发布时间:2023-03-08 15:25:36
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随着科技的高速发展,人民生活水平得到了日益提高,解放劳动力和节能减排是当前急需解决的工业问题,因此,工业电气自动化应用与节能技术被广泛提及,工业电气自动化也被我国的各个系统、部门应用着。尤其是改革开放以来,工业电气工程的自动化也变得更加人性化,为我国的工业建设带来了比较大的经济效益和社会效益。因为工业电气自动化的先进性,使得这项技术可以被应用于工业生产的方方面面,时至今日,更是发展成了比较完善的体系,预测其未来的发展趋势基本可以体现在以下三个方面:一次设备的智能化发展、一次设备在线监测的实现、电力互感器向光互式方向发展。
1工业电气自动化概述
工业电气自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,作为一项新兴技术,工业电气自动化更是与人们的日常生活密不可分,其发展速度十分迅速、发展态势十分迅猛,与工业生产的密切关系也使得这项技术日趋成熟,已经成为高新技术产业的重要组成部分,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。在概念方面,工业电气自动化是指电气装置或者电气设备在没有人操作的前提下,按照提前输入的指令对工业进行控制或者操作的过程。目前电气自动化在工业、农业、医疗等多个与人类生存息息相关的领域被广泛应用,其中工业电气自动化不仅可以解放生产中的劳动力,还能使生产过程更高效、安全,很多情况下,工业电气自动化已经成立一个国家的技术先进与否的重要标准。因此,我国对工业电气自动化的关注程度、开发力度都是前所未有的。
2工业电气自动化的应用情况
上个世纪五十年代,电气自动化专业在我国出现,并由此拉开了工业电气自动化技术快速发展的时代序幕,经过半个多世纪的发展,电气自动化技术已经被推广到了与人们的日常生产、生活息息相关的多个领域。电气自动化技术的飞速发展离不开科学技术的支持,它被广泛应用在工业领域,便是由自动化的机器代替人工完成工作任务,不仅可以节约人力资源、物力成本,电气自动化还能够提高工作效率、保证工作质量,为工业创造经济价值。尤其是一些危险系数高的工作,以安装了自动化程序的机器为主要劳动力,可以直接避免对人员造成的身体伤害。日常生活中随处可见工业电气自动化技术,例如在空调设备中、制暖设备中、楼宇通信设备中。目前,我国从事工业电气自动化技术研发的人才更多、领域更广泛,很多高校已经开设了电气自动化专业。为工业电气自动化的发展与创新提供支持的是信息技术的发展,信息技术的特点推动了工业电气自动化的多方面应用。
2.1工业电气自动化的应用原理
随着科技的进步,电气自动化也被应用到各个领域中,尤其是工业电气自动化的发展更为迅速,OPC技术出现以后更是极大地推动了工业电气自动化的发展。工业电气自动化的发展基于控制系统,表现为易于集成、比较灵活,并能够有效地节约资源、降低成本,它的应用能够促进工业发展,短时间内便可带来经济效益和社会效益。整个应用原理是:充分利用现场总线控制系统,该系统控制准确性高、智能程度高、互动开放性强、时效性强,能加强工业底层生产过程和生产所需设备之间的关系,加快信息交流过程,能够保证管理层面和执行层面的通信透明和自动化数据的存取。如此一来,工业电气自动化应用这一系统后准确度更高、控制更灵活,同时还降低了成本和生产程序误差,这也正是近年来工业电气自动化被应用到了诸多领域的原因所在。基于此原理,电气自动化提升了工业的生产效率和产品的可靠性,应用此项技术的企业无异于获得了一项强有力的技术支持,从而一跃站在同等行业的顶峰,提升了企业的核心竞争力,虽然工业电气自动化技术发展迅猛,但也存在一些需要调整和改进的地方,需要继续发展。
2.2将工业电气自动化应用于建筑行业
因为我国城市化进程加快,固定的城市区域内集中了大量的城市人口,对建筑行业的要求也越来越高,需要在尽量短的时间内保质保量地完成建筑任务。工业电气自动化应用于建筑行业是最常见的,在建筑行业中应用工业电气自动化技术可以降低建筑成本、提高施工效率、简化施工过程、从危险系数较高的任务中解放施工人员,因为这种自动化的技术可以按照最科学合理的方法进行人员分工、资料分配、时间安排等,将复杂的建筑施工任务简单化、便捷化。电气自动化技术为建筑行业增添了新的活力,通过在建筑物中实现现场总线控制系统连接自动化系统和智能设备,就可以快速解决系统之间的信息传递问题,真正实现工业自动化。同时,在高楼大厦中的安全、防御、防火、监控、通讯、办公等多个环节也需要应用电气自动化,这种技术使得目前的建筑行业更加智能化、高端化。使用自动化技术还能够减少后期电缆的使用,在材料上节省支出,也为后期电缆维护省去了不少麻烦。
2.3将工业电气自动化应用于空调设备
文献资料显示,除建筑行业外,空调设备采用工业电气自动化的情况也比较多。空调是家庭中常备的家用电器,因其制冷、制暖的双重功能而广受欢迎,使人们能够在炎热的夏季和寒冷的冬季都能够感受到适宜的温度,但是空调能够为人们既提供凉爽,也提供温暖的特点,使得空调设备必须要应用电气自动化技术,也是电气自动化技术成就了空调的这两项基本功能。空调设备的运行原理是:它可以利用内部的电气自动化装置,通过比例积分的运算方式对相关数据进行计算和处理,空调设备中的温湿度传感器可以敏锐地“感受”室内的温度和湿度,比较事先设定好的温度、湿度和内部传感器获得的温度、湿度数据,并将比较后的信号传输到通风湿度控制上,以实现对室内温度、湿度的调控,使室内的温度、湿度与设定数值相符。当室内的温度、湿度达到了预先设定值的时候,传感器再度通过运算使空调停止运转,实现对室内温湿度的控制。这样的过程便是在空调设备中应用工业电气自动化的原理。
3工业电气自动化的节能技术
工业电气自动化的节能技术是最为领先的技术所在,在节省运行成本、提高生产效率、改善工业环境等方面都起着积极作用,伴随“绿色工业革命”的兴起,在工业领域的节能技术广受推崇,并已经成为了当前的经济建设和工业建设的双重目标,电气自动化日益成为了工业领域节能的有效武器。在电气自动化系统中,最为显著的是对电力资源的节约,以下从减少电能损耗、选对变压器、无功补偿和选对滤波器等四个方面阐述工业电气自动化的节能技术。
3.1减少电能损耗
工业电气自动化的机器在运行中一定会需要电力支持,但是在节能方面首先要考虑的就是尽量减少对电能的无谓损耗。在电气自动化运行过程中,通过电力传输才能产生效果,然而由于导线电阻缘故,势必会造成电力的损耗,这种消耗是没有任何意义的,因此应该采取措施来减少这种电能消耗。第一,在导线的材质方面要选择电导率相对小的;第二,线路的走向要合理,因为减短导线的长度就可以减少因电阻而产生的不必要消耗;第三,适当加大导线的横截面积,这样便可将电阻减小。
3.2选对变压器
变压器是工业电气自动化不可缺少的一部分,但是这种常见的电器设备却会消耗很多电力,为了节约能源,在变压器的选择上也有很多门道。首先,要选择节能变压器,便可以在源头解决耗费电能源的问题;其次,要减少负荷不平衡,只有维持好三相电的平衡才能减少对变压器的损耗,从而减少耗电,例如采用单相自动补偿设备、三相四线制供电等将用电平分到三相电源上。
3.3无功补偿
无功补偿在电力供电系统中有着重要作用,它可以降低损耗、提高供电效率,从而改善供电环境,正因为无功功率补偿装置不可或缺,但又比较耗电,所以要合理、正确地选择补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗,以达到提高电网质量的目的。第一,通过严格计算来确定电容器补偿的使用;第二,采用具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等诸多优点的模糊投切方式,改变原有方式来实现补偿效果的最优化;第三,要尽量防止整个过程中的投切振荡、无功倒送等情况出现;第四,无功补偿设备就地安装、就地补偿,避免在传输过程中出现二次耗能。
3.4选对滤波器
电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的电源信号,或消除一个特定频率后的电源信号。因为突然增加设备,在电网扩建过程中难免会产生谐波电流,而这些电流又会因为电网的阻抗而产生容易产生畸变的电压,增加对电气设备误操作的可能性,从而影响电网的正常使用。因此需要选对滤波器来实现节约能源,应用有源滤波器,可以过滤到部分谐波电流,从而增加电气设备有效率,节约电力资源。
4我国工业电气自动化未来发展趋势
通过对工业电气自动化应用情况的分析得知,电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域,无论是工业、农业,还是医疗、教育,甚至在国防领域,因为工业电气自动化技术可以节约成本、解放劳动力、增加工作准确率,获得更多的经济社会效率。
近年来,我国的工业电气自动化水平得到了快速提升,不仅可以直接应用技术,还能够实现对电气自动化技术的自主研发,该技术的应用推动了科学技术进步、国民经济发展,逐渐拉近了与工业强国之间的距离。我国工业电气自动化未来发展趋势主要有以下几点。
第一,对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制。目前,工业电气自动化技术还属于高新技术,发展时间尚短,因此应该在努力研发更先进的技术和产品时注意保证生产的规范和标准,不能一味只求高效创收而忽视和谐发展,在发展中需要考虑的问题有污染问题、浪费问题、安全问题、产权问题等。建立成熟的机制和完善的体制就是要确保工业电气自动化的研发有章可循,在以创新为主导地位的前提下,坚持科学发展观指导思想,做到以人为本,实现经济的快速增长、科技的飞速发展。
第二,实现各领域联动发展。工业电气自动化技术不仅能够应用于工业领域,还能够为其他领域和行业创造效益,因此未来的发展趋势之一就是实现各领域联动,集工业、农业、商业、医疗、教育、国防等领域的高精尖人才,共同开发电气自动化技术,实现社会的整体发展。
第三,为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。电气自动化的研发就是一个创新的过程,因此,应该为这种创新工作提供足够的空间和优越的条件,大力推动电气自动化技术的发展,开创工业电气自动化技术科学发展的新局面。
5结语
综上所述,工业电气自动化被广泛应用于各个领域和系统之中,因其高效、准确、自动等特点为我国的工业建设带来了重大经济效益。但是若想工业电气自动化发挥更大的效能,除继续发展技术之外,还要做到节约能源。本论文从工业电气自动化概述、工业电气自动化的应用情况、工业电气自动化的节能技术以及工业电气自动化的未来发展等方面分析我国工业电气自动化的应用与节能技术。在我国,工业电气自动化主要被应用于建筑行业和空调设备,要想做到节约电力资源需要减少电能损耗、选对变压器和滤波器、做好无功补偿,方能发挥工业电气自动化的最佳效用。另外,本文还简要预测了我国工业电气自动化未来发展趋势,电气自动化技术未来的发展趋势就是被广泛应用在各种领域:对于工业电气自动化技术的应用应该建立成熟的机制和完善的体制、实现各领域联动发展、为自主研发电气自动化系统和产品提供发展空间。
参考文献:
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[4]武芳军.工业电气自动化的重要性和发展趋势[J].中小企业管理与科技,2011(04).
关键词:保障性住房;层次分析法
1 目前保障性安居工程中普遍存在问题如下
1.1 房屋标准 针对部分地方存在的建筑工程户型不合理、功能不完善、标准太低等问题,重点加强规划设计和施工图设计管理。在项目选址、规划布局、户型设计等方面高标准、严要求。
1.2 节能环保 新建楼房要按照节能省地环保型建筑的要求,满足节能65%的规定。
1.3 高新技术 推广应用太阳能、地源热泵、供热分户计量等新技术。
通过组织开展廉租住房、回迁安置房户型设计大赛、社会主义新农居规划设计竞赛等活动,广泛征集方案,评选出户型合理、功能完善、使用方便、节能环保的优秀设计,编制户型标准图集,提高保障性安居工程的设计水平。
本文针对目前保障性住房中存在的上述问题,对保障性住房的科技支撑水平采用层次分析法进行了具体的研究:
首先初步构建保障性安居工程保障性安居工程支撑的评价指标体系,然后通过德尔菲法对指标进行进一步的筛选。保障性安居工程保障性安居工程支撑评价指标筛选的基本流程如下:
为了更加完善保障性安居工程保障性安居工程支撑的评价指标体系,本文选择了对保障性安居工程保障性安居工程支撑比较了解、有较好的保障性安居工程方面相关知识的专家、相关学者、业界人士和保障性安居工程管理者等作为咨询专家群,共进行了两轮专家问卷调查。在评估中专家人数一般控制在 30%-50%之间,为保证评估的准确性,评估人数不少于20人。本课题为了广泛地征求专家们的意见,在第一轮问卷调查中,采用开放式和封闭式相结合的问卷调查形式,邀请专家填写调查问卷。从调查的总体结果来看,除个别专家对某些指标提出修改建议外,其余指标均得到专家们的认可。第一轮调查结果得出后,再次查阅有关文献,结合第一轮专家的意见和建议,重新拟定保障性安居工程保障性安居工程支撑的评价指标体系。然后将各级评价指标制成问卷,进行第二轮专家调查。在第二轮调查中,原则上不要求专家提出新的指标。
接下来通过第二论专家问卷调查,并结合保障性安居工程科技支撑水平的特征、指标选取原则等,本文最终确定了3个一级指标、11个二级指标和35个三级指标的指标体系表作为评价保障性安居工程科技支撑水平的情况。
2 实证分析
2.1 调查问卷形成 结合以上指标按照珲春矿区的保障性住房建设工程形成分析各项指标的相对重要性的问卷调查表。
2.2 指标筛选及分析 本文选取了5人专家组对科技支撑调查问卷进行打分,通过问卷获得了5名专家对第二层要素、第三层要素和第四层要素中各个建筑能效评价指标的权重评价值,最后将个体成员的判断综合成专家组的综合判断,判断矩阵如下
3 结论
采用yaahp0.5.2对矩阵结果进行分析结论为:标度类型:e^(0/5)~e^(8/5)。外部环境气候温差、季风特点:0.0314;建筑间距体形与科学分区:0.0123;交通可达性:0.0225;建筑方位朝向:0.0146;建筑地点:0.0184;电梯节能技术:0.0157;建筑布局形式:0.0112;制冷节能技术:0.0111;采暖节能技术:0.0285;照明节能技术:0.0234:安防自动化:0.0221;小区微环境:0.0369;给排水:0.0270;屋顶节能技术:0.0842;门窗节能技术:0.0432;外墙节能技术:0.0737;住宅设计公私分区:0.0122;室内空气质量:0.0404;居住空间最低面积控制标准:0.0271;公共健身设施、活动中心:0.0174;医疗保健设施:0.0278;社区商业配套:0.0199:软硬景观:0.0085;绿化指标:0.0177;自然环保:0.0246;环境卫生:0.0210;污水和中水处理:0.0314;垃圾收集与处理:0.0314;表面材料:0.0380;防晒、遮阳材料:0.0195;新型的节能保温隔热墙体材料、复合墙体材料:0.0406;节能环保型保温隔热屋面材料:0.0732;屋顶设置温度阻尼区:0.0732。
经过专家对问卷调查的打分,分析上述指标的权重设定均符合矩阵一致性,因此可以将上述的科技指标作为保障性住房的科技水平支撑。
参考文献
[1]项铮.住宅品质需要建筑科技硬支撑[N].科技日报, 2003-07-31.
[2] 李宏伟 冯凯 关柯.推动我国住宅产业科技进步的对策[J].建筑管理现代化,2000(2):3-5
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【关键词】炼焦技术节能技术发展
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
我国是世界焦炭第一生产大国,同时也是第一焦炭消费大国。近些年来,我国的炼焦技术得到了较大进步,炼焦技术的发展,促进了炼焦行业节能技术的推广和应用。
二.炼焦技术的工艺特点。
1.回收炼焦工艺流程简述。
热回收炼焦工艺技术包括备煤、炼焦、筛焦、余热锅炉、废气脱硫等主要生产设施。炼焦煤由备煤车间制备好后送到炼焦车间,炼焦煤在装煤推焦车上由捣固机捣成煤饼送入炼焦炉,成熟的焦炭由接熄焦车送到熄焦塔内进行熄焦。熄焦后的焦炭由筛焦车间进行粒度筛分和储存。炼焦炉为负压操作,炼焦煤炼焦时产生的挥发份在焦炉内全部燃烧,高温废气经焦炉集气管道送到余热锅炉回收其热量产生蒸汽。回收热量后的低温废气脱除二氧化硫后经烟囱排放。蒸汽送到工业、公共设施,或用于余热发电车间发电。
2.回收炼焦工艺主要特点。
(1).炼焦炉负压操作,基本消除了炼焦炉对大气的污染。回收炼焦产生的挥发份燃烧为高温废气的热量,并回收其热量,彻底消除了化学污水的产生。实现了炼焦工业的清洁生产。
(2). 炼焦炉内煤饼和炉顶空间形成惰性气体保护层,取代耐火砖作为高温干馏炼焦煤和空气的隔离物。教好的解决了炼焦煤表面在高温干馏时的燃烧现象。
(3). 炼焦炉炼焦时挥发性的物质在焦炭层中的流程较长,二次裂解产生的具有活性键的碳充分和焦饼上的活性键起架桥作用,能改善和提高焦炭的物理化学性质和冷热强度。结合捣固炼焦,对于扩大炼焦用煤的范围和提高焦炭的质量具有重要意义。
(4). 热回收炼焦技术工艺在国际上首次使用具有我国自主知识产权的液压捣固,在国内首次使用具有我国自主知识产权的水平接熄焦,充分体现了我国坚持科学发展观和科技的创新能力。
三.发展清洁生产的大型捣固炼焦。
大力研发和推广具有完善环保设施、能够实现清洁生产的大型捣固炼焦技术。标定、调试和总结我国已投产的6.25米大型捣固焦炉,进一步修改和完善并建成6.25米大型捣固焦炉示范工程。
开发适合中国国情的6.7米捣固焦炉,其每孔年产焦炭1.443万吨,将是我国乃至世界上最大的捣固焦炉,2×52孔年产焦炭150万吨,填补我国年产150万吨级焦炭规模的大型捣固焦炉空白,并建成能起样板作用的示范工程,推动我国大型捣固炼焦技术的发展,使其达到世界领先水平。
发国产的适合中国国情的6.25米和6.7米大型捣固焦炉使用的捣固一装煤一推焦一体车(SCP机),使其机械化、自动化、安全性能和环保水平等方面达到世界领先水平。
随着我国大中型钢铁企业逐步接受和采用捣固炼焦技术,应推动焦化和炼铁工作者共同研究捣固焦炭的冶炼性能、适宜的焦炭质量标准、相应的高炉生产操作工艺和参数,推动大中型高炉使用捣固焦炭。
1.大力推广的节能技术。
(1). 发展高效节能环保的大型焦油加工装置。
淘汰耗能高、污染严重、装备水平落后的间歇蒸馏、间歇酸碱洗涤、间歇结晶和污染大的沥青成型工艺。
进一步推动我国煤焦油加工的集中处理,建设规模大、技术先进、节能环保的世界一流煤焦油加工厂。同时通过不断开发新产品,扩大产品品种和品级,配合化工、医药、材料等市场要求,开发出附加值高的洗油深加工产品、蒽油深加工产品和沥青深加工产品等。对附加值低的残油,在满足炭黑生产的同时,可采用加氢催化裂化、加氢裂解等技术,使其转化成为高附加值的汽油调和油、柴油调和油。
(2).推荐采用高效节能的脱硫脱氰技术。
新建焦化厂应该首选脱硫脱氰效率高、产品质量好、操作可靠的脱硫脱氰工艺,如利用荒煤气余热再生的真空碳酸钾法脱硫工艺等。
推进我国第一套HPF法氧化脱硫工艺废液与低纯度硫磺焚烧制取硫酸的工业装置投产,并建成示范装置,解决全国已有的HPF法氧化脱硫工艺存在的问题,推动其更新换代。
推荐采用间接法蒸氨,以减少焦化废水,有利于实现焦化废水的近零排放。
(3)积极研发焦炉煤气资源化利用技术。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如资源化利用效益高,因此只有在万不得已的情况下才用作燃料和发电。高质量地利用COG不仅有利于降低钢铁企业单位产品的能源消耗和排放负荷,甚至能开发出大量最清洁能源—氢气,从而引发钢铁制造流程能量流新的供需平衡关系,甚至会引发整个社会新的供需关系。
(4)开发新型焦化污水深度处理技术.
资源节约、环境友好的焦化厂必须使处理后的焦化废水资源得到最大限度地合理使用,因为生产1吨焦炭通常产生0.48吨焦化污水和0.42吨循环水排污水(采用CDQ时循环水排污水为0.53吨)。我国已开发出成熟可靠的焦化污水生化处理技术。对钢铁企业焦化厂来说,焦化废水经生化处理后可全部回用于焦化厂和钢铁厂的浊循环水系统。对采用湿法熄焦的独立焦化厂,生化处理时,可减少或不加稀释水,减少生化处理水量,使处理后废水全部作为湿法熄焦补充水,在焦化厂内消耗掉。但是,随着我国独立焦化厂逐渐采用干法熄焦,处理后废水无路可去,只能回用于净循环水系统。而净循环水系统对水质要求严格,对其补充水的水质要求更严。若将生化处理后焦化废水用作净循环水系统补充水,必须进行降低有机物和脱盐的深度处理。
“十一五”期间,进行了大量污水回用深度处理技术的开发工作。深度处理一般采用膜分离技术。即:生物处理(A-A/O)+超滤(UF)+纳滤(NF)(或反渗透(RO));或生物处理(A-A/O)+膜生物反应器(MBR)+纳滤(NF)(或反渗透(RO))。深度处理的产水率可达到70%以上,产水水质可达到循环水补充水的要求,用作循环水补充水。膜深度处理产出占原料水量30%左右的浓缩液。浓缩液不但含有较高的有机物,而且浓缩了大量的盐。浓缩液可以深度处理回用,也可以蒸发提盐,但这些手段成本太高,因此,浓缩液处理将是下一步重点开发的课题。
(5)研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术。
离开焦炉炭化室的650-700℃荒煤气所带出的显热占焦炉输出热的36%,与红焦带出的显热相当,余热回收利用的潜力巨大。
“十一五”期间,国内外许多焦化企业积极研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术,如:济钢将5个上升管做成夹套管,导热油通过夹套管与荒煤气间接换热,被加热的高温导热油可以去蒸氨、去煤焦油蒸馏、去干燥入炉煤等;宝钢梅山钢铁公司炼焦厂在其4.3米焦炉上升管采用热管回收荒煤气带出热的试验;济钢和中冶焦耐正在进行用锅炉回收荒煤气带出热的试验;无锡焦化厂在其4.3米焦炉上进行用半导体温差发电技术回收上升管余热的试验;平煤武钢焦化进行了高效微流态传热材料作换热介质的上升管余热回收试验;日本已在1个上升管和正在3个上升管上进行用荒煤气带出热对焦炉煤气进行无催化高温热裂解和重整试验,得到了主要含H2和CO的合成气体;中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤气加热真空碳酸钾法脱硫废液,用热废液闪蒸的蒸汽再生脱硫液;有的焦化厂拟用初冷器一段热循环水制冷,所得的低温水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期间,应当支持荒煤气余热回收和利用技术的研发调试、改进完善、总结比较,选择最优方法;推动最优方法尽快工业化,总结经验,建立示范装置,加以推广普及。
五.结束语
炼焦,要做好能源生产和节能处理的两手抓,在确保生产的同时,要减少对能源的消耗,提高最终有效产出。
参考文献:
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[2] 曾子平刘应隆. 应用氨肥法一体化工艺烟气脱硫促进高能耗产业节能减排——煤化钢铁企业炼焦废氨水脱硫产业链建设 [会议论文]. 2008年全国热工节能减排技术交流会
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【关键词】建筑节能,环境保护,施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
随着社会经济的发展,人民的生活水平日益提高,国民的综合素质得到显著提升,伴随着一系列资源和环保问题的出现,居民的环保节能意识显著增强,环保型,清洁型,节能型的建筑设计和施工受到了广大消费群体的偏好。近些年来,我国的城市化水平飞速提升,城市的规模不断扩大,建筑能耗日益增长,给我国的能源增添了沉重的负担,因此,加强住宅建筑节能设计和施工,建设节能型住宅,已经是我国可持续发展的必然要求。
二.建筑节能施工和其中存在的问题分析
1.建筑节能的重要意义
随着我国建筑行业的快速发展,在日益严峻的生态环境的背景下,加强建筑的节能施工,发展建筑节能的施工技术有着十分重要的意义,笔者将简单的做出一些介绍。
(一)加强建筑节能施工是缓解能源压力,建设节约型社会的客观要求。我国整体上而言,能源资源蕴藏量很大,能源资源的种类比较齐全,但是伴随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快,对各种能源资源的开采力度不断加大,各种能源的消耗量日渐上升,但目前我国已经面临着严重的能源危机,在各种能源消耗中,建筑能源消耗占据着庞大的比例,加强新型建筑的节能设计施工,大幅度降低住宅建筑的能耗,将会大幅度缓解我国的能源压力,为建设节约型社会注入新的活力。
(二)建筑节能施工是提高居民生活品位的必然选择。经济的繁荣促进了人们生活水平不断提高,随着国民的素质提高,对生活有了新的品质要求,对住宅要求条件越来越高,绿色环保,生态节能型住宅建筑已经日渐成为了一种新的住宅需求,通过加强对住宅的节能设计施工,可以大幅减少各种有害有毒建筑材料的使用,更加注重住宅的温度,湿度,光线,外部景观和内部设施的设计完善,不仅仅很大程度上降低了住宅能耗,节约了住宅运营成本,更很大程度提高了住宅建筑的舒适度,提高了居民的生活品位。
2.建筑节能的现状和问题探讨
进入21世纪以后我国的建筑行业飞速发展,我国将在2l世纪的头2O年建筑行业达到鼎盛时期,每年建成的住房面积将超过所有发达国家之和。随着人们生活水平的提高,人们对住房面积以及住房层数的要求越来越高。同时随着能源紧缺以及能源价格的攀升,人们越来越关注建筑的节能问题。
从总体上看,我国目前的建筑节能方面呈现着总量大、比例高、能效低、污染重的特点,建筑节能形势不容乐观,建筑节能的任务比较重,但是同时建筑节能的潜力也很大。这就要求我们各级政府加大对新建建筑的节能审批,同时我们用户也应加大对建筑后期能耗高带来的使用费用高的认识,齐心协力搞好建筑节能工作。
(一)建筑的节能设计施工在我国起步较晚,发展还不完善,很多节能技术还没有通过专业的系统验证,没有在实践中完善便运用到建筑的设计施工中来,不仅仅没有能达到节能环保的效果,更隐藏着一些有安全故障,不仅降低房屋的耐久性,破坏了建筑结构的稳定性,缩短房屋的寿命,例如,外墙内保温、外墙外保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾产生的速度。
(二)新型的节能材料种类单一,发展缓慢。节能材料是建筑节能设计的物质基础,节能材料的种类和质量直接关系到建筑节能设计的实施效果,更对居民的生命财产安全有着很重要的影响,但是我国目前市场上,节能材料种类单一,多为一次性材料,例如,外墙保温大多采用聚苯板、聚氨酯,采暖、制冷、通风所需要的能源也大多为煤炭或石油,节能材料市场管理不规范,质量得不到监控,假冒伪劣材料泛滥,严重阻碍了建筑节能设计的进程。
三.加强建筑节能环境保护的措施探讨
1.墙体的施工
(一)墙体保温设计和施工
对墙体进行节能保温设计,是整个建筑节能设计中的重要环节,一般有三种设计方式通过使用。首先,进行外墙保温设计,在按照热工规范计算的基础上,采取隔热保温材料,使用一定的设备进行粉刷,喷雾,粘贴等多种方式施工,在外墙上形成保温层,减少保持室内温度的适宜。其次,进行内保温设计施工,将优质保温材料对内层墙壁施工形成保温层,传热隔热能够符合国家节能标准。
最后是加强隔热保温材料的开发,利用保温材料自身的特性进行墙体的设计,促使其他自发的具有保温功能,且墙体新型材料的节能符合国家标准。
(二)墙体材料的节能施工
空心砖和实心砖的制作方式颇为相似,但是空心砖与实心砖相比较来说,具有很大的优势,它能够减轻结构自重。因此,为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖。因此不少专家建议以生产块大、质轻的灰砂空心砖来减轻建筑物重量,提高灰砂砖建筑物抗震性能,节约资源,降低生产成本
2.门窗保温施工
加强门窗的保温性能设计,可以再门户的内部填充聚苯乙烯板或岩棉板,使得门户的隔热绝热的作用增强,窗户可以用钢塑或者是全塑料窗户,大幅度降低发生冷桥的几率,为了增强保温性能,可以设置多层玻璃,甚至可以采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。
3.室内节能施工
建筑的节能施工,室内的电气设备设计与选择是其中重要的节能组成部分,建筑的高能耗很大程度上是各种高能耗的电气设备消耗而来,某些商业楼宇中的中央空调系统的能耗接近整个建筑能耗的50%,因此,在建筑设计的前期就应该充分考虑到后期这些电气设备的管理使用,以建筑楼宇的中央空调系统、灯光照明系统等自动化管理系统代替人为地,个体地操作,其中水、电、煤气等能源管理系统和分户计量可给用户提供清晰的能源消耗比例,使下一步节能措施可有的放矢,除此之外可以选用节能灯具,节能灶,减少电力煤炭的消耗,安装净水系统,小范围的促进水资源的循环利用,比如可以小范围进行雨水收集,并净化利用。
4.加强太阳能等新能源的推广应用
太阳能具有清洁无污染,可以再生等优势,是人类可以利用的最为环保,最为丰富的资源能源种类之一。随着我国建筑行业的发展,在建筑施工过程中,太阳能技术已经得到了广泛的运用。在建筑施工过程中,太阳能具有很多节能功能,主要表现在以下几个方面。其一,在建筑的楼顶可以设计安装太阳能电池发电系统,这种发电系统,可以将太阳能转化为热能和电力,并将这些转化而来的电能或者是热量通过专业的技术手段进行能量的存储,在需要使用这种电能和热能的供电设备上开始接线,如此,可以充分满足整个建筑物内部的动力和照明系统的各种能量需求。同时,充分利用太阳能作为采暖和供热功能,既可以减少日常的能源消耗,也使得建筑物的日常热能得到满足。同时,在建筑施工过程中,可以利用太阳能来控制建筑物的采光,使得整个建筑内部的环境更为舒适。
四.结束语
未来很长一段时间,绿色环保,生态节能将会是我国建筑行业设计施工发展的主流趋势,加强房屋建筑的节能设计施工,不仅有助于我国人们生活水平提高有助于经济的发展,更有助于推动我国可持续发展战略的落实,为我国生态文明建设注入新的活力。因此,要大力加强节能技术的研究,将节能理念贯穿到整个建筑节能设计施工过程之中,为建设社会主义和谐社会奠定坚实的基础。
参考文献:
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[2]王有为 论中国政府实施绿色建筑中的环保考虑 [会议论文] 2007 - 第三届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会
[3]张祯, 浅析实施节能减排、加强环境保护创建绿色低碳环保建筑业 [会议论文] 2011 - 2011河南有色金属工业科技创新会议
[4]沈骅, 既有建筑中太阳能热水系统利用的研究[学位论文] 2009 - 浙江工业大学:建筑与土木工程
【关键字】智能建筑,电气设备,集成优化,技术探讨
中图分类号:TH183.3文献标识码: A 文章编号:
一.前言
我国的智能建筑发展到现在,已开始进入了一个新的时期,即智能建筑电气集成优化的时期。这个时期的特征就是各电气子系统相互渗透,边界逐渐模糊,信息化和网络化的智能电气设备替代传统电气设备,充分提高设备的使用效能,有效地降低系统的建设投入和运行能耗。
二. 智能建筑系统的主要内容
智能建筑又称为“3A 建筑”, 包括通信自动化系统(CAS)、建筑电气设备自动化(BAS)、办公自动系统(OAS)。智能电气设备自动化是智能建筑系统中的一个十分重要系统 ,是利 用 具 有 高 信 息 处 理 能 力 的 微 处 理 机 通 过 通 信 网 络 对 整 个 建 筑 物 的 变 配 电 、 空调、 给 排 水、 供 热、照 明 、 电 梯、 广 播 音响 、 消 防、闭 路 电 视、 防 盗、通 信 、 巡 更 等 众 多 设 备 进 行 实时 测 量 、监 视 和 全 面 监 控 , 从 而 实 现 最 优 管 理 , 提 高 系 统 运 行的 安 全 性, 节 省 物 力 、人力 和 能源 , 减少 设备 运 行 的 费 用,随 时 掌 握 设备 状 态 及运 行 时 间、 能 量 的 消 耗 及 变 化等 。 因 此其 主 要 内容 有 :
1.按 规定 时 间进 行 各 种 设 备 启 停 控 制 ,以 达 到 节 约能 源 的 目 的 ;
2 .对 各种 设 备 的运 行 时 间积 累 和 维 修 达 到 期 限 的 及 时 报 警 , 以 便 维 修 或 者 更 换 服 役 期 满的设 备 ,延长 设 备的 使 用 寿命 ,提 高 服 务 质量 ;
3 .供 电 系 统 、供 排 水 系统、 空 调 系 统 、 冷 热 源 等 的 参 数 调 节 控 制 监 视 和 设备 运 行 状 态 的 监 测 ;
4 .根 据 建 筑 实 际需 要 的 冷 负荷 , 自 动 控 制 冷 水 机 组 投 入 运 行 的 设 备 台 数 , 达到 最 佳 的 运 行 方 式 ;
5 .据 设备 运 行 时 间 自 动 更 换 工 作 和 备 用 设 备, 延 长 设 备 的 使 用 寿 命 ;
6 .各 种 文 本 的 自 动 生 成 和 打 印 。
7 .对 各 种 能 源 消 耗 进 行 计 量 和 计 费 ;
三.智能建筑集成优化的技术分析
1.中央空调能量自动调节分析
据有关权威部门统汁,一年内中央空调系统运行及电能消耗情况如下:
图一中央空调运行及电能消耗情况图
从上图可以看出,在一个年度中,不同时段对空调能量的需求是不同的,而中央空调能耗最大的时段在每年度的1月一2月和7月一8月之间。
应用智能化中央空调机组的能量调节系统,可根据环境温度和需要温度差以及实际使用的空调面积,自动进行输出能量的调节,使中央空调系统的输出能量成为一个随需求而变的动态变量。当室内空调使用面积减少或环境温度与需要温度减小时,可根据设定值自动进行输出能量的调节,从而节省较多的电能。
传统的中央空调主机的调节性能较差,无法对室内的空调使用面积、环境温度以及需要温度的变化做出相应调节。在过渡季节,通过智能化中央空调系统的自动调节,可加大对自然冷热源的利用,有效地节省运行能耗。根据有关统计数据,采用智能化中央空调系统的节能效率可以达到30%以上。
2.变配电设备的优化配置分析
在一幢建筑中.建筑电气设备主要由中央空调冷热源机组,中央空调未瑞设备、离低压配电设备.发电机组.照明设备、给排水设备、电梯等组成,据有关统计数据表明,通常建筑电气投资在智能建筑总投资中已占将近40%。由中央空调系统、弱电系统和发配电系统占了智能化建筑电气系统总投资的绝大部分,高迭86%以上,因此,对该部分的资源进行有效的优化配置,对降低大厦建筑电气设备的投资有重要的意义,因此,对此部分进行集成优化。可达到节省投资.节约能耗的目的。
采用集成优化的设计方法,改变了传统的供电方式,优化的设计方法将供配电系统、发电机系统和中央空调系统综合集成优化设计,采用发电机补峰的设计方式。发电机的功能除詹备供电以外,同时承担起供电高峰时的补峰作用,将一部分空调的负荷转移到发电机上,降低了对供配电系统的投资,同时也减少了配电系统的供电基本费用.提高变配电设备的利用率,提高了建筑电气系统的建设投资效率。
3.建筑电气设备和智能化系统的无缝集成技术
新型的智能建筑电气系统通过建筑电气设备与智能化系统的集成,使建筑电气设备除了具备传统建筑电气设备的一般功能外,更重要的是使得建筑电气设备内置了智能化控制系统,并具备开放式现场总线的接口,成为真正的智能建筑电气设备。这种集成优化给系统带来的好处,首先是建设过程简化。在采用了这种集成优化的方法后,只要完成了建筑电气设备的安装,也就完成了智能建筑电气设备的管理系统的安装,不需要在施工现场二次安装传感器、执行机构、控制器等,只需要将网络接通即可进行集中管理,从而有效降低了系统的造价。
更重要的是,由于智能化系统和建筑电气系统是由同一标准设置的,并采用建筑电气总包方式完成,因此,自控系统对建筑电气设备的运行需求和工作程序以及对建筑电气系统的管理和控制等方面符合设备的运行要求,使建筑电气设备的运行始终保持在最优化的状态。
如下图,进行集成化优化后的建筑电气设备示意图。
图二集成化的建筑电气设备
4.智能建筑电气设备集成化建设分析
要使智能建筑有较高的智能化水平和投资效率,对智能建筑做整体的规划设计和对建设过程的全面综合管理是非常重要的。传统的智能建筑由于各专业和各子系统分步建设,存在着质量难以控制、协调难、周期长、浪费大等问题。新型的智能建筑的集成优化规划和建设方式,打破了各自为政的建设方式,将整个建筑的各个机电系统和智能化系统视为一个大系统进行全面的规划设计,并对系统的建设进行全面综合管理。这种建设方式在各系统安装工程管理、进度协调、管线综合管理、工作面协调等方面具有很大的优势,大大减少了协调的工作量、工作周期和工作中的浪费,使工程可以顺利进行。
5.智能建筑电气设备优化节能技术分析
根据有关统计,精确控制温度所带来的电能的节约在总能耗的18%以上,如果再加以优化运行方式以及对照明、电梯等系统的自动控制,由此所带来的能源的节约将是一个十分可观的数字。我国是一个人均资源相对缺乏的国家,通过这种方式,不仅会给国家和用户带来较大的利益,同时也为智能化建筑电气产业领域带来更好的发展空间。
四.结束语
通过智能建筑电气设备优化集成,将会开拓建设智能建筑的一个崭新途径,所带来的效率提高是显而易见的,我国是一个人均资源相对缺乏的国家,通过这种方式,可以更好地实现资源节能,将给国家、广大的户带来较大的利益,同时为我们智能建筑电气产业领域的企业带来历史发展的新机遇。
参考文献:
[1]符智军 关于智能建筑电气集成技术的再认识大同职业技术学院学报2005-12-30期刊
[2]路平; 陈赣予 智能建筑电气设备的安装河南省土木建筑学会2008年学术大会论文集2008-06-01中国会议
关键词:节能;供热体制;热力网
中图分类号:TE08 文献标识码:A
引言
步入新世纪以来,我国的经济在不断的发展和提高,一些传统的能源显然已经不能适应飞速发展的高科技洪流,在此期间,涌现了许多了新型的科技能源,引得许多科技设计人员的广泛关注。以前的小区供暖设备,在快速发展的经济的映衬下,已经明显的跟不上时代的脚步,出现这样那样的问题。这就使得科技人员不得不对将新能源作为研究课题来研究。以下结合笔者实际工作经验,对小区采暖的节能措施进行具体分析。
一 小区供暖的不足之处
(一)建筑群自身的保暖性能比较低
由于之前小区的供暖都是传统的模式,而且时间比较长,刚开始的采暖也不集中,集中供暖也是后来才开展的,因此时间并不长。所以技术还不成熟,在许多方面都有漏洞,都需要进一步的完善。因此我们还是在摸索中前进的。一旦进入冬季,我国北方的一些城市其自身的保温隔热性能就非常的差,热量非常容易流失。建筑物的能耗设计根本达不到标准,普通能耗就是发达国家的几倍以上。 对于建筑的热工性能来说,粘土空心砖材料根本就不是最好的选择。而我国的建筑材料基本都是以空心砖为主的 ,这就使得建筑物的保温和隔热性能一再降低,有的热量甚至还可以通过窗户进行流失,因此,热量流失这方面也是达到了发达国家的几倍之多。
(二)热力网的热能损失一再加重
热力站是在我国算是比较大型的工业场所,因此大型设备的更换是个巨大且非常复杂的工程,而且还不节省成本,所以大多数企业都用维修等手段来维持机器的正常运转,但这毕竟还是治标不治本,长此以往下去,机器的慢慢老化仍旧还是企业急需解决的重大问题。若机器设备老化,其自动化和机械化的效率也会随之下降,智能化控制技术也就不能完全的开展使用,导致了专业技术开发的时间变长,而且会使产业化速度变慢及热力供应不能及时准确的发挥其原有的功效。 热力电网由于建设时间比较长而且年久失修,很多地下工程失水、补水情况严重,网管的保温工作和防水系统也没有做到位,造成了大量的热能流失。地下水源污染严重,使得管道腐蚀度加重,导致了小渗漏和跑温的现象仍然存在。
(三)热源的消耗度偏高
热源通常都是来自于秸秆、煤碳等的燃烧,不仅造成了空气不同程度的污染,而且也损耗了煤炭等不可再生的资源,很不环保。目前,我国比较常用的是供暖方式是燃气供暖,但其燃烧的成本相当之高。所以,由于我国目前锅炉的性能有限,热效率的利用一直都没有达到最大化,而且也消耗了大量的能源,导致供暖采暖的成本较高。 城市供暖供热缺乏专业、科学的设计和规划,对于热源的分布情况并没有进行实际的考察,导致了热源建成后分布不均,供热不足,浪费现象严重的情况。
二 采暖节能的具体措施
(一)减少盲目性与随意性区域规划
争取建设联片区域的锅炉房,提高布局的科学性、整体性;同时要求锅炉房应该尽量与负荷中心靠近,以便热力管线的引出。同时确保室外管网布置的经济性与介理性。
(二)改造锅炉设备,提高其造型的科学性
首先,尽量保障锅炉容量的适应性。大容量的锅炉既能提高热效率,也可以减少建设的空间,同时又降低了用电量。其次,要对鼓引风机、循环水泵等辅助设备做好基本验算,提高其与锅炉的整体配套性。当前,伊春市节能小区新欣小区选用3台360x 10kcal/h热水锅炉,供热而积为18.37万m,平均每吨供热而积约为1.02万m,而我们普通的小区每吨供热而积一般只达到5000 m或更少这是很大的差别
(三)加强采暖系统的运行管理
用微机设备、仪表等设备对采暖系统进行优化,实现锅炉运行的自动化管理。另外,在系统运行过程中,应确保炉膛负压,锅炉产热量以及供回水压力、温度等数据要自动显示,同时要对系统中的补水,排气,燃烧等进行自动化调节。对于司炉工作人员,必须做好岗前培训,提高其的专业操作技能,熟练新设备的操作。
(四)管网设计应予以重视
官网设计要进行严格的水力计算,确保网路水力平衡,以保证整个系统冷热分布均匀。根据水力计算和水压图选择适合的入口装置,用它来实现各用户之间的流量、阻力平衡,同时应做好保温性能,尽量减少和避免热煤在输送过程中的热损失,从而提高了热量的流失率。
(五)根据小区的实际情况,实行节能措施
在设计施工中根据该小区的实际情况采取切实可行的节能措施。建筑物的墙体、门窗、屋顶等维护结构都应采用新型节能保温材料,使其热工指标达到节能标准。
三 节能技术的优势
(一)新能源的种类繁多
太阳能供热技术是如今比较流行的的能源技术之一,对于这种可再生能源来说,它不仅是是取之不尽的,而且也是人们非常值得研究的新能源。 我国的太阳能资源非常的丰富,只要能把它充分的利用到采暖供热当中来,那么效果是非常可观的。热泵供热技术主要是依靠发电。他利用海水、河水和废水转化为可用的高位热能,从而达到节约能源的目的。低温核供热技术是利用核能的新能源 。 核能是全球各国都致力要研究的能源,其投入费用比较低廉,且发热性能是非常之高的。地热能供热主要利用的是地球内部蕴藏的巨大热能 。 它的热量非常巨大,不需要任何燃料而且省去了燃料运输和燃烧的费用,又降低了环境污染。垃圾焚烧供热是利用将工业和生活垃圾焚烧而产生的热量 ,从而获得热量,不仅获得了客观的经济效益,还保护了效益。
(二)建设专业科学的热力网系统
热力网节能是建设供热采暖系统的重要关节,它不仅是热力网的核心部分,也是我们重点改造的对象。 首先要了解整个城市的水文特征和建筑布局,做好热力网的建筑设计规划。须从各方面综合的考虑,然后制定符合整个城市的热力网建设系统。 热力网应采用节能环保的建设方针,采用成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术,将热网主要干线分布在热力集中的地区,选择保温性好,符合标准的管道。将传统的热力网控制和现在的专业技术结合起来,实现科学自动化的管理模式。提高整个供热采暖技术人员的管理水平,安排他们参与整个施工中,确保整个热力网正常运行。 最后要提高热网的设施和材料的节能水平,使用保温性能较好的聚胺酣保温材料。 在各个调节点要安装调节性能优良的自力式流量控制器,使得管路符合用户的要求,以便解决供热中局部过热,分布不均的问题。
(三)完善了工程外保温系统
因为外墙直接与空气相连,所以就对于外保温系统的可靠、耐久性提出了更高的要求。 我们首先要确保外保温系统与基层墙体应牢靠的固定。城市的老建筑群居多,他们都是经过了多年的风吹日晒,墙体多多少少都会出现脱落现象。 因此,对于保温材料有效的与基层进行有效的粘结是十分重要的。 在保板这个环节既要选择符合国家有关法律规定的材料,也要采用现在能阻燃性聚苯板,它不仅有较低的吸水性,还有较小的导热性和抗腐蚀性,从而对于建筑起到了很好的保护作用。在外饰面层涂料时,通常采用保温层而且轻质多孔材料,在粘合时要有很好的保护措施,防止保护层脱落伤人。
参考文献
[1]王大伟.浅谈小区采暖节能途径[J].黑龙江科技信息,2012,26:248.
关键词:建筑电气 供配电线路设计 节能设计 线路损耗 接地设计
Abstract: China is a relative resources scarcity, is in the development of the country's population, energy consumption is rapidly increasing, the energy crisis is around the corner, as the major energy consumers of building energy consumption has become endanger the sustainable development of a major problem. So in building electrical design should be focused on energy conservation.
Keywords: building electrical distribution circuit design for energy saving design line loss grounding design
前言
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
电能作为当今社会最主要的能源之一,随着工业用电和生活用电的迅猛增加,供不应求的局面日益显现,供需矛盾越来越突出。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针,节约电能是每一位电气设计人员必须认真考虑的问题。事实上,随着社会的发展、人民生活水平的提高,整个社会的用电需求量直线上升,建筑电气能耗在建筑能耗中占有相当大的比例。所以,建筑电气的节能设计就显得尤为重要,如何降低损耗、高效利用,如何将节能技术合理应用到工程项目当中,也就成为建筑电气设计的焦点。
电气节能的途径很多,主要从供配电系统、用电设备及智能控制等方面节能。
一、建筑电气设计节能的基本原则
(1)应满足建筑物的功能;
(2)节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地增加运行费用:
(3)节能的着眼点,应是节省无为损耗能量。
(4)节能无谓消耗的能量。节能的着眼点应是节省无谓消耗的能量。
如变压器的功率损耗、电能传输线路上的有功损耗.都是无用的能量损耗:又如量大面广的照明容量.宜采用先进的调光技术、控制
技术使其能耗降低。
二、线路上的电能损耗分析及措施
2.1线路损耗分析
由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生
有功功率损耗。
其公式为:P=3I2pR
试中Ip----相电流
R----线路电阻
若芯线温度是70°C的铜芯线每公里电阻R’=0.44 ,则R=0.1×0.44=0.044 。故在该线路上的有功损耗为:
p=3×151.522×0.044≈3030.50 W≈3 kW
从上面的计算可以看出,线路上的功率损耗相当于每2 m的线路上安装了一个60 w的灯泡(3000÷(100÷2)=60)。
在一个大的工程中,如一个高档住宅小区、新建的工厂厂区等,线路纵横交错,线路总长度动辙数万米,线路上的总有功功率损耗是不容忽视的,减少线路上的能耗必须引起足够的重视。
2.2减少线路损耗措施
线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减少线路
电阻R:
R=p×L/S
式中.P为电导率;L为导线长度;S为导线截面积。因此减少线路的损耗应从以下几方面人手:
(1) 选用电导率P较小的材质做导线。铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。
(2)配电室或配电箱应位于负荷中心,减少配电导线长度L,以减少来回线路上的电能损失。
(3)增大线缆截面S。①对于比较长的线路,在满足载流量、动热稳定、保护配合和电压损失等条件下,可根据情况再加大一级线缆截面。假定加大线缆截面所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限,若回收年限为几个月或一、二年,则应加大一级导线截面。一般来说,当线缆截面小于70 mm2,线路长度超过100 m时,增加一级线缆截面可达到经济合理的节能效果。②合理调剂季节性负荷、充分利用供电线路。
(4)合理选择线路路径以减小导线长度. 变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心,以缩短线路供电距离,减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过200 m,当建筑物每层面积不少于10000 m2时,至少要设2个变配电所,以减少干线的长度。
三、接地系统
在任何的建筑电气设计中,接地系统都相当关键。因其不仅关系到供电系统的可靠性,也关系到用电的安全性。
建筑电器中应选用工作接地。为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的接地叫工作接地。主要是指变压器中性点直接或经消弧线圈接地及中性线(N线)接地,实验楼设有专用变压器或低压电网进户处应设置此类接地。应注意的是N线必须采用铜芯绝缘线并有足够的截面积,接地电阻R小于等于4欧姆。并保持恒定.配电中的等电位接线端不能外露,一般设在电气柜内,且不能与其它接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接。
四、合理设计供配电系统及线路
4.1合理计算负载,保证三相负载平衡
由于三相负载的不平衡,往往会造成中性线电位偏移,使单相电压出现较大的偏差,使电器不能正常的工作,这个问题是电气设计过程中必须考虑的重要环节。
4.2采用分路供电及控制,区分负载性质
建筑内负载电器比较多,且各种负载对电源及接地要求各不相同,设计时应着重考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等非线性负荷,产生的谐波会影响电气设备的正常工作,因此,计算机房的供电,应设计独立的供电系统,并且在回路中加设交流不间断电源,以防意外停电对设备造成严重的影响。建筑楼内应设置专门的配电室,实现对上述电路的集中控制,配电室位置应设置在靠近用电量大的区域,以减少线路的电能损耗。
4.3 保护元件的选用
由于楼内各室负荷大小不一,仪器设备承载能力不同,所需的保护要求业不一样,为了起可靠的保护,需要采用上下级的电气保护系统.即在配电窒、各搂层、各室均装设保护元件。如果在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室,因负载大,电流大,当发生大电流短路时,空气开关分断能力往往不够,必须采用熔断器才能可靠分断。而一般情况下只需在各室装设带漏电保护的空气开关即可,发生脱扣时,一般人员即可恢复。
4.4 布线合理,避免相互干扰
建筑楼内有多种布线系统,包括有供电线路布线系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、通信自动化系统、闭路电视系统等。在这里面有些是强电系统,有些是弱电系统,而弱电线路容易受强电线路的电磁干扰,造成信号模糊、噪声大,甚至不能正确使用。
在供配电系统的设计中,积极采取上述各项技术措施,就可有效减少线路上的电能损耗,达到线路节能的目的。
结束语
建筑电气的节能潜力很大,理性设计的思维方式和科学程序的
把握,工程设计中应精心考虑,采用各种措施节约电能,来提高绿色建筑环境效益,同时应满足科学性、经济性的要求。并且要求关注建筑的全寿命周期,从建筑全寿命周期的思路出发来进行设计。我们需要认真予以考虑,并切实进行实施的,争取使我国建筑能耗下降。由于我国属于典型的冬冷夏热气候,采暖、空调能耗都很高,这些决定了我国建筑能耗基数大。因此,在建筑节能技术上的微小改进,节约的能源总量都是十分可观的。尤其与发达国家相比,在技术上我国处于相对落后状态,这更决定了我国的建筑节能工作潜力很大。只要我
们能够科学规划,努力研究,认真实施,我国的建筑节能工作就一定能取得很大的成绩,以达到节能和缓解我国能源紧张的局面。
参考文献
【1】刘昌明.建筑供配电系统安装[M].北京:机械工业出版社,
2007.
【2】吴九龙 建筑配电线路电气设计节能措施―城市建设2010
论文摘要:我国已经计划建设的智能电网给通信技术、节能技术和制造技术的发展以及相关技术的融合带来了革命性的推动力。智能电网对电力需求侧管理提出了更高的目标。结合当前我国电力消费现状,分析了智能电网中智能电表如何适应并促进电力需求侧管理工作。通过电力需求侧管理技术的实施,进一步降低高峰负荷增长,提高用电效率,最大限度节约资源,减少排放,促进国民经济发展,保证国家能源安全,建设能源节约型社会,保证我国经济增长的持续性和高速性。
随着我国经济持续高速增长,工业用电和居民生活用电都呈现快速增长趋势,虽然国家投入巨资新建发电厂和改造电网,仍然不能满足电力消费需要,每年都季节性地出现大面积电荒现象,且有愈演愈烈之势。其原因在于,经济繁荣带动用电负荷快速增长,用电峰谷差不断增大,用电设备电能利用率较低;电价水平不合理,造成不合理用电;发电资源单一,发电量易受煤炭供需价格影响等。解决此问题,不能单纯增加电源规模,必须解决发供用环节中的相关问题,特别是要搞好电力需求侧管理工作,尤其是智能电表的推广使用,从而协调开发和消耗、利用和损耗的关系,使发电、输变电、供电和用电协调发展,才能根本解决电力供求矛盾。电力系统的智能化是一场革命,是解决当前电力系统出现的严重供求矛盾,影响经济发展的必然选择,同时也是国民经济和科学技术发展到一定程度下电力系统的必然归宿,这给电力需求侧管理创造了难得的跨越式发展机遇。
一、智能电网
1.智能电网的出现
人类自从进入工业生产,就大量消耗着有限的自然资源。能源供应已经成为国家经济发展的命脉,能源安全关系到国家利益。为了保持经济稳定、长期、快速发展,延长能源使用时间,既要积极探索减少能源消耗的方法,又要努力开发多种形式的新型能源并将之与传统能源进行整合,统一配置使用,摒弃高消耗低利用的能源使用模式,[1]保证国家能源安全,电力系统的智能化就成为必然的选择。
2.智能电网的特点
智能电网是将当前最先进的电网技术、通信技术和控制技术结合,建立高度集成的、高速双向通信网络的、供用双方互动的、智能控制和决策支持的先进电力系统。智能电网将实现电网安全可靠、经济高效、环境友好的目标,它把各种不同发电资源进行智能配置,电网根据负荷实时变化自动进行经济调度,协助用户合理科学用电,最大限度平抑高峰负荷,提高电力系统稳定性,极大地减少了发电资源的消耗。
二、智能电表的功能特点
智能电表是现代电子技术和数据处理技术发展的产物,采用大规模的集成电路来实现电能计量及数据处理功能,[2]因其强大且具扩展性,一表多能,迅速取代老一代电能计量产品,体现出了强大的生命力。
1.多级分时计量
虽然机械式电表也能实现分时计量,但受制于结构,不能实现多级数的分时计量,无法体现电能在不同供需条件下所具有的价值,智能电表可以实现多级甚至数十级的分时计量,不仅如此,所设定的分时时段还可重新调整,高度智能化的智能电表通过与控制计算机相连接的通信网络,甚至可以实现多表同步远方调整。这一特点为我国扩大实施分时电价范围提供了计量仪表保证。
2.保护功能
首先,智能电表的全电子式结构和多级权限管理阻止了通过电表本身窃电,如篡改数据、改变结构等,它自动检测并记录电表以外发生的窃电事件,如单独计量反向电量并显示,且与正向电量叠加;结合功率因数对无功功率进行正确计量;显示电表接线的相量图等等。智能电表大大提高了窃电的技术门槛,常见的窃电方式将不复存在。
其次,可以在用户处实现简易的继电保护功能。如失压报警、过载报警,漏电保护、短路保护和过载保护与智能电表集成,将简化线路结构,减少了安装检修的工作量,还能实现超功率自动断电的负荷控制功能,可设置功率限额,超过此限额电表将跳闸停电。
3.抄表简单或免抄表
由于抄表工作量大,存在各种人为疏漏因素,采用智能电表将有效解决这个问题。如预付费电表先购买电量再使用,预购电量用完电表将自动断电,很好地解决了欠缴电费的问题,也将抄表这个程序完全免除掉,节约了大量的人力成本,避免了可能出现的抄表差错。如果智能电表具有数据交互功能,在远方即可进行抄表,只要在控制计算机上预置抄表时间则到时就可自动完成抄表任务,且多表可同时进行,抄表花费时间短、精度高。
4.缴费方便
预付费电表通过IC卡进行电表电量数据以及预购电费数据的传输,通过继电器自动实现欠费跳闸,免除了抄表问题,缴费转变为购买电费卡。电费卡可在专门网点销售,也可在街头小店买到,还可以实现网上充值和缴费,这就大大方便了人们缴纳电费。
5.数据采集和显示
机械式电表只有记录用电量的能力,智能电表大大扩展了与用电相关的数据量。智能电表与机械式电表最大的区别在于具有存储、处理、反馈大量用电信息(包括数据)的能力,对电力需求侧管理来说这正是迫切需要的。通过这些信息,管理部门可以了解负荷变动情况,了解不同负荷的用电结构以及逐年变化趋势,为电网调度和经济运行提供了原始资料。
智能电表具有显示屏,可以显示大量信息,除基本的用电量外,可显示诸如电压、电流、功率因数、分时电价数据等等运行参数,还可显示电表本身相关数据,如硬件故障信息、时钟、程序错误等。
三、智能电表对电力需求侧管理的促进作用
传统电力需求侧管理通过采取各种激励措施,直接或间接引导用户改变用电方式和用电习惯,提高用电设备的使用效率。传统电力需求侧管理缺乏可控的硬件设施,对于用户的节能意识主要进行宣传教育等虚幻手段,分时电价未全面实行,并不能真正达到用户自觉节电的目的,智能电表的出现将革命性地改变这个现状。
1.智能电表更新了需求侧管理设备
我国现存的主要电能计量方式主要还是普通的感应式电度表,受制于其结构特点,功能单一,基本上只能计量所用总电量,不能提供更多的用电信息,无法满足目前不断变化的计量需要,用户对需求侧管理被动而盲目,无法体现电能使用者的自主作用。智能电表的普及是推进需求侧管理实施的重要手段,可以解决传统需求侧管理实施中存在的诸多问题。
智能电表配合智能电器和智能电气设备则可以提供给用户更多的用电信息,协助用户合理避峰用电,提高用户侧的用电效率,与用户建立的双向实时通信系统也使用户参与需求侧管理变得更加直观和方便,用户节约用电、避峰用电的积极性将极大提高。
随着微电子技术、通信技术和控制技术的飞速发展,智能电表将由简单智能朝着复杂智能方向发展,这些不同智能水平的智能电表可以满足不同场合对智能电表的需要。智能电表的使用将使电力系统在需求侧的管理和控制智能化变得可能。
智能电表的使用不仅使用户自觉加入到需求侧管理中来,促进了智能电器的生产和使用,也直接推动了相关技术的进一步发展,使得用电更加自动化、合理化和科学化。
2.智能电表提高了用电管理部门的管理水平
用电管理不仅要与设备打交道,还要与人打交道。传统电力需求侧管理着重于大电力客户的管理,由于小客户特别是数量庞大的居民用户,需求侧管理基本没有可以实施的具体办法,供电公司与小用户几乎没有接触的可能,更谈不上有什么管理了。随着国民经济快速发展以及城镇化步伐加快,居民用电量在逐年递增,其在总用电量中占的比重越来越大,对于这部分用户的管理必须要纳入到需求侧管理的范畴中来。目前,许多城市正在开展智能电表的更换工作,这给需求侧管理提供了提高管理水平的良好契机。
以前对小用户缺乏管理,主要还是现实原因造成的,例如小用户数量多,每一户用电量较少,大量使用的机械式电表功能单一,缺乏负荷调节手段,所以需求侧管理工作重点主要放在综合负荷的管理上,并未深入到具体的用户个体,然而,整体是由个体组成的,所以,对于综合负荷的管理离不开个体负荷的管理,智能电表弥补了以前缺乏管理手段的缺陷,可以把需求侧管理工作做得更细更广。智能电表的推广应用使需求侧管理工作变得更加现代化、无纸化和智能化,不仅改变了工作模式,而且大大提高了效率,控制更加精确。
3.智能电表提高了需求侧管理实施的效果
常规需求侧管理实施手段有引导手段、经济手段、技术手段和行政手段,智能电网建设下的需求侧管理实施手段中的行政手段将弱化。
除积极宣传节能知识、推广节能技术外,智能电表在需求侧管理中带来的使人们减少电费支出,间接实现电力生产和供应的低能耗、减排和高效利用的巨大优势,将引导用户主观上对低能耗生产和生活的重新认识,引导用户主动参与,改善以往主要由政府或供电公司推动的需求侧管理,有利于形成全民参与的需求侧管理工作。[3]
智能电表的出现将帮助用户直观了解其用电的合理性,广泛实施的多级分时电价政策促使用户自觉减少电能浪费,提高利用率。智能电表在技术上加快了高效节能设备的推广和应用,研制、选用新型节能电器积极性提高,主动淘汰高能耗设备的生产和使用,积极进行设备改造,提高设备效率。
智能电表弱化了需求侧管理的行政手段,充分发挥市场本身的作用,按照市场自身规律运行。智能电网下的需求侧管理充分体现了自愿和主动原则,在宏观调控的大框架下,需求侧管理活力不断增强,使需求侧管理的实施由过去的政府主导自然过渡到市场机制下。[4]
4.智能电表推进了需求侧管理法律法规建设
与西方发达国家相比,我国的需求侧管理相关法律法规尚不健全,乘着智能电网建设的东风,制订符合智能电网要求的需求侧管理法律法规将变得现实而急迫,智能电表则大大加快了这一进程。智能电网把需求侧管理的重要性前所未有地呈现在公众面前,随着智能电网建设的步伐加快,与之相关的需求侧管理相关法律法规建设也需同步进行,智能电网的出现导致需求侧管理手段发生了革命性的变化,智能电网建设的初衷是否得以实现,一定程度上需求侧管理实施的好坏起到很大作用。[5]
四、智能电表应用中要面对的问题
大范围普及安装使用智能电表,投入资金较大,智能电表本身功耗高,复杂的结构给排除故障带来了困难,智能电表使用寿命相对较短,另外,与智能电表配套的通信设备、控制设备也需要较大投入。应该相信,这些问题将会在智能电网建设中被逐步解决,不会成为智能电网建设的阻碍。
五、结束语
国内外的经验充分说明,电源建设与需求侧管理同等重要。电源是开源,需求侧管理是节流,加强需求侧管理有利于节约能源,有利于环境保护,有利于合理用电,应坚持开发与节约并重、电源建设与需求侧管理并举。功能强大的智能电表的开发和使用将做到用电智能化、管理信息化、决策先进化、控制自动化。通过对电力需求侧管理机制的不断完善和实施能力的不断提高,在政府、发供电公司、用户的共同参与下,使有限的电力能源发挥出最大的经济和社会效益,加快节约型社会建设的步伐,必将实现我国经济可持续发展的目标。
参考文献:
[1]赵晓丽,张素芳.国内外电力需求侧管理措施对比研究[J].电力需求侧管理,2005,(5).
[2]张省.国外电力需求侧管理经验[J].农电管理,2008,(3).
[3]刘升,邱向京,等.多措并举缓解电力供需紧张矛盾[J].电力需求侧管理,2005,(7).