鉆孔的手段在地基土中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,現代樁基鉆孔設備主要有旋挖鉆機和沖擊鉆機兩種。旋挖鉆機具有成孔速度快、環境污染小、施工現場干凈、操作靈活方便等特點,已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設備之一,適用于素填土層、亞黏土層、亞砂土層、亞黏土夾粉細砂層,強風化泥質粉砂巖層,巖層要求均勻。 沖擊鉆設備構造簡單,適用范圍廣,操作方便,適用各種地層,成孔效率一般,但能耗較高。
2、樁基施工技術應用
例如某工程樁基管段內地表上覆第四系全新統人工填土粉質黏土及碎石土、沖洪積軟土(軟粉質黏土)、松軟土(粉質黏土)、粉質黏土;坡洪積軟土(軟粉質黏土)、松軟土(粉質黏土)、粉質黏土;坡殘積粉質黏土; 下伏巖基為侏羅系中統上沙溪廟組泥巖夾砂巖,下沙溪廟組泥巖夾砂巖,新田溝組泥巖夾砂巖,中下統自流井組泥巖夾砂頁巖及灰巖,下統珍珠沖組泥巖夾砂巖。全風化帶(W4)厚2~10m,強風化帶(W3)厚5~20m。本區上覆第四系全新統坡殘積、沖洪積(Q4al-pl)。地層巖性如下: 軟土:暗紫紅、褐灰色,軟塑~流塑狀,土質較純,黏性較強。分布于測區丘包上,厚2~4m,屬Ⅱ級普通土。 粉質黏土:褐黃色,硬塑,含少量砂、泥巖質碎石角礫,頂部含植物根系。分布于測區丘包上,厚0~2m,屬Ⅱ級普通土。 泥巖夾砂巖:泥巖為紫紅色,巖質較軟,易風化剝落,具遇水軟化崩解、失水收縮開裂等特性:砂巖多為長石石英砂巖,淺灰、紫紅色,中厚~厚層狀,質稍硬。全風化帶厚0~2m,屬Ⅲ級軟石;強風化帶厚2~10m,屬Ⅳ級軟石;以下為弱風化帶,屬Ⅳ級軟石。根據上述地質資料,地質巖層均勻,具備旋挖鉆機施工的地質條件。設置樁基1172根,總裝長:24071.76m,平均樁長:20.54m。
3、樁基礎施工技術要點
①鉆機安裝就位:鉆機就位前,須將場地墊平填實,鉆機按指定位置就位,調整鉆桿的角度。鉆機安裝就位后,要精心調平,使得底座和端座平穩,在鉆進運行中定期用儀器或掛吊錘檢查和校正,確保鉆機不產生位移和沉陷。②旋挖鉆孔:全液壓旋挖鉆機整機自動化程度很高,其水平、垂直度和鉆孔中心由指示燈控制,操作室配置鉆進深度指示儀。本工程采用干鉆成孔,減少循漿時間及泥漿池布置。③鉆斗升降速度:旋挖成孔靠鉆斗挖裝巖土直接提升卸到地表,控制鉆斗升降速度,是成孔控制的關鍵,需要根據不同樁徑控制鉆斗升降速度,且樁徑愈大愈應加強控制。④旋挖作業其他要點:盡可能根據土層正確選擇鉆斗類型結構,軟土層選擇楔形齒、小切削角、小刃角、齒寬稍;粘土層的齒間距宜大些,以免糊鉆,影響進尺。
四、施工管理過程中的節能減排措施
1、加強工程建設過程中的費用控制和概預算管理,減少硬性設施及用品的消耗量,做到節能減排。對于項目管理費用的指出,要在科學測算的基礎上,對各部門及管理施工隊伍進行嚴格管控,費用指標進行分解實施,而且以文件的形式進行季度額度控制,超出罰款節儉獎勵。
2、推行節儉節約措施,嚴格控制能源消耗,如電力、用水及辦公用品等,從本源著手降低施工管理能耗。
3、采用勞動競賽以及節約獎勵的模式,加強對節能減排工作的領導和協調,及時總結和推廣項目管理過程中的節能減排經驗和典型,營造良好的節能減排工作氛圍。
4、做好樣板工程建設,樹立節能減排標桿項目,以點帶面,全面提高工程項目管理水平以及項目管理人員對于項目成本的控制能力,達到優化管理意識,減少排放及能耗的目的。
5、逐條落實節能減排的舉措,例如臨時建筑采用周轉使用的材料或者可回收材料;施工支模等采用半框架模版體系;采用電渣壓力焊接頭以及機械接頭鋼筋接頭;大力提高計算機輔助管理作業水平及信息自動化管理水平,確保材料及施工器械進退場有序,減少冗余消耗,達到施工過程節能減排的目的。
五、結束語
在樁基施工時需根據地質情況,合理選用施工方法和施工機械,既能節約能源,減少了施工費用,又能提高施工效率,保證工程的按期完成。當經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳時,采用節能減排措施減少污染,是我們應該承擔的社會責任。
參考文獻:
1.張楊.施工企業項目管理研究[D].西南交通大學,2003年.
1 我國煤粉燃燒技術的應用與現狀
煤粉燃燒技術是將原煤通過物理法粉碎成具有一定細度的粉狀,由送粉機經燃燒器噴入爐瞠,在懸浮狀態下燃燒,相應的鍋爐稱為煤粉鍋爐。該鍋爐長期以來只適用于在電站鍋爐上采用,至今約有50多年的發展歷史;在工業窯爐上主要用于加熱爐、陶瓷窯爐、玻璃窯爐和水泥窯爐,也有20多年的歷史。國外的大型電站鍋爐燃用煤粉技術的歷史悠久,技術成熟并朝著發展超細煤粉、低污染的方向發展。
我國中小型工業燃煤鍋爐至今仍以層燃鍋爐的燃煤方式為主,如果采用煤粉燃燒方式,現有的煤粉制備裝置,設備龐大占地面積遠大于鍋爐本身,造成“主機不主輔機不輔的局面”,而且磨煤機耗電量大、磨損嚴重、維護使用費用高、投資大,因而中小型工業鍋爐很少采用。隨著我國經濟的快速發展,國家對低效燃煤鍋爐技術改造非常重視;“把高效煤粉鍋爐技術”列入“十一五”國家科技支撐計劃的重點節能技術攻關項目。
2 超細煤粉高效燃燒技術
煤是我國的主要能源,我國能源消耗的70%以煤為主。據統計,全國在用的工業鍋爐約52萬余臺(不包括電站鍋爐),工業窯爐約12萬臺。年耗煤量大約在5億噸左右,約占全國煤產量的三分之一。
我國煤炭資源豐富,但煤質相比差異很大,工業鍋爐燃用煤一般適用于燒優質煤,但優質煤供給量有限,大多鍋爐都燃用貧煤,普遍存在對煤種的適應性差等問題。由于貧煤揮發分相對較低,著火燃燒不完全,致使鍋爐的熱效率和出力下降。爐膛燃燒溫度一般在1000℃左右,鍋爐熱效率平均不到60%,工業窯爐熱效率平均不到30%,爐渣含碳量高達30%以上,煙塵排放濃度大量超標,對環境造成嚴重污染以及能源的大量浪費。
隨著我國經濟的快速發展,能源供需矛盾日益顯現,節能減排的治理已經到了刻不容緩的地步,為此提出要優先開發主要耗能領域的節能技術裝備,積極推進以節能減排為主要目標的設備更新和技術改造,全面實施對低效燃煤工業鍋爐(窯爐)的技術改造。
針對低效燃煤鍋爐和工業窯爐的技術改造,我公司創新開發的“超細煤粉高效燃燒裝置”(發明專利),用于低效燃煤鍋爐和窯爐,從燃燒方法上解決了煤的高效燃燒。有效提高了鍋爐的熱效率和熱能利用效率,熱效率同比可提高20%,節煤率在15%~20%左右。該項技術取得的節能減排成果可喜,有效解決了低效工業鍋爐和窯爐對環境造成的污染以及能源的大量浪費。
3 技術原理和制粉機理
技術原理:以流體力學、空氣動力學為理論,以湍流為原理。
制粉機理:“煤粉高效燃燒裝置”是通過創新發明的“機械湍流制粉裝置”高速運轉時所產生的高度湍流運動,將煤迅速粉碎成易燃狀的超細粉體(300目),煤粉與氧氣(湍流)混合反應,形成氣態直接通過管路噴入爐膛,在懸浮狀態下著火完全燃燒。
湍流運動的特性是不規則性,即由大小不等渦體組成無規則的隨機運動。它最本質的特征是“湍動”即隨機的脈動,它的速度場和壓力場都是隨機的。湍流運動的另一重要特性是擴散性,湍流中由于渦體相互混雜,引起流體內部動量交換,動量大的質點將動量傳給動量小的質點,動量小的質點又影響動量大的質點,結果擴散提高了動量、質量的傳遞率。
當被粉碎的物料處在高度湍流場中時,就構成了氣固兩相流,從機械裝置“湍流渦輪”獲得的湍動能量,通過慣性作用由大旋渦逐級傳遞給小旋渦。在這一復雜的湍動過程中產生強烈的撞擊、摩擦、剪切作用力,將煤有效地迅速粉碎,成為易燃高效的清潔能源。從燃燒學表述:湍流加快了新鮮混氣和燃料之間的混合,縮短了混合時間,提高了燃燒效率;湍流加速了熱量和活性中間產物的傳播,使反應速率增加,即燃燒效率增加;湍流使火焰變形,火焰表面積增加,因而增大了反應區。
4 主要技術特點
(1) 湍流制粉裝置:制粉機理屬首創,設備體積小、結構緊湊,制粉細、能耗低、安全性可靠,適用于4~35t/h中小型燃煤鍋爐。爐前制粉,現燒現磨;操作簡單、實用方便、技術水平國內領先;
(2) 煤粉高效燃燒裝置:對煤種的適應性強,著火迅速、燃燒完全、火焰幅射力大。對揮發分低的貧煤、無煙煤都能充分完全燃燒。層燃鍋爐+煤粉燃燒,鍋爐熱效率同比可提高20%左右,節煤率在15%~20%左右。全煤粉鍋爐熱效率可達90%以上;
(3) 有利于爐內煙氣攪動與混合,使化學不完全燃燒熱損失和爐瞠過量空氣系數降低。鼓風和引風機的能耗相應可下降30%,排煙熱損失也隨之有效降低;
(4) 鍋爐負荷調節方便,爐溫容易控制。產氣量隨著用氣量的大小,鍋爐負荷可以調節;
(5) 煤粉高效燃燒裝置的湍流粉碎機理和煤粉與氧氣的迅速混合機理,可實現低氮燃燒和爐內脫硫(加石灰粉),脫硫率可達70%左右;
(6) 安裝本設備不改變鍋爐本體,投資少、見效快,一般6個月左右即可收回全部投資。
5 應用領域和市場需求前景
我國工業鍋爐每年向大氣排放的煙塵高達620萬噸,約占全國煙塵排放總量的33%;SO2排放量500多萬噸,約占全國SO2總排放量的21%。另外還排放出大量的CO2等有害氣體,不但對環境造成污染,而且影響到全球溫室效應的生成,制約我國經濟的健康發展。
工業鍋爐是我國主要的熱能動力設備,使用面廣、需求量大。工業鍋爐包括工業蒸汽鍋爐、采暖熱水鍋爐、民用生活鍋爐、熱電聯產鍋爐及特殊用途的鍋爐等。我國既是世界上工業鍋爐的生產大國,也是使用大國。我國工業鍋爐主要以燃煤為主,且這一現狀在短期內不會有根本的改變。
我國的燃煤工業鍋爐以層燃鍋爐為主,而層燃鍋爐對煤種變化的適應性較差,燃燒效率普遍偏低,平均熱效率還不到60%,比技術先進國家工業鍋爐的熱效率約低15%~20%。我國如能加快節能減排的步伐,通過對工業鍋爐的技術改造,把鍋爐熱效率提高15%,每年可給國家節約煤炭近7000萬噸。
因此,工業鍋爐成為我國開展節能減排、提高能效、減少污染的主要對象之一。“超細煤粉高效燃燒裝置”是一項用于低效燃煤鍋爐層燃+煤粉高效燃燒的節能新技術,應用范圍廣泛,目前主要應用于中小型工業燃煤鍋爐及爐窯、熱電聯產鍋爐等領域,具有較高的應用價值。該項目的推廣應用,無疑具有廣闊的市場前景。
參考文獻
[1] 周國慶,孫濤.工業鍋爐安全技術手冊[M].北京: 化學工業出版
社,2009.
[2] 丁明舫,崔百成,陸其虎等.鍋爐技術問答[M]. 北京: 中國電力
出版社,2006.
[3] 丁守寶.中小型鍋爐節能環保新技術[M].北京: 化學工業出版
1.前言
寶鋼集團八鋼公司的兩臺265m2燒結機,先后于2006年12月18日和2008年10月5日建成投產,一臺430m2燒結機2011年8月1日建成投產。八鋼燒結堅持以技術進步為核心,不斷創新,不斷改進,始終堅持節能減排以取得經濟效益和社會效益為追求目標。
2.節能減排與環保新技術應用與工藝完善,解決現場難點問題
2.1煉鋼污水用于生石灰消化,實現了污水排放為零的目標
以前,部分煉鋼和軋鋼污水由泥漿泵泵入A265燒結混合機,多余的污水則通用罐車倒到附近山上晾曬,干污泥再配入燒結混勻料中,這種污水處理法既污染了環境,又增加了運輸成本。
B265、C430燒結投產后,隨著水幕除塵的使用,我廠將污水直接加入生石灰消化器中。燒結生石灰消化平均耗水約2100m3/天,八鋼污水產出量約為1200-1500噸/天,因此污水可完全消耗掉,不足用水由生石灰水幕除塵排放的沖洗水補充。
污水用于生石灰消化,產生了良好的經濟和社會效益:除減少環境污染外,每年回收污泥(干基)約7.3萬噸,燒結礦水耗降低0.38m3/噸,降低運輸費用134萬元。
2.2水幕除塵在生石灰消化中的運用
生石灰消化對提高燒結礦的產質量效果非常明顯,但是由于生石灰在消化過程中放出大量的熱,產生大量蒸汽,溫度高達200-300℃,同時夾帶大量有腐蝕性的粉塵,對崗位的環境影響較大。因此,很多燒結廠因環境問題都沒有使用。
我們在對兄弟燒結廠和除塵器廠家考察、論證的基礎上,采用湖南金鐘環保除塵器廠生產的水幕除塵器很好的解決了此項難題。
3.環保新技術應用與現場實際相結合的提高與完善,解決現場難點問題
3.1配料膠帶機加裝導流罩隔絕粉塵蒸汽外溢保證混合料料溫,因受到建廠后廠房限制,水幕除塵器只在生石灰消化器處安裝了兩臺,保證了配料皮帶消化端的現場環境,配料皮帶進混合機仍有約100米的通廊處在粉塵蒸汽的惡劣環境中,因此我們采用了在配料皮帶上加裝一層導流罩,導流罩上架設風管安裝軸流風機。使用軸流風機通過風管將導料槽內的粉塵和蒸汽抽走,環境改善明顯。但生石灰配加污水消化產生了大量的粉塵蒸汽,一段時間后,軸流風機葉片粘泥嚴重,軸流風機燒損嚴重,增加了設備維護成本。為保證人員設備安全及現場環境,配料環節被迫停止熔劑加水消化,從而導致燒結機產能受限。
3.2配料膠帶機原導流罩上方加裝二層導流罩風管移位消除設備事故的根源
在原導料槽上方在增加一層密封罩,風管位置上移。具體實施方式:密封罩在導料槽上方,將導料槽密封住,密封罩為梯形,使用φ20mm長為1000mm圓鋼作為密封罩的支撐腿,上方用40mm*40mm的角鋼做架,兩面用帆布密封,帆布上方用螺栓固定,下方不固定,便于打開,不影響點檢設備和更換膠帶機托輥,前后用0.5mm鐵皮密封。將軸流風機風管上移至密封罩內,只抽取密封罩內的粉塵和蒸汽,密封罩內的粉塵量小,這樣可有效減少軸流風機葉片粘泥的現象。
通過加裝二層密封罩和風管位置的移動,減少軸流風機葉片粘泥的現象造成的軸流風機燒損,保證風機的正常運行,也可以對混合料起到保溫效果提高燒成效率,消除皮帶通廊內的蒸汽及粉塵,有效解決了環境污染問題,保證了生產的正常運行。
4. 煉鋼粗顆粒污泥在燒結配料環節生產過程中的直接配加回收利用
煉鋼工序不但產生大量的污水而且還產生了含水量30%以上的粗顆粒污泥,含水量30%以下的粗顆粒污泥可通過污水泵車加入配料混合系統參與生石灰消化。含水量30%以上的粗顆粒污泥則通過車輛拉運傾倒晾曬后再拉運至料場參與混勻,不但污染了環境還增加了生產及運輸成本。
為治理煉鋼粗顆粒污泥堆存場地污染問題,降低工序環節的生產運輸成本,八鋼公司決定由燒結工序直接配加利用煉鋼粗顆粒污泥,因此需加新增燒結工序直接配加煉鋼粗顆粒污泥的裝置設施,達到能夠完全消化掉煉鋼粗顆粒污泥的問題。通過在燒結直接配加使用煉鋼粗顆粒污泥,每日接收處理煉鋼工序產生的粗顆粒污泥160-180噸。
煉鋼粗顆粒污泥項目采用地坑進料,行車抓斗上料,螺旋輸料的方式。污泥配加點選取在265燒結的B混-1皮帶上??紤]到新疆冬季時間長及物料特點,需新建一工房(配套采暖設施),面積約119平方米,長14米,寬8.5米,高度12米,污泥地坑、行車及螺旋設備均設置在工房內。采用一臺φ500無軸螺旋輸送機及配套的小料倉(容積7.2m3,采用稱重傳感器)等,一臺7.5米跨度5噸單梁橋式抓斗起重機抓料,污泥卸料地坑長6米,寬6米,深3米,容積108立米。
2012年11月煉鋼粗顆粒污泥項目建成投入運行,通過3個月的生產運行每天全部處理掉煉鋼工序產生的粗顆粒污泥160-180噸,預計年處理量達55000噸以上。產生了良好的經濟和社會效益:除減少環境污染外,每日處理量160噸×365天×95%作業率×(代替鐵料成本500元/噸-污泥壓濾運輸成本50元)-項目投入=2346.6萬元/年。
5.結語
1.2體系為保障、測控為基礎為確保節能減排工作在管理上得到有效控制,并形成長效機制,南纖公司制定了“降低消耗、科技節能、持續改進”的能源管理方針和“遵守法規、凈化排放、節約資源、持續改進”的環境管理方針,建立了ISO9002質量保證體系、ISO10012測量管理體系、ISO14001環境管理體系、OHSAS18001工業安全和衛生管理體系,以精益生產、7S等先進的管理方法和工具為支撐,將環保、節能、清潔生產全面納入“科學化、文件化、規范化”的管理范疇,形成了橫管到邊、縱管到底的環保網絡及三級能源管理體系。南纖公司高度重視能源使用與排放的監測。先進的技術裝備是做好節能減排工作的基礎,通過持續改進,目前已實現了能源計量排放監測的自動化、信息化、計控一體化、管理網絡化。采用國際先進的智能儀表,現場能源數據采集后直接傳送至DCS、PCS、ΔV控制系統,電能數據傳送至EMS電能管理系統,用于生產過程控制和企業管理,實現了能源使用的實時自動計量、數據資源共享、能耗自動統計、歷史數據追溯等功能,為公司用能和排放情況分析、成本控制、獎金考核、用能設備故障分析提供了快捷、準確的依據。
1.3搭建平臺、創造氛圍為提高節能減排工作的整體水平,南纖公司搭建了“學習、科研和激勵”三個平臺,以“綠色”為理念,使節能減排形成文化。第一,搭建學習平臺。通過“請進來、走出去”的方式,請專家舉辦節能減排專業知識講座,或參與節能減排項目合作研發。每年選派技術人員到相關大學攻讀研究生或參加相關課題的研討和聯合攻關。第二,搭建科研平臺。投資8000多萬元用于技術中心建設,引入高精尖技術人才,為節能減排的課題研究,以及前瞻性、基礎性理論研究創造了有利條件,同時積極為生產骨干參與節能減排改進創造條件。第三,搭建激勵平臺。積極推進QC小組和全員合理化建議活動。僅2008年就收到有關節能減排的合理化建議300多條,成立QC小組42個,其中《降低吸附床回收丙酮蒸汽單耗》等5個QC小組獲國優稱號,《降低202區主蒸塔蒸汽單耗》等3個QC小組獲省優稱號。節能減排涉及生產過程的每一個環節、每一位員工,大到工藝改進、技術革新,小到一張紙、一滴水乃至員工的日常工作習慣,公司都會正確引導。公司充分利用節能宣傳周、內網、畫欄等載體,宣傳節能減排的重要意義,提高全員的節能減排意識。持續組織開展員工節能、節水專題培訓,還制作了節約用水、節約用電的小標貼,張貼在用水、用電點,營造節能氛圍。在推進節能減排新技術、新設備、新工藝的同時,利用操作比武、勞動競賽等活動,持續提高員工的實際操作水平,充分發揮設備的工作效率,提高能源利用率。
2技術創新取得節能減排新突破
依靠自主創新節能減排,是南纖公司節能減排工作的亮點。創新滲透到公司各個生產環節,通過不斷優化生產工藝,大力開展科技節能減排,提高能源利用率,產生了良好的效果。本文簡要介紹3項主要創新成果。
2.1高效優質低耗的二醋片生產成套技術研究建立并應用醋化級木漿活化性能表征方法,首次成功開發并行加料預處理工藝,增強了木漿乙?;磻钚?,預處理器設備處理能力提高了13%;通過改進醋酸萃取塔內件結構,優化萃取塔操作溫度、萃取劑組分配比,使得萃取裝置處理能力提高25%;應用化工過程模擬技術,改進了精餾塔板組件并優化操作壓力,提高了精餾塔板效率,回流比由0.95~1.05下降至0.75以下,降低了能耗。課題投入經費3000萬元,課題成果運用后,較國外同行提高生產效率25%;4條生產線增加二醋片產量25000t/年,節約蒸汽62500t/年,節電375萬千瓦時/年。該成果已入圍2009年度江蘇省科技成果獎。
2.2醋酯工藝廢水和廢氣減排治理技術研究與應用通過開發異丙醇三段富集工藝,將廢水中異丙醇由0.1%富集至67%。開發的在線連續酯化技術,使富集異丙醇實現循環利用。醋酸異丙酯單耗從22.88kg/t醋片降低至10.59kg/t醋片,實現直接經濟效益1496萬元/年以上,單耗達到了國際先進水平。通過開發進水CODcr總量自動控制技術和全混流與平推流相結合工藝,提高了曝氣池的穩定性,減少廢水中CODcr排放約1200t/年,減少廢水中SS排放約1000t/年。通過組合生物滴濾和化學除臭技術,處理醋酯廢水的異味氣體,對硫化氫和甲硫醇的去除率為90%以上,異味氣體治理技術達到國際先進水平。該成果獲2008年度南通市科技進步特等獎。
節能減排、保護生態環境、減少人為對自然的傷害是企業運作、工業生產必須堅持的原則;在實際生產經營過程中,要考慮到環境的容量和能源資源的持續利用的問題。石油產品用途極為廣泛,但其工藝繁瑣、技術復雜等,但在企業生產經營過程當中,其能源消耗得不到有效控制、其污染得不到有效制約的話,那么勢必會造成資源的浪費和環境質量的惡化,會給企業帶來高額的末端治理費用,從而給企業增加了沉重負擔,使得企業陷入無法擺脫的困境。因此,石油企業在過程當中,需要采用先進的生產工藝,并融合現代科技與創新技術力量,從資源節約、從環境保護的視角對企業生產過程進行全方位的約束和控制,保證生產所消耗的能源、所產生的污染物排放降低到最低程度,以減少資源的浪費以及對環境的污染,構筑良好和諧的生產經營環境。
1.石油行業環保技術創新過程的節能減排現狀
1.1現階段環保技術與節能減排的關系
把開發利用節能減排技術作為科技進步的一項重要內容,使得目前石油企業取得了一定的成效。企業針對節能減排關鍵點和疑難點問題上,能有計劃安排設置技術創新和節能減排的目標相互連接體系,把節能減排的指標列入到技術創新考核體系當中,使得節能減排工作通過考核體系當中的指標來評估;有些石油企業同步開展“安全環保關鍵技術研究與應用”,但總體而言效果還不是很好,尤其針對煉化污水深度處理、回用油氣資源的綜合利用、稠油熱采集中供汽和廢氣驅油注采清潔工藝等節能減排技術方面還存在一些差距。
1.2創新手段對節能減排的影響
圍繞節能減排實施,國內一些石油企業在能源利用效率、實施燃料結構調整、技術創新手法和創新應用方面作出了努力,如:針對注水泵耗電問題、自用油的替代工作問題等方面均被納入到節能減排技術開發和環境影響評價當中,不僅強化企業生產流程,使得企業生產規范化和有序化,而且還能一定程度上提高環境影響評價的質量,保證了節能減排效果性。但目前眾多石油企業依舊采用的是“問題”指向“技術”這一個流程,采取的是末端治理的方法,不僅加重了企業的負擔和影響工作效率,也使得技術“創新”只是并非真正的創新而只是針對問題的一種解決方法,并不具有真正意義上的創新含義。
1.3節能減排規范與效果
一些石油企業圍繞節能減排作出了許多硬性的規定,并針對石油企業相關的體制進行了改革,這些機構的調整和重組對石油生產企業具有較大的影響,但是應該看到所做的這些工作并沒有對節能減排產生實質性的效果;問題突出表現在兩個方面,一方面是在石油企業中,進行節能減排工作的技術人員多數都是從其他企業抽調來的兼職人員,人數數量少且缺少穩定性,往往計劃在前,但實際節能減排工作并不能夠如期實施,給企業節能減排效果上大打折扣,嚴重影響了石油企業節能減排工作。另一方面機構調整并沒有真正解決石油企業當中存在的能源結構不合理的現象;石油企業所運用的設備依舊是采用以油氣為主燃料結構,不僅僅降低了企業原油產量、加大煉油成本,也使得節能減排工作并沒有得到真正的規范,效果自然不盡人意。
2.環保技術創新過程的節能減排策略
2.1環保技術創新體系構建
石油企業經過多年運行發展,本質上已經擁有了技術創新所要求的技術基礎;在環保技術創新過程當中,使得節能減排的管理工作和體系建設成為可能。石油企業應該順應時代的發展,將傳統的經驗積累和管理方法進行深度的融合,尤其是在技術創新環節要將節能減排真正意義上的落實到考核的標準當中,并設置相應的監督評判機構對技術創新環節當中節能減排對效果進行實時重點的評判,一方面采取鼓勵的方式,對融合了節能減排的技術創新成功的項目進行積極的成果申報,并給予適當的獎勵。另一方面針對于在節能減排管理當中,針對于技術創新環節及時尋找自身不足,找出它們之間不相容差距。這些都是構建環保技術創新體系的重要內容之一。
2.2完善創新手段培養與扶持機制
國外的一些石油企業,在企業技術管理方面已經完全拋棄了“問題”指向“技術”這一個流程;其技術創新手段和以往不同的是,不再采用末端治理方式,從問題上來進行對企業技術流程當中不合理的因素分析;而采用技術創新手段則是從預防的角度來進行深化內部結構和技術的調整,使得生產工藝趨向于合理化,這是一種全新的污染防治和節能減排的方法,從而避免能源過度消耗、污染問題產生和發展。 我們國家石油企業應該借鑒國外石油企業成熟的經驗,采取培養和扶持的態度來鼓勵企業節能減排的技術的推廣,增強和引進服務的機制,建立系統的節能減排技術升級系統,提倡真正意義上的技術創新活動的開展。
2.3建立統一節能減排標準設置
節能減排工作涉及的技術含量要求比較高,一方面我們要對從事石油企業相關節能減排工作隊伍進行管理,培養本企業具有豐富工作經驗人員上崗。再由于節能減排是一個較為復雜的系統工程,涉及面廣、技術運用復雜,因此需要對石油企業節能減排建立統一的標準,依據標準加快研發節能減排新技術、新方案、新措施,促進企業持續健康穩定發展。
3 結語
中圖分類號::F206 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)16-0160-02
節能減排技術創新的含義是指所有能夠節約資源或者是提高環境質量而從事的技術創新活動。節能減排技術的創新主要是從節約能源、資源到減少環境污染的新產品或者是工藝的設計到應用于市場的完整過程。在節能減排技術中,不僅需要對人才進行儲備、對知識進行積累;更需要運用新技術來刺激和推動這些因素。所以對私營企業的節能減排技術的創新研究具有重大意義。
1 節能減排提出的涵義
節能減排從字面上的意思來看的話,它的意思主要指的是在生產的過程中通過較少資源以及能源的消耗來降低“三廢”的排放,這里的三廢指的是:廢水、廢氣、廢渣。從科學的發展方面來看,節能減排的主要含義是實現經濟發展方式從傳統的粗放擴張模式向內涵轉變最快捷的方法。節能主要包括對替代能源、可再生能源的開發和使用;減排主要是對生產過程中產生的三廢進行處理的過程。節能減排工作和落實科學發展觀工作是緊密聯系在一起的,節能減排技術是落實科學發展觀的重要途徑和方法。
2 私營企業節能減排工作的現狀
從改革開放以來,我國的經濟增長取得了較大的發展,但是由于傳統的粗放的發展方式的影響給我國的能源帶來嚴峻的問題,這樣的條件下,我國推出了實施節能減排工作。但是,目前我國的節能減排技術轉讓的可能性很小,所以自主研究節能減排技術勢在必行,但是由于私營企業普遍缺乏節能減排技術創新的積極性、金融支持上的不足以及政府的支持力度不大等多種因素限制了節能減排技術創新的發展。
3 目前私營企業節能減排工作存在的問題
雖然我國的私營企業在節能減排工作中取得了一定的成績,但是跟節能減排實現的最終目標和要求還有很大的差距,創新節能減排技術還有很大的空間。當前我國的資源的環境形式很嚴峻,節能減排技術任務比較艱巨,制約私營企業節能減排技術創新的主要原因包括以下幾個方面。
3.1 節能減排政策宣傳還沒有深入到中小私營企業
雖然我國的相關部門對節能減排政策做了很多的宣傳,但是因為各方面的原因導致這些宣傳沒有深入到中小私營企業中。部分私營企業對節能減排認識不高,認為那些都國家和政府的事情,跟自己沒有關系。
3.2 私營企業的分布特點制約節能減排的推進
我國的私營企業分布不集中,一些企業分布在偏僻的鄉鎮上,缺乏完善的基礎設施。正式由于缺乏一套環保設施,導致部門私營經營者只顧自己的利益,將三廢任意排放。這些小而散的私營企業,增加了節能減排工作的難度,也嚴重阻礙著節能減排工作的發展。
3.3 搬遷改造污染私營企業的政策還不規范完善
私營企業在發展的最初階段,由于資金、實力等方面的限制,為了生存就減少了在環境環保上的投資,有些私營企業甚至不惜浪費資源、破壞環境,絕大部分的私營企業走的是粗放的經驗路線。
3.4 監管工作還不到位激勵政策仍不完善
雖然我國相關部門已經出臺了環境污染以及排放的處罰措施,但是在實際的操作過程中,沒有實現處罰的公平、公正,從而沒有將懲罰措施的最大效應發揮出來。對于在節能減排上做出突出貢獻的私營企業,相關部門也沒有給予有力的獎勵或者補貼。
4 創新技能減排技術的措施
4.1 提高能量,轉換設備的工作效率
在我國,以發電鍋爐、工業窯爐、各種發動機為代表的通用能源轉化設備每年消費的能源在我國幾乎超過一般,導致二氧化硫的排放量占全國總排放的50%以上。可以通過技術創新,研發出現役機組整體上減低消耗達到節能的關鍵技術,提高及其運行的經濟性以及對環境的友好性。
4.2 強化污染控制技術,實現資源的循環使用
我國經濟的快速發展導致了在不同的階段產生的生態以及環境問題在短時間集中體現和爆發出來。這就需要私營企業強化污染控制技術,實現資源的循環使用。
4.3 加大科技投入,全面支持節能減排工作
根據我國的國務院的相關部署,我國的節能減排相關部門先后制定并公布了《節能減排專項行動方案》以及《節能減排科技行動任務分解方案》,并組織開展了一系列項目,將實施的重點放在“四大節能減排科技工程”上,也就是攻克一部分重點行業、重點企業的節能減排關鍵技術和共性技術,進一步提高節能減排工作的的持續支撐能力。
4.4 減少溫室氣體的排放
要減少溫室氣體的排放,首先應該加強對氣候變化的基礎學科的研究,為以后應對氣候變化提供強有力的理論支撐;其次是加強對控制溫室氣體排放相關技術的研究和開發;然后是在企業內廣泛開展應對氣候變化的重大措施和政策的研究;最后是加強人才的培訓和引進,促進氣候變化領域的研究。
4.5 不斷深入推進節能減排的科技創新工作
節能減排工作作為私營企業一項長期而艱巨的工作,在今后的一段時間里,私營企業的科技部門應該不斷深入節能減排的科技創新工作。
1)應該加強節能技術和清潔能源技術的研究,盡量采用清潔能源。
2)大力發展循環經濟技術,研發出可以提高生態效率的生態產品和技術。
3)大力發展低碳經濟為特征的前言技術。認真落實國家相關部門的節能減排目標,大力發展低碳經濟。
5 總結
私營企業的節能減排技術創新工作是一項長期性、持續性的任務。作為私營企業的相關負責人,應該充分認識到節能減排技術的創新工作不僅僅是簡單的通過幾個大的工程改造就可以實現的,這需要各個領導、各個員工團結一致,提出更多更創新的點子,推動私營企業節能減排工作的順利開展。私營企業應該加強對節能減排方法的關注,任何一個行業節能減排的好方法,都可以拿來參考和借鑒。
從整體看,移動通信公司的能耗包括:電耗、油耗和耗材,而電耗為其主要能耗,約占總能耗的80%以上,因此,移動通信公司的節能主要是指節約電能。移動通信公司的電能消耗大體包括:日常行政辦公用電和通信網絡運營用電兩部分。日常行政辦公用電占總用電的比重很小,這部分的節能工作主要靠加強日常行政管理實現,而通信網絡運營用電的節能減排技術將是重點研究對象[1,2]。通信網絡運營用電主要集中在通信機房內,通信機房中的電能消耗主要分為兩部分:通信設備用電和機房環境用電。通信設備用電是指通信機房的主設備和配套電源等設備的用電,通常機房主設備包括:交換設備、數據設備、無線設備和傳輸設備等;配套設備主要指通信電源設備和蓄電池;機房環境用電主要包括:機房空調、機房照明和機房監控等用電。從大量實際工程數據粗略統計結果可知,在通信機房的總用電中,通信主設備用電約占45%,配套電源設備用電占8%,機房空調用電約占40%,而機房照明、機房監控等其他用電約占7%,具體能耗分布如圖1所示[3]。從圖1中可看出,機房設備用電和空調用電占總用電的90%以上,因此,筆者將重點研究通信機房設備和空調的節能減排技術應用。
1.2移動通信機房能耗狀況存在的問題
目前,移動通信機房還存在相當數量技術陳舊、能耗高的通信設備,并且由于網絡結構的不合理,導致網絡結構復雜,網絡層級較多,網元節點過多,增加了網絡設備的能耗;同時還存在相當數量的通信電源設備缺少智能化控制功能,部分電源設備技術落后,供電效率很低,增加了供電系統的能耗。另外,很多通信機房的制冷方式還是基于先冷環境,再冷設備的方式,通信機房內的機架排列及送風制冷方式不合理,導致機房空調制冷效率低,增加了空調系統的能耗;同時,很多無線基站機房的空調系統也沒有智能監控系統,為使基站機房中通信設備能正常工作,保持機房標準的環境溫度,需要將空調長期處于開機工作狀態,產生了大量的不必要的能源浪費。因此,在通信機房中采用先進的節能技術,是移動通信公司節能減排的必然選擇。
2節能減排技術在移動通信機房中的應用
移動通信公司的通信機房大體分為兩類:通信樞紐機房和無線基站機房。通信樞紐機房面積較大,機房內設備較多,產生的能耗也很大;單個無線基站機房面積較小,一般不超過20m2,機房設備不多,相比樞紐機房的能耗也較小,但移動無線基站數量龐大。截止目前,中國移動無線基站總數量已達40萬個,因此無線基站總耗電量巨大,據粗略統計其耗電量約占通信網總耗電的70%以上。以下將分別討論節能減排技術在這兩類機房中的應用。
2.1節能減排技術在移動通信樞紐機房的應用
移動通信樞紐是移動網絡的核心和匯聚中心,其通信設備較多,能耗較大。移動通信樞紐機房的主要能耗包括:通信主設備、配套電源設備和空調設備的能耗。因此,移動通信樞紐機房的節能減排主要是機房通信設備和空調的節能減排。
2.1.1移動通信樞紐機房主設備的節能減排技術應用
移動通信樞紐機房內的主設備是根據網絡建設的需要依不同項目分期分批建設安裝的,目前在網設備新舊交錯,能耗指標也參差不齊。因此,移動公司樞紐機房主設備節能減排的技術應用主要從以下幾方面考慮。1)對于早期安裝的通信設備,在條件允許情況下,通過更換或采用技術改造等方式,淘汰高能耗、低效率的設備,合理調整用電負荷,以達到節能效果。2)對于新增設備,要選擇高集成度、低能耗、采用節能技術的通信設備,將設備能耗指標納入到設備選型的指標范疇。3)在通信網絡設計中,應合理組織、優化網絡結構,推進通信網絡的IP化進程。通過IP化可簡化網絡結構,減少網元數量,節省設備資源,減少設備能耗,以達到節能減排的目的。4)提高機房內通信設備利用率,盡可能利用現有通信設備資源滿足網絡運行需求,以避免大量設備低負載運行,浪費電能。
2.1.2移動通信樞紐機房配套電源的節能減排技術應用
移動通信樞紐機房的配套電源設備主要包括:高低壓配電、備用電源、UPS(UninterruptiblePowerSystem)和直流電源等。對于配套電源設備的節能,主要應關注以下兩方面。1)合理的設備選型和容量配置以及設計安全、可靠、高效率的電源系統是通信電源設備節能的關鍵。首先,在通信電源設計中,應盡量減少供電環節,避免增加不必要的供電環節,減少由于供電環節過多造成的能耗;其次,合理設計導線路由,使供電系統盡可能靠近負荷中心,減少供電距離,縮短電纜長度,降低電能損耗;另外,合理設計供電方式,根據用電負荷的大小和機房實際情況,通過科學計算,靈活選用集中或分散方式供電,以達到節能降耗的目的。2)除要關注通信電源設備在設計和設備選型階段的節能外,還應關注通信電源在運營過程中的節能,提倡合理的節能運行方式。在實際運營中,應根據通信機房內實際工作負荷情況,在保證安全的前提下,合理調整電源的工作模塊。一般情況下,通信樞紐機房電源設計容量都是按滿足一定時期主設備負載并考慮一定的冗余。因此,在機房使用初期,機房內設備較少,用電負荷遠未達到設計容量,這個階段可采用人工方式關斷多余的電源模塊,以提高電源模塊工作效率;另外,要根據機房內設備重要等級,確定不同等級的保護方式,以減少電源的冗余度,達到節能降耗的目的[4]。
2.1.3移動通信樞紐機房空調的節能減排技術應用
通信機房的主要能耗是通信設備和空調,通信設備是機房運行的主體,其能耗指標由設備型號決定。在正常情況下,尤其是樞紐機房的設備,其節能潛力有限,而空調能耗占機房能耗的40%左右,其節能潛力巨大。因此,移動樞紐機房空調設備的節能應是重點關注的。通信樞紐機房空調設備的節能主要包括:機房空調設備本身的節能和機房空調環境的節能。
1)機房空調設備的節能??照{設備節能主要是采用節能技術的空調,如變頻節能空調,它既可降低開關損耗,又可提高低頻運轉時的能效,該技術已經很成熟,并得到廣泛應用。另外,通過對機房專用空調進行自適應控制技術,以達到節能效果。其實現方式是通過自動計算機房不同的工作條件、空調冷量分布環境等綜合數據,動態跟蹤計算空調外部環境的溫濕度,精確控制空調送風量,使空調始終處于最合理的工作狀態,優化冷量的利用效果,提高空調使用效果,達到節能減排的目的[5]。
2)機房空調環境的節能。機房空調環境節能主要是指通過合理布置機房內的空調機組、風路及設備機柜排列,形成機房內有組織的氣流流向和流量,實現精確、高效的送風方式,以節省空調機組的用電量。在設計機房內氣流組織時,首先遇到的是送風方式的問題,通常機房空調送風方式分為兩種:上送風和下送風,上送風方式是上送風側回風,一般采用射流+彌漫方式送風,這種方式氣流組織比較混亂,冷卻效果不好,即使采取一些補救措施,存在問題仍然較多;下送風方式是下面送風側面集中回風的送風方式,從氣流熱壓原理以及大量實際工作和運營經驗證明,下送風方式更為合理。其次是機柜排列問題,在早期,為保持機房內的設備美觀、整潔和維護方便,機房內每列機柜都是朝一個方向排列的。而通信機柜內的散熱部分主要在機柜背面,空調送入的冷風從機柜正面進入,在機柜內經過冷熱交換,帶走熱量,熱風從機柜的背面吐出,因此,機柜朝一個方向排列方式容易造成前排機柜吐出的熱風被后排機柜從正面吸入,這樣后排機柜進風溫度會明顯高于前排,使機房內溫度分布不均衡。要保證設備處于良好的工作溫度,就會使機房總體制冷增加,增加了多余能耗。為此,從節能及合理的氣流組織角度考慮,相鄰兩排機柜采用“面對面”和“背靠背”的方式排列更為合理,具體機柜排列與氣流組織如圖2所示。由于通信設備都是采用正面進冷風、背面出熱風的交換方式,因此,這種機柜排列方式可以很自然地形成冷熱風道隔離,避免了不必要的冷熱交換,可大幅提高空調系統的制冷效率,減少空調耗電。因此,對于新機房建議采用下送風方式和機柜“面對面”和“背靠背”的排列方式,以便合理組織氣流。由于早期節能觀念不強,因此機房建設時大多采用上送風方式,機柜也是按一個朝向排列,對于這種情況的機房,應視具體實際情況,進行適當改造。如有條件可加裝風管、風帽及冷熱空氣隔離擋板,以使冷熱空氣相互隔離,做到對通信設備的精確送風,并能在一定程度上起到節能的效果[6-10]。
2.2節能減排技術在移動無線基站機房的應用
通信基站一般由無線主設備、配套電源設備、傳輸設備、數據設備和空調設備等組成。由實際工程和運營調查的大量數據可知,通信基站中無線主設備耗電量約占基站機房總能耗的42%~46%,空調耗電量約占基站機房總能耗的45%~48%,配套電源占總能耗的7%~9%,照明、監控等其余部分約占總能耗的2%~3%。因此,通信基站的節能應重點關注無線主設備和空調及電源的節能技術[11]。
2.2.1通信無線基站機房主設備的節能減排技術應用
通信基站無線主設備的主要節能技術有3種:分布式基站組網技術、載頻智能關斷技術和多密度載頻技術。分布式基站組網模式最初源自于第三代移動通信中的“BBU(BuildingBasebandUnit)+RRU(RemoteRadioUnit)”的組網模式,它將傳統的無線基站分為BBU基帶和RRU射頻模塊兩部分,利用光纖替代傳統的射頻饋線,將射頻模塊RRU部分拉遠,這種模式減少了射頻饋線導致的損耗。同時,因RRU一般都不需要新建機房,因此,采用分布式基站組網技術,可達到節能減排的目的。一般情況下,無線基站的載頻配置都是按滿足實際測試的忙時話務量考慮的,而實際上無線基站的業務量在時域上是不均衡的。在業務量小時,載頻利用率會降低,載頻智能關斷技術正是針對話務量的這一特點設計的。當話務量小時,適當關閉部分載頻、時隙甚至是信道與板卡,以提高載頻利用率,節約電能。多密度載頻是在一塊單板上集成多個載頻收發信機,共用基帶、射頻、功放和電源單元,相對于單載頻和雙載頻,其能耗更低[12]。
2.2.2移動無線基站機房配套電源的節能減排技術應用
移動基站電源節能技術主要包括開關電源整流模塊休眠技術和蓄電池恒溫箱技術。通常移動基站電源容量是按無線主設備負載和蓄電池平均充電電流進行配置的,受蓄電池充電電流的制約,通信電源整流模塊設置的冗余很大。正常情況下負載率不高,而清晨和晚間時段業務量小時,負載率會更低,使電源模塊的使用效率降低。因此,根據基站通信電源的這一特點,通過監控模塊實時控制冗余電源模塊進行休眠,自動對冗余電源模塊進行軟關斷或開啟,減少電源模塊的空載損耗,降低不必要的電源模塊能耗,節約電能,提高電源運行效率。移動基站蓄電池對環境溫度要求較高,當溫度降低時,蓄電池容量會減少。例如,通過實際測試數據表明,當蓄電池溫度從25℃降到0℃時,蓄電池的容量就會下降到額定容量的80%左右。當溫度過低,還會對蓄電池的使用壽命產生嚴重影響,而溫度過高也會使蓄電池的使用壽命受到影響。因此,采用專用蓄電池恒溫箱,降低蓄電池的溫度,而不是把整個機房的溫度都降低,同樣也可以達到節能的效果。
2.2.3移動無線基站機房空調的節能減排技術應用
移動基站機房面積都不大,大多不超過20m2,機房內設備不多,產生熱源主要是無線主設備,其業務量在時域上也不均衡。因此,散發的熱量在時域上也不均衡,并且機房外部溫度環境隨著季節和時間的不同,變化也很大。傳統的制冷方式為保持機房內的溫度,空調機要長時間工作,產生大量的多余冷量,造成大量不必要的能耗,因此,基站空調節能潛力很大。當前基站空調節能采用的新技術為基站一體化空調節能系統,其模型如圖3所示。該系統由中央空調控制器、進風機、出風機、溫濕度傳感器等4部分組成。進風機、出風機組成通風系統,中央空調控制器和溫濕度傳感器組成控制系統,用于測試室內外溫濕度,并判斷控制通風系統和空調機的工作狀態。采用基站一體化空調節能系統,可充分利用基站機房室內外溫濕度環境。當室外溫度低于室內,通過引入室外大量冷空氣,對室內自然降溫,同時,排出機房內熱空氣。依靠大量的空氣流通,實現機房內散熱,以低功率的通風系統替代高功率的空調機,達到節省電能的目的。同時,系統也減少了空調的工作時間,延長了空調的使用壽命。實踐證明,此種節能方式在實際工程中效果相當明顯[13-17]。
中圖分類號:TN86 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)13-3180-03
國家“十一五”發展綱要中提出了要把節約資源作為基本國策,“節能減排”不僅僅是體現一個企業的社會責任,更是自身提升競爭力、實現可持續發展的必由之路。中國聯通被國資委定為節能減排關注企業,尋求高效可行的節能減排管理模式和方法成為了企業面臨的重要課題。
中國聯通北海分公司(以下簡稱“北海聯通”)非常重視節能減排工作,通過對移動網及基站能耗的分析,北海聯通根據自身特點,建立了攻關小組,制定了節能減排長期發展規劃,進行管理創新,科技創新,通過基站用電標桿管理,合理采用多種節能技術,該地區移動網絡單基站每月能耗同比降幅27.4%,單載頻每月能耗同比降幅31%,取得了突出的成效。
1 移動網絡節能減排策略的分析
通過以上分析,北海聯通根據自身特點,以移動網絡基站水電費為突破口,特別是空調能耗方面,積極實施“管理節能,科技節能”的雙向推進,通過基站用電標桿管理,針對站型特點,綜合采用新風節能系統、蓄電池溫控柜技術、空調室外機納米涂層技術、機房隔熱涂料等技術,因地制宜,量體裁衣的制定出切實可行的節能減排辦法。
2 管理節能的創新與實踐
精細化管理是基礎,加強運行成本臺帳的完善,排查高成本站點問題,杜絕“跑、冒、滴、漏”,在此基礎上有的放矢,實施降本整改,深挖潛力。
2.1 網絡瘦身,積極進行設備退網及下電
積極推進機房部分退網數固設備下電,減少14個開關電源模塊配置,減少2臺空調運行,每月降低電費約1萬元。完成中心機房的電力減容工作,將原容量為250KVA的變壓器,減容變更成50KVA,每月節省無功功率損耗費用5000元。完成大靈通站點設備下電,每月電費節省約15000元。
2.2 最大化實施網絡機房合并
先后完成9個大靈通與GSM網機房同址的搬遷,該項工作本年度減少水電租金支出4萬元。
2.3 基站用電精細化管理,能耗對標成效顯著
重點投資建設基站用電標桿管理,針對基站復雜的用電環境,開展用電量對標管理,避免跑冒滴漏。按照基站直流負荷、基站建筑類型,結合本地網絡實際情況,將基站分為12類,每類基站至少選擇5個基站作為標桿,標桿基站應為同類型基站中用電量合理、整體能耗較低的基站。標桿基站日常巡檢工作,每月記錄標桿基站用電量;非標桿基站在每次上站巡檢時,要記錄基站用電量,計算非標桿基站日均用電量,與標桿基站日均用電量對標,發現異常,必須及時整改。
標桿基站認真做好日常巡檢和維護工作,及時整改不合理用電環節,每月定期抄表記錄基站用電量,多個標桿基站用電量數學平均,確定同類基站標桿用電量。非標桿基站在每次上站巡檢時,要記錄基站用電量,計算非標桿基站日均用電量,與標桿基站日均用電量對標,發現異常,立即整改。對于新建的基站,各地市分公司在工程驗收時,要將設備用電量測試納入設備驗收環節,記錄設備資源和用電量等基礎信息,作為今后本基站對標管理依據。
對標辦法為非標桿基站用電量與標桿基站用電比對,對于存在異常的基站,在具體分析其耗能特性和節能潛力,進而采取針對性的整改工作。
北海聯通共計對51個較高能耗的基站進行對標檢查,通過對標工作發現:部分基站開關電源模塊配置過于充裕,需按N+1模式核減;部分基站空調存在溫度設定過低(主要為利博特、依米康以及G13以前的美的網絡空調等),需重新調整設定;基站開關電源為2000年左右生產,模塊效能轉換率較低,存在耗電比較嚴重的情況;部分基站蓄電池配置不合理,例如某基站直流輸出15A,但配置了2組500AH蓄電池等等。
2.4 強化基礎維護工作,大力實施機房整改,減少能耗支出
完成基站的空間隔斷和窗戶封堵,本年度降耗約1萬元。全面進行空調檢查清洗,提高空調制冷效果,并在不影響主設備和蓄電池正常運行的前提下,將空調設定溫度在原來基礎上提高2。C。通過6-7月份的數據對比,平均節能率為3.63%,平均每基站每月節省電費約120元,本年度降耗約6萬元。
3 科技節能的實踐與成效
北海聯通根據對標結果,針對高用電量的異常站點,進行了專項考察,因地制宜,量身定制出切實可行的技術方案,合理應用新技術,取得了良好成效。
3.1 新風節能系統
新風節能系統利用室外低溫自然冷源冷卻機房,其基本工作原理是:利用溫濕度傳感器探測機房外的空氣溫濕度情況,當溫度低于某個設定值時,開啟進風單元的新風風門,進風風機將機房外冷空氣吸入機房,排風風機將室內設備產生的累計熱量排出機房,通過通風口的設計讓室外涼空氣在室內形成一個循環再排出到室外的降溫效果。新風節能系統主要包括兩種形式:新風一體機空調和智能通風系統。智能通風系統需要和基站空調配合使用,室外溫度高時采用基站空調制冷,室外溫度低時采用智能通風系統。
3.2 蓄電池溫控柜技術
基站內設備對環境溫度最敏感的是蓄電池,其使用壽命受環境溫度影響明顯,在常溫狀態下,溫度每上升10℃,蓄電池的壽命將減少一半。所以工作環境溫度對于電子裝置是至關重要的一個指標。而蓄電池恒溫箱是專為蓄電池控溫而設計的新型恒溫裝置,采用溫控柜技術,將蓄電池環境溫度維持在適宜溫度區間內,提高基站環境溫度,有效降低能耗,保證蓄電池正常使用壽命。它采用半導體制冷技術為蓄電池提供一個最適宜的局部恒溫空氣環境,使基站內空調溫度可以調整到其他設備可以承受的32℃高溫,從而大大降低機房或基站空調能耗要求。
室外型具有蓄電池的一體化基站,每站配置300Ah蓄電池,投資約1.2萬元,未配置電池柜電池壽命1.5年,使用電池柜電池壽命6年,6年每站減少蓄電池投資約3.6萬元,年均收益35%。
3.3 空調室外機納米涂層技術
該技術原理為:對空調室外機換熱器翅片表面的處理,防止鋁箔污染和腐蝕,防水排塵、免積污垢,使空調換熱器翅片在純鋁的條件下工作,達到最佳的換熱效果,減少基站高溫引起設備故障次數,降低維護成本。
3.4 機房隔熱涂料
該技術節能原理:在基站外立面噴涂隔熱涂料,可減少建筑物對太陽輻射能量的吸收,降低房屋外墻的溫度,減少熱量向房屋內部的傳送,從而減輕空調的工作負荷,達到節能目的。
反射隔熱保溫涂料選用了具有優異耐熱、耐候性、耐腐蝕和防水性能,采用納米陶瓷空心顆粒為填料,附以二氧化鈦作為反射材料,由納米中空陶粒多組合排列制得的涂膜構成的,它對400-1800nm范圍的可見光和近紅外區的太陽熱進行高反射,同時在涂膜中引入導熱系數極低的空氣微孔層來隔絕熱能的傳遞。這樣通過強化反射太陽熱和對流傳遞的顯著阻抗性,能有效地降低輻射傳熱和對流傳熱,從而降低物體表面的熱平衡溫度,能有效抑制太陽和紅外線的輻射熱,隔熱抑制效率可達90%左右,在露天陽光下可使受輻射表面溫度下降30%以上,溫度最大下降幅度可達20℃以上物體里的空間溫度可下降5℃以上。
針對目前北海聯通基站的特點,我們對14個自建基站且太陽照射面積大運用了該技術,通過統計,此項技術平均節能17%。
4 結論
本文以北海聯通現網基站為基礎,因地制宜的制定了一系列的節能減排策略,詳細介紹了節省基站無線設備耗電的新方法,并完成了實施效果的總結,實施效果證實基站的耗電量被有效的降低。
節能減排是未來較長時間內國家的重要任務之一。北海聯通結合自身情況,以移動網絡基站能耗為突破口,因地制宜的實施“管理節能,科技節能”的策略,取得了顯著的節能減排效果,為了企業和社會的可持續發展,北海聯通將繼續探索節能減排的有效措施,為創建綠色通信網絡貢獻自己的力量。
參考文獻:
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公司自創業以來,從經營思想、管理方式和項目實施等各方面部體現著爭先節能減排的理念,例如:為客戶創造價值、全要素管理、清潔制造、精益生產、價值流管理、“兩化”融合、創建一級安全標準化等,這些理念和價值觀已被越來越多的員工理解并深入人心。何小明作為礦山企業的一名員工,他深深感覺到節能減排要身體力行、敢于人先。多年來,在企業一直倡導尊重自然規律,堅持創造創新,在企業節能減排、低碳綠色環保方面做到了知難而進、率先垂范。
自2006年以來,公司陸續對新工藝、新技術、新設備、新的管理模式加強引進,先后開展60~100萬噸選礦節水項目、二期技改總體工程、主副井控制變壓器數字穩壓改造、高壓電纜熱補修復再利用、變頻技術節能等工作。在這些重大的變化中,都留下了何小明的身影,他在礦山電氣節能方面作出了突出的貢獻,企業也因這些變化與發展獲得了巨大的收益,產生了深遠影響。充分提高能源利用效率,減輕社會能源消耗負擔
天湖礦山現有供配電容量負荷能力為6300kVA,實際裝機容量負荷隨著生產規模的增大達到10000kVA以上,這種違反常規設計的裝機容量大于供電容量的現象正是通過何小明提出的提高能源利用效率、采用節能節電設備、合理調配設備的使用等手段才得以實現的。
提高供電網路自然功率因數
一般礦山用電的自然功率因數均偏低,“大馬拉小車”的現象較為普遍,這主要是原有的設計理念選用的富裕系數較大,再加上礦山生產的粗放模式使得生產效率低,設備大多數處于低負荷運行狀態,導致供電網路的自然功率因數自然偏低。天湖鐵礦通過何小明提出的有效管理、技術改造、新技術引用等建議將電網的自然功率因數由原先的0.8提高到0.95。
優化井下供電系統,提高電壓等級
電能傳輸過程中產生能耗,通常占用電量的5%~7%左右。減少傳輸能耗是節能工作的重中之重,因此何小明通過研究提出了以下方法。
通過合理的方法,優化供電同路
合理設置變、配電所的位置(如靠近負荷中心),將迂回供電線路改為直達線路,以減小傳輸距離;合理選擇供電線路導線截面,以減小傳輸能耗等節電的基本原理充分進行應用,就產生了積少成多的節能效果。
提高電壓等級、改變原有規范
輸電能力與電壓是成正比的,當傳輸同樣的功率,電壓越高,可減少傳輸電流,從而減少線路損耗,節電效果十分明顯。天湖鐵礦改造前,井下電壓6.3kV,由35kV/6.3kV變電所提供。6.3kV饋出電纜經主副井到水倉變電所再到采區變電所,經井下變壓器以6.3/0.4kV變壓后,供給采礦設備。正常運行時電壓降為13.45%,啟動時壓降高達39.6%。改造后,35kV直接下井供電,采礦工作面供電系統升為660V電壓,正常運行時電壓降為4.32%,啟動時壓降為21.9%。采礦設備的供電升為660V后,電耗不僅降低了15%,還解決了由于供電線路長而造成的電動啟動難的問題。目前,他又提出了將采礦設備的供電壓由660V再升至1000V的方案,這種改造不但會進一步降低電路損耗,同時對電纜的線徑要求也有了下降,不管是作為設計時的主電纜,還是作為消耗品的供電支路電纜,其固定資產投資和生產成本均有了一定幅度的下降。這種打破行業用電規范的成功應用,不但樹立了新的行業設計規范,其廣泛應用后的節電成效意義更為重大。
對天湖鐵礦二期工程實施穩壓改造
天湖鐵礦二期工程在初期實際運行后發現變壓器損耗較大,于是將井口變壓器更換為數字穩壓器,便減少了變壓器“大馬拉小車”的自身損耗,實現年節電44064kWh,同時也提高了提升機控制系統電源的穩定性,并動態保證了產量不斷提升,產能的正常運行,與此同時將變壓器用于通風、井下生產減少投入10萬元。
通過新技術應用實現高壓電纜的熱補修復
將一期用過的舊35m2鎧裝銅電纜450米熱補修復后在二期空壓機配電上使用,隨即節約投入資金6萬元。
在當前的建筑中,無論在建設階段還是在日常的使用上都會消耗龐大的能源。當今世界能源缺乏、生態環境狀況每況愈下;所以,綠色建筑成為了當前的一種新型選擇。綠色建筑可以將建筑對環境的破壞程度降到最低。
一、 給排水新技術在綠色建筑中應用的優勢
給排水新技術不僅成本低廉,而且環保,符合綠色建筑可持續發展的建設理念[1]。另外,給排水新技術例如設置孔板,可以有效規避水資源的浪費。它為各行各業提供必需的水資源,同時有其獨到之處。例如:消防給排水與生活給排水的相分離就使綠色建筑中水資源的浪費得到了有效規避。另外,給排水新型技術是國家大力倡導使用的一種技術,它對市政開發建設提供范本,并能保護環境,使建筑業走向一個良性發展軌道。
二、節能新技術的運用
(一)控制超壓出流
按照我國頒布的《建筑給水排水設計規范》的要求[1],雖然該規范對給水零部件和管道入口的最大壓力值做出了一定的規定,但這僅僅是從給水零部件上承受壓力過大易導致損傷的角度考慮的,并沒有從超壓出流的角度思考問題。所以,壓力要求過于松懈,對限制超壓出流來說并沒有實際意義。
《建筑給水排水設計規范》第3.3.5條中規定,高層綠色建筑給排水系統應豎向分區,各分區的最低衛生設備的靜止水壓不能超過0.45Mpa。如遇特殊狀況,也不能超過0.55Mpa。
(二)高層綠色建筑中應充分利用市政給水管網的可利用水頭H0。一部分建筑工程將管網進水直接導入蓄水池里,造成H0的浪費。尤其是當蓄水池處于地下建筑中時,H0的壓力低于常規壓力,無法達到節約成本提高效益的目的[2]。而部分公共服務建筑例如:公共澡堂、洗衣房、汽車倉庫、美容院等的用水總量很大,占總用水量的比例也相對較大。若是全部由蓄水池和泵供應水的話,那將會造成水資源的浪費。而注重H0的使用,可有效改善水力供應狀況。
(三)上面已經提到,由于管道出水的壓力過大,會產生超壓出流從而浪費水資源。而對于常用綠色建筑的節能方面,這一點往往不能引起相關建筑單位的重視。由于分區之后各個區域的最底層配水點的靜止水壓已然可以達到300KPa到400KPa[3];而在計算水流量時,如果不采取節流舉措,衛生用具的出水流量可以超過核定流量的4-5倍,造成水資源的浪費。同時,水壓會急遽升高,還可能出現液體流速發生急劇變化所引起的壓強大幅度波動,從而使水管炸裂。
顯而易見,要減輕水壓、節約水資源就必須將配水點的水流壓力控制在一定的范圍內。針對這種情況,已經有了較先進的技術――在配水點水出口處裝設節流孔板。其原理是:水流在管道內流淌時,因為孔板的局部阻擋力,使水流的壓力減少、能量消耗。該現象在熱力學上被稱作節流現象。該方法是目前國內較先進的節流方法,比用控制閥的方法要簡便。但必須合理選擇,因為液體很可能產生穴蝕現象,從而影響管道的正常工作。
(四)生活給排水體系和消防給排水體系應該相分離
在設計綠色高層建筑時,應將生活給排水體系和消防給排水體系相分離。這是由兩個體系對水的壓力的需求不同所決定的。生活給排水體系靜止水流的壓力不應超過300KPa到400KPa,而消防給排水體系的靜止水流壓力不得超過800KPa。如果將兩者混為一談的話,后果不堪設想。如果按消防給水要求給生活給水管道施壓時,就會導致生活給水管道超出壓力的規定數值,從而造成超量供水。如果使用減壓閥門降低壓力節約能源,又會使電力浪費的現象出現。如果按生活給水水壓為消防給水系統供給壓力,則會增加泵的數量。
(五)科學化選擇變頻技術
變頻水泵的運用可以規避老式的供水體系中對于水能和電能的浪費。它在資源嚴重匱乏的當今社會有著光明的運用前景。同時,在供給熱水的體系中,隨著水泵自我控制技術的發明,以及各種監測儀器和感溫的原材料的出現,循環水泵的運轉也能以變頻的方式實現。而在水泵的出水口設置水流指示儀器或在配水點上設置感溫部件的方法運用得最多。這兩種設置可以將信息傳達至循環水泵的控制體系中,依據熱水的不同配水狀況隨機改變其運轉數據,進而改變電能消耗狀況。而采用變頻技術設備比常規供應水的設備節約電能10%-40%。
(六)空氣能熱水器的運用
空氣能熱水器的工作原理與冷氣制造設備一樣,都要進行卡諾循環。而唯一與冷氣制造設備不同的一點是工作溫度范疇不同。一般來說,空氣能熱水器由壓縮機、蒸發設備、節流閥、過濾設備、儲存液體的設備、冷凝設備、水儲藏設備組成。通常,空氣能商品是以制冷工質為樞紐的。因為制冷設備的氣體化溫度較低(在-40度就能氣體化),所以它與外部環境存在著溫度差異。制冷劑在攝取了外部氣溫之后氣體化,通過壓縮機制造熱能,變為溫度高、氣壓高的氣體,在經過熱轉換器時進行熱量的轉換,經過膨脹閥時,壓力得到解放,從而變成溫度低、氣壓低的液體;而通過制冷設備持續循環并與液體交換熱能,將水的溫度提高,達到冷卻水再度制熱的目的。
三、新型節能設施的使用
(一)中國以往使用的給排水系統是由鍍鋅管道組合而成,然而該種管道容易生銹從而影響水的質量。另外,在管道接口處會有腐蝕,從而形成漏水現象,造成水資源的浪費。所以,在建筑給排水體系中應使用諸如三型聚丙烯管、硬PVC管等等[4]。
此外,閥門的選擇對能源的節約也有很大影響。閥門是控制水流的,如果閥門不嚴實就會造成水資源的浪費。所以,節能型閥門成為了首選。
(二)盡量選擇節約水的衛生用具和配水用具
在日常的生活中,廚房和衛生間的用水量很大。所以,應選擇能節約水資源的衛生用具。例如,以浴室里的噴頭為例:舊式的噴頭用水量是20L/min,而節水型噴頭用水量僅為9L/min,節約水資源在50%以上,可以節約成本并節省家庭開支。因此,在綠色建筑給排水體系中,應在節約投入資金的同時,選擇節水型的生活用具[5]。
四、結束語:
綠色建筑在節約水資源上有著先天的優勢,它是節能建筑的典范。它不僅節約了水資源,更形成了一個完整的循環體系。所以,在節能減排技術的運用上,眼光要放長遠,應不斷更新水資源節省觀念,最大程度地造福于民,實現我國節能減排的目的。
參考文獻:
[1] 程宏偉,黃文忠,劉德明等.第五屆海峽綠色建筑與建筑節能博覽會建筑節水展區簡介[C].//2011福建省給排水工程技術交流會論文集.2011:76-82.
[2] 朱云飛.我國綠色建筑給排水節能新技術的應用新探[J].商品與質量?建筑與發展 ,2013,(7):557-557.