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论文摘要:在社会竞争日益激烈的今天,人们的工作压力达到了前所未有的高度。企业中的压力管理关系到员工的身心健康和企业的绩效。本文在系统研究的基础上,通过学习国内外大量文献资料,对压力、压力源的概念及理论进行了研究综述。
引言
当前快节奏的工作和生活,使人们的观念、心理、行为发生了一系列的变化,产生了各种适应或紧张症等与压力有关的疾病。压力问题已经开始引起社会各界的高度重视,已成为社会的焦点问题,有关压力的研究已经成为心理学、医学、社会学、管理学等共同关注的热点领 域。
在企业管理中,工作压力管理已成为人力资源管理的一个重要方面。过度、持续的工作压力不但是造成员工健康和安全隐患的重要问题,还会导致一些组织问题,如员工不满、消极怠工、高离职率、缺勤和低生产率等。对压力进行管理,尤其是对工作压力源的分析与探讨极为必要。
一、压力的内涵和相关理论
1.基本概念的界定
(1)压力
“压力”这个词对我们并不陌生,几乎每个人都经历过压力。它被广泛地应用在人们的生活和工作之中。对压力的认识最初源自物理学,是指物体受到试图扭曲它的外力的作用,在其内部产生相应的力。以后对压力的认识扩展到医学领域。随着工业化、城市化以及信息革命的发展,压力的研究在强烈的社会需求推动下,从医学领域迅速扩展到社会学、心理学、管理学等几乎所有学科研究领域,引起如社会学、心理学、生理学等许多学科专家的关注。关于压力的定义也有很多种,综合各界学者对压力的定义,对压力含义的界定总体上可以概括为刺激说、反应说和刺激—反应说三大类。
第一,刺激说。刺激说认为压力就是作用于个人的力量或刺激,从而导致人的紧张的反应。这种定义借助物理科学中压力的定义,认为压力是某些可能会导致分裂性结果的特质或事件。把压力看成是人对外界的刺激所引起的生理的紧张、恐惧等,强调的是人的一种生理反应,认为人们所承受的压力是有限的,当压力超过人所能承受的极限时,将会造成永久的破坏。这是早期对压力分析的观点。这种观点的主要代表有Weiss等。刺激说的观点主要集中注意于压力刺激的实质,关心压力的来源是什么。主要强调了压力的外部因素,而较少考虑到个人对压力程度的感知和评价,也没有注意到对压力反应的处理策略。
第二,反应说。反应说把压力看做是个体对某些刺激物的反应,是由于环境刺激物的影响,使人们呈现出的一种心理的反应。这一理论强调压力是个体对环境要求的一种反应,而不是外界环境对个体的一种压力。把压力看成是人的主观感受,着眼于人们对待压力的体验和认知,并且认为压力是以反应为基础的模式,它强调人的心理和精神方面。
第三,刺激—反应说。刺激—反应说认为压力是个体与压力源之间一个相互作用的过程,个体感受到的压力来源于个体对情境的察觉和评估,不同的人在不同的时期对压力的感受不同。根据刺激—反应说,压力是个人特征和环境刺激物之间相互作用的后果,是形成个体生理心理及行为反应的过程。不仅包括环境刺激造成的紧张也包括人们对环境刺激的主观反应,更重要的是它还包括个体特征差异及对待压力策略的其他因素。这是一个动态的认知过程,它全方位、多视角地考察了个人特征与外界刺激之间的相互作用、相互影响的关系。
(2)工作压力
在企业压力管理中,我们以研究工作压力为主。在本文中,压力即指工作压力。工作压力(WorkStress)概念是从压力定义衍生而来,简单来说是指当压力发生在工作场所时就称之为工作压力。我国学者徐长江(1999)把工作压力定义为:在工作环境中,使个人目标受到威胁的压力源长期地、持续地作用于个体,在个体及应付行为的影响下,形成一系列生理、心理和行为的反应过程。工作压力概念有广义和狭义之分。广义上的工作压力包括个体在工作情境中体验到的压力和来自工作场所之外的对工作产生影响的压力,而狭义的工作压力仅为工作情境中的压 力。
2.有关压力研究的理论
压力管理研究在西方已经近100年,研究者从不同角度提出了有关压力管理的相关理论。
(1)压力主体特征理论
压力主体特征学说认为压力的产生与个人的某些主体特征,特别是主体的需求与能力有关,当个体有较高的需求与期望发生,但又感到自我能力有所不及时,就会在行为活动过程中感到压力。这一学说思想强调了个人主观因素,特别是需求与能力对于压力形成于反应过程中的重要影响,解释了不同个体在同样压力环境中的个别差异原 因。
(2)个体—环境匹配理论
个体—环境匹配理论或称为P-E模式,该理论认为环境变量和个人相关特征决定压力是否会产生。French和Caplan(1972)提出的这一理论是工作压力领域中运用最多、得到最广泛接受的理论之一。French等人认为引起压力的原因不是单纯的环境因素或个人因素,而是个人和环境相联系的结果。工作的压力是由于个体能力与工作要求不匹配(misfit)。只有当个性特征与工作环境相匹配(fit)时,才会出现较好的适应(3)工作需求—控制理论
Karasek(1979)提出的工作需求—控制模式(简称JD-C模式)也是研究工作压力的一个很有影响的理论模式。Karasek以大量有关职务再设计和员工压力的研究为基础建立了JD-C模式,从工作特征出发,对工作压力做出解释和预测。所以它还被称为工作压力模式。Karasek认为工作压力来源于工作本身所包含的两个关键特征,即工作要求和工作控制的共同影响。它包含两个基本假设:
①高工作要求,低工作控制导致高工作压力。
②当工作要求和工作控制均处于高水平时,工作动机增强,因此有利于提高员工的工作绩效和工作满意度。进入20世纪80年代后,这一模式中又加入了一个社会维度:社会支持,使这一模式成为工作需求—控制支持模式(简称JDCS模式)。
(4)认知交互作用理论
认知交互作用理论是一个以认知评价过程为基础的工作压力模式。该理论提出者是美国心理学家RichardS.Lazarus。Lazarus认为在压力源与压力反应之间存在着两个阶段的认知评价过程。个体首先要评价外界事件是否具有挑战性或威胁,然后对自己所能获得的应对资源如个人能力和社会支持等进行评价,当个体认为后者不足以应对外界的威胁性事件时,工作压力便产生了。
Lazarus认为传统的工作压力研究将环境条件和个体特点看做是分离的和不变的,没有正确地描述工作压力的问题。个体—环境匹配理论虽然比传统理论的思维推进了一步,通过对个体和环境之间的关系来考虑工作压力产生的原因,但这一理论的问题是它仍然把个体和环境都看做是静止的、不变的。Lazarus(1995)认为,压力不是个人特点的产物,也不是环境的产物,压力的产生是某一种环境与某一种人所做的对环境所可能产生的威胁的评价结合的结果。在交互理论中,压力是一个过程,这一过程随着时间和面临的任务而产生变化。个体和环境的关系,以及个体与环境的匹配程度,无论在时间上、工作任务或活动上,都不是固定不变的。由于这一理论对数据的涵盖性和易检验性,使得它受到很多工作压力研究领域者的重 视。
二、压力源及其理论研究
1.压力源概念
压力源即压力的来源,又称应激源或紧张性刺激。是指导致压力的刺激、事件或环境,可以是外界物质环境、个体的内在环境及心理社会环境,主要包括两部分,即生活压力源和工作压力源。
工作压力源包括导致工作压力反应的情绪、刺激、活动等。是员工在工作活动中所承受的对其身心活动造成一定影响的外在刺激因素,是个体对工作压力感知的一种主观评价。它是改变个体心理和身体健康状态的主要原因。构成压力源的因素很多,各个因素之间会相互影响,构成复杂的系统,当个体长期处于这些压力源系统中,不仅仅是对他个人,对组织也同样会带来消极影响。在压力管理过程中,了解压力源是基础。所以工作压力源成为研究者和实践者关注的重点。
2.压力源研究的理论回顾
Weiss(1976)认为工作组织中的压力源主要有:工作本身因素;组织中的角色;职业发展;组织结构与组织风格;组织中的人际关系。
Whettent和Cameron把压力源归纳为时间压力、互动压力、情景压力和期望压力四个方面。
Cooper,C.L.和Marshall(1978)对白领工作人员的工作压力研究认为,工作压力源主要有:工作本身因素、组织中的角色、工作中的关系、职业发展、组织结构和组织倾 向。
Ivancevich和Matteson(1980)借鉴了以前的研究成果,认为工作压力源可分为组织内部压力源和组织外部压力源两部分,强调了个体差异和个人对压力感知的影响作用。他们把压力源分为五个基本类型:生理条件、个人层面、团队层面、组织层面和组织外因素。其中,个人层面涉及角色和职业发展,组织层面包括组织倾向、组织结构、工作设计和任务特征。
Hendrix,W.H.(1995)等人的研究中,将引起压力的因素分为3类:组织内部的因素、组织外因素和个人特 征。
Summers,T.P(1995)等人将引发工作压力的原因分为四类:个体因素特点、组织结构特点、组织过程特点、角色特点。
罗宾斯((1997)确认了三种类型的潜在的压力源:环境、组织和个人压力因素,并认为这三种因素是否会导致现实压力感的形成取决于个体差异(如工作经验、个人认知等)。环境因素包括经济、政治和技术的不确定性;组织因素包括任务要求、角色要求、人际关系要求、组织结构、组织领导作风和组织生命周期;个人因素则包括家庭问题、经济问题和个性特点。
近几年,我国对工作压力源的研究比较多,研究的内容主要有两方面,一类是通过调查,对某一行业、某一岗位的工作者的压力源进行识别;另一类是以压力源中的某一变量为研究对象,剖析该变量与其他变量的关系。
第一种研究所涉及的对象包含了各个行业、岗位的工作者,有医生、教师、公务员、科技工作者、知识型员工、经理人员等,基本上都是通过问卷调查的形式对该类工作者的工作压力源进行了分析,也有的学者只做了定性分 析。
张继红(2005)通过对航天科技人员工作压力与绩效的相关性分析,发现航天科技人员所承受的工作压力主要来自于“工作环境”、“工作角色”、“组织、人际关系”、“工作回报”和“工作时间”五个方面。
舒晓兵(2006)对我国国有企业和私营企业管理人员的工作压力源进行了比较和分析。
赵春燕(2007)对国有企业、外资企业和私营企业三类研发人员的工作压力状况进行比较研究。
第二种研究一般就工作压力源中的不同变量之间的关系进行研究,以进一步明确工作压力源中的变量之间是否相互影响及影响程度。马可一(2000)在工作情景中认知资源与职业关系的研究中,把管理人员的工作压力分为任务压力、竞争压力、人际压力和环境压力四个部分。
汤毅晖(2004)对管理人员工作压力源、控制感、应对方式与心理健康的关系进行研究,探讨工作压力源、控制感、应对方式和心理健康关系。
曹静(2005)研究管理人员工作压力源与工作倦怠的关系及其影响因素。其中将应对方式和社会支持作为中介变量同时引入工作压力源—工作倦怠的研究。
弋敏(2007)对知识型员工工作压力实证研究,知识型员工的主要工作压力源分别为工作任务、工作背景和氛围、职业发展、人际关系及组织结构和文化。
三、压力源的测量
工作压力的准确测量是研究工作压力管理的基础,国内目前尚未研制出较为成熟的工作压力测量工具,大多直接借鉴使用国外的压力测量工具。比较有影响的、广泛使用的工作压力测量工具主要有:
1.职业压力指标量表(OSI)
职业压力指标量表是CooperSloan和Williams于1988年设计的测量工作压力的一个指标体系。它从压力源、个性特征、控制源、应对策略、工作满意度、生理健康状况和心理健康状况七个方面来全方位地衡量工作压力状况。
2.McLean’s工作压力问卷
McLean’s工作压力量表中的问卷是美国心理学家McLean教授编制的。该问卷由应对能力、工作满意度和工作压力源三个量表组成。
3.工作内容问卷
著名的工作压力JD-C模式的提出者Karasek教授于20世纪70年代研制了工作内容问卷。该问卷原用于工作压力与高血压、心脏病的关系研究,现已被广泛应用于评价职业人群的工作压力水平。
4.工作控制问卷
工作控制问卷是美国国家职业安全卫生研究所的Hurrell和McLaney于1988年研制的,该问卷主要从工作压力源的角度来衡量个体面临的压力,调查内容与个体对工作情境中的人、事、物的控制程度密切相关。
5.职业压力问卷调整版(OSI-R)
职业压力调查量表最早是由Osipow于1981年设计的工作压力测量问卷,经过20年的使用和反复修订完善,于1998年重新推出了该量表的调整版本。OSI-R量表由职业角色问卷、个体紧张反应问卷和个体能力问卷三个量表构成,共有140个测试项目。
6.工作压力量表
Paker和Decotiis(1983)编制的工作压力量表,已在许多研究中得到使用,并被证明具有较高的信度和效 度。
目前国内还没有较为成熟的工作压力测试工具,研究者大多是借鉴和使用国外的压力测量工具,但还有部分学者在对我国不同行业职员工作压力的研究中,结合国情和行业特点,在传统测试工具的基础上进行改进和完善,设计出了新的压力测量工具。
四、研究展望
综上所述,各种理论从不同的侧面分析了压力的形成,如何将上述工作压力理论加以综合考虑,以期能完整解释实际的工作压力现象,这值得进一步研究。
现实生活中极少有纯粹的单一性压力源,多数压力源都包含两种以上的因素,几种压力源之间既互相区别又互相联系,今后对压力源的研究,一般都应该把几种压力源作为整体加以考虑。
不同的压力源测量工具,对企业的压力管理提供了指导。早期的压力研究较多采用横切面法,最近的压力研究中注意更多运用纵向研究设计。
压力管理中的相关理论,几乎都是以国外特别是西方企业文化为背景的,这些理论和模型在我国企业文化背景下的适用性有待进一步验证和深入研究。
作者单位:首都经贸大学
北京服装学院
参考文献:
[1]舒晓兵.管理人员工作压力源及其影响[J].统计研究,2005,(9):29-35.
[2]石林.工作压力理论及其在研究中的重要性[J].心理科学进展,2001,(10):433-435.
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[4]马剑虹,梁颖.管理者工作压力高阶因素结构分析[J].应用心理学,1997,(2):21-26.
[5][美]斯蒂芬•P.罗宾斯著,孙建敏,李原译.组织行为学[M].北京:中国人民大学出版社,1997:478.
[6]LazarusRS.PsychologicalStressintheWorkplace[J].JournalofSocialBehaviorandPersonality,1991,(6):1-13.
1.1、15MnVR钢(母材)
1.1.1、15MnVR钢特性
15MnVR钢属于正火状态下交货的合金结构容器钢。(正火钢是指在固溶强化的基础上,通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性的一类低合金高强钢)
15MnVR钢化学成分表:
钢号
化学成分(%)
C
Mn
Si
V
Ti
Nb
MO
N
RE加入量
S
P
15MnVR
≤0.18
1.2~1.6
0.20~0.6
0.04~0.12
≤0.035
≤0.035
15MnVR钢机械性能表:
钢号
抗拉强度
σb(MPa)
屈服点
σs(MPa)
伸长率
δ5≥(%)
1800弯曲试验
15MnVR
530~675
390
18
d=3a
注:d=弯心直径a=试样厚度
这类钢是在16Mn基础上加入少量V(0.04%—0.12%)来达到细化晶粒和沉淀强化的。此钢虽在正火状态下使用,但由于碳化钒的分布形式和弥散强化程度与热轧温度、冷却速度有很大的关系。因此它的性能在热扎状态下会有较大的波动,特别是板厚增加时更为严重。由于此钢实质上应属于沉淀强化类型的钢,因此只有通过正火使晶粒和碳化钢均匀弥散析出后,才能获得较高的塑性和韧性,所以这种钢在签定合同时要求正火状态下交货,并经Ⅱ级无损检验合格后交货。正火的目的是为了使这些合金元素能以细小的化合物质从固溶体中析出,并同时起细化晶粒的作用,是在提高强度的同时,适当地改善了钢材的塑性和韧性,以达到最强的综合性能。
1.1.2、15MnVR钢的焊接性分析
通过15MnVR的钢特性可以看出此钢材的焊接较好。
本结主要通过工艺因素来描述15MnVR的焊接性。(影响焊接性的主要有材料因素、工艺因素、结构因素及使用因素。)15MnVR钢焊接性通常出现两方面的问题:一是焊接引起的各种冶金缺陷,主要是各类裂纹问题;二是焊接时材料性能的变化。
1.1.2.1、预防焊缝中的热裂纹
从正火钢成分来看,此钢含碳量较低,含Mn量较高,Mn/S(含S元素多导致热裂纹)比能达到要求,具有较好的抗热裂性能,正常情况下焊缝中不会出现热裂纹。但当材料成分不合格,或因严重偏析使局部C、S含量偏高时,容易出现热裂纹。在这种情况下,在焊接材料上采用含Mn较高的焊丝和含SiO2较低的焊剂,以此降低焊缝中的含碳量和提高焊缝中的含锰量,可解决热裂纹的问题。在阿鸠田工程中使用焊丝H10Mn2、焊剂HJ431。
1.1.2.2、预防焊缝中的冷裂纹
冷裂纹是焊接15MnVR钢时的一个主要问题。(a)从材料本身考虑淬硬组织,是引起冷裂纹的决定性因素,由于正火钢的强度级别较高,合金元素的含量较多。因此与低碳钢相比,焊接性差别就大。(b)碳当量与冷裂纹倾向的关系。从前面分析材料的淬硬倾向影响冷裂纹倾向,而淬硬倾向又主要取决于钢的化学成分,其中以碳的作用最为明显。因此,可以通过一些经验性的碳当量公式来粗略地估计和对此不同钢材的冷裂纹倾向,为了减少含C量,来提高15MnVR的焊接性,但为了弥补强度的损失必须添加一些合金元素V。但碳当量不能精确地判断冷裂纹的产生与否,因为冷裂纹的产生除了成分外还和其他因素有关。为了避免冷裂纹的产生,就需要采取较严格的工艺措施,在阿鸠田工程中严格控制线能量、焊前预热和焊后保温等措施。
1.1.2.3、再热裂纹
15MnVR钢,对再热裂纹不敏感。
1.1.2.4、层状撕裂
产生层状撕裂不受钢材的种类和强度级别的限制,撕裂与板厚有关。由于阿鸠田电站采用15MnVR钢最薄厚度为δ=28mm,容易产生层状撕裂。从钢板本身来说,主要取决于冶炼条件,钢板出厂必须进行无损检验,达到Ⅱ级探伤合格准予出厂。在阿鸠田工程施工过程中一般对厚度超过32mm,采取了150ºC预热,在整个施工过程中未见层状撕裂现象。
1.1.3、15MnVR钢验收
15MnVR钢应符合《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994、GB6654—1996的规定,并具有出厂合格证明书和质量保证书。15MnVR钢使用前按GB6654-1996容器板检查验收。钢板的运输和存放应避免变形、锈蚀、损坏等。
1.2、15MnVR钢用焊接材料
1.2.1、焊接材料是决定焊接质量的主要因素。焊接材料选择根据15MnVR的力学性能、化学成分、接头钢性及钢管的坡口形式和使用要求选取。在阿鸠田工程中手弧焊选取E5015焊条,焊丝选取H10Mn2,焊剂选HJ431。选取以上焊接材料必须具有出厂合格证明书和质量保证书。
1.2.2、焊条、焊丝及焊剂的储存和保管应按JB3223-83《焊条质量管理规程》的规定执行。
1.2.3、焊条和焊剂使用前严格按使用说明书的规定进行烘干;焊丝存放在干燥的地方以防止受潮生锈。焊条、焊丝与焊剂有专人负责保管、烘干和发放,并有详细的记录。
1.2.4、烘干后的焊条和焊剂保存在100—150ºC的恒温箱内,随取随用;每位焊工备有保温筒,使用过程中保温筒通电加热,焊条用一根取一根。焊条烘干后在保温筒内超过4h后应重新烘干,烘干次数不宜超过两次。
1.2.5、使用的焊剂,按厂方提供的使用要求执行。焊剂烘干后,取出的焊剂放在密封的容器中带到现场使用,烘干后的焊剂在空气中4h以上重新烘干,烘干次数不超过3次。熔化过的焊剂不再使用,使用过的焊剂,要用米筛筛选,严防氧化皮等杂物混入,并经重新烘干才能再次使用。以防浪费,焊剂可反复使用,但不断添加一些新烘干的焊剂,并掺和均匀。
2、焊接人员
2.1、焊接人员除合格的焊工外,配备专门的焊接技术人员,焊接检查员和无损检验员。
2.2、参加15MnVR钢焊接施工人员和施工管理人员均进行技术交底,以了解15MnVR钢的焊接特点、控制项目及控制方法。焊工按水利部标准进行培训和考核合格,持操作证书和等级证书的合格焊工上岗。
3、焊接设备
焊接设备采用参数稳定、调节灵活和安全可靠的直流逆变焊机。在施焊前,焊机上的电流电压表必须检定合格,埋弧焊机采用MZ1—1000型,电源电缆必须满足大电流焊接的要求。
4、下料
15MnVR钢划线时要避免使用样冲,不可留下有害痕迹,对岔管下料用样冲时,使用尖部较钝的,并打在管壁内侧。15MnVR钢可用火焰下料,不允许用火焰预热和后热。采用半自动切割机方法下料,以保证切割面质量。手工火焰切割只对岔管管节难以用半自动切割机实现的部位,切割后要求修磨平整。
5、坡口制备
由于阿鸠田电站钢管所用钢板为双定尺钢板,所以下料时就一起将坡口用半自动切割机制备,坡口型式、尺寸满足焊接及施工图纸要求。组对前,坡口面及坡口每侧10—20mm范围内的毛刺、铁锈、氧化皮、渣等要清除干净。
6、预热
通过分析15MnVR钢的焊接性,此钢Ceq=0.47%(碳当量)超过0.4%。在阿鸠田工程中15MnVR钢对厚度δ〈32mm的钢板,钢管焊接不需要预热,当管板厚度δ≥32mm时,钢管焊接需要用履带式电加热器进行100—150ºC加热0.5h。
7、焊接工艺
本焊接工艺卡片是在焊接试验及工艺评定的基础上编制的。
15MnVR钢焊接要点:
7.1、由于阿鸠田电站采用15MnVR钢的钢板厚度最小为28mm,对于板厚≥32mm的钢板焊接采用预热措施,预热温度在150℃-200℃。
7.2焊接层间温度<200℃,焊接线能量15KJ/cm—55KJ/cm。
埋弧自动焊采用H10Mn2ф5.0的焊丝,直流反接,焊接电流700—750A,电弧电压36—39V,焊接速度22m/h。
7.3焊接工艺卡片
焊接工艺卡片见附录1
8、15MnVR钢的焊接要求
1定位焊:定位焊一般焊在后焊侧坡口内,后焊坡口侧焊前必须清除定位焊道,定位焊长应为80mm,间距350mm。
2施焊前,应检查坡口组对质量,如发现尺寸超差或坡口及其附近有缺陷,应处理后放可施焊。
3焊工要严格按照15MnVR钢的焊接工艺卡进行施焊。
4焊接检查员在施焊过程中必须严格监测和控制预热温度、道间温度及焊接线能量,并对每条焊缝进行实际施焊规范参数记录。
5严禁在非焊接部位的母材上引弧,试电流及焊接临时支架。
6除焊缝外,埋弧焊及手工焊均应设引弧板(引入板和引出板),其尺寸为:埋弧焊大于等于50×100mm2,手弧焊可适当掌握。
7双面焊的焊缝,一侧焊后,另一侧可采用碳弧气刨清根。清根时埋弧焊必须清到第一道缝完全露出,手工焊第一道缝必须完全清楚。碳弧气刨清根用压缩空气包含水分和油分加以限制。
8多层多道焊时,将每道的溶渣、飞溅仔细清理,自检合格后,方可进行下一道焊接。焊缝的表面尽可能平滑,咬边、焊瘤、焊趾过度角过大的部位要用细纱轮仔细打磨,使表面光滑平整。
9每条焊缝进行编号,并记下施焊焊工姓名或代号存档。禁止打焊工钢号。工卡具的去除严禁用锤击法,应用碳弧气刨或气割在离管壁3mm以上外切除,严禁损伤母材,然后用砂轮打磨平整,并进行渗漏探伤和磁粉探伤,由于特殊原因中途停焊时,应立即进行后热保温,再次焊接时应全部进行预热后方可按原焊缝要求进行焊接。
9、焊件矫形及后热消除应力
9.1、焊件矫形应用机械方法进行,不得热矫形。
9.2、消除焊接应力,采用加热到250—300℃后热方法,保温1.2h—1.8h,分阶段降温方法。
10、焊缝质量检验
10.1、焊缝焊后,首先进行外观检查。外观检查合格后方可进行内部质量检查,内部质量无损检查在焊缝焊完48h后进行。
10.2、焊缝外观质量及内部质量检查按GB3323—1987《钢熔化焊接对接接头射线照相和质量分级》、GB11345—1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》、JB3965—1985《钢制压力容器磁粉探伤》等规范要求进行。
11、修补
手工焊或埋弧焊如果出现了问题就要进行修补,修补注意如下几条:
11.1、焊件表面被电弧、碳弧气刨等损伤处必须用砂轮打磨、平滑过度,然后应进行渗漏或磁粉探伤。打磨深度超过板厚10%或大于2mm时,应进行焊接修补。
11.2、焊缝内部超标缺陷,表面裂纹修补前,应分析原因,指定切实可行的修补方案。
11.3、局部焊缝修补时预热应在修补处四周15mm范围内进行,预热温度控制在120—170ºC。
11.4、焊缝缺陷可用碳弧气刨,砂轮机打磨方法清除,不允许用电弧或气刨火焰熔除,用碳弧气刨清除后再用砂轮机清除渗碳层。焊缝缺陷清除后,不允许有毛刺和凹痕,坡口底部应圆滑过渡。
11.5、焊缝缺陷修补施焊与原焊缝相同,焊接修补后要后热,后热温度与原焊缝相同。
11.6、缺陷修补只允许一次,同一部位修补超过一次应经焊接技术负责人研究批准后方可进行。
11.7、修补后按原焊缝的质量要求,检查方法对修补处及其附近进行100%检查。其中内部质量检验应再修补完成48h后进行。
12、结束语
摘要:旅游业是当今世界最兴旺、发展速度最快的新兴产业,随着旅游人数的增加,旅游胜地得到了迅速的发展。但在景区旅游得到较好发展的同时,游客的过量涌入给景区发展也带来了负面的影响,甚至出现了超载的严重局面。使旅游景区可持续发展受到了严重的考验,把握旅游景区承载力已成为其可持续发展的重要前提。但目前就我国而言。各景区承载力控制的目前状况令人担忧,在一定程度上已限制了旅游景区的快速发展,因而对景区承载力进行怎样的管理和调控已经成为我们探究的重要课题。
旅游景区是旅游者产生旅游动机的直接因素,是旅游者的终端目标,更是旅游目的地形象的重要体现。无论从旅游的发展,还是地方的发展来看,旅游景区的发展都占据着重要的地位。然而,随着旅游业的快速发展,越来越多的旅游景区承载力出现了严重的饱和和超载,这就使我们不得不开始重视景区承载力的新问题了。对景区承载力进行一个更好的把握,才能够使其环境保持可持续发展。
一、旅游景区承载力的概述
在19世纪后半叶,旅游的面貌发生了很大改变。随着全球旅游人数的显著增多,游客给旅游景区带来的正面和负面冲击也日益明显。游客面对的全部新问题只是为周末或假期找一个“最佳目的地”。而对于旅游景区不论是名满天下的老景区或是新开发的旅游景区,其面临的挑战是摘要:如何找到一个合理而又经济的方式来管理旅游景区的发展,使其收益能超过所带来的负担。旅游景区承载力规范了一个景区使用的数量和质量。为旅游景区经营管理提供了科学依据。
旅游承载力条件也称景区旅游容量,它是在一定时间条件下,一定旅游资源的空间范围内的旅游活动能力,即满足游人最低游览要求,包括心理感应气氛以及达到保护资源的环境标准,是旅游资源的物质和空间规模所能容纳的游客活动量。景区承载力强调了土地利用强度、旅游经济收益、游客密度等因素对旅游地承载力的影响,在内容上包括了资源空间承载量、环境生态承载量、理承载量、经济发展承载量、社会地域承载量等基本内容,一个旅游地的旅游承载力是这些承载力的综合能力,这些基本内容是景区开发和规划中所必须考虑到的新问题。只有把握好旅游景区承载力的尺度才能为旅游的发展带来更大的空间。
二、把握旅游景区承载力的重要性
为了避免旅游景区因超量接纳外部的强制输入而导致景区生态系统失衡,旅游承载力指标对旅游景区接待地的旅游者活动和旅游产业活动,如接待人数、空间分布、旅游者行为等作出了一定的规定,把握旅游景区承载力的重要性是景区规划发展中不可忽视的新问题。旅游承载力在内容上主要包括资源承载量、生态环境承载量、心理承载量、经济发展承载量、社会地域承载量等基本内容。从这五个基本内容来把握是体现景区承载力的一个重要指标。
第一,资源承载力的确定是景区接待游客量的前提
资源的不可再生性大大削弱了旅游景区资源所能容忍的旅游活动强度。有些旅游资源是历史遗留下来的重要资源,具有重要的保护价值。景区资源的保护必须作为生存和发展的头等要事,旅游活动的开展必须考虑资源保护的合理承载力要求。
第二,旅游心理容量是以服务旅游者的满足度为基础
旅游心理容量包括旅游者的直接旅游心理容量(感知容量)和旅游地居民的相关旅游心理容量,即游人的数量应限制在不破坏游兴和心理快适的范围之内,否则就达不到旅游的目的。
第三,景区生态承载力的把握是走可持续发展的有力办法
旅游生态承载力是以在一定的旅游时间、地域内的生态环境不会导致恶化,在以此为前提的条件下所容纳的旅游活动强度。生态承载力是衡量景区生态环境能否保持可持续发展的一项重要指标。在江西流坑古村落旁有一个面积2公顷的龙湖,上游有活水流人、下游有乌江相连,古村落的生活污水通过排水沟流入龙湖,经湖泊的自净后排入乌江,是一个生态的污水处理设计。但是,随着村落人口的增加和游客的大量来访,污水的排放量大大超过湖泊自身净化能力。如今的龙湖已经成为臭湖、死湖。这种生态环境因为大量旅游者的到来和旅游设施的强制插入而遭到破坏。
第四,社会承载力是游客和景区居民增强交流的渠道
旅游社会承载力是指接待地的人口构成、、民族风俗、生活方式、社会开化程度等所决定的当地居民可以接纳和容忍的旅游活动强度。随着旅游业的不断成熟和发展,景区居民和有关多种文化背景人的接触和交流加强,增强了彼此的了解。旅游者的意识也在影响和改变着居民的各种观念,同时也给居民带来了经济上的繁荣和生活方式的巨大改变,这样就会使居民对旅游者的接纳能力在不断提高,承载力也在不断增加。
第五,经济承载力是提高景区效益的有力保证
旅游经济承载力涉及的范围比较宽泛,有设施承载量、投资旅游开发的能力、当地和旅游业相关的产业、投入旅游业的人力资源、发展旅游业对某些产业的限制等。一般以设施承载量作为旅游经济承载量的主要方面,它决定了接受游客的数量、旅游活动强度以及旅游经历的质量。旅游景区的设施应以满足游客的需求为基础,这样在旅游高峰期,景区其食宿设施和容量能够供求平衡,不会造成景区的困扰,限制景区的发展。
三、旅游景区承载力的目前状况分析
20世纪80年代,制约旅游业发展的饭店瓶颈、交通瓶颈,主要是数量上的制约。而进入90年代以后,随着旅游者意识和品位的提高,旅游业和国际的接轨,质量制约就显得越来越突出。质量制约主要表现在旅游景区上。旅游景区是旅游业的核心要素,是旅游产品的主体成分。但作为旅游产业链上中心环节的旅游景区,却是现阶段我国旅游产业发展中最薄弱的环节之一,其发展水平和旅游产业快速扩张和地方经济社会发展不相适应的矛盾十分突出,而旅游景区承载力所面临的新问题已不容忽视。
第一,经济水平较低、景区管理不善
当前,我国的旅游业正在以前所未有的姿态高速发展,但由于现有经济和社会发展水平相对落后,旅游业在开发中碰到的旅游容量饱和、超载的新问题远比发达国家严重得多。旅游景区容量的超载,会对旅游资源带来严重的破坏,降低旅游景区的质量,影响游客的出游积极性,不利于旅游业的可持续发展。
第二,黄金周政策的实施加重了景区负荷的压力
我国三大黄金周期政策的实施更始吸引了大量的游客,各个热点的景区也随之出现负荷不了的局面,景区承载力也随之下降。旅游者的大规模转移,尤其是假日旅游的火暴更是加深了景区承载力的压力。
第三,旅游旺季热点景区人流过于集中
旅游景区的核心区域闻名的景点四周是人流最集中的地区,在旅游旺季往往形成人流过于集中,负荷过重的局面,给环境造成极大的压力。例如摘要:“瑶琳仙境”溶洞高峰时日游客量达1.5万人,不但危及旅游环境,妨碍正常观赏游览,而且由于近几年洞内一直处于饱和状态,酸雾污染导致许多晶莹的石钟乳色泽变黑,亿万年造就的自然奇观面临着毁于一旦的危险境地。这些景区都是在没有以旅游承载力为依据可承受的情况下过度地接待游客而造成的后果。
四、旅游景区承载力的管理和调控
(一)旅游景区承载力的管理
每个景区都具有独特魅力,让当地居民引以自豪,同时也吸引着成千上万的游客蜂拥而至。然而随着旅游业蓬勃发展,游客过量涌入却破坏了其独特品质。旅游景区承载力作为衡量景区发展的一项重要考评体系,起着至关重要的功能,对旅游景区承载力的管理是旅游地达到既定的旅游承载力目标的管理决策过程。由于旅游需求者和旅游供给者是旅游活动系统的主体,也是影响旅游承载力的主要因素,所以,对旅游景区承载力的管理应着重于旅游供给者和需求者的管理。在其旅游规划中,旅游景区承载力的管理规划是首先考虑的重要因素。因此,旅游景区承载力的管理可以从以下几点着手摘要:
第一,依据景区承载力的特性,确定游客接待量
确定合理的游客接待量,要求我们把握景区承载力容纳量的尺度,强化旅游景区承载力在实践中的应用,做到景区承载力和景区生态环境保护的关系相协调。游客过多超过景区负荷能力则势必对景区造成破坏,影响到游览质量,另外有些景区因自然因素的影响,存在一定的危险性,过多的游客涌入具有危险性的地段则会威胁到游客游览的平安。例如摘要:桂林主要风景点芦笛岩长约500米,而高峰时的日游客则达到万人,这种超负荷接待如同赶庙会,游客量和景区的承载力已严重失调。这就必须在衡量景区的承受情况下才能准确地把握多少的游客量才是合理的接待。
第二,在管理组织规划中,应设立旅游景区管理委员会
管委会负责协调各部门的工作,对旅游景区承载力进行监测和审计,以便于及时发现旅游活动中的饱和和超载的现象,避免在旅游开发中因景区承载力长期处于负荷状态而导致景区生态系统失衡的后果。
第三,在旅游景区人力资源开发规划中,应加强导游队伍的服务和责任
对导游队伍的建设提出了非凡的要求,即导游在做好导游服务的同时,必须担负起两方面的责任摘要:一是对游客加强旅游生态观、旅游资源观和历史古迹保护意识的宣传教育,起到一个旅游宣传员的功能。同时也要制止和纠正旅游者不良的旅游方式和行为,起到监督员的功能;二是推出景区的新特色,通过导游的讲解,引导旅游者从传统的观光游览向体验旅游转移,让游客懂得怎样去赏析景区的前提下提高保护旅游资源的观念。
第四,在旅游景区经营规划管理中,从旅游投资管理体制入手
实行政府指导下的景区四周居民或村民的切身利益和景区长远发展利益联系起来,将居民或村民参和纳入到景区经营管理中,加强村民的文化素养、社会价值观念的培养,做好景区和旅游者、村民等各自利益保障的情况下,实现旅游景区的可持续发展。
(二)旅游景区承载力的调控
对旅游景区承载力的饱和和超载的调控办法是防止景区承载力的负荷进一步加深的重要手段。对于景区承载力的调控有很多方面,其中主要考虑的有一下几方面摘要:
第一,协调好旅游景区的供给关系,适当引流
针对整个景区承载力长期连续饱和或超载的,应适当地采取分流性办法摘要:一是通过大众传播媒介,告诉潜在游客由于超载给其带来的诸多不便和危害,所造成的景区环境破坏等后果,让游客改变景区的选择决策。二是答应或以法规的形式要求景区经营者和管理者采取浮动价格,如在旅游旺季提高门票、食宿、交通等费用,以使部分游客因经济原因而改变流向。三是替代性开辟新的旅游景区,选择景区总体的旅游效果近似,而在时间上,价格上更节省的旅游地以替代其他景区饱和或超载的旅游地。四是选择本身具有较高吸引力,区位远中,价格较低的邻近旅游地,通过强大的传媒促销吸引旅游者,从而减轻景区整个连续性饱和或超载的压力。
第二,淡季的休养生息和景区环境补给
对短期旅游饱和或超载的景区应充分重视旅游淡季的休养生息和环境补给。由于在旅游旺季,景区环境系统的物质、能量、信息等消耗过量,在旅游淡季时,就不能仅靠环境本身的调节能力去休养生息,还需要人工的补给大量物质,能量和信息等来促使景区环境尽快恢复保持其容纳能力。
第三,轮流开放景区,分区恢复
关键词:性能带变排量压缩机汽车空调稳态特性
1前言
汽车空调系统的无级变排量摇板式压缩机(以下简称变排量压缩机)摒弃了传统的离合器启闭压缩机调节方式,可以根据车内负荷变化改变摇板角度和活塞行程,实现了汽车空调系统连续运行,不会引起汽车发动机周期性的负荷变化,车内环境热舒适性好,降低能耗,节约燃油[1,2]。但是在由变排量压缩机和热力膨胀阀组成的汽车空调制冷系统会出现系统振荡[3,4]和蒸发器结霜现象,为了解决这些问题,必须对系统的稳态特性进行分析。
只有很少研究者对变排量压缩机汽车空调制冷系统特性进行过分析。Inoue等人[3]在对汽车空调制冷系统中七缸变排量压缩机和热力膨胀阀的匹配问题进行了试验研究,但是没有理论分析。Lee等人[5]对变排量压缩机汽车空调制冷系统的稳态特性进行了试验研究和理论分析,但是认为在变活塞行程情况下参数是一一对应关系。
本文在变排量压缩机稳态模型基础上,建立变排量压缩机汽车空调制冷系统稳态模型并进行试验验证,然后对系统特性进行分析。
2系统稳态模型
变排量压缩机汽车空调系统由变排量压缩机、蒸发器、冷凝器和储液干燥器、热力膨胀阀以及连接管道组成,制冷剂采用R134a。为简化模型,忽略各连接管道的压力损失和热损失。与定排量压缩机汽车空调系统最大的不同是变排量压缩机,所以重点介绍变排量压缩机模型建立。
2.1变排量压缩机模型
本文研究的压缩机为五缸变排量摇板式压缩机,其排量可以在每转10cm3到156cm3范围内无级变化。根据变排量压缩机的控制机理和结构特点,图1给出了压缩机模型关系图。首先建立控制阀数学模型从而确定摇板箱压力Pw随排气压力Pd和吸气压力Ps的变化规律,然后建立压缩机运动部件动力学模型确定活塞行程Sp与排气压力、吸气压力、摇板箱压力和压缩机转速Nc的关系,再通过压缩过程模型由排气压力、吸气压力、吸气温度、活塞行程和压缩机转速来确定压缩机制冷剂流量Mr和排气温度,这样以上三个模型就组成了变排量压缩机的稳态模型。
图1压缩机模型关系图
根据我们的研究发现,变排量压缩机由于活塞行程减小时运动部件(如轴套同主轴之间)的摩擦力矩与活塞行程增大时相反,活塞行程减小时摩擦力矩与吸气压力形成的力矩同向,行程增大时摩擦力矩与吸气压力形成的力矩反向,所以行程增大时临界吸气压力(活塞行程刚要增大时的吸气压力)Ps,cu大于行程减小时临界吸气压力Ps,cd。当Ps,cd≤Ps≤Ps,cu,压缩机出现了一个“调节滞区”,活塞行程Sp不会发生变化。根据控制阀的数学模型和运动部件动力学模型,可以计算出不同排气压力、压缩机转速和摇板角下行程增加和行程减小时临界吸气压力,并拟合出行程减小时和行程增加时的临界吸气压力与排气压力、压缩机转速和活塞行程的如下关系式:
(1)
(2)
式中,Pd0为基准排气压力,Ad(α,Nc),Bd(α,Nc),Au(α,Nc),Bu(α,Nc)是与压缩机转速Nc和摇板角а有关的系数。
根据压缩机几何关系,可以导出活塞行程Sp与摇板角а的关系式,则公式(1)和(2)给出了活塞行程与排气压力、吸气压力和压缩机转速的关系。
压缩机流量和出口焓值可用下式计算:
(3)
(4)
最大活塞行程情况下的容积效率和指示效率计算公式根据我们的试验数据拟合得到。在部分活塞行程情况下,我们提出相对容积效率和相对指示效率的概念。相对容积效率是部分行程的容积效率同相同工况与转速下最大行程容积效率之比,而相对指示效率是相同工况和转速下部分行程指示效率与最大行程指示效率之比。我们的试验研究发现,压缩机工况对相对容积效率和相对指示效率的影响可以忽略不计。根据试验数据可以拟合出相对容积效率和相对指示效率计算公式如下:
(5)
(6)
公式(1)~(6)就组成了变排量压缩机稳态数学模型,可以由排气压力、吸气压力、吸气温度、活塞行程和压缩机转速来确定压缩机制冷剂流量和排气温度。
2.2其它部件模型
本文研究的蒸发器为四通道五列管片式蒸发器。蒸发器长0.2625m,高0.228m,厚0.084m,外表面传热面积5.5m2。蒸发器稳态模型采用集总参数法,将蒸发器分为两相区和过热区两个区域。
考虑到汽车空调部件组成特点和求解方便,将冷凝器和储液干燥器组合在一起,储液干燥器作为冷凝器过冷区的一部分。本文研究的冷凝器为平行流冷凝器,传热管为多孔矩形通道扁管,13/9/7/5通道分布,冷凝器长0.35m,高0.56m,厚0.02m,外表面传热面积5.58m2。冷凝器稳态模型采用集总参数法,将冷凝器分为过热区、两相区和过冷区三个区域。
热力膨胀阀为交叉充注吸附式H型球型快开阀,公称容量为2冷吨。通过热力膨胀阀阀杆受力方程得出阀开度,采用热力膨胀阀流量计算公式计算流经热力膨胀阀的制冷剂流量。
将变排量压缩机、蒸发器、冷凝器和储液干燥器和热力膨胀阀四个部件稳态模型按照部件进出口参数关系有机结合,就组成了变排量压缩机汽车空调制冷系统稳态模型。
2.3系统稳态模型验证
图2为处于行程减小和增大临界状态不同压缩机转速稳态点试验数据和模拟结果的比较,试验条件:在Teai=25℃,Tcai=33℃,蒸发器高档风速,冷凝器迎面风速2.8m/s。按照试验条件对蒸发压力Pe和制冷量Qe随Nc的变化进行了模拟计算。
(a)Pe-Nc关系图(b)Qe-Nc关系图
冲压件生产是一定性质的批量作业。冲压件批量的多少,与产品切换次数成反比,与库存量成正比,批量大,切换次数少,生产周期长,库存量大,资金占用多;批量小,切换次数多,生产周期短,库存量小,生产效率低。所以,经济批量的计算与应用,是对生产效率、库存资金占用、产能的一个科学平衡。经济批量计算是以产品切换次数最小为目标函数,生产周期、工位器具总数量等因素作为约束条件,求解的生产批量。具体函数如下:其中,X为生产批量;A为需求;h为产品切换时间;m为净作业时间;n为设备故障停机时间;p为休息时间;k为计划停机时间:a为单位时间产能;b为工位器具容量;B为可用工位器具数量。为了保证批量计算结果的合理性,在函数求解过程中,需要根据实际情况对工位器具数量、生产批量等进行取整处理。
2计划编制
冲压件生产计划是基于安全库存的滚动式生产计划。因此,在计划编制前需要根据生产实际情况确定每种零件的安全库存警戒线。为了保证安全库存的合理性,对于有生产淡旺季的企业,应根据市场情况制定不同产量下的安全库存,以保证在不同时期使库存资金占用处于合理状态。另外,还要结合零件使用频率利用ABC分类法对各种零件进行分类管理。对于使用频率较高的A类零件,在计划编制时可以考虑分批投放;对于使用频率一般的B类零件,可以按照生产周期进行投放;对于使用频率较低的C类零件,可以根据预算大纲一次性投放。在确定了每种零件的有效产能、经济批量、安全库存警戒线、投放标准之后,就可结合预测需求数量、需求时间、板料到货时间等进行冲压件计划的初步编制。
3计划优化
在初步编制完成后,我们需要对生产线作业平衡、工位器具数量分别进行定量评估,以保证计划的指导性和可执行性。生产线作业平衡包括线内作业平衡以及线体间作业平衡。线内作业平衡主要是指计划作业时间和实际要求工作周期的平衡。即将计划数量和产能相互匹配得出计划生产时间,再将其与实际要求的工作周期进行比较。如果小于要求周期,则可满足生产要求;如果大于要求周期则存在产能不足的问题,需要加班生产或委外加工。线体间作业平衡是指对各条生产线的计划作业时间进行平衡,避免线体间工作时间差异过大,导致生产资源浪费。工位器具数量的评估是指对计划中各种零件需求的工位器具(特别是通用料框类工位器具)数量进行估算,确保每种零件生产完成时有足够的空工位器具承装零件。在实际操作中,可分别计算出计划中每种零件所需的工位器具,对所需工位器具数量进行分类累加,再结合现有空工位器具、周期内回转工位器具,计算工位器具是否可以满足计划需求。
4结束语
近年来,随着我国城市人口的膨胀、国民经济的发展和环保节能理念的推进,轨道交通升温已成为不争的事实。轨道车辆按照其供给电压有DC750V、DC1500V、AC25000V等等。在电力电子技术和微电子技术的强力支持下,交流传动系统以其固有的优越性,在轨道牵引领域、尤其是在地铁等原来由直流电网供电的电动车组中的应用得到迅猛发展。本文以阿尔斯通公司的车辆为例,介绍用于地铁、轻轨等的DC1500V供电的中压牵引变频器。
2系统构成
阿尔斯通ONIXTM驱动系统是一种标准化的驱动产品,主要包括ONIXTMIGBT变频器、AGATE控制电子装置和ONIXTM牵引电动机。如运行于上海明珠线的是阿尔斯通MetropolisTM列车。列车采用4动2拖编组方式,每辆动车装备一套牵引变频器。包括ONIXTM1500逆变器模块、ONIXTM交流电机和AGATE控制电子装置。系统结构如图1所示。
高压供电开关(HVSS):
三档位置:位置P—牵引变频器由接触网供电;
位置E—牵引变频器完全接地;
位置W—辅助变流器由车间电源供电。
高速断路器(HSCB):故障情况下,将牵引变频器与供电电源快速隔离。断开速度约15ms。断开可以由控制回路控制或当电流超过设定值时自动跳闸。当AGATEControl检测到HSCB断开时,它将断开LC和CCC,并且触发撬棒回路使滤波器放电。
进线电抗器(LFL):与充电电容器组成一个低通滤波器,减少电流谐波,减小供电电压波动对变频器的影响。
电容充电接触器(CCC):对滤波电容软充电,防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时,LC闭合,CCC断开。
电容充电电阻(CCZ):对滤波电容软充电,防止大电流冲击;当HVSS置于接地位置时,用于对电容器放电。
进线接触器(LC):对滤波电容软充电,防止大电流冲击;当滤波电压达到950V时,LC闭合;当牵引变频器故障时断开。
硬撬棒回路晶闸管(TH1):对电容器快速放电;瞬间过压时对IGBT和滤波电容提供保护;当滤波电压超过2500V时,导通保护。
高频滤波电容(HFK):减少高频电磁干扰;为高频交流电流提供一个低阻抗回路。
2.1ONIXTM牵引变频器的优点
较高的开关频率。使交流波形平滑,降低谐波电流,减少体积及重量;更好的电机波形;降低电机损耗;更易于与信号系统兼容。
简化了功率电路。减少了器件数量,降低了成本;增加了可靠性;易于维护。
简化了驱动电路,易于控制。
无需吸收回路。
易于安装在散热器上。IGBT器件包含内部绝缘介质;散热器直接接地,对冷却空气无过滤要求;每一个IGBT器件直接安装于散热器上;器件易于替换,无需特殊工具和方法。
节约能量。ONIX牵引所产生的近乎完美的正弦波电流输出减少了电机热量,通过改进的叠片封装提供了优良的磁性能,降低了涡流损耗。
2.2驱动控制装置—AGATEControl
AGATEControl是一种先进的电子控制装置,专门用于控制四象限变流器及电压源变频器。大规模集成电路和双32位微处理器的使用使ALSTOM牵引变频器在可靠性及性能方面获得改进。处理器提供信号处理、快速计算和功率监视功能。其中,Inteli960CA微处理器用于总体监控,TexasIMS320C31信号处理器用于快速计算和精确的功率控制。
主要控制功能:异步电机的实施牵引及制动控制,采用了专利的矢量控制算法;先进的防空转、防滑行控制;用于电力电子控制的信号监测。
通讯功能:通过与Windows相兼容软件实现友好的用户界面;通过用于增强监视能力的各种网络与所有的AGATE产品通讯;在同功率车辆之间或不同功率车辆之间进行通讯。
维护功能:用于诊断和参数设置的人机界面;高等级的自测能力;使用微机与之通讯,下载事件及错误记录及以前的维护数据。
2.3牵引系统控制策略
由电压源变频器供电电机运行在脉宽调制模式(PWM),PWM使它可能施加一个平衡的三相电压给电机,其幅值和频率可调。
使用专利技术的矢量控制策略,输出力矩常接近力矩指令,且改进了低速运行性能。速度在10公里/小时以上力矩精度为±5%。在10公里/小时以下力矩精度为±10%。这些精度是假设所有相互之间轮径差在1%(即8mm)以内。
带有电机电流最佳控制的矢量控制给出了快速磁通和力矩响应(对非激励电机<1秒),矢量控制使力能能够跟随逆变器短时关断时重新建立。无需等待电机磁通消失,这是因为逆变器是按电机反电势调节输出电压的。力矩控制用宽通带(0至36Hz)调节器完成磁通建立,而不管电机的旋转速度。力矩由电流环控制,减少当电源系统不规则时用常规控制技术可能发生的过流可能性。矢量控制原理如图4所示。
2.4控制参数的测量
电机并联连接的策略基于:
在逆变器输出端公用的电流和电压测量取代电机各自的测量;对每个电机单独进行速度测量;在说明的容差范围内,总的力矩调节与轮径差无关;设计电机参数时,允许1%轮径差,通过对所引起的电机电流差等补偿来实现的。
矢量控制在测量方面对电机而言本质上是外部的,它不要求测量电机内部,如电机定子和转子的温度测量、电机内部的磁通测量。
关于加速度变化率/负载补偿:主令控制器产生的牵引力(或制动力)指令连接到AGATE单元并由其分析。为了控制车辆加速度,按照车辆重量作出校正。车辆载重量是由控制单元使用来自转向架上的传感器上的信号进行计算的。在电动或制动时,产生一个加/减速度变化率限止指令,内部保证车辆的平滑行驶。
2.5ONIX交流牵引电机
ALSTOM研制的独特的轻质、紧凑的、型号为4LCA2138的交流牵引电机为全封闭结构,其特点是:
高可靠性。200级绝缘系统及真空加压浸渍技术为定子绕组提供了高等级温升裕量,这意味着功率的提高及体积和重量的降低。
低维护性。转子和定子绕组与外部完全隔离,无需定期拆卸清洁。
低噪音。特别设计的冷却风扇使噪音降低至IEC60349-2标准。
3主要性能
3.1变频器的额定参数
额定工作电压:1500V
最大工作电压:1800V
最小工作电压:1000V
持续有效输出功率:800kW
峰值输出视在功率:1850kVA
持续线电流有效值:520A
IGBT开关频率:600Hz(最大值)
逆变器输出频率:106Hz(额定值)
逆变器IGBT器件额定值:3300V,1200A
3.2列车性能
上海明珠线地铁车辆采用四动两拖六节编组,每个动车装配一个ONIX1500牵引变频器,驱动四个并联的ONIX交流牵引电机,变频器强迫风冷,采用再生和电阻混合制动方式,当架空电网不能接受再生能量时,进行全功率电阻制动。列车主要数据如下:
最大运营速度:80km/h
最大设计速度:90km/h
最大瞬间加速度:0.9m/s2
最大运营减速度:1.0m/s2
冲击限制:0.7-1.0m/s3
额定工作电压:1500V
最大牵引力:21.3kN/电机
牵引转矩:1273Nm/电机
最大制动力:23.5kN/电机
制动转矩:1322kN/电机
采用矢量控制的IGBT的变频器和交流异步牵引电动机,配以完善的监控和自诊断系统,是我国地铁、轻轨等车辆开发、制造和使用交流传动系统的正确方向。发达国家在电动机车组中应用交流传动技术已进入实用化阶段。这是轨道牵引技术的革命,它结束了直流传动的统治,具有划时代的意义。
4参考文献
特别是农村电网改造专项投入的增加,供电电压质量有了明显提高,但此过程中也出现了许多新情况、新问题,这些问题在个别单位还比较严重,主要体现在以下方面。
一是低电压治理规划不科学。个别地区低电压治理没有规划,没有统筹考虑所辖供电区域中低电压问题,没有认真分析低电压出现的原因,简单将低电压原因归结于变压器容量小、供电线路健康水平低等,从而使低电压治理方案缺乏科学性、针对性和实用性。
二是低电压治理工程项目立项不科学。有些企业在制定投资计划时,工作不深入,项目的立项仅仅依靠供电所的上报数据和公司的可投入资金,先将项目资金数量明确,然后以供电所上报的改造项目为准,个别供电所甚至让农电员工自己上报改造台区或线路,或者依据与行政村的关系确定台区和线路改造与否。出现一个台区五年改四次、另一个台区十年没有改一次的状况。
三是低电压治理项目设计不科学。目前台区线路改造标准不符合现场实际的情况比较突出,在制定设计标准时没有体现实事求是的差异性,盲目按照上级制定的标准进行设计,没有进行投资技术经济分析,建设标准超高现象时有出现。
四是低电压治理项目建设过程管理不科学。工程建设监理不严,个别工程没有进行全过程管理,没有按图施工,施工随意性大,现场监督缺失,验收把关不严,导致供电设备解决旧问题的同时出现了新问题,设备带病投入运行,为电网安全运行埋下隐患。
五是电压质量的改善出现了新问题。过去电压质量不合格的情况中,主要问题是电压低,特别是在比较偏僻的地区,人们基本的照明也不能保证,电气设备无法正常工作。经过中低压电网建设改造,整体电压合格率有了明显提升,电压不合格主要问题表现为局部电压超上限,电压超下限的问题数明显减少。
二、总结
关键词:干式整流变压器晶闸管整流励磁同步发电机小水电
1.概述
在小水电励磁设备的选型配套或维修升级的工作中,电站用户常常遇到整流变压器参数计算的问题。很多电工设计手册都提供了整流变压器的设计公式,但这些公式适用的是标准的应用条件,与小水电的实际运行环境有所差别,据此设计的变压器可能不太切合实际。同时小水电基层的专业技术人员也缺乏,用户通常觉得整流变压器的选型计算很困难。因此为基层用户提出一个简明计算方法是很有必要的。
1.1整流方式的选择:目前低压机组基本上都采用自励式静止晶闸管励磁方式。其整流方式一般有三相全波半控整流和三相半波整流两种。全波整流的变压器效率比较高(95%),波形比较好。半波整流的硅元件较少,但变压器二次绕组有直流电流通过,效率比较低(74%),波形畸变大,用在小于10kW的整流电路,不过一些早期设计的较大机组也是半波整流。两类整流方式的变压器计算公式有所不同。
1.2整流变压器的形式:采用环氧干式变压器。容量一般在10-100kVA内,标称一次电压(网端)400V,二次电压(阀端)100V以内,电流100-300A内。由于容量比较小,与整流装置同置一个配电盘体内。整流变压器冷却方式是自冷,在盘侧不安装封闭板时,散热条件比较好。
1.3绝缘等级与散热方式:小水电使用的干式环氧变压器的绝缘等级一般是B级,绝缘系统最高耐温为130℃,因此变压器满负荷工作时的外表温度有烫手是正常的。如果对变压器加以有效的强制风冷,其输出功率可以提高10%~30%。反之,如果变压器是工作在密封的配电箱里,散热条件不良,它的电流容量就必需降低10%或更多。
1.4阻抗电压:在发电机的励磁系统中,有可能存在整流管击穿或直流回路短路等因素,故整流变压器的短路阻抗电压要比普通的变压器要高,以限制过大的短路电流。短路阻抗电压的参数由变压器制造厂设计,我们不作讨论,但用户在向厂家订货时必需要注明是晶闸管整流变压器。
2、接线组别
整流变压器的接线组别必须与晶闸管整流控制要求的相位相配合。如果是新的设计,可以按以下原则来考虑。
一般采用D,y11的方式,即网侧(一次)采用接法,阀侧(二次)采用y接法。此接法的二次相电压比一次相电压在相位上落后30°。
D,y11的接法同时适应三相半波和全波两种整流形式。如果现有的整流变压接线组别是Y,d11,那也可以使用,但不能用于三相半波整流。
至于Y,y的接线组别就不推荐使用。我们知道三相可控整流产生的三次谐波电压非常高,可达基波值的50%以上,而变压器的D接法可以使其三次谐波磁通抵消,把影响降低到最小。但如果采用Y,y的接线组,整流电路产生的三次谐波的磁通无闭合回路不能抵消。过高的三次谐波会使电波形畸变过大,影响到变压器及发电机和其它仪表电器设备的正常运行。
电站向厂商提出订货数据时,应说明清楚变压器的连接组别,一、二次电压(同时必需注明是相或线电压)。
3、一次线电压U1的选择
小型机组的机端额定线电压是400V,但小型水电站一般都处于电网的远端,离变电站线路很长阻抗大。造成末端的网电压过高,尤其是在丰水期发电高峰时段,网电压(机端)往往高达460V以上。如果此时一次电压还是按照400V来设计,变压器就会承受过电压,使损耗增大,发热超标。
整流变压器的铁损与其承受电压倍数比成4次方的关系,例如按400V设计的整流变压器,在1.2倍(480V)电压下运行时,其铁损的增加到(480/400)4=2.07倍。这些损耗最终都在变压器内转为热量,使变压器的温升大增。
更有甚者,当电源电压超高到达一定程度后,变压器的铁心的磁通密度就会进入饱和区,使一次侧电流激增以致线圈烧毁。一些整流变压器的设计制造时由于成本的考虑,选取铁心的磁通密度Bm值偏高,而一次绕组的电压值仍然选取400V,故在网电压过高地区烧毁变压器的例子并不罕见。
对此就应该适当加大一次绕组的电压值,以使网电压升高+20%变压器也能应付工作。一般变压器尚有5%的电压过载能力,故我们可用经验公式来选取一次侧绕组额定线电压值
U1=0.95U1(MAX),
式中,U1(MAX)是网电(折合到机端)的最高电压值。计算结果若小于400V则按400V选取。
一次电压选取值增加后,二次电压也应该增加同样的比值,保持变压比不变,以维持励磁电压与机端电压相同比例地增减,因为发电机电压越高,需要的励磁功率就越大。
提高一次电压的做法,等效于增加每伏圈数,都是为了降低变压器铁心的磁通密度。防止进入磁通密度曲线的饱和段。带来的好处还有降低了变压器的空载电流和铁损。
当然这样也有些负面影响,因绕组圈数加多,使变压器内阻增大,电流损耗(铜损)略有增加,但对变压器的正常运行不构成什么影响。电压调整系数为n=U1/400
简易计算时,可以通取U1=440V,能适应大多数电网条件(400V-470V)的要求。
4、二次电压U2的计算
二次电压的选取值关系到励磁系统的顶值(强励)电压,最大励磁电流、晶闸管导通角和谐波失真、整流电路的功率因数等等。
按有关规范,励磁电路要提供1.6~1.8倍的强励电压,即变压器的二次电压需是额定值的1.6~1.8倍。但是实际上,我国的小水电机组很少有自成孤立电网运行的,绝大部分都是并入大电网售电运行,没有向电网提供强励功率的需要和能力——须知大电网容量极大,单个小水电机组的对它的影响是微不足道的。
1.1中医药在高血压病治疗中发挥重要的辅助作用
我国是中医技术及中药的发源地,对高血压病的认识比西医早1800年,在中医药治疗高血压病方面具有丰富的临床经验,且具有广大的受众群体,因此,中医药治疗方法更易受到我国患者的认可和有效实施,而患者依从性的提高将直接影响血压控制水平。
1.2中医药干预更有利于高血压病危险因素的控制
西医认为高血压病具有遗传倾向,这与中医注重体质辨识的意识不谋而合;西医认为高血压病的综合治疗应改善饮食、情志、体重、其他慢性病及用药等可控危险因素,这与中医注重宜食、养性、宜居、适动等生活方式相契合。针对不同体质的养生保健方案充分考虑了人体化需求,比大众性的方案更加细致和有针对性,提高了患者自我管理的积极性和主动性。
1.3中医药在高血压病的一级预防方面具有良好的应用前景
一方面,中医药的应用不受血压水平的限制,流行病学研究[8-10]表明,东部地区、教育程度低、年龄增长、高钠饮食、酗酒、超重和肥胖、正常高值血压是高血压病的易患因素,而血压<140/90mmHg的此类人群人数超过我国成人总数的一半,但这类人群无法通过服用降压药来控制血压,而此时中医药治疗由于无限制而成为首选;另一方面,中医“治未病”思想为高血压易患人群的中医管理提供了有效指导,早在战国时期,《黄帝内经》就提出“上工治未病”,认为预防才是最高明的治疗方法,通过中医体质辨识、中医养生指导、中医适宜技术应用、中药治疗等具体措施的应用或将降低血压水平、减少此类人群发展为高血压病患者的机会。
2中医规范化管理实施要点建议
2.1分级管理制度
根据国家高血压病防治的全民参与策略,社区医疗机构需对高血压病患者进行规范化管理,而对血压正常者也应进行适当管理,原则可遵:由上级医院确诊并完成心血管风险评估(低危、中危、高危、很高危)的高血压病患者按《中国高血压防治指南(2010年修订版)》[11]管理要求,采用分级、分层方式管理,即低危层采取一级管理方案,3个月随访1次,中危层采取二级管理方案,2个月随访1次,高危、很高危层采取三级管理方案,1个月随访1次;高血压易患人群采取低危患者的管理方案,3个月随访1次;健康人群6个月随访1次。在管理过程中,管理者需及时评估,调整方案:一般情况下,高血压病患者伴心脑肾疾病、糖尿病、靶器官损害,危险分层(高危、很高危)与管理级别(三级)长期不变;其余高血压病患者若血压或可控危险因素长期(连续6月)得到有效控制,可谨慎降低分层级别和管理级别(原计划管理1年);一、二级管理者新发心脑血管病、肾病、糖尿病者、靶器官损害,应升高为三级管理;高血压易患人群及健康人群新发高血压病,根据危险分层启动分级管理方案。
2.2中医体质辨识
根据中华中医药学会2009年的《中医体质分类与判定》[12]标准,社区医疗机构首先需对社区高血压病患者及易患人群进行中医体质辨识,即对照中医体质判定标准表内容收集四诊资料,并且分析判定为阴虚质、气虚质、阳虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气郁质、平和质、特禀质9种基本体质,主要根据患者的中医体质类型为其提供适合的中医养生指导及中医治疗方法。
2.3中医养生指导
根据国家中医药管理局2011年的《老年人中医健康管理技术规范(试行)》[13]要求,结合患者自身特点,社区医疗机构应为以上9种体质人群分别制订家庭养生保健方案,包括饮食保健、起居调摄、穴位保健、经络保健、运动保健、心理保健等。管理者还可通过定期随访进行宣教和调整方案,并通过在医院、社区、企业、学校等场所举办健康讲座及中医义诊活动普及高血压病防治知识,协助社区居民养成良好的生活习惯及更好地控制高血压病相关危险因素。
2.4中医适宜技术的应用
结合国家中医药管理局2011年的《高血压中医健康管理技术规范(试行)》[14]管理内容和2013年的《中医医疗技术手册(2013普及版)》[15]操作要求,在社区医疗机构与中医院建立双向转诊制度的基础上,社区医疗机构应积极提倡非药物疗法,并由医院高血压病专科开展中医适宜技术的应用和实施。针对症状显著、生活方式改善效果欠佳、服药后血压控制不稳定、服药后出现不良反应、无法进行药物治疗、合并并发症者,社区医生或管理者应建议适当采取针刺、艾灸、离子导入、推拿、刮痧、拔罐、中药泡洗、中药灌肠、中药敷贴、中药热熨、中药熏蒸、理筋、牵引、练功等治疗方法,以提高治疗及预防效果。
2.5中药治疗
结合中华中医药学会2011年的《高血压中医诊疗指南》[16]治疗建议,社区医疗机构应为患者适当提供中医辨证治疗,具体如下:阴虚质选用六味地黄汤、左归丸、大补阴丸等滋肾养阴方加减;气虚质选用四君子汤、补中益气汤、生脉散等健脾补气方加减;阳虚质选用肾气丸、右归饮、十补丸等益肾温阳方加减;痰湿质选用二陈汤、温胆汤、半夏白术天麻汤等化痰祛湿方加减;湿热质选用三仁汤、茵陈蒿汤、甘露消毒丹等清热祛湿方加减;血瘀质选用血负逐瘀汤、通窍活血汤、丹参饮等活血化瘀方加减;气郁质选用越鞠丸、柴胡疏肝散、瓜蒌薤白白酒汤等理气解郁方加减;特禀质选用消风散、天麻钩藤饮、大定风珠等养阴祛风方加减。针对由于体质偏颇引起的血压控制不稳定、症状显著者,社区医生或管理者应适当采用长期针对体质调理的中药汤剂、丸剂、散剂、免煎剂、胶囊剂、膏剂、中成药、中药注射剂等中药制剂,一方面使患者症状得到有效缓解而提高生活质量,另一方面使降压药疗效达到最大化、不良反应危害达到最小化,从而平稳控制血压、减少高血压并发症的发生和危害。
3问题与展望
沈阳金通汽车公司要求“金通燃气管线”的压力始终保持在80-90kPa之间,沈阳城市燃气管网一般都在50kPa左右,显然不能满足金通公司的用气要求。2000年6月到11月沈阳市煤气总公司和上海市公用事业研究所在现有工况的基础上,因地制宜开发了“燃气管线压力自动监控系统”经半年多的实际运行满足了金通用气要求,达到了预期的效果。
一、燃气管线压力自动监控系统简介
1、燃气管线压力自动监控系统工艺设计
(1)实际工况:沈阳市煤气总公司储配站有一座15万立方米干式气罐;四台压送机,其中二台12000米3/时,二台7200米3/时;2200公里城市管网;管网压力在用气低峰时处在50kPa以下,用气高峰时保持在50kPa以上。“金通燃气管线”0.8公里,口径DN300与压送机出口连接,并与城市管网相通;
(2)工艺设计方案:由于“金通燃气管线”口径小,管线短,用气量少,但需要压力高;而城市管网口径大,管线长,用气量大,可以在“金通燃气管线”与城市管网之间加装一个阀门,平时开一台压送机,很容易提升“金通燃气管线”的压力,多余压力通过阀门泄放到城市管网中去;
(3)设计方案优点:
第一、投资少,只要增加一台能根据压力而自动调节开启度的电动阀门,如采用变频电机等调压方法其投资都比这种方案大得多;
第二、城市管网的可容性很大,通过城市管网卸压不会造成城市管网压力的急剧变化;
第三、平时只开一台压送机足以保证“金通燃气管线”的压力,多余压力通过阀门泄放到城市管网中去可以少量提高城市管网压力,减少用气高峰时开动压送机的台数;
2、系统组成和各部分功能
根据工艺方案形成的燃气管线压力自动监控系由压送机、电动阀门、管线压力变送器、压力自动监控仪和辅助电器组成:
(1)压送机是金通管线的升压设备,将储气罐的燃气压送进金通管线,提高管线压力;
(2)电动阀门是调节管线压力的执行机构,金通管线压力高时,电动阀门受控开启,将压力卸放到城市管网,金通管线压力低时,电动阀门受控关闭,提高金通管线压力,通过阀门开启度的变化来调节金通管线的压力;
(3)管线压力变送器是系统监控管线压力的一次仪表,一方面检测和显示管线压力情况,另一方面为压力自动监控仪提供管线压力监控依据;
(4)压力自动监控仪是管线压力自动监控系统的心脏,它接受压力变送器的信号,根据使用者预先设定的工况参数进行运行,控制电动阀门的开启度从而调节管线压力稳定在需要的范围内。压力自动监控仪设定参数在压力变送器量程范围内(0~160kPa)可设定上上限、上限、下限、下下限四点五段,线区》lkPa,响应速度1秒钟;
3、系统自控运行基本原理
在压送机开机情况下,压力自动监控仪检测到金通管线压力低于下下限时,指令电阀关闭,电阀缓慢关闭过程中金通管线压力随之上升,到达下限时指令电阀停止,由于压送机仍在加压金通管线压力继续上升,金通管线压力到达上上限时压力自动监控仪指令电阀开启,电阀缓慢开启过程中压送机管线压力随之下降,到达上限时指令电阀停止。压送机每小时的压送量基本稳定,如果金通用气量也基本稳定,那么经过几次调整,阀门开启度就会稳定在某个数值,金通管线压力也会稳定在原设置的数值内;如果金通用气量产生波动,自控系统重新调整达到新的平衡;
二、燃气管线压力自动监控系统技术
1、压力变送器:采用中日合资横河仪表公司生产的EJA压力变送器,其主要特点是精度高(±0.075%)、稳定性好、对环境要求低且免维护,有LED四位数显,符合长期连续使用的要求;
2、电动阀门:双闸板燃气专用阀门,配用隔爆型电动装置,具有限位控制、过转矩控制、运行指示和开启度信号输出等功能;
3、压力监控柜:集检测和控制于一体的立柜,主要功能有
A、采集金通管线压力变送器信号;
B、采集阀门全开、全关、过转矩和开启度信号;
C、根据设置要求自动控制电阀开、停、关;
D、输出电阀开、关动力源;
E、RS232接口与上位计算机连机;
F、LED四位数显金通管线压力、电动阀门开启度,灯光显示电阀开、停、动、关和压力越上上限、上限、下限、下下限,压力越上上限、下下限时拌有声响报警信号;
4、系统技术要点:
A、系统采用单片微机技术,软件采用汇编语言和MBASIC混编方法,适用于功能比较专一的设计要求,即经济又实惠;编制的基本程序固定在EPROM内,增加运行的稳定性和可靠性,根据工况设置参数采用功能键,其内部采用可擦写的E2pROM芯片,具有灵活性,适应各种需要;
B、压力自动监控仪采集信号、设置、运算等都是弱电,而拖动电动阀门却是强电,以弱控强在理论上是可行的,但在实践中往往会碰到一些问题,主要是干扰问题。在解决干扰问题中采取多种措施并用的办法,主要是继电器隔离、对干扰源增加吸收电路、电抗性元件远离弱电部分、提高仪器抗干扰能力、软件部分利用其智能性滤除干扰等;
C、系统在整体设计中考虑工况实际需要采用一用一备、人工、自动切换、灯光显示和声音报警等多种功能;
三、编后语
1、本系统经过半年多的运行,达到了设计要求,说明原设计思路是正确的、可行的,现在进行总结以完善和提高系统水平;
1.1单位管理
单位管理包括设备制造单位、设备使用单位及设备安装单位管理,目的是为了将检验相关单位的信息统一管理并可以为以后各检验相关系统提供基础统一的信息来源。单位管理记录所有单位信息,主要包括单位代码、单位名称、地区代码、上级主管单位、单位地址、邮政编码、所属国家、联系人/主要负责人、联系电话以及电子信箱,其中单位代码用于规则号生成。
1.2设备管理
设备管理包括检验设备管理和管道设备管理。检验设备有一套标准的管理规范,出检人员到设备库提取设备到现场检验,并在检验报告中注明检验使用的设备相关标识,在信息系统中如何保持与现实设备状态一致至关重要,检验设备管理就可以提供一个统一的设备状态设置功能,以避免填写报告时人工误录非正常状态的检验设备,避免在质量监管过程中产生不必要的麻烦。检验设备管理包括检验设备的基础信息维护、设备状态的维护、检验过程中对检验设备的选择和查询等功能。管道设备管理包括管道类型管理、管道信息管理,所有检验中涉及到的管道全部纳入到管道设备管理库中。
1.3检验员资质管理
系统维护检验员、高级检验员等资质人员的信息,以供信息系统中出具报告时能自动匹配到相关检验员资质,避免出具不符合规范的报告,并统一管理人员资质,对相关资质期限给予提醒,更有助于检验业务的信息化工作。检验员资质管理包括检验员分类维护、检验员信息维护、资质相关信息维护、资质到期提醒、资质信息查询及资质信息使用等。
2管道安装监检管理模块
根据《压力管道安装安全质量监督检验规则》,首先由管道安装单位办理开工申请,其次监察部门审核资料出具受理单,然后检验机构根据受理单安排具体检验工作。管道安装监检涉及到使用单位、检验机构、政府监察部门3个单位,信息量大,手续繁琐。本系统中设置了监察部门、检验机构、使用单位3种角色,根据角色开放不同的权限,配置不同的页面。安装监检申请信息包括管道级别、申请单位组织信息等基础信息,可通过组织机构检索使用已录入组织,也可添加新的单位组织信息,上传申请材料信息及相关指标信息。如果选择已录入工程单位,要素会自动带入对应工程单位信息。相关检验信息进入流程后,在不同的流程节点对相应的审批者开放对应的可填写要素。
3管道在用检验管理模块
根据《压力管道使用登记管理规则》,在用压力管道应定期检验,确定安全状况等级。本系统根据上次检验结果和下次检验时间设置到期检验自动提醒功能,如果管道使用单位未能如期网上报检,则系统会自动以短信和邮件通知使用单位联系人。检验机构受理使用单位的网上报检申请,并将受理情况和检验安排生成检验工作通知单发送到网站和使用单位。使用单位根据通知单上的编号可在检验网站上查阅应检管道的基础信息,跟踪检验步骤,查询检验结论等信息,第一时间了解管道的安全状况。
4管道监察统计分析模块
目前压力管道检验检测机构拥有大量的检验、检测数据和检维修记录,但由于缺乏系统的综合统计分析功能,致使许多有用的信息不能充分地为企业生产和安全监察部门服务。例如,对于影响压力管道系统安全的薄弱环节不明确,在压力管道数量多、检测难度大的现实条件下,有限的检验费用和检验力量无法应用于真正影响压力管道运行风险的主要部位,从而使检验结果对安全运行的影响作用下降,法定的定期检验变成了完成国家规定检验指标或应付任务。本系统的监察统计分析模块根据时间段、完成情况,按照流程环节对安装、在用、改造分别进行统计,并生成统计结果,为监察部门和管理部门提供准确的压力管道安全监察技术统计信息。
5结语
关键词:MSK5101大电流输出低电压跌落
1概述
集成稳压器在近十多年发展很快,目前国内外已发展到几百个品种。按电路的工作方式分,有线性集成稳压器和开关式集成稳压器。按电路结构形式分,有单片式集成稳压器和组合式集成稳压器。按管脚的连接方式分,有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器。按制造工艺分,有半导体集成稳压器、薄膜混合集成稳压器和厚膜混合集成稳压器。而在线性集成稳压器方面,则以低压差、大电流、小体积的发展比较迅猛。
MSK5101是美国MSKennedy公司研制的一种新型低压差、大电流、低功耗线性稳压器,它有+3V、+5V、+12V和可调输出。输出晶体管采用单片工艺制造的超级PNP管,所以该系列型号的输入输出电压差很小。图1所示是MSK5101的内部结构框图。
图1
当MSK5101的输出电流为1.5A时,其压差只有350mV,因而它的效率很高,功耗较低。且输出电压精度可确保1%。此外,该系列稳压器也具有TTL/CMOS兼容的on/off使能脚以及故障信号输出脚。MSK5100采用可有效利用空间的10脚功率型SOIC封装,并且外壳上带有散热器铜接头。
MSK5101的体积很小。其外形如图2所示,尺寸大小为6.35mm×6.35mm×2.08mm,所以在很多有体积和重量限制的大功率稳压器应用中,该系列稳压器有很好的性价比。因此,可广泛应用于高效线性稳压器、恒压/恒流调节器、系统功率源、开关电源输出稳压器以及电池供电等设备。
MSK5101的主要特点如下:
采用带散热器接头的紧密型10脚SOIC封装形式;
输入输出电压差非常小,输出电流为1.5A时,压差只有350mV;
具有3.3V、5V、12V和可调输出;
采用开路集电极误差信号输出方式;
带有TTL电平使能脚;可零电流关断;
带有电源反接保护和负载短路保护功能;
接地端电流只有22mA(满载时);
输出电压精度可达1%;
输出电流可达1.5A。
2主要参数
MSK5101的主要电气性能参数如表1所列。
表1MSK5101的主要电气性能参数
参数名称测试条件MSK5101系列单位
最小典型最大
输出电压公差Iout=1A,Vin=Vout+1V±0.5±1.0%
输入输出电压差Δvout=-1%,Iout=100mA80225mV
Δvout=-1%,Iout=1.5A350625mV
负载调整率Vin=Vout+5V±0.2±1.2%
10mA≤Iout≤1.5±0.3%
电源调整率(Vout+1V)≤Vin≤26VIout=10mA±0.05±0.6%
±0.5%
输出限流值Vout=0V,Vin=Vout+1V2.13.5A
接地端电流Vin=Vout+1V,Iout=0.75820mA
输出噪声Vin=Vout+1V,Iout=1.5A22mA
使能脚输入电压CL=10μF,10Hz≤f≤100kHZ400μV
使能脚输入电压高电平/导通2.41.2V
低电平/关断1.20.8V
使能脚输入电流高电平/导通2075μA
低电平/关断12μA
关断输出电流VENABLE≤08V1020μA
输出漏电流VOH=26V0.012μA
信号输出电压IOL≤250μA,Vin=Vout-2V0.20.4V
信号门限Vin=Vout-7%75mV
基准电压正常工作1.221.241.26V
基准电压温漂正常工作20PPm/℃
调整脚偏置电流全部温度范围,Vin=Vout+1V40150mA
热阻结到外壳4.55℃/W
过热关断温度结温JT1135℃
3应用说明
3.1稳压器保护
MSK5101系列稳压器具有输入电源极性反接、过电流、超温(Pd过大)和瞬态电压尖峰达到60V等各种保护功能,若将该稳压器用于负载接负电源的双电源中,则输出电压必须采用二极管箝位到地。
3.2输出电容
在输出端与接地端之间接入一只滤波电容可以减小MKS5101系列稳压器的输出电压纹波,该电容的最佳容量取决于应用情况,但至少应在10μF以上。也可在负载两端直接接入一只电容器来改善负载的瞬态响应能力。
3.3负载连接
在实际应用中,当稳压器负载电流很大时,负载的接法非常重要。为了不影响负载调整率,稳压器输出到负载之间连线的阻抗必须非常小,因为该阻抗可与负载组成分压器。为了保持稳压,MSK5101系列稳压器的最小负载电流应为10mA。
3.4使能管脚
MSK5101系列稳压器有一个与TTL信号兼容的使能(ENABLE)管脚,在该脚为TTL高电平时,内部偏压电路工作,并使稳压器电源接通。而当该脚为TTL低电平时,内部控制器关断,此时流入该器件的静态电流只有5μA。如果不需要使能功能,使能管脚可接到输入脚。
3.5故障信号输出脚
MSK5101系列中所有固定输出电压的稳压器产品都有一个故障信号输出脚。因为信号输出脚内为开路集电极输出电路,该脚电压可以上升到3V~26V之间的任意电压。这种特性允许该脚与任意逻辑电平接口。当信号比较器检测到“不稳压”状态时,该脚输出有效低电平(典型电压为0.22V)。MSK5101的故障信号状态包括输入电压过低、超温关断和输出限流等。实际上,当输入电压瞬态过高时,故障信号管脚也将输出高电平。
3.6散热器选择
采用对流散热时应按下式选择MSK5101系列稳压器所需的散热器:
TJ=Pd(Rθjc+Rθcs+Rθsa)Ta
式中:TJ为结温;
Pd为总功耗;
Rθjc为结到外壳的热阻;
Rθcs为外壳到散热器的热阻;
Rθsa为散热器到环境的热阻;
Ta为环境温度。
设计时,可首先按下式计算出功耗P:
P=(Vin-Vout)×Iout
然后,再选择最高结温。一般最高允许结温为125℃。为了计算所需散热器到环境的热阻,应将上述结温的表示式整理为:
Rθsa=[(TJ-Ta)/Pd]-Rθjc-Rθcs
以下为根据此式列出的一个散热器选择的实例:
若MSK5101_3.3型稳压器的输入Vin为+5V输出Vout为+3.3V连续直流电流Iout为1A。环境温度为+25℃,最高结温为125℃。Rθjc为5℃/W,Rθsa为0.5℃/W。则:
P=(5V-3.3V)×1A=1.7W
Rθsa=[(125℃-25℃)/1.7W]-5℃/W-0.5℃/W=53.32℃/W
因此,在该例中,为了保证结温不超过125℃,应选用热阻小于53℃/W的散热器。
4MSK5101-00的输出电压调整电路
个体层面上的管理属于短期规划与决策,于2000年左右开始逐渐受到业界重视,美国电力科学研究院(EPRI)与国际大电网会议(CIGRE)随之了相应研究报告与技术手册,这一层面的资产管理已在国外许多成熟电网企业推广应用。而国内方面,国家电网公司于2008年了一系列一次设备状态评价导则、状态检修、风险评估导则等系列指导规范,并于2010年起陆续成立各级电力设备状态评价指导中心,于全网推广实施以风险为导向的设备状态检修管理模式,南方电网公司也紧跟脚步于2010年一次设备状态,并建成各级设备状态监测与决策分析中心平台指导设备状态检修工作,其实质也是为有效调配资源服务。
2群体层面资产管理
在群体层面上,早期安装变压器的老龄化问题日益凸显,若依据以往业界认知的25~40年有效设计寿命为依据,许多设备均已超期服役,这一问题在发达国家的成熟电网中尤为突出。由此带来的大量设备的老化、劣化失效是他们关注的重点问题之一。为保障电网的稳定性,这些设备势必要再其状态劣化到一定程度之前予以更换。而变压器本身又具有投资费用高,采购交付周期长的特点(一般耗时15个月或者更长),这样当涉及大量变压器设备的更换决策时就需要提前制定更换计划并编制相应更换预算。为适应这一需求,群体层面的资产管理时间尺度一般在5~10年之间甚至更长,属于中长期规划与决策的范畴。为实现这一层面的资产管理,一般需要构建变压器统计寿命模型,当取得变压器群体的统计寿命分布后即可方便地利用这一分布模型结合当前电网中变压器的总体服役年龄分布情况预测未来需要更换的变压器台数信息,进而可在此基础上编制更换预算。这种通过构建设备统计寿命分布模型实现设备群体层面中长期规划与决策的资产管理方式虽已在许多发达国家电网企业中得到广泛应用(如加拿大HydroOne,英国NationalGrid及美国PJMInterconnection等),却尚未取得国内电网企业的广泛重视。究其原因,主要有以下两方面:一方面变压器设备老化问题在国内许多电网企业中问题尚不突出,于2000年前后电网高速发展期大量投运的设备尚处于寿命早期,设备投资也主要集中在新架设电网的建设及设备扩容上;另一方面,国内电网企业的运营模式多以保障电网可靠性为首要考量,一些服役时间较长的设备(15~20年)不论其所处状态只要到达保守估计的运行年限即予以更换,这使得真正处于老化期的设备在当前电网中只占极少数。这样不分析设备状态,不研究设备失效规律,而套用指定年限一刀切的设备更换方式既不经济也不科学。随着电网经营市场机制的引入,权衡电网运营风险、可靠性及企业的长期收益三方面因素,借鉴国外成熟电网企业相关经验,研究适用的设备群体层面中长期规划与决策方式对国内电网企业来说是非常有必要的,应引起广泛重视。
3结束语
关键词:桩;基础;施工
1前言
静压法施工是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压人士中的沉桩工艺。由于这种方法具有无噪音、无振动、无冲击力等优点.适应今后对绿色岩土工程的要求}同时压桩桩型一般选用预应力管桩,该桩作基础具有工艺简明,质量可靠,造价低,检测方便的特性。
2静压桩沉桩机理
沉桩施工时,桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏,造成桩尖下土体的压缩变形,土体对桩尖产生相应阻力,随着桩贯人压力的增大,当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时,土体发生急剧变形而达到极限破坏。土体产生塑性流动(粘性土)或挤密侧移和下拖(砂土),在地表处,粘性土体会向上隆起,砂性土则会被拖带下沉。在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开,使贴近桩周处土体结构完全破坏。由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响,此时,桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗,当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力,桩将继续“刺入”下沉。反之,则停止下沉。
压桩时,地基土体受到强烈扰动,桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。随着桩的沉人,桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移,由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用,土体对桩周表面产生摩阻力。当桩周土质较硬时,剪切面发生在桩与土的接触面上-当桩周土体较软时,剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内,粘性土中随着桩的沉人,桩周土体的抗剪强度逐渐下降,直至降低到重塑强度。砂性土中,除松砂外,抗剪强度变化不大,各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值,而是一个随着桩的继续下沉而显著减少的变值.桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用,其值可占沉桩阻力的50%~80%,它与桩周处土体强度成正比,与桩的人士深度成反比。
粘性土中,桩尖处士体在扰动重塑、超静孔降水压力作用下,土体的抗压强度明显下降。
一般将桩摩阻力从上到下分成3个区:上部柱穴区,中部滑移区,下部挤压区。施工中因接桩或其它因素影响而暂停压桩的间歇时间的长短虽对继续下沉的桩尖阻力无明显影响,但对桩侧摩阻力的增加影响较大,桩侧摩阻力的增大值与间歇时间长短成正比,并与地基土层特性有关,因此在静压法沉桩中,应合理设计接桩的结构和位置,避免将桩尖停留在硬土层中进行接桩施工。
3终压力与极限承载力
在静压桩施工完成后,土体中孔隙水压力开始消散,土体发生固结强度逐渐恢复,上部桩柱穴区被充满,中部桩滑移区消失,下部柱挤压区压力减小。这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。从大量的工程实践看,粘性土中长度较长的静压桩其最终的极限承载力比压桩施工时的终压力要大,在某些土体固结系数较高的软土地区,静压桩最后获得的单桩竖向极限承载力可比终压力值高出一二倍,但是粘性土中的短桩,土体强度经一段时间的恢复,摩阻力虽有提高,但因桩身短。侧摩阻力占桩的极限承载力的比例差异不大,最终极限承载力达不到桩的终压力。因此桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念,一些初接触静压桩的设计、施工人员往往将两者混为一谈。两者数值上不一定相等,主要与桩长、桩周土及桩端土的性质有关,但两者也有一定的联系。汕头市总结本地经验提出了自己的做法,对一些设计承载力较高的工程,终压力值宜尽量达到设计取值的1.5~1.7倍,并视土质及布桩情况考虑复压-对于14~21m的中长桩,终压力控制在设计值的1.7~2倍以上,宜复压3次I而小于14m的短桩,终压力控制在设计值的2—2.5倍以上,并复压3—5次。
4常见质量事故分析及处理
总结土木建筑学会近年对一些静压桩工地质量事故进行咨询处理的一些案例,如白云区萧岗的华建苑工程,中山大学住宅楼工程,农垦公司住宅楼工程,晓港中干警宿舍,世纪广场商住楼工程等等,可以发现一些常见问题。
4.1桩身上拍
由于静压桩是挤土桩,在场地桩数量较多,桩距较密的情况下,时常后压的柱会对已压的桩产生挤压上抬,特别对于短桩,易形成所谓的吊脚桩。这种桩在做静载试验时,开始沉降较大,曲线较陡,但当桩尖达到持力层,承载力又有明显增加,沉降曲线又趋于平缓,这是桩身上抬的典型曲线。桩身上抬除了静载沉降偏大外,对桩而言可能会把接头拉断,桩尖脱空.同时大大增加对四周桩的水平挤压力,导致桩倾斜偏位。在处理上施工前合理安排压桩顺序,同一单体建筑物一般要求先压场地中央的桩,后压周边的桩。先压持力层较深的桩,后压较浅的桩。出现桩身上抬后一般采用复压的办法使桩基按正常使用,但对承受水平荷载的基础要慎重。
4.2引孔压桩的问题为了防止桩间的挤土效应太大,或土质太硬而使桩身较短,施工中往往采用引孔压桩的工艺,即先钻比管桩略小规格的直径钻孔,深度是桩长的(2/3~1)L,然后将管桩沿预钻孔压下去。引孔应随引随压。中间间隔时间不宜大长.否则孔内积水,一是会软化桩端土,待水消散后孔底会留有一定空隙。二是积水往桩外壁冒,削弱了桩的侧摩阻力。
对于较硬土质中引孔压桩还会有桩尖达不到引孔孔底的现象,施工完成后孔底积水使土俸软化,使承载力达不到设计要求。
4.3桩端封口不实
当桩尖有缝隙,地下水水头差的压力可使桩外的水通过缝隙进人桩管内腔.若桩尖附近的土质是泥质土,遇水易软化,从而直接影响桩的承载力。对于桩靴的焊接质量要求与端板间无间隙、错位,保证焊缝饱满,无气孔。施焊对称进行,焊拉时间控制得当.焊接完成后自然冷却10分钟左右方可施打,因高温焊缝遇水后变脆。容易开裂。工程上比较有效的补救技术措施是采用“填芯混凝土”法.即在管桩施压完毕后立即灌入高度为1.2m左右的C20细石混凝土封底,桩端不漏水,桩端附近水压平衡,桩端土承受三相压力.承载力能保持稳定。
4.4桩顶(底)开裂
由于目前压桩机越来越大,最重可达6800KN,对于较硬土质,管桩有可能仍然压不到设计标高,在反复复压情况下,管桩桩身横向产生强烈应力,如果桩还是按常规配箍筋,桩顶混泥土抗拉不足开裂,产生垂直裂缝,为处理带来很大困难。另一种情况就是管桩由软弱土层突然进入硬持力层,没有经过渡层,桩机油压迅速升高,桩身受到瞬间冲击力也容易引起桩顶开裂,如果硬持力层面不平整,桩靴卡不进土引起桩头折断破碎,桩机油压又下降,再压时压力不稳定.吊线测量桩长发现比人士部分短。处理上事前改进桩尖形式(圆锥形桩尖易滑),事后用压力灌浆把桩底破碎混凝土粘结住.适当折减承载力设计值。
4.5基坑开挖
由于静压桩逐渐用在高层建筑中.基坑开挖不可避免。应根据开挖深度考虑是否需要先围护开挖再沉桩的方案。边打桩边开挖是不可取的,先打桩后开挖应考虑对称均匀.如在中间开挖把土堆在周围就会造成四周和中心的土体高差悬殊.同时超孔隙水压及震动会使管桩倾斜或折断,所以合理制定基坑开挖方案是必不可少的。
发电厂(站)的压力参数包括发电机、汽轮机、水轮机等旋转机械设备在运行过程中需要测量的各处油压、汽压或水压。由于这些压力参数可以反映出旋转机械设备的运行状态,所以只有准确地加以测量,才能使上述设备的正常运行有保障。现在发电厂(站)使用的各种压力测量仪,一般都采用现场安装压力表或短距离毛细管传输压力表,需要安装在要测量的压力现场附近,由值班人员定时巡查记录。这样的测量方式,不但值班人员劳动强度大,而且无法做到随时观察各处压力参数的变化,难以预防事故发生于未然。
本文介绍的单片微机压力检测仪,是一种能够远距离测量压力参数的智能仪器。在单片微机的管理下,检测仪的测量过程完全是自动进行的,工作状态的转换操作也非常简单,测量结果既可以用显示器显示或打印机打印,也可以送至上位计算机进行远距离集中监控,便于实现发电厂(站)管理的自动化和现代化。
1电路的构成和原理
检测仪共有8路检测通道,各路通道的模拟放大电路及基准电源电路均相同,而压力传感器的输入则按实际需要选择不同量程的压力传感器。压力传感器分别为各路压力检测通道的测压元件,当压力作用于传感器时,芯片上的电桥在压力的作用下出现不平衡,输出正比于压力变化的电压信号,基准电源采用恒流源电路给电桥供电。从传感器输出的信号是比较小的,须经过模拟放大电路放大。为了消除放大电路的输出端的温漂,采用了基本差动运算放大电路。
由于检测仪具有对多路测压点进行自动巡回检测的功能,所以需用自动转换开关对多个压力传感器送出的信号进行选取。为此,采用了CMOS8选1多路模拟开关(选用4051),由它控制8路通道的通断状态,相当于一个单刀八掷开关。从多路转换开关输出的信号是模拟量,在把它输入单片机运算处理之前,必须先转换成数字量,完成这一功能的电路就是A/D转换器。检测仪使用了MC1433双积分型A/D转换器,其工作原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔,然后用计数器记下此时间间隔内的时基脉冲的数目。
由于单片机本身提供的资源如I/O口、定时器/计数器、串行口等不能满足要求,因此需要在单片机上扩展其它接口芯片。由于MCS-51系列单片机的外部RAM和I/O是统一编址的,所以可以把单片机外部64KBRAM空间的一部分作为扩展I/O的地址空间,这样单片机就可以象访问外部RAM一样访问外部接口芯片,对其口进行读写操作。检测仪采用具有I/O接口和计时器的静态RAM8155作为I/O并行接口电路。
拨码盘分为始点值拨码盘和终点值拨码盘,其作用是根据实际需要设置当检测仪进行巡回检测时的输入通道始点值和终点值。
拨码开关的每一位数码开关对应一路输入通道,并用来设置该通道的测量范围。当一输入通道压力输入量程不大于2.000MPa时,该通道的拨码开关设置为“OFF”;当一输入通道压力输入量程大于2.000MPa时,该通道的拨码开关设置为“ON”。检测仪将根据拨码开关设置的量程进行运算,以提高低压力量程范围的数据精度。
显示译码电路(74LS247)则将BCD码译成十进制数字,再由数码管显示压力检测通道的序号和各测压点的压力值。
操作显示电路的作用是用来切换及显示检测仪的工作状态。
打印/通信接口电路的作用是把测量结果用打印机打印出来,或把测量数据传至上位计算机进行远距离监控。
检测仪的工作原理是这样的:每一路通道的压力传感器的输出信号经模拟放大电路进行线性放大,然后由多路转换器的模拟电子开关进行选择,并经滤波后,由A/D转换器转换成数字量,再经I/O并行接口输入到单片微机进行运算,运算处理后的通道号和压力值最后经I/O并行接口送至显示译码器进行译码显示。
2压力检测主程序
按照检测仪的工作原理而设计的压力检测主程序的流程图如图2所示。
3抗干扰措施