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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心 節(jié)能減排 熱管散熱 ECO模式 模塊化數(shù)據(jù)中心
中圖分類號:TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)12(b)-0125-02
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center,IDC)是一種擁有完善的設(shè)備(包括高速IP接入、超強的網(wǎng)絡(luò)安全、安全可靠的機房環(huán)境等)、專業(yè)化的管理和應(yīng)用級服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺。與傳統(tǒng)電信機房相比,其主要特點是服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備眾多且集中,需要大量的集中供電。數(shù)據(jù)顯示,2009年我國通信行業(yè)年電耗量已達(dá)290億kWh 以上,而空調(diào)耗電則達(dá)100億kWh以上,通信行業(yè)成為未來節(jié)能減排的重要行業(yè)。
數(shù)據(jù)中心能耗主要集中在服務(wù)器設(shè)備、制冷設(shè)備方面,空調(diào)用電占機房總用電量的30~50%。數(shù)據(jù)中心的高能耗不僅帶來運營成本的急劇攀升,而且產(chǎn)生沉重的碳排量負(fù)擔(dān)[1-2]。如何利用各種管理、技術(shù)措施降低數(shù)據(jù)中心的能耗,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
該文針對目前普遍存在的數(shù)據(jù)中心高密度機房能耗過高問題,結(jié)合數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排技術(shù),分別從服務(wù)器設(shè)備節(jié)能、空調(diào)設(shè)備節(jié)能、電源設(shè)備節(jié)能等方面進行研究[3],以達(dá)到機房建設(shè)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目的,同時提高運營商的IT運維水平,以支撐網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的快速增長。
1 服務(wù)器節(jié)能技術(shù)
目前,服務(wù)器節(jié)能技術(shù)方案包括服務(wù)器芯片及配件節(jié)能、基礎(chǔ)架構(gòu)級節(jié)能和系統(tǒng)級節(jié)能。服務(wù)器芯片級節(jié)能技術(shù)主要包括CPU功耗控制、CPU頻率調(diào)整、芯片級冷卻技術(shù)和專用低功耗部件等?;A(chǔ)架構(gòu)級節(jié)能主要包括存儲制冷、高效率電源、水冷及液態(tài)金屬制冷機柜和智能溫控風(fēng)扇等。在系統(tǒng)級節(jié)能的技術(shù)中,可以基于負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)狀態(tài)、實施部分節(jié)點或者部件的休眠,根據(jù)各進程能耗的不同對CPU任務(wù)隊列進行調(diào)整,根據(jù)能耗進行進程及作業(yè)級遷移等。
Performance Level和PowerCap(功耗封頂)是服務(wù)器節(jié)能方案經(jīng)常采用的節(jié)能技術(shù),其中Performance Level通過設(shè)置系統(tǒng)的性能級別,控制CPU的工作狀態(tài),從而實現(xiàn)服務(wù)器節(jié)能,該技術(shù)無需布置BMC網(wǎng),實施相對簡單,技術(shù)適用性極高,能夠有效對所有x86服務(wù)器進行節(jié)電。PowerCap是服務(wù)器BMC(Baseboard Management Controller,基板管理控制器)卡提供的一個功能,通過設(shè)置該服務(wù)器最高的能耗值來限定整機的功耗,該技術(shù)可控制度高且靈活,控制程度更精細(xì),數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度達(dá)到100%。在實際應(yīng)用中,服務(wù)器節(jié)電采用何種控制方式,取決于服務(wù)器本身條件。
通過在不同操作系統(tǒng)下針對不同廠家、不同類型的服務(wù)器進行實際節(jié)能測試,采用Performance Level節(jié)能技術(shù),服務(wù)器平均可節(jié)約功耗87W/h,平均節(jié)電比例為16.17%。采用PowerCap節(jié)能技術(shù),服務(wù)器平均可節(jié)約功耗64W/h;平均可節(jié)電比例14%。
2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
傳統(tǒng)的機房空調(diào)節(jié)能主要包括采用變頻技術(shù)、提高冷水機組運行效率、采用節(jié)能環(huán)保型制冷劑、充分利用自然冷源(室外新風(fēng))等方式[6]。如前所述,服務(wù)器是空調(diào)或新風(fēng)系統(tǒng)最終服務(wù)的對象,其發(fā)熱量降低能夠減少空調(diào)及新風(fēng)的能耗需求。基于此,該文提出一種基于服務(wù)器散熱系統(tǒng)定制化的空調(diào)節(jié)能技術(shù)[7],通過有效減少服務(wù)器散發(fā)到數(shù)據(jù)中心的發(fā)熱量,達(dá)到提升數(shù)據(jù)中心環(huán)境溫度和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排的目的。
(1)熱管水冷散熱系統(tǒng)。
該方案將熱管技術(shù)應(yīng)用在服務(wù)器散熱系統(tǒng),充分利用熱管的高效導(dǎo)熱性能,將服務(wù)器內(nèi)部器件產(chǎn)生的熱量傳遞到冷水板,在冷水板中與流動的冷水進行換熱,最后由冷水板中的冷水將熱量排出數(shù)據(jù)中心。本方案可以有效消除服務(wù)器的熱島效應(yīng),降低數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的制冷壓力。同時,通過與冷卻塔免費供冷、室外新風(fēng)量冷卻等技術(shù)有機結(jié)合,能夠充分利用室外自然冷源,從而到達(dá)到空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的目的。
熱管水冷散熱系統(tǒng)應(yīng)用方案如圖1所示,整套系統(tǒng)包括熱管固定板、熱管、水冷板和管道等。其中,水冷板裝配在服務(wù)器機架外,這樣既可以利用冷卻水高效的冷卻性能,又可以使冷卻水不進入服務(wù)器機架,保證服務(wù)器運行的安全性。
經(jīng)過實際測試,當(dāng)數(shù)據(jù)環(huán)境溫度為25℃、水冷板進水溫度為25℃、水冷板進水流量為0.5L/min時,與采用風(fēng)扇散熱的服務(wù)器相比,兩個CPU溫度最高分別降低38℃和31℃。當(dāng)水溫從25℃提高至30℃時,CPU溫度分別提高了5℃和4℃,但仍比傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱系統(tǒng)的服務(wù)器CPU溫度要低很多。
服務(wù)器工作溫度降低,能夠有效消除熱島效應(yīng),數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷的壓力也大大降低,按照空調(diào)機組蒸發(fā)溫度每提高 1℃,機組節(jié)能2%計算,空調(diào)系統(tǒng)能夠達(dá)到不錯的節(jié)能效果。
(2)冷卻塔免費供冷。
冷卻塔免費供冷技術(shù)是室外自然冷源的一種利用方式。在高溫季節(jié)時,冷卻塔可以用來制備冷水機組的冷卻水;當(dāng)室外空氣溫度降低、滿足免費供冷要求的時,可以關(guān)閉冷水機組,通過閥門調(diào)節(jié)讓冷卻塔直接制備冷水送入服務(wù)器水冷板,對熱管蒸發(fā)端進行制冷。一般地,按照冷卻塔工藝與冷卻效果,冷卻塔的出水溫度比室外空氣的濕球溫度高3℃,即還存在比室外空氣的干球溫度更低的可能,同時考慮水冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果優(yōu)于風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng),因此,冷卻塔免費供冷技術(shù)有較高的節(jié)能效果。
(3)新風(fēng)冷卻系統(tǒng)。
服務(wù)器散熱系統(tǒng)中熱管主要偏重于將服務(wù)器CPU產(chǎn)生的熱量以及少部分其他部件產(chǎn)生的熱量帶走,因此,在高溫季節(jié),數(shù)據(jù)中心仍需開啟機房空調(diào)來保持較低的環(huán)境溫度。而在冷季或者過渡季節(jié),當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)機房溫度時,理論上即可將室外較低溫度的新風(fēng)送至室內(nèi),帶走室內(nèi)負(fù)荷后再由排風(fēng)機排出機房。此時,可以考慮將機房空調(diào)直接關(guān)閉,盡最大量地利用自然免費冷源,從而達(dá)到節(jié)能的目的。新風(fēng)的直接引入會對機房環(huán)境造成影響,在做新風(fēng)直接引入系統(tǒng)的同時需要考慮機房溫度、濕度、潔凈度等問題。
3 服務(wù)器電源系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中供電系統(tǒng)構(gòu)架一般是由市電、變配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組系統(tǒng)、樓層配電系統(tǒng)、交流不間斷電源系統(tǒng)、交流列頭柜和設(shè)備機架電源組成[8]。該文在不改變傳統(tǒng)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對數(shù)據(jù)中心的UPS主機運行模式進行調(diào)整,將傳統(tǒng)UPS的雙變換在線工作模式更改為ECO經(jīng)濟運行模式。綠色休眠在線UPS技術(shù)(ECO模式)是在市電正常情況下通過靜態(tài)旁路給負(fù)載供電,只有在市電斷電情況下才切換到電池逆變模式,通過減少UPS主機整流濾波和逆變環(huán)節(jié)來實現(xiàn)電源系統(tǒng)的節(jié)能減排,其技術(shù)應(yīng)用方案如圖2所示,與傳統(tǒng)雙變換在線式UPS系統(tǒng)相比,綠色休眠在線UPS系統(tǒng)節(jié)能效果突出。
運行效率高:現(xiàn)有UPS主機采用ECO運行模式,UPS主機效率在98%以上,且UPS主機的運行效率與UPS主機負(fù)載率無關(guān)。
可靠性高:市電停電時,由蓄電池組通過逆變器為IT設(shè)備提供電源,逆變器切換時間小于10ms。
電源質(zhì)量:靜態(tài)旁路正常供電時UPS輸入、輸出電源質(zhì)量包括:電流、電壓、頻率等均滿足服務(wù)器電源模塊輸入要求。
目前,UPS主機ECO運行模式能夠在市電正常時,由UPS主機旁路為IT設(shè)備提供交流電。但是,為了保證市電斷電時轉(zhuǎn)換開關(guān)切換時間滿足IT設(shè)備需求,UPS主機整流濾波電路和逆變器電路需要時刻處于待機狀態(tài),因此存在電能損耗問題。
4 單元模塊化建設(shè)方案
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的模塊化建設(shè)是近年來一個非常熱門的話題。在新型綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面,可以采用單元模塊化建設(shè)方案。按照最初的定義,模塊化數(shù)據(jù)中心(Modular Data Center,MDC)把整個數(shù)據(jù)中心場地分為若干獨立區(qū)域,各區(qū)域的規(guī)模、功率負(fù)載、配置等均按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計,數(shù)據(jù)中心的擴展隨著業(yè)務(wù)需求的不斷增加由一個模塊擴展到另一個模塊[9]。隨著集裝箱數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn),MDC也用來描述集裝箱數(shù)據(jù)中心。然而,目前國內(nèi)的地理環(huán)境不具備部署集裝箱的條件,因此,越來越多的客戶開始嘗試采用開放式機架構(gòu)成模塊化模組,將送風(fēng)單元、配電單元與機柜整合后構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的模塊化數(shù)據(jù)中心模組,按照業(yè)務(wù)需求進行分階段部署。
數(shù)據(jù)中心采用模塊化建設(shè),可以大大提高數(shù)據(jù)中心的可用性、靈活性以及降低成本,其中降低成本方面包括降低初始投資成本、降低非能源的運營成本和降低能源成本。就節(jié)能減排而言,數(shù)據(jù)中心采用模塊化建設(shè)方案,可以按照現(xiàn)有的IT需求規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施,并根據(jù)IT需求的增長添加新的組件,這種方式使用戶只需為所需的設(shè)備提供配電和制冷,因此節(jié)約的電力成本非常可觀。此外,模塊化UPS設(shè)計使得UPS的容量與負(fù)載需求更為匹配,從而提高了UPS的工作效率并減少了實現(xiàn)冗余所需的UPS模塊的容量。
在該文提出的空調(diào)節(jié)能方案中,由于熱管散熱系統(tǒng)集成在服務(wù)器機架上,制冷模塊里主要包含冷卻水系統(tǒng)。為保證水冷系統(tǒng)的長期有效安全運行,在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中,冷卻水可以采用二級換熱冷卻技術(shù),即水冷板中的冷卻水采用閉式水循環(huán)系統(tǒng),以保證循環(huán)水的水質(zhì)來保證水冷板的換熱效果。在冷卻水的另一端通過加設(shè)板式換熱器,來與冷卻塔中的冷卻水進行“水-水”換熱。
5 結(jié)語
該文針對數(shù)據(jù)中心能耗過高的問題,分別從服務(wù)器設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、電源設(shè)備和模塊化數(shù)據(jù)中心建設(shè)等方面進行了節(jié)能性方案研究,并綜合考慮服務(wù)器與空調(diào)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的聯(lián)動效果,提出一種基于服務(wù)器散熱系統(tǒng)定制化的空調(diào)節(jié)能技術(shù)和綠色休眠在線UPS技術(shù),通過實測表明,提出的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)良好的節(jié)能效果。隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量的迅速增長和規(guī)模的急劇擴大,節(jié)能減排仍是未來數(shù)據(jù)中心的主要研究方向。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】船舶柴油機 節(jié)能減排技術(shù) 發(fā)展 思考
隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,船舶運輸業(yè)迎來了大發(fā)展的時代。與傳統(tǒng)的蒸汽機相比,船舶所裝載的柴油機以其自身效率高、能耗低以及大功率的優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用。但是,由于船舶柴油機的污染隨著應(yīng)用范圍的擴大而對環(huán)境的破壞愈加嚴(yán)重,與國家提出的“節(jié)能減排,推動經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展”的理念嚴(yán)重不符。因此,開展船舶柴油機的節(jié)能減排技術(shù)研究就具有十分現(xiàn)實的意義。因此,本文著重對新形勢下如何改進船舶柴油機節(jié)能減排技術(shù)的相關(guān)問題進行研究與探討。
1 尾氣排放控制技術(shù)分析
根據(jù)有關(guān)資料顯示,船舶柴油機的在運轉(zhuǎn)過程中燃燒是比較充分的,其廢氣中的一氧化碳與碳?xì)浠衔锸潜容^少的,其主要的有害物質(zhì)主要為PM、SOx,因此,針對船舶柴油機尾氣的處理技術(shù)主要是對PM以及SOx的控制。
1.1 關(guān)于PM的排放控制分析
對PM的研究發(fā)現(xiàn),PM作為船舶柴油機的主要成分,對人體的傷害也是比較大的。當(dāng)下,針對此污染物主要采取在柴油機運行過程中進行控制之外,采用機外凈化處理控制與其相結(jié)合的處理技術(shù)。在機內(nèi)控制方面主要提高油品質(zhì)量,減少次品油的使用次數(shù)。而在機外則普遍采取微粒捕集器進行技術(shù)上的處理。微粒捕集器采用在排氣系統(tǒng)上之后,通過利用氧化器以及燃燒器等設(shè)備的應(yīng)用,對PM進行降解處理,可以有效使PM的含量降低。不過,捕集器的使用會導(dǎo)致船舶柴油機的排氣背壓提高,從而造成功率下降。另外,還需要使用微粒捕集器再生技術(shù)對沉積在自身上的微粒進行處理。
1.2 關(guān)于SOx的控制排放技術(shù)
SOx的排放中,關(guān)鍵一點在于燃油中的硫含量。在船舶柴油機運轉(zhuǎn)過程中,燃油中的硫幾乎都能被充分燃燒,從而形成二氧化硫以及三氧化硫。對于硫的處理,一般包括使用天然氣以及生物燃料,這些燃料中硫的含量是比較低的。另外,也可以采取SOx的后處理技術(shù)。其中,后處理技術(shù)中,主要包括以下部分:濕法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫硫技術(shù)以及干法脫硫技術(shù)。而在船舶柴油機系統(tǒng)中,對SOx的處理使用的是海水洗滌系統(tǒng)。海水中含有大量的CO32-和HCO31,海水的洗滌系統(tǒng)利用這兩種化學(xué)元素將氣體排出在海水中,從而使這兩種化合物與SOx產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到清除的效果。此種方法費用是相對比較低廉的,并且排出的物質(zhì)對于海水也沒有污染,不會造二次污染。
2 共軌燃油噴射技術(shù)
通常,為了使燃料能夠在船舶柴油機中進行充分的燃燒,也為了更好地節(jié)省燃料,對于噴入燃燒室的燃油量進行控制是柴油機節(jié)能減排技術(shù)改進的重要工作內(nèi)容。電控共軌噴射技術(shù),最近一些年來得到了較為廣泛地應(yīng)用。其與傳統(tǒng)燃油噴射系統(tǒng)相比較,在外觀結(jié)構(gòu)上都有很大的不同。其中,對于凸輪軸以及高壓油泵采取了簡化處理,從而進一步使得電子伺服調(diào)速器也得到簡化。另外,其還對燃油泵齒條進行了處理。電控共軌噴射技術(shù)重要的一點在于采用了共軌技術(shù),在實際運轉(zhuǎn)中,只需要使用兩個或者是三個齒輪進行共用驅(qū)動高壓油泵,另外由兩個齒輪驅(qū)動伺服油泵。
電控共軌噴射技術(shù)的工作原理為,通過電控單元的控制,將高壓油泵所產(chǎn)生的高壓,使燃油通過公共油管之后再進入到高壓油管。然后再通過噴射器的作用,使燃油到達(dá)燃燒室內(nèi)進行充分燃燒。在電控共軌系統(tǒng)中,還需要運用到傳感器系統(tǒng),以檢測發(fā)動機的實時運轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此,通過對電控共軌噴射技術(shù)的應(yīng)用能夠有效減少對燃油的使用,從而起到降低污染物的作用。
3 對燃?xì)饪扇蓟旌蠚夤?jié)能技術(shù)分析
在船舶柴油機的運轉(zhuǎn)過程中,對于換氣質(zhì)量要有著良好的保障。例如,及時進行排氣管道的清潔,加強對進氣壓力以及溫度上的控制,并對進排氣進行調(diào)整,確保定時的準(zhǔn)確性。同時,保證氣缸中有著良好的熱狀態(tài),進而檢查壓縮終點的壓力、冷卻狀態(tài)以及活塞環(huán)工況。同時,對噴油的質(zhì)量進行嚴(yán)格要求,對油品進行嚴(yán)格檢查以及進行妥善處理,實現(xiàn)良好的燃燒室清潔。最后,對冷卻空間的水垢進行清潔。
4 新型替代清潔燃料技術(shù)分析
當(dāng)下,清潔能源已經(jīng)被廣泛運用到多領(lǐng)域中,其中常見的如植物油、氫、醇類燃料以及天然氣等二次能源。其中,這些燃料與傳統(tǒng)化石能源有著巨大的優(yōu)勢,其開采范圍廣、資源豐富,更重要的是能夠有效降低對環(huán)境的污染。
當(dāng)前,在船舶柴油機的類型中,應(yīng)用比較廣泛的有雙燃料發(fā)動機、生物燃料發(fā)動機以及氣體燃料發(fā)動機。本文主要針對雙燃料發(fā)動機進行分析。
與傳統(tǒng)船舶柴油機相比較,雙燃料發(fā)動機可以在柴油與液化天然氣之間進行切換使用?;旌先剂系氖褂脴O大降低了污染物的排放,具備了一定的靈活性,同時也保證了柴油機的輸出功率。2014年,由我國某公司牽頭承研的ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機概念設(shè)計,在經(jīng)過多種程序驗證下,通過了專家組評審,標(biāo)志著我國在自主研發(fā)道路又前進了重要一步。ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機開發(fā)項目在過往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,借鑒國外先進的技術(shù),以產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的模式,開展對雙燃料發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)的深入研究。ACD320雙燃料/天然氣發(fā)動機樣機開發(fā)項目在突破高效燃燒系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究等共性關(guān)鍵技術(shù)方面,逐步形成雙燃料發(fā)動機自主研發(fā)能力,進而縮小與國外在大功率雙燃料發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)方面的差距,實現(xiàn)我國雙燃料/天然氣發(fā)動機研究史上的突破。
5 結(jié)語
隨著社會對節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)的日漸重視,船舶運輸業(yè)作為能源消耗的大戶,必須船舶柴油機進行改革,以促進節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn),以減少對環(huán)境的污染,實現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】化工行業(yè) 節(jié)能減排 新技術(shù) 清潔生產(chǎn)
當(dāng)前,隨著社會的發(fā)展和進步,越來越多的人認(rèn)識到節(jié)約資源、保護環(huán)境的重要性。國家的“十二五”規(guī)劃綱要指出:“十二五”期間要大力開發(fā)和積極推廣低碳技術(shù),節(jié)能減排工作不斷深入,“十二五”末高耗能產(chǎn)品單耗達(dá)到國際先進水平,能耗在“十一五”末的基礎(chǔ)上再下降10%,主要產(chǎn)品實現(xiàn)清潔生產(chǎn),主要污染物排放總量在“十一五”末的基礎(chǔ)上再下降10%。進一步提高高耗能、高排放和產(chǎn)能過剩行業(yè)準(zhǔn)入門檻。這就意味著當(dāng)前高污染、高耗能的化工行業(yè)的節(jié)能減排進程必須加快。
1 我國化工行業(yè)節(jié)能現(xiàn)狀的分析
化工行業(yè)主要是從事化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)和開發(fā)的能源工業(yè)以及基礎(chǔ)原材料工業(yè)?;ば袠I(yè)是我國國民經(jīng)濟體系中的一個重要部門,它對經(jīng)濟發(fā)展、國防事業(yè)以及人們的社會生活都發(fā)揮著極其重要的作用。改革開放以來,我國的石油化工產(chǎn)業(yè)取得了巨大的成就。但是由于化學(xué)工業(yè)本身的缺點和局限,導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中排放的污染物種類多、數(shù)量大、毒性高,嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人類的身體健康。
當(dāng)前,由于在節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)上的滯后,導(dǎo)致我國化工行業(yè)節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)水平落后,也使得化工行業(yè)生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染現(xiàn)狀持續(xù)得不到緩解。從而導(dǎo)致我國化工行業(yè)的能耗量始終排在全國工業(yè)領(lǐng)域的前列。而化工行業(yè)的廢水排放量甚至長期高居全國工業(yè)領(lǐng)域的第1位。2008年,全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)排放工業(yè)廢水43.82億噸,工業(yè)廢氣4.04萬億立方米,產(chǎn)生工業(yè)固體廢棄物1.71億噸,分別占全國工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)“三廢”排放總量的20.2%、10.0%和9.6%,分別位居第1位、第4位、第6位。此外,化工行業(yè)排放的主要污染物COD62.4萬噸,氨氮化合物11.7萬噸,二氧化硫185.1萬噸,煙(粉)塵112.2萬噸,排放量均位居全國工業(yè)部門前列。如此嚴(yán)峻的節(jié)能環(huán)保形勢加重了化工行業(yè)節(jié)能減排的責(zé)任和任務(wù)。
2 節(jié)能減排新技術(shù)的探究
2.1 發(fā)展化工行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式
所謂的循環(huán)經(jīng)濟就是在物質(zhì)的循環(huán)、再生、利用的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟。是一種建立在資源回收和循環(huán)再利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟發(fā)展模式。循環(huán)經(jīng)濟的理念就是打造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈模式,即從循環(huán)經(jīng)濟的減量化、再使用、再循環(huán)的3R原則入手,推動化工行業(yè)生產(chǎn)的廢物循環(huán)再利用,從而降低廢物產(chǎn)出率。而隨著循環(huán)經(jīng)濟理論被越來越多的企業(yè)接受和認(rèn)可,一些石油化工企業(yè)開始嘗試在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟模式上的探索,也取得了一些效果,如重慶市在2009年已初步形成以建峰化工為代表的天然氣―合成氨―尿素―胺類衍生物、以川維廠為代表的天然氣―乙炔―醋酸乙烯―聚乙烯醇―維尼綸纖維和精細(xì)化工產(chǎn)品等四大化工產(chǎn)業(yè)鏈。事實證明,通過建立循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈模式來減少化工行業(yè)的廢物產(chǎn)出和能源的再利用,不僅可以推動化工行業(yè)的節(jié)能減排,也對資源再生項目產(chǎn)生了巨大的影響。
2.2 采用新型節(jié)能減排技術(shù)―空氣冷卻器
空氣冷卻器廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工塔頂蒸氣的冷凝工業(yè)中,在長時間的實際應(yīng)用中,空氣冷卻器已經(jīng)得到了化工行業(yè)小范圍的認(rèn)可,在節(jié)能環(huán)保方面也取得了一定的成果??墒菑恼麄€化工行業(yè)來看,空氣冷卻器節(jié)能技術(shù)還沒有得到大范圍的推廣和使用。從實際來看,空氣冷卻器有很多的優(yōu)點,它可以節(jié)省大量工業(yè)用水,減少環(huán)境污染,降低基建費用。特別在缺水地區(qū),以空冷代替水冷,可以緩和水源不足的矛盾。如此看來,空氣冷卻器在節(jié)能方面產(chǎn)生的作用是巨大的,因而這項技術(shù)應(yīng)該在化工行業(yè)得到大范圍的推廣。
2.3 采用節(jié)能型生產(chǎn)工藝
采用節(jié)能型的生產(chǎn)工藝就是要盡可能的降低化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)能耗量。而要降低產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗量就要切實改造和提升化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技能。改造化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技能,要加強對生產(chǎn)工藝的節(jié)能環(huán)保的重視,強化生產(chǎn)工藝的連續(xù)性和持久性,避免在生產(chǎn)工藝過程中的間斷,以導(dǎo)致對能源資源的浪費。特別要降低在化工生產(chǎn)過程中裝置的加熱或制冷等狀態(tài)轉(zhuǎn)化中能源的消耗。
2.4 采用生物質(zhì)基節(jié)能技術(shù)
隨著社會的發(fā)展,資源枯竭問題也越來越受到人們的重視?;て髽I(yè)要謀求長遠(yuǎn)發(fā)展,就必須開發(fā)新能源,生物質(zhì)資源是一種數(shù)量可觀的環(huán)保型可再生資源。同時,生物資源與化石資源從生產(chǎn)轉(zhuǎn)化上來看,有一定的共性,是可以兼容發(fā)展的。因而,生物質(zhì)資源的發(fā)展?jié)撃苁蔷薮蟮?。目前世界各國都在加大對生物質(zhì)資源研發(fā)的力度。當(dāng)前研發(fā)出的生物質(zhì)資源是普遍采用熱化學(xué)的方法來對生物質(zhì)資源進行處理。在處理過程中,將其加工轉(zhuǎn)化為一定的中間物質(zhì),然后再將中間轉(zhuǎn)化物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)基產(chǎn)品。同時,在工藝生產(chǎn)的過程中,還可以利用生產(chǎn)過程中的高溫余熱來發(fā)電,實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
2.5 有效利用余能資源
化工產(chǎn)業(yè)的余能資源是指某一熱工藝系統(tǒng)排出的未被利用的能量。余能資源可以分為余熱資源和余壓資源兩類。即在生產(chǎn)過程中一部分熱能通過散熱或者廢物等中間媒介排放或者散失到外部環(huán)境中,是一種可回收利用的能源資源。而目前我國對這種余能資源的回收利用率還比較低。隨著科技的不斷發(fā)展,采用先進的科學(xué)技術(shù)來對化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中的余能資源進行有效的回收和再利用,特別要加強對冷卻水排放中的余能資源的回收利用的技術(shù)研發(fā),從而最大限度地達(dá)到降低能耗、節(jié)能減排的目的。
2.6 推行清潔生產(chǎn)
加快推行化工行業(yè)的清潔生產(chǎn),從生產(chǎn)源頭和工藝生產(chǎn)的全過程中控制污染物的產(chǎn)生和排放,降低資源的消耗。清潔生產(chǎn)的核心理念是“節(jié)約能源、降低消耗、減少污染、增加效益”。它改變過去的先生產(chǎn)、后治理的后期治理的生產(chǎn)方式,而是采用從源頭和工藝生產(chǎn)全過程的控制式的預(yù)防為主、防治結(jié)合的生產(chǎn)方式,幫助化工企業(yè)走出生產(chǎn)誤區(qū),形成清潔的工藝生產(chǎn)模式。而推行清潔生產(chǎn)的工藝模式,從根本上來說,還是要著力解決關(guān)于清潔生產(chǎn)的技術(shù)問題。它關(guān)系到化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中各個方面的內(nèi)容,包括對工藝生產(chǎn)流程的把握、生產(chǎn)材料的選擇、廢物循環(huán)利用的方式和途徑的選擇等。要細(xì)化各個環(huán)節(jié),串聯(lián)各個工藝生產(chǎn)部門,實現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)工藝生產(chǎn)的清潔化,以此達(dá)到降低能耗、減少污染和擴大經(jīng)濟效益的目的。
3 結(jié)語
目前我國的化工行業(yè)仍然面臨高耗能、高污染、以及節(jié)能環(huán)保效果不明顯的困境。所以,對于化工行業(yè)來說,尋求一條適應(yīng)綠色發(fā)展的高效環(huán)保之路,就顯得尤為重要。樹立發(fā)展低碳經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟的戰(zhàn)略眼光,多采用節(jié)能環(huán)保的新技術(shù),優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)資源的利用率,增強化工能源資源的回收再利用,加強對工藝生產(chǎn)過程的控制,充分發(fā)揮化工行業(yè)在節(jié)能環(huán)保上的發(fā)展?jié)摿Γ瑢崿F(xiàn)我國化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]節(jié)能減排 綠色環(huán)保 自動控制單片機系統(tǒng) 高效新型 簡單實用
中圖分類號:S210.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0166-01
1、研制背景與目的
當(dāng)今賴以生存的地球環(huán)境遭到人們的破壞,生活環(huán)境日益惡劣,空氣污染、土地沙漠化、霧霾、溫室效應(yīng)等,嚴(yán)重威脅人類的生命安全,人們希望擁有良好的空氣品質(zhì),大量種植樹木可以緩解此種種跡象。以往傳統(tǒng)的種樹效率比較低,種樹能力有限,適合種樹的時間短,利用有限的時間實現(xiàn)高效率的種植正是此新型種樹機的目的,并且以太陽能發(fā)電系統(tǒng),由蓄電池儲存、供給電力,實現(xiàn)自給自足的能源電力系統(tǒng),無污染、無排放,利用單片機系統(tǒng)控制種樹機,完成挖坑、栽樹、圍土、夯實、澆水各項動作,達(dá)到高效節(jié)能綠色環(huán)保的目的。
2、構(gòu)造分析
2.1 挖坑裝置
以直流電動機為動力來源,蓄電池提供電力,螺旋環(huán)狀尺片附著在軸桿下部,軸桿采用螺紋軸桿,選用連接適當(dāng)具有螺紋的管筒與軸桿相嚙合,從而實現(xiàn)軸桿能上下螺旋移動,軸桿上部與直流電動機連接,電機高速旋轉(zhuǎn),帶動軸桿以及螺旋環(huán)狀尺片上下移動而實現(xiàn)挖坑目的,達(dá)到一定深度,供給電機反向電流,實現(xiàn)軸桿的上移。詳見圖1,圖2。
2.2 栽樹圍土機構(gòu)
由托板及夾持裝置固定樹木位置,主軸電機帶動主軸旋轉(zhuǎn)1800,托板由小型減速電動機帶動偏心輪裝置移開托板,樹木落至坑中,夾持裝置固定樹木的豎直狀態(tài),防止偏斜。圍土結(jié)構(gòu)是由四片鋁片組合成菱形結(jié)構(gòu),由減速電機組合偏心輪帶動機器前方兩片鋁片合攏,反復(fù)進行,由于挖坑裝置是在圍土結(jié)構(gòu)內(nèi)完成,挖出的土壤,基本落在圍土結(jié)構(gòu)內(nèi)部,鋁片合攏恰能把土壤收進坑中,由此以來完成對樹木的圍土操作,簡單快捷,結(jié)構(gòu)簡單,實用性強。詳見圖1.圖2.
2.3 夯實澆水裝置
夯實結(jié)構(gòu)由廢舊重型實體金屬裝置,呈環(huán)狀開口狀,開口和樹木的直徑大小合一,便于夯實結(jié)構(gòu)從樹木中間拉出。驅(qū)動裝置由一個低速電動機帶動偏心輪,偏心輪直徑恰和夯實結(jié)構(gòu)所能到達(dá)的最高和最低位置高度一致,偏心輪驅(qū)動夯實結(jié)構(gòu)上下移動完成對樹木周圍土壤的夯實動作。后夯實機構(gòu)達(dá)到最高位置。此夯實結(jié)構(gòu)簡單,實用性強,材料費用低,借以達(dá)到廢物再利用,節(jié)能環(huán)保的目的。澆水系統(tǒng)由機車上盛水箱、控制擋板、電機、水管組成,控制系統(tǒng)給出信號,電機工作,驅(qū)動擋板,水箱里的水沿水管流到樹旁邊,完成對樹的澆水動作,整個裝置無需新材料,由廢棄材料在加工利用,簡單實用。詳見圖1,圖2.
2.4 單片機控制以及電力系統(tǒng)
整個控制體系由單片機芯片控制,通過對單片機寫入程序,由單片機提供給信號,由蓄電池提供電力,驅(qū)動整個系統(tǒng)中電機轉(zhuǎn)動,完成各個電機先后順序的開啟與關(guān)閉以及運行的時間。由于種樹機是在戶外進行工作,完全可以利用太陽能發(fā)電系統(tǒng),由太陽能板發(fā)電供給蓄電池充電,無需人工進行再充電等操作,現(xiàn)在太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的相當(dāng)成熟,可以加以利用,可見整個系統(tǒng)完成自給自足的工作需求。
3.工作流程以及價值分析
①由單片機控制系統(tǒng)給出信號給出挖坑裝置電機通電,控制電機的運行的時間;
②完成挖坑后,控制系統(tǒng)給挖坑電機接入反向電流完成挖坑裝置的上移,運行完畢;
③控制主軸電機旋轉(zhuǎn)180度;
④控制系統(tǒng)給托板電機接入電流,運行合適的時間;
⑤控制系統(tǒng)給圍土電機接入電流,運行合適的時間后已達(dá)到鋁片開口達(dá)到最大,控制系統(tǒng)給車底圍土電機接入電流把圍土機構(gòu)拉進車身底部;
⑥控制系統(tǒng)給夯土結(jié)構(gòu)接入電流完成夯土操作,最后夯土結(jié)構(gòu)達(dá)到最高;
⑦控制系統(tǒng)給澆水電機接入電流,拉開擋板一段時間,后封閉出水口,完成澆水操作;
⑧控制系統(tǒng)給機車驅(qū)動電機接入電流,驅(qū)動機車,各裝置恢復(fù)原位置,進行下一作。
此種樹機改變了以往的種樹模式,由人工、半機械化向自動化、全機械化發(fā)展,運行效率高,環(huán)保無污染,不浪費能源,實現(xiàn)了零消耗、零排放的效果,符合節(jié)能減排,綠色環(huán)保的目的。
4.創(chuàng)新點及發(fā)展前景
⑴利用單片機控制整個系統(tǒng),實行全部自動控制,并且可以實現(xiàn)等距離種樹以及大小不同樹木的種植;
⑵在以往的機器中新加入澆水系統(tǒng),提高了所種樹木的成活率;
⑶利用太陽能發(fā)電給整個系統(tǒng)供電能,充分利用自然清潔能源,實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的目的;
⑷新式圍土與夯實結(jié)構(gòu),打破傳統(tǒng)觀念,實現(xiàn)機械化、新型化的特點;
⑸整個系統(tǒng)高效,結(jié)構(gòu)簡單,造價低,可實用強,安全性能高,可維護性高,維修方便快捷,符合現(xiàn)代人們對機械化的要求。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】通信行業(yè) 節(jié)能減排 減排機制 分析管理機 設(shè)計研究
節(jié)能減排是一項有利于全人類進步與發(fā)展的系統(tǒng)化工作,隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展信息技術(shù)的不斷提高,通信產(chǎn)業(yè)的能耗問題也日益凸顯出來。通信規(guī)模不斷的擴張導(dǎo)致我國通信網(wǎng)絡(luò)、動力設(shè)備、制冷系統(tǒng)及機房、基站等配套的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量成倍的增長,使能源消耗幅度不斷增加,這就要求我們重視在通信行業(yè)中的節(jié)能減排工作。
1 節(jié)能減排的思想研究
根據(jù)我國目前的通信行業(yè)狀況分析不難得出,節(jié)能減排工作應(yīng)該從以下幾個方面進行。首先要從網(wǎng)絡(luò)運營方面進行節(jié)能減排,對機房維度、業(yè)務(wù)維度等方面進行能耗現(xiàn)狀的分析,樹立節(jié)能減排的目標(biāo)和思路。其次要從采購、辦公等方面進行能耗現(xiàn)狀的分析,樹立綜合管理節(jié)能減排目標(biāo)和思路。最后要從營銷及服務(wù)方面入手,分析電子渠道、渠道用房、信息化服務(wù)等方面的能耗現(xiàn)狀,樹立營銷及服務(wù)的節(jié)能減排目標(biāo)和思路。
2 節(jié)能減排的方法措施
2.1 通信網(wǎng)絡(luò)措施
我國通信設(shè)備的耗電量大,局點設(shè)備容量小,單位能能耗較高。我們要運用新科學(xué)技術(shù)對其進行改造,采用能耗較低的設(shè)備。工作中應(yīng)該常檢查原有的設(shè)備,對能耗高的設(shè)備進行退網(wǎng)與更換。對現(xiàn)有的設(shè)備進行整合,使其的工作效率得到提高,同時也要根據(jù)基地的地理條件采用不同的設(shè)備,已達(dá)到最好的節(jié)能減排效果。
2.2 基站主設(shè)備措施
對現(xiàn)有的基站設(shè)備,可以采用載頻智能關(guān)斷技術(shù)。當(dāng)基站的話務(wù)量下降時,基站通過軟件自動控制,關(guān)閉部分沒有負(fù)載的收發(fā)信單元,從而達(dá)到節(jié)電的目的。利用待機模式控制無線設(shè)備,控制整個載頻模塊,從而達(dá)到降低能耗的目的。此技術(shù)重點適用于郊區(qū)、農(nóng)村及相對偏遠(yuǎn)的地區(qū),通過斷電技術(shù)來延長設(shè)備的工作壽命。
2.3 通信機房措施
通信機房的節(jié)能減排與機房的通風(fēng)措施的好壞是分不開的,但是許多通信機房特別是早期建設(shè)的機房能耗大,需要進行整改,目前通風(fēng)技術(shù)主要為以下三種:
2.3.1 精確送風(fēng)技術(shù)
我們可以把精確送風(fēng)分為兩大類,即下進風(fēng)和上進風(fēng)方式,上進風(fēng)方式指的是在機柜的頂部開一個可調(diào)節(jié)風(fēng)量的進風(fēng)口,充分保證其冷氣不流失走,下進風(fēng)工作原理與上進風(fēng)相似,只不過進風(fēng)口是設(shè)置在機柜的底部,將地板下的冷空氣輸送到機柜中。精確的送風(fēng)方式有助于通過送風(fēng)技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能減排。
2.3.2 熱交換節(jié)能技術(shù)
熱交換技術(shù)(heat exchange)指的是由于溫差而引起的兩個物體或同一物體各部分之間的熱量傳遞過程。因此在通風(fēng)措施中需要有兩套獨立的循環(huán)風(fēng)道組成,室外冷空氣經(jīng)過管道進入室內(nèi),與室內(nèi)的熱空氣進行熱量交換,以此來達(dá)到降溫的效果。
2.3.3 智能通風(fēng)節(jié)能技術(shù)
智能通風(fēng)系統(tǒng)會根據(jù)室內(nèi)溫度的高低分布規(guī)律來控制室內(nèi)的溫度,利用對流的空氣排出室內(nèi)的熱空氣,降低室溫。這種技術(shù)對室外空氣潔凈度有較高的要求。
2.4 基礎(chǔ)配套措施
運用基站的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備消耗情況的采集,根據(jù)能源供給的狀況對基站進行遠(yuǎn)程控制,加強電能結(jié)算的時效性,降低成本,提高通信設(shè)備的工作效率。
2.5 開關(guān)電源模塊休眠措施
開管電源模塊休眠是一種采用整流模塊對冗余配置進行控制的技術(shù),開關(guān)電源的系統(tǒng)是以基站的負(fù)載大小為原則進行配置的,休眠狀態(tài)的模塊數(shù)量可以根據(jù)負(fù)載變化而變化。隨著開啟模塊的數(shù)量增加,進入休眠狀態(tài)的模塊數(shù)越少,節(jié)電量和節(jié)電率也在不斷增加,但是因系統(tǒng)無效能耗引起總輸入功率的提高。
模塊休眠可以減少各個模塊的工作時間,減少模塊故障率保障設(shè)備的使用壽命,降低能耗,一高企業(yè)的投資效益。
2.6 太陽能及風(fēng)光互補措施
利用自然資源減少電力資源的消耗,夏季太陽輻射強,冬季風(fēng)力強,合理利用太陽能和風(fēng)能等自然資源,完善發(fā)電設(shè)備的供電系統(tǒng),在太陽能充足的地方使用風(fēng)光互補的模式,達(dá)到利用太陽能和風(fēng)、光能滿足供電的需求,從而使節(jié)能減排落到實處。
3 節(jié)能管理的方法措施研究
要使電信行業(yè)的節(jié)能減排落到實處必須要建立健全相關(guān)的法律保障制度,讓節(jié)能減排做到有章可循,同時也要安排有關(guān)工作人員對其進行嚴(yán)格管理,堅決做到精細(xì)化用電,相關(guān)技術(shù)人員也要時刻準(zhǔn)備對工作設(shè)備進行維護、搶修,這就要求相關(guān)工作單位集中采購維修材料,保證維修質(zhì)量,科學(xué)配置,可以降低采購成本和因臨時準(zhǔn)備器械零件而產(chǎn)生的額外費用做到有問題及時維護。實行設(shè)備回收計劃,運用先進的科技滿足通信行業(yè)的需求,提高回收利用率。合理運用創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù),從根本上達(dá)到節(jié)能減排的目的。
4 結(jié)束語
全球能源持續(xù)緊張,積極推進通信行業(yè)的節(jié)能減排不僅僅是降低自身的運營成本,更是在相應(yīng)國家的號召。隨著我國通信行業(yè)的飛速發(fā)展,不斷涌現(xiàn)出的新業(yè)務(wù)新技術(shù)帶來能耗也在不斷增加,如何在滿足通信業(yè)綠色需求的同時,減少資源消耗,走可持續(xù)發(fā)展的道路是每個企業(yè)都要關(guān)注的問題,節(jié)能減排也是每個企業(yè)需要自覺承擔(dān)的責(zé)任。通過科技的不斷進步,相信在今后的通信業(yè)會得到更好的發(fā)展。
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從經(jīng)濟效益的角度來看,軟包裝印刷干燥本身所需的能耗為溶劑的汽化潛熱,按傳統(tǒng)印刷方式的溶劑使用量計算,每個色組的理論加熱功率只需5~10kW,而實際加熱功率往往高達(dá)30~72kW,甚至更高。軟包裝印刷干燥所需的能耗成本占整個產(chǎn)品成本的2%~5%,而傳統(tǒng)印刷企業(yè)的利潤大約也只能維持在這個水平,因此,如果能使軟包裝印刷干燥能耗成本降低一半,也就意味著軟包裝印刷企業(yè)的利潤會翻番。
從社會人文的角度來看,當(dāng)前大氣污染異常嚴(yán)重,為此,2012年12月,環(huán)保部、發(fā)改委、財政部三部委《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》,其中有4處提到了“包裝印刷”;2013年9月12日,國務(wù)院正式《大氣污染防治行動計劃》,重點提出“推進揮發(fā)性有機物(VOC)污染治理”、“強化節(jié)能環(huán)保指標(biāo)約束,提高節(jié)能環(huán)保準(zhǔn)入門檻”、“發(fā)揮市場機制調(diào)節(jié)作用”。因此,采取更為先進的節(jié)能降耗技術(shù)非常必要,這將直接關(guān)系到民生。
下面,筆者就介紹幾種節(jié)能降耗新技術(shù)在軟包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用,希望能給同行踐行綠色生產(chǎn)帶來啟發(fā)。
能效換熱器
1.工作原理
能效換熱器一般由管殼、吸液芯以及端蓋組成,吸液芯內(nèi)部被抽成負(fù)壓狀態(tài),充入適當(dāng)?shù)墓ぷ饕后w,這種工作液體沸點低且易揮發(fā)。其工作原理(如圖1)是利用蒸發(fā)制冷,當(dāng)蒸發(fā)端受熱時,吸液芯中的工作液體迅速蒸發(fā),蒸氣在微小的壓力差下流向冷凝端,且釋放出熱量,重新凝結(jié)成液體,液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)端,如此循環(huán)反復(fù),熱量由一端傳至另一端。這種循環(huán)是快速進行的,以保證熱量被源源不斷地傳導(dǎo)開來。
2.應(yīng)用效果
圖2為能效換熱器的聯(lián)機應(yīng)用,在軟包裝印刷、復(fù)合生產(chǎn)的整個干燥過程中,能效換熱器有著極其重要的作用。而且,在不同的季節(jié),能效換熱器的應(yīng)用效果也有所不同:春秋季使用能效換熱器后,可節(jié)能40%左右;夏季(加熱溫度和室溫溫差最?。┦褂媚苄Q熱器后,可節(jié)能30%左右;冬季(加熱溫度和室溫溫差最大)使用能效換熱器后,可節(jié)能60%左右。
LEL全自動干燥循環(huán)系統(tǒng)
1.工作原理
LEL全自動干燥循環(huán)系統(tǒng)的工作原理如圖3所示。新鮮空氣通過風(fēng)機從平衡風(fēng)門吸入,經(jīng)加熱器加熱之后,吹入烘箱,對承印材料進行干燥,然后空氣與有機廢氣的混合氣體由上排風(fēng)管道和下排風(fēng)管道排出。下排風(fēng)管道排出的混合氣體可以通過風(fēng)門C直接進入主排風(fēng)管道,而由上排風(fēng)管道排出的混合氣體需要經(jīng)過LEL檢測儀進行檢測,如果檢測到的有機廢氣濃度超過最低爆炸極限,那么風(fēng)門B會由最小打開量逐漸打開,風(fēng)門A則由最大打開量逐漸關(guān)閉(要求風(fēng)門B排出的風(fēng)量和進入風(fēng)門A的風(fēng)量的總和始終等于上排風(fēng)管道風(fēng)嘴出來的風(fēng)量),此時平衡風(fēng)門打開,吸入新鮮空氣,有機廢氣濃度降低,風(fēng)門A朝著打開量大的方向轉(zhuǎn)動,風(fēng)門B則朝著打開量小的方向轉(zhuǎn)動,直到有機廢氣濃度再次達(dá)到最低爆炸極限時,循環(huán)以上過程。在開始調(diào)節(jié)平衡風(fēng)門時,風(fēng)門C、風(fēng)門B均處于完全關(guān)閉狀態(tài),風(fēng)門A處于完全打開狀態(tài)。調(diào)節(jié)完畢,風(fēng)門C處于完全打開狀態(tài),風(fēng)門B的打開量應(yīng)滿足最大殘留溶劑量的要求,風(fēng)門A和風(fēng)門B保證隨動。
2.應(yīng)用效果
使用L E L全自動干燥循環(huán)系統(tǒng)后,可節(jié)能30%~45%,減少40%~50%有機廢氣排放量,響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號召。最為重要的是,有機廢氣排放量的減少是建立在有機廢氣濃縮基礎(chǔ)上的,這為后期有機廢氣的回收奠定了基礎(chǔ)。
熱泵供熱技術(shù)
1.工作原理
近年來,一種新興的節(jié)能技術(shù)開始應(yīng)用于軟包裝行業(yè),即熱泵供熱技術(shù)。印刷干燥專用熱泵機組主要由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥4部分組成,工作原理如圖4所示,熱泵機組工作時,制冷劑經(jīng)壓縮機加壓成為高溫高壓氣體,進入冷凝器后,制冷劑冷凝液化放熱,將空氣加熱并用于印刷干燥,隨后液態(tài)制冷劑流過節(jié)流閥變成低溫低壓液體,低溫低壓液體則在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱變成低溫低壓氣體,低溫低壓氣體再經(jīng)壓縮機加壓成為高溫高壓氣體,如此循環(huán)反復(fù),實現(xiàn)循環(huán)供熱。
2.應(yīng)用效果
熱泵分為空氣能、水源、地源和復(fù)合熱泵,均是按逆卡諾循環(huán)原理工作的。其中,空氣能熱泵能將輸入的電能按約1∶2.5的轉(zhuǎn)換比轉(zhuǎn)換為熱能,其他熱泵則能將輸入的電能按約1∶4的轉(zhuǎn)換比轉(zhuǎn)換為熱能。從能效轉(zhuǎn)換層面來講,雖然水源、地源和復(fù)合熱泵更具優(yōu)勢,但由于空氣能熱泵不受湖泊、地下水等地質(zhì)條件的限制,應(yīng)用更加便捷,因此是許多軟包裝企業(yè)的首選。
在實際應(yīng)用中,可以采用印刷冷熱聯(lián)供熱泵,在不同的季節(jié)選擇不同的工作模式:夏季系統(tǒng)工作在“制冷+制熱”模式,熱泵機組在制熱的同時,還能額外給車間和辦公室提供大量的冷水用于制冷;冬季系統(tǒng)工作在“熱回收+制熱”模式,高溫?zé)岜没厥张棚L(fēng)熱量,作為干燥熱源。
何小明,53歲,電氣工程師,2006年7月到公司參加3.5米落地式多繩摩擦式提升機直流電氣安裝調(diào)試運行,任天湖礦山電氣主管;2009年技改礦山“無功補償與諧波治理”,節(jié)電效果明顯;2010年到深圳參加礦山電氣節(jié)能減排論壇,并在《新疆經(jīng)濟和信息化》雜志發(fā)表《新疆大明礦山加快節(jié)能減排技術(shù)改造》一文;2011年6月通過人力資源和社會保障部中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心的節(jié)能減排管理經(jīng)理崗位培訓(xùn)考試。
公司自創(chuàng)業(yè)以來,從經(jīng)營思想、管理方式和項目實施等各方面部體現(xiàn)著爭先節(jié)能減排的理念,例如:為客戶創(chuàng)造價值、全要素管理、清潔制造、精益生產(chǎn)、價值流管理、“兩化”融合、創(chuàng)建一級安全標(biāo)準(zhǔn)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(yè)的一名員工,他深深感覺到節(jié)能減排要身體力行、敢于人先。多年來,在企業(yè)一直倡導(dǎo)尊重自然規(guī)律,堅持創(chuàng)造創(chuàng)新,在企業(yè)節(jié)能減排、低碳綠色環(huán)保方面做到了知難而進、率先垂范。
自2006年以來,公司陸續(xù)對新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新的管理模式加強引進,先后開展60~100萬噸選礦節(jié)水項目、二期技改總體工程、主副井控制變壓器數(shù)字穩(wěn)壓改造、高壓電纜熱補修復(fù)再利用、變頻技術(shù)節(jié)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(jié)能方面作出了突出的貢獻(xiàn),企業(yè)也因這些變化與發(fā)展獲得了巨大的收益,產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。充分提高能源利用效率,減輕社會能源消耗負(fù)擔(dān)
天湖礦山現(xiàn)有供配電容量負(fù)荷能力為6300kVA,實際裝機容量負(fù)荷隨著生產(chǎn)規(guī)模的增大達(dá)到10000kVA以上,這種違反常規(guī)設(shè)計的裝機容量大于供電容量的現(xiàn)象正是通過何小明提出的提高能源利用效率、采用節(jié)能節(jié)電設(shè)備、合理調(diào)配設(shè)備的使用等手段才得以實現(xiàn)的。
提高供電網(wǎng)路自然功率因數(shù)
一般礦山用電的自然功率因數(shù)均偏低,“大馬拉小車”的現(xiàn)象較為普遍,這主要是原有的設(shè)計理念選用的富裕系數(shù)較大,再加上礦山生產(chǎn)的粗放模式使得生產(chǎn)效率低,設(shè)備大多數(shù)處于低負(fù)荷運行狀態(tài),導(dǎo)致供電網(wǎng)路的自然功率因數(shù)自然偏低。天湖鐵礦通過何小明提出的有效管理、技術(shù)改造、新技術(shù)引用等建議將電網(wǎng)的自然功率因數(shù)由原先的0.8提高到0.95。
優(yōu)化井下供電系統(tǒng),提高電壓等級
電能傳輸過程中產(chǎn)生能耗,通常占用電量的5%~7%左右。減少傳輸能耗是節(jié)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(yōu)化供電同路
合理設(shè)置變、配電所的位置(如靠近負(fù)荷中心),將迂回供電線路改為直達(dá)線路,以減小傳輸距離;合理選擇供電線路導(dǎo)線截面,以減小傳輸能耗等節(jié)電的基本原理充分進行應(yīng)用,就產(chǎn)生了積少成多的節(jié)能效果。
提高電壓等級、改變原有規(guī)范
輸電能力與電壓是成正比的,當(dāng)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(jié)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(jīng)主副井到水倉變電所再到采區(qū)變電所,經(jīng)井下變壓器以6.3/0.4kV變壓后,供給采礦設(shè)備。正常運行時電壓降為13.45%,啟動時壓降高達(dá)39.6%。改造后,35kV直接下井供電,采礦工作面供電系統(tǒng)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(shè)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(shè)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(shè)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(chǎn)投資和生產(chǎn)成本均有了一定幅度的下降。這種打破行業(yè)用電規(guī)范的成功應(yīng)用,不但樹立了新的行業(yè)設(shè)計規(guī)范,其廣泛應(yīng)用后的節(jié)電成效意義更為重大。
對天湖鐵礦二期工程實施穩(wěn)壓改造
天湖鐵礦二期工程在初期實際運行后發(fā)現(xiàn)變壓器損耗較大,于是將井口變壓器更換為數(shù)字穩(wěn)壓器,便減少了變壓器“大馬拉小車”的自身損耗,實現(xiàn)年節(jié)電44064kWh,同時也提高了提升機控制系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性,并動態(tài)保證了產(chǎn)量不斷提升,產(chǎn)能的正常運行,與此同時將變壓器用于通風(fēng)、井下生產(chǎn)減少投入10萬元。
通過新技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)高壓電纜的熱補修復(fù)
將一期用過的舊35m2鎧裝銅電纜450米熱補修復(fù)后在二期空壓機配電上使用,隨即節(jié)約投入資金6萬元。
利用變頻技術(shù),實現(xiàn)節(jié)電目標(biāo)