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【关键词】农业机械;拖拉机;节能;环保;技术推广拖拉机是农业生产的主要工具,拖拉机的能源消耗占农业生产能源消耗的比重较大。作好拖拉机的节能减排,可降低农业生产成本,增加农民收入,减少污染物的排放,促进农业可持续发展。拖拉机的节能减排主要通过提高燃油利用率,提高发动机功率,减少发动机有害物质的排放,对排放的尾气进行循环利用,利用化学手段对有害排放物进行无害化处理。主要的技术包括涡轮增压技术,高压共轨技术,废气再循环技术,催化脱硝技术等。
1.涡轮增压技术
(1)涡轮增压的原理,涡轮增压技术现在主要用的是废气涡轮增压系统,它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
(2)涡轮增压的特点是,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%-30%。由于涡轮增压器回收了废气的能量,增加了进气量,提高了发动机的机械效率和热效率,安装涡轮增压的发动机油耗降低5%-10%,安装涡轮增压后,发动机排气噪声相对减少,排气烟度及排气中的有害成分也减少,减少了污染。
(3)涡轮增压的主要部件,涡轮增压比传统的发动机增加的主要部件包括涡轮增压器和中冷器,中冷器:是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产很高的生热量,从而使空气膨胀密度降低,而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率,需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器,原理类似于水箱散热器,将高温高压空气分散到许多细小的管道里,而管道外有常温空气高速流过,从而达到降温目的(可以将气体温度从150摄氏度降到50摄氏度左右)。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间,所以又称作中间冷却器,简称中冷器。
2.高压共轨技术
(1)高压共轨的原理,高压共轨是指柴油机电控共轨式柴油喷射系统,在这个系统中,高压油泵和喷油之间有一个大容积的共轨管,高压油泵把油输送进共轨管中并维持一定的压力,共轨管通过高压油管与分别与每个喷油嘴相连,喷油器上的电磁阀控制喷油的开始和结束,喷油时间与喷油压力决定喷油量,“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高出3倍,最高能达到200MPa(而传统柴油机喷油压力在60-70MPa),压力大雾化好燃烧充分,从而提高了动力性,最终达到省油的目的。“电控”是指喷油系统由电脑控制, ECU(俗称电脑)对每个喷油嘴的喷油量、喷油时刻进行精确控制,能使柴油机的燃油经济性和动力性达到最佳的平衡,而传统的柴油机则是由机械控制,控制精度无法得以保障。
(2)高压共轨技术特点,改善了柴油机的动力性、经济性、排放性和工作可靠性,它比传统增压柴油机燃烧效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%,彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的形象。对喷油定时的控制精度高,反应速度快,改进了柴油机的调整控制;柴油机具有自我保护功能和故障诊断功能;控制策略灵活。
(3)高压共轨系统的组成。高压共轨系统由五分组成,即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。
3.废气再循环技术(EGR)
(1)废气再循环技术原理,所谓EGR,即Exhaust Gas Recirculation,是废气再循环系统的英文简称,它的重要功用是将柴油机产生的废气的一小局部再送回气缸。再循环废气由于具有惰性,会延缓燃烧过程,到达减少NOx的生成量的效果(NOx在高温富氧的环境下产生),EGR对降低氮氧化物排放十分有效,根据测试可发减少氮氧化物90%以上。最终完成了发起机排放程度的提升。
(2)废气再循环技术的特点,发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气流量,温度控制电磁阀适时地打开,进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室,膜片拉杆将EGR阀门打开,排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧,降低了燃烧时气缸中的温度,因NOX是在高温条件下生成的,故抑制了NOX的再次生成,从而降低了废气中的NOX的含量。但是,过度的废气参与再循环,将会影响混合气的着火、性能,从而影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时,再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以,当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时,ECU控制废气不参与再循环,避免发动机性能受到影响;当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时,ECU控制少部分废气参与再循环,而且,参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同,以达到废气中的NOX最低。EGR发动机要求燃油的硫含量要低于500ppm,柴油中硫含量高,燃油燃烧后产生的二氧化碳跟水结合在一起腐蚀EGR通道,导致EGR的损坏。
(3)废气再循环主要零部件,包括ECU、各种传感器(包括水温传感器、进气温度压力传感器、转速传感器、油门位置传感器等)、电磁阀、EGR阀等。
4.SCR废气脱硝技术
(1)SCR废气脱硝技术原理,SCR是Selective catalytic reduction 的缩写,是有选择性催化还原法,在反应过程中,NH3和NOx反应生成N2和H2O。
(2)SCR废气脱硝技术的特点,采用尿素-SCR净化方案的发动机,其燃油消耗可节省5%-7%,扣除因使用尿素而增加的费用,还有节油2%-3%的优势。在不同的发动机根本工作环境下,SCR能降低氮氧化物排放65%-99%。这种技术适合我国高含硫柴油。SCR在拖拉机上的使用需要增加SCR本身的重量,还要增加尿素贮液罐和尿素的重量。
(3)工艺流程。SCR废气脱硫装置主要由尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等组成。尿素溶液的喷射量是根据柴油机的工况、催化器温度和环境状态来精确计量的。氨气与NOx发生催化氧化还原反应,将NOx还原为无害的N2和H2O。
关键词:农机维修;节能减排;技术
中图分类号: F323.3 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2016.23.021
1 标准油量传递技术
标准油量传递技术指的是采用逐级传递的办法,油泵生产企业将油泵标准油量传递到基层维修企业当中,从而完成油泵的维修与调试。该技术的内容为标准油量的传递方法、标准元件的校验方法,喷油泵在调修行业标准油量方面的规划,喷油泵试验台的校验方法等。采用标准油量技术后,每台喷油机的油量可以节约5%。同时,喷油泵的使用,不仅满足了柴油机的正常工作,而且延长了其使用寿命。同时,喷油机实施调试后,有效地降低了噪音以及废气的排放,提高了在环保方面的性能。
2喷油泵与喷油器调试技术
喷油泵与喷油器调试技术指的是:按照行业中的相关规定,采用合理、正确的办法,对喷油泵、喷油器进行调试与维修,从而满足其正常功能的发挥。该技术内容包括:确定每个油缸供油的具置;检验喷油泵的密封性;对调速器进行检验,并实施调整;检查附件的运转情况;检查、调整喷油机的压力;对技术条件、工作环境进行调试。采用抽样检查的办法,来了解以上技术运用的效果。选取大型拖拉机为研究对象。在正常情况下,大型拖托机产生的颗粒排放物与国家标准相比,往往高出4~5倍。对拖拉机柴油机中的喷油泵、喷油器进行调试后,其颗粒排放物、能量消耗等都得到了显著的降低。除此之外,还提高了农机的工作性能。
3 柴油机性能调整优化技术
该技术指的是利用先进的仪器设备,检查柴油机的技术状况。同时,针对存在的问题,给予参数方面的优化,使其达到最佳的工作状态。柴油机性能调整优化技术的内容为配气相位、喷油压力、气门间隙等设备的检测与调整,并对其进行优化。采用试验统计的办法,研究该技术取得的效果,结果显示,使用以上技术后,柴油机的功率最大提高了15%。降低发动机故障率为14.6%,维修工时减少到了24.8%,维修停机时问减少到了16.8%。与此同时,维修的费用大大降低。除此之外,还避免了因为维修停机对正常生产造成的负面影响。
4 拖拉机不拆卸检测调试技术
该技术的概念是在不拆卸拖拉机的情况下,采用先进的仪器设备,对其运行的状态进行检测。然后,根据存在的问题,实施调试的办法和措施,以期恢复拖拉机的正常功能,并起到节能减排的作用。拖拉机不拆卸检测调试技术的内容为:检测拖拉机功率的大小及在燃油方面的损耗。另外,利用相关仪器,对制动、液压等系统进行检测,并实施调修。选取5700台拖拉机作为样本,对其进行检测。检测结束后,对2850台机器进行了调试。这些拖拉机被调试后,在功率、动力方面均得到了提升。同时,在很大程度上降低了耗油率。可以看出,采用该技术后,取得了良好的效果。
5 油适时更换技术
油适时更换技术指的是定期加测农机油的品质。同时,根据换油标准,购买质量好的油,以此来更换陈旧的油。另外,根据农机技术使用的状态,加强对农机的维修与保养。该技术的内容包括在检测油黏度、酸碱性、水溶性等性能时采用的技术。通常情况下,在实施以上技术时,要求以更换的标准、周期作为参考,同时对农机的工作状态进行认真分析。采用分析监测技术后,减少了质量好的油在固定更换中被浪费的现象。同时,也避免了对环境造成的污染。不仅如此,利用以上技术后,能够在更换周期前发现有质量问题的油,以便及时更换掉。这样,在很大程度上减少了对农机的损伤,避免了机器故障问题。
6 水基清洗技术
水基清洗技术指的是使用水基清洗剂,彻底清除掉农机零件中的污垢。作为一种新型清洗技求,具有更环保、更高效的作用。水基清洗剂按照一定的比例,将水与表面活性剂、洗涤助剂、增溶剂等混合在一起,以此来彻底清除掉零件表面的霉斑、污垢等。该技术的内容为清洗剂的配置,超声波清洗,以及高压清洗等。研究表明,使用20公斤有机溶剂对机械零件进行清洗产生的效果,与使用l公斤的水基清洗剂产生的效果是一样的,从成本上来看,l 公斤水基清洗剂的费用仅仅是有机溶剂的l0%~20%。所以,与有机清洗剂相比,水基清洗剂技术不仅效果好,而且成本低,具有很大的优势。
7 柴油机排气污染物减量技术
该技术指的是采用净化机内、改善燃料的办法,对柴油机的进排气进行净化处理。技术内容包括:根据柴油机排气中不同元素的特点,采用转换、还原、过滤的技术,对其净化处理。一般情况下,柴油机的排气元素有氮氧化物、碳氢化合物、以及其他颗粒物质。实验证明,给柴油机上安装氧化转换仪器后,可以有效减少排气中的一氧化碳、碳化氢,以及PM排放量。另外,安装过滤仪器后,可以将颗粒的过滤率提高到90%。通过以上措施,有效降低了柴油机排气中的污染物。
8 胶黏修补堵漏技术
随着我国工业化、城镇化的快速发展,节能减排已成为贯彻落实科学发展观、构建和谐社会、促进经济社会又好又快发展的基本要求。农机维修节能减排是农机节能减排的重要内容之一,做好农机维修节能减排工作,开发和推广先进适用的农机维修保养技术,对节约能源、降低排放、减少污染及提高农机化发展质量具有重要意义。
为加快农机维修节能减排技术的推广应用,2009年农业部遴选出了10 项有明显节能减排效果的农机维修技术进行宣传和推广。其中,拖拉机不拆卸检测调试技术、柴油机性能调整优化技术是采用仪器设备对其技术状态进行检测并进行参数调整优化,从而恢复其技术状态达到节能减排目的; 油适时更换技术是通过对油的品质检测和适时更换,保证机具的良好而又不过早更换油; 柴油机排气污染物减量技术是对柴油机排气采取机内净化处理措施以减少排气污染物; 水基清洗技术是以水基清洗剂代替油基清洗剂来清洗零部件,既节约油料又提高清洗质量; 标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术是在标准的试验条件下采用规范的调修工艺和方法对喷油泵、喷油器进行调试,以恢复功率,降低油耗和排放; 胶粘修补堵漏技术、轴类零件再制造技术和壳体类零件再制造技术采用适用的工艺,对零件进行选择性修理,节约金属材料、降低修理成本。入选的10 项技术成熟可靠,节能减排效果明显。经过5 年的实践验证,结合当前农机行业普遍实行换件修理的现状,笔者认为喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术最具有推广意义和必要,推广也最具有可行性。
1 喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广的必要性
喷油泵标准油量传递是指将喷油泵制造企业对喷油泵总成调整的各项技术指标,通过标准系统逐级传递给基层喷油泵维修企业并用于生产过程的技术。喷油泵和喷油器调试技术是指在规定的条件下,按正确的维修工艺、调试方法对喷油泵和喷油器进行维修、调试,使之达到应有功能的技术。近年来,在党的强农惠农富农政策有力促进下,我国农业机械化取得了巨大成绩,得到了长足发展。据统计,2013 年全国农作物耕种收综合机械化水平达59. 48%,拖拉机拥有量达2279 万台,联合收割机拥有量达142 万台,农机总动力达10. 4 亿kW( 其中柴油发动机总动力达8. 35 亿kW)。农机在农业生产和农机化发展中的作用更加明显,作业领域更加广泛,除大田作业、温室大棚作业外,在一些地区的植物工厂内,农机也发挥了重要的作用。推广喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,对促进节能减排,意义深远。
1. 1 有利于推进农机节能减排
为了解喷油泵校准点在接受标准油量传递前、后喷油器所喷油量的差别,德国博世公司某区域维修站对辖区50 个喷油泵校准点在标准油量传递前、后喷油器的喷油量数据进行了比较。博世公司对该区域维修站喷油泵校准点的校验频次规定为: 对业务量较大的校准点,要求每校验50组喷油器后进行一次标准油量传递; 对于业务量较小的校准点,要求每季度进行一次标准油量传递。依据JB /T 9734 - 2011《喷油泵试验台技术条件》中4. 3.14 条,喷油器喷油量的不均匀率由公式 =2( Qmax - Qmin)Qmax + Qmin 100% 确定。其中,Qmax 为最大循环供油量,Qmin 为最小循环供油量。相关标准规定对于维修用喷油泵试验台,在喷油量符合标准要求( 即喷油量界于31. 2 1mL 间) 且喷油量不均匀率4%时,该组喷油器才符合要求。50 组( 每组6 个) 300 个喷油器在未接受标准油量传递前,有168 个喷油器的喷油量超出标准范围( 31. 2 1mL) ,这些喷油器的喷油量有的高于标准值,有的低于标准值,喷油量不合格的喷油器所占比例达56%。50 组数据中有2 组共12 个( 序号15、17) 喷油器的喷油量符合标准要求,有3 组( 序号15、17 和22)喷油器的不均匀率满足标准要求。综合判定,50 组喷油器只有2 组( 序号15、17) 喷油器的喷油量符合标准要求,合格率仅为4%。50 组喷油器在接受标准油量传递后,有1 个缸( 序号3 第4 缸) 的喷油量不符合标准要求,该组喷油量不均匀率为4. 9%,也超出标准要求,即仅有一组喷油器不符合标准要求,合格率为98%。对于基层喷油泵校准点,其校准设备只有满足标准要求后才能开展油泵校准业务。因此,有必要对基层油泵校准点进行标准油量传递,使其喷油器的喷油量和喷油量不均匀率达到标准要求,以便科学、准确地对农机用户的油泵进行校准。
为了了解农机喷油泵在校准前、后喷油量的差别,对河北省20 个农机户在用机具喷油泵的校准情况进行了调研。农机户通常1 ~ 2 年对喷油泵进行一次校准,而且在用户发现机具动力不足、油耗高、启动困难、冒黑烟等情况时才去校泵。校准数据表明: 有的喷油泵多喷了油,致使机具油耗高、冒黑烟; 有的油泵少喷了油,致使机具动力不足,启动困难。因此,定期进行喷油泵校准,既节能减排,也有利于发挥机具效率。
近年来,随着农机保有量的快速增加和农机化水平的不断提高,农机节能减排任务繁重。2008 年江苏省农机排气污染源普查结果显示,在用的拖拉机、变型拖拉机、联合收割机、插秧机、机动植保机等5 大类机具一氧化碳、炭氢化合物、氮氧化合物、颗粒物的排放总量分别为5. 1、14. 6、8、2. 4 万t,仅颗粒排放一项就超过国家标准4 ~ 5 倍。通常情况下拖拉机、联合收割机等机械在使用一段时间后,其功率会降低、燃油消耗和污染物排放会增加。江苏省抽样调查显示,在用拖拉机、联合收割机的功率损失平均约为5%,小型拖拉机的油耗率平均高出标定值13%,大、中型拖拉机的油耗率平均高出6% ~ 10%,4 种排气污染物的排放总值平均增加20% ~ 30%。经喷油泵、喷油器调试后,可有效降低油耗5% ~ 10%,恢复动力约3%,降低排气污染物约15%。因此,推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,可有效推进农机节能减排。
1. 2 有利于提高喷油泵维修质量和水平
喷油泵被视为柴油机的心脏,其控制发动机在不同工况下的转速、燃油供给量和供油质量,以保证发动机正常运转的动力性、经济性和稳定性。喷油泵和喷油器经一段时间使用后,由于柱塞、出油阀和喷油嘴的正常磨损,加之国内柴油中杂质和蜡成分含量较高,导致三大偶件磨损加快,发动机性能下降,油耗增加,污染物排放超标。喷油泵只有经修理、调试使其供油量达标,发动机才能恢复正常工作。
调查发现如下问题: 一是农机手调校喷油泵的主动性不够。农机手平时对拖拉机、联合收割机等机具的保养意识不强,通常只要机具能工作,就不会主动定时进行喷油泵和喷油器的维护保养,通常要等到机具出现异常现象如不能启动、动力不足、油耗高及工况不稳等情况时才去调校喷油泵。二是喷油泵校准频率不高。调查结果表明: 校准频率较高的为1 年1次,较低的为2 ~ 3 年1 次,一些国外品牌的联合收割机甚至4 年中也没有校过油泵。三是实施喷油泵校准的机具所占比例不高。调查显示,拖拉机喷油泵年度校准比例最高在70% 左右,联合收割机喷油泵年度校准比例低至20%。四是喷油泵校准质量难保证。目前在用的喷油泵校准试验台存在设备陈旧、性能较差等问题,加之缺少定期的标准油量传递,喷油泵、喷油器调试的技术指标与原机相差较大,影响机具性能。因此,应通过推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术,校准基层喷油泵校验标准,培训喷油泵维修校准技术人员,提高农机喷油泵维修校准质量和水平,确保喷油泵和喷油器技术状态良好,保证机具作业性能。
1. 3 有利于推动农机维修行业管理
近年来,农业部高度重视农机维修管理工作,颁布了《农机维修管理规定》,将农机维修管理执法内容纳入《农机安全监管条例》,实施了多个农机修理质量标准,规范了农机维修行业发展。但目前农机管理部门对农机维修网点的技术资质、配件价格、维修质量等缺乏有效的监督管理。基层农机维修管理人员少,缺乏执法和检测手段,缺少投入,农机维修管理工作开展困难。基层农机维修管理人员可以以推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术为抓手,推广农机维修先进技术,开展农机维修网点资质审核、维修质量监管等工作,规范农机维修业务,推动农机维修管理工作。
2 喷油泵标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广的可行性
2. 1 推广符合国家节能减排政策
为了节约资源,促进国民经济可持续发展,国家制订了十一五节能减排目标。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,防治非道路移动机械用柴油机污染物排放对环境的污染,改善环境空气质量,2014 年5 月环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合了强制标准非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法( 中国第三、四阶段) ( GB 208912014) ,规定了第三阶段非道路移动机械用柴油机排气染物排放限值和测量方法,并提出了第四阶段的预告性要求。标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术推广作为实现农机节能减排的重要措施,符合国家支持农机化发展及农机节能减排的发展战略,利国利民。
2. 2 推广有成熟的技术支撑
标准油量传递主要技术内容包括: 喷油泵标准量值传递和浮动量值传递的技术原理,标准系统的构成,在用喷油泵试验台的校验和浮动油量调试的环境条件和技术要求,在用喷油泵试验台的校验方法,试验台用标准喷油器总成的试验方法,浮动油量调试工艺,以及喷油泵调修行业标准油量传递的组织实施。喷油泵与喷油器调试技术主要包括: 喷油泵各缸的供油开始位置的确定,供油量的检验与调整,喷油泵总成的密封性检验,调速器特性的检验与调整,喷油泵附属件的检验与调整,喷油器的喷油压力检查与调整,雾化质量及其分布状态的检查,密封性的检查,以及调试的工作环境、技术条件、设备配置的要求。标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术作为柴油机维修的主要内容,经过多年的实践检验,其技术非常成熟,足以支撑推广应用。目前国内应用较多的是德国博士公司的标准油量传递技术和标准,成熟、稳定的技术为标准油量传递、喷油泵和喷油器调试的大范围推广应用提供了支撑。
2. 3 推广示范条件具备
一是全国有比较健全的农机维修管理队伍。目前,全国各省、市、县基本都配备从事农机维修管理的机构和人员,负责当地农机维修网点审批和维修市场秩序管理,为该项技术的推广示范提供了人力资源支持。二是有可利用的社会资源。一些喷油泵生产企业在全国建立了喷油泵标准油量传递基准站,他们有丰富的标准油量传递经验,为技术推广奠定了基础。三是有行政管理职能提供保障。国务院412 号令和《农机维修管理规定》明确农机部门对农机维修经营实行行政许可审批职能。因此,推广标准油量传递技术、喷油泵和喷油器调试技术的人员、资源、管理职能等条件已经具备。
3 推广建议
3. 1 国家扶持建设标准油量传递网络
喷油泵标准油量传递技术是适于喷油泵维修行业的实用性技术,其专业性强、设备更新和人才培训量大,仅依靠企业和个体力量进行大范围推广的难度较大。建议将其推广列入国家相关节能减排项目中,安排经费进行推广。由政府联合企业利用现有技术、人员、设备建设国家级- 省级- 县级( 基层) 模式的标准油量传递网络,统一技术路线,配备标准泵、标准嘴、标准管,开展人员培训、推广宣传等工作,保证传递标准和质量。
3. 2 对喷油泵和喷油器调试实施补贴
为提高农机手校准喷油泵的主动性和积极性,引导农机手选择合格的油泵校准维修点,保证标准油量传递网络的准确性,建议对喷油泵和喷油器调试实施补贴。
在科技力量的推动下,我国农机水平飞速提高。然而由于农机的大量使用,也增加了维修的成本。在这种情况下,有必要推广农机维修节能减排技术。只有这样,才能减少在农业生产中的投资,从而获得更多的经济收入。本文结合相关的工作经验,对常见的农机维修节能减排技术进行介绍。
关键词:
农机维修;节能减排;技术
1标准油量传递技术
标准油量传递技术指的是采用逐级传递的办法,油泵生产企业将油泵标准油量传递到基层维修企业当中,从而完成油泵的维修与调试。该技术的内容为标准油量的传递方法、标准元件的校验方法,喷油泵在调修行业标准油量方面的规划,喷油泵试验台的校验方法等。采用标准油量技术后,每台喷油机的油量可以节约5%。同时,喷油泵的使用,不仅满足了柴油机的正常工作,而且延长了其使用寿命。同时,喷油机实施调试后,有效地降低了噪音以及废气的排放,提高了在环保方面的性能。
2喷油泵与喷油器调试技术
喷油泵与喷油器调试技术指的是:按照行业中的相关规定,采用合理、正确的办法,对喷油泵、喷油器进行调试与维修,从而满足其正常功能的发挥。该技术内容包括:确定每个油缸供油的具置;检验喷油泵的密封性;对调速器进行检验,并实施调整;检查附件的运转情况;检查、调整喷油机的压力;对技术条件、工作环境进行调试。采用抽样检查的办法,来了解以上技术运用的效果。选取大型拖拉机为研究对象。在正常情况下,大型拖托机产生的颗粒排放物与国家标准相比,往往高出4~5倍。对拖拉机柴油机中的喷油泵、喷油器进行调试后,其颗粒排放物、能量消耗等都得到了显著的降低。除此之外,还提高了农机的工作性能。
3柴油机性能调整优化技术
该技术指的是利用先进的仪器设备,检查柴油机的技术状况。同时,针对存在的问题,给予参数方面的优化,使其达到最佳的工作状态。柴油机性能调整优化技术的内容为配气相位、喷油压力、气门间隙等设备的检测与调整,并对其进行优化。采用试验统计的办法,研究该技术取得的效果,结果显示,使用以上技术后,柴油机的功率最大提高了15%。降低发动机故障率为14.6%,维修工时减少到了24.8%,维修停机时问减少到了16.8%。与此同时,维修的费用大大降低。除此之外,还避免了因为维修停机对正常生产造成的负面影响。
4拖拉机不拆卸检测调试技术
该技术的概念是在不拆卸拖拉机的情况下,采用先进的仪器设备,对其运行的状态进行检测。然后,根据存在的问题,实施调试的办法和措施,以期恢复拖拉机的正常功能,并起到节能减排的作用。拖拉机不拆卸检测调试技术的内容为:检测拖拉机功率的大小及在燃油方面的损耗。另外,利用相关仪器,对制动、液压等系统进行检测,并实施调修。选取5700台拖拉机作为样本,对其进行检测。检测结束后,对2850台机器进行了调试。这些拖拉机被调试后,在功率、动力方面均得到了提升。同时,在很大程度上降低了耗油率。可以看出,采用该技术后,取得了良好的效果。
5油适时更换技术
油适时更换技术指的是定期加测农机油的品质。同时,根据换油标准,购买质量好的油,以此来更换陈旧的油。另外,根据农机技术使用的状态,加强对农机的维修与保养。该技术的内容包括在检测油黏度、酸碱性、水溶性等性能时采用的技术。通常情况下,在实施以上技术时,要求以更换的标准、周期作为参考,同时对农机的工作状态进行认真分析。采用分析监测技术后,减少了质量好的油在固定更换中被浪费的现象。同时,也避免了对环境造成的污染。不仅如此,利用以上技术后,能够在更换周期前发现有质量问题的油,以便及时更换掉。这样,在很大程度上减少了对农机的损伤,避免了机器故障问题。
6水基清洗技术水基清洗技术
指的是使用水基清洗剂,彻底清除掉农机零件中的污垢。作为一种新型清洗技求,具有更环保、更高效的作用。水基清洗剂按照一定的比例,将水与表面活性剂、洗涤助剂、增溶剂等混合在一起,以此来彻底清除掉零件表面的霉斑、污垢等。该技术的内容为清洗剂的配置,超声波清洗,以及高压清洗等。研究表明,使用20公斤有机溶剂对机械零件进行清洗产生的效果,与使用l公斤的水基清洗剂产生的效果是一样的,从成本上来看,l公斤水基清洗剂的费用仅仅是有机溶剂的l0%~20%。所以,与有机清洗剂相比,水基清洗剂技术不仅效果好,而且成本低,具有很大的优势。
7柴油机排气污染物减量技术
该技术指的是采用净化机内、改善燃料的办法,对柴油机的进排气进行净化处理。技术内容包括:根据柴油机排气中不同元素的特点,采用转换、还原、过滤的技术,对其净化处理。一般情况下,柴油机的排气元素有氮氧化物、碳氢化合物、以及其他颗粒物质。实验证明,给柴油机上安装氧化转换仪器后,可以有效减少排气中的一氧化碳、碳化氢,以及PM排放量。另外,安装过滤仪器后,可以将颗粒的过滤率提高到90%。通过以上措施,有效降低了柴油机排气中的污染物。
8胶黏修补堵漏技术
唐山LNG在能源综合利用上进行深化优化,采取了系列节能减排技术。LNG储罐选择全容式混凝土顶储罐;选择再冷凝蒸发气体的处理工艺,选用开架式海水汽化器与浸没式气化器相结合,在海水温度允许的情况下,充分利用海水的热能,减少化石能源的消耗,配套冷能利用系统,对LNG优质冷能进行回收利用。
关键词:
唐山LNG;再冷凝;开架式汽化器;冷能利用
改革开放以来,随着我国经济的发展,工业规模显著增长,能源消耗逐年增长,伴随着工业生产的扩大和能源过度开发,实现能源综合利用和提高能源利用率越来越得到国家的重视和社会的关注。国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标,即到2015年,单位GDP二氧化碳排放降低17%;单位GDP能耗下降16%;非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点,从8.3%到11.4%;主要污染物排放总量减少8%到10%的目标。“十二五”规划提出的约束性指标更加明确了国家节能减排的决心。因此,提高能源利用率十分必要。唐山LNG广泛应用节能减排技术,降低了能源消耗量,减少污染物的排放量。
1唐山LNG概况
中石油京唐液化天然气有限公司由中国石油天然气股份有限公司、北京控股集团有限公司、河北省天然气集团公司三方投资建设的重点项目。三方合资比例分别为51%、29%、20%。中石油京唐液化天然气有限公司负责项目的建设和运营。该项目由接收站工程、码头工程和站外配套工程组成,为宽430m、长1120m矩形,面积48.16×104m2。项目规模为650万吨/年,分期建设,先期工程建设4座16万立方米LNG储罐和1座可靠泊船容量介于8~27万立方米LNG船的专用卸船码头及站外配套工程,远期预留4座16万立方米储罐用地和1个泊位。码头泊位长410米,栈桥长度1899米,净宽13.5米。
2再冷凝工艺
唐山LNG在蒸发气体的处理工艺上,选择再冷凝工艺,而没有选择直接输出工艺。直接输出工艺是将蒸发气压缩到外输压力后直接送至输气管网,需要消耗大量压缩功;而再冷凝工艺是将蒸发气压缩到某一中间压力,然后与由低压输送泵从储罐送出的LNG在再冷凝器中混合,由于LNG加压后处于过冷状态,可以使蒸发气再冷凝,冷凝后的LNG经高压输送泵加压输送后气化。因此,再冷凝工艺可以利用LNG冷量,利用部分LNG的冷能来冷凝蒸发气,再经过高压输送泵外输,贫液LNG工况时,用于冷凝BOG的LNG最大量约为84.70t/h,约占LNG总输出量(495t/h)的17.11%,相当于回收冷量8.8×106kJ/h,富液工况时,用于冷凝BOG的LNG最大量约为106.00t/h,约占LNG总输出量(549t/h)的19.30%,相当于回收冷量10.6×106kJ/h。可实现年回收冷量770.9×108kJ/a[1],减少BOG压缩功的消耗,从而节省能量。
3冷能利用工艺
唐山LNG建有冷能利用设施,LNG具有深冷特性,储存温度为-161℃,将LNG冷能用于空分装置,建设一套液体总产量为600t/d的空分装置,其中液氧300t/d、液氮290t/d、液氩10t/d,利用LNG的数量为1200t/d~1800t/d。LNG冷能用于空气分离装置时,由于工艺温度(-183℃至-173℃)比LNG温度(-162℃)还要低,与用于冷藏冷冻(-20℃)、低温发电(-40℃)、制取干冰(-下80℃)、低温粉碎(-140℃)等场合相比,LNG的冷量火用得到最大程度的利用,是目前技术上最为合理的方式。这种冷能利用方式不但大大降低了生产液态空气产品的能耗,而且降低了LNG气化的成本,具有一定的经济性。在LNG气化过程中,系统工艺温度低,对LNG冷能的整体利用率高,节能效果显著。由制冷原理可知,要求的工艺温度越低,常规制冷方式所消耗的能量越多,在到达一定的低温区时,蒸发温度每降低1K(开尔文),能耗要增加10%,此时利用LNG冷能的节能效果也就越明显,冷量火用的利用率也高。因此应在尽可能低的温度下利用冷能。冷能利用场所的温度较高时,传热过程中未能加以利用的大量冷量火用白白损失。利用LNG冷能的600t/d的生产液体产品的空分装置,将比同规模的常规空分装置节电40%左右,同时,接收站用于空分装置的LNG流量为50t/h~75t/h,而将50t/h~75t/hLNG气化所需要的热负荷为10MW左右[2]。冷能利用项目可使接收站降低一部分气化费用,相当于LNG冷能的利用率提高9%~14%。相当于该工程可节约能量7.39×107MJ~8.90×107MJ,约合2522.8~3038.9tce,占该项目综合能耗的3.8~4.6%。在一期350×104t/a规模时,LNG冷能利用量70MW以上,占冷能总量的70%,平均每吨LNG冷能收益80多元,有效的节省了SCV燃料、新鲜海水和海水泵电耗等,总经济效益达4亿元/a[3]。
4结语
唐山液化天然气主要采取了蒸发汽再冷凝工艺、开架式气化器(V)和浸没燃烧式气化器(SCV)联合运行、优质保温材料、冷能利用等节能措施,选用节能、高效的设备,优化工艺方案,能源利用合理,有效的提高能源利用率,实现资源资利用,降低了能耗,减少污染物的排放,符合国家节能减排的要求。
参考文献:
[1]《唐山液化天然气项目节能评估报告》[R]中石油京唐液化天然气有限公司、中国石油集团安全环保技术研究院,2013.
[2]《唐山LNG项目可行性研究接收站工程冷能综合利用研究专题报告》[R][出版地址不详]:中国石油天然气股份有限公司唐山LNG项目经理部、华南理工大学天然气利用研究中心,2006.
介绍传统养猪行业存在的污染问题,阐述高架网床生态养猪技术的概念及特点,重点分析其基本工艺流程,并对高架网床生态养猪技术的优势及前景进行了展望,希望对促进广西地区高架网床节能减排生态养猪技术的推广有所裨益。
关键词
高架网床;节能减排;生态养猪技术
笔者所在的广西博白县历来就有悠久的养猪传统,是全国生猪调出大县,但伴随着养猪业的发展,养殖污染及环境保护问题愈加突出,成了困扰养猪业发展的一大瓶颈[1]。在县领导的推动及对欧美先进国家养猪技术发展考察基础上,结合县域气候地理条件特点,通过技术攻关,积极探索节能环保、高效益的养殖新方法,创立出了高架网床节能减排生态养猪这一契合南方特点的新型养猪技术,为从源头上降低养殖污染并最终实现零排放目标,打下了坚实基础。
1传统养猪行业存在的污染问题
长期以来,“脏、臭、累”是我国生猪饲养行业所无法回避的一个严峻问题。我国是猪肉消费大国,也是生猪饲养大国,年产猪肉量几千万吨,占全球产量的一半以上。据实地测算,饲养一头生猪需要用水0.05t,需排废水0.04t,碳排放量等同于19个身体健康的成年人,其氨氮排放量严重超过土地承载能力。按国家标准,废水处理最低需20元/t,这对规模化养猪企业来说,无疑是个天文数字。特别是2015年被称为史上最严环保法的出台,更是使广大养殖企业雪上加霜。但生猪饲养不等同于其他污染企业,这些企业往往集中于不发达地区,事关广大农民的经济效益,且其污染特点不是急剧性的,不能简单采取关闭就了事;同时,生猪饲养是关系民生工程的大事,必须慎重对待之。即使部分地区采用了水泡粪饲养模式可以节约部分用水量,但因为广西地区气候高温湿热,虫蛆蚊蝇较多,各种有害气体很难得以排除,加之生猪粪污量比较大和区内山区较多实际情况,配套设置难以大面积展开建设的实际情况很难得到克服,为此,高架网床生态养猪模式成为了必然的选择[2]。
2高架网床生态养猪技术的概念及特点
2.1高架网床生态养猪技术的概念针对传统养猪模式中的弊端,特别是对外在环境产生的巨大污染,生态养猪模式正日益受到社会各界人士的广泛重视。其中,高架网床技术是目前发展较好的一种新型养猪模式。该模式主要包括高架网床、通风道和排污道等主要设施。该技术将猪舍分为2层:底层为集粪区,表面要用水泥进行硬化,高度设置成1.9~2.5m,并安装好控湿、控温和控风设备;二层为饲养区,生猪在这一层进行饲养,高架网床由全漏缝地板编织成,围栏将其分为几个猪圈,二层的入口处应设置有降温通风设备,内部高度应为2.4~3.5m。
2.2高架网床生态养猪技术的特点同传统养猪技术相比,高架网床技术能够使每头生猪饲养成本降低约200元,排污量减少约90%,通过林木和鱼塘的消纳,实现零排放、零污染的目标。同时,还尽量少的占用耕地,不使养殖规模扩大过度;实现了栏舍的免冲洗,减排节能效果很好;全漏缝,使猪群远离粪便污染,尽量降低猪患病概率;实现了集约化生猪养殖,通过高度自动化,降低了人工成本;设计了固液分离、干清粪和雨污分流,结合微生物发酵、沼气及林木消纳,确保了良好的治污效果。表1为高架网床同传统生猪饲养模式对比表,从表1中可以看出,高架网床生态养猪模式有其自身显著的特点。
3高架网床生态养猪技术的工艺
高架网床生态养猪技术对工艺上的要求并不是很高,猪在网床上方饲养,通过下方的全漏缝将排泄物全部落到底层地面。底层的水泥硬化地面设计成30°~40°的斜度,通过人工就可以很方便地将粪便进行收集。猪尿通过30cm×30cm的收集沟进入固液分离池进行处理,猪粪在这一环节实现了脱水处理,使猪粪渣同猪尿有效分离开[3]。一般情况下,猪粪渣都能够控制在60%以下的含水量,这就便于后期的打包外运工序,使其非常方便地用于农田有机肥。另外,工序中所产生的污水还能够通过沼气池的发酵用在经济林木等的喷灌上,更加节约了种植业成本。猪舍设计有雨污分流,通过屋顶的集雨槽和栏舍边的雨水沟,使雨水得以直接外排,防治污水进入污水池形成二次污染,而污水沟内污水经过专用管道进入到固液分离系统中。有的养殖企业还将微生物技术配以适宜饲料配比以除去猪粪臭味,从而降低粪便对环境污染,或者采取自动刮干粪技术,克服了现有机械刮粪方式下粪尿水一起刮的传统模式,确保了清粪技术高效有序。
4高架网床生态养猪技术的优势及前景
高架网床生态养猪技术的优势非常明显,其应用前景非常广阔。一是实现了真正意义上的节能减排。所养生猪排泄的粪便由漏缝板漏到底层地面,使生猪同粪尿实现了有效分离,使养殖过程中所用栏舍实现了免冲洗,养殖所用水量降低了90%以上,污染处理系统压力大大降低,从源头上控制了整体排污量。同时,栏舍的用电量比较少,每个猪舍平均只需100元左右水电费进行运转,降低了额外养殖成本。二是提高了生猪整体抗病免疫力。生猪在高架网床的上方生活,使其远离了氨气等有害气体的不良影响,使空气保持了较好的控制质量,生猪的抗病力显著提高,死亡率明显降低,患病猪的出现大为降低,并最终降低了药品,特别是抗生素等的滥用。另外,由于猪身上的汗腺不是很发达,自身很难通过排汗的方式排出体内所产生的毒素,而排泄物又是毒素积累的主要地方,高架网床饲养模式下,生猪远离了粪污,自然就会减少疫病发生;同时,清洁的环节也保证了饲料较高的转化率,实现了集约增效。三是获得了较高的养殖效益。经过实际测算,肉料比达到了(1∶2.75)~(1∶2.5),明显高于传统养猪业(1∶3.5)~(1∶3)的肉料比,普遍可以提前约半个月,即在4个月时达到120kg时生猪就可以出栏,缩短了出栏时间,生猪的平均饲养密度达到了0.8m2/头。平均测算单头生猪可节约1~1.5kg饲料,至生猪出栏每头可以最多节约七八十千克饲料,很明显可以有效提高生猪饲养利润。四是有效降低了人工成本。因高架网床模式下并不需要经常对栏舍进行冲水,从而使工作人员的工作量明显降低。如果条件好的养殖户或企业再辅之以自动投料设备,则单个工人就可以喂养三四千头生猪,这是传统养猪业所无法比拟的优势。经过养殖户实际工作,采用高架网床饲养方式,平均猪肉降低成本最低为2元/kg,提高了经济效益。
5结语
当前,广西全区特别是笔者所在的博白县养猪业正处在转型升级提高的关键时期,由于高架网床所具有的产业增效明显、污染减排效果良好的显著优势,势必得到业界及广大养殖户的高度关注,也是传统生猪养猪业的必然发展方向,这对未来建立生猪饲养中心下全程兼顾有益微生物菌群的微生态现代农业系统,并进而逐步推广至肉牛奶牛、肉鸭肉鸡养殖等方向,意义将会是十分积极的。
参考文献
[1]宣苏哲.生态养猪新模式:高架网床技术[N].中国畜牧兽医报,2015-11-22.
[2]丘毅.陆川县高架网床养猪技术集成模式评析[J].猪业科学,2014(4).
关键词:节能减排技术;建筑工程;给排水;建筑物
随着城市经济的不断发展,我国建筑产业的规模也在不断扩大。在物质文明和精神文明的双重建设下,人们对建筑物的要求已经不仅仅是满足于安全、舒适,更希望建筑物在此基础上具备更好的节能减排功能。环境与经济发展之间的问题变得刻不容缓,环境保护以及资源的合理运用成当前建筑行业发展的首要目标。然而,当前我国的建筑工程的节能减排排水系统的应用并不广泛,此方面的潜能较大。由于我国的能源消耗问题较为严重,节能减排已经发展成为我国当前的可持续发展工作的重中之重。建筑工程排水系统中设置节能减排功能是为了更好地开展节能减排工作,达到排水节能目的,高质量的排水设计就尤为重要。
1建筑排水节能设计方向
1.1建筑整体排水规划设计
水不仅关乎着人们的生活,还对整个社会的各方面发展都起着尤为重要的作用。由此可见,对水资源的保护治理以及科学、合理地利用都是当前社会可持续发展战略中的一部分,是一项艰巨的任务,在建筑排水系统中加强节能减排技术的应用是很有必要的。对于建筑的排水设计而言,对不同的天气情况进行有针对性的节能减排排水设计及建设很有必要。根据不同地区的不同天气情况进行不同的排水系统的设计和规划,从而对排水系统的节能减排进行不同的设置。比如,我国江南地区属于亚热带气候,每年都有梅雨季节等雨量较多的潮湿天气,在对建筑工程排水设计以及设备安装时,应加强排水设备。另外,也可以根据自然环境创造合理的与建筑内部相符合的排水节能系统。根据不同地区的环境及建筑所在地进行合理的排水系统建设,有效发挥建筑自身的排水优势,有效进行环境保护。
1.2给水加压的方式
在对建筑的排水系统进行设计的过程中,通过给水方式以及科学、合理的加压方式可达到一定的效果。为了确保我国可持续发展的战略目标的实现,建筑物工程应起到示范作用,积极引进安装新型的排水系统设备,从而确保节能节水的目标快速实现。通过政府的给水管网达到增压的目的,从而有效减少水资源的浪费。
1.3借助消防系统达到节能目的
任何建筑工程在使用过程中都少不了消防设施的安装。在对建筑给水系统进行设置时,应与消防系统的给水系统分开安装、使用,从而避免造成不必要的资源浪费。随着社会科技的不断更新,建筑行业的给水系统已经落后于社会的发展步伐。根据各个建筑之间的实际情况设计给水系统的储水量,将消防系统的给水系统与泳池的给水系统相连接,一池多用,从而改善用水情况。
2节能减排技术的应用策略
2.1采用新型节水设备
在建筑节水设备的安装和使用过程中,节水龙头是每家每户的必备生活用品。水龙头是节能减排设计的主要产品。目前,国内水龙头的供应环节中存在水龙头质量较差的问题,因此,必须加大对水龙头的生产质量监管力度,向相关建设单位推荐使用质量较好、档次较高的水龙头。
2.2利用新能源
在我国的建筑工程中,热水供应系统充分利用了太阳能资源,经过太阳能的系统设备对其进行加热。这种热水供应系统除了受到自然天气因素的影响之外,不会受其他外界因素的影响,且具有操作简单方便、自动化运行等特点。在对建筑热水系统进行设计时,要对建筑所处环境以及位置充分考虑,针对所在地区的气候环境,比如在较为寒冷的地区,就要采取相应的防护措施,以此来提高热水供应的抗冻性和抗冲击性。
2.3充分利用自然资源
在建筑工程节能减排设计中,要有效利用自然资源。雨水是大自然给予人们的馈赠物,以往,排水系统中完全没有将对雨水的有效利用考虑在内,直接通过管网建设对雨水资源进行直接排放,没有对自然资源再次利用。而在我国目前水资源短缺的情况下,我们需要考虑如何高效利用包括水资源在内的一切可利用的自然资源。对于雨水资源,我们需要对其加以有效利用,可以通过在建筑物的顶层设计收集雨水的水箱,经过一段时间的收集沉淀,将其用于冲洗卫生间,在居民楼或学校都可以利用此方法进行雨水资源的收集,工厂还可利用此方法将雨水直接运用于生产中去,从而加强对雨水的有效收集和使用。
3结束语
综上所述,建筑工程的排水系统设计对我国整体的环境保护工作有着至关重要的影响,对水资源的有效利用也是极其重要的。在对节能减排系统的设计中,应大力推广新能源、新材料、新技术的应用,从而实现真正的节能减排。
参考文献
[1]石超,吴正高,李璟,等.建筑给排水设计中的节能减排[J].河南科技,2014(10).
[2]李政龙.探析建筑给排水设计中的节能减排设计问题及改进措施[J].建筑工程技术与设计,2016(22).
本文首先从两个方面提出在农业机械化过程中创建节能减排技术体系的必要性,再结合农业机械设备生产到使用的过程,提出节能减排技术体系在农业机械化领域的创建构思,为相关人士提供参考。
关键词:
节能减排;技术体系;农业机械化;创建
1引言
我国人口多,对粮食的需求量大;土地面积广,可耕种土地面积大;再加上我国长期积累下来的农业文明,以及出口粮食增加收入的需要,近年来,我国的农业迅猛发展。但在发展过程中又存在许多问题,其中,农业机械能耗高,对环境的污染大是较为典型的问题,也是在要求可持续发展的今天必须要解决的问题,节能减排技术体系在农业机械化领域的创建就显得尤为重要。
2在农业机械化领域创建节能减排技术体系的必要性
2.1我国农业机械能耗高
我国农业机械化整体水平不断提升,农业设备的使用量也会不断增大,然而,因为全国范围内使用的农业机械有很大一部分都要使用柴油,柴油的消耗量不断攀升,但是柴油的利用效率较低,这就使得我国农业机械能耗偏高。除此之外,农业机械能耗高还与我国的农业发展状况有关:我国仍有一部分地区,特别是农村地区,使用的是低效率、高耗能的小型农机,比如单缸柴油机小型拖拉机,不仅耕作效率低,而且还会出现超标排放的现象;我国目前把柴油机作为农业机械的重要动力,然而柴油机在使用了一段时间后,容易出现缸套活塞组件或配件设备与燃油系精密偶件产生磨损的现象,如果使用人员不能及时对柴油机进行维修,就会降低柴油机的功率、增加油耗[1]。
2.2节能减排技术的优势
使用节能减排技术,能够在很大程度上减少对能源的消耗,提高农业机械化耕作的效率,除了能够为农民创造更多收入外,还可以减少对环境的污染和危害,推动资源节约型和环境友好型社会的建设。
3节能减排技术体系在农业机械化领域的创建构思
3.1农机设备的生产过程中
农机设备是进行农业机械化生产时最基础、最重要的一部分,农机设备质量的高低不仅会影响农业生产效率,还会直接影响农业机械化生产过程中产生的能耗,因此,在构建农业机械化节能减排体系时,一定要抓好农机设备的质量。
3.1.1加强节能型农机设备的研发
国家应该加大对节能型农机设备研发的投资力度,推动相关企业和相关人员进行节能型农机设备研发。鼓励科研人员,或者有关行业,在关键技术上进行合作研究,并加大对知识产权的保护力度,加快有关节能减排技术向实际设备的转化步伐[2],并将这些技术进行推广。
3.1.2借鉴国外先进的生产技术
我国农业发展的时间虽然长,但是在农业机械化生产方面,与先进国家相比还存在较大的差距。因此我们可以积极学习和借鉴农业机械化程度高、发展好的国家的节能减排技术和农机设备生产技术,可以采用集成创新和转化的方法,对优秀的技术进行吸收并转化为适合我国农业生产状况的技术。
3.1.3优化管理农机设备的生产
要加强对农机设备生产过程的管理,减少农机设备生产过程中产生的消耗。可以使用经济管理的方法,规划和使用生产农机设备的机械装置,并规划好生产农机设备时的作业工艺和作业路线等,这样不仅可以提高生产效率,还可以尽可能多地减少农机设备生产过程中造成的资源浪费和不必要的能源消耗。
3.2农机设备的检验过程中
农机设备生产完成后,要对其节能减排的效能进行严格的检验,以保证最终投入使用的农机设备是高质量的。因此,在对农机设备以及节能减排技术进行检验时,要制定统一规范的农机化节能减排评价标准,使用严格、科学的检测技术,这样才能为农机化节能减排技术的有效应用提供依据和保障,才可以保证真正有节能减排作用的技术和设备被应用于农业生产中。
3.3农机设备的使用过程(农业生产过程)中
3.3.1耕作方法的选择
为了减少农业生产过程中产生的能源消耗和资源浪费,要选择保护性的耕作方法。可以选择农业设备复式作业的方法,因为这种方法能够一次性完成耕作工作,可以减少对农业设备的重复使用次数,在降低生产成本的同时,还可以减少对能源的消耗,实现节能减排。需要注意的是,并不是所有的农机设备都可以做到复式作业,一些老旧的设备根本做不到这一点,因此,要及时淘汰那些老旧的、耗能高的设备,及时推出和使用节能减排功能好的农机设备。
3.3.2播种、灌溉技术的选择
在农作物播种方面,可以使用机械化的精量播种技术,根据所播种的农作物播种时需要满足的对株距、行距以及深度的要求,对种子进行精准化的播出,这样能够在保证农作物正常生长的同时,最大限度地减少播种量,从而能够避免对农作物种子的浪费,还可以保证农作物有适宜的生长空间,提高农作物的产量。农作物播种完成后,要定期及时地进行灌溉。在对农作物进行灌溉时,可以使用机械化的节水灌溉技术,根据农作物生长的需求,以及农耕地区的水资源状况,选择合适的灌溉方式,减少对水资源的浪费。常见的机械化的节水灌溉技术有:微灌节水技术、节水型地面灌溉技术、雨水集蓄灌溉技术以及节水型低压管道输水技术[3]。
3.3.3对农业废弃物的再利用
每年的农田里都会堆积着大量的秸秆,如果对秸秆焚烧处理,不仅会造成严重的环境污染,还会造成严重的资源浪费。可以使用秸秆机械化粉碎还田技术,将废弃的秸秆进行机械化处理,被用于农田的保肥增肥中,减少了对化肥的使用和对环境的污染,还避免了资源的浪费,提高了经济效益。
4结语
在创建农业机械化节能减排技术体系时,要考虑农业机械化的各个方面,从农业机械化的开端———农机设备的生产起,一直到农机设备被应用于农业生产终,整个过程中都要使用节能减排技术,都要做到节能减排。
作者:王莉 单位:石家庄市鹿泉区农机安全监理站
参考文献:
[1]崔明寿.浅谈农业机械能耗及节能减排技术[J].农家科技旬刊,2014(2):15.
关键词:超(超)临界;节能减排;电力设计
中图分类号:TG162.74 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)05-0120-02
超(超)临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,我国将主要发展高效率高参数的超临界和超超临界火电机组。世界上超超临界机组发电热效率最高可达50%,供电煤耗远低于亚临界压力机组;采用低氮燃烧技术,可在燃烧过程中减少65%的氮氧化物及其它有害物质的形成,脱硫效率高于98%,大大提高机组节能降耗水平。为了减少二氧化硫、NOx等污染物的排放,目前各国都在争先研究更高参数的超超临界机组,努力研发节能减排技术,进一步提高机组热效率。我国提出2020年减排目标是单位GDP碳排放比2005年降40%~45%,发展超(超)临界机组刻不容缓。本文将详细阐述超(超)临界机组与亚临界机组的区别及优势、超(超)临界机组研制发展可能采取的节能减排设计技术以及超(超)临界机组节能减排设计的发展趋势。
1 超(超)临界机组与亚临界机组的比较及优势
①超(超)临界机组比亚临界机组二氧化碳排放量更少,能耗率更低。蒸汽参数很大程度上会影响火电厂的热效率,超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少7%,煤耗降低3.8%;超超临界机组相比同容量的亚临界机组在二氧化碳排放量方面会减少10%,煤耗降低5.9%。其中,600 MW的超超临界机组发电煤耗为285 g/kW·h,供电煤耗为299 g/kW·h;600 MW的超临界机组发电煤耗为292 g/kW·h,供电煤耗为306 g/kW·h;而600 MW的亚临界机组发电煤耗达到每度301 g,供电煤耗达到318 g/kW·h。节能减排方面,超(超)临界机组比亚临界机组具有很大优势。
②超(超)临界机组比亚临界机组需要更高等级的金属材料,根据目前的市场价格,超(超)临界机组的锅炉造价比亚临界机组的锅炉造价会高出5%,加上一些汽轮机的价格变动,建设一个超(超)临界机组的投资费用大概会上涨2%左右。综合考虑电煤价格和超(超)临界机组供电效率高的因素,超(超)临界机组综合经济效益还是高于投资亚临界机组。
③超(超)临界机组的动态特征相比亚临界机组的动态特征要复杂的多。超(超)临界机组蓄质量、蓄热量相对较小,在外界存在较大的扰动影响时,会引起超(超)临界机组内部的温度波动,严重时会出现爆管现象;超(超)临界机组一般采用变压运行,使得该机组具有很强的变参数和非线性特性,较亚临界机组难以控制;超(超)临界机组一般采用直流锅炉,因为缺少汽包的缓和,像负载控制回路、气温以及给水之间都存在很强的非线性耦合。由于上述特点,目前一些超(超)临界机组采取了更多的高性能的自动控制系统。
④超(超)临界机组具有较好的负载调节能力。因为超(超)临界机组锅炉无汽包,因此变负荷性能较好,具有复合变压运行能力,可以适应电网调峰的要求。在低负荷时蒸汽比容大,运行良好,但要防止因为压力过低引起的流动不稳现象;在中间负荷范围内采取变压运行,可以保证较小的汽机热应力和较高的汽机内效率;在高负载运行时采用额定压力,这样就可以使机组具有良好的循环效率。因此超(超)临界机组就能无论在高负荷状态还是低负荷状态都能保持较高的效率。当然,若亚临界机组配备热工自动控制系统,也会具有较好的负载调节能力。
2 超(超)临界机组研制发展可能采取的节能、环保
设计技术
超(超)临界机组研制发展可能采取的节能技术包括:其一,采用低温高效烟气处理系统或者烟气余热回收技术,据相关实验验证,采用上述技术可以使煤耗降低1~3 g/kW·h;其二,将超(超)临界机组配套的磨煤机采用动态分离器,这样可以使锅炉的效率提高0.3%左右;其三,加大超(超)临界机组汽轮机排汽面积。例如600 MW超超临界机组汽轮机油两缸两排汽和三缸四排汽两种结构,背压相同情况下,前者比后者的排汽面积小约23%,机组煤耗值增加约0.75 g/kW·h;其四,降低超(超)临界机组排汽背压。相关资料显示,降低600 MW级超(超)临界汽轮机排汽背压0.5 kPa,热耗降低约65.3 kJ/kW·h,煤耗可以降低2 g/kW·h左右;其五,采用褐煤预干燥技术,可以再保证安全可靠的前提下,提高热效率,同时减小设备体积,国外相关的褐煤干燥技术的发展趋势可以围绕大型化干燥系统、水分蒸发废热循环利用等方面进行研究与应用;其六,相比与超临界机组,超超临界机组在提高电厂的热效率和降低煤耗等方面具有更大的优势。
超(超)临界机组研制发展可能采取的减排技术包括:其一,采用高效除尘器技术,目前常用的高效除尘器技术包括布袋除尘器、低温电除尘器、移动极板电除尘器和高效电除尘器。布袋除尘器作为一种全新的除尘技术,在国外已经广泛应用,其控制出口粉尘排放浓度约为10~20 mg/m3,除尘效率达到99.95%;移动极板电除尘器与相比传统的固定电机系统,耗电量更少,系统更加紧凑,且具有更加高效的收集高电阻率粉尘的功能,其工作原理主要是利用移动的收尘极板和旋转刷去除捕集的粉尘,并且可以防止电晕;高效电除尘器类型中,国内应用最为广泛的是双室五电厂静电除尘器,为了提高电除尘器的工作效率,目前一般采用数模流场优化、控制优化、高频电源优化等措施。其二,烟气脱硫技术,目前常用的烟气脱硫技术又可以分为活性焦干法烟气脱硫技术、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术和氨气、海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术。活性焦干法烟气脱硫技术的脱硫效率可以达到95%,以理化吸收的原理进行可回收的干法烟气脱硫,其不仅能够脱硫和脱硝,还能够脱出其他有害物质,该技术常用于一些多煤少水的地区,因为该技术在脱硫、脱硝时几乎不耗水;烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术,该技术相对比较成熟,脱硫率可以达到90%。其脱硫过程主要是在脱硫塔内进行,烟气进入化学反应液中,会与其中的钙离子发生反应,在蒸发过程中,烟气会不断的加热颗粒中的液相水分,相关颗粒会最终生成固体干态的脱硫灰渣。海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术是目前可靠性最高并且脱硫效率最高的一门脱硫技术,国内有关专家讲吸收塔喷淋系统优化技术、双托盘等技术增加到海水、石灰石等湿法烟气脱硫技术中,进一步增强了其脱硫率。
3 我国超(超)临界机组节能环保设计的发展趋势
近年来,我国陆续在新疆、陕西、内蒙古等地区规划很多超(超)临界机组,上述地区煤炭资源丰富,但水资源严重不足。针对上述地区特有环境条件,将重点建设燃烟煤空冷机组、燃褐煤空冷机组和燃烟煤湿冷机组等,采用不同的设计集成技术,优化方案从而提高机组综合效率。
根据上文有关超(超)临界机组节能减排、环保设计技术分析,结合各地区分布特点,提出提高机组节能减排能力的建议:
①缺水地区最主要的特点就是煤多水少,煤质具有中低硫、高灰、高热值或者低硫、高灰、低热值的特点。针对上述特点可建设节水型高效烟气处理技术的超临界机组,采用循环流化床锅炉,布袋除烟气技术、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术、SCR脱硝技术的优化组合或者活性焦干法烟气脱硫技术、高效除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
②内陆偏远地区最主要的特点是远离国家能源中心,且煤质具有高硫、中等热值或者高硫、高灰、低热值的特点,可以采用燃低硫煤、高灰份的超临界机组。具体可以采用循环流化床锅炉,布袋除尘器、烟气循环流化床半干法烟气脱硫技术的优化组合,或者湿法烟气脱硫技术、布袋除尘器或者移动板极电除尘器或者高效电除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
③沿海地区最主要的特点是环保标准相对较高,且煤质具有低硫、低灰、高热值的特点,且燃煤主要靠进口。针对上述特点可以采用超超临界机组。具体可以采用湿法烟气脱硫技术、布袋除尘器或者移动板极电除尘器、低温电除尘器、高效电除尘器、SCR脱硝技术、低一氧化氮、二氧化氮燃烧器的优化组合。
4 结 语
通过上文分析可知,超(超)临界机组节能减排技术是未来几年的发展重点,针对不同的地区,采用不同的技术优化组合,才能真正达到机组节能减排的目的。
参考文献:
[1] 王学根.600MW超临界燃煤发动机组节能降耗实践[J].节能减排,2012,(3).
关键词:农机维修;节能减排技术;维修服务组织体系
农机维修节能减排技术的推广,是我国新农村建设中的一项重要内容。自2009年以来,国家农业部门根据农业机械的实际使用情况确定了一些具有明显节能减排效果的农机维修技术。农用机械数量的增加预示着我国农业现代化进程的加速。在社会经济基本建设过程中实现农业机械的节能减排,可以为我国农业产业的进步提供支持。本文对农机维修节能减排技术的推广问题进行分析,为我国农村地区的农机规模化发展提供一定的帮助。
1农机维修中的节能减排技术
1.1节油技术
节油技术是农业机械维修节能减排领域的关键技术。喷油泵调试技术是农机维修节能技术中的一种重要技术。根据农业机械的实际工作环境。喷油泵调试工作主要涉及以下几点:一是喷油泵缸的供油位置;二是供油量的检测量;三是调速器特性和喷油器工作压力值的调整工作。为了让农业机械处于理想的工作状态,维修人员需要从喷油泵制造商所提供的标准油量入手,对喷油器进行调试。
1.2柴油机性能优化技术
拖拉机和农用三轮、四轮低速载重汽车和农用小型装载机等机械设备主要以柴油为工作原料。利用柴油机性能优化技术对农机进行技术检测,可以为农业机械柴油机的各个部件的技术参数优化提供帮助。对柴油机气门间隙、喷油压力、转速和配气相位进行优化,可以为柴油机气缸、出油阀等设备的保压时间提供保障。
1.3不拆卸检测技术
不拆卸检测技术是应用于拖拉机,农用三轮、四轮运输车等设备的维修工作的一种节能技术。在现代化故障检测技术装备应用于农机维修工作以后,相关人员无需对机械配件进行拆卸,即可对农机设备的综合性能和实际运行状态进行分析,进而借助科学化的保养方法和维修调试方法保障机械的正常运转。现阶段,这一技术在拖拉机液压系统、制动系统和传动系统的保养、维修过程中发挥着重要的作用。
1.4胶黏堵漏技术
零件破损、分离是农机使用过程中的常见问题。胶黏堵漏技术的应用,可以对农机漏气问题、零件破损问题和漏油故障进行有效处理,也可以为一些应用于恶劣工作环境的农业机械的工作强度提供保障。
2农机维修节能减排技术的推广策略
2.1完善农机维修技术
随着社会的发展,农业机械化水平已经呈现出不断上升的特点。根据国家农业机械节能减排工作现状,农机维修制度体系缺失问题已经成为了农机维修节能减排技术推广工作的主要影响因素。为了强化农机整体工作的规范性和合理性,有关部门需要对农机维修管理条例进行完善,并对农机维修专业机构建设和人员建设进行强化。
2.2优化农机维修服务组织体系
农机维修节能减排技术的推广离不开人才力量的支撑。科学化农机维修服务组织体系的构建,也可以为农机使用效率的提升提供帮助。针对我国农机水平现状与专业化、配套化的服务体系之间的差异,相关部门需要对农机维修服务体系进行完善,强化农机维修服务队伍的专业性。充分调动专业人才参与农业机械服务工作的积极性,促进农业机械服务水平的提升。
2.3合理配置农机设备
在农业机械维修团队组建以后,相关部门需要积极组织相关人员对农业机械的节能减排技术进行全面化、深入化的了解。针对我国农村地区存在的农业机械不合理的问题,相关部门可以在对农业机械的配套性动力结构进行调整的基础上,促进农业设备利用效率的提升。在农村地区大力发展大型农业机械设备,控制农业机械领域的能源消耗。
2.4推广转化农机维修节能减排技术
农机维修节能减排技术推广工作的开展,可以为节能减排工作的开展提供帮助。农机维修节能减排技术相关的培训工作的开展,可以有效促进农业机械服务水平的提升。提升农技推广人员的自身操作技能。根据农村地区的实际情况,农业机械部门可以在与农业科研部门开展合作的基础上,研制一些复式机械设备,以便在降低能源消耗量的基础上,降低农业机械设备的资金投入。对本地区所应用的农业机械设备进行深入研究,让农业工作者获得一些应用价值高、具有一定先进性的节能减排技术。为加强农机维修节能减排技术的推广转化,农业行政主管部门也需要正确引导农业机械维修节能减排工作的开展。政策鼓励措施的实施,也可以让科研开发转化为农业生产力,进而为农机维修作业的优化提供帮助。
3结语
农业机械维修节能减排工作的开展,可以在降低农业机械生产资源投入的基础上,提升农业机械化的实际效益。在对本地区农业机械节能减排现状进行实地调查以后,相关部门需要借助科学合理的措施推广农业机械维修节能减排技术。对农业机械维修节能减排技术进行深入研究,使农机维修工作的实效性得以提升。
参考文献
[1]付国琦.关于农机维修节能减排技术的推广分析[J].南方农机,2017,48(05):64-65,69.
业内预计,到2015年,全球新注册的新能源车辆约能达到500,000辆,与全球庞大的汽车保有量基数相比仍仅为一小部分。此外,电池容量、充电设施等因素仍制约着新能源汽车短期内的大规模应用。博世认为,在今后的20至30年的时间里,内燃机仍将继续扮演重要的角色。因此,继续提高传统能源的效率仍然是现阶段的首要任务。
一辆每年行驶1.5万公里,百公里耗油7升的柴油车,每年至少可以比同级别汽油车(百公里耗油10升)节油450升。一辆40吨的柴油车行驶1000公里的油耗,折算成每千克的耗油量仅为一汤勺。除此之外,柴油车在降低油耗方面仍然拥有巨大的潜力,油耗可在现有基础上再降低30%。据博世预测,在未来的几年内,中小型柴油车的百公里油耗可降低到3升。
不仅省油,柴油车的环保表现也出类拔萃。在将来,中小型柴油车的二氧化碳排放可降低到每公里100克。除降低碳排放外,清洁柴油技术在氮氧化物和颗粒物的排放控制方面的表现也堪称优异:博世尾气后处理系统可实现降低95%的氮氧化物排放。一辆排量为两升,排放标准为国3的柴油车,怠速100分钟的颗粒物排量仅仅与点一支烟相当。此外,目前基于满足欧V、欧VI排放标准的现代柴油技术的项目合作已经在国内相继展开。
此外,为了在节能减排领域展开进一步的创新,目前应用于乘用车和轻型车辆的柴油混合动力技术正在被拓展至中、重型车辆上。该技术结合了高效柴油机与智能电动机的双重优势,与同级别内燃机相比,能够额外降低高达25%的燃油消耗。
关键词:农机维修;节能减排;推广
随着我国工业化的高速发展,实现贯彻落实科学发展观、建设和谐社会、促进经济社会又好又快发展,就必须要推行节能减排。并且开发与推广农机维修保养技术,有利于节约能源资源、减少污染以及提高农机化发展的质量。我国为了促进农机维修节能减排技术的推广,选出了很多种能够有效进行节能减排的农机维修技术。
1.农机维修节能减排的几项基本技术
1.1 传递标准油量技术
传递标准油量的技术,是指喷油泵生产商通过对喷油泵的标准油量进行调整,利用标准系统将标准油量传递给维修喷油泵企业的全部过程,传递标准油量法和调整工艺、校验试验台法、校验试验台用标准原件法、喷油器的调修行业标准油量传递网点的设计与规划等是其相关的技术内容。
1.2 调试喷油器和喷油泵技术
要按照正确的维修、调整方法对喷油泵进行维修和调整,从而充分发挥该技术的主要功能。对喷油泵每个缸输入油位置的确定、供油量的检查与调整、喷油泵封闭性的检查 、调速器特殊性能的检查调整、喷油泵相关零件的调整测试、喷油压力的检查调整、雾化质量及其布局的检查、封闭性的检查等是调试喷油器和喷油泵技术的内容。柴油机喷油泵维修图解见图(1):
图(1)柴油机喷油泵维修图解
1.3 调整柴油机性能技术
对柴油机的技术进行检测,通过利用发达的设备来优化调整各个技术参数,使柴油机的技术状态恢原。喷油压力、气门距离、配气数值、气缸压力、旋转速率、检测调整机油压力和出油通道储存压力的时间等是该技术的主要内容。
1.4 调整农用机车免拆卸技术
在农用机车不拆卸相关零配件的情况下,利用发达的设备,及时的对其综合技术性能进行检测和技术评价,采用相关的维修与调试措施,确保农用机车运行状态的良好。综合检测农用机车的功率、耗油和排放,检测修理传统系统、液压系统、制动系统等是该技术的主要内容。
1.5 更换油技术
按照油的换油标准及时的进行换油,不仅要在一定的时间内对农机油的质量进行检测,还要及时检测农机技术的变化,从而使农机能够得到进一步的维修与保养。其技术内容为:油物理化学性能指标的监测(水质、杂质、水溶性酸碱、粘度、酸值)、油换油标准与换油时间的确定、器件相关系统工作情况的分析。
1.6 减少柴油机排气污染物技术
要对柴油机所排出的污染气体进行清洁处理,就需要利用农机机器内部净化的方法。根据所排废弃物的不同特点,采用微粒过滤收集、氧化催化转化、氮氧化物转化技术是其主要内容。
1.7 再造轴类零件技术
通过利用电镀等零件修复技术与对轴类零件再造技术,既能恢复轴类零件的尺寸,还能提高其机械性能。在维修一些较大型的农用机车时,采用再造轴类零件技术可以及时的处理零配件问题,从而确保农机的正常运行。
1.8 再造壳体类零件技术
处理壳体类零件出现的问题,可以利用氧-乙炔焊、铸铁冷烛等技术,来恢复壳体类零件的几何尺寸、封闭性能和机械性能。壳体类零件的检查测试、再造方法、零件的再加工处理,铸铁冷焊、氧-乙炔焊、机械强化和胶粘技术等是再造壳体类零件技术的主要内容。
2 农机维修节能减排技术推广的策略
2.1 完善农机维修制度
要保障农机维修工作的顺利进行,就必须完善相应的农机维修制度。虽然,我国的种植模式在逐渐的向机械作业的标准化方向发展,但农机的维修管理中还存在专业组织机构和人员匮乏的问题,因此需要要对农机服务体系加以完善,从而提升农机服务的水平。
2.2 推广高效运作的机械
农业机械管理部门,同一些机械科研单位合作,最好能够研发出既能够一次性完成多项环节的作业,又可以省油、省动力的高效复式机械,以满足该地区农业生产的需求。研发之后,农机部门就需对这些机械进行积极的推广。与此同时,各个农业管理部门都需要做好组织领导工作,为节能减排工作的有序开展做好基础。
2.3 强化农机人员的技能
教授农机人员使用先进节能的技术,提高他们操作农机的技术水平。相关的农机部门可以开展一些农机技术培训活动,来对农机操作人员进行定期或是不定期的技术培训,从而进一步推广与宣传农机节能减排技术的应用,达到节约能源、提高农机运作效率的目的。然而,我国农村农机的整体比例还不合理,因此,要达到节能减排的目的,农机管理部门就必须在农业生产活动中,合理的配套动力结构,积极引导发展大型农业机械。
结束语
【关键词】 节能减排 船舶节能 经济因素
1 何为船舶节能减排
船舶的节能减排其实就是船舶运行时在满足工作效率的前提下尽可能降低能量的消耗,换言之就是以较少的燃料费得到最大的运力。
燃料费用运行指标=运输量(吨/千米)/油量的价格*消耗燃油量
根据以上分析,适当降低消耗燃油量、提高运输量以及实用廉价燃料可以达到节能的目的。
1.1 发展航运的需要
环境问题日益严重已刻不容缓,节能减排不单单成为我国船舶企业发展和落实科学发展观的关键。在船舶营运时,紧密关注船舶的工况以及航向的变化,合理分析船舶实际运行状况,针对耗油记录和修订系数偏差值的分析判断,以便于得到实际的耗油数据。由此根据此时此时的运行状况,选择合适的节能方式,保证符合实际运输的需要。
1.2 国家法律法规强制性要求
相比较2005年,等到2020年的时候,国家GDP排放二氧化碳下降40~50%。交通运输十二五规划、国务院通过的《十二五节能减排综合性工作方案》都明确规定了,等到2020年的时候,会降低排放二氧化碳的量到16%,船舶运输单位运输周转耗能量到15%,实施船舶运输节能减排工作战略可以在一定程度上完全符合国家实施的节能减排总体战略。
2 影响船舶节能减排的原因
影响船舶节能减排的因素有很多,文中主要包括以下几方面:
2.1 船舶自身性能
对于船舶来说船舶自身的性能就影响节能减排,首先船舶底漆的涂装、主副机运行状态、使用年限等这些因素跟船舶的节能减排息息相关,不仅仅是这些,不同类型的船舶也对节能减排形成影响。从船舶使用年限来分析,运营年限长的船舶跟较短运营时间或者新船舶来比较其主机磨损层度就相对严重,单位耗油量也比较大,其污染物的排放以及能源能否充分利用都受到影响。从船舶不同类型来看,不同的船舶抗风浪性能,船舶耐波性差以及甲板受风面积大的船舶会影响节能减排;从主副机运行状态来看,因为主副机是船舶上最重要的安全以及能耗设备,主副机具有越高的运行效率,燃烧效率就越高,也就降低了单位能耗,主副机的运行效率对船舶节能减排产生了影响。
2.2 船舶的节能减排技术
在船舶的设计过程中,船舶设计者就应该合理使用节能减排技术,保证船舶在运行时改变燃烧利用率,提高燃烧性能已达到船舶节能减排的目的。
例如,设计安装燃油研磨机,既节约远洋船舶航运成本,又降低废气和污染物排放。船舶主辅机设计采用燃烧重质和轻质燃油的机型,对重质燃油中的渣及沥青进行研磨为燃烧颗粒细致和均匀的可用燃油,减少油渣量,提高燃油利用率,不存在大于5Micron(微米)以上的大颗粒,改善了主辅机燃油的效果,使燃烧更加充分,主机热效率进一步提高;其次,由于安装燃油研磨机,改善了主机燃油颗粒度,在增进燃烧和改善主辅机运行工况的基础上,减少主辅机缸套、活塞环的磨损,延长了主辅动力设备使用周期和寿命;其三,燃烧充分后废气的排放量得到控制符合环保要求;同时,主辅机燃油系统燃油自动清洗滤器冲洗次数减少,以及油渣量明显减少,省了油渣处理费用,真正满足节能减排的要求。
同时,对于热能循环利用的设计和实施。在船舶设计和建造过程中,对锅炉、燃烧炉和主机废气锅炉等产生热能的设备和系统进行合理布置和收集,对重质燃油、主机缸套水、海淡冷却水、油水分离器和设备吹洗装置等系统进行加热循环重复使用,降低对锅炉等加热设备的使用频率和时间,起到节能减排作用。
另外,如采用高速主机时,设计使用轴带发电机设备,可满足船舶航行过程中船员生活设施电量的需求,有效控制发电机的使用频率和数量、时间等,达到节约使用成本和降低废气排放,这也是节能减排的有效控制措施之一。以及,国际上比较先进的混合动力推进或电力推进系统,主要设计采用大功率的发电机组或电―柴混合动力,充分体现出船舶操控性方面高效、灵活性和减振降噪、提高能源利用率、节能减排的优点。
此外,还有一些船舶开发企业使用自行开发的管理监控耗油系统,利用先进的GPRS通讯技术,可以达到实时监控船舶信号的目的。依托先进的科学技术,能够确保在拥有最合理耗油基础上,尽可能降低船舶消耗,达到节能减排的作用。
2.3 环境因素
在船舶营运的过程中,环境有可能会影响燃料利用的效率,对船舶的节能减排产生影响。这里所讲的环境因素主要是指自然环境和地理环境,这样影响因素主要体现在:航道条件、温度、气压、气象等,这些因素对船舶污染物的排放以及油耗产生影响。简单来讲,在风力较大的环境中船舶的运行阻力会提高很多,其主要影响在于主机的负荷,在超负荷的状态下运行,油耗也会急剧提高。气压对船舶的能耗的影响主要体现在,随着海拔的升高,大气压力就会降低,越高的高海拔地区空气含氧量较低,不利于船舶燃料的充分燃烧,降低单位燃料的燃烧率。
2.4 资金投入和效益因素
船舶企业效益水平的高低、资金投入的多寡可以反应出船舶企业给国家和社会带来的效益,也会反应在节能减排工作中的效率。正常来讲船舶企业在效益水平高,较低的资金投入时,船舶企业能够合理的实施节能减排工作,也能够提高节能减排的效果。如果反过来则相反,更会打击节能减排的积极性,产生难以预料的后果,严重影响船舶行业的发展。
3 船舶节能减排的应用
3.1 使用经济航速
常用的经济航速概念是指最低燃油消耗率航速。也就是所说的最高盈利航速、最低燃油费用航速和最低燃有消耗率航速。船舶节能减排中经济航速是其新技术的方式之一。在船舶设备中最主要的设备有锅炉、发点柴油机和主机等,船舶在运营中最主要的就是主机耗油。船舶主机运行时也是整个船舶油耗最大的时候,此时船舶主机为船舶的航行提供动力支持。船舶航速以及船舶功率之间具备三次方关系,航速适当降低可以达到有效节省燃油消耗的效果,反之,在船舶航行速度增快时,燃油的消耗也会增加,必然带来燃油成本的增加。根据船舶实际情况分析,每当转速和功率发生变化的同时,燃油的消耗量也会被换气、喷油量以及船速等因素所影响。在船舶负荷70~80%之间时,船舶想要达到所理想的最小燃油消耗量。从以下几点分析航速和耗油量直接的最佳平衡点。
第一,船舶主机耗油量和航速等相关技术资料,第二,船舶实际情况。主要包括船舶耗油设备状态、船舶运营年限、船型等。第三,船舶航行天气、海况等相关影响因素。第四,船舶航行的经营需求以及实际运行路线。
根据运营情况,找到航速以及耗油的最佳平衡点。依据船舶航速和耗油的最佳平衡点以及相关计算公式,选择合理的计算方式,得到不同船龄、船型的合理、科学的经济航速指标。
根据实际情况,船舶在运行时须依据航次计划,由相关技术人员进行分析及选择最高盈利航速、最低燃油费用航速、最低耗油率航速,从而使得船舶在运行时得到最合理的航速,达到节能及提高经济效益的目的。
3.2 船体应用高强度钢
3.2.1 试验船简介
某试验船,长109.6m 高强钢散货船,为球鼻型首、尾机型双尾深舱船,具备双层底的货仓区域,高度是0.9m。货仓区域的舷侧、船底板、甲板属于纵骨架式结构,其他部分属于横骨架式交替肋骨制结构。依据国家《内河船舶法定检验技术规则》、《钢质内河船舶建造规范》的相关标准和规范设计的船舶,能够全年在长江区域运行在JZ级航段、A、B、c级航区。
在设计过程中使用的结构是ccs-A36级高强度船体结构钢,使用材料的化学成分以及力学性能都能够完全满足ccs《材料与焊接规范(2009)》及其2010修改通报,船体设计的其他部位材料就是普通船用结构钢,例如,斜杆、甲板支柱、上层建筑等。使用的焊接船体高强度船体结构钢属于1Y级材料,上述材料的化学成分以及力学性能都能完全满足ccs《材料与焊接规范(2009)》及其2010修改通报,需要具备相适应的母材和焊接材料,并且使用的高强度低碳型焊接材料需要经过CCSJ证。
3.2.2 应用部位
最大局部应力一般会产生在底部或者底部附近纵横构件中。在船舶结构设计时合理布局使用高强度钢,得到的效果将会非常明显。在对船舶运用高强度钢效果分析时,须对不同尺寸的散货船进行合理的对比。对比计算高强度钢船以及普通钢船结构设计中降低重量百分比多余20%的位置。其中外板减轻重量比28.5%,船底骨架减轻重量比23.6%,横舱壁和骨架减轻重量比41%,纵舱壁和骨架减轻重量比31.7%,载货甲板和骨架减轻重量比33.6%,桁架减轻重量比84%,架减轻重量比30.7%。从分析的结果来看,船舶在建造中使用高强度钢,优化了设备重量、管系、结构以及增加施工高强度钢比例,可以降低耗能达到节能的目的,同时还可以提高船舶自身的载重量。
参考文献:
[1]刘晓华,路少君.海事船舶节能减排的探讨[J].中国海事,2010(11).
船舶节能减排的内涵
船舶节能实际上就是利用最小消耗能量来达到最大运输效益的目的,也可以说是利用相对比较小的燃料费用来得到最合理、最大的运输量。
燃料费用运行指标=运输量(吨/千米)/油量的价格*消耗燃油量
通过上述可以发现想要能够达到节能的目的,需要适当降低消耗燃油量、提高运输量以及使用廉价燃料等。
船舶柴油机节能减排的需求
a发展航运的需要
船舶运输行业一直努力的方向就是利用最合理的耗油和航速关系,来得到最优化的经济效益,由于不断建设和推广环境友好型、资源节约型社会,对于船舶运输行业来说,节能减排逐渐成为国家船舶企业不断发展和落实科学发展观的关键,同时也是履行社会责任的主要内容。在运输船舶的时候,需要依据船舶工况和船舶运行航线的实际变化情况,合理分析船舶实际运行过程中出现的耗油记录以及修订系数偏差值,以便于得到实际的耗油信息数据,分析实际节能方式,保证能够完全符合实际运输需求。
b国家法律法规强制性要求
相关部门已经发出宣告,相比较2005年,等到2020年的时候,国家GDP排放二氧化碳下降40~50%。交通运输十二五规划、国务院通过的《十二五节能减排综合性工作方案》都明确规定了,等到2020年的时候,会降低排放二氧化碳的量到16%,船舶运输单位运输周转耗能量到15%,实施船舶运输节能减排工作战略可以在一定程度上完全符合国家实施的节能减排总体战略。
船舶柴油机节能减排技术
近年来,船用柴油机随着人类对环保意识对增强,得到了飞跃性的发展。未来船舶用柴油机节能减排技术政府应该加强行业管理,在我国认真研究国际船舶节能减排相关方面的法规的变化情况,同时在引进国外先进技术的同时应该加快已有技术消化吸收和升级,在此基础上加强新技术的研发,不要一味抄袭,紧随行业发展动态和先进技术方向通过对国内外发展现状的阐述,建议采用几方面措施来达到节能减排的目的。
a燃料预先处理
由于成本因素的原因,目前多数船用柴油机使用的燃料为高硫、高粘度的劣质重油。为降低其中较高的杂质含量,在使用前必须采取沉淀、添加化学剂等方式对燃料进行预先处理,从而提高柴油机性能、降低尾气中NOx和SO2的排放。
b控制燃烧条件
柴油的烃类性质决定了柴油在富氧快速燃烧时瞬时释放出大量的热,导致热聚集而产生高温,在富氧的高温区就会生成大量的NOx。向燃烧室中注入液态水,可降低燃烧温度并促进碳烟完全燃烧,从而减少颗粒物的产生。其中,气缸喷水法是在适当的时间(通常在喷油开始之前)将水喷入燃烧室;燃油喷水乳化法则是将一定比例的燃油和水混合后喷入燃烧室,两者可减少约50%的NOx排放量。而进气加湿法则是通过空气加湿马达,以淡水蒸汽冷却的方式将增压空气加湿,可减少70%的NOx排放量。
c提升雾化质量
柴油机燃油雾化效果越好,燃烧就越充分,产生的NOx和颗粒物就越少。共轨燃油喷射技术(CRI)采用电子控制系统,允许燃油喷射压力随实际工况改变,使得燃油燃烧更充分、机械效率更高、尾气更清洁。
d废气再循环系统
废气再循环系统(exhaust gas recirculation,EGR)的工作原理为:将定量废气与新鲜空气共同引入燃烧室参与燃烧反应;废气的引入增加了反应所需的热容量,同时由于废气造成氧气浓度起到稀释降低的作用,从而降低最高燃烧温度,从而抑制了NOx的产生。
有研究表明,大部分的NOx在高负荷时产生,引入废气可有效减少NOx的产生,EGR率越高,NOx降低越明显。但过高的EGR率会使燃油的燃烧速度变慢,燃烧不充分,会产生黑烟并导致油耗增加,甚至会污染和腐蚀进气系统。因此,EGR率应控制在一定的范围内,在降低NOx排放的同时,又能控制黑烟的排放,是废气再循环系统(EGR)的关键技术。
目前EGR的控制方法有前馈控制、反馈控制等。前馈控制一般是基于MAP的控制,即在典型工况(负荷和转速)下通过试验确定满足排放要求的最佳EGR率。采用该方法要考虑到对混合气的成分,并结合不同负荷条件进气和排气中的氧气浓度来确定最佳的EGR率。对于反馈控制,可以选择基于排气背压的反馈控制,也可选择基于排气氧气传感器的反馈控制。
以过量空气系数作为EGR控制的反馈信号,是通过过量空气系数来间接测量NOx的排放量,该系数受EGR率的影响大。EGR系统的实质是通过改变混和气的成分及含量来实现NOx排放量的降低,基于其动力性、经济性以及排放污染3个方面考虑,混和气的过量空气系数应该在一定范围内,研究表明最佳范围是0.6~0.9。这种反馈控制在稳定运行的状态下可有效降低NOx的排放量,但在瞬态工况时,效果较差。因此在瞬态工况时,为了在减少NOx排放量的同时尽量减少碳烟的生成量,采用计算机控制的EGR阀来优化EGR率很有必要。
e新型替代清洁燃料技术
目前比较成熟的新型替代清洁燃料的发动机有生物燃料发动机、双燃料发动机、气体燃料发动机等。但是现在应用的新能源类型较少,未来应该尝试发展太阳能和风能等储量丰富的能源,即使不能作为船舶动力的主体动力燃料,可以尝试作为补充能源,来达到节能减排的目的。
f能量综合利用技术
目前所有船舶用柴油机都无法回避的问题就是能源利用率低,在柴油机燃烧的过程中仅有一半左右作为的动力,其他部分的能力被排出的废气和冷却水带走,这不仅能源不仅降低能源利用率,还会造成环境污染。为此未来应该加强能量的综合利用技术的研发。
综上所述,船舶运输仍然是未来的运输业的主题,作为船舶动力的来源-船舶柴油机,船舶柴油机的发展,应该与运输业的发展同步,伴随着国际上对节能、排放法规日益严格,石油资源的日益少,船舶柴油机需要进行不断的技术研发以及加到新能源的利用率。
参考:
[1]杨子龙.船舶柴油机节能减排技术发展趋势[J].柴油机,2013,03:21-24.
[2]赵春生.船舶柴油机节能减排技术的研究与应用[J].黑龙江科技信息,2014,36:134.
[3]施建新,施咪峰.船舶柴油机燃用重油与燃用乳化重油对比测试节能效果研究[J].宁波节能,2006,05:37-44+28.
[4]梅磊.船舶柴油机新型余热回收利用系统研究[D].武汉理工大学,2011.
关键词:建筑给排水;节能减排;途径;技术
建筑给排水的节能工作是指建筑物在规划和设计,以及建筑过程中按照建筑节能的标准,使用节能的技术和材料,提高建筑的使用效率,加强建筑物用能系统管理,减少给排水系统的能耗。建筑给排水专业在建筑耗能中所含的主要内容有:人民生活及从事工艺、游乐、环境卫生、绿化、给水、排水、消防、热水、中水等消耗的能源。据材料介绍,上述所消耗能源中占建筑能耗的10%~30%。由此可以看出建筑给排水专业在节能工作中不是可有可无的,而是占有相当分量的。因此,重视对建筑给水排水节能途径的研究,对我国建筑节能将有积极的意义。
1、建筑节水研究背景
水是地球的血液,关系到人类生存发展、是具有战略意义的资源。面对缺水的现状,节约用水已成为我国的基本国策。建筑节水更是任重道远。
(1)超压出流浪费水量巨大
卫生器具给水额定流量是为满足使用要求,卫生器具给水配件出口,在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量,在阀前所需的静水压。给水配件阀前压力大于流出水头,给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象,称超压出流现象,该流量与额定流量的差值,为超压出流量。
给水配件超压出流,不但会破坏给水系统中水量的正常分配,对用水工况产生不良的影响,同时因超压出流量未产生使用效益,为无效用水量,即浪费的水量。因它在使用过程中流失,不易被人们察觉和认识,属“隐形”水量浪费,因而至今未引起足够的重视。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在,其浪费的水量也是十分庞大的。
(2)热水干管循环浪费水量巨大。我国热水供应系统的水量浪费也较为严重,主要表现在开启配水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,往往要放掉不少冷水后,热水设备才能正常使用。在设计时,集中热水供应系统应设热水回水管道。对于要求随时取得合适温度的建筑物,除应保证循环系统的干管、立管中热水循环,还应保证支管热水循环,或有保证支管中热水温度的措施。在设计中,高层建筑热水系统的分区应与给水系统的分区一致,保证系统内冷热水压力平衡,达到节水、节能、用水舒适的目的。循环管道应采用同程布置形式,它对于防止系统中热水短路循环,保证整个系统的循环效果,各用水点能取得所需温度的热水有着重要的作用。虽然这样设计会增大投资,但对于节水有着长远意义。
(3)管道及阀门泄露。管道锈蚀、阀门的质量等导致大量的水消失于无形。经常都能看到路边的给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处滋滋的往外冒水。埋在地下的开不见的更不知道有多少。用户们经常反映浮球阀经常损坏、漏水,不论是用于水池、水箱的还是马桶上使用的,其质量的低劣直接导致大量水从溢流管流出。据调查,滴漏的水龙头每天就可耗水 70L。
2、建筑给水排水节能技术
2.1给水供水的节能
合理确定用水量(包括冷水、热水及其他等用水)的定额。严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。理设计建筑给水系统。主要可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水;合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐支管减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池―――水泵―――水箱的供水方式。
推广采用节水的卫生器具。如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式;当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2台或2台以上,不同级配工作泵的流量宜以 1/2 的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源),用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时,不得对水体和土壤造成污染和浪费。
如利用地下地温地源自动供暖制冷系统,就是通过表层地下水为载体,或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体,将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换,冬季输出45℃~65℃的热水。
在太阳能的利用上,有条件的可采用太阳能蓄热技术,太阳热水系统的工程参数应结合建筑所处的地理位置确定。太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置,并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施,可设在其他热交换器的前端。热水系统宜机械循环以满足用水点的节水要求。合理设计热水供应系统。对集中热水系统远距离的少量供热点可采用局部加热方式;对不同场所可采用不同的热源形式。从技术可靠、经济适用的角度出发,应合理配置组合各种不同热源的比例关系。应合理确定热水用水量定额、耗水量、耗热量、供水水温、水质等热水系统的基本设计参数。当采用电作为热源时,宜采用储热式电热水器,以降低耗电功率。热水供应系统储水温度宜控制在 55~60℃。热水供应管网宜采用同程回水的给水方式。热水供应系统宜缩短热水的给水时间,增加机械循环,并平衡冷热水的水压。
2.2排水的节能减排
排水应尽量采用重力排水的方式。可利用空调凝结水排水。就近排放污废水管道的敷设,避免压力提升。蒸汽凝结水的回收利用。雨水的收集和综合利用。
2.3冷却水和消防给排水
在水源条件许可的情况下,可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作为循环冷却水。冷却水宜循环利用,提高水的重复利用率。保证冷却塔之间的距离,有良好的气流组织条件,避免影响冷却塔的散热效果。针对不同的循环冷却水水质应采取化学(杀菌、灭藻等)、物理(过滤)的水处理方法,具有缓蚀、阻垢的水处理功能,减少管道和机组内的结垢、腐蚀。在空气湿球温度较低的干燥地区,可通过设计计算来适当提高冷却水进出水温差,以减少循环水量和循环水泵的能耗,缩小循环管道的管径。合理布置冷却塔。利用消防试验排水,将消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水处理设备。在一定的条件下,设置合用消防水箱,以减少消防水箱的清洗用水。
2.4使用节能型建筑设备和材料
在设备、材料的选用中,应选用节能型、节水型等节能高效的产品,应禁用淘汰产品。节水、节能型产品如:喷射式和压力流冲击式的节水大便器(冲水量≤6L/ 次)、免水冲小便器、陶瓷片密封水嘴、红外线感应节水装置、自力式平衡压力恒温混水阀、节能型热交换器、飘水量小省电型冷却塔、太阳能热水器、高效率的水泵等。宜推广化学建材,并执行国务院建设行政主管部门制定并公布的建筑节能新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品推广目录以及限制或者禁止使用能耗高的技术、设备、材料和产品的目录。