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中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)31-0204-03
Advanced Control Technology to Promote Energy Conservation of Chemical Production For Refining & Chemical Company
TANG Juan
(Lanzhou Research Institute of Petrochemical Industries Co, Lanzhou 730060, China)
Abstract: In recent years, facing tremendous pressure in the energy consumption and energy efficiency levels for the petrochemical plants, advanced control and optimization technology as an energy saving technology measures has been successfully applied in Lanzhou petrochemical chemical production process, which play an important role in the energy saving and efficiency. First, this paper introduces the technological base to realize energy saving and efficiency, including soft measurement technology, multi variable predictive control, and advanced control and conventional control’s Synthesis and integration. And then , it discusses in detail the typical application of advanced control and optimization technology in the process of chemical production, focusing on Acrylonitrile Unit, Aromatics Unit, Ethylene Unit, and Polypropylene Unit.
Key words: advanced control technology; energy conservation; chemical production
1 概述
國家“十二五”規劃提出了節能減排的目標和要求,石油石化等高耗能行業企業到2015年末完成單位GDP工業增加值能耗分別比2010年下降18%,主要污染物排放總量減少10%的目標。規劃明確提出石油化工行業節能途徑與措施:全面推廣大型乙烯裂解爐等技術;重點推廣裂解爐空氣預熱、優化換熱流程、優化中段回流取熱比、中低溫余熱利用、滲透汽化膜分離、氣分裝置深度熱聯合、高效加熱爐、高效換熱器等技術和裝備;示范推廣透平壓縮機組優化控制技術、燃氣輪機和裂解爐集成技術等;研發推廣乙烯裂解爐溫度與負荷先進控制技術、C2加氫反應過程優化運行技術等。針對乙烯、芳烴、合成材料及單體等石油化工行業重點產品提出了指導性節能措施。
石油化工行業面臨嚴峻的節能減排形勢,“十二五”是實現節能減排約束性目標的關鍵時期。石油化工行業節能減排工作開展需全方面行動,加強能源管理,開發節能生產工藝、節能設備與技術評價、能源管控人才培養等方面同時進行,實現石化工業的可持續發展。除節能管理措施外,節能減排技術的突破是石油化工行業降低能耗的關鍵。近年來,隨著某蘭州石化公司“十一五”、“十二五”信息化發展規劃的建設與實施,先進控制與優化、能源管理系統(EMS)、流程模擬及生產全過程評估、排產系統等信息化技術在化工過程節能降耗中得到廣泛應用。先進控制與優化技術在多套重點裝置的成功實施在促進化工生產過程節能增效中發揮了重要的作用。國外先進的石油化工企業已經走在該領域的前沿,應用實踐表明先進控制技術應用廣泛、運行水平良好、投用率高、效果明顯、投資回報率高,是實現節能降耗、減排增效的良好技術手段。
2 先進控制實現節能增效的技術基礎
2.1軟測量技術簡介
軟測量技術基本思想是把自動控制理論與生產工藝過程有機結合起來,應用特定的計算機技術,針對一些難以測量或暫時不能測量的重要變量,選擇另外一些容易測量的變量,通過構成某種數學關系來推斷和估計,以軟件來代替硬件(傳感器)功能,它的核心技術是建模。這類方法具有響應迅速,連續給出主導變量信息,且具有投資低、維護保養簡單等優點。現階段工業過程的軟測量實現流程主要包括:輔助變量的選擇、過程數據的預處理、軟測量的建模和模型的校正。
2.2預測控制技術
預測控制有三個基本特征:模型預測、反饋校正、滾動優化。預測控制是一種基于模型的控制算法,這一模型稱為預測模型。預測模型的功能是根據對象的歷史信息和未來輸入預測其未來輸出。狀態方程、傳遞函數這類傳統的模型都可以作為預測模型。對于線性穩定對象,甚至階躍響應、脈沖響應這類非參數模型也可直接作為模型使用。此外,非線性系統、分布參數系統的模型,只要具備上述功能,也可以在這類系統進行預測控制時作為預測模型使用。
反饋校正的形式是多樣的,不論采取何種修正形式,模型預測控制都把優化建立在系統實際的基礎上,并力圖在優化時對系統未來的動態行為做出較準確的預測。因此,模型預測控制中的優化不僅基于模型,而且構成了閉環優化。為了在模型失配中時有效地消除靜差,可以在模型預測值的基礎上附加一個誤差項。在預測控制中使用一種反饋修正法,即閉環預測。
預測控制中的優化是一種有限時段的滾動優化。在每一采樣時刻,優化性能指標只涉及從該時刻起未來有限的時間,而到下一采樣時刻,這一優化時段同時向前推進。因此,預測控制不是用一個對全局相同的優化性能指標,而是在每一時刻有一個相對于該時刻的優化性能指標。不同時刻優化性能指標的相對形式是相同的,但其絕對形式,即所包含的時間區域是不同的。因此,在預測控制中,優化不是一次離線進行,而是反復在線進行,這就是滾動優化的含義。
2.3先進控制與常規控制的集成
1)軟硬件平臺
先進控制系統一般建立在集散控制系統(DCS)之上實施,采用先進控制上位機方式實現。多變量控制系統的輸入輸出變量可分為被控變量、操縱變量和干擾變量,先進控制上位機選用可24小時運行的服務器,為先進控制提供相關運算運行環境,具體操作在DCS中實現。先進控制硬件系統由先控服務器和工程師站兩臺上位機、網絡交換機、DCS應用站下位機構成。上位機通過網絡交換機與DCS應用站連接在以太網上,由于上位機與下位機通過OPC標準協議建立了數據傳送的物理鏈接,先進控制系統與DCS控制站實現了數據傳送的物理鏈接。根據各裝置生產工藝特點,選用合適的先進控制軟件平臺。
2)先進控制與集散控制(DCS)無擾切換
先進控制器通常運行在上位機上,其輸出的操作變量為DCS上PID回路的設定值。在常規控制時,PID回路由操作人員手工設定。APC控制器的輸出作為PID基本回路設定值的前提是當前調節回路處在先控運行狀態,這樣就存在先控運行模式和常規運行模式兩種運行模式之間的無擾切換問題。先進控制操作界面、邏輯切換及有關保護程序在DCS中實現,即保證了先控系統運行時生產裝置的安全,同時又滿足了操作人員的操作習慣。根據生產裝置對先進控制系統的安全要求,在DCS中建點并實現安全切換程序。
3 先進控制技術在煉化公司化工生產中的典型應用
目前,先進控制與優化技術已經在蘭州石化公司生產過程中的11單元、500萬噸/年常減壓、550萬噸/年常減壓、300萬噸/年重催、烷基化、連續重整、延遲焦化等裝置,以及化工生產過程的苯乙烯裝置、40萬噸/年芳烴抽提裝置、乙烯裂解爐、丙烯腈裝置、聚丙烯裝置和丁二烯裝置等重點裝置得到成功應用,為煉化行業帶來了顯著的經濟效益和社會效益。下面是著重論述先進控制技術作為工業節能新技術在蘭州石化石化公司化工生產過程中的典型應用情況。
3.1先進控制技術在丙腈烯裝置中的應用
蘭州石化公司丙烯腈裝置采用美國索荷俄公司丙烯氨氧化專利技術,將丙烯、氨和空氣按一定比例在鉬系催化劑作用和一定溫度、壓力條件下在流化床反應器中進行氧化反應得到主產物丙烯腈及副產物乙腈、氫氰酸等。裝置采用丙烯、氨、空氣為原料,在硫化床反應器中通過催化劑制得丙烯腈,裝置生產能力為3.12萬噸/年,裝置分合成、分離、后處理、乙腈四個工序。
針對丙烯腈反應器控制情況和用戶的需求,設計反應器溫度和進料量先進控制的方案。反應溫度的主要控制手段是26組撤熱水,微調(反應溫度小于5℃)可以通過丙烯進料量實現。廣義預測控制(GPC)的被控制變量為反應溫度,GPC的控制量為丙烯進料量的調整值,這個調整值與丙烯進料量的設定值(車間生產任務決定)相加作為實際的丙烯進料PID回路設定值,通過微量的丙烯流量變化達到調整反應溫度的效果。通過對反應器運行機理及歷史數據分析,建立了反應溫度、丙烯進量、氨進量、空氣進量、反應壓力及飽和蒸汽壓力的GPC控制,將反應溫度控制在0.5℃之內,平穩操作,提高丙烯腈的收率。對丙烯腈裝置流化床催化反應器進行操作優化,考慮到丙烯腈流化床反應器的復雜性,在項目實施過程中采用了基于多元逐步回歸分析的在線優化。建立丙烯腈產量的Hammerstein模型,再計算滿足各種約束條件的反應器優化操作參數。
根據項目驗收標定數據,在常規操作時溫度運行方差為0.08,溫度最大波動1.15℃;在GPC控制時溫度運行方差為0.01,溫度最大波動0.4℃。兩組運行數據比較,反應溫度方差減少了88.2%。在一定的反應器負荷下,在線優化方法,計算出相應的優化操作參數,調整反應器操作參數的設定值,從而改善反應器的操作條件,能夠自動跟蹤反應器負荷、工藝條件和環境等不確定因素,使反應器一直處于良好的工作狀態,實現在線優化,使反應器工作在最優的操作條件下,達到了降低原料丙烯、氨的單耗,抑制副產物生成,降低催化劑損耗,延長催化劑壽命,提高丙烯腈收率。
3.2 先進控制技術在芳烴抽提裝置中的應用
40萬噸/年芳烴抽提裝置是蘭州石化公司大乙烯裝置配套項目,采用北京金偉暉工程技術有限公司研發的SUPER-SAE-Ⅱ芳烴抽提技術。以乙烯副產裂解汽油經加氫后的加氫汽油為原料,經抽提、精餾后生產三苯。裝置于2007年6月29日建成投產。由抽提單元、精餾單元、溶劑再生單元、輔助單元、蒸汽及冷凝水單元五個單元組成。
芳烴抽提裝置先進控制系統建立1個大的APC-Adcon控制器來對裝置進行控制。整個控制器由提單元、水循環系統、精餾單元三個部分組成,包括7個子控制器。抽提單元由抽提塔子控制器、汽提塔子控制器、回收塔子控制器構成,精餾單元針對苯塔、甲苯塔、二甲苯塔設計了3個子控制器。裝置的經濟目標通過多變量模型預測控制和過程參數平穩控制基礎上的“卡邊”優化來實現。
根據用戶方提供裝置標定報告,芳烴抽提裝置先進控制系統使裝置重要運行參數運行方差減小40%以上;主要產品(苯、甲苯及混合碳八芳烴)產率由投用先控前的98.7%提高到目前的99.03%,提高了0.33%;裝置綜合能耗下降0.76kgEO/t加氫汽油,降低了能源消耗量;溶劑消耗量降低1%以上。
3.3 先進控制技術在乙烯裝置裂解爐中的應用
46萬噸/年乙烯裝置裂解爐采用KBR和ExxonMobil共同開發的SC-1型管式裂解爐。可以加工處理石腦油、加氫尾油、LPG、丙烷、循環乙烷/丙烷等五種原料。裂解爐的工藝流程可分為原料預熱、對流段、輻射段、高溫裂解氣急冷和熱量回收等幾個部分。
乙烯裂解爐先進控制系統以模型預測控制為技術手段,為每臺裂解爐設計了一個平均COT溫度控制器,一個裂解爐管出口溫度平衡控制器及總進料流量提、降量控制器。
整個5臺裂解爐先進控制系統正式投入運行后,經生產裝置連續運行考驗,控制系統反映出良好的動態和穩態性能,改善了裂解爐的運行狀態,提高了控制品質,大幅度降低了操作人員的勞動強度。根據裝置連續運行的結果,通過對比先控投用前后的標定數據,取得如下控制效果:平均COT溫度波動幅度由投用前的士5℃左右下降到士1℃,大干擾時,由原來的土10℃下降到±3℃以內;管間溫差由原來的6℃左右下降到2℃以內,溫度的波動小了,超高溫現象減少。
3.4 先進控制技術在聚丙烯裝置中的應用
30萬噸/年聚丙烯裝置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工藝技術,2006年10月建成投產。裝置設計生產能力為30萬噸/年聚丙烯顆粒,年操作8000小時,可生產均聚物(56個牌號)、無規共聚物(21個牌號)、抗沖共聚物(26個牌號)共103個產品牌號,產品用途覆蓋面廣,技術指標先進。
先進控制系統采用多層次結構。由軟測量系統根據軟測量機理模型,利用DCS常規控制層提供的生產過程的實時可測數據計算控制熔融指數、等規度和懸臂梁沖擊強度等聚丙烯產品重要的質量指標。先進控制層根據基于機理分析的狀態空間模型,利用軟測量提供的質量指標以及DCS常規控制層提供的生產過程實時數據進行預測和控制,實現質量指標的閉環控制,針對200單元的R200單環管預聚合反應器和R201、R202雙環管聚合反應器以及400單元氣相聚合反應器實施先進控制,控制器包括反應溫度、反應密度、氫氣濃度、熔融指數、等規度、反應器壓力、懸臂梁沖擊強度、乙烯含量等16個被控變量。同時,以催化劑作為操作手段對丙烯聚合產量進行“卡邊”約束優化。自動牌號切換系統通過先進控制系統和常規控制系統實現各個牌號的自動切換,聚丙烯裝置重點實施T38F、T30S、T28FE等三種熔融指數相近牌號的切換控制與配方管理。
在保證產品質量前提下,穩定了反應器反應溫度,減少夾套水水量,節省燃料氣消耗量,起到節能節水作用。根據標定數據,R201與R202反應溫度投用先進控制前后方差分別減少28%、26%,R201與R202反應密度投用先控前后方差分別減少25.7%、26.9%,R201與R202熔融指標投用先控前后方差分別減少26.6%、26.7%。產品質量指標實現閉環控制,穩定提升了產品質量,通過產量優化控制,提高了裝置處理量,增加了經濟效益。牌號切換過程以最優的路徑平滑協調地完成切換過程,減少了牌號切換時間及過渡料,牌號切換時間減少了30%以上。
4 結論
在建設節約型社會、循環經濟、綠色工廠的要求下,石化企業在節能減排方面面臨巨大壓力,但節能降耗也有很大潛力空間。相對節能管理措施,節能技術措施對節能目標更重要,先進控制技術作為新節能技術在節能降耗方面的作用不容忽視。先進控制技術已經在蘭州石化公司化工生產過程得到廣泛成功應用,先進控制保證過程參數的穩定,并達到比常規控制精度要高的技術指標,從而穩定生產、提高產品質量,而在線優化(RTO,Real Time Optimization)與MES(ManufacturingExecutionSystem)、ERP(Enterprise Resource Planning)、APS(Advanced Planning System)等信息化技術的結合應用,能夠實現裝置操作優化使裝置長期處于最優或良好的狀態,有效推動企業生產安全、自動化和信息化程度、節能減排、增產增效等目標的實現,是化工過程節能增效的加速器。
參考文獻:
[1] 王松漢,何細藕.乙烯裝置操作和技術.2009.
[2] 趙仁殿,金彰禮,陶志華,等.芳烴工學[M].北京:化學工業出版社,2001:182-186.
[3] 王樹青,金曉明.先進控制技術應用實例[M].北京:化學工業出版社,2005(2)139-155.
[4] 黃德先,葉心宇,竺建敏,等.化工過程先進控制[M].北京:化學工業出版社,2006.4: 108-110.
我國是個農業大國,但是僅依靠第一產業我國是無法在世界大國中立足的,因此,我國大力發展第二產業。工業的發展為我國帶來的經濟效益顯而易見,但是為我們帶來的災害也是不容忽視的,我們不能再走靠損害生態環境、濫用自然資源換取經濟的發展的老路。而世界工業化發展是必然趨勢,隨著世界經濟全球化的日益加快,化工產業也隨之遍布世界各地,尤其是發展中國家。能源危機和環境污染是目前我們人類面臨的主要問題,這就需要我們采用科學新技術,降低損耗,實現可持續發展。本文將從節能降耗技術在化工生產中的應用進行研究,分析節能降耗技術使用的重要意義。
1化工生產中能源損耗現狀
通過實踐證明,化工生產是所有產業中能源消耗比較高的產業,化工生產中的節能問題已經是一個不可回避的首要問題。化工生產中,能源消耗主要有兩種類型:能源過度使用和能源消耗。化工生產的產品主要是都是化學反應的產物,因此生產過程具有不可逆性的特點。這就容易導致能源過度使用和能源消耗的問題,而且一切能源的消耗都是不可以挽回的,不具有重復利用的特性。化工生產在作業過程中由于使用的是化學物品,化學物品進行反應生成的產物使我們難以控制的,這就為我們的生態環境帶來了危害。比如霧霾、酸雨等現象的發生,就是由于化工生產的不合理操作行為引發的,給人類帶來了極大的危害。因此,節能降耗技術在化工生產中的應用是十分有效且十分必要的措施。
2節能降耗技術在化工生產中應用的重要性
隨著經濟的發展,人們的消費觀念,消費水平也隨之發生變化,對物質的要求也越來越高。這些新的物質的出現,也在消耗大量的各種材料,導致化學廢物的大量產生。由于人們大量的使用各種化學物品,很多環境問題也隨之出現,如:空氣污染出現霧霾、全球變暖、水資源被污染等,這些問題已經嚴重影響到人們的生活水平以及身體健康。化工生產過程中,有毒有害化學品的污染是最嚴重的。化工生產過程中會排出大量的有毒物質,如果不對這些有毒物質進行處理,最終的后果是不可想象的,不僅對生態環境會產生深遠的影響,還會給我們生活以及健康帶來嚴重的困擾。所以,為了我們的身體健康、生態環境及經濟健康可持續發展,節能減耗在化工生產中的應用是十分有必要的。
3節能降耗技術在化工生產中的應用
為了使節能降耗技術能更好的運用于化工生產,我們可以從以下幾個方面進行優化改造。
第一,降低化工生產過程中的能源損失,提高化工生產中的設備性能,能源節能減耗技術在化工生產中的應用有效的降低了化工生產過程中的能源損耗。為了減少我國的能源消耗問題,實現我國從第二產業向第三產業的成功轉型,實現我國的綠色、無污染可持續發展,降低生產過程中的能源消耗問題是我們首先要考慮的問題。這就需要依靠先進的設備,只有通過先進、高性能的設備才能保證在化工生產過程中,在產品的提取和原料萃取階段達到降低能源損耗的目的。比如在化工生產中可以采用短程蒸餾、結晶分離等先進的技術,這可以有效的控制化工生產中的總能量。
第二,要想實現節能降耗僅僅依靠先進的設備也是遠遠不夠的,還需要重復利用能源。節能減耗技術在化工生產中的應用有利于能源的重復使用。余熱作為一種能量,在傳統化工生產中往往被忽視浪費。它其實是一種可以重復使用的能源,這種能源是在化工生產過程中一次性能源生產過程中釋放出來的。如果我們采用新技術,將這些余熱收集起來再次利用,就能直接實現降低能耗的目的。
第三,提升化工生產水平,全方位降低能源損耗。
從本質上說,化工生產過程中的能源損耗是有多個因素共同作用的結果。比如說國家政策、生產技術水平、管理方式等在一定程度上對化工生產過程中的能源損耗有所影響。目前,我國化工生產管理方面存在很大問題,缺乏監督機制,由于監督機制的缺乏容易導致能源的過度使用與浪費,為了減少能源浪費問題必須建立有效的監督機制。另一方面,國家政策對化工生產過程中能源損耗問題也有很大的影響。節能降耗技術必須得到國家相關政策的鼓勵,只有這樣節能降耗技術才能更好的發展,才能在化工生產運用過程中發揮更大的促進作用。除此之外,必須提高員工的專業技術水平,只有員工具備了化工生產的專業水平,他們才能正確操作,才有可能降低能源損耗。在化工生產過程中要全面貫穿節能降耗理念,定期參加節能降耗技術學習與培訓,以保證化工工藝設備與流程操作實現規范化。
4結語
隨著我國工業化技術的快速發展,我國將把化工生產可持續發展放到了主要戰略地位。為了實現我國可持續發展戰略,節能降耗技術在化工生產中的應用已經成為我國經濟健康快速增長的必然趨勢。節能降耗技術在化工生產中的應用明顯的節約了資源,降低了能源損耗,我國生態環境也隨之得到改善,節能降耗技術的使用為我國各個方面都帶來了好處。所以,節能降耗技術在化工生產中的應用為我國實現可持續發展具有十分重要的意義。
參考文獻:
[1]崔海波節能降耗技術在化工工藝中的應用探討[J]科建園地2015.
關鍵詞 :職業院校;人才培養;技能大賽;有效街接
基金項目:延安職業技術學院2013年研究項目“延安職院‘授人以漁’使命的思想內涵及創新實踐研究”(項目編號:YZK201301)
作者簡介:劉月梅,女,延安職業技術學院教務處副教授,博士,主要研究方向為高等職業教育。
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1674-7747(2015)11-0004-04
截止2014年,教育部門主辦的全國職業院校技能大賽已有98個項目,賽項設置面向職業院校已開設的量大面廣的主要專業(群),并體現專業核心技能,強調與產業結構升級和高新技術發展同步。[1]三網融合(4G網絡)、云安全、智能家居、水環境監測與治理等賽項的舉辦,體現了職業教育服務國家戰略性新興產業發展的需求、促進職業教育人才培養與產業發展結合的辦賽理念。[2]賽項內容緊密對接行業標準和技能規范,體現相關職業崗位或崗位群專業核心能力與核心知識、產業前沿技術,涵蓋豐富的專業知識與專業技能點,這與職業院校人才培養目標相一致。
職業院校如何將人才培養與技能大賽有效街接,真正做到“以賽促教、以賽促改、以賽促建、以賽促學”,最終促進人才培養質量的不斷提高,是我們每一位職業院校教育工作者應該思考的問題。本文以石油化生產技術專業為例,探討如何以技能大賽為契機,構建與技能大賽與職業標準相銜接的課程體系,全力推進課程改革和教學改革,實現人才培養質量的不斷提高。
一、技能大賽對職業院校人才培養的促進作用
(一)以賽促教,提高教師專業技能水平
在帶領學生參賽的過程中,通過指導學生參賽、研讀評分標準,教師能了解到專業領域最新技術和行業企業對高端技能型人才的崗位技能要求,從而明確人才培養目標和課程改革的方向,為今后的教學改革打下了良好的基礎。加強了教師與企業和同行的學習、交流與合作,促進了教師實踐技能的提高,同時也帶動整個專業團隊建設,鍛煉了教師隊伍。
化工類賽項包括化工生產技術、精細化工生產技術、化工儀表自動化、化工生產設備維修和工業分析檢驗,其中,化工生產技術屬石油化工生產技術專業的核心課程,其余4個賽項內容也是石油化工生產技術專業的專業核心課程,這些賽項的內容和評分標準都具有一定的教學導向作用,加速了專業人才培養方案修訂和課程標準制定的提升和課程體系的改革步伐。
(二)以賽促改,深化專業教學改革
技能大賽是促進人才培養模式和教學改革的重要途徑,是檢驗職業教育教學質量和辦學水平的重要手段。它引領指導教師在吃透大賽賽程和技術規范的基礎上,不斷調整實踐教學內容,以突出課程的職業性、內容的實用性,提高專業技能訓練的完整性和針對性。[3]化工生產技術賽項核心內容是化工工藝實操和仿真操作,教師可以通過模擬大賽參賽項目,以此為載體創設相關學習情境,設計教學活動,進而在課程體系重構、教學內容重組、行動導向教學實施等教學改革方面有所創新和突破。
(三)以賽促建,引領實訓基地建設
技能大賽中所使用的設備以及操作和評價的衡量指標全部以企業為標準,這就要求參賽學校與企業合作,改善原有實訓條件,促進實訓項目標準化、實訓內容企業化,拓展實訓基地的功能,促進實訓基地的資源共享。[4]依據職業標準和崗位需求,化工實訓基地一般包括基礎化學實訓室、化工單元操作實訓室、化工仿真實訓室、化工產品分析實訓室等。其中,化工單元操作主要設備包括精餾操作、吸收-解析、流化床、流體輸送、離心分離、過濾、反應釜、DCS操作等,這與專業技能大賽相對應,并符合企業崗位需求和職業標準的要求,有利于學生實踐技能的提高。
(四)以賽促學,激勵學生成長成才
技能大賽不僅激發了學生的興趣和潛能,使學生從被動學習轉向主動學習,而且涵養了學生的意志和品格,更培養了學生團體協作意識、創新精神和實踐能力,技能大賽獲獎學生會更多地受到企業的青睞,就業質量明顯提高。[5]目前,各類化工企業對學生的職業素質,尤其是綜合素質的要求越來越高,技能大賽吸引著更多的學生投入到其中,并在大賽中不斷的學習成長,在提高自己專業技能的同時,不斷提升自身的綜合素質。
二、人才培養與技能大賽有效街接的探索與實踐
(一)構建與技能大賽相銜接的專業課程體系
職業院校應借鑒技能大賽中化工類賽項評比標準及相關行業標準、職業標準與技術規范,結合學校的實際情況制定出具體、可行的專業技能培養目標,通過分析石油化工職業崗位群所應具備的崗位能力,確定典型工作任務,按照職業技能發展的規律,與合作企業共同構建基于石油化工生產過程和生產任務的課程體系,創新“任務引導、能力遞進”工學結合教學模式。[6]
(二)課堂教學改革
1.理實一體化教學。通過“教學做一體”的改革與創新把學校變成了企業,把課堂變成了車間,真正做到了“教學內容與職業資格標準的一體化設計,教室、實訓室與施工現場的一體化配置,理論、實訓、實習的一體化結合,知識、技能與職業素質的一體化培養”。[7]在日常教育教學始終與技能大賽相銜接,并建立起長效機制。在日常的課堂和實訓學習過程中,要求學生時刻按照技能大賽的操作規程進行操作,把每一堂課當作真實的比賽,當作真正的工作場所。
2.小班化教學。受專業技能實訓場地、工具及指導教師等因素的制約,職業院校學生專業技能的培養通常也是采用班級授課制。[8]但在技能大賽中,通常指導教師都是對幾名參賽學生進行有針對性的培訓指導,這種教學方式能使學生的專業技能水平快速提高。化工類課程尤其是一些實踐性很強的課程如化工設備維修、管路拆裝、化工工藝實操等也應采用小班化教學,分組學習和實訓。
3.強化過程考核。職業學校的教育教學的考核與評價,一直沒有形成一個系統、科學和相對客觀公平的體系。[9]職業學校可以借鑒技能大賽的評比考核標準,進一步規范教育教學,強化過程評價和實踐環節的考核,并建立起一套較為科學合理的考核評價體系,促進人才培養質量的穩步提高。
(三)實踐教學改革
技能大賽的目的是強化職業學校學生職業技能訓練,因此,職業院校應加大實踐教學的比重,在實踐教學中應體現“做中學、做中教”的職業教育教學特色,實現理實一體化教學,使學生的專業技能貼近生產實際和企業要求。[10]為確保人才培養與企業崗位需求“無縫對接”,應形成“校內專業基本技能實訓+校內專業綜合實訓+校內生產性實訓+校外頂崗實習”實踐教學體系,校內專業帶頭人和骨干教師與行業企業專家、技術人員及能工巧匠共同組成專業建設指導委員會[11],在專業建設指導委員會的指導下,開發出適合企業崗位需求的人才培養方案和課程標準。
(四)技能大賽與學生成長相結合
讓技能大賽應貫徹學生大學三年的學習,讓學生在日常的學習訓練中深入體驗真實的工作環境,尋找自己的差距和不足,促進學生的自我反思和自我成長;[12]同時,還可以讓學生充分展示自己的技能和才華,增強學習的信心,增進同學間的合作與友誼,磨練意志品質。
三、結語
“普通教育有高考,職業教育有技能大賽”[13],這是教育部對新時期職業教育內涵建設提出的要求,職業院校只有將人才培養與技能大賽有效銜接,才能真正對職業院校專業建設和教學改革、提高人才培養質量起到了積極的推動作用。石油化工生產技術專業人才培養與技能大賽有效銜接的探索與實踐可以為職業院校專業和課程改革提供借鑒和思路。
參考文獻:
[1]錢金萍,錢大慶.職業院校實踐教學與技能大賽有效銜接的研究綜述[J].濟南職業學院學報,2011(5):48-50.
[2]廖春藍.基于技能大賽的高職玩具專業教學改革研究[J].職業教育研究,2014(6):126-129.
[3]謝海燕.職業技能大賽對高等職業教育發展的影響[J].廣東交通職業技術學院學報,2010(3):113-115.
[4]錢金萍.職業院校技能大賽與實踐教學的內涵、特質比較[J].包頭職業技術學院學報,2011(3):42-43,60.
[5]錢大慶,錢金萍.職業院校實踐教學與技能大賽有機街接的價值意義[J].安徽職業技術學院學報,2011(2):65-67,77.
[6]薛新巧.以地方職業技能大賽為載體,構建高職院應用化工技術專業共享型實訓基地[J].職業教育,2013(10·下):60-63.
[7]凌霞.職業技能大賽促進教育教學模式的創新[J].現代商貿工業,2014(8):132-133.
[8]丁震,邵澤東.職業教育發展與技能大賽制度化——以烹飪專業技能大賽對教學改革的作用為例[J].四川烹飪高等專科學校學報,2012(2):64-66.
[9]凌璟.與技能競賽相對合的高職院校教學改革的實踐性研究[J].教育教學論壇,2013(12):56-57.
[10]張蘭.構建與技能大賽及職業標準相街接的電子商務專業課程體系[J].江蘇教育研究,2013(9):26-30.
[11]白術波,王彥偉.一體化模塊式教學在石油化工生產技術專業的應用[J].中國校外教育,2009(S1):486.
煉油化工企業被視為我國最基礎的建設行業之一,其能源的產生、開發水平直接關系著我國的整體經濟發展狀況。隨著科技的發展創新,化工節能技術被大力推廣應用,并取得了良好的應用成效。基于此,首先對現階段煉油化工節能技術的實際情況進行探究與論述,繼而分析這一技術在未來幾年將要踐行的路線[1]。
1我國煉油化工企業能源消耗現狀
據相關調查資料顯示,我國煉油化工企業的發展大體上呈現的是良性上升趨勢,其生產規模不斷拓展,企業實力不斷的強化。但是,與英美等發達國家相比,煉油過程中能源消耗量較大,這就表明煉油化工技術水平還不夠完善。此外,對于那些規模較大的煉油企業來說,其設施在運轉的過程中耗費的資源數量是龐大的。由此可以推斷,系統在節約能源方面存在較大的潛力與發展空間。目前,國際上煉油整體能耗最適水平被設定為55kg/t,但是我國很多煉油企業無法達到上述標準水平,對其原因進行剖析,大體上可以歸結為以下兩點,一是裝置規模不大;二是生產技術長期得不到更新。雖然我國乙烯裝置物耗的能耗量得到了一定的管控,但是我國綜合煉油耗能量仍然超過80kg/t,也就是說節能技術的作用被淹沒了。最新數據顯示,我國煉油行業消耗能源的總量占全世界能耗總量的20%以上,降低能源的耗費量已經是煉油企業普遍關注的焦點。此外,對我國煉油企業正在應用的節能技術進行研究,相關人員發現其與傳統的工藝技術之間并沒有明顯的差異性,致使我國輕質油的收率(70%)明顯低于國外輕質油的收率(80%)。因此,現階段為了實現低能生產的目標,煉油企業首先應該擴建生產裝置的規模,將中小型煉油企業兼并為一些大型的煉油工廠,在高端設施的輔助下,積極落實節能技術,以使我國煉油企業實現可持續發展的戰略目標。
2未來煉油化工企業的發展趨勢
煉油化工節能技術發展的整體趨勢是踐行清潔、節約的路線,這也是新型技術發展的主流趨勢[2]。
2.1低溫與熱能的回收利用
蒸汽機在運轉的過程中必然會產生熱效應,那么將這些熱能采集回收進行循環利用,毫無疑問是煉油化工企業實現節約能源的有效方法之一。將蒸汽機中的熱能高效地采集回收以后,一般應用于分級供熱,也就是將蒸汽分層次地運用。
2.2聯合裝置的構建
聯合裝置實質上就是將各種工藝或者是常用裝置組合在一起,此時聯合在一起的裝置在運轉過程中就實現了熱能聯合的目標,間接地落實降低能耗的目的。有關研究表明,與多套裝置相比較,聯合裝置的應用至少降低了20%的能耗量,而且聯合裝置的成本造價僅僅是多套裝置的3/4,這就有力地證明了聯合裝置的應用是我國煉油化工企業未來發展的必然走向。因為其節約能源的同時,大大提高了煉油企業的生產效率。
2.3各種新型節能技術的引進與應用
創新型化工節能技術的引進與應用,能夠使煉油企業的生產設施優化水平程度達到最大化。據相關人員預測,機泵變頻調控、熱泵和精餾裝置等技術的創新與運用的頻率應該是較高的。機泵的變頻調速一般是借助計數機技術對煉油裝置進行管控,在該種新型技術的輔助下,即是在高溫的條件下,機泵也能順利、高效地運轉,這一技術的應用不僅僅降低了能源消耗量,而且優化了機泵裝置,使其達到精準化;精餾裝置的安裝是借助孔板波紋填料,特別是半徑為6.75m減壓塔的使用,大大提高了煉油化工企業節約能源的效果。此外,優化能量體系也可以視為煉油化工節能技術中的一項重要程序,其可以將各種能源相互轉換,最終落實循環利用的目標。一般優化煉油能源系統的技術有夾點技術與數字規劃技術,前者應用的原理基本是利用最小傳熱差以達到對熱網系統、水系統中熱能的采集與應用,最終達到節能的目標。
3結語
化工節能技術在煉油企業中的引進與應用,具有極大的現實意義。一方面,其大大提高了工業生產的效率;另一方面,其為我國節約型社會的建設作出了不可磨滅的貢獻。目前,我國煉油企業中節能技術的效力還沒有充分地發揮出來[3],筆者建議煉油企業積極地改良優化生產裝置,不斷借鑒學習國外先進技術,使其為己所有,實現降低能源消耗量的戰略目標。
作者:趙檀 孫生波 單位:中國石油石油化工研究院大慶化工研究中心
參考文獻:
中圖分類號:TQ083.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)48-0394-01
一、引言
當前,隨著人們生活水平的不斷提升,開始對自己賴以生存的地球環境提起重視,都在為環境保護、能源危機等方面做著自己力所能及的工作。而化工企業作為當前能源的消耗“大戶”,在解決能源問題方面主要面臨兩條途徑,一條是對新能源的開發,另一條是采用有效的節能措施。而后者在短期內的節能效果相比于前者更為直接和迅速,而本文正是基于后者對當前化工企業的能耗現狀進行分析,提出了相應的電氣節能技術。
二、化工企業中電氣節能技術的范圍及原則
(1)化工企業中電氣節能技術的范圍
在化工企業中推行電氣節能技術,有利于緩解當前能源緊張的局面,而且有利于化工企業的技術進步。具體來說,當前在化工企業中推行電氣節能技術主要包括以下范圍:1)電氣照明領域:主要包括照明設備的選擇與設計,以及在照明系統中所運用的控制手段等等;2)供配電系統:主要包括變配電設備的合理選擇,以及補償功率因數、治理諧波、計算負荷等的確定;3)建筑領域:在化工企業的建筑領域中,節能技術仍然是應用“大戶”,主要包括電動機的應用,給排水設計、空調系統設計以及電梯的設計等等;4)計量方面:在化工企業的計量方面,也有可以對電氣節能技術進行有效運用,主要包括電能、冷熱量、中央空調系統、能耗等的計量方面;5)能源方面:當前在化工企業也運行了大量的能源系統,如光伏系統、水源熱泵、地源、風力發電以及冰蓄冷系統等等,在它們中也可以對電氣節能技術進行運用。
(2)化工企業中電氣節能技術的原則
在化工企業的電氣節能技術運用中,主要需要遵循適用性、經濟性以及節能性等三大原則。首先,對于適用性原則來說,主要是為使化工企業對能源需求及動力需求得到滿足,依據不同電氣設備對相關指標的要求,對供配電等系統進行的優化設計,這些指標包括電荷容量、可靠性指標以及電能質量等等;其次,對于經濟性原則來說,顧名思義,企業不應該在電氣節能技術運用中投入超限的成本。在具體進行相關材料和設備的選擇時,要將控制成本作為一個關鍵的因素進行對待,一般來說,要使得為節能而追加的投資額在短時期內應小于能源設備經節能措施后節省的運行費用;第三,電氣節能技術要遵循節能性的原則,這是其中心所在,通過有效的技術方法降低企業在運行過程中產生的多余能耗,比如,降低企業生產過程中的電能消耗等等。
三、電氣節能技術在化工企業中的具體應用
(1)新型節能電動機的應用
對于大多數化工企業來說,其規模往往很大,而且生產流程和周期較長,其中存在著數量巨大的電動機,使得其成為化工企業的主要耗能設備之一。據有關數據的統計顯示,在化工企業的能耗中,電動機所占的比例甚至達到了百分之六十以上,因此,在化工企業中從電動機的節能著手很有必要。而當前化工企業正由傳統的規模型向著能效型轉變過程中,它們逐漸意識到節能、環保設備在企業生產過程中的重要性,而節能高效的電動機設備的運用便是一個突出的例子,有利于企業降低自身的生產成本,獲取更大的利潤空間。
節能電動機主要具有一些明顯的特征:首先,節能電動機對散熱系統進行了改進,可以有效避免傳統電動機在運行了一段時間后出現的溫度過高造成的出力降低現象,而且可以將電動機的外殼采用平行散熱筋的方式;其次,提高了轉子的制造工藝,采用高導磁低損耗的硅鋼片,比如含有稀土成分的硅鋼片鑲嵌在轉子上,就能夠提高導磁率,提高電機的出力;第三,對電動機的線圈進行了優化設計,減少端部漏磁,以及熱量的損失,同時轉子和定子之間的氣隙改進也能降低電動機漏磁,提高磁通量。
(2)LED新型節能光源的運用
筆者通過對當前很多化工企業的調研發現,現在很多化工企業還在使用著白熾燈、高壓鈉燈、熒光燈等傳統的光源,而它們并不具備良好的節能效果,這些光源不僅自身消耗了大量的熱能,而且由于產生了大量的熱量,也降低了使用壽命,增加化工企業在投資成本和維修工作量。因此,筆者建議,可以在化工企業中應用當前熱門的LED新型節能光源,有效提升企業在照明系統方面的節能效果。
近些年來,LED新型光源以其良好的節能效果開始登上了歷史舞臺,而且受到了很多企業的青睞,自從投放市場以來,逐漸由最初的小型點光源逐步的發展到大功率面光源,也可以根據用戶現場環境的需求制造特定的光源,在化工企業有些現場不便于大面積裝配燈具,這時候采用大功率 LED 面光源可以解決這個問題。LED光源的相比傳統的白熾燈、高壓鈉燈、熒光燈等傳統光源有著更長的使用壽命,而且其市場價格也在隨著推廣不斷的降低之中。同時,LED光源也不存在傳統光源由于高溫斷裂產生有害物質危及環境的現象,可以根據客戶需求定做,利于施工和安裝,便于維護,值得在化工企業中進行推廣使用。
(3)變頻節電技術的應用
變頻器是將可控硅的通斷作用于工頻電源 ,將工頻電源變換為另一頻率電源的電能控制裝置。當前,我國正在使用的變頻器主要有“交-交”以及“交-直-交”兩種工作方式。前者在使用頻率固定的運行狀態下可以將交流電轉換成頻率和電壓可調的交流電,具有轉換效率高,操作簡單等優勢,適應于容量大的低速拖動系統;后者在頻率固定的運行狀態下,首先將工頻交流電壓通過變流環節轉換成直流電壓 ,然后將直流電轉換成頻率可調的交流電。該種方式當前應用較為廣泛的變頻調節方式,可以在化工企業的變頻節電技術中運用。
具體來說,可以利用變頻器能夠從0 Hz到50Hz給電動機平滑的運行曲線這一原理,將其運用到化工企業的電動機啟動之中。傳統電動機主要采用自耦降壓 ,星三角降壓等方式,局限性較大,采用該種變頻之后,由其對于重載啟動的風機 ,渣漿泵 ,離心機等啟動轉矩非常大的場合,可以根據不同的負載特性選擇變頻器啟動電機的不同方式,如限流啟動等方式,減少電動機對負載的沖擊,從而有效提升電動機的使用壽命和節能效果。
四、結束語
總之,在化工企業的生產中運用科學合理的電氣節能技術可以取得相應的節能效果,本文中也僅僅從新型節能電動機、LED新型光源以及變頻器等節能技術的運用方面提出了相應的節能措施,在實踐過程中,還要對其他的電氣節能技術引起重視,只有化工企業從多方面、多層次的節能層面入手,才可以最終促使企業節能目標的實現。
參考文獻
[1] 李俊奇. 電氣節能技術在化工企業中的應用及探討[J]. 電子技術與軟件工程,2015,11:238.
[2] 楊海林. 鹽化工企業中電氣節能設計探討[J]. 山東工業技術,2015,14:3.
發展高效能源利用技術
在化工企業生產過程中天然氣、煤炭、石油、電能都得到了較廣泛的應用,但是各種能源在化工企業生產過程中的有效利用率是不同的,企業非常需要具有節能效果明顯的技術。不同生產工藝流程流程、不同企業的生產設備對能源質量的要求也不一樣,其中按質使用能源是避免能源浪費的重要手段,根據不同生產過程需求提供能源,和化工過程的各個環節緊密有機結合,進一步對化工企業的生產工藝流程進行深入研究,采用最先進的工藝條件和最合適的能源使用。在生產過程中,能源的高效利用非常重要,因為能源既為生產提供能量,同時又是非常重要的生產原料。如果很好地利用,可以大大提高能源利用效率,有效降低生產成本。
化工企業能源系統整合技術
化工企業采用的系統優化技術是現階段已經成熟的夾點技術,所謂夾點技術就是把熱力學和系統化工工程相結合,研究分析化工企業生產工藝流程中的各個環節能量流動,從而提高能源的有效利用效率。夾點技術和其它節能技術相比,最鮮明優勢就是根據預定的最優經濟目標,最大程度進行回收利用進行分步設計方案,從而科學知道企業合理使用能源。在現代化工領域,夾點技術在西方發達國家已經純熟的使用,設計領域也很廣泛。因為能量系統優化和化工工藝生產流程是僅僅聯系在一起的,在使用過程中必須考慮到把夾點技術使用要求和基本的科學原理和化工產品生產過程的具體要求,能源的自身特質相結合,使用不同規格的能源產品進行具體分析,設計出經濟效益最大的能源回收、效益最大的方案。
煤能源技術的科學、高效應用
首先,合理配煤,根據化工企業供熱鍋爐的設計煤能源種類,按照發熱量、灰分、含硫量以及焦渣的特點選擇合適的煤資源種類。如果沒有合適的煤炭能源,可以選擇兩種煤配合使用。鏈條爐所燃燒的煤應該保持一定的顆粒直徑,細碎的煤粉不能太多,為了保留較多的煤顆粒,可以從煤的運輸環節調整,盡量減少機械碾壓,在把原煤送進碎煤機前要進行仔細篩選。控制煤中的水分含量,攪合拌勻。其次調整鏈條爐的燃燒,鏈條爐的煤層厚度一般是80~140mm,按照煤的水分、顆粒度、灰熔點等特性進行調整,以爐排上煤層平整、著火均勻為準則,根據鍋爐飛負荷調整,調整爐排的速度,保證燃燒區能夠正常燃燒,在爐排后能夠燃盡,形成灰渣為標準。防止增加負荷時看讀到灰燼的現象,不能過度增加爐排的速度。合理調節各個風室的風板開度,一般情況下爐排前面的風室半開,中部的風室開的比較大,最后面的風室根據燃燒情況而定。根據鍋爐的熱負荷和爐排速度調節鍋爐鼓風總量,降低生產過程中的排煙熱損失。超負荷或者低負荷都不能發揮供熱鍋爐的最佳熱效率,所以,應該避免長時間超低負荷或者高負荷運轉。最后,要加強對設備的養護。化工企業供熱鍋爐設備的完好度對鍋爐的供熱效率有很大影響,所以必須加強對設備的養護工作。
改造新型的電加熱器,采用高效節電技術
新型的電加熱器熱量交換采用的是多個管道大面積的換熱結構,電熱元件采用遠紅外輻射技術,在很大程度上提高傳熱效率,降低換熱管的表層溫度,電熱元件一般和被加熱的燃油不進行直接接觸,降低了熱管表面和被加熱油之間的溫差,避免燃油的碳化發生。在更換電熱元件時生產過程中不停機、不放油,在維修過程中也不會影響到生產過程的正常運行,進一步簡化線路,提高工作效率。同時,電能是化工企業使用的最重要能源之一,特別是氯堿等企業把電力作為原料進行生產。所以節約用電也很重要。化工企業節能技術主要是選用節能變壓器,保證企業配電使用安全運行。選用效率高的電動段,對技術落后、效率不高的電動機采用先進技術進行改造或者采用變頻調技術節省用電,一般情況下,在使用過程中,對電動機進行無功補償,照明系統也采用綠色照明技術。和其它工業性質行業的節電技術相比,化工行業節電技術優勢不明顯,因為有一些特殊條件的限制,在選擇節電技術、材質和研發新技術時,詳細考慮到化工企業高溫、高壓、容易燃燒和腐蝕等不能改變的客觀情況,結合化工企業的用電特點,保證安全、高效、節能。
電氣節能是一項重要的技術,對企業和國家的發展都有重要意義。就電氣節能技術的分類來看,主要分為電氣節能系統、照明節能系統、電子設備節能三個部分。電氣節能還需要遵守三個原則:一要滿足生產設備的需求,既要注重安全性還要注重可靠性;二要滿足經濟上的需求,在節能的同時注意投資回收期;三要站在節約能源和環境保護的角度出發進行電氣節能。
2電氣節能未來所面臨的挑戰
電氣節能技術雖然具有重要的作用,并且已得到較廣泛的應用,但是就未來的發展來看,也面臨著一定的問題,從政策層面來看:我國在電氣節能技術方面沒有與其相適應的法律法規,因此,電氣節能技術在出現一些問題后,得不到法律的保障,另外由于法律的缺乏,也就不能有效的實現有法可依。總的說來,電氣節能技術能夠給人們的生產生活帶來一定的便利,但是其存在的問題和挑戰也是我們必須面對的。加大對電氣節能技術的探究與鉆研具有重要的意義,下面我們就來對電氣節能在石油化工企業的應用進行探究。
3電氣節能在石油化工企業的應用
電氣節能在石油化工企業的應用主要分為以下幾個方面:
3.1電氣節能系統設計方案
就石油化工企業日常的生產作業來說,要想做好電氣節能設計工作可以從兩個方面入手:一要對石油化工企業內部的電力設備進行改造,可以采用數字化的電量采集方式,構建一個智能化的電氣能量監控平臺,從而實現對電氣能量的精細化管理;二要在石油化工企業的作業中,在低壓配電室中安裝無功補償和諧波抑制裝置,以此來減少諧波的污染。
3.2選擇合適的變壓器
變壓器在石油化工企業中是一種重要的電壓切換設備。而在輸配電領域又會產生較大的能耗,在電氣節能工作中,要選擇合適型號的變壓器,同時也要考慮到變壓器的負載率,盡量使其保證在40%到60%之間,實現最佳狀態的節能效果。
3.3提高電力系統的功率因數
在石油化工企業,不可避免的會產生一些無功的消耗,但是有效的電氣節能,可以通過提高電力系統功率因數的方式來實現,這樣一來可以減少石油化工企業的一些無功傳輸,改善電壓傳輸的質量。另外,在石油化工企業的生產車間可以安裝一些補償裝置,對電力系統中的功率因數進行人工補償,從而達到電氣節能的效果。
3.4減少線路功率的損耗
在石油化工企業中,需要使用的設備和線路有很多,因此在設計線路的時候,就要對線路進行處理,合理處理線路的長短和粗細,這樣一來有助于降低線路在使用過程中損耗。
3.5穩定電壓條件
就石油化工企業而言,如果能保證電壓處在穩定并且達到額定電壓的數值,就可以有效的提高企業內部供電的效率。由于電壓的不穩定性,并且一旦電壓超過了額定電壓的范圍,將會加大電流,導致能源浪費的現象發生。同樣供電電壓在額定電壓的范圍內,也就是小于額定電壓的情況下,就會產生一種高程度的負載電流,導致線路損壞以及能源浪費的現象發生。因此我們說電壓穩定在額定電壓階段下,才會有效的提高用電效率。
3.6電氣節能在照明系統中的應用
在石油化工企業,照明系統的節能技術也是一項有效的應用。由于我國在電壓上存在著一定的偏差,所以當電壓過高時,照明設備將產生較高的熱量,在這種情況下也會影響照明設備的正常運轉。這就給我們以警戒:在石油化工企業內部,挑選照明設備的過程中,盡量選擇一些壽命較長、能源消耗較少的系統。例如節能燈具、電磁感應燈、LED燈具都是照明節能的良好選擇,在石油化工企業中應用他們可以較好的控制回路電壓,從而有效的實現石油化工企業的節能效果。
3.7電動機裝置的節能技術
電動機裝置是石油化工企業的一項終端耗電設備,其電能的消耗較大。所以在進行電氣節能的過程中,可以對電動機的類型進行選擇,淘汰以往的陳舊設施,應用高效節能的電動機,在電動機的容量選擇上,盡量控制在80%的負載運行率。
4結束語
文章對電氣節能在石油化工企業的應用進行探討,希望在未來的發展過程中,我國能夠繼續加大對石油化工企業的投入,促進石油化工企業發展,同時加強對石油化工企業電氣節能技術的發展與完善。因為在石油化工企業的發展過程中,電氣節能具有重要的作用,加大對它的研究,將有效的促進石油化工企業的發展,從而有效的帶動我國經濟的發展。
作者:馮濤 單位:山東高速海南發展有限公司
參考文獻:
電氣系統是保證化工企業能夠穩定發展的基礎要素,為生產的正常運行提供了電能。由于化工生產中,大功率的機械化作業比較普遍,所以對電能的供應有較高的要求,不僅要保護持續穩定的供電,還要保證供電的可靠性,以提高生產效率。現階段,節能技術廣泛的應用于化工企業生產中,電氣節能就是主要的應用形式之一。在電氣系統中,應用節能技術,可以降低生產過程中不必要的浪費,減少能源消耗,提高運行效率,對于化工企業來講具有重要的意義。但是由于電氣節能技術的起步較晚,所以在應用的過程中還存在不足,需要逐漸的改善。隨著生產實踐的不斷進行,電氣節能技術會不斷的完善,為我國的工業生產創造有利的環境。
1 工廠照明系統的節能設計
照明系統是化工生產中重要的組成部分,尤其是像化工企業這樣的生產型企業,由于產品的工藝特點以及廠房的結構等,對照明系統有很高的要求。在對廠房照明系統進行節能設計的過程中,要對產品的工藝特點以及廠房的空間布置等因素進行全面的考慮,然后選擇恰當的設計方式,以滿足工業生產的需要。在保證生產效率的基礎上,節約電能。
1.1 節能光源的選用
節能光源是照明系統中節能設計的基礎,光源選擇的是否合理直接影響到照明效果與節能效果。要根據廠房的特點,按照國家的規范標準,選擇適宜的光源。首先要保證節能光源的質量,負荷規定的標準。其次要具有工廠生產所需要的顯色性,以保證產品的生產質量。如果一種光源無法滿足顯色性的需要,可以使用混光光源的搭配形式,充分發揮強氣體放光燈的優勢。節能光源的合理設計不僅能夠提高廠房內的照明度,而且降低了能源消耗達到節能的目的。
1.2 合理地布局節能照明設計
由于工業廠房的生產需要,在空間范圍上比較高,所以對于照明的布局有一定的難度,不僅要滿足一般性的生產照明需要,還要滿足特殊位置的照明需求,并且注意設計高度的安全性,充分生產特點。在進行空間布局設計時,首先要對廠房的照明需求進行深入的了解,不要刻意的追求燈具分布的均勻性,只要滿足亮度需要即可。對于有特殊需要的部位,要加強局部照明的設計。在照明布局設計中,還要考慮到開關的設置,設置多個分接開關,對于沒有生產作業的空間可以關閉照明裝置以節省電能。此外,在進行廠房設計時,應該充分的考慮光照效果,最大程度的利用自然光,不僅能夠滿足廠房的照明需求,節約一部分電能,而且在光照效果方面有所提高,對于室內的溫濕度調節有一定的作用。
1.3 節能型鎮流器選用
對于節能型鎮流器的選用,必須推廣和使用性能優、低損耗的光源電子附件,尤其是金屬鹵化物燈、高壓鈉燈的裝配,盡可能配用節能型電感鎮流器。然而,隨著電力電子等相關技術的發展,與電感鎮流器相比,電子鎮流器優勢更加明顯,節能效果更加,盡管目前電子鎮流器還存在經濟性不高,使用壽命短的缺點,但是隨著技術的發展電子鎮流器將是今后節能型整流器選用的趨勢。
2 工業電氣控制系統的設計
調查顯示,許多中小型化工廠的生產裝置和生產線上通常都會裝有集散控制系統或者是可編程邏輯控制器等參與電氣節能設計的邏輯控制,從而大大提高了工業電氣系統自動化程度,進而為企業減少人工成本。在傳統的工業電氣設計中,許多企業尤其是中小型企業為了減少一次性生產成本投入而減少DCS點數,將整個廠房或者是生產線上電氣控制的起動和停止由同一個繼電器輸出控制。在這種情況下,由于只有一個控制點,需要等到各種電氣設備全部啟動,并都正常運行才能進行接下來的控制工作。所以,必須要使該接點的繼電器一直處于帶點狀態,從而將會不同程度地造成大量的電損耗。而采用DCS技術即使增加了輸出I/O卡件,也能達到良好的節能效果。
3 變壓器的選擇
3.1 變壓器的容量和數量選擇要恰當
由于工業企業的電能消耗大,并且其用電要求較高,并且變壓器的容量和數量的選取直接影響到工業電氣的節能效果。所以,在設計時一般總會按照單臺變壓器的負荷率小于50%,并由兩臺變壓器互為承擔的設計思路。也就是在一、二級負荷設計時采用互為全備用的方式,而對于三級等負荷則采用其他設計的變壓器,這樣雖然增加了變壓器的數量,但變壓器總容量降低了,并且能夠大大地降低部分無功損耗和有功損耗。此外,在選取變壓器時還要充分考慮各種影響因素,確保工業電氣節能設計的效率。
3.2 科學地選取節能型變壓器產品
調查顯示,目前我國市場上有大量的節能型變壓器產品,其中不乏冒牌貨,甚至起不到真正的節能效果,因此,在購買節能型變壓器時對其質量必須經過縝密檢測,確保所購產品的技術達標。同時,很多電力部門往往將大城市的老變壓器拆除后移至農村等地使用,這樣老舊的節能型變壓器不僅沒有起到節能的效果,還將會造成大量電力損耗,無形中增加了低收入人群的額外支出費用。所以,相關工業電氣設計人員必須嚴格把關,從源頭杜絕再使用國家淘汰產品和落后產品,確保所裝配得節能型變壓器各項性能與技術指標符合國家標準,進而為提高企業的工業電氣節能設計質量提供先決條件。
4 結束語
隨著全球化進程的加快,能源緊張已經成為了全球性的話題。在我國市場經濟快速發展的背景下,工業生產是經濟建設中的支柱性產業,同時也是能源消耗量最大的產業。為了促進工業生產的可持續性發展,必須要進行節能改革,才能夠實現長久的經濟戰略。在化工企業生產中,電能節能是主要的發展方向,電氣系統是主要的能源供應系統,所以要不斷的學習國外先進的技術和理念,引進先進的電氣設備,加強對電氣操作人員的培養,降低生產成本和能源消耗,以提高生產效率,最終實現可持續發展的戰略目標。
參考文獻
2化工行業節約能源方面應采取的措施
近年來,我國化工行業已經有了突飛猛進的發展。然而在節能領域上做的還不夠完善,有很大的提高空間。目前節能主要有兩個方面:技術節能和管理節能。技術節能主要是通過采用先進的工藝過程和技術來實現節能的目的。研發并使用新型節能技術、提高能源的利用率:例如采用集成膜技術和吸附過程的膜吸收器,在分離特定組分時具有獨特優勢,可以使氣體吸附效率極大地提高。這是因為疏水的多孔膜可使氣液具有更大的接觸表面,使兩相間傳質極大地增強,從而強化吸附過程。新型微孔金屬有機框架材料,該材料可用于煙道氣中CO2的捕集和分離,具有低成本、高選擇性、高容量的優勢,特別是在較低壓力下具有上述特性。氮氧化物是造成城市空氣污染的一個主要來源,采用負載型分子篩催化劑可在較低溫度下、高選擇性地脫除氮氧化物。還有使用新型高效的化學催化劑,在化學變化中,它參與化學反應,但反應結束后,它的質量、性質不變,卻能夠加快反應過程,這樣就能減少能源的使用。研發和采用新型節能技術是解決能源問題的根本途徑,然而這種方法需要較高的投入和較長的周期,并未一朝一夕可以做到的。管理節能是通過加強管理來實現節能。具體就是通過對用能的人員以及用能設備進行科學管理實現節能目的。管理節能是低成本或無成本的,但是其節能潛力需要通過制度等措施建立而實現的,建立用能管理體系以及通過相關標準認證都是管理節能的重要方式。管理節能必須和技術節能相互配合,如果只采用技術不加強管理,則也不能實現技術應該發揮的節能效果,同樣,只是依靠管理節能而不采用節能技術、使用高效節能設備,也是不能實現最佳節能效果的。
在“十二五”中節能減排發展計劃的推動下,對于石油化工技術的更新以及石油化工泵節能技術的研究勢在必行,本文將從石油化工泵的結構、水力性能等方面進行石油化工泵的節能技術研究。
1 石油化工泵結構節能研究
1.1合適葉輪直徑研究
通過對化工石油泵揚程和葉輪大小的研究發現,葉輪的直徑大小能夠調節泵的揚程、流量等化工石油泵的特性。
所以,在表1的數據記錄中,葉輪的切割量應該保證在有效范圍內,在出口安裝角和流動狀況固定的前提下進行研究。不難發現,當比轉數小于60時,葉輪的切割效率最高,且隨著比轉數的增加,最大切割量逐漸降低,當比轉數超過300以后,葉輪最大切割量降到了7%以下。因此在比轉數超過300的泵,不應切割葉輪,避免效率的減小。
而且,在葉輪的切割研究中,應該注意葉輪的類型,根據是否已經切割選擇其切割量。通過對導葉泵、蝸殼泵等輪葉片的車削的實際情況進行研究,調整其特性曲線,保證效率的提高。如果揚程要求較高,可以根據表1數據以及實際的要求換用較小的葉輪,降低損耗,提高部分性能。
1.2合理葉輪數量
在泵的揚程和泵的流量調節中,要根據要求進行葉輪數量的合理規劃,以及葉輪間距的科學安排。但是在進口處,應該注意其葉輪的防護,防止氣蝕現象的出現。
1.3減少備用裝置
石油化工泵在設計中進行合理規劃和分析,盡量減少備用裝置。不僅能夠減少資源浪費,而且能夠充分發揮泵以及其結構的最大效率。
2 石油化工泵水力節能研究
2.1出口控制
雖然出口的控制比較簡單,但是在后期的實際應用中卻十分重要,決定著流量和揚程的大小。例如,在設計中如果設計的出口閥調節范圍不合理,在后期出口閥的調節過小就會造成水壓過大,流量減小,造成揚程的損失和資源的浪費。因此,在設計中應該注意出口控制的設計,后期投入使用也應該注意出口的節流調節。
2.2入口控制
在入口的設計和控制中,由于其揚程損失較小,所以一般不會采用節流。
但是在入口會出現氣蝕等現象所以一般不采用節流,因此在實際的應用中,還應該注意其相關操作,避免失誤造成泵的損壞,造成不必要的損失。
2.3旁路調節
在化工石油泵的設計中,可以增加旁路來輔助出口線路,通過對于旁路的調節防止氣蝕、振動等現象的出現。如果采用旋渦泵,還可以通過旁路調節等措施,增加流量,減小功率。
3 合適調整策略
本文將對變頻調速策略進行初步探究和簡單介紹,為化工石油泵的節能提供全新研究方向。
變頻調速主要通過變頻系統完成,通過變頻器中對供電頻率的改變來控制轉速。通過調整電機的磁通恒定來維持電機的最大轉矩。
變頻調速系統通過對電機的調節能夠低速在線啟動,具有電流低、調控簡便等優點。而且在變頻調速系統中,還能夠通過調節,起到過欠電壓、過電流以及短路等保護的作用。
4 結語
圖1改造后系統簡易模擬圖
在本文對各種泵相關的節能技術研究基礎上,得到圖1的改造后的簡易模擬圖。
希望通過本文對于石油化工泵的研究能夠為石油化工業化工泵的設計和生產提供參考方向,推動我國石油化工的發展和節能減排計劃的順利進行,調整我國的產業結構,推動經濟發展。
參考文獻:
[1]趙慶三.漢勝公司經銷商營銷管理的研究[D].上海外國語大學,2014.
[2]高海山.石油化工泵節能技術[J].煉油技術與工程,2009,04:44-46.