时间:2023-07-18 16:27:06
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇节能技术研究,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
球形金属锌粉主要作为富锌涂料,富锌油漆和其他防腐、环保等高性能涂料的关键原料而广泛应用于大型钢铁构件、船舶、航空、集装箱等行业,同时也作为重要原料而广泛应用于冶金、农药、医药、化工、渗镀、催化剂、电子、印染、军工等行业,是一种对国民经济有重要支撑作用的功能性粉体材料。球形锌粉的制备工艺主要有三种,即蒸馏法、熔化喷吹法和电解法。这三种生产工艺都存在能耗高、损耗大的缺点。2010年以来,工业经济市场低落,下行压力持续增大,企业面临的市场竞争也更加激烈,在这种情况下“,能耗”成为评价一个企业综合竞争力的重要指标。近十年来,随着我国工业化进程的加快,煤、电、油、气供应出现持续紧张,节能是世界范围内的研究热点,也是各国工业发展的要求和趋势。通过控制过时的经济增长模式,提高能源的利用率,可实现工业经济的有效增长。国内规模企业制备球形锌粉均采用蒸馏法,主要设备是采用耐火材料构建的卧式或者立式设备。蒸馏法制备球形锌粉的工艺是以焦炭、燃油、煤气或天然气为燃料,使锌锭经过熔融(400~600℃)、蒸发[(1080±20)℃]和冷凝等过程,最终成为超细颗粒。该工艺利用锌的低熔点(419.4℃)、高蒸汽压(沸点温度下约为0.1MPa)特性,在常压下将锌加热至1000℃以上使之气化(锌的沸点为907℃),锌蒸汽被导入与空气隔绝的密闭低温冷凝器内急剧冷凝(温度在240~330℃左右)成为超细锌粉,集尘收集制得的锌粉平均粒径大多在5μm以上,最后利用不同网目的设备将锌粉筛分成不同细度的制品并且移入包装桶。通过该工艺流程可知,在球形锌粉的制备过程中,设备降耗、燃料的充分利用和节约是节能的主要途径。
1球形锌粉制备节能途径研究与技术应用
1.1节能途径分析
国外粉末制备企业或者粉末冶金企业的能源消耗均为产品成本的4%,而我国则为14%左右(或15%~20%),可见我国企业的能源利用率较低,在能源的利用方面浪费现象相当严重,而窑炉是金属粉末制备行业能耗最高的关键设备。根据能量守恒定律、球形锌粉制备原理和其设备特点,节能途径主要有以下几个方面:一是研发和制备新型节能先进炉型,采用新型耐火纤维等优质保温材料控制窑炉散热损失,或采用先进的燃烧装置强化燃烧,减少不完全燃烧,使空燃比趋于合理;二是工艺改进,降低排烟热损失和加强烟气余热利用,提高能源的综合利用率;三是保证设备正常运行,通过采用更先进科学的维护设备和技术,减少用能设备损耗,降低用能设备的维护成本,从而有效地减少企业的能源消耗支出;四是加强节能降耗管理,从制度上进行约束、行为上进行管控,杜绝能源浪费现象[1]。
1.2节能技术研究与应用
一些球形锌粉制备企业对设备进行性能测试和技术改造,提升了熔炼工序的节能空间,取得了良好的节能效果,不仅促进了节能技术和设备的发展,也带动了有色金属粉末行业节能技术的进步。综合国内外粉末制造行业的节能动向,建议企业采取下述节能技术和措施。
1.2.1重视研发和制备新型节能先进炉型
淘汰高能耗的设备,发展新型节能先进炉型。采用新型耐火纤维等优质保温材料,在不增加炉体高度的前提下,加强炉体隔热、延伸炉体长度、降低入口口径和高度、降低炉壁温度,以控制窑炉散热损失;采用先进的燃烧装置强化燃烧,减少不完全燃烧,使空燃比趋于合理;增加导热系数高的弧形板,加强热能的循环并提高其利用率。在球形锌粉制备设备中,经过改造的设备其蒸发室为组合式,蒸发面积减少1/3;同时在熔化池和蒸发池中加入了弧形板(若没有弧形板,锌液上层会发生氧化);每吨锌粉损耗锌资源约35kg;以煤炭或燃气为能源,每吨锌粉耗用煤炭980kg或耗用燃气250m3,能源消耗量较大。在熔化池和蒸发池中增加的弧形板可以吸收热量并可传热、导热至交换室,同时起到隔绝空气、防止锌液氧化等作用,从而将每吨锌粉的锌资源损耗降至10kg左右,同时实现每吨锌粉耗用煤炭450kg(节约率达54.08%)或者耗用燃气210m3。
1.2.2改进制备工艺,提高能源综合利用水平
重视发展感应熔融蒸发技术,特别是热成形感应熔融蒸发技术,提高加热和传热的速率;采用提纯冷凝技术;利用远红外线加热并连续运行,达到能源高效利用的目的。在球形锌粉的制备过程中,如果整个加热过程是通过多次升温和热辐射完成的,由于熔锌池和蒸发室是开放式的,会导致加热时间长、热损高、受热不均匀、热效率低,造成一定的能源浪费。可以通过改进制备工艺,使燃料转化成的热能进入熔化池和蒸发池,控制融化温度、蒸发温度、冷凝温度及冷凝器内循环气体的流动速率,使热能经弧形板进入热交换室,通过热交换室实现废气与空气的热交换,使燃烧室空气温度提升50℃,并使排出烟囱的废气温度由1000℃降至500℃,此举可降低排烟热损失并提高烟气余热利用,从而提高能源的综合利用率。采用传统的高温冷却工艺,热能利用率只有70%左右。如果采用低温旋风冷却工艺先进行降温然后再进行水冷,则热能利用率可达95%,同时电流效率也可由原来的70%左右提高到95%以上。
1.2.3延长制备设备的生命周期,降低能源消耗
利用科学先进的设备维护技术延长设备的使用寿命、减少用能设备损耗、降低用能设备的维护成本,从而有效地减少企业的能源消耗支出。球形锌粉的制备设备中,有的设备生命周期是1个月,有的设备生命周期是6个月,还有的设备生命周期是12个月甚至长达24个月。球形锌粉制备设备由保温材料构建,在开炉前需要烘炉以促使材料的受热系数一致或相近;停炉时需要进行梯度降温,以保证炉体核心部件不受损坏并防止安全事故的发生。开炉前烘炉期间和停炉后保温及梯度降温期间均需要消耗大量的热能,因此延长设备的使用寿命就相当于降低了能源的消耗。设备生命周期的长短有设备本身的原因,也有原材料使用和工艺技术的原因,还与操作方法有较大关系。最初,球形锌粉制备设备由坩埚、冷凝器、耐火材料构成,加热方式是开放式的,对原材料要求不高,生产过程中的热损大、设备使用寿命短;塔式炉是经过改进的设备,为满足除杂提纯的要求,设备高度高、体积大,整个加热过程是通过多次升温和热辐射完成的,加热时间长,热损高,球形锌粉出粉率高、纯度高,设备的使用周期相对延长;目前针对应用最广的涂料用球形锌粉而开发的卧式炉,将熔锌池与蒸发室组合并改造成封闭式结构,可对锌锭进行直接加热,热损低、保温性好、温度高、热效率高。卧式炉的热处理效率是塔式炉的1.5倍,使用寿命长达24个月,这间接提高了能源利用率。
2结语
近年来,富氧闪速熔炼工艺和串联法的采用,使有色金属制备过程中的能耗降低20%~30%。球形锌粉制备过程中的节能途径很多,技术进步是节能的关键因素,也是实现节能降耗的重要途径之一。用技术革新、科技进步、时展的手段更新、淘汰旧的、高能耗的设备;通过改进生产工艺、缩短工艺流程、采用低能耗工艺、重视余热利用,多渠道着手,抓住源头,重视生产过程中每一个环节的节能问题,最终可以达到节能的目的。
我国是一个耗能大国,同时还是一个能源利用率较低的国家,节约能源是一项利国利民的大事。根据国家特种设备主管部门近期的统计和预测显示,我国在用电梯约245万台,每年新增电梯均在15%以上,若在新电梯产品上广泛应用永磁同步电机、制动电能回馈等节能技术,单机可节电约30%左右,全国仅新增电梯一项每年就可节电11.75亿kW/h以上,具有良好的社会效益和经济效益。近年,围绕电梯节能技术创新,很多企业和相关单位投入了大量的人力物力,不但开发出一批具有市场价值的节能技术与产品,而且也确实在积极推动电梯产品及行业的良性发展,巨大的市场空间和良好经济效益让众多的电梯节能技术及时推广应用,也将是推动电梯节能工作的有序快速发展的动力。
1、电梯节能发展现状
有关数据显示,截止2013年10, 我国电梯数量已增至252万台。目前,我国电梯的生产、安装和保有量均居全球第一。其中,约有三分之一的电梯为交流双速、交流调压调速等老旧电梯;节能电梯不足总量的10%。据国家特种设备主管部门近期的统计和预测,今后几年我国电梯增长率还将在15%以上。因此,对电梯实施节能审查和监管,采取有效措施降低能耗,是非常必要的,符合建设资源节约型社会的基本国策,必将取得显著成效。据美国和香港权威机构提供的统计数据显示,电梯耗电要占到大楼总能耗的3~7%;我国电梯的能耗相对来说可能会更高一些,例如国内的VVVF电梯系统中大都采用能耗制动方式,即通过外加制动电阻的方法将电能消耗掉,降低了系统的效率。电梯已成为耗能大户,电梯节能降耗已引起社会各界的关注。电梯行业比以往任何时候都更为努力地为减少电梯的能耗进行探索,通过近几年的研究和开发,一些电梯的节能技术也日趋成熟,特别近年永磁同步驱动技术与制动电能回馈利用技术的重大突破,对电梯产品总能耗产生了巨大影响,为电梯节能带来了巨大空间。
2、电梯节能技术的应用
根据有关资料统计,电梯耗电主要在电动机上,约为电梯耗电的70%。因此,对电梯电动机的节能改造或节能技术的应用尤为重要,也是电梯节能的主要应用空间。采用永磁同步拖动与制动电能回馈技术。业内有关人士认为,能源再生技术和电梯的完美结合将打破传统无齿轮电梯从节能到“造”能的飞跃。 这会是电梯能耗的历史性突破,应用制动电能回馈技术可在此耗电水平节电率16%~42%,平均节电30%左右。许多电梯仍是采用传统的交流变极调速和交流调压调速技术。这部分电梯电能损耗极大,这些落后耗电电梯也给用房群众增加了高昂的电费,常引起用户的不满。对这部分电梯可提倡电梯节能技术的使用和改造旧电梯的控制系统,采用先进的变频控制技术和永磁同步电机可节能30%~50%左右,同时再采用能量反馈技术可高达70%,还能有效提高电梯运行的舒适感、稳定性和安全性。
3、电梯节能技术分析
3.1变压变频调速技术
电梯驱动系统采用成熟的VVVF技术早已成为当今改善电梯驱动控制性能、提高电梯运行质量的主要途径。VVVF技术淘汰了各类交流双速电机调速驱动,取代了直流无齿轮驱动,不仅使电梯的运行性能优越,同时也有效地节约了能源,降低了损耗。以下按照电梯运行的不同阶段来分析VVVF电梯的节能性。VVVF电梯在制动段不需从电网中获得任何能量,电动机运行在再生发电制动状态,电梯系统的动能转化成电能消耗在电机外部电阻上,不仅节能,而且也避免了制动电流引起的电机发热现象。经实际运行测算比较,采用VVVF控制的电梯,与ACVV调速电梯相比,节能达30%以上。VVVF系统还可以提高电气系统功率因数,降低电梯线路设备的容量和电动机的容量达30%以上。
3.2能量回馈技术
电梯的结构可以简单地看作为一个定滑轮及其两侧的重物,一侧的重物为轿厢及乘员,另一侧的为对重,起到定滑轮作用的是曳引机。电梯工作时,曳引机拖动两边的重物将电能与重力势能互相转化。当轿厢与乘员的重量超过对重的重量,电梯上行时,电机做功,将电能转化为势能;下行时,重力做功,将势能转化为电能。当轿厢与乘员的重量小于对重的重量,电梯上行时,重力做功,将势能转化为电能;下行时,电机做功,将电能转化为势能。由重力势能转化而成的电能,通过电机进入电梯控制柜中的变频器的直流电容中,这些能量如果不及时消耗,累积超过了电容能容纳的极限,将会损坏变频器,所以,比较普遍的做法是,将这些电能通过发热电阻将它们转化为热量散发出去。
3.3群控技术
群控电梯就是多台电梯集中排列,共有厅外召唤按钮,按规定程序集中调度和控制的电梯。召唤信号的分配采用最小等待时间原则,充分考虑电梯的层楼距离、召唤和指令的登记情况、超越情况、反向情况等等因素,实时调配具有最快响应时间可能性的电梯来应答每一个召唤,从而充分挖掘电梯的运输能力,大大提高电梯的运行效率。群控技术虽然不能使某一台电梯运行时达到节能的效果,但可以通过合理的调度实现群组中电梯的节能。现今的群算法为调度算法,它的实质是在一个变化的环境下进行在线调度,以达到合理的配置资源,实现最优控制的目的。现在的电梯群控技术越来越朝着智能化发展,把智能控制算法引入电梯群控系统能够较好地解决群控系统目的多样性和系统本身固有的随机性和非线性。把专家系统算法、模糊控制算法、神经网络算法和遗传算法等几种算法有机地结合起来,进一步应用于群控电梯的设计中,将是电梯控制发展的趋势。
4、结束语
随着科技的发展,电梯的节能手段必定日益多样化和高科技化。电梯节能技术的应用,不仅缓解了国内日益增长的电力紧张局势,同时也为中国建设节约型社会、实施可持续发展战略作出了巨大的贡献。
关键词:
锅炉供暖;节能技术
随着社会经济建设进程的不断深入,人们的生活生平得到显著改善,各行各业对能源的需求也日益提升。但从锅炉供暖这一方面展开分析,我国当前的锅炉运行热效率水平偏低,供暖企业依然采取小型化、分散化的运行管理模式,存在严重浪费资源的问题。在此种形势下,深入分析锅炉供暖节能技术,对提升资源利用率,实现节能环保意义重大。
1锅炉供暖计量监测技术
在开展锅炉供暖运行管理等工作时,通过采取计量监测技术,可充分落实节能管理工作。经相关研究得知,采取科学有效的计量监测技术,不但可使管理人员对锅炉使用能源的情况有一个全面的掌握,在量化考核标准的基础上,促进相关企业能源合理应用水平的提升,而且还能为各项节能措施的顺利实施提供充分保障[1]。但需要注意的是,目前大多数锅炉运行单位在计量监控设备方面较为缺乏,仅仅借助温度、压力及炉水等常规参数来评估锅炉的负荷水平及其燃烧工况等相关情况,从而使得相关管理人员无法以锅炉实际运行状态为依据,及时做出准确的响应。由此可知,为促进锅炉供暖节能工作的顺利实施,就需要对锅炉的运行现状进行严密观察,并加大计量监测设备的应用力度。为达到节能目的,锅炉运行单位可加装空气过剩系数表、膜式风压表以及烟道热电偶温度计等设备,分别用来监测锅炉供暖期间的配风参数、锅炉炉膛的负压参数以及锅炉排烟的温度参数等。通过加装这些监测设备,可让锅炉管理人员对不同运行状态下锅炉供暖各项参数变化情况进行及时掌握,并全面分析供热系统的运行工况,合理调整热平衡,在促进锅炉供暖管理工作规范化开展的基础上,有效解决热力失调等问题,最终实现供暖及节能效益的提高。
2锅炉热效率水平提升技术
经研究发现,热效率水平偏低为锅炉能耗比较高的主要因素之一,而造成锅炉热效率水平偏低的原因则主要为以下几点:一是锅炉燃烧设备存在漏风或漏煤的情况,不具备良好的密封性;二是锅炉有着较大规模的装置配套辅机,与锅炉运行装置性能的配合度不高;三是未能在锅炉中设置独立的计量监测装置,导致工作人员难以及时评估运行期间锅炉中空气过剩系数,也无法以负压指标及炉膛温度为依据,来合理调节并优化锅炉的运行工况[2]。在此种情况下,锅炉运行单位为促进锅炉热效率水平的提升,实现供暖节能,就需要掌握以下技术。其一,锅炉燃烧调整技术。该技术涉及的内容主要有:①从原煤的品种、粒度及水分含量等方面出发,来对燃料进行调整;②从推煤的速度、煤层的厚度等方面来对火床进行调整;③从燃烧模式、送风及引风的匹配关系等方面来对风量进行调整。其二,配风及配煤相关技术。此技术涉及的内容主要有:①须对锅炉运行环境及室外温度进行监测,并以此为依据,科学搭配锅炉的燃烧时间、投入原煤的煤质及其品种等。分析相关研究得知,在锅炉燃烧时,控制入炉状态下用煤发热量在2.01万~2.09万kJ/kg,不仅可充分保证原煤的燃烧质量,同时更加经济。②以锅炉炉膛的风压表参数为依据,控制炉膛的负压水平在-20~-30Pa,与此同时,还须适当提高炉膛的引风,确保其高于鼓风。③严格开展锅炉系统的进水操作,保证补水的质量达到规范的标准及要求。④严格监测计量补水量,控制燃烧期间锅炉运行系统的泄漏率不超过0.2%。
3锅炉运行负荷调节技术
现阶段,供暖单位调节锅炉运行负荷的技术主要为连续性供暖与间歇性供暖这两种。在实际工作过程中,不同工作人员对于哪种运行模式更加符合要求有着不同的看法。通过对这两种供暖方式展开综合比选,人们普遍认为,相比间歇性供暖,连续性供暖要更加科学合理。主要是因为采取连续性的供暖方式时,可使锅炉炉膛保持长时间的高温状态,除了具备稳定的燃烧工况外,煤炭也可得到充分的燃烧,有效防止了因压火及起火而引起的热量损耗,并且可获得较高的锅炉热效率,将锅炉的供热潜力充分挖掘出来,进一步提高了设备满负荷效率,实现了锅炉供热质量的提高。除此之外,采取连续性供暖模式还可有效延长锅炉的使用时间,合理降低锅炉的运行能耗。而应用间歇性供暖时,不仅会大量浪费煤、水等能源,无法实现节能降耗的目的,而且还会导致压火及起火等现象的频繁出现,对锅炉的正常运行及其使用寿命造成极为严重的影响[3]。
4结语
综上所述,资源匮乏已成为当前一项严峻的社会问题。为了有效解决这一问题,促进资源利用率的提升,就需要加强应用现代化的科技力量。对于锅炉供暖而言,要达到节能降耗的目的,就少不了相关节能技术的支持。具体来说,锅炉运行单位应当全面落实相关技术的改造措施,提高自身管理水平,在严格计量监测锅炉供暖的同时,合理提升锅炉供暖的热效率,并以锅炉实际运行工况及环境为依据,来优化并调节运行负荷水平,从而达到节能降耗、提高锅炉供暖效果的目的。
作者:冯富莲 单位:大港油田团泊洼开发公司
参考文献
一、引言
时代飞速发展,社会不断进步,节能降耗成为摆在人类面前的一个重要课题,节能的含义是在不降低生产力或者产品质量的前提下,减少能源的消耗。建筑节能即是在给建筑物进行采光照明、制冷或者制热、调控室内湿度时,强化能源的利用,使用较小的能源量产生尽可能多的经济价值。本文简要阐述了在建筑中利用太阳能技术、复合窗体、屋顶节能技术等实现建筑节能的目的,提高能源的社会效益。
二、节能技术及措施的应用
(一)利用太阳能节能
太阳能是最为清洁的能源之一,且取之不尽用之不竭,随着科技的发展,人类已经在逐步加大对太阳能的利用效率,在建筑中合理利用太阳能,可以明显的降低居住成本,提高居住的舒适度。
1、推广太阳能热水器系统
就目前对于太阳能的利用来看,使用太阳能加热生活用水的应用相对成熟,但是出于部门人对于建筑物外观审美的要求,排斥太阳能热水器的使用。要想解决这个问题,就需要对现有的太阳能热水器系统进行再创新和优化,增加其外观的美观度,注意针对各地区各种房屋类型进行个性化定制,使太阳能热水器等设施成为房屋建筑的一部分,增加两者之间的协调度。对于人口密集的商品房而言,可以采用集中型的太阳能热水系统,开放商在进行工程的建设阶段要注意同步进行太阳能热水系统的设计、施工,以保证太阳能热水系统在投入使用后取得较好的效果。
2、使用太阳墙通风取暖技术
近年来出现的太阳墙加热技术可以在室外利用太阳能加热空气并将加热过的空气导向室内,即更新了空气又起到了取暖的作用,且随着科技进步而诞生的太阳墙制热系统对太阳能利用率较高,制热效果较好。在功能方面太阳墙系统可以实现换气和制热,这就需要它同时具备加热系统和空气输送系统,由于加热空气是一个被动的过程,所以该系统属于被动型太阳能利用装置。目前较为成熟的太阳墙系统由垂直墙面、支撑框架、挡雨板、风机和管道等构件组成。墙面板材用于安装在建筑物的外墙上,使用管道连接墙面板材与建筑物墙之间的空隙并通向室内,将风机安装在管道内部。冬天的时候,屋外空气进到空隙内,太阳墙板材被太阳照射温度升高并将热量传递给空隙内空气,空气受热后上升,沿着布置好的管道进入到室内,从而达到取暖和通风换气的效果。
(二)优化围护材料节能性
屋顶、墙体、保温材料、门窗等构成一个房屋的围护结构,这些材料和结构的设计和性能对于一个建筑物的居住舒适度和节能效果有根本性的影响。建筑物内外空气的热交换很大部分都是通过这些围护结构来完成,因此,优化这些围护结构材料的热学性能,可以使得夏季室外的热量尽可能少的进入建筑物内部,冬天的时候减少室内暖空气流到室外,从而起到在不增加能源消耗的情况下提高建筑的居住舒适度的作用。
1、合理规划建筑设计,减弱室内室外热交换
建筑物外墙等结构水平方向面对太阳时受到的太阳辐射强度最强,照射时间也最长,朝向北方的建筑物从太阳接受到的热量就相对较小,因此需要合理设计,科学规划建筑物的朝向,以实现建筑节能的目标。此外,可以根据热环境的不同进行室内规划,厨房、洗手间等对室内热环境要求较低的房间可以安排在北面,而卧室、客厅则尽量安排在南面,以满足采光要求同时在冬季保证阳光的照射时间。窗户的朝向、大小以及开关频率对室内环境的影响程度较大,若每天长时间保持窗户开的状态则室内外热交换较快,室内外温度区域相近;窗户的面积可以根据室内面积的大小来设计,避免窗户过大导致室内外热传导过快。
2、做好房屋各部分的保温隔热措施
在选择建筑材料时合理的使用保温隔热材料可以有效的保持室内温度,防止夏季室外热量通过墙面、屋顶等传到室内。一方面,在选材时优先使用导热性能差、保温效果好的建筑材料,尤其是加强西面墙体的隔热措施;另一方面,在墙体、屋顶等护结构外表面涂刷浅色装饰材料,减低墙面对太阳辐射的吸收率,控制墙体外侧的温度,减少可能传递到室内的热量,达到室内温度始终满足舒适的要求。
在进行墙体的保温设计、施工时,应该优先选择外保温的构造,因为在墙体外侧加以保温措施可以减小建筑物墙体内部由温度而产生的应力,进而起到保护墙体、延长房屋使用年限的作用。此外,现有的一些外保温材料有对热量吸收慢、吸收量多的特点,这种特性使得室内温度维持在一个比较稳定的水平,能实现白天和晚上温差小,夏季和冬季室内温度适宜,人在室内的体感较好。所以,采用墙体外侧保温的设计更加合适,也符合建筑节能的要求。在具体的外保温操作中,较为常用的外保温材料为聚苯乙烯薄板。
除了外墙面保温材料的选用以外,使用复合墙体也可以对室内温度起到调节作用。复合墙体可以减弱热传导,夏季的时候可以阻挡室外的热量通过墙体进入室内;冬季的时候可以防止室内的热能丢失,在保证室内居住舒适度的前提下,缩短了夏季空调的制冷时间和冬季的供暖时间,起到了建筑节能的效果。
3、合理选择窗户材料实现节能
在我国,窗户的组成材料一般为玻璃和合金,这两种材料的保温隔热性能都较差,因此较大比例的热量传递都是通过窗户进行的,且空气可以通过窗户的连接部位进行渗透,造成室内热量的丢失。因此,提高窗户的节能性能可以有效的提高建筑物的节能指标,例如,可以选择导热率较低的玻璃和窗框、使用双层玻璃或者多层玻璃、增强窗户密闭性等措施。
夏季时,做好窗台、屋顶等位置的遮阳措施,使用节能门窗以及可以有效反射热能的窗帘,可以避免阳光的直射,防止室内温度过快升高;冬季时,低导热率的窗框和多层玻璃或者中空玻璃的使用,可以起到良好的保温隔热作用。
近年来,越来越多的人开始注重建筑的节能,国家也对建筑的节能标准提出了一些要求,在建筑节能方面起到重要作用的多层玻璃以及中空玻璃的制作工艺水平显著提高。因为各层玻璃之间的空气是相对静止不动的,而空气又是热的不良导体,因此采用多层玻璃或者中空玻璃的窗户可以有效降低室内温度的波动。
4、增强窗户密封性,降低空气对流
空气的流动会造成室内外热量的交换,热交换的强弱和窗户各组成部分间的缝隙以及几何形状有关,由于各种型材在加工成窗户的过程中形变量不同,窗户各构件间的缝隙大小和形状也各有不同。实践证明,采用铝塑材料的窗户,其气密性低于1.5;附加密封条的窗户气密性一般在2.5左右;没有密封条的窗户,气密性可以达到5甚至更高。
5、灵活运用窗帘增强窗户保温能力
近年来出现的铝箔隔热窗帘可以提高窗户的保温隔热能力,且窗帘的闭合操作简单、成本较低,可以灵活使用。实际应用中,可以将该种窗帘挂在窗户内侧或者多层玻璃的中间,白天的时候打开窗帘,让阳光进入室内,晚上关闭窗帘,减少室内的热损失,保持室内温度。
6、使用可调节玻璃
一年四季,人们对于阳光辐射强度的要求是不同的,设计合理的遮阳系统可以有效调节太阳光对房屋建筑的辐射量。随着科技的进步而出现的变色玻璃也可以起到类似的作用,通过改变颜色来改变玻璃的光学性能,达到调节阳光的穿透程度的效果。例如,有的玻璃对紫外线较为敏感,当室外紫外线系数较高时,玻璃会自动变成深色,降低紫外线的穿透;有的玻璃对冷热敏感,温度较低时呈现无色透明状,温度较高时则变成深色;还有的玻璃可以通过施加一定电压来改变颜色。可调节门窗增强了调节室内温度调控的便利性,可以提高建筑物的节能效果和人们的居住舒适度。
7、增强屋顶的保温隔热
基于我国的传统和历史的原因,我国的建筑尤其是民用建筑相当部分都是采用了平顶结构。实际上,平顶结构不利于房屋的保温隔热,屋顶的大平面造成该类型房屋顶层夏季炎热冬季寒冷,冬季的取暖和夏季的制冷,都需要消耗大量的能源,背离了节能的要求,且平顶类型的房屋雨季较容易漏雨。随着生活水平的提高,人们开始有意的改善居住条件,有计划性的采取保馗羧却胧,通过设置隔热层、使用保温隔热材料等降低室内外的热传递,增加居住舒适度。最近几年,国内开始借鉴国外的经验,使用挤塑聚苯乙烯板作为屋面的保温层,同时改变屋面的结构,该方法已经在一些工程中应用并取得了不错的效果。挤塑聚苯乙烯板的特点是表面连续性好、结构呈现蜂窝状、强度较高、耐腐蚀且可以阻隔水汽。在房屋的屋顶保温层施工中,将这种材料用在防水层的外面,可以防止防水层被阳光直接照射,降低防水层受外界温度变化的影响程度,从而起到保护防水层的作用,延长防水层的使用年限。屋面结构可以采用倒置的方式,将挤塑聚苯乙烯板贴着防水层铺排整齐,再固定住使其不会因为受到风等外力而移动。此外,有条件的话还可以在屋顶搭建凉棚,栽种爬山虎等攀爬植物,在夏季时可以减小屋顶受到的太阳辐射量,降低室内温度,还改善了环境。夏季炎热时,也可以在屋顶面蓄积一定量的水,因为水的比热容较大,因此可以起到不错的隔热作用,但是前提是屋面的防渗工作一定要做好,防止水渗透进室内。在屋面反射层,可以将阳光反射回空中,避免了热量的积蓄,也可以起到良好的隔热效果。
8、使用相变材料用于房屋建筑
相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。在建筑材料中添加某些特定的相变材料,可以制成相变蓄热建筑材料,在建筑物的施工过程中,将相变蓄热材料用作房屋的围护架构中,可以保持室内温度较为稳定,提高人体舒适度,由于其具有蓄能作用,可以减少供热系统和空调等制冷设备的实际运行时间。空调等冷热交换设备可以在夜间电网压力相对较小、电价低廉的时间段开启,调控室内温度,用电高峰期则关闭空调等高耗能设备,通过蓄能材料中能量的释放来保持室内温度的稳定,起到节能降耗的作用。目前已经研发出多种用途的温度相变材料,如低温相变材料可以用来维持低温,室温相变材料可以保持室内温度的相对稳定,通过降低空调等热交换设备的负荷,起到节能的作用。
三.电器设备节能
要做到最大化的建筑节能,就需要提高在供热、制冷方面对能源的的利用率和降低室内外的冷热交换程度。因此,可以根据不同建筑的结构和功能以及人群密集度等设计高效能的空调系统、通风系统、照明系统等。对于一些大型场所可以优先使用中央空调系统,并在使用中引进温度、湿度等监测设施,有计划的控制建筑设备的能耗情况,在不降低室内舒适度的前提下,选用能效回报率高的设备,控制空调等设备的负荷,实现节能降耗。
(一)提高能源从产生到终端的利用率
能源产能可以传递的能量,通过一系列的过程最终到达终端设备,在能量的传递过程中各环节都会产生能量的损失,使能源的利用效率逐级降低。所以,需要从源头开始抓节能,在给个环节都做好节能的措施,减少能源的浪费,同时衡量对环境的影响,从全局角度提高能源从开采到终端利用的效率。例如,在室内建筑中的耗能设备中,优先使用节能标准高的设备,前期投入的成本会有一定的增加,但是长期的效益是可观的;在日常生活中,使用天然气来煮水和做饭,较之使用电能,其总的能源利用效率高出许多。
(二)建立家庭式热力系统
近年来兴起的家庭式热力系统得到发展,其原理是将一个家庭内所有的热力设施设备连成一个有机整体,形成一个局域的热力系统。例如一个家庭的热水供应中,晴天可以由太阳能热水器产生热水并储存多余热量;阳光不足时由热泵提供热水;天气晴好时太阳能热水器提供的多余的热水还可以利用热泵技术为室内供暖。使用一个变频压缩机同时负载多个空调等热力设备,各设备间冷源、热源互相供应,减小能量损失,提高家用热力设备的总能效,进而起到节能的作用。
四.照明系统节能
基于人眼的特征,人类更习惯于自然光的照明,在自然光下眼睛具有较高的舒适度和灵敏度。所以,在进行室内的采光设计时,需要尽可能的利用到自然光,在不减弱照明效果的前提下减少人工光源的设置,利用光的反射、折射等实现光的传输,以实现节能的效果。在人工照明设备的选用上,优先选择与自然光相近的,能源利用率高且寿命长的节能灯泡。
五、结语
能源是社会发展和时代进步的原动力,随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,能源的消耗量显著增加,日益减少的能源和不断增加的能源需求量之间的矛盾日益尖锐,因此节能降耗成为新时代的主流声音。在建筑业中采用多种技术和方法,可以有效提高能源的利用率,减少能量的浪费,达到建筑节能的目标,为可持续发展战略和环境保护事业做出应有的贡献。
参考文献:
[1]吴明磊. 公共建筑的节能技术研究及节能评估(审)要点探讨[A]. 中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会.第十一届国际绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会论文集――S11供热计量改革与建筑节能[C].中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会:,2015:6.
[2]冯利华. 菏泽市既有多层老旧住宅小区建筑节能改造适宜技术研究――以东明花苑小区为例[A]. 中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会.第十一届国际绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会论文集――S07既有建筑节能改造技术及工程实践[C].中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会:,2015:4.
[3]黄蓓佳. 兼顾环境、经济与社会效应的节能技术可持续性评价研究――以南方建筑节能技术为例[J]. 复旦学报(自然科学版),2014,(02):277-283.
[4]曾宪纯,李海波,邢艳艳,曾庆路. 夏热冬冷地区建筑能耗的区域特性分析及建筑节能技术探讨――以浙江省为例[J]. 建设科技,2012,(16):44-49.
[5]《江苏地区居住建筑节能技术路线研究》课题组. 夏热冬冷地区建筑节能技术路线研究――以江苏地区为例[J]. 建设科技,2012,(04):56-59.
[6]林海燕,周辉. "十一五"国家科技支撑计划项目课题――新型建筑节能围o结构关键技术研究[J]. 建设科技,2011,(16):15-19.
[7]林华. 历史建筑保护性修缮与节能技术初探――以建业里西弄保护性修缮项目为例[J]. 住宅科技,2010,(11):43-45.
[10] BELADY C, RAWSON A, PFLEUGER D, and CADER S. The Green Grid Data Center Power Efficiency Metrics: PUE and DCiE[S]. Consortium Green Grid, 2008.
[11] The Green 500[EB/OL]. .
[12] Intel SpeedStep Technology[EB/OL]./support/ processors/sb/CS-028855.htm.
[13] Enhanced Intel SpeedStep Technology and Demand-Based Switching on Linux[EB/OL]. /en-us/articles/enhanced-intelspe edstepr-technology-and-demand-based-switching-on-linux/.
[14] AMD PowerNow! Technology[EB/OL]. /us/ products/technologies/amd-powernow-technology/pages/amd-powernow-technology.aspx.
[15] AMD Cool’n’Quiet Technology[EB/OL]. /us/ products/ technologies/cool-n-quiet/Pages/cool-n-quiet.aspx.
[16] Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, Phoenix, and Toshiba. Advanced configuration and power interface specification Revision 4.0a[EB/OL]. acpi.info/DOWNLOADS/ACPIspec40a.pdf, 2010.
[17] ISCI C, BUYUKTOSUNOGLU A, CHER C, BOSE P, and MARTONOSI M. An analysis of efficient multi-core global power management policies: Maximizing performance for a given power budget[C]. MICRO-39. IEEE, 2006, 347~358.
[18] BERGAMASCHI R, HAN G, BUYUKTOSUNOGLU A, PATEL H, NAIR I, DITTMANN G, et al. Exploring power management in multi-core systems[C].DAC, 2008, 708~713.
[19] TEODORESCU R and TORRELLAS J. Variation-aware application scheduling and power management for chip multiprocessors[C].ISCA. IEEE Computer Society, 2008, 363~374.
[20] MERKEL A and BELLOSA F. Memory-aware scheduling for energy efficiency on multicore processors[C]. HotPower, 2008, 123~130.
[21] ALENAWY T and AYDIN H. Energy-aware task allocation for rate monotonic scheduling[C]. RTAS. IEEE, 2005, 213~223.
[22] XIAN C, LU Y, and LI Z. Energy-aware scheduling for real-time multiprocessor systems with uncertain task execution time[C]. DAC. ACM, 2007, 669.
[23] HORVATH T, ABDELZAHER T, SKADRON K, and LIU X. Dynamic voltage scaling in multitier web servers with end-to-end delay control[C].IEEE Transactions on Computers, 2007, 444~458.
[24] ELNOZAHY M, KISTLER M, and RAJAMONY R. Energy conservation policies for web servers[C]. USENIX, 2003, 8.
[25] XIAN C, LU Y, and LI Z. A programming environment with runtime energy characterization for energy-aware applications[C].ISLPED. ACM, 2007, 146.
[26] XU Z, TU Y, and WANG X. Exploring Power-Performance Tradeoffs in Database Systems[C]. ICDE. IEEE, 2010, 485~496.
[27] BELOGLAZOV A and BUYYA R. Energy Efficient Allocation of Virtual Machines in Cloud Data Centers[C]. CCGRID. IEEE, 2010, 577~578.
[28] BERL A and DE MEER H. An Energy-Efficient Distributed Office Environment[C]. EMERGING. IEEE, 2009, 117~122.
[29] IBM. The green data center[EB/OL]./cn/ systems/pdf/CIO Guide to Green Data Center.pdf, 2007.
[30] NATHUJI R, SCHWAN K, SOMANI A, and JOSHI Y. Vpm tokens: virtual machine-aware power budgeting in datacenters[J]. Cluster Computing, 2009, 12(2):189~203.
[31] VMWare[EB/OL]..
[32] Xen User Manual[EB/OL]./Xen/docs/user.pdf
[33] KANSAL A, ZHAO F, LIU J, KOTHARI N, and BHATTACHARYA A. Virtual machine power metering and provisioning[C]. SoCC. ACM, 2010, 39~50.
[34] LIU C, QIN X, KULKAMI S, WANG C, LI S, MANZANARES A, and BASKIYAR S. Distributed energy-efficient scheduling for data-intensive applications with deadline constraints on data grids[C]. IPCCC. IEEE, 2008, 26~33.
[35] LANG W, PATEL J, and NAUGHTON J. On Energy Management, Load Balancing and Replication[J]. SIGMOD Record, 2009, 38(4):35~42.
[36] PAVLO A, PAULSON E, RASIN A, ABADI D, DEWITT D, MADDEN S, and STONEBRAKER M. A comparison of approaches to large-scale data analysis[C]. SIGMOD. ACM, 2009, 165~178.
[37] RUSU C, RERREIRA A, SCORDINO C, and WATSON A. Energy-efficient real-time heterogeneous server clusters[C]. RTAS. IEEE, 2006, 418C428.
[38] RAGHAVENDRA R, RANGANATHAN P, TALWAR V, WANG Z, and ZHU X. No power struggles: Coordinated multi-level power management for the data center[J]. ACM SIGPLAN Notices, 2008, 43(3):48~59.
[39] HEATH T, DINIZ B, CARRERA E, et al. Energy conservation in heterogeneous server clusters[C]. PPoPP. ACM, 2005, 195.
[40] ZONG Z, QIN X, RUAN X, BELLAM K, NIJIM M, and ALGHAMDI M. Energy-efficient scheduling for parallel applications running on heterogeneous clusters[C]. ICPP, 2007, 19~26.
[41] LEVERICH J and KOZYRAKIS C. On the energy (in) efficiency of hadoop clusters[J]. ACM SIGOPS Operating Systems Review, 2010, 44(1):61~65.
[42] LANG W and PATEL J. Energy Management for MapReduce Clusters[J]. VLDB Endowment, 2010, 3(1).
[43] CHEN Y, KEYS L, and KATZ R. Towards energy efficient mapreduce[R]. EECS Department, University of California, Berkeley, Tech. Rep. UCB/EECS-2009-109, Aug, 2009.
[44] BERL A, GELENBE E, DI GIROLAMO M, GIULIANI G, DE MEER H, DANG M, and PENTIKOUSIS. Energy-Efficient Cloud Computing[J]. The Computer Journal, 2010, 53(7):1045.
[45] LIU L, WANG H, LIU X, JIN X, HE W, WANG Q, and CHEN Y. GreenCloud: a new architecture for green data center[C]. ICAC. ACM, 2009, 29~38.
随着中国近些年来经济水平的快速发展与科学水平的大幅提高,我国的房建施工中存在的资源浪费、环境破坏等问题日渐突出。在目前我国的大型的行业建设中,我国的建筑能耗占全国耗能的首位。在此种情况下,怎样提升房建施工领域中的资源利用率成为重要的问题。科学技术的发展,让绿色节能技术逐渐被运用到房建施工中来。绿色节能技术在房建施工中的应用,不仅促进了房建行业又好又快地发展,对于我国目前建设的资源节约型与环境友好型社会也具有推动意义。
1绿色节能技术
1.1绿色节能技术的定义
房建施工中的绿色节能技术,指的是在房建施工的整个过程及每个阶段中,在房屋建筑的质量以及施工现场的安全性得到充分保障的情况下,将先进的科学技术与科学合理地管理方式应用到施工中来,将资源的浪费与对环境的破坏降到最小值,从而实现资源的高效合理地利用以及生态环境的平衡,最终实现房建工程的最大化的整体利益[1]。
1.2应用意义及现状
绿色节能技术是一种环保的施工技术,更是一种绿色的施工理念,对于房建施工过程中的环境保护工作与资源节约工作具有重要的意义,同时对于提高我国的房建工程的现代化的施工水平具有极大的推动作用。欧美发达国家的绿色节能技术走在世界的前列,并将绿色节能技术广泛地应用到了房建施工中来。我国的房建施工中的绿色节能技术发展时间稍短,对于施工过程中绿色节能技术的管理与监督也存在一定的问题。绿色节能技术与传统的施工材料相比较成本稍高,因此施工单位并不愿意将其广泛应用到房建施工中来。但是随着科技的发展与国家的大力提倡,绿色节能技术在房建施工中的应用势必会越来越广泛。
2绿色节能技术在房建施工中的三大要点分析
2.1环境保护放首位
房建施工过程中会产生灰尘和噪音不可避免,对于作业人员和周围居民的身体健康会产生危害。因此,绿色技能技术要充分重视施工中的这个问题,采取积极有效地措施处理好施工所造成的污染与不良影响,减少施工现场的灰尘,净化施工场地的空气,保护环境的同时做到保护居民的身体健康。
2.2施工场地的合理规划
施工场地的合理规划也能体现绿色环保的主题。在施工事前对施工现场做全面细致的考察,科学合理地布置施工场地。据有关数据显示,施工现场周围两百米以内的施工材料的利用率高达70%。[2]因此要将重复使用的施工材料,如脚手架等就近放置,通过增加使用频率来提高资源利用率。而对于施工中的道路、临时建筑及临时工地等进行精确计算与合理布置,例如在靠近运输主干道的地方堆放施工材料,这样能提高施工效率,减少施工时间的浪费。
2.3节能材料的使用
节能材料的应用,可以有效地利用科学技术来降低房建施工中的能耗。科学技术带来生产力的发展与飞跃。在房建施工中,可以利用节能技术将建筑垃圾回收利用再加工,重新投入到房建施工中去。此举可以降低房建施工中的材料能耗与施工成本,同时也能减少施工中的材料浪费,真正实现科持续利用与资源节约,从而提高房建施工工程的整体利益。
3绿色节能技术的具体应用
3.1对施工中灰尘污染的控制
房建施工中的灰尘污染不仅对施工作业人员的健康产生危害,而且对周围居民的生活会产生严重影响。绿色节能技术主张积极主动地解决灰尘污染,减少灰尘对环境与人的不良影响。首先,施工人员可以对施工现场进行即时的灰尘数据监控,在运送建筑材料与建筑垃圾时,可以在路面设置防尘围栏,避免灰尘的泛滥;此外,要严格遵守有关规定,即施工作业趋于的灰尘高度必须小于0.5m[3]。最后,对于容易产生灰尘污染的其余要注意及时采取措施减少灰尘的产生与扩散;要将节能吸尘器运用在具体的施工做成中,及时清理灰尘和垃圾。最重要的是要采用绿色节能技术建立健全完善的灰尘控制计划体系,多方面多角度地减少甚至是杜绝施工中灰尘的污染,做好环境保护的工作。
3.2对水资源的合理利用
我国水资源总量丰富,但是施工中水资源的浪费问题尤其严重。绿色节能技术在房建施工中应用之一便是要提高水资源的利用率,实现水资源的节约与再利用。因此可以采取措施加强对施工现场水资源的计量监督与控制,根据施工用水量的多少来合理建设施工现场的供水线路,尽量缩短运水线路的长度,降低运输过程中造成的水资源的不必要的浪费;也可以在施工现场的作业与办公区域可以安装节水用具。在减少水资源浪费的同时,要运用科学的绿色节能技术提高水资源的重复利用率,建立健全水资源的回收处理体系,让水资源能够循环使用,真正实现水资源的可持续利用。
3.3在门窗材料上的运用
门窗材料选择上的运用很能体现绿色节能技术的特色。门窗的性能影响了建筑的总体质量,绿色节能的门窗材料能让房建质量更加符合用户的要求。例如,门窗玻璃可以选择低辐射镀膜的玻璃,这种玻璃能够降低门窗对于光照的反射率,保温隔热的性能最佳[4]。此外,绿色节能技术能够根据房建施工现场的实际情况科学分配门窗间的比例大小,让整体布局更加合理美观。
4结语
绿色节能技术对于资源的节约、环境的保护具有重要的意义。最然目前我国的绿色节能技术仍旧存在一些不足,但是绿色节能技术在房建施工中的应用已经是必然的趋势,因此要高度重视绿色节能技术的研究,主动将其应用到施工实践中去,这样才能快速有效地提高房屋建筑的质量。
作者:张文 单位:昌黎县建筑总公司
参考文献:
[1]刘宝才,翟晓菊.绿色节能施工技术在房屋建筑工程中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2014(6).
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
目前,在船舶推进过程中,节能技术成为了一个研究的关键,如何更好的采取合理有效的船舶推进节能技术,已经成为了当下必须要考虑的一个重点问题,必须深入探讨。
二、几种船舶节能性能分析
1、小水线面双体船型
由于排水在水下,受到兴波阻力的影响要小于其它小船,但是却增加了摩擦阻力,因此,可以通过将大直径低转速的螺旋桨安装到该型船中,可以更有利于水下水流工作,使推进效率得到加强,从而达到节能效果。
2、双艉鳍船型
由于艉片细长利于避免船舶受到波形干扰,同时,通过加长船艉压浪长度使尾部的尾流分离状况降低,减少了各方面带来的阻力,并且通过片体螺旋桨轴的伸出,使桨轴间距加大0.5B左右,流场状态得到改善等。该船型不仅航行好、速度快、阻力小,而且操作灵活方便,节能达26%以上。
3、球艉和球鼻艏船型
在船体水线艉部区设有端形体,通过流体力学原理不仅能够降低兴波阻力,而且还能够减小激振力和提高推进效率,使主机节省10%左右的功率;而后者根据实际船型设计进行优配,不仅能够抵消球鼻艏与船体艏形成的波,还能够调节船的纵倾,减低阻力,使节能效果达到15%以上。
除此以外,新型纵流槽和浅吃水肥大型船型也是目前国内外船舶船型节能的最佳选择。
三、船舶设计中的柴油机节能措施
船舶初步设计时,在初期投资和回报年限分析的基础上,节省燃油消耗的方法有:①设计选用热效率高的主机;②确定额定最大输出功率(SMCR)后的主机降功率(Derating)选型设计。
柴油机的冲程缸径比越大,转速越低,其热效率越高,就越节能。因此,如果在船舶设计初期,就选用自身热效率较高的主机代替传统机型,将会大大降低燃油消耗。
1、选用电子控制式/智能型主机
电子控制式/智能型柴油机是通过液压―机械系统实现燃油和排气阀的动作,这些动作的执行由柴油机控制系统进行电子控制,由于电子控制能够实现精确正时,实现每缸及各缸热负荷平衡优化,且通过电子控制喷油及排气正时,可以使柴油机在各负荷实现低损耗及良好的运行参数,因此与传统的机械控制式主机相比,改善了燃油消耗。以某大灵便型散货船为例,由原来的机械式主机改为电子控制式/智能型主机后,主机在服务功率点(CSR)油耗率可以降低3.2g/(kW・h-1),节省能源为1.8%的推进功率。
这一技术正逐步被各航运公司所推崇,未来可能会取代传统机型而成为主要柴油机专利厂的标准产品。目前主要代表型机有WARSTILA的RTFLEX和MAN的ME型机。
2、选用满足排放要求的效率优化主机
为了满足MAPROAL对NOx二次规则(TierⅡ)的排放限制,船舶柴油机厂商早期的机型燃油消耗率与NOx一次规则(TierⅠ)柴油机的相比增加了约6g/(kW・h-1)(机械控制式主机)。随着技术的不断发展,船舶柴油机厂商采取了一些措施和改进设计,使得TierⅡ柴油机在满足排放限制的前提下燃油消耗率降低1~2g/(kW・h-1)。这些措施和技术包括:提高扫气压力;降低压缩比(二冲程米勒正时);优化喷油模型;提高最大燃烧压力:调整压缩容积及其他的设计改进。也就是说,在同样满足NOxTierⅡ排放的条件下,有2个版本的柴油机可以选择。
在实际设计过程中,通过选用效率优化型主机,可以实现降低燃油消耗率。以某大灵便型散货船为例,选用MAN的6S50MC-C8.2的主机相对于6S50MC-C8.1,在主机常用输出功率点的燃油消耗率降低了3.2g/(kW・h-1),节省能源约1%的推进功率。
3、选用新型高效柴油机
目前,MAN公司正在推出的超长冲程G系列ME柴油机是长冲程、低转速柴油机的典型代表。该型柴油机是MAN遵循市场的效率优化需求,对油轮和散货轮采用更大直径螺旋桨同时匹配更低转速柴油机的推进方案。
缸数和缸径相同时G系列比S系列的冲程更长,转速更低。由于增大了冲程,提高了主机本身的热效率,另一方面,其超低转速的设计,可以使船舶可能更适合采用比当前设计更大直径的螺旋桨,并需要改变船舶尾部线型,增大吃水以布置大直径的螺旋桨。据推算,新的G型机的设计可能使燃油消耗和二氧化碳排放均减少4%~9%。以某型VLCC的设计为例,在设计航速Vs=16.3kn时,选用7G80ME-C9.2替代7S80ME-C9.2优化设计后,螺旋桨效率提升3.5%,主机效率提升1%。
四、节能高效推进器的研究
近年来西欧国家的科研人员开发出几款新型螺旋桨。新型螺旋桨推进效率高,在保持船舶航速不变的前提下,可节约主机功率少则3%-4%,多则8%-10%。其次,新型螺旋桨可明显减少激振力,从而可明显消减船尾振动,因而延长了船体结构和设备的使用寿命。较典型的有:
1、Kappel螺旋桨
丹麦D/SNorden航运公司在其新建的六艘35000dwt成品油/化学品船中的一艘船中安装Keppel螺旋桨。2002年完成了Keppel桨和常规桨的实船对比试验,航速为15kn时,采用Keppel桨可节省主机功率达4.01%,229kW,营运一年可节省燃油170-250t,约合2.5-4万美元。
2、正反转螺旋桨
众所周知,采用正反转螺旋桨作为推进装置是一项行之有效的节能措施,安装在后面的螺旋桨旋转反向与前面一台螺旋桨相反,因而可有效地将前面一台螺旋桨尾流中的旋转能量转化为推力。
实船性能对比试验在分别装有正反转螺旋桨的CosmoDelphinus和装有常规调距桨的姊妹船之间进行。试验结果表明:轴功率比常规船低15%,尾流平稳,航向稳定性好,船的操舵响应能力甚好,噪音与振动低。
五、特殊船舶节能技术应用
1、日本开发微泡沫船舶节能
日本海上技术安全研究所在日本东海运输公司的“太平洋海鸥”号水泥运输船上进行微泡沫船舶节能新技术实验。此实验是世界上首次在船上做这种实验,这种新技术是在船首两侧安装长10m的微缝板,通过喷出的空气在船底形成一层薄薄的直径0.5~1mm微小气泡,从而使船舶节约燃油8.5%,受水摩擦阻力减少12%。因此一旦这一节能效果被实船实验确认后,此项技术将在同型的“太平洋猎鹰”号水泥运输船上被采用,今后将逐步扩大到大型油船4E0A。
2、桨后助推节能扭曲舵
J.Tutin是最早提出扭曲舵思想。从20世纪30年代至今有人一直都在从事这方面的理论和实验研究工作。充分利用螺旋桨尾流的能量,把舵的形状控制成在未打舵角时阻力尽可能小是其最基本的思想。利用这种思想能提供足够大的附加推力,在打舵角时又不影响舵效,使整个推进系统的推力系数有明显的提高,达到节能增效的目的。
六、船舶动力装置节能减排技术的展望
1、新型油料节能技术
燃料添加剂渗透到柴油,柴油、催化气化,使柴油油缸完全燃烧,减少黑烟,节省燃料。随着科学技术的发展,燃料添加剂技术将继续进步,不断适应需求的节能减排环境。
2、开发代用燃料
发达国家的经济依赖于石油燃料和石油燃料得到有限,容易出现短缺,许多科学家一直在考虑到原油储存、燃料生产和石油消费等。未来的船舶动力装置只能考虑石油作为基本燃料,可以考虑使用其他新能源来取代石油。
3、采用风帆助航
利用风能资源,使用帆导航将船舶节能的另一种方式。随着电子计算机和自动化技术的发展,计算机自动控制帆帆与电厂控制和优化适合已成为一个现实的发展风向航行提供强有力的支持。
七、结束语
综上所述,船舶推进节能技术必须要深入研究,这样才能够采取更加有效的节能技术,提高船舶的运行效率,避免无谓的能源浪费,从而有效提高船舶技术的效率。
【参考文献】
[1]张俊峰 吴艳茹. 使用低质燃油的危害及其控制措施[J].天津航海,2011(3).
[2]黄胜. 船舶推进节能技术研究与进展[J].舰船科学技术,2012,29(1).
中图分类号:TU831.3+5文献标识码: A 文章编号:
我国是资源大国,也是资源小国,许多资源的人均占有量远远低于世界平均水平,而资源是一个国家发展的重要物质基础,是实现现代化和提高人民生活水平的先决条件。尤其在近几十年,随着全球经济的快速发展,全球资源消耗急剧上升,资源危机已经在一些国家和地区显现出来,因此对资源的合理利用和新资源的开发和利用,已经成为许多国家重视的问题。解决能源问题的对策"开源节流",开源就是开发新的能源、节流就是节约能源的消耗,暖通空调节能技术的研究和普及,大大的节约资源,为创建节约型社会做出了突出贡献。
我国采暖现状
随着我国经济的高速发展,城镇化速度加快,建筑规模日益增长,据统计城镇平均每年新建筑住宅建筑2亿平米,农村6亿平米,因为存在南北方采暖差异,其中约有一半为采暖住宅建筑,这么大规模的采暖,每年消耗能源量自然是巨大的。而随着经济的发展,建筑规模的还会日益增长,无论农村和城市,对采暖的要求和质量也会日益增高,这无形间就加大了资源的消耗量。而现在更多的建筑选择暖通空调进行室内取暖、通风和空气调节,目的是获得良好的室内环境,保证身体健康,因此暖通空调成为建筑能源消耗的主要形式之一。
暖通空调能耗构成和优点
1.暖通空调能耗的构成和影响因素
现在国家大力提倡节约、环保型社会,目的就是尽可能低的减少资源环境保护和经济发展之间的矛盾,随着城市化的快速发展和人们生活水平的逐渐提高,我国的建筑行业成为快速发展的行业之一,而建筑行业是资源消耗的行业,各种建筑材料和设备的使用,消耗了大量的能源,而暖通空调的能耗几乎占到建筑总能耗的30%-50%,而且随着建筑规模的不断增加,每年还在成上升趋势。暖通空调能很好的调节室内的温度、通风、室内湿度等,因此暖通空调的能耗主要包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗。在暖通空调运行中,一些因素会影响到其能耗的高低,这些因素主要是室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。首先在设计初期,要充分考虑到设计的合理性,避免设计的不合理,或者使用设备的型号不符,以及后期运行管理的不到位,导致能耗上升。再次,要充分利用天然能源来补充,可以通过外部的调节来补充室内的温度、湿度等需要,这样可以降低暖通系统的运行时间,降低能耗。最后就是有效的利用自身产生的能量,以交换的形式来处理能量,以采用冷热回收的措施来减少系统的能耗。
2.暖通空调的优点
随着人们生活水平的提高,人们对生活、学习、工作的环境要求越来越高,寻求更加舒适、健康的室内环境。而随着现代装修的普及,更多的室内进行了装修,而装修带来的空气污染给人们的健康带来了极大的危害,许多房屋存在通风不畅等问题,导致出现一系列的健康问题,网络和电视等对此类事件的报道,使得人们更加关注室内环境质量。而暖通空调可以自由的保持并控制室内空气的湿度、温度及洁净度,室内的温度与人体的温度相互保持平衡,从而达到满足、舒适的目的。同时暖通空调的通风功能,可以有效的将室内外的空气进行气流的交换,及时排除有害空气,提供大量新鲜健康空气,大大改善了室内的空气质量。可以说暖通空调能极大满足人们对高品质室内环境的要求,为人们学习、工作和生活提供更加舒适的环境。
三、降低暖通空调耗能的措施
1.加强建筑的保温性能
提高建筑的保温性能,就能确保室内能量不容易向外扩散,主要措施就是加强墙体保温层的使用,在墙体外粘贴高性能保温层,降低室内能量向外扩散量;同时做好门窗的密封性施工,使用高质量密封材料,提高维护结构的保温隔热性能。降低了暖通空调负荷,自然就降低了暖通空调的能耗。
2.提高人们的能源节约意识
提高人们的能源节约意识,让资源节约意识在日常生活、学习和工作中得到体现。一些单位和个人没有较强的资源节约意识,在室内温度控制上,往往随心所欲,夏天将温度调的很低,冬天将温度调的很高,这样做不仅增加室内外温差,容易出现感冒等健康问题,而且还大大的加大了暖通空调的能耗。只有在平时多进行能源节约意识的培养,才能在实际生活中从自我做起,将室内温度调节在一个适合的温度,即保证身体的舒适性,还大大降低了能源的消耗。
3.加强暖通系统管理人员整体素质的培养
暖通空调在实际运行过程中,不免存在一些问题,这些问题的存在会在一定程度上影响暖通空调的运行和加大能耗。因此针对暖通空调系统的管理人员,首先要保证有较高的专业技术水平,定期进行相关知识的培训和学习,不断提升自己。再次要不定时不定期进行技术考核,对存在问题的人员,进行重新培训,直到完全合格才能上岗。最后这些管理人员还要有高度的责任心,可以根据室外的实际温度等情况,及时进行暖通空调系统的调节,在保证使用效果的情况下,尽可能降低能耗,节约能源。
暖通空调节能技术应用
热回收技术
暖通空调在运行的时候,向外会散发出大量的热量,而很多时候,热量都白白浪费掉,不能合理的进行利用,其实也是能源的浪费,而且还对周边环境造成一定影响,在小范围环境提高了温度,这就是为什么城市比乡村感觉更热。可以将空调机组排放出的热量进行回收,避免排风系统直接将空调房内的空气排出室外,造成能量浪费。
地热泵空调
我国地大物博,土地资源丰富,地热泵空调可以进行广泛使用,这项技术是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量,向建筑物提供热能,夏天向天然资源释放热量,给建筑物供冷的一种高效节能的空调系统。使用这项技术,不会存在污染的问题,而且实用性强,我国很多地方都可以进行普及,在很大程度上节约了能源,减少了生产能源对环境造成的污染,缓解了用电荒,而且经济实用,是高效节能的空调系统。
太阳能空调
太阳能技术在我国已经相当成熟,现在出现了许多太阳能产品,如太阳能汽车、太阳能电池等,我国国土辽阔,太阳能资源丰富,因此进行太阳能空调的研究和使用,在我国有着广阔的前景。其实这项技术就是将太阳能转化为热能或电能进行制冷的一种方式,太阳能取用方便、无污染、能量大、安全性高。因此利用太阳能来驱动空调系统,一方面节约了电能,降低了用电成本,缓解了供电压力;另一方面也减少了燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题,也不会带来传统电空调使用过程中所带来的城市热岛效应。
总结
暖通空调作为我国建筑消耗的重要组成部分,随着暖通空调的大量使用,将会消耗大量的电力,电力消耗的增加势必对环境造成一定的影响。而其节能技术的发展,将很好的缓解我国社会资源使用紧张的情况,并在一定程度上大大改善我国的环境现状,不断研究和发展新的节能技术,保证暖通空调系统发展与时俱进。
参考文献:
木南区2001年投入开发,2007年12月重组后并入新木采油厂管理。共有区块14个,含油面积48.27平方千米,由于历史原因木南区采油工艺基础工作薄弱,业务管理工作与木头油田老区相比存在一定差距。2012年老区机采系统效率达到25.6%,木南区仅为13.5%,在节能降耗方面工作存在较大的空间。
一、区块存在的主要问题
1、低产低效井多
采油大队目前所开发的区块都属特低渗透油藏,单井产量低,平均日产液5.3t/d,日产液小于1t/d油井有45口,有41口泵效小于20%;日产液1~2t/d油井有84口,76口油井泵效小于20%;日产液2~3t/d油井有76口,60口油井泵效小于20%。泵效小于20%的油井有200口,其中日产液小于3t/d有177口,占总数的88.5%。
2、油井供排不协调,工作参数偏大
造成低效井大量存在的主要原因是单井产量低;其次是工作参数偏大。油井工作参数不合理是导致井下效率低的重要原因。采油大队平均泵效只有30.9%,其中泵效低于20%的油井有200口。需要降冲次生产油井有230口,其中降为2.5次生产的油井80口井,2.5-3.5次有100口,3.5-4.5次有50口井。
3、大马拉小车问题严重
特低渗透油田投产初期的产量都比较高,随抽油机配备电机功率较高,但油田递减迅速,随着油田开发程度的加深,大马拉小车问题日益突出。电机平均负载率20%。电机负载率低于20%的油井占总井数的38%,需要采取降低装机容量的办法,如更换小功率多极数电机。
4、机电设备老化,功率因数低,节能控制设备应用数量少
木南油井平均功率因数0.42,功率因数低于0.7的井有463口井,其中小于0.3的有160口井。部分抽油机和配电设备老化严重,设备更新跟不上,节能配电箱数量少。需要安装功率因数和电机效率高的节能电机。
二、工艺技术研究
1、围绕供排协调之间关系,开展提高系统效率研究
(1)低产井经济泵效研究
明确低产井经济泵效,为工作制度优化和宏观管理提供依据。对实测数据统计分析,油井低泵效,尤其泵效小于20%时,泵效对井下效率的影响呈线性变化;当泵效大于40%时油井吨液耗电变化不大,所以低产井经济泵效20%~40%。
(2)工作参数对系统效率的影响评价
不同工作制度组合,不同的理排对系统效率的影响很大。冲次对输入功率和系统效率的影响呈线性关系。
2、围绕供排协调关系,节能设备更新与调冲次结合应用
(1)稀土永磁电机
性能特点:在电机转子体内应用了稀土钕铁硼磁钢(NdFeB),以磁钢的固有磁场作为励磁源,转子本身不再需要励磁,减少了电动机的励磁损耗。
应用效果:在采油七队安装48台、采油十一队安装85台、采油十二队安装32台,共计165台,单台日节电38.95度,累计节电38.53万度,泵效平均提高12.5%,系统效率平均提高7.6%。
典型井分析:前60井,安装前后功率曲线。从左下图可以看出,电机峰值功率下降40%,且功率因数提高1倍。
(2)直线抽油机
直线抽油机性能特点:该设备改变了常规游梁式抽油机的四连杆机构,采用智能控制电机正反转来实现光杆的直线往复运动,改变了常规抽油机的皮带传动方式,采用联轴器将电机与减速器连接在一起,改变了常规抽油机曲柄平衡、游梁平衡等平衡方式,采用砝码式平衡,并通过自动控制技术,实现抽油机冲程、冲次的智能无级调整。
应用效果:在采油十二队安装20台,单台日节电34.84度,累计节电3.78万度,泵效平均提高35.1%,系统效率平均提高15%。
典型井分析:前+12-6井,从下图可以看出,下冲程过程中,电机功率比较小。平均单井日节电为32.16kw.h。
(3)智能间抽控制器
性能特点:该设备通过高分辨率的传感器检测抽油机的运行参数,根据抽油机的上、下行电流变化准确地描绘出抽油机的加、卸载过程,自动为抽油机选择最佳的工作方案(开抽时间),达到节能的目的。
应用效果:在采油七队和采油十一队各安装10台,共计20台,经过测试,单台日节电48.2度,累计节电6.56万度,泵效平均提高6%,系统效率平均提高7.4%。
从应用效果来看,该设备能够自动控制抽油机启动、停抽时间,达到节能的目的。从设备安装前后的数据对比来看,该在设备控制下,抽油机的开井时间与人工开井时间基本相同,而且安装前后,油井产量变化不大,可以替代人工操作。缺点是由于无法准确了解某一时间内抽油机的运行状态,给油井计量和测试工作带来不便,在一定程度上增加了工人的劳动强度。
3、提高抽油机日常管理水平
Abstract: the energy conservation of the building is building a tendency of the development of the area, also is the inevitable requirement of building economical society, this paper on the present China's large-scale public buildings of gas-guzzling characteristics, to discuss the concept and energy saving of energy saving technologies research.
Keywords: energy-saving concepts; Energy saving technology
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着建设小康社会的逐步推进,建筑产业的迅猛发展,近年来公共建筑如雨后春笋般的出现,与之也带来了建筑能耗的迅速增长。但是现有公用建筑中的大多数无论是建筑围护结构还是采暖空调系统,都处于高耗能状态,节能建筑仅占1%,我国公共建筑单位面积的能耗也相当于纬度相近发达国家的二至三倍。
我国虽然能源丰富,但人均资源却很匮乏,建筑用能粗放,浪费严重,利用率低。大型公共建筑节能潜力巨大,做好大型公共建筑的节能工作,对我国经济的可持续发展和资源节约型、环境友好型社会的建立将会有很大的帮助。
二、节能概念
建筑节能,是指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或者在达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。对大型公共建筑来说,就是在建筑物的规划、设计、新建、改造和使用过程中,依据节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少通风、空调制冷制热、照明等的能耗。
一般来说,实现建筑节能技术有两种途径:一种是减少能源总需求量;另一种则是利用新能源。
三、节能技术
公共建筑节能技术主要围绕建筑节能规划设计、围护结构节能技术、采暖通风与空气调节节能技术、照明节能技术、建筑节能测试技术等方面。通过研究建筑物所在地的气候特征,结合现有的节能技术措施,综合经济效益因素,在满足建筑要求的前提下,达到节约资源、减少能耗、提高能源利用率的目的。
1、公共建筑的节能规划设计与围护结构
节能规划设计应该依据公共建筑所在地区的气候条件,以及所采用的建筑技术,结合能源的有效利用,对建筑的总平面、建筑单位构造形式、建筑室内外环境绿化、建筑的通风采暖、日照等各方面进行布置或规划的方法。[1]
围护结构的节能技术主要是通过改善围护结构的热工性能,使得夏季隔绝外部热量进入,冬季阻止内部热量散发,从而减少采暖、制冷的设备的使用,达到节能的效果。围护结构的节能主要包括三个方面:墙体节能、门窗节能、屋面节能。
外墙保温通常是在新型墙体的基础上增加高效保温隔热材料,形成复合墙体,从而达到节能的目的。按保温层所在位置不同,可分为三种:内保温外墙、外保温外墙、夹心保温墙体。内保温外墙即在外墙结构内部加保温层,保温层与外墙结构间设置空气间层,可以防止保温材料受潮和提高外墙的热阻,这种保温层由于密度小、蓄热能力小使得室内温波动相对较大,供暖时升温快,不供暖时降温也快,宜在礼堂、会场和俱乐部使用;外保温外墙即在外墙外部加保温层,再覆盖保护层,由于实体墙热容量大,室内能够储蓄更多的热量,相对于其它几种保温墙体来说在冷天提高墙体内表面温度的效果最好,此外外保温的综合经济效益高,适用范围广泛;[2]夹心保温墙体把保温材料放在墙体中间,保温层的外侧为围护构件,内侧为承重构件,这种做法有利于保护保温材料,但是内外墙之间必须有可靠的拉结。
门窗相对于墙体和屋顶来说绝热性最差,门窗的节能措施主要是增加门窗的保温性能和气密性,从而减少传热量、空气渗透量和太阳辐射。因此选择适宜的窗型,增设门窗隔热层,选用特殊材质的玻璃,设置遮阳结构等,可以达到节能的目的。
提高建筑物屋面的保温隔热能力,能够有效的抵御室内外冷热空气的传递,减少能耗。提高屋面的保温隔热能力方法主要有改善屋面保温层的热工性能,选用导热性小、蓄热性大、吸水率较小的材料,选择合适的保温隔热层厚度,并且注意材料层的排列。
2、采暖通风与空气调节节能技术
目前我们采暖节能措施主要是使用绝热保温层和新的采暖方式。围护结构的墙体、门窗、屋顶绝热都属于采暖节能措施,随着科技创新和新能源的开发,新的采暖方式得以实现。
太阳能是可再生能源,而且无污染,在建筑采暖中已经有了很大的用途,太阳能采暖的利用方式有两种,一是直接将太阳能通过热辐射的方式船体给室内空间,提高室内温度。二是将太阳能通过介质和设备进行收集和储存,在需要的时候通过热媒传递。如太阳能吸收式空调和太阳能地板辐射采暖。[3]
建筑节能下的通风有两种方式:自然通风和机械辅助式自然通风。[4]在非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通就是一种很好通风方式,但是对于大型公共建筑,通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠风压往往不能达到良好的通风要求,需采用机械辅助式的通风系统,辅以符合生态思想的空气处理手段,并且借助一定的机械方式加速室内空气流通,形成一套完整的空气循环通道。
公共建筑空调系统节能,主要体现在系统周期内的设计、施工调试和运行管理方面。空调系统的节能重点是变风量空调系统的采用、冷蓄冷空调及低温大温差技术、空调系统排风冷量的回收以及提高空调风、水的输送效率等。
3、建筑照明节能技术
大型公共建筑一般是人流高度聚集的场所,例如运动馆、商贸中心、机场、客运站等,这些服务性的建筑的性质使得人们不管是对照明设备的数量需求还是质量要求都比较高,然而面对解决照明需求数量的巨大和建筑节能的要求这一对矛盾,照明节能技术在公共建筑的的节能中起到了一个非常重要的作用。以往对于照明设备的能耗,人们主要关注的照明节能技术通常是进行照明功率的限制,但是这样治标不治本。建筑照明节能技术设计主要是由若干环节组合而成,只有把这些环节综合的进行考虑,才能实现照明节能的最大化:首先,需要对大型建筑物的照明供需比例进行准确的计算,在符合公共建筑照明设计的规范的情况下照明用电统筹管理,尽量的减少不必要的照明输出;其次,根据公共建筑类型的不同、公共建筑内部功能区的不同,区别选择使用不同的照明功率密度值;[5]最后,合理的选择节能灯具及其附属装置,综合考虑其发光效率、使用寿命,运行能耗等特征,为公共建筑的照明节能提供良好的硬件保障。
4、建筑节能测试技术
大型公共建筑是局部地区最大的一个产热单元,对城市热岛、局地气候都息息相关,而建筑节能测试技术从而扮演了一个“督察员”的角色。[6]公共建筑的检测主要包括室内的热环境度、建筑护的结构性能以及中央空调机组性能等,这项测试技术为公共建筑的节能效果提供了评价量化指标的基础。
四、结论
大型公共建筑的节能是一个庞大而复杂的系统工程,其涉及的领域十分广泛,既包含了建筑、规划、市政、结构等于建造相关的领域,也包括了照明、水电、环保等其他行业。要实现大型公共建筑节能这一目标,在实施的过程中还应该注意以下三点:
第一,不能厚此轻彼、以偏概全,单单强调某一方面的节能而应该统筹兼顾、平均用力,在节能大环境下全方位的考虑节能的系统性操作。
第二,充分学习和利用国内外先进的节能技术、节能措施和节能装置,只有不断的进行技术的改进,才能不断的提高节能的空间;
第三,时刻注意因地制宜,不同地点的大型公共建筑其气候特征、用地特征也不一样,因而在制定节能要求和标准时应该考虑到自身状况,在综合考虑各方面的因素的基础上才能使大型建筑物达到最优化的节能目标。
参考文献
[1] 李文辉.建筑节能与规划设计[J].建筑科学.2009,2:49
[2] 侯平兰,薛永武,张宣关.外墙保温的墙体节能方法[J].陕西建筑.2006,(08).
[3] 薄迎.浅析建筑采暖节能技术[J].资源节约与环保,2009,(02).