工艺革新（通用8篇）
工艺革新 篇1
氢气作为一种十分重要的工业原料和一种洁净的能源,它广泛应用于石油化工、电子、冶金等行业,随着经济发展,现代社会对氢气产量和纯度都提出越来越高的要求。如在石油化工行业所需氢气的纯度一般要大于99.9%,电子工业要求更高,氢气纯度甚至要求大于99.999%。全球每年生产氢气约0.41亿吨[1],其中80%的氢气通过水蒸气变换工艺生产,水蒸气反应制氢装置得到的典型产物分布为78%的H2、19.7%的CO2、0.3%的CH4和CO等,必须对其进行分离提纯才能得到高纯度的氢气。另外,许多工业驰放气中往往含有大量的氢气,从各种驰放气中回收氢气不仅可以增加经济效益,还可以减轻尾气排放或尾气直接燃烧引起的环境污染[2]。变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)技术因其具有适用气源广、产品纯度高、工艺简单、节能效果显著等特点得到越来越广泛的应用。
1 变压吸附制氢工艺原理
变压吸附制氢是基于氢气在固体吸附剂上的物理吸附平衡,它是以吸附剂在不同压力条件下对气体混合物中不同组分平衡吸附量的差异为基础,有选择性地在高压下对杂质气体进行吸附,低压下解吸杂质气体使吸附剂得到再生的循环过程。
变压吸附制氢工艺主要由三个步骤组成:高压吸附、低压解析、升压,如图1所示。首先,富氢混合气体在高压下自下而上进入吸附床层,CO2、CO、CH4等杂质被床层内被吸附剂吸附,而弱吸附组分氢气作为产品脱离床体。然后根据吸附组分的性能,采用逆向泄压,产品氢吹扫等方法使吸附剂获得再生,吸附剂再生完成后,吸附床再次升压至吸附压力,至止吸附床就完成了一个吸附和再生的循环过程。通常采用2个或更多的吸附床,使得吸附床交错处于吸附、再生周期循环过程之中,来维持一个连续的产品氢气流。
1高压吸附2低压解析3升压至吸附压力
2 变压吸附制氢工艺的改进
2.1 增加均压次数
在最初的二床流程中,一个吸附床吸附,另一床再生,每隔一定时间互相交替。吸附结束后床内死空间气体随降压而损失了,吸附压力越高损失就越大。为了回收和利用吸附结束时存留在吸附床内死空间的有用组分,美国联合碳化物公司率先引入均压步骤[3],在变压吸附工艺的吸附阶段,吸附床中气体杂质浓度峰面远未到达吸附床的出口端时,停止吸附步骤,然后将该吸附床与一个已完成解吸并等待升压的吸附床连通,此时需降压解吸的吸附床压力逐级下降,而需升压的吸附床的压力得到逐级升高,最终两床压力平衡(称为均压),这样既回收了吸附床死空间中的氢气又利用了其中的能量。
一般说来,增加均压次数,可回收更多的氢气,氢气的收率也就提高。目前,工业上已开发出了4~16床等多种多床工艺[4],二次均压时,H2回收率为70~75%,三次均压时,H2回收率为80~85%,四次均压时,H2回收率为85~90%。但由此我们也可以看出,随着均压次数的增加产品回收率提高的幅度越来越小,而且均压次数提高必须增加吸附塔,设备投资增加,同时均压次数受到循环步序周期时间的限制[5]。杨皓等[6,7]发明了一种利用空罐增加变压吸附工艺流程中均压次数的方法,他利用一个或多个空罐回收吸附塔降压过程流出的气体,分阶段回收流出气,并将空罐气体用于吸附塔升压或冲洗,由此协调吸附塔之间的配合。这些用作间接均压的空罐,可以将变压吸附每一个步序时间按照吸附剂特性需要独立地加长或缩短,均压次数的确定不再受到吸附塔数量的限制,其设计的四塔变压吸附流程均压次数可以达到7次,H2回收率达到98%。
2.2 真空解吸工艺
通常在PSA工艺中吸附剂床层压力即使降至常压,被吸附的杂质也不能完全解吸,这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”,将较难解吸的杂质冲洗下来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率;另一种是利用抽真空的办法进行再生,使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来,这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高。镇海炼化50 000 Nm3/h炼厂混合气PSA-H2装置及辽化40 000 Nm3/h炼厂混合气PSA-H2装置均成功采用真空解吸工艺[8],使氢气回收率提高到95%~97%的水平,比传统的顺放冲洗工艺提高了5~6个百分点。但其缺点是需要增加真空泵,能耗较高,且增大维修成本。一般而言,当原料气压力低、回收率要求高时才采用真空解吸工艺。
2.3 快速变压吸附工艺
快速变压吸附工艺是由Quest Air技术公司新开发的一种全新工艺,它与传统的变压吸附工艺有着相当大的差异,如表2所示。该工艺采用规整化结构的负载型吸附剂和多通道旋转阀[9],可使循环速度比常规PS A高出两个数量级,而且设备尺寸也大大减小,仅为原来的10%,设备投资成本可降低20~50%。该公司己开发了H-6200型快速变压吸附制氢装置[10],该设计可应用于炼油厂存在广范围污染物的含氢排气工况,也可适应较高的进气压力,能够满足炼油厂氢气回收的需要,其在克森美孚公司炼油厂内建设一套原型H-6200装置于2007年初投用。根据进气条件,设计处理能力为10 000~20 000 Nm3/h,进气含氢体积分数可在40~60%,产品氢浓度一般为90%,氢气回收率在71%~85%之间。H-6200装置设计处理能力可以高达100 000 Nm3/h,但是,由于时间和吸附剂动力学的限制,产品氢气纯度和回收率稍低。
3 联合工艺的开发应用
由于分离任务的多种多样以及原料气组成的千差万别,使得有时仅仅使用一种分离工艺不能充分利用已有资源甚至难以达到即定的分离目标,因此有必要将不同的分离工艺进行合理的结合,使它们扬长避短,从而有可能达到更好的分离效果。
3.1 膜分离+PSA
由于膜分离工艺的推动力是膜两侧之间的压力差,因此对于氢气含量低(20~40%),但压力较高的气源在通过膜分离之后,产品气的压力有所下降而且其中的氢气含量也被提高将此产品气送入到变压吸附装置中即可生产出高纯度的氢气,这样既可以实现高的氢气回收率又可以得到高纯氢气。上海焦化有限公司已经建立的120 Nm3/h燃料电池供氢装置就是利用将变压吸附技术和膜分离技术两种气体分离与净化技术相结合[11],这种联合工艺既发挥了膜分离技术的工艺简单,投资费用少的优点,又利用变压吸附制氢产品纯度高的长处,而且由于膜分离工艺除去了大量的杂质,减小了变压吸附工艺的负荷,从而可以降低变压吸附的投资。
3.2 深冷分离+PSA
深冷分离工艺所得产品氢的纯度低,但它对原料气中的氢气的含量要求不高而且氢气的回收率很高,而且可以将原料气分离成多股物流,因此对于那些含氢量很低的气源(5~20%),可以先用深冷分离工艺把原料气进行分离提纯,产品气中的含氢气流再用变压吸附工艺分离提纯,制得高纯度的氢气。由于含氢气流中的杂质较少,因此变压吸附的规模可以相应减小,节省设备投资。但是深冷分离工艺投资大,因此只有当贫氢气源量非常大而且有需要高纯氢时采用这种联合工艺才会产生较好的经济效益。
3.3 TSA+PSA
变温吸附(TSA)是利用气体组分在固体材料上吸附性能的差异以及吸附容量在不同温度下的变化实现分离,其尤其适合在常温状态下强吸附组分不能良好解吸的分离。中石油大连石化分公司装置富氢尾气中含有不少C5及C5以上的组分,单独使用PSA工艺会使吸附剂很快失活,为此采用TSA+PSA联合工艺,原料气先进入TSA单元,在常温下脱除原料气中C5及C5以上组分,同时利用加热的PSA解析气作为TSA单元的再生冲洗气,在该联合工艺中,TSA可以有效地脱除原料气中饱和水和C5等杂质,保证后续PSA塔吸附剂的寿命,并对原料气组分的变化起缓冲作用。该装置自投产6年多来,运行一直很稳定,吸附剂没有更换,对原料气适应能力强,H2回收率达到90.5%,产品H2浓度达到99.5%[12]。
另外,TSA单元还可以置于PSA单元之后,用于脱除PSA产品氢气中微量杂质如N2、Ar等,进一步纯化氢气。纯化后氢气纯度可达99.999%以上[13],高于电解氢气的纯度,可用于需高纯氢气的特殊场所。
4 结语
随着变压吸附制氢工艺的发展和联合工艺的开发,氢气的回收率和氢气纯度都得以提高,我们可以更好地发掘和利用氢气资源。但由于每种工艺都有其自身的特点,变压吸附工艺流程的选择必须根据实际需要和投资经济性来综合考虑。
摘要：作为近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术,变压吸附技术已经被广泛应用于制氢行业,简要概述了变压吸附制氢工艺的原理、流程,重点介绍了变压吸附制氢工艺革新进展以及联合工艺的应用。
关键词：变压吸附,制氢,联合工艺
波司登智能设备革新传统工艺 篇2
雪中飞制衣车间内，刚上岗一个月的员工小张有条不紊地将一块衣片摆放在模板上固定好，随后按下显示屏上的压框启动按钮，整个衣片便自动在缝纫机上驶过，进行自动绗缝。“使用智能化模板机，工人只需摆好衣片，机器便自动缝制，这样不仅可以提高效率，质量亦可标准化。”厂长赖和东谈及智能模板机，颇为自豪。
他向记者介绍，这是目前公司引进的智能模板机，原先做服装，新员工可能要花上数月学习，单一工序则可能花费一至两周，而采用智能模板机以软件支持智能化，员工只要掌握机器的操作方法和质量管控要求，通过1天的学习便可上岗作业。整个绗缝过程以模板为辅助工具，不受人工因素干扰，线迹针距均匀标准。在智能化模板机的操作过程中，员工还可实现一人多机，这样不仅节省了人工，还提升了生产效率，使员工拿到更多的工资。
对于当今服装企业普遍面临“招工难，工资高”的现状来说，工业化高效的生产流程成为企业重要的经济增长点。在这点上波司登又走在了行业前端。“未来三五年，做服装的熟练工会越来越少，我相信只要模板跟上，完全可以用智能模板机来操作，不会做的人也可以做高难度的工序。”赖和东说。
所谓模板研发一方面是模板研发制造，另一方面则是人机操作方法。然而许多智能模板机制造商都还不具备研发能力，制造商普遍认为开发模板成本高，稳定性低。而作为行业龙头企业的波司登未雨绸缪，在2010年就组建了自己的模板研发团队。这个团队研发了平面、移动、活动、立体等四大模板系列，并且拥有超强的发散性开发能力，往往一个模板刚研发好，不久就能开发出类似大同小异的模板。“假设要普及一间工厂变成600台全是自动化设备，其他企业不是硬件设备买不起，就是模板研发跟不上，做领子、上帽子，他们不能做的模板，我们能做。”赖和东自豪地说。
据介绍，目前车间内做自动模板设备的员工中，80%几乎都不是熟练工，但通过简单的培训即可做出熟练工一样的品质。作为劳动密集型行业，服装行业人工成本日益加剧，尽管智能模板机价格不菲，但相对日益上涨的人工成本，仍然具有较高性价比。
平面涡卷弹簧热处理工艺革新 篇3
1 平面涡卷弹簧分析
(1) 技术要求:该平面涡卷弹簧用于割草机启动弹簧, 厚度为0.8mm左右, 侧面直线度误差不超过0.4/100, 硬度为520~540HV。
(2) 材料:65Mn钢, 化学成份:碳c:0.62~0.70、锰mn:0.90~1.20、硫s:≤0.035、磷p:≤0.035、铬cr:≤0.25、镍ni:≤0.30、铜cu:≤0.25。
65Mn钢临界点:Ac1=726℃, Ar1=689℃, Ac3 (或Acm) =765℃, Ar3=741℃, Ms=270℃。
2 传统热处理工艺
(1) 淬火加热使用箱式电阻炉, 将材料放入铁箱内, 加热至温度为850℃左右, 保温时间为2~3h, 然后采用160℃硝盐分级淬火。
(2) 清洗材料将在硝盐分级淬火工件表面上的盐渣清洗干净。采用热水 (80~100℃) , 材料浸泡中清洗干净。
(3) 回火处理消除回火脆性, 进行二次回火。
第一次回火。加热至温度350℃左右, 保温3h, 出炉空冷至室温。
第二次回火。加热至温度580℃左右, 保温3h后空冷至室温。
采用传统热处理工艺存在热处理时间长, 耗能高、自动化程度低等缺点。
3 采用热处理新工艺
(1) 淬火加热。改善箱式电阻炉的缺陷, 改造成井式电阻炉, 井式电阻炉由三个炉箱组成, 每个炉箱都可以进行温控, 并将温度设定830±10℃左右, 原材料进入炉箱, 到出炉箱, 每级炉箱温度设定采用逐级加温。考虑经济性、自动化程度以及效率等因素, 采用流水线式热处理工艺, 原材料以2m/min的速度经过井式电阻炉, 然后采用油冷却方式, 以同样速度进行油冷。
(2) 回火处理。根据弹性元件的特性采用中温回火, 以达到具有高屈服强度、优良的弹性、良好的韧性, 以及具有高的弹性极限。防止回火脆性采用二次回火。
第一次回火。原材料以2m/min的速度经过温度至380℃左右的电阻回火炉, 出炉后空冷至室温。
第二次回火。原材料卷成盘形后放入电热恒温鼓风干燥箱, 加热温度至300℃, 保温一个小时, 然后空冷至室温。
4 65Mn经热处理后组织变化分析
4.1 淬火后金相组织变化分析
65Mn弹簧钢加热温度达Ac1时, 珠光体开始转变为奥氏体, 剩下的铁素体在温度继续升高至Ac3时, 逐渐转变为奥氏体。
从热处理实验数据证明, 保温时间短 (包含零保温) 的晶粒比保温时间长的小, 从力学性能来讲, 晶粒越小, 力学性能越好, 所以采取2m/min速度通过井式电阻炉不光提高了热处理效率, 同时确保良好的力学性能。对于65Mn钢经810~870℃热处理, 力学性能在810~850℃时随淬火温度升高而增加, 超过这个温度范围, 力学性能随温度升高而降低。因此, 淬火加热温度选择在830±10℃最为合适。
经油冷却后, 由于奥氏体晶粒中的碳原子分布不均匀, 不同地碳浓度微区的MS点不同, 低碳微区MS点较高, 冷却过程中首先形成马氏体, 高碳微区MS点较低, 后生成马氏体, 马氏体呈现被细化, 同时也提高了钢的强度。
4.2 回火后回火金相组织分析
第一次回火。65Mn钢在淬火后, 生成马氏体, 在380℃左右回火时, 随着温度的升高, 过饱和的碳原子继续不断地析出。析出的碳原子随即同铁原子化合成细小颗粒的碳化物。原马氏体组织中的碳浓度已大大下降, 成为铁素体组织。其结果形成了一种由极为细小的颗粒状渗碳体分布铁素体基体上的机械混合物——回火托氏体。回火托氏体具有高的弹性极限。
第二次回火。使65Mn钢金相组织为均匀的回火托氏体, 同时消除应力。
5 总结
通过热处理技术改进, 将原有的各个热处理环节进行了串连, 组成了热处理流水线, 而且通过调整热处理工艺, 缩减热处理时间, 从而提高了生产效率, 同时, 经热处理后材料力学性能也有了一定程度提升。
摘要：通过对平面涡卷弹簧热处理工艺的研究与分析, 在生产实践中不断探索与总结, 解决热处理工艺回火脆性的缺陷, 提高热处理效率和材料性能。
关键词：涡卷弹簧,热处理,工艺革新
参考文献
[1]许天已.热处理实用技术问答[M].北京:化学工业出版社, 2012:171-186.
工艺革新 篇4
而在实际生活中, 与砖混结构相比, 木结构建筑则给人不安全的感觉:蚁虫侵害、不牢固、易发火灾、容易受潮腐烂等, 所以人们在观念上更容易接受砖混结构的建筑。事实真的如此吗?为什么木结构的建筑在地震中留存了下来?记者就此展开调查。
从统治地位到“非主流”
我国木结构建筑历史辉煌悠久, 木结构在中国古代一直占统治地位。“土木就是建筑的代名词, 故宫这样的大型建筑主要结构都是木材, 砖瓦只是配件。”有专家这样说道。
然而, 又是什么原因导致了现在木结构并不被看好的局面呢?据了解, 我国因大炼钢铁等特殊时期的政策性因素导致木材资源一度紧缺, 所以采取了以钢代木、以塑代木的方针。大多数民用建筑和部分工业建筑都采用了砖木结构形式。据1958年统计, 这类房屋占总建筑的比例约为46%。20世纪五六十年代所建的这类木屋, 有的至今还在使用。在这一时期, 木结构虽基本上被限制在应用范围内, 但仍处于兴旺时期, 木结构仍可与混凝土结构、砌体结构和钢结构并称四大结构, 在国民经济建设中发挥着里安作用。
而随着水泥和钢筋混凝土的应用, 砖混结构建筑迅速兴起, 砖混结构给人的感觉牢固、建造维护成本低、耐久性好、实用, 砖混结构逐渐取代木结构成为现代建筑的主流建材。20世纪70年代后, 木结构在中国基本被停用, 木结构工作者纷纷转行, 高校木结构课程也逐渐停设, 中国木结构被迫处于停滞状态, 长达20余年之久。直到20世纪90年代末期, 以引进北美轻型木结构为标志, 木结构的研究与应用在我国逐步恢复。
但据专家介绍, 目前我国的建筑结构仍以砖混结构、钢筋混凝土结构以及钢结构等为主, 而木结构除了在一些低层住宅中有所应用外, 在其他类型建筑中的应用几乎是一片空白。
而实际上, 作为一种建筑材料, 木材的抗震性能明显优于其它材料, 木材轻质高强, 地面加速度在木建筑物上所产生的能量没有其他建筑物大。另一个优势是其柔韧优于其他材料, 可以吸收并消散能量, 对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力。
抗震性好
关于古代木结构建筑的抗震表现, 最突出的恐怕要算天津蓟县的独乐寺和山西应县木塔了。独乐寺位于盘山脚下, 始建于唐代, 寺内的观音阁和山门重建于辽代。自重建千余年来, 独乐寺曾经历了28次地震, 其中清康熙十八年三河、平谷发生8级以上强震, “蓟县城官廨民舍无一幸存, 观音阁独不圮”。1976年, 唐山大地震, 蓟县城内也有不少房屋倒塌, 观音阁及山门的木柱略有摇摆, 观音像胸部的铁条被拉断, 但整个大木构架安然无恙。
今年3月30日, 贵州省剑河县发生5.5级地震, 这是新中国成立以来, 发生在贵州境内的最大震级地震。地震造成3100间房屋轻微受损, 4人受伤。贵州省地震局局长王尚彦介绍, 地震造成的伤亡不大, 与当地木结构建筑具有抗震性密不可分。
为什么木结构抗震性好?专家解释, 典型的木结构建筑有面板和饰面装订在大量的搁栅, 墙骨柱上。从而为地震力提供了附加的传力路径。一次一旦一个连接点超载, 其他超载部分都可由相邻的连接点分担。而且, 木材具有较高的强度重量比, 因而木结构建筑比其他类型的建筑结构重量轻, 这是在地震中的一大优势。现代木结构建筑采用钉接节点, 当突发的荷载产生或地震降临时, 其结构体系就有很好的柔性, 因此能够在地震中吸收和消散能量。
另外木结构建筑在发生地震时能够有效的降低人员伤亡, 便于住在里面的人员逃生, 其重量轻的特性也利于后续的救援工作开展。许多因素使木框架结构的建筑性能在地震破坏力表现良好, 这也使得这种建筑甚至能够抗击由飓风, 龙卷风和台风产生的侧面荷载。
据记者了解, 近年, 由于国家倡导和支持开发健康环保、节能生态建筑住宅, 使其在上海、北京、广州、南京、香港等大中城市悄然兴起木结构住宅热, 木结构建筑得到了前所未有的青睐, 但其推广仍然受到阻碍。
观念存误区
“从现实情况看, 木结构建筑在我国的接受程度还很低, 木结构产品真正进入市场并受消费者欢迎尚需时日。人们从追求高可积率的居所转变到健康环保的住宅需要一个过程, 首批开发的木结构房屋的成功与否非常重要, 可直接影响到人们观念转变的快慢。”业内人士介绍, 现在所指的木结构房屋是将生态、环保、个性化、美学及现代技术与传统方法结合, 具有现代气息的多功能木结构建筑。
然而在大多数人的观念里, 木质依然不是理想的建筑材料。在众多木结构建筑的“问题”中, 最受关注的就是防火、防水、防潮问题。
中国现代木结构建筑技术产业联盟秘书长毛林海就表示, 尽管木结构建筑防火防潮技术在国外已经取得快速发展, 但在国内, 截至目前, 大众认识依然普遍存在误区, 直接影响了木结构建筑的市场应用和推广。
他讲道, 目前的木结构建筑推广主要有两种体系:轻型木结构和重型木结构。轻型木结构的防火方式是靠石膏板, 在装修时要在建筑里装一层石膏板, 进行有效隔热, 并起到防火作用。重型木结构的防火功能主要是靠木材大尺寸的截面来实现, 大截面木材遇火时, 其强度保持时间比金属要长。在火势凶猛的情况下, 木材通常会以每分钟0.64毫米的速度碳化。碳化层将木材与外界隔离的同时, 也提高了木材可承受的温度。因此, 木结构在遭遇火灾时往往比钢构件更安全。
而在防水防潮方面, 对于现代木结构建筑来说, 在建筑墙体上加上单向呼吸纸, 里面的水汽可以释放出来, 而外面的水汽进不去。在墙体之间还有一个空腔, 空气流通, 就可以保持木材的干燥, 不易变形。
资源受限
但木结构要进一步的普及, 还面临着因土地和森林资源紧张所带来的根本性制约。
据了解, 由于国家实施禁伐政策, 而木结构建筑需要大量木材, 这一突出矛盾直接影响了市场拓展。且因森林资源匮乏而限制使用木材只能作为一定时期缓解供需矛盾的权宜之计, 不能根本解决木材紧缺问题。
但也有专家提出, 我国有4000多万公顷的人工林资源, 总量居世界第一。合理开发利用我国的林木资源, 利用人工树种研发现代工程木产品, 并基于这些产品研发木结构体系, 是我国木结构发展的另一条途径。针对木材资源不足的特点, 像20世纪五六十年代的砖木混合结构那样, 研发木-混凝土结构, 将轻型木结构和轻型钢结构相结合, 研发轻型钢木结构, 利用间伐小径材研发小径木轻型木结构等, 都不失为结合国情, 发展我国木结构的途径。
“我国有近400万公顷的竹林资源, 总量也居世界第一位。我国劳动人民也有利用竹材建造房屋的悠久历史。我国学者已研发了轻型竹结构和竹木复合材, 倘若能实现胶合竹等竹材产品和竹木复合材产品的标准化、工业化生产确定这类产品的强度设计指标和完善其结构设计计算理论和方法, 竹结构和竹木结构在我国将大有可为。”一位多年研究木结构的学者表示。
技术攻克
记者了解到, 除了资源问题, 木结构设计方面的专业人才与技术也是接下来需要攻克的难题。目前的状况是一些企业没有专业设计人员, 完全照搬国外的建造体系, 受制于人。有时仅有效果图, 靠施工人员凭经验折腾, 这种做法会给建筑留下很多隐患, 也扰乱木结构建筑市场。另外, 由于国内缺乏大型构件的生产、成型技术, 或缺乏技术标准, 在公共建筑中使用木结构严重受阻。
谈及木结构建筑在普通住宅市场的前景, 曾投资建设木结构建筑的某公司董事长林建春称, 最大的担忧是懂得传统木工手艺的木匠正在急剧减少。
“木工在几千年的木结构建造过程中积累了丰富的技艺, 在材料选用、构件加工制作、结构方式、节点及细部处理、施工安装等方面都自成体系, 这些独特的技艺往往以师徒间‘言传身教’的方式传承。社会发展至今, 在年龄45岁以下的人群中, 还有多少人能拿起斧头干活?懂得传统木结构建筑的手艺人还有多少?长此以往, 传统木结构营造技艺将面临着失传的危险。真是如此, 将成为华夏文明不可弥补的缺憾。”他说。
但值得肯定的是, 我国木结构类技术标准的体系已基本形成。国际标准化组织木结构技术委员会共发布了27项结构用木材领域的国际标准, 产品覆盖了锯材、胶合木、结构用人造板等。近年来, 住房城乡建设部也先后制订和完善了《木结构设计规范》、《木结构试验方法标准》等一系列与木结构建筑、木材产品相关的标准规范, 已逐渐形成较完整的技术标准体系。
专家表示, 接下来还应明确各规范的分工, 加强各规范间的联系和协作。例如现行木结构设计规范中关于原木、方木、规格材的定级标准、树种识别, 甚至层板胶合木的组还规定等, 宜由相应的木产品标准提出, 并与我国国情相结合, 使技术标准切实执行。
另外, 仍需要完善设计计算理论。我国现有木结构计算设计理论基本以前苏联计算理论为基础, 适用于工地现场制作木构件 (主要是木桁架) 所建的木结构。现代木产品的应用和研发, 理所当然地需要更新现有理论和方法, 发展我国木结构设计计算理论。
造价要更亲民
还有人反映, 木结构建筑造价不菲也是其难发展的原因之一。目前我国木结构建筑多以别墅为主, 造价本来也高于日常商住用楼。
据业内人士介绍, 我国目前木结构房屋的成本是以国外经销商提供的数据作参考, 不同地区、不同质量的房屋造价也有所不同。在加拿大, 3~4个工人十多天就能建好一幢有三个卧室、带地下室的两层木结构小楼, 其售价100多万元人民币 (约为2 0万加元) 。然而据专家估算, 我国若用进口材料建造木结构房屋, 其成本约4000~4500元/m (不包括土地价格) 。
“考虑到我国人多地少, 尤其在大城市, 对建造成本影响很大。而木结构房屋市场开发的重点就是这些大城市, 因此, 开发的策略应是将木结构房屋建在大城市的周边地区, 销售对象首先面向中高收入阶层, 然后逐渐推广。也可在发达的海滨旅游城市和风景区建设2~3层的木结构别墅, 发挥其与自然和谐的优势。”某一木结构建筑开发商称。
工艺革新 篇5
1 油气田储运工艺的概述
1.1背景
随着人类在对自然环境的不断探索, 油气储运工艺应运而生。在16世纪的美国, 用铺设在地面的金属管道作为基础, 进行原油和天然气输送。社会在慢慢发展, 技术也被相关技术人员完善。就在上个世纪60年代, 该技术得到了极大
发展, 短距离, 长距离, 甚至横跨一个国家的特点慢慢呈现, 用来输送油气的管道长度不断增加也充分体现了这一点[1]。
1.2内容
石油和天然气的管道运输、油气田集中输送、施工设施安全维护, 是该工艺的三大类。石油和天然气长距离通过管道运输是该工艺的内容, 分为储存和运输两部分。石油天然气田集中输送则是提升开发效力的关键点也相当于研究的重点。而设施的施工与安全的维护, 主要是针对管道, 线路, 设备等优化, 以保证储藏运输顺利进行下去。
1.3现状
对于中国来说, 虽然与世界发达国家水平仍有一定差距, 然而也在不断的进步过程中发现了有效的工艺技术并取得重大发现。例如, 西气东输, 运用对应的储藏运输管线将新疆等地的天然气运到三角洲等地区, 4千千米的超长距离, 有力的促进了中国经济的腾飞, 也是中国石油天然气储藏运输技术进步的最佳体现。
2 油气储运技术的革新
石油天然气存储运输工艺分为石油天然气的存储和运输, 其革新也在以下两方面体现:
2.1油气存储革新技术
虽然中国的资源存储量比较多, 但是基于中国巨大的人口数量, 对于能源需求依旧巨大, 极度依靠能源进口。因此中国需要建设完善的石油天然气储存库, 完成中国现在以及将来一段时间保证完善石油天然气储备的目的。[2]因此, 相关技术人员研究的重点和关键就成了油气存储技术的改进和创新。
我国的技术革新体现在原油的流变性测量技术, 是通过物理和化学方法对原油进行改变性质, 改变低温状态下的原油流动性以便于储存输送。我国已经初步确定了评价体系并且在流失点, 凝点, 反常点等方面也在继续探讨。因为含蜡原油有在低温下呈现为极为复杂的流体的特性, 所以想对流动过程进行模拟十分困难, 因此建立了模型, 完美的解决了这一问题。为了带动管内原油的运动, 应用在管中加人铁制驱动塞的方法, 将管道连接成一个园, 通过管外磁场力, 将无穷范围内管中流体的流动状况变成了可能, 现实运用中, 采纳非接触的方法防止出现流体频繁过泵的情况, 确保测量的精确和合理。
2.2油气运输革新技术
2.2.1原油运输
在输送中会遇到输送途中资源损耗大和低温环境下经常出现原油凝固堵住管道的问题。第一, 采纳低输量输送方法来减少运输过程能源消耗。第二, 采用混合输送技术和増输改造技术处理管道堵塞问题。低输量输送技术可以改变管道的运输量, 从而节能降耗。混合输送技术运用降低原油凝点来防止原油因为温度过低导致凝固。增输改造技术是改变管道内部降低管道最小输送量, 延长停输时长, 解决原油存量的问题。以上技术可以保证原油输送的安全稳定。
2.2.2天然气运输
天然气有着特殊的特性, 因此线路输送成为了天然气远距离输送的最佳方式, 而管道输送技术也因此成为了重中之重。这就需要对其不停的改造创新, 以便于提升输送水平, 确保无问题进行[3]。天然气管道输送方法应用在以下几个方面:
第一, 干燥技术:为了避免对天然气运输造成影响必须保证管道的干燥性才能对其投入使用。目前相比于干燥剂法更为高效的两种方法是干空气干燥法和真空干燥法。这两种方法既不会在管道中出现遗留物, 也可以保正线路中没有余下水分。
第二, 减阻技术:采用铺设涂层的方法减少输送过程中的阻力, 同时也可以形成内部保护膜, 提高运输效率的同时也可以防止天然气腐蚀管道。
第三, 试压技术:为了避免受力太大对管线形成破损输送前必须进行试压。通过严密性试压和强度施压检测管道密封性和强度, 从而保证安全稳定的输送。
3 结语
总之, 在科学经济持续前进进步的浪潮下, 能源的需要量与日俱增, 其中石油天然气这两种不可在生资源资源尤为重要, 石油天然气储藏运输运技术的重要性必须得到重视。加强对油气储运技术的研发和创新, 已经是技术发展的必然, 也是油气产业的需要, 为了满足社会的需要, 必然要进一步提高运输效率。。
参考文献
[1]文祖瑜, 韩丙生, 赵星淋.油气田地面建设中储运工艺的革新技术解析[J].中国石油和化工标准与质量, 2014, 05 (11) :63.
[2]邹才能, 杨智, 朱如凯, 等.中国非常规油气勘探开发与理论技术进展[J].地质学报, 2015, 06 (06) :979-1007.
工艺革新 篇6
1998年, 大庆采油八厂芳17区块进行单井电热管集油试验, 电加热管第一次在油田集输工艺上使用, 经过10余年的发展, 技术日趋成熟, 电加热管已大面积应用于油田油、气集输工艺中。特别在外围低渗透油田, 采用电加热管实现油、气集输工艺, 具有显著的技术优势。
1.1 是节省管材、降低工程费用
电热集输工艺为单管流程, 比双管掺水流程减少一条管道, 工程投资大幅降低;由于电热集输不需要掺水, 管输量减小, 集输管径也相应减小。
1.2 简化工艺、节省设备投资
电热集输工艺较掺水集输工艺相比, 可以取消加热炉、掺水泵等一系列附属设备, 简化了工艺流程, 节省设备投资。同时, 降低了油水分离器的处理量, 降低油气处理费。
1.3 单管流程、降低运行费用
电热集油集气是单管集输流程, 其散热面积低于双管掺水流程的一半, 其热损失远低于双管掺水流程。另外, 由于电热管为全面积加热, 管壁温度均匀且稳定, 管壁不易结蜡, 管道摩阻很小, 采取低温集输, 管道热量损耗又进一步降低。
2 目前使用的电热集油工艺简介
目前运行的电加热管集输系统主要由井口加热器、电热保温管道、温控装置、在线自动监测系统以及电缆接头共五部分构成。井口加热器为井口原油提供初始输送温度, 电热保温管道保证原油输送过程中的恒定温度, 温控装置为电热保温管道提供温度监测和控制, 在线自动监测系统通过无线网络对整套电热集油集气系统进行监测、数据采集及数据上传, 电缆接头为电热保温管道之间连通电源。
2.1 电加热保温管道
电热保温管道集伴热、保温、防腐、解堵四项功能为一体, 在工厂预制成型, 每根管道为一个独立密封保温的加热单元。
电热保温管道由输油钢管、加热层和保温层三部分组成。输油钢管用于输送原油, 沿管线外壁纵向敷设碳纤维电热线作为电热元件, 碳纤维电热线与钢管外壁之间放置导热膜、碳纤维电热线外层逐层包裹聚氨脂泡沫保温层和聚乙烯黄夹克。
2.2 温控装置
温控装置对保温管道进行可调式自动温度控制, 加热温度设定后, 温控装置根据测温探头采集的管道外壁的温度, 采用控制碳纤维线电路的通断来控制系统的运行温度。
2.3 在线自动监测系统
在线自动监测系统是电热集油集气系统的神经中枢, 通过无线网络将所有电热保温管的运行状态, 快速准确地反映到系统的服务器上。用户根据系统提供的信息, 判断出集输管道的故障并找到故障点, 可在造成系统憋压前处理故障, 做到过程控制, 避免发生超压漏油事故。Á
系统由PC软件、集中控制器、采集终端三部分组成。PC软件采用B/S结构, SQL数据库, 用户只要在能上网地方, 就能通过浏览器查看输油管道的运行状态。集中控制器采用32位处理器, 收集采集终端的状态信息, 通过GPRS/CDMA将输油管道的状态上传到PC机端系统软件。采集终端通过电流传感器确定电加热输油管道运行状态, 然后通过电力线载波将状态上报到集中控制器。
2.4 电缆接头
电缆接头是电热保温管道之间连通电源的必要连接件。目前, 接头采用现场施工。
3 目前电热集油工艺的控制系统存在的问题
碳纤维电源接线方法不可靠;整条管线只有一个温控点, 出现故障后, 会造成整条管线过热损坏;温度控制过于粗放, 浪费电能;无法统计真实耗电量, 对实际能耗无法掌握;对检测终端的定位采用测量长度的方法, 不够准确;加热器效率低, 故障率高, 维护不方便。
4 对电热集油工艺的控制系统技术革新
电热集油工艺自使用以来, 在外围低产区块, 由于它的技术优势有着广泛的使用, 但控制系统仍不够完善, 笔者根据现场的实际情况, 对电热集油工艺的控制技术提出新的设计思路, 进行技术上的升级改进。
4.1
设计一体化采集终端, 替代现在使用的圆柱型终端盒连接附件, 这样设计一体化程度高, 密封性能好。电源线接头部分彻底打破以前铜管压接的方法, 直接把接头全部放入接线盒内, 采用V型接线槽, 用铜螺丝压紧, 现场施工方便, 只需要一把螺丝刀就可以完成安装。
4.2
维且保证接触良好。碳纤维加热线是由多束碳纤维组成, 而且单股碳纤维比较脆, 如果直接放入V型槽内用螺丝压紧, 会损伤碳纤维丝, 采用软铜管箍紧碳纤维, 在放入V型槽内用螺丝压紧, 保证不损伤碳纤维, 而且接触牢固可靠。
4.3
控制箱体采用隔爆级别设计, 增加电能表, 能准确计量耗电量, 对电热管的实际功耗进行考核, 方便实现对作业区的能耗指标考核。
采用一体化采集终端及增加电能表的控制箱, 可实现以下功能:
采集单根管道的电压、电流、功耗、温度;多点测温:每个采集终端都安装温度传感器, 可对管壁温度进行实时测量, 达到±0.5℃;智能设定:可以通过服务器对管道各个节点的温度统一设定, 快捷, 方便;单根控制:可对单节管道启停控制, 实现精细化控制管理, 温度波动小, 避免整条管线启停, 电量冲击大, 影响器件使用寿命;省电模式:可以设置为隔断加热, 例如:有20节管道, 可以设第一节加热, 第二节停止, 第三节加热, 第四节停止, 以此类推, 夏季使用此模式可节约用电量, 延长电热管使用寿命;取消井口加热器, 井口使用85℃自限温电热带加热, 三根并绕, 每根做到500瓦, 这样不但可也节约基建投资, 而且维护方便。
总结
通过对电热集油工艺的控制技术的改进, 能降低电热管的故障率, 便于生产管理, 实现精细化管理, 对节能降耗产生积极的作用。
参考文献
[1]王忠良.电热管集油工艺及其应用效果[J].油气田地面工程, 2009, 28 (9) , 42～43.
工艺革新 篇7
1 油气田储运工艺概述
1.1 背景
油气储运工艺, 最早产生于16世纪的美国, 主要是利用敷设在地面上金属管道, 实现油气资源的运输。在不断的发展过程中, 油气储运技术也变得日益健全和完善。到上世纪六十年代, 油气储运技术在全球范围内得到了飞速发展, 逐渐呈现出地区性、全国性甚至跨国性的特点, 油气管道的长度也在不断增加。
1.2 内容
油气储运的内容多方面的, 主要可以分为三大类, 即油气长距离管道运输、油气田集输以及油气储运设施的施工与安全维护。油气长距离管道运输, 是油气储运工艺的关键内容, 可以细分为油气的储存和运输两个部分。对我国而言, 在这一方面始终处于国际领先地位, 西气东输工程正是对这一内容的直接体现。油气田集输工艺则是提升油气田开采效率的关键, 同时也是油气储运工艺研究的重点, 主要是针对油气集输管网的优化和改造。而油气储运设施的施工与安全维护, 主要是针对使用中的油气储运管线、设备等进行优化, 以保证油气储运的顺利进行。
1.3 现状
对于我国而言, 虽然与世界发达国家相比, 油气储运工艺在应用方面仍存在着不少的缺点和不足, 但是也在不断的发展过程中, 形成了有效的工艺技术, 并取得了巨大的成就。例如, 西气东输工程, 通过相应的油气储运管线, 将新疆、青海等地生产的天然气运往长江三角洲地区, 整个工程全长超过4000km, 极大地促进了我国经济的发展, 也是我国油气储运工艺进步的直接体现。
2 油气储运工艺的革新技术
油气储运工艺可以分为油气的存储和运输两个方面, 其革新技术也在这两个方面体现出来。
2.1 油气存储革新技术
在当前全球性能源危机的影响下, 油气资源的储备直接关系着国家的能源安全, 也是国家长期发展的战略性问题。我国的油气储备虽然比较丰富, 但是在巨大的市场需求下, 对于石油资源进口的依赖性极高, 因此, 建设完善的石油存储库, 保证丰富的油气储备, 是我国现阶段以及未来一段时间内的能源战略目标。在这样的背景下, 对油气存储技术进行改进和创新, 成为相关技术人员研究的重点和关键。
就目前而言, 我国在油气存储方面取得了技术革新, 主要体现在原油流变性测量技术方面。新的输油工艺的开发, 主要是采用相应的物理和化学方法, 对原油进行改性, 从而改善原油在低温状态下的流变性, 为原油的运输和储存提供便利。在这一方面, 我国初步确定了对于原油流变性的评价体系, 并且在反常点、失流点和凝点等方面也在继续开展研究。对于原油流变性的测试方法, 主要是针对含蜡原油在低温的条件下, 呈现为极为复杂的流体的特点, 因此不能在对原油在管道中长时间的流动过程进行模拟。在这样的情况下, 在室内建立了相应的模型, 通过在管道中加入铁制驱动塞的方法, 将管道首位相连, 形成环形结构, 通过管外磁场力, 带动管道内原油的变动, 从而使得模拟无限距离内管道中流体的流动情况成为了可能。在实际应用中, 为了方式出现流体频繁过泵剪切的情况, 需要采用非接触的驱动方式, 以保证测量的准确性和合理性。
2.2 油气运输革新技术
油气运输技术主要包括原油的运输和天然气的运输, 需要进行分别分析。
2.2.1 原油运输
原油在管道运输的过程中, 通常会遇到两个方面的问题, 其一是运输过程对于能源的消耗较大, 其二是在寒冷环境下, 容易出现原油凝结堵塞管道的现象。针对这两个问题, 对原油管道运输技术进行了革新, 首先, 采用低输量输送技术, 通过改变管道的运输量, 来减少运输过程对于能源的消耗, 从而实现节能降耗的目的, 有效降低运输成本;其次, 采用混合输送技术和增输改造技术, 解决管道的凝管问题。增输改造技术, 主要是通过对管道的改造, 降低管道最小输送量, 延长管道停输时间, 从而缓解原油库存紧张的现象。混合输送技术, 主要是通过降低原油的凝点, 使得原油在低温环境下不容易出现凝结的现象, 以保证原油输送的安全稳定进行。
2.2.2 天然气运输
由于天然气自身的特性, 在长距离运输过程中, 管道运输可以说是唯一的形式, 这就需要对天然气管道运输技术进行不断改进, 提高运输的效率和质量, 保证管道运输的顺利进行。就目前而言, 天然气管道运输的技术创新主要体现在以下几个方面:
(1) 干燥技术:在管道投入使用前, 必须确保其干燥性, 以免对天然气的输送效率造成影响。当前常用的天然气管道干燥技术包括干空气干燥法和真空干燥法, 这两种方法都可以有效去除管道内富余的水分, 保证管道的干燥性, 同时也不会在管道中留下残留物, 相比于干燥剂法, 要更加高效。
(2) 减阻技术:减少天然气在输送过程中受到的阻力, 是提高天然气输送效率的有效手段。这里主要采用在管道内部铺设涂层的方法, 实现减阻目的, 不仅可以有效提高天然气管道运输的效率, 还可以在管道内部形成一层保护膜, 避免天然气对于管道的腐蚀。
(3) 试压技术:管道气体在输送前, 必须进行试压, 以免压力过大对管道造成损坏。施压主要分为严密性试压和强度施压两个方面, 对天然气管道的密封性和结构强度进行检验, 从而保证天然气管道运输的安全性和稳定性。
3 结语
总而言之, 在社会经济不断发展的推动下, 社会对于油气资源的需求也会日益增加, 油气储运技术也就显得尤为重要。对于相关技术人员而言, 加强对于油气储运技术的研究和创新, 不仅是社会发展的必然趋势, 也是油气产业发展的客观要求, 要在保证油气输送质量的前提下, 进一步提高运输效率, 以满足社会发展的要求。
参考文献
工艺革新 篇8
关键词：汽轮机后汽缸,加工工艺,形位公差
0 引言
后汽缸是抽汽式汽轮机的关键部位, 其加工质量好坏将直接影响到整个汽轮机的性能, 而保证汽轮机轴承档与发电机轴承档同轴是加工中的技术难题, 工艺人员和机床操作者一直在探索着合理的加工方案。
目前, 后汽缸大法兰面等尺寸的加工均由立车完成, 所加工的后汽缸如图1所示, 在装配过程中经常会出现汽轮机轴承档与发电机轴承档同轴度超差, 汽轮机后汽缸上下半轴向、径向错位, 垂直大法兰面与轴承档中心同轴度超差等问题。有时经过多次调整后仍不能满足要求, 需要将后缸拆下装配平台, 对轴承档进行返工处理, 同时根据返工尺寸对轴承进行照配处理。这样不仅影响产品加工精度, 而且给后序的各项工作带来不利影响, 延长了生产工期。
1 常规加工工艺方案
所需设备工装:镗床, 主轴直径准160以上;立车, 立车工作台直径5 m以上;芯座, 如图1所示。
1) 对后汽缸上下半中分面上的毛刺及杂物进行清理, 组合汽缸上下半、轴承盖, 水平中分面间隙按照技术要求检查, 合格后, 打入锥销, 装入螺栓, 用力矩扳手拧紧。
2) 首先将后汽缸吊上镗床, 以排气法兰面定位, 按水平中分面校正水平, 以中心线校正, 按圆线找工件中心 (X0, Y0) 。加工发电机轴承档、油封档内圆尺寸 , 此内圆尺寸就是芯座的配车尺寸, 操作者将加工尺寸填写到工艺尺寸记录卡上。
3) 将芯座 (图2所示) 吊上立车, 以立车回转中心为中心对芯座进行找正, 同轴度在0.03 mm以内。根据工艺尺寸记录表上的尺寸对芯座进行加工, 尺寸为 。
4) 将后汽缸吊上立车工作台, 以芯座为中心进行定位, 端面找平, 以水平中分面校正, 对工件进行装夹压紧。将水平中分面和垂直中分面的交线与轴心线的交点定为工件坐标原点。对垂直大法兰面及内圆、汽封槽等尺寸进行半精车、精车。
5) 在机床上, 由钳工拆解后汽缸上半, 对汽轮机轴承档、油封档内圆等尺寸进行半精车和精车, 车序完成。
6) 转至镗床, 校正水平中分面找平, 垂直中分面找正。以汽轮机轴承档内圆为中心找正。半精镗、精镗发电机轴承档、油封档内圆及端面各尺寸, 将汽缸剩余镗序内容加工完成。
对工艺分析得知, 汽轮机后气缸不适合工序分散加工。立车加工使工序过于分散, 多次装夹校正, 使各级误差进行积累, 使导致产品装配时产生错位。同时, 在加工后气缸垂直大法兰面时, 半精加工时产生的应力没有得到释放, 汽缸再次组合时, 就会产生轴向、径向的错位, 严重时错位量达到0.20 mm以上。加工汽轮机轴承档时, 汽轮机后汽缸上半拆下, 此时, 工件在工作台上旋转时产生很大的离心力, 重力分配前后有很大差异, 对工件的加工精度造成影响。
对以上情况进行综合分析后, 为了避免上述不利因素的影响, 建议用数控镗床对后汽缸进行加工。
2 改进后的镗床加工工艺方案
所需设备工装:数控镗床, 主轴直径φ160以上, 配有3.6×3.6数控旋转工作台。
1) 将后汽缸上下半、轴承盖组合。
2) 工件吊上数控旋转工作台, 以两侧机架面定位, 以水平中分面校平, 垂直法兰面校正。将水平中分面和垂直中分面的交线与轴心线的交点定为工件坐标原点 (X0, Y0) , 检查各级尺寸余量。
3) 对工件垂直大法兰面及内圆、汽封槽各尺寸进行半精加工, 半精加工完成后, 拆解后汽缸上半, 由于所加工面积和余量较多, 需要释放应力, 4 h之后对汽缸进行组合, 对以上尺寸进行精加工, 之后对垂直大法兰面上的螺栓孔进行钻攻加工。
4) 拆下后气缸上半, 对汽轮机轴承档、油封档内圆及端面进行粗精加工。
5) 旋转工作台180°, 以汽轮机轴承档内圆为坐标中心, 对发电机轴承档、油封档内圆及端面进行粗精加工。将气缸剩余镗序内容加工完成。
3 改进方案的优点
采用新方案可以避免上述质量问题的产生, 同时具有以下优点:1) 一次装夹完成所有工序的加工, 工序集中、基准统一, 保证了产品的加工精度;2) 垂直大法兰面圆周均布的螺纹孔与大法兰定位台阶为同一坐标中心, 在与中汽缸装配时, 保证了同轴度, 能较好地达到装配标准;3) 降低了机床操作者的劳动强度, 生产效率是常规方法的2倍;4) 汽轮机工作时, 后气缸以机架面进行定位并承受自身重力, 镗床加工时同样以机架面作为定位基准。重型产品的加工一定要考虑产品的装夹方式和定位基准面的选择, 对一些关键尺寸的加工, 要将工件处于工作状态, 并做负荷分配, 在如此状态下, 加工结果才是最佳的精度。
4 结语