高价值电

高价值电（共6篇）

高价值电 篇1

摘要：随着我国经济的不断发展, 对于能源的需求越来越高, 但是煤炭资源作为不可再生资源, 其产量日渐减少, 所以加快发展低热值煤发电, 提高煤炭资源利用率, 不但能够有效缓解能源问题, 而且对于国民经济发展具有重要的现实意义。

关键词：低热值煤,高价值电,能源问题,燃煤效率

我国作为煤炭生产消费的大国, 在提供源源不断的煤炭同时也产生滞留了大量的低热值煤——煤矸石。煤矸石中有大量煤泥和中煤没有得到利用, 大量排弃物污染了环境, 改变了原有土地结构功能, 释放大量有害气体, 严重危害人们的生命安全加剧了人地矛盾[1]。笔者根据多年的工作经验, 以贵州省毕节市纳雍县低热值煤应用情况为例, 首先讲述了低热值煤发电的重点任务, 然后讲述了低热值煤发电的问题挑战, 最后讲述了具体的规划实施措施, 具有一定的现实意义和参考价值。

1 低热值煤发电的任务重点

贵州省毕节市是贵州省一个重要产煤基地, 其位于织纳煤田腹地, 区域内煤炭资源远景储量十分可观。先后建成了金沙、纳雍、织金三个年产原煤超过1200万吨的煤矿产地, 以及毕节、大方两个年产煤超过600万吨的煤矿产地。随着煤炭产量急剧增加, 煤矸石排量也日渐增加。低热值煤发电应该按照“无害化、减量化、资源化”的原则, 实施综合利用发电。发电过程会产生相应大气污染、水污染、噪音污染等等。低热值煤最好处理途径是发电, 主要原料是固体废物, 会造成大气污染, 影响地下水质量, 还会导致地下水呈现高矿化度、高硬度, 硫酸盐、钠离子等含量升高。当前我国低热值煤炭发电的主要任务是完善低热值煤炭发电政策, 明确相应标准规范, 制定相应方针政策, 将政策执行到位, 严格控制污染物排放, 避免二次污染。此外, 低热值煤炭发电项目还应该科学预测低热值煤资源, 合理布置机组, 设置除尘和脱硫设备, 采取消声、吸声、隔声、减振等方法减少噪音污染, 在控制污染物排放的基础上, 提高经济效益。

2 低热值煤发电的问题挑战

低热值煤发电指的是以煤矸石、煤泥和中煤为燃料, 混合中热值煤, 利用CFB机组进行发电的方式。经过多年的发展, 我国低热值煤发电已经取得了进步, 特别是300MW级和容量以下的CFB机组已经基本成熟, 并且实现了综合利用, 但是还存在诸多问题: (1) 近年来, 我国低热值煤主要用于发电, 该产业取得积极进展, 总装机已达2600万千瓦, 但仍存在规模偏小、机组效率不高、管理基础薄弱、相关标准和政策不适应低热值煤发电产业健康发展需要等问题。CFB机组总装机容量小, 低热值煤炭利用不合理, 大量洗矸利用率不高, 加剧了土地占用和环境污染; (2) CFB机组单机利用率小, 缺乏相应标准规范, 特别是在机组设计、制造和安装方面存在诸多不足之处; (3) 燃料热值难以满足机组要求, 政府优惠政策难以落实, 导致机组锅炉磨损突出、运行效率低的问题, 很难保证运行效率; (4) 发电企业自律性不够, 超标掺烧、超标排放的现象时常发生, 政府监督管理不到位, 缺乏监管, 发电过程中容易产生二次污染, 二次污染监管政策执行不力, 惩罚制度不健全。

3 低热值煤发电的规划实施措施

低热值煤发电规划应该“开思路之门、立发展新意、破技术瓶颈、创实践新效、聚集体智慧、加强管理机制”, 全面提高发电效率, 增进经济发展。

3.1 严格制定技术要求, 科学限定CFB发电条件

低热值煤发电应该按照规模化、集约化原则, 优先发展30万千瓦级及以上的CFB发电项目, 发电低热值煤基低发热量不应该大于3500千卡/千克, 电厂应该配备相应的显示、记录装置, 严格控制燃料运输距离不大于30公里。对于发热量较低、灰分含量高的低热值煤应该优先选择国产CFB设备, 采用矿井井下排水和中水作为厂区水源全面提高利用率。按照“煤电一体化”原则, 将相应发电项目设置在大型矿区内, 优先建设600万吨/年国模以上的煤厂[2]。低热值煤优先选用皮带运输方式, 运输距离范围内不重复规划相应发电项目。低热值煤以煤矸石、泥煤和洗中煤为主, 必要的时候可以掺加不超过30%掺烧原煤, 实际发电厂项目设计过程中应该以选用国产大型循环流化床锅炉, 以建设单台机组的方式扩建发电机组, 同时兼顾煤矿以及周边企业居民用热需求。毕节市纳雍县从条件上看, 基本符合以上要求。

3.2 加强政策导向工作, 提高综合利用发电能力

加强政府政策导向工作, 按照节能发电调度有关原则, 优先安排低热值煤发电项目, 鼓励低热值煤发电项目以市场经济方式和用电用户签订相应协议, 逐步将发电用电落实到实处。加强发电项目相应管理力度, 项目申报核准的时候, 按照有关规定编制发送申请报告, 提供专项规划、审查意见和订货协议。发电项目建成之后, 优先于常规煤炭机组调度, 并且安排电量, 支持低热值煤发电企业在矿区建立单个或者多个符合国家产业政策的自备电厂。加强项目创新改造, 比如进行锅炉空预器反转改造, 能够确保炉内燃烧稳定的同时, 提高一次风温18摄氏度, 全面提高燃烧的稳定性和经济性[3].加强职工技能培训, 全面提高职工综合素质, 扩展职工发展平台, 做到“以人为本”, 推广行之有效的掺烧技术, 提供可靠的人才保证。

4 结语

随着能源危机的不断加深, 烧“低热值煤”发“高价值电”已经成为了我国煤炭企业发展的当务之急, 加强低热值煤发电的安全性和可靠性, 能够最大限度取得经济效益和社会效益, 毕节市纳雍县低热值煤的利用为我国经济发展添砖加瓦。

参考文献

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[3]孙德周.关于劣质煤发电几个技术经济问题的探讨[J].电力技术, 2012, 08:3-8.

高可靠性失电制动进给箱设计 篇2

我国立式加工中心、数控立式车床、数控龙门镗铣床、数控龙门移动式镗铣床垂直刀架滑枕的Z轴进给箱和横梁升降W轴进给箱中, 一般使用滚珠丝杠、齿轮齿条驱动滑枕、横梁作进给运动, 由于滚珠丝杠、齿轮齿条传动结构不能自锁, 滑枕、横梁在机器控制故障意外切断驱动电源或断电情况由于自身重力的作用下向下产生滑落, 为了克服滑枕、横梁自身的重力, 进给箱一般选用带抱闸型伺服电机进行制动, 在机床断电时, 带抱闸型的伺服电机制动滑枕、横梁, 但是, 当伺服电机发生故障时, 将会导致滑枕、横梁滑落事故。

为了克服上述不足, 研制了一种高可靠性失电制动进给箱, 该进给箱具有制动扭矩大、可靠性高、安全性好的特点, 在伺服电机发生故障时, 该进给箱仍能安全、可靠地对垂直进给部件进行制动。

2 高可靠性失电制动进给箱结构介绍

高可靠性失电制动进给箱包括:伺服电机、失电制动保护器、电机轴齿轮、大齿轮、进给箱体、滚珠丝杠、横梁、滚珠丝杠螺母。其中伺服电机与电机轴齿轮通过键连接, 电机轴齿轮与大齿轮降速啮合传动, 大齿轮与滚珠丝杠通过键连接, 整个传动机构通过进给箱体与立柱固定连接。

失电制动保护器选用意大利泰普利公司的KF8/D型制动器, 制动原理如下:

如图1, 失电制动器组件由固定螺丝9把合安装在机床立柱顶面, 花键套5与横梁垂直进给滚珠丝杠通过单键连接。机床工作状态时, 失电制动保护器通电, 线圈7通电后伸长, 电磁体1与电枢端板2出现间隙, 扭矩弹簧3达到自由状态, 当机床突然断电, 线圈7断电后缩短, 扭矩弹簧3压缩后产生弹力作用于电枢端板2上, 通过压力摩擦制动摩擦圆盘4及花键套5, 从而实现制动功能。

1.电磁体2.电枢端板3.扭矩弹簧4.摩擦圆盘5.花键套6.密封圈7.线圈8.调整螺母9.固定螺丝

高可靠性失电制动进给箱在机床正常工作时, 失电制动保护器不制动, 伺服电机驱动电机轴齿轮转动, 电机轴齿轮与大齿轮啮合传动, 大齿轮转动带动滚珠丝杠转动, 并带动滚珠丝杠螺母实现横梁上、下进给运动。

高可靠性失电制动进给箱在机床断电时, 伺服电机和失电制动保护器同时制动横梁, 一方面伺服电机制动, 从而通过电机轴齿轮与大齿轮使滚珠丝杠制动, 相应地使滚珠丝杠螺母、横梁制动;另一方面失电制动保护器断电制动, 直接使滚珠丝杠制动, 相应地使滚珠丝杠螺母、横梁制动。因此, 在伺服电机发生故障的情况下, 失电制动保护器能够独立制动横梁, 有效地防止了横梁滑落事故的发生。

3 高可靠性失电制动进给箱制动扭矩校核

式中:M为制动器制动扭矩, Nm;F为制动负载重量, N;i为降速比;a为安全系数 (大型机床a=1.2~1.3) ;η为效率 (直连传动方式可取η=0.9) 。当横梁重量G1=7500kg, 刀架重量G2=4500kg时, F=G1g+G2g=7500×9.8+4500×9.8=117600。

1.伺服电机2.失电制动保护器3.电机轴齿轮4.大齿轮5.进给箱体6.滚珠丝杠7.横梁8.滚珠丝杠螺母

本产品横梁进给采用双丝杠驱动, 因此配有两套失电制动器。

单套制动器制动扭矩能力为300N·m, 双套制动器制动扭矩共为300×2=600N·m, 大于负载扭矩, 因此满足横梁进给制动要求。

4 高可靠性失电制动进给箱优点

如图2, 高可靠性失电制动进给箱可在未安装电机的情况下, 任意位置抱住轴, 方便机床安装调试。即使在频繁紧急停机制动后仍可维持较长的使用寿命。密封的刹车壳体能有效防止冷却液和润滑液的渗透。反应时间短且制动性能高, 可实现小距离的制动。

高价值电 篇3

ZnO是继Si、GaN半导体后的第3代优异半导体, 室温下其禁带宽度约为3.36eV, 而且具有较高的熔点和激子结合能 (室温下为60meV) 以及良好的机电耦合性。由于其优异的物理化学特性, 在短波长光电器件、化学传感器、光伏器件等领域具有广阔的应用前景[1,2], 尤其是在光伏器件中, ZnO能取代ITO作为太阳能电池或非晶硅太阳能电池的透明导电电极材料[3]。

目前制备ZnO纳米材料的方法可分为气相法和液相法。气相法包括溅射法、金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 、喷雾热解 (SP) 等, 这些方法均需要高温、高真空及复杂的设备, 而且在生长ZnO时容易引入杂质, 严重影响薄膜的光电性质。液相法包括溶胶-凝胶法、水热法等, 然而这些化学方法常需要在体系中引入分散剂、络合剂或表面活性剂, 从而影响薄膜质量。

电化学沉积法是近年来广泛应用的一种合成方法, 具有很多其它方法不可比拟的优点, 如能通过控制沉积条件精确控制薄膜的厚度和形貌、易于大面积成膜、电沉积速度快、电沉积温度低 (一般小于100℃) 、设备简单、成本低廉等, 因此逐渐引起人们的关注。电沉积法的主要原理是利用NO3-[4,5,6]、可溶性O2[7,8]、 H2O2[9]还原生成OH-与金属离子在电极表面生成氢氧化物或氧化物, 该反应可控制电沉积速率, 从而影响晶体的晶态和形貌。与可溶性O2和H2O2相比, Zn (NO3) 2具有能同时提供Zn2+和NO3-、简化电解质溶液组成、拓宽NO3-浓度的调节范围等优点。本研究以Zn (NO3) 2为电解液, 根据电势-pH计算和循环伏安实验确定了适宜的电沉积条件, 在ITO导电玻璃基片表面电沉积透明致密的ZnO薄膜。并采用X射线衍射、热重-差热分析技术研究了ZnO薄膜的微观结构、结晶特性及其组成, 采用光致发光谱和透射光谱分析了薄膜的光学性能。这种高透光度、均匀致密的ZnO薄膜在太阳能电池和光电子器件等窗口材料方面具有很高的应用价值。

1 实验

采用标准三电极电化学体系, 以Pt片 (纯度为99.99%) 为辅助电极、饱和甘汞电极 (SCE) 为参比电极、ITO导电玻璃 (10Ω/□, 深圳莱宝高科股份有限公司) 为工作电极。电沉积液为0.1mol/L的Zn (NO3) 2。通过添加HNO3调节pH值为5.0。所有化学试剂均为分析纯。电化学沉积开始前, ITO玻璃分别用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗5min, 在稀HCl (6%～7%, 质量分数) 中蚀刻15s, 于室温晾干。恒温水浴控制电沉积温度为 (70±2) ℃, 通过均匀搅拌驱赶溶解在溶液中的气体。

为了得到透明致密的ZnO薄膜, 采用Izaki等提出的两步法电沉积技术[5]。首先为促进晶核在衬底上生成, 控制阴极电位为-1.2V (vs. SCE) , 沉积15s, 该电位一般负于电沉积ZnO薄膜所需的电位值, 实验发现该过程有助于提高ZnO薄膜的结晶并增强膜和衬底的附着性。然后于不同温度控制阴极恒电位为-1.0V (vs. SCE) , 电沉积20～30min。沉积膜用去离子水清洗, 于室温晾干。

电沉积过程在CHI660C电化学工作站 (上海辰华仪器公司) 上进行, 采用X′Pert Pro X射线衍射仪 (Cu Kα) 分析薄膜的晶体结构, 通过TG-DSC实验 (NETZSCH STA409PC) 分析薄膜的组成。PL光谱 (F-2500) 测量:激发光源为He-Cd激光器 (325nm) , 波长范围为350～650nm, 室温。采用TU-1901分光光度计 (北京普析通用仪器有限公司) 测量透过光谱, 波长范围为200～800nm, 为消除衬底的影响, 使用ITO玻璃作为参比。

2 结果与讨论

2.1 电沉积ZnO体系的电势-pH图

图1为不同温度下0.1mol/L Zn (NO3) 2溶液中ZnO电沉积区域的电势-pH图。

图1中右上方斜线从上到下分别代表标准大气压下氧气和水温度在25～90℃范围内的两相平衡线。由图1可知, 随温度的升高, ZnO的稳定区朝更低的pH值方向移动, 而Zn2+的还原电势几乎未改变, 一般电沉积ZnO的温度在60～80℃范围内, 显然, 只要调节溶液的pH值为5～6, 沉积电势大致在-0.75V (vs. NHE) 即可由Zn2+电沉积生成ZnO。

2.2 电沉积ZnO体系的循环伏安图

图2为70℃时ITO导电玻璃在0.1mol/L Zn (NO3) 2水溶液中的循环伏安图。扫描电势范围为0～-1.5V, 扫描速度为10mV/s。由图2可知, 在0.1mol/L Zn (NO3) 2水溶液中, 阴极电流开始于-0.6V (vs. SCE, 下同) 处。在-0.6～-1.0V范围内, 阴极电流随电势的变负逐渐增大, 当阴极电势低于-1.0V时, 电流密度急剧增大。该电流主要由3部分组成: (1) NO3-的还原; (2) H2的生成; (3) Zn2+的还原。H2的生成可被确定, 因为电沉积过程中在ITO衬底表面观测到有气泡逸出。理论上, 这些反应可同时发生并彼此竞争。通常在Zn (NO3) 2溶液中仅有极微量的金属Zn发生还原, 因此反向扫描过程中由金属Zn的剥离而产生的阳极电流极小, 可忽略不计[6], 阳极峰的缺失同样说明生成ZnO的高稳定性。在-0.8～-1.0V出现了一平台, 此处因未达到H2的还原电势, 没有气泡生成, 故成为ZnO电沉积的最佳电势范围, 以下电沉积实验均在控制阴极恒电位为-1.0V的条件下进行, 这与前面的热力学理论分析值较吻合。

2.3 ZnO薄膜的晶体结构

采用XRD表征沉积膜的形貌结构, 如图3所示。由图3可见, 25℃时由于沉积层非常薄或可能无定形, 故只出现ITO衬底的衍射峰, 在60～80℃时均出现ZnO的六方纤锌矿结构的特征衍射峰。并且随温度的升高, 明显可见 (100) 衍射面强度逐渐减小, 而相应 (002) 衍射成为主要的衍射线。ZnO晶面的择优取向程度可用晶面的织构系数来表征。织构系数T (hkl) 定义为某晶面的相对衍射强度与各晶面相对衍射强度总和的平均值之比 (用百分数表示) 。

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式中:Im (hkl) 、I0 (hkl) 分别表示沉积层试样和标准试样 (JCPDS 36-1451) (hkl) 晶面的衍射强度, n为计算时所取的晶面数, 此处n取5个较强的衍射峰 (即 (100) 、 (002) 、 (101) 、 (102) 和 (103) ) , 计算结果见表1。由表1可知, (100) 晶面的织构系数由2.12 (60℃) 快速减至0.11 (80℃) , 相应 (002) 晶面的织构系数由0.58 (60℃) 增至1.99 (80℃) , 说明随温度的升高, 晶体沿 (002) 晶面呈现高度c轴择优取向。

由谢乐公式计算了不同温度下ZnO (100) 、 (002) 、 (101) 3个主峰的粒度。由表1可知, 当温度由60℃升高到70℃时, 这3个晶面的粒度都在增加;继续升温至80℃时, 各晶面粒度大小均没有发生改变, 说明在一定温度范围内温度升高有利于晶体的生长, 但温度过高, 各粒子的热运动加剧, 不能为晶体提供稳定的生长环境而不利于晶体的生长, 这与文献[7]的结论一致。

2.4 TG/DSC分析

根据文献报道, ZnO是由Zn (OH) 2凝胶脱水生成[4,5,6,7,8,9]。为了检测ZnO薄膜的组成, 将60℃、70℃、80℃时所制备的ZnO薄膜于室温自然晾干, 然后进行热重-差热分析。实验升温速率为10.0℃/min, 终止温度为300℃, 在空气环境中进行。

图4为70℃时ZnO薄膜的TG-DSC曲线, 实验结果表明, 不同温度下制备的ZnO薄膜在30～300℃范围内均没有因Zn (OH) 2失水而产生质量损失及吸热峰。文献[10]指出, 常压下Zn (OH) 2的脱水温度为145.1℃, 说明所制备的纳米ZnO粒子结构稳定、单一, 薄膜内不含Zn (OH) 2。

2.5 复合材料的光致荧光谱分析

ZnO的发光特性与其自身形成的局域能级有关, 即与其结晶状况、化学配比以及本征缺陷等因素密切相关, 但目前对于其具体的发光中心的解释仍存在较大争议。通常认为纯ZnO薄膜中包括5种本征缺陷:锌填隙 (Zni) 、氧填隙 (Oi) 、锌空位 (VZn) 、氧空位 (Vo) 和氧错位 (OZn) , 它们在ZnO较宽的禁带中形成不同的缺陷能级, 从而使ZnO具有复杂的能带结构和丰富的发光谱线范围。图5为ITO导电玻璃衬底上电沉积ZnO薄膜的PL图谱 (激发源:He-Cd激光器, 波长325nm, 功率30mW, 室温) 。

由图5可知, 2个明显的发射峰 (378nm处的高强度尖锐紫外发射峰, 565nm处的宽带弱绿光发射峰) 预示所制备的纳米ZnO材料具有较高的光致发光性, 因为尖锐的“紫峰”源于带边激子的直接复合[11], 宽带“绿峰”一般是由深能级氧空位缺陷造成的[12]。通过IEXC /IDLE值 (激子发射和深能级发射的强度比) 可衡量电沉积ZnO薄膜的质量, 由于激子的存在与发光物体的结晶状态密切相关, 样品的结晶度越高, 越有利于激子的存在, 相应其内部缺陷越少, 缺陷发光较弱。一般情况下, 只有在较纯的半导体内才能观测到激子态。通过计算得到IEXC /IDLE=2.59, 说明所制备的纳米ZnO材料具有良好的结晶性。

2.6 ZnO薄膜的透射光谱分析

图6为在ITO导电玻璃上电沉积ZnO薄膜的光学透射谱 (300～800nm) 。由图6可知, 在本实验条件下 (温度为70℃, Zn (NO3) 2浓度为0.1mol/L、恒电位为-1.0V) , ZnO薄膜在可见光区的光学透过率大于80%, 并且吸收边陡峭, 表明薄膜的结晶质量良好, 均匀致密, 呈现典型的宽禁带半导体薄膜的光学特征。同时也发现, 与未沉积ZnO薄膜的ITO玻璃相比, 吸收边向长波方向移动。为了确定吸收边, 对新制样品吸收光谱中的数据进行处理, 并作 (-lnT·hν) 2-hν的关系曲线 (见图6插图) , 可以求得对应的ZnO薄膜的禁带宽度Eg=3.48eV。该值与ZnO粉体的带隙 (约为3.37eV) 基本一致。

3 结论

(1) 以单一的硝酸锌水溶液为电沉积液, 采用两步法电沉积技术在ITO导电玻璃基片上制备出结晶性良好、表面均匀致密的ZnO薄膜。经电势-pH计算和循环伏安实验得出在0.1mol/L Zn (NO3) 2溶液中电沉积ZnO的适宜pH值和电势分别为5.0V和-1.0V。沉积在导电玻璃表面的ZnO薄膜具有高c轴择优取向, 粒径为纳米级, 性质稳定、组成单一。

(2) 光致发光谱显示, 制备的纳米ZnO薄膜材料存在2个明显的发射峰:378nm处的尖锐紫外发射峰, 565nm处的宽带绿光发射峰, 且IEXC /IDLE=2.59, 说明ZnO薄膜具有良好的结晶性和较高的光致发光性。透射光谱显示在可见光区ZnO薄膜具有极高的透光度 (大于80%) , 禁带宽度为3.48eV, 与ZnO粉体的带隙 (约为3.37eV) 基本一致。

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高价值电 篇4

1 重阳变电站10 kV母线电能量不平衡率的调查

35 kV重阳变电站位于河南省西峡县西部, 担负着重阳、丁河、陈阳3个乡镇的供电任务, 安装有主变压器2台, 其中重1主变压器容量为3 150 kV·A, 重2主变压器容量为8 000 kV·A, 10 kV出线6条, 全站采用微机综合自动化保护。2008年6～12月, 重阳变电站的10 kV母线电能量不平衡率月最高为3.3%, 最低为2.3%, 离规程规定有很大的差距, 严重影响重阳变电站的线损, 如表1所示。降低重阳变电站母线不平衡率迫在眉睫。

2 母线电能量不平衡率偏高的原因分析

针对重阳变电站母线电能量不平衡率偏高的情况, 重阳变电站QC小组分别从人员、设备、方法、环境4个方面进行了逐一分析, 确定从8个末端因素影响入手调查: (1) 抄表误差; (2) 电流互感器变流比配置不合理; (3) 培训不到位; (4) 设备老化引起漏电现象; (5) 电压互感器二次压降误差; (6) 电能表超差及计量二次回路故障引起计量超差; (7) 负荷峰谷差大; (8) 考核制度不完善。

3 母线电能量不平衡率偏高的要因确认

针对分析出的8条末端因素, QC小组制定出要因确认表 (见表2) , 并明确了责任人和完成期限, 利用现场调查、现场论证的方法逐一进行了分析确认。

通过要因论证, 我们得出要因分别是:电流互感器变流比配置不合理;电能表超差及计量二次回路故障引起计量超差;考核制度不完善。

4 制定对策

针对分析出的3条要因, QC小组制定了相应对

5 对策实施

5.1 更换电能表并排除计量二次回路故障

(1) 2009年3月18日, 由小组成员陈新雪提交重丁线表计更换计划, 报领导审批。

(2) 2009年3月19日由保护班办理第一种工作票。

(3) 2009年3月20日由小组成员度薇、江华进行倒闸操作, 配合保护班对重高线计量回路二次线极性进行了调整, 对室外端子箱端子排进行了更换。

(4) 2009年3月20日计量中心办理第二种工作票, 由小组成员陈新雪、周洁配合对重丁线电能表进行了更换。

5.2 完善制度

2009年3月22～23日, 小组成员张志琴、杜宇配合生产技术部制定了《变电站线损及母线电能量不平衡率考核管理办法》, 实行重奖重罚, 以调动变电运行人员参与节能降损工作的积极性和主动性。

5.3 更换电流互感器

(1) 2009年3月18日由小组成员陈新雪编制重102、重丁线电流互感器更换计划, 重102电流互感器变流比为200/5～400/5, 重丁线电流互感器变流比为150/5～300/5, 报主管生产副局长审批后, 交后勤部门采购。

(2) 2009年4月1日检修公司办理第一种工作票, 4月2日由小组成员陈新雪、度薇进行倒闸操作, 配合检修公司对重102、重丁线电流互感器进行了更换。

6 效果检查

通过对策的实施, 我们发现在排除计量回路故障、更换电流互感器和精度低的表计后, 重阳变电站的母线电能量不平衡率明显下降。

6.1 目标值检查

对策实施后, QC小组对活动过程中和活动后的重阳变电站的10 kV母线电能量不平衡率进行了统计, 如表4所示。2009年活动后该站的母线电能量不平衡率下降至0.72%, 效果非常明显。

6.2 效益分析

通过降低重阳变电站母线电能量不平衡率, 使重阳变电站的线损率明显降低。2008年重阳变电站的母线电能量不平衡率为2.3%, 线损率为2.5%;2009年重阳变电站的母线电能量不平衡率为0.79%, 线损率为1.6%, 售电能量为1 735万kW·h。

则2009年较2008年节约电能量

2009年售电均价为0.52元/ (kW·h) , 购买电流互感器及端子排共用3.0万元, 购买电能表共用0.21万元。

则2009年创造的节能降损效益为

15.62×0.52-3.0-0.21≈4.9 (万元)

7 巩固措施

(1) 每年预防性试验时要对母线绝缘子和电气设备做绝缘测试或耐压试验, 发现问题及时处理。

(2) 对于电压互感器、电流互感器、电能表超差问题, 首先应严格根据计量检定规程的规定, 对新购入的电能计量器具进行首检合格后方能使用。

(3) 应加强计量二次回路的检测和运行维护管理。保护班年检时, 要重视对计量二次回路的检测, 同时变电站也要加强对二次回路、计量表计的巡视检查和运行维护管理, 对表计异常、导线接触不良、接线端子氧化应及时进行处理。年检时对电流互感器二次负荷进行测试, 对超负荷的二次回路及时检查处理。

(4) 对新装、更换计量装置的各班组, 使用《新装、更换电能计量器具工作单》。小小工作单, 是联系各部门的桥梁, 工作单里记录有新装、换装计量器具的有关参数, 有关铅封完好情况的记录, 有工作人员的签名, 抄表员、客户的确认签名等。工作完毕有关单位各持一份, 这样能有效地防止由于人员原因造成的计算错误和部门之间责任不清的问题发生。

(5) 严格抄表管理, 统一抄表时间, 坚决杜绝估抄、漏抄、错抄现象的发生。

高价值电 篇5

关键词：高介电材料,胎儿磁共振成像,比吸收率,B+1场,时域有限差分算法

20世纪80年代磁共振成像( magnetic resonance imaging,MRI) 技术首次被应用于胎儿成像[1],如今MRI已经在临床胎儿疾病检查中有着极其重要的价值。MRI在胎儿疾病诊断方面有着广泛的应用, 包括对疑似的胎儿中枢神经系统异常、脖子和口咽包块、隔膜血肿、腹部包块、肠道病理,以及无法由超声检查法完全检查出的胎儿感染等疾病的临床检查[2—4]。此外,与临床上对胎儿进行的常规超声检查相比,MRI在检查胎儿脑、肺、复杂综合症以及羊水减少等方面也存在较大的优势[5,6]。

目前在临床上胎儿磁共振成像( fetus MRI) 的场强主要处于1. 5 T,而在临床上除了1. 5 T磁共振设备,3 T磁共振设备也已经逐渐被普及使用。高场磁共振设备比低场提供更高的空间、时间分辨率和更高的信噪比。高分辨率和信噪比的图像能够帮助临床医生提高对疾病诊断的准确性[7—9]。目前已经有研究小组开始尝试在3 T下进行fetus MRI来提高成像质量[10,11]。然而在高场进行成像时会比低场在人体内沉积更多的射频能量。在研究中通常使用比吸收率( specific absorption rate,SAR) 来衡量人体组织所吸收的射频能量[12]。对于fetus MRI而言,成像时的SAR值是最重 要的考虑 因素之一[13,14]。因为SAR值上升会导致人体组织温度上升,对于孕妇而言,组织温度上升会显著增加胚胎死亡、生长抑制和发育缺陷等情况发生的概率[15]。此外,组织温度上升甚至还会导致胎儿的大范围结构和功能缺陷[16]。这充分说明在fetus MRI中需要特别考虑胎儿的安全性。

最近的文献报道了通过在人体组织和射频线圈之间合理地放置高介电材料( high dielectric material,HDM) 可以在一定程度上降低SAR值。这主要是由于对于一个给定的射频功率,应用HDM可以使得被HDM所包围区域的B1+场得到增强。此时HDM所产生的强位移电流会改变线圈的B1+场,并在感兴趣区域( region of interest,ROI) 内产生强的B1+场[17,18]。因此在想得到相同B1+场强度的前提下,输入的射频功率会得到降低,从而使SAR值得到一定程度的降低。Yang等人的研究表明应用HDM可使3 T脑部MRI所需要的射频功率降低50%[19]。Brink等人的研究表明由于局部发射效率的增强,SAR值得到了显著降低,同时没有产生新的射频热点[20]。本文针对目前在临床上普及的1. 5 T和3 T磁共振设备,在理论上探究通过应用HDM来降低1. 5 T和3 T fetus MRI扫描中组织射频能量SAR的可行性。

建立13周胎儿和成人女性盆腔混合数值模型, 采用时域有限差分 ( finite difference time domain,FDTD) 算法计算1. 5 T和3 T普通扫描和应用不同HDM时的SAR值,以及两种场强下普通扫描和应用HDM取得最佳胎儿局部SAR( local SAR) 最大值时的B1+场均匀性。结果表明在两种场强下都可以通过应用合适的HDM来降低SAR值。在应用合适的HDM取得最佳胎儿local SAR最大值时,B1+场均匀性与普通扫描时差别不明显。本研究表明在1. 5 T和3 T fetus MRI中都可以通过应用合适的HDM来提高胎儿的安全性。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1鸟笼线圈模型

仿真中所使用的射频发射线圈是由理想电流源构成的16通道低通鸟笼线圈。鸟笼线圈的直径为60 cm,长度为40 cm。每根铜棒的直径为1 cm。位于鸟笼线圈等中心处的射频屏蔽层的直径为68 cm,长度为100 cm。鸟笼线圈每个通道的铜棒上都有一个电流源,每个电流源被分配以适当的相位使射频线圈工作在正交激励模式。

1.1.2孕妇盆腔电磁模型

通过混合13周胎儿数值模型和成人女性盆腔模型[21]来构建孕妇盆腔模型。胎儿模型来自Chen等人提出的13周胎儿数值模型[22]。在本项研究中,孕妇盆腔模型共重12. 73 kg。胎儿通过胎盘吸附于子宫壁,胎盘紧邻子宫壁,处于子宫的上半球,胎儿的脸朝下。对孕妇盆腔模型内各个组织赋予相应的电磁参数和密度值就可以得到被用于仿真计算的孕妇盆腔电磁模型。盆腔内各个组织的电导率、相对介电常数和密度值见表1。在本文中胎盘和羊水的电磁参数被认为分别等同于肌肉和脑脊液的电磁参数。 孕妇盆腔模型被放置于鸟笼线圈的几何中心。

1.1.3HDM模型

在仿真中应用不同形状和介电常数的HDM,通过手动形式来调整HDM的形状和介电常数。使用的HDM都是紧贴模型的,厚度为10 mm,两种形状的HDM被分别放置于孕妇模型的左右和上下两侧,HDM的形状和放置位置见图1,分别标记为HDM1和HDM2。放置在孕妇模型左右两侧的每一块HDM的面积约为24 cm × 20 cm,放置在孕妇模型上下两侧的每一块HDM的面积约为20 cm × 20 cm。

1.2方法

采用基于FDTD算法的商用软件SEMCAD X ( Schmid & Partner Engineering AG,Zurich,Switzerland) 来计算电磁场。FDTD算法能够以很高的准确性来解决不规则形状不均匀负载之间交互的电磁场问题[23]。在计算时将孕妇盆腔模型和鸟笼线圈构成的整体作为计算域,把数值计算区域的边界吸收条件设为完全匹配层,并设置层数为8[24]。

1.2.1B1+场的计算

B1+和B1-分别是B1场沿顺时针和逆时针方向旋转的圆极化分量,可以通过互易原理[25]得到,其中B1+和B1分别是B1场在x和y方向上的分量, 计算式子为

采用B1+场相对标准差( relative standard deviation,RSD) 来衡量B1+场均匀性[14],计算式为

式( 3) 中,σ 是ROI内B1+场的标准差,计算式为

式( 4) 中,μ 是ROI内B1+场平均值,计算式为

式( 5) 中,N是ROI内的Yee元胞数,也就是ROI内网格划分的个数,r是指位置。

1.2.2SAR的计算

Yee元胞网格点上的SAR计算式[14]为

式( 6) 中,σ( r) 、ρ( r) 和E( r) 分别指位置r处人体组织的电导率、密度和电场值。为了更好地将应用HDM时的SAR值与普通扫描时的SAR值进行比较,定义了衡量SAR变化程度的SAR偏差,计算SARdev的式子为

式 ( 7 ) 中,SARHDM为应用HDM时的SAR值, SARno HDM为普通扫描时的SAR值。

local SAR值定义为任意10 g组织的SAR平均值。HDM的介电常数被手动地设置从100 ~ 1 000以步长100进行变化。通过在MATLAB( The Mathworks,Natick,MA) 中对SEMCAD中的数据进行后处理来得到所需要的B1+场分布和SAR值。 所有B1+场和SAR值结果都被归一化为在ROI内取得1. 957 μT强度的平均B1+场,在这个场强下可以用3 ms持续时间的方波射频脉冲产生90°的质子磁化矢量平均翻转角[26]。这样就可以通过换算得到采用不同序列时对应的90°射频脉冲比对系数,将比对系数乘以本文数值计算得到的归一化SAR值,即可得到 不同扫描 序列对应 的SAR值[27]。

2结果与讨论

为了便于分析,选定过孕妇模型中心所在的横断面作为目标层,选定胎儿模型被目标层所截的区域作为ROI。表2和表3分别为1. 5 T下应用两种HDM在不同介电常数时的SAR值。1. 5 T普通扫描时的部分身体SAR( partial body SAR) 值,胎儿和母体local SAR最大值分别为0. 57,0. 93和4. 07 W / kg。从表中可以看出随着介电常数逐渐增大, SAR值呈现先下降后上升的趋势。对于HDM1,最佳的胎儿local SAR最大值在介电常数为500的时候取得,为0. 81 W/kg,比普通扫描时下降12. 90% 。 此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分别比普通扫描时下降35. 09% 和25. 80% 。对于HDM2,最佳的胎儿local SAR最大值在介电常数为600的时候取得,为0. 82 W / kg,比普通扫描时下降11. 83% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分 别比普通 扫描时下 降21. 05% 和19. 90% 。

普通扫描和分别应用两种HDM取得最佳胎儿local SAR最大值时目标层的SAR分布见图2。普通扫描时local SAR值主要分布在肌肉、皮肤和胎儿等组织。当应用介电常数为500的HDM1和介电常数为600的HDM2时,SAR值得到显著降低,特别是分布于肌肉、皮肤和胎儿组织的SAR值得到显著降低。 此外,并没有发现应用HDM后出现新的射频热点。

普通扫描和应用两种HDM取得最佳胎儿local SAR最大值时目标层的B1+场分布见图4。从图中可以看出在普通扫描时ROI内B1+场的RSD值为1. 63% 。应用介电常数为500的HDM1和介电常数为600的HDM2时,RSD值分别为0. 99% 和1. 78% 。数据显示当应用HDM取得最佳胎儿local SAR值时,B1+场的均匀性没有发生大的改变。这说明当应用HDM取得最佳胎儿local SAR值时,磁共振图像质量并不会发生大的变化。

在仿真中还考虑了5 mm厚的HDM,形状和放置位置同图1。对于5 mm厚的HDM1,介电常数为500时取得最佳胎儿local SAR值,为0. 86 W / kg,比相同形状10 mm厚HDM1的时候高6. 17% 。此时, partial body SAR值和母体local SAR最大值分别为0. 43 W / kg和3. 41 W / kg。对于5 mm厚的HDM2, 介电常数为600时取得最佳胎儿local SAR值,为0. 87 W / kg,比相同形状10 mm厚HDM的时候高6. 10% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分别为0. 49和3. 84 W/kg。这说明10 mm厚的HDM比5 mm厚的HDM在降低SAR值方面有更佳的效果。

3 T普通扫描时partial body SAR值,胎儿和母体local SAR最大值分别为1. 89,2. 99和12. 95 W/ kg,母体local SAR最大值超出了IEC规定的SAR安全阈值10 W/kg[28]。表4和表5分别为采用两种HDM在不同介电常数时的SAR值。可以看出SAR值变化趋势与1. 5 T时相同,先下降后上升。 对于HDM1,最佳胎儿local SAR最大值在介电常数为400的时候取得,为2. 25 W/kg,比普通扫描时下降24. 75% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分 别比普通 扫描时下 降28. 57% 和59. 07% 。对于HDM2,最佳胎儿local SAR最大值在介电常数为600的时候取得,为2. 36 W/kg,比普通扫描时下降21. 07% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分别比普通扫描时下降6. 88% 和30. 19% 。

3 T普通扫描和应用两种HDM分别取得最佳胎儿local SAR最大值时目标层的SAR分布见图4。 与1. 5 T情况相同,普通扫描时local SAR最大值主要分布在肌肉、皮肤和胎儿等组织。当应用介电常数为400的HDM1和介电常数为600的HDM2时, SAR值得到显著降低,特别是分布于肌肉、皮肤和胎儿组织的SAR值得到显著降低,并且没有出现新的射频热点。

普通扫描和应用两种HDM取得最佳胎儿local SAR最大值时目标层的B1+场分布见图5。普通扫描时ROI内B1+场的RSD值为2. 87% 。应用介电常数为400的HDM1和介电常数为600的HDM2时,RSD值分别为3. 83% 和3. 35% 。当应用HDM取得最佳胎儿local SAR值时,B1+场均匀性稍微差于普通扫描,但B1+场均匀性微小的恶化并不会过于影响图像质量。

3 T仿真中也考虑了5 mm厚的HDM。对于5 mm厚的HDM1,介电常数为400时取得最佳胎儿local SAR最大值,为2. 45 W / kg,比应用10 mm厚HDM1时高8. 89% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分别为1. 75和7. 19 W/kg。对于5 mm厚的HDM2,介电常数为600时取得最佳情况,最佳胎儿local SAR最大值为2. 89 W/kg,比10 mm厚HDM2时高22. 46% 。此时,partial body SAR值和母体local SAR最大值分别为2. 02和12. 33 W / kg。

本文中只使用13周胎儿和成人女性盆腔混合的截断数值模型,比起实际胎儿成像不可避免地会产生一定的误差。但本文结果依然可以反映应用HDM对SAR值影响的规律。为进一步研究HDM对降低SAR的作用,需要建立孕妇全身模型。在实际成像中,应用HDM时需要考虑放置在孕妇身体上侧重约几千克的HDM,未来需要设计轻的HDM以便让孕妇更容易接受。由于技术和伦理的限制, 本文目前仅从仿真的角度给出研究结果,我们研究小组正在考虑应用实际的HDM并结合装有电场探头的孕妇体模在磁共振设备上进行实测研究。

3结论

高价值电 篇6

国网江苏省电力公司总经理尹积军介绍, 今年江苏电网将围绕“不限电、少停电、用好电”提高电网保障水平, 围绕“省心电、省钱电、绿色电”更好地满足客户需求。

“绿色电”是江苏电网今年的聚焦点。目前正在将靠港船只燃油发电模式转为岸上电源直接供电, 年底前岸电系统将覆盖到全省的沿海、沿江、沿河、沿湖港口。同时, 推广电锅炉替代燃煤小锅炉项目238个, 推动燃煤型自备电厂有序关停。江苏电网将全额承担分布式光伏并网的公共电网改造费用;在省内高速公路服务区新建59座电动汽车快充站, 使用全国通用的充电支付卡。