液压系统节能技术

液压系统节能技术（精选12篇）

液压系统节能技术 篇1

0 引言

液压传动具备功率密度大、调速范围宽、易于实现自动化等优点得到广泛应用, 但却存在“跑冒漏渗”、能量损失大、传动效率低等弊端。资料显示通常液压系统的工作效率只有70%左右, 大型工程机械中系统的燃油效率更是低于20%, 其中液压系统效率只有30%左右。在环境污染和能源短缺问题日益严重的背景下, 节能减排的问题引起人们越来越来的关注, 研究液压系统节能技术具有重要意义。

液压系统常见的能量损失形式主要包括溢流损失、节流损失、沿程损失、功率匹配损失及动势能能量损失等。其中沿程能量损失不可避免, 但可以通过优化管路布置选择高性能材料液压油管等方式减少损失值。其他几种能量损失形式都可以采用后续节能技术避免或有效减少, 从而实现高效、节能。液压系统多为复杂的机电液一体化系统, 液压节能技术发展受控制技术、电子技术、信息技术、计算机技术、新材料、新工艺等技术发展的影响, 需要系统地综合分析。传统的液压节能技术已经不断走向成熟, 本文简要介绍了复杂液压系统相关的变频调速技术、能量回收技术、混合动力技术在液压节能方面的应用。

1 液压系统节能技术

1.1 变频调速技术

溢流、节流损失是液压系统能量损失的重要组成部分, 在一些液压机械设备中, 系统压力、流量与负载特性不能自适应, 存在液压系统流量不匹配问题, 造成系统溢流损失增大, 系统运行效率底。传统的做法是用采用容积调速形式, 即用变量泵代替定量泵, 这种做法减少了溢流损失, 无节流损失, 具有一定节能效果, 但变量泵相对定量泵结构复杂、高成本、抗污染能力差, 而且只在工况与变量泵的特性曲线接近时节能效果才相对好, 因此, 部分设备为了保证性能、提高效率采用采用容积节流调速方式, 即变量泵、定量泵双泵供油的方式, 节能效果也不理想。

随着变频调速技术的不断发展, 采用变频电机驱动定量泵的液压系统设计方式应用越来越广泛, 如文献[1]采用变频调速设计方式, 实现了砌块成型机液压系统节能设计。采用变频调速技术实现节能设计的基本原理是, 液压系统的流量q与电机转速n、泵的排量V及容积效率 ηV成正比, 即q=n VηV/1000。采用变频电机与定量泵相结合的设计, 通过改变电机转速n实现流量控制。电机转速n=60f (1-s) /p, 其中:f为输入频率, s为转差率, p为磁极对数, 可见通过调节频率f调节电机转速, 实现系统流量与工况的适应匹配, 能够有效改善系统性能, 节能效果明显。

1.2 能量回收技术

液压系统回程时高压腔能量及执行机构动势能回收技术是实现液压系统节能的有效途径之一, 该技术以广泛应用于城市交通车辆、液压起重机等设备, 对工况复杂的工程机械设备效果更加显著。能量回收通常分为无储能装置和有储能装置两种类型, 无储能装置的回收主要应用于固定工况, 应用有局限性。有储能装置回收技术主要包括机械式、液压回收式、电气回收式[2]。机械式是将回收的能量转换为飞轮的动能, 并在需要的时候释放, 起辅助供油的作用, 在液压系统中已有应用, 但可控性能不理想。液压回收式主要是利用蓄能器实现系统压力和势能的回收, 该技术相对成熟, 更加适应作业工况多变的场合。如在工程机械领域山东重建GC228LC-8 型混合动力挖掘机, 应用蓄能器实现了挖掘机动臂势能和回转制动能量回收, 较传统方式整机节能10%~15%。美国卡特彼勒利用蓄能器回收了液压制动器大腔压力能及泵的冗余功率, 节能效果良好。国内高校也在积极研究液压能量回收技术, 如浙江大学、中南大学、吉林大学的学者们研究了液压挖掘机动臂能量回收相关课题, 已取得较好的成绩。电气回收式是指将要回收的能量转化成电能储存或直接输出, 这种形式节能效果好、可控性好, 但针对液压系统成本较高, 因此, 多在大功率设备中应用, 油电混合动力技术是较为有效的方式。

1.3 混合动力技术

混合动力即由两种及以上动力源共同提供动力的系统, 混合动力能够有效发挥各动力源自身优势, 以提高系统整体效率。混合动力技术产生于19 世纪末20 世纪初, 日本及欧洲工业发达国家混合动力技术研究起步较早, 国内也相续开展, 并取得了一定研究成果。国外新技术和新成果不断涌现, 从结构设计到控制策略已不断走向成熟, 该技术在汽车领域已经得到广泛应用, 近年工程机械领域的应用也再不断走向成熟, 前景可观。

按动力源组成不同, 混合动力可分为油电混合、油液混合及油气混合等多种形式, 在工程机械领域内由发动机和电动/发电机组成的油电混合应用最为广泛, 油电混合动力其节能主要体现在两方面, 一方面可以降低发动机装机功率, 并使发动机工作在高效工作区, 改善发动机燃油性能实现节能, 另一方面系统通过电动发电机能够有效回收系统执行机构的动、势能, 并将其储存在超级电容或蓄电池内实现节能。混合动力技术作为节能减排的有效手段之一得到不断发展, 被认为是最有发展前景的节能新技术。

2 结论

液压系统应用广泛, 研究液压节能技术对实现节能减排、提高效率具有重要意义。典型液压设备多具有机电液一体特性, 液压节能技术的受到机电相关技术发展的影响, 需要综合系统的考虑。传统的液压节能技术已经不断走向成熟, 本文简要介绍了复杂液压系统相关的变频调速技术、能量回收技术、混合动力技术在液压节能方面的应用, 为液压系统节能设计者提供了参考。

参考文献

[1]王永玲, 赵秋霞, 姚平喜.采用变频调速的砌块成型机液压系统节能分析[J].液压与气动, 2015 (3) :40-43.

[2]王滔.混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究[D].杭州:浙江大学, 2013.

液压系统节能技术 篇2

原油脱水、污水输送的各种动力机泵对原油集输以及处理系统而言是重要的电力耗费设施。原油、渗水、燃气加热炉成为了原油集输和处理系统的天然气重要耗费设备。所以必须使用良好的节能措施，以免产生能源耗费。

1原油集输系统的耗能

1.1机泵

在原油集输处理当中，最主要的用电负荷则为输水及输油泵，所以，想要节电，则需对其进行控制。当前，联合站生产选取的泵，大部分是离心泵，其耗电量和输送量、输送压降构成正比，与泵效构成反比。对离心泵效率构成影响的重要因素为：首先，由于扬程、吸程管道在配置方面不够合理，且管道的阻力较大，令离心泵在运转过程中，耗费较大的能量。其次，选取泵需偏离正常工况，构成较大的富余量，令水泵效率过低[1]。

1.2生产工艺

对于油田的低、中含水阶段的开发过程而言，大部分联合站通过两段脱水的方式进行。这一流程虽然对提升油气分离、脱水速度与效率十分有利，可是需耗费较多热能。在油田处于特高含水开发期之后，因为原油液量较大、含水量较大，如果依旧使用井场高含水原油进站后进行直接加热升温、沉降等方式，不只会令加热炉加大热负荷，还会有较大一部分热能耗费于污水加热升温之中，形成庞大不必要的能源耗费。所以，这一技术工艺已经无法良好的顺应当前油田高效生产模式的所需。

1.3加热炉

加热炉成为了油气集输工艺内无法或缺的专用设施。原油脱水以及外输、渗水、冬季取暖乃至管线伴热等流程都要通过加热炉提温加热，所以，其也变成了联合站最重要的耗气设备。加热炉的耗气量主要和被加热介质的量、加热前后的温差以及加热炉的效率相关[2]。原油脱水以及外输加热炉、采暖伴热炉中的加热介质乃至加热前后的温度是依照油井在产量方面、处理工艺方面乃至实际生产方面的所需进行判断，虽然其调整余地过小，可是透过具有针对性的技术改造来提升炉效以及灵活掌控运转时间，依旧具有良好的节能余地。

2主要的节能技术及措施

2.1选择高效的加热炉

影响加热炉效率的原因有很多，比如说加热炉的类型、燃烧器的类型、排烟的温度、空气的系数、炉体散热情况等。随着众多新技术的涌现，推出了各类全新产品，例如分体变相加热炉、真空加热炉等。就分体变相加热炉来讲，在热效率方面能够达到90%以上。在这一系统中水成为最重要的介质，在于外界处在隔离状态时，耗费程度最低，系统长时间透过无氧的`形式进行工作，方能延长其使用的时间。蒸气发生器和换热器透过重力可以让水在蒸发后回落，并再次进行蒸发。由于炉体的蒸汽较高，极大降低了换热器的体积，令运转时的动力情况适当减少，从而起到减少成本的目的。在运用真空加热炉时，经由真空状态将中间介质进行气化，并将热盘管内的水、油进行同时加热。

2.2降低热损失

为了达到减少原油损耗的目的，在散热过程中可以安装不同辅助设备，比如伴热盘管或伴热管线等。如此才能够令温度维持在适当范围中，并且还能够避免管线产生凝油的现象。在各种储油罐的输送设施乃至水罐收油罐线中，需要具备伴热流程。对联合站节能降耗而言，降低损失提升效率成为关键。应当将各种输油管线的保温工作做好，把散热量降至最低。并且，需降低排烟中加热炉的热损耗。排烟温度越高，排烟量则越大，损耗越多。并且，在加热炉处于运行状态时，空气过剩系数应当处于适宜的状态，一旦此系数过大，就会直接提高出口温度，从而降低加热的效率，造成严重的热损失。正确判断空气过剩系数，能够有效提升效率，燃料耗费明显下降。当负荷变化处于明显的状态时，将空气量以及工况进行迅速调节，以此减少排烟的损耗[3]。就未来工作方向而言，在持续开发油田的情况下，井口采出液在含水率方面不断提高，使得处理环节更加复杂，为油田集输系统在处理油水时造成阻碍，并且，在通过节能提升效率方面也更加艰难。由于油水比例不断变动，不能顺应目前的状况，设施老化，速度迟缓，无法匹配等等，令正常的生产工作受到严重的影响。而且在新研发的工艺甚至油藏的产生方面，造成了原本油水在性质方面产生严重的变化，令集输系统在分离脱水方面的难度系数不断加大。由于使用了较多化学制品、化学药剂，不仅令企业的生产成本随之加大，而且也为环境带来了恶劣的影响。

3结束语

综上所述，只有通过创建全新的原油集输地面工程，通过改造老站的工艺，加强全新、高效的化学剂研发，通过全新的节能设备，推广废物资源化的技术，不断加强生产运转在管理方面的能力，才能够为油田原油集输系统的节能技术获取较好的前景。

参考文献:

[1]谢飞，吴明，王丹，等.油田集输系统的节能途径[J].管道技术与设备，2010（1）：57-59.

[2]李建，梁婷，刘伟，等.老油田集输系统现状及改进策略[J].油气田地面工程，2010（1）：28-29.

油田集输系统节能技术分析 篇3

[关键词] 脱水；注水；污水处理；地面防腐

【中图分类号】 TE86 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）03-191-1

一、地面系统主要表露出来的问题

1.油气集输和处理系统负荷增大，现有的工艺流程复杂，系统能力不能满足开发后期的生产要求。各油田现有设备主要是针对开发中期的特点而设计配套的，进入开发后期后，采出液的乳化特性、介质特性都有较大变化，原油集输方式、设备结构不能适应这一变化的需要。

2.污水处理系统主要是处理量的增加和水质标准的提高，现有流程和设备落后，按常规的处理方式已不能满足生产要求。

3.进入开发后期，为了进一步提高采收率，各油田都在进行三次采油矿场试验，有的已进入工业性推广应用阶段，如大庆、大港、河南等油田。由于驱注液对原油乳化液特性有较大的影响，为地面处理工艺带来了新的课题。

4.注水系统由于注入量的增加，电力负荷急剧增长，注水井洗井次数增多，造成洗井能耗和污水处理系统的负担增大。

5.油田开发后期防腐问题日益突出。由于东部油田开发建设较早，地面工艺管线设备运行时间长，防腐措施破坏严重，经常性的管线穿孔、设备腐蚀已严重影响了油田的正常生产运行。

针对油田开发后期的生产特点，通过地面工艺的系统配套攻关，研制能耗低、效益高、投资省的工艺设备和合适的节能降耗工艺技术，使开发后期原油集输处理、污水处理，三次采油工艺、注水工艺及油田防腐工艺技术达到一个新水平。从而达到实现油田地面工艺在开发后期的技术改造投资省、效益高的目的。

二、地面系统问题的分析与解决

（一）污水处理工艺方面。国内外含油污水处理工艺是基本相同的，主要分为除油和过滤两级处理，处理污水进行回注。根据注水地层的地质特性，确定处理深度标准、选择净化工艺和设备。对渗透性好的地层，一般污水经除油和一段过滤后即进行回注；而对低渗透地层，则要进行二级或三级过滤。在设备方面，国外开发应用的设备有许多不同类型，其处理效率都较高，如使用较广泛的气浮选装置就有立式罐和卧式槽型，除油效率达98%以上。精细过滤设备对悬浮物的控制含量<1mg/l，颗粒直径<1μm。同时，开发了精细过滤器，PE、PEC微孔过滤器等，对2μm颗粒的控制能力在85～95%，基本满足了各种地层的注水水质要求。从初步应用来看，旋流分离器具有体积小，处理量大等特点，分离效率一般在50—80%，目前陆上部分油田已应用于污水处理中。

（二）注水工艺方面在注水工艺方面，我国注水流程一般采用二级流程。由于注水系统效率较低和采用了落后的固定洗井工艺，使得注水系统能耗较高。进入开发后期，由于注水量和洗井工作量的增加，注水系统用电将继续增长，如何采用新工艺、新技术，降低注水能耗和洗井费用将是新的研究课题。

（三）三次采油工艺方面三次采油工艺地面部分主要包括注入工艺和产出液的处理工艺。在注入工艺中，国内外主要考虑的是如何防止聚合物降解的问题，因此一般均采用除氧、杀菌、除铁后的清水作为混配介质，注入流程为单泵对单井。设计院研制出DJQ型聚合物驱低剪切流量控制器，使聚合物溶液的粘度保留率达到96%以上，实现了一泵对多站和一泵对多井的工艺流程，已得到较好的应用。随着三次采油大规模的实施，完全采用清水配注，将造成油田污水无法回注，采用单泵对单井流程由于工程投资高，给三次采油推广造成了困难。因此有必要开发污水混配和新的注入工艺研究，以期使三次采油技术得到较好的应用。

（四）防腐涂料主要有煤焦油、沥青、石蜡、预制薄膜和热敷涂层等五大类，据文献报道煤焦油层寿命可达50年以上。内防腐涂料主要有煤焦油环氧、催化环氧聚合物、纤维玻璃加强聚脂等。近年来又开发了高密度聚乙烯（HDPE）外涂料，其温度范围-45℃～80℃，在寒冷和沙漠地区寿命可达30年。 国内油田埋地管线普遍采用石油沥青涂层，一般50～80℃的油气水管线采用专用沥青，防腐等级分为普通绝缘、加强绝缘和特加强绝缘三级。近年来，各油田又根据需要相继开发了环氧粉未涂料，防水防腐型涂料等。相比之下，我国在防腐材料种类、施工技术、补口工艺方面与国外存在一定差距。油田开发后期，污水闭路循环，水质进一步恶化，我国东部油田大部分又建于二十世纪六、七十年代，针对这些地下地面设施面临着的重新防腐的问题，防腐技术的发展趋势将是系统防腐技术研究和新型防腐涂料的研制。

三、结束语

油田开发后期集输系统改造与节能降耗是一项系统工程，既要有针对性地解决关键问题，又要较全面地把握和研究各系统环节技术的特点和规律；既要积极借鉴国外的经验和技术，又要研发具有本国特色的拳头产品，如河南油田研发成功的移动洗井车（专利产品），在多个油田得到了较好的应用效果就是最好的例证。只有这样，才能较好地解决我国油田开发后期所面临的一系列难题，从而达到油田开发经济与效益俱佳。

参考文献：

[1]朱益飞.胜利油田油气集输系统现状及能耗控制对策[J].石油工业技术监督，2008，（01）.

[2]张奎文.原油集输及处理系统节能对策[J].油气田地面工程，2007，（08）.

[3]李建，梁婷，刘伟，吴艳.老油田集输系统现状及改进策略[J].油气田地面工程，2010，（01）.

水泥设备液压系统的节能技术 篇4

1 液压系统的基本节能途径

1.1 选用节能液压元件

液压元件的能耗表现在当液压元件工作时，会引起元件及其连接部位的泄漏、内摩擦及发热等。其中以液压泵、液压马达损失最大，其次是各种阀类，如溢流阀的溢流损失，以及设在液压缸或液压马达的回油路上的背压阀的压力损失等。因此，采用节能型液压元件是系统的重要节能手段。常用的节能液压元件有限压式变量泵、恒功率变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、电液伺服阀、集成阀、变截面液压缸等。下面介绍几种节能液压元件。

(1)负荷敏感式变量柱塞泵。负荷敏感式变量柱塞泵具有质量轻、变量特性优良、效率高和低脉动、低噪声等特点。该柱塞泵专门设计有一个外控负荷敏感口，用于采集负荷信号。只要用指定尺寸的管道将负荷信号引出，与泵的负荷敏感口直接相连，泵的排量就能随负载的变化自动进行调节。

(2)变截面液压缸。变截面液压缸内壁由两段不同直径的阶梯型圆柱面构成，阶梯以下为工作段，阶梯以上为空行程段，活塞在上段并不与缸壁接触。油缸上下两腔通过活塞与内壁的间隙相互连通，液压油可在缸体内部进行“体内循环”，只相当于一个柱塞缸。活塞杆的直径即柱塞的直径，活塞在下段与缸体内壁接触，成为活塞缸。由于“体内循环”效果，在实现相同的快速上下空行速度时，油缸的进油流量与排出流量将大幅下降。因此，油泵及电机的功率均可大幅度降低，从而有效地避免了选用大流量、大功率油泵带来的能量浪费。

(3)自保持型电磁阀。电磁阀是各类液压控制阀中使用最多的一种，其功耗不能忽视，减少电磁阀保持阀芯换向位置所需的合适电流是节能的重点。自保持型电磁阀就是只需瞬间通电即完成阀门开关动作，阀芯位置无需电来保持。其优点是节约能源，尤其是用电池作电源的场合，而且可不考虑温升，从而使线圈寿命延长，在高低温、防爆等场合有较高的安全性。

(4)插装式锥阀。插装式锥阀又叫二通插装阀或逻辑阀，它由控制盖板、插装主阀、插装块件和先导元件组成。其工作原理是控制盖板将锥阀组件封装在插装块体内，并且沟通先导阀与主阀，通过锥阀启闭对主油路通断起控制作用。插装阀配以先导控制后，可将每条流道上串联阀的个数减到最小，使大流量的主回路得到简化。锥阀式插装阀相比于同直径滑阀而言，开启度大、流动阻力小、密封性好，因此，压力损失和泄漏损失均较小，收到明显的节能效果。

1.2 提高液压泵的总效率

在不考虑压力损失的情况下，液压泵的总效率等于容积效率与机械效率之积。若要提高液压泵的总效率，必须提高其容积效率和机械效率，这不仅取决于液压泵的结构形式，而且与使用压力、液压泵转速及液体粘度等因素有关。提高液压泵的总效率的途径有：

(1)选择合理的液压泵形式。液压泵的形式和工作压力对总效率有较大的影响。由齿轮泵、柱塞泵的总效率和压力的关系可知，高压泵在低压区域内使用时，总效率是低的。而低压泵在高压区域内使用时，总效率也低。因此，必须根据负载压力情况适当选择泵的形式，使其能在较高的效率下工作。一般压力在2.5MPa以下时选用齿轮泵，压力在2.5～6.3MPa范围内选用叶片泵，压力在6.3MPa以上选用柱塞泵。

(2)选择合理的液压泵的转速。液压泵的转速对总效率有一定的影响。液压泵的转速提高，其流量成比例增加，相对泄漏量减小，容积效率提高，但由于转速提高，相对滑动表面摩擦增加，机械效率降低。液压泵转速不能太低，否则将造成吸油不利，而且由于滑动表面油膜不易形成，导致机械效率降低。因此，液压泵对提高效率而言存在一个最佳转速，一般在1000～1800r/min范围内。

(3)选用粘度合适的液压油。液压油的粘度对总效率也有一定的影响。液压油在使用过程中受搅拌和剪切作用。使用高粘度油可使泄漏减少，容积效率提高，但内摩擦阻力增大，管道压力损失增加，机械效率降低，并导致泵的自吸能力下降。使用低粘度油时，情况正相反。因此，选择适当的液压油粘度对提高效率非常必要。

1.3 提高液压阀的总效率

液压阀不属于能量转换元件，但所有阀类元件皆为流阻，导致一定的能量损耗。提高液压阀的总效率主要是提高其容积效率和压力效率。提高液压阀的总效率的途径有：

(1)提高液压阀的容积效率。主要是减小其泄漏量。而影响泄漏量的最重要因素是液压阀滑动表面间隙。减小间隙可以急剧地减小泄漏量，提高容积效率。但间隙过小将引起粘性摩擦阻力增大，因而间隙与泄漏量及粘性摩擦力之间存在着矛盾。为了降低系统能耗，必须找到功率损失最小的最佳间隙。

(2)提高液压阀的压力效率。主要是减少液体流经液压阀的压力损失。液压阀可以看作是局部阻力。通过液压阀产生的压力损失和流量的平方成正比。为减少压力损失，必须保证通过液压阀的流量不超过阀本身的额定流量，当实际流量小于液压阀的额定流量时，压力损失也随着减少。

1.4 减少液压管路压力损失

液压管路压力与管道直径和结构、液压油粘度、液体流速等有关。减少液压管路压力损失的途径有：

(1)减少液压管路中液体流速。液体流速降低管路压力损失随之减少，因此，为减少压力损失，必须对液体流速有一定的限制。一般吸油管流体流速应小于1～1.2m/s，压油管小于3～6m/s。压力高、管路短、粘度低时取大值，反之取小值。

(2)减少管路长度和局部阻力个数。管路越长、曲率越大，压力损失越大，应尽量减少不必要的弯曲，缩短管路长度，2个局部阻力要相距足够距离，一般距离应大于20d(d为管道直径)，避免互相干扰，增加压力损失。

(3)合理选择油管内径。合理设计油管结构，避免油管过流断面突然扩大或缩小现象而增加压力损失。

1.5 减少系统发热和泄漏

高温会在很大程度上缩短油液的使用寿命，增加油液的大量消耗，这本身也是一种能源消耗形式。减少系统发热，可以减少冷却设备投资，免去冷却需要的附加能量损失，更重要的是可以大大延长油液的使用寿命，保证元件和系统的可靠运行。因此，在提高液压系统工作压力的同时，还必须采用更低的工作温度。泄漏特别是外泄漏不仅浪费能源，而且对环境造成污染。防止泄漏需要不断改进密封材质，推广应用各种相容性好且抗磨的密封材料，采用无外泄漏密封结构和密封系统，可以把泄漏量控制在最低限度内。此外，对元件的加工、装配、保管各个环节都要加以重视，提高加工水平，以提高阀类元件通道内表面的光洁度和精度，在装配、保管过程中注意防尘、清洗去毛刺等，对精密零件还应注意包装、防碰、防潮，从而减少内摩擦、发热和内泄漏。

2 液压系统的调节控制节能

液压系统节能的目的是提高系统的能量利用率或提高系统的效率。根据液压系统的工作状态变化进行控制，调整液压泵的运行参数，使之与负载匹配，是提高系统的能量利用和降低无功损耗的重要途径，这就是液压系统的调节控制节能方法。液压节能调节控制系统很多，这些系统的共同特点是具有不同程度的自适应性质，它们利用自动调节理论进行必要的动态设计，稳定系统工作状态。下面介绍几种比较先进的调节控制系统。

2.1 压力匹配液压回路

压力匹配液压回路(又称压力适应回路)包括定量泵、定差溢流阀与节流阀(实为溢流节流阀)。与普通回路不同的是，此回路中溢流阀不仅用来将多余的油液排回油箱，而且作为节流阀的压力补偿阀，保证在负载变化时，节流阀进、出口压差为一常数。图1为一种使用比例方向阀的压力匹配回路。在此定差溢流阀实质为具有节流功能的比例方向阀的压力补偿阀，使比例方向阀进、出口压差为常数。该回路是液压系统基本调速回路之一，应用比较普及，其优点如下：

(1)可保证节流阀两端的压差基本不受负载变化的影响，系统有良好的速度稳定性。

(2)泵的工作压力能自动和负载压力相适应，并始终比负载压力大一恒定值，有效减小功率损失，提高效率。

(3)系统构成及控制简单，性能价格比高。但该系统由于溢流阀的存在，不可避免地存在着功率损失，不能最大限度地利用能量。

2.2 电液负载感应系统

负载感应就是将变化的负载压力反馈到压力补偿装置或液压泵的变量调节机构，使液压系统供压与负载压力相适应，以减少压力过剩。负载感应是接收或“感应”负载压力的一种方法以及将它反馈到控制系统，以控制负载回路的流量不会因为负载的变化而受影响。没有负载感应，流量就会随负载而变化，而其他控制压力系统虽消除了压力过剩，但不能消除流量过剩，多余的流量造成一定的能量损失。从控制方式上，负载感应控制系统一般可分为压力感应控制、流量感应控制及功率感应控制等3种方法。由于液压泵只需提供与执行元件负载相匹配的压力、流量或功率，液压系统中不产生过剩压力和过剩流量，或者相对于系统压力和流量来说很小，因而系统具有显著的节能效果。图2为由节流阀、变量泵和负载感应装置与泵的变量调节机构联系在一起容积调速系统，该装置使液压泵的压力、流量与负载压力、流量相适应，系统不会产生过剩压力和过剩流量，节能效果可达30%～40%。

由负载感应系统相应地出现了负载感应泵和负载感应阀等负载感应元件。这些负载感应元件在一些机械的液压系统中得到了广泛的应用。电液负载感应系统的另一个优点是可采用数字压力补偿，即将检测得到的供油压力和负载压力送入各联阀的流量控制器，经过数字运算处理，使阀芯朝着与阀进出口压差变化相反的方向移动某一适当数量，从而消除供油压力或负载压力变化可能引起的流量变化。

2.3 定量泵加变频调速电动机电液系统

在液压系统中，大多采用异步电动机驱动，异步电动机变频调速效率高、调速性能好，尤其在大功率间歇运动的调速系统中，其优越性更为显著。交流变频调速液压系统避免了节流损耗和溢流、泄荷损耗，另外，交流变频调速液压系统还大大提高了原动机—异步电动机的效率，并显著改善功率因数，是其他液压调速方式所无法比拟的。变频调速液压系统是利用变频器改变泵的转速，使泵的输出流量与系统所要求相适应。它可以使溢流损失降至最低，从而有效地节约了能源。变频液压调速系统的原理如图3所示，系统主要由变频调速电动机、定量泵及定量液压马达构成。高压安全阀防止系统过载，Tf给液压马达加载，光电编码器时刻检测液压马达转速并反馈给控制器，形成闭环实时控制系统。

3 结语

随着液压技术向高压、大流量方向的发展，提高系统效率、节能降耗是当前液压技术中面临的重要课题。提高液压装置的效率，要从使用高效率的液压元件、用高功能密集的集成化元件代替分离式的单功能元件，并对电机、泵、液压马达三者进行综合调节以提高电动机效率，合理设置和分配元件、管路，正确选择油液，并应用新技术、新材料和科学的生产管理方法，对系统进行合理调节和控制等方面着手。在系统控制方面，液压系统节能的有效方法是使泵输出的流量与系统所要求的流量相适应，尽量减少溢流损失。液压系统控制节能技术方法比较多，有各自的优缺点和存在一定的适应性，必须根据具体情况灵活应用，而研究和开发二次调节原理和定量泵加变频调速电机电液系统，并使之与微电子技术和计算机技术相结合，是未来提高水泥设备液压系统效率的发展方向。

摘要：介绍了水泥设备液压系统的节能技术与途径。它包括液压系统的基本节能途径和液压系统的调节控制节能技术。基本节能方法主要有元件的使用、提高系统的效率。在调节控制节能技术中,介绍了几种提高工作效率和节能的系统,分析并比较了它们的工作原理和节能效果。

关键词：液压系统,节能,途径,效率,控制

参考文献

[1]官忠范.液压传动系统(第3版)[M].北京:机械工业出版社,1997.

[2]章宏甲,黄谊.液压传动[M].北京:机械工业出版社,2001.

[3]张晓燕.液压系统的节能技术[J].煤矿机械,2003,41(5):33-34.

[4]刘国文,俞浙青.浅谈几种液压节能技术的原理及应用[J].液压气动与密封,2005,23(1):4-6.

[5]徐鹏,米伯林,李杞超.液压节能技术的应用与发展[J].农机化研究,2006,32(9):206-207.

液压系统节能技术 篇5

引言

在煤炭行业，带式输送机已经成为主要的生产运输设备。为了满足企业的生产需要和扩大规模等问题，带式输送机在驱动电机的选择上都会留有较大的冗余度。由于煤矿开采的不均衡性，输送机的运量不能保持稳定，导致带式输送机运量不足，经常处于“大马拉小车”的状态。带式输送机一般都是以固定速度运行，所以带式输送机驱动电机做功效率就会降低，耗费大量电能，增加企业的生产成本。降低带式输送机的生产电耗已经成为企业迫切需要解决的问题，引起了许多工程技术人员的关注。

本文根据煤矿企业煤炭生产的实际情况，探讨带式输送机电气节能的方法。通过对带式输送机煤流量的分析，结合变频器的起动曲线和功率平衡控制方法。论文重点在于通过对带式输送机煤流量的分析，研究了带速与运量的合理匹配对带式输送机的节能效果，根据不同的运量选择合理的带速，本文采用了视频控制变频调速技术的控制策略。最后用理论计算的方法验证了节能效果，带式输送机电气节能技术前景广阔。

1、现状分析

带式输送机是煤矿的主要运输设备，由于开采条件和生产环节的特殊性，无法保持带式输送机运煤量均匀，导致系统或单台带式输送机在负载较轻或无负载的状态下运行时间较长，不仅造成额定(或设定)转速下运行的电能浪费，而且也使带式输送机传动系统、转动部件、胶带形成无效磨损，同时缩短了设备使用寿命。

根据运输环节条件和运输量，虽定期进行了人工设定调速，但节能效果尚不明显。近年多家科研院所对带式输送机节能进行了大量的研究，利用给煤机定量、电子称称重、红外线等方式检测运输量，并通过变频设备控制带速实现节能， 但目前尚无有效、可靠的方案达到实时检测运输量变化、运输量分布，并利用变频设备真正实现智能调节带速的目的。另外，运输带式输送机的开启需要从末位皮带依次启动，当整个生产线的皮带整个启动完成时，需要很长一段时间，在启动的整个过程中，先启动的皮带一直处于空转状态中，并且各个皮带的启动都需要安排工作人员进行。这种启动方式因为皮带空转导致电能的浪费，同时加大了人力成本。

我经过长期的工程实践经验、现场观察，总结出以下几个问题：

(1)操作员不对皮带进行手动调速;

(2)传统逆煤流启车，顺煤流停车，也同样造成了能源的浪费;

(3)集控系统不能自动根据煤量，进行动态调节;

(4)监测传感器的精度低，安装位置的不合理性;

(5)电耗占比超过30%;

(6)设计冗余量过高大马拉小车;

(7)变频调速设备普及率不高;

(8)已有变频受检测手段制约;

(9)高速运转时间过长加大皮带磨损及辅助耗材的损耗。

2、核心思想

“视频分析+工业控制”做到“预先报警与现场控制相结合、及时处置与事后查证相结合”，利用“传感设备、智能分析设备、控制设备”形成一个智能化、多功能、全天候的动态综合节能安全管理平台。

3、智能视频变频调速系统原理图

4、目标的实现

(1)对采用变频器驱动的系统和可调速的系统，通过对控制系统的改造实现系统的速度自动调节，与煤流量形成闭环调节;

(2)控制流程工艺结合现有的驱动方式，建立数据控制模型，以降低系统能耗;

(3)各个控制站规划到统一的控制网络中;

(4)增加相应传感器，以提高系统整体控制精度，进一步节约能耗;

(5)可视化实现无人值守是用传感器代替人员完成对系统的监管;

(6)传统工艺下的故障排查有专人负责，即使这样，故障发生时，也需要一级一级的查找，通过故障指向的.改造，可以在故障发生时，准确的将故障点提供给检修人员;

(7)传统的设备管理由人员记录，定期维护，这样就造成不必要的停机时间，设备寿命管理则可以代替人员，对设备监理管理档案，可提前计划，提前报警;

(8)制定相应的管理制度，使设备物尽其用，以减少浪费。

智能视频分析系统通过开关量点、模拟量点接入控制系统，作为皮带运输系统启停及延时启停的必要条件。

5、智能视频分析系统

采用智能视频技术，充分利用计算机网络和逻辑控制技术，实时实现信息数据采集、加工集成应用，提高企业资源和资金的利用效率，降低成本和费用，是当今企业创新发展的一大方向。我们积极研发“煤矿安全生产视频智能系统”，完成了斜井皮带运输在线安全监控系统、带式输送机视频分析控制系统，以及结合综合自动化系统，实现主要生产系统关键节点的安全生产视频监视和控制，并实现对安全生产关键环节的智能可视化管理。

在实现异物出现检测的基础上，实现对皮带机尾是否有煤进行检测报警。

6、实现的方法

在上游皮带运输机安装摄像机，实时监测煤流量的变化。通过算法根据设定的规则检测设备发出信号给PLC控制主机，利用变频器实时控制下游皮带运输机的电机转速，进行调速。

算法中设定的规则可对各种工况的皮带运输机进行调速。如水煤混合、矸石混合、皮带运输机角度倾斜等。

在视频中设定一个检测区域，上游皮带运输机煤流经过检测区域流量发生变化时，根据设定的规则检测设备发出信号给PLC控制主机，利用变频设备控制电机转速实现下游胶带运输机高、中、低、怠速四挡自动切换，达到调速节电的目的。同时检测皮带是否来料的状态，启停皮带。

7、系统在线设备故障自检

通过监控主机对整个调速系统的所有前端设备进行实时监测，当任何一个部位的前端设备发生异常或出现故障时，监测控制设备及时的调转到皮带正常运行状态，暂时性的隔离出调速系统，同时现场语音箱以语音的方式报警给现场巡检人员并同步上传至地面主机，提醒工作人员处理故障，当故障处理完成，系统即可恢复到正常运行状态。

8、安装系统后的节能效果

某煤矿共安设了10部主运输胶带机，长达13000米。总安装负荷为31060kW，运行负荷为21490kW，约占矿总负荷的36%左右。采取CST驱动的输送机3部，变频驱动的输送机7部。

2015年12月测试前，该皮带每日耗电22400度，以平均电价0。56元每度计算每日电费12，544元。

2016年5月，单条皮带综合节电率 17。8%，每天可节电3987度，节省电费2，233元。

(1)安装系统后间接经济效益。10部主运输胶带机托辊总数35941个，单价238元/个，托辊延长寿命比为30%，高低速时间节能比18%。

每年托辊节省费用=35941*0。0238*0。3*0。18=46。19万元。

煤矿运输系统全线11777米，永久固定运输线6650米。根据实际生产情况，胶带使用寿命为7年，智能调速改造后胶带减少运转周期，可延长使用寿命2年。ST4000钢丝绳芯胶带1000元/米。

节省胶带经济效益=6650*2*0。1÷7*2=380万元。

(2)减人提效145万元。运输一队现3个生a班，实现集控自动化后每班可减少6个岗位工人，每个工人工资福利200元/天，每月24天出勤，人员配比1。4。

减人提效经济效益=3*6*0。02*24*12*1。4=145万元。

(3)社会经济效益。截至2016年底，据煤炭工业协会发布的数据通报，全国煤矿数量1。08万处，其中年产120万吨以上大型煤矿1050处，如全国推广一年可减排标准煤1607万吨、二氧化碳1420万吨、二氧化硫71。76万吨、氮氧化物51。53万吨。

9、推广前景

实现主煤流运输系统自动化、集约化、高效节能的目标，提高矿井的安全生产管理水平。

变设备故障事后处理为超前预控，延长了设备的使用寿命，减少了事故发生的可能性。

杜绝人为误操作带来的安全伤害，降低了安全风险。

为带式输送机运输系统自动化、智能化运行开辟了新思路响应了国家的节能降耗、绿色生产的号召，推广应用后效益可观。

参考文献：

[1]张雅俊。矿井顺煤流输送系统节能优化控制技术研究[D]。太原理工大学，2017。

[2]郭亮亮。煤矿带式输送机节能控制方法研究[J]。中国高新技术企业，2014(30)：75―76。

[3]吴迪。煤矿带式输送机的电气节能技术研究[J]。科技创新与应用，2013(34)：84。

[4]侯可中，刘旭平。输煤系统节能的探讨[J]。电站辅机，2006，27(3)：39―42。

节能技术与暖通空调系统的发展 篇6

【关键词】节能技术；暖通空调系统；发展

0.前言

21世纪，随着我国现代化建设的不断发展，暖通空调系统的应用在很大程度上改善了人们的生活条件，提高了居民的生活品质与居住舒适度，但同时暖通空调系统也带来了巨大的能源消耗，并对自然生态环境造成了一定的影响。空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。

1.暖通空调系统节能的意义

随着经济的发展，我国的建筑业发展迅猛，建筑能耗不断增加，建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上，且其总量呈逐年上升趋势， 能源总消费量的比例已上升到近年的27.48%，其中2/3为暖通空调系统所消耗。安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标。

2.暖通空调系统节能问题

要实现空调系统的节能降耗，不可否认其具备了诸多成熟的条件， 但同时也存在许多问题：

2.1通空调系统的设计管理问题

空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的 60%。为此，我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理。另外， 目前建筑施工监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐，很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业，甚至一部分人员根本未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，常凭经验，采用惯用方案或甲方指定的方案，最终导致系统出现无法挽回的不良后果，给系统的运行、管理留下隐患。

2.2对暖通空调系统的节能设计缺乏科学的评价方法

暖通空调设计的特点是“条条大道通罗马”，近年来，随着对节能和环保要求的不断提高，新的技术方案不断涌现，每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方面的评价结果也往往不相同，甚至大相径庭；由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法，设计人员往往无所适从，如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案，是困扰暖通空调设计人员的重要课题。另一方面，不科学的评价方法则会起到误导的作用，造成严重损失。

2.3公众对空调系统作用的理解观念问题

对于舒适性空调系统，从本专业的角度来讲就是使人体有好的热舒适性。而在社会上我们常常发现一种这样的观念：认为空调在夏季是越冷冬季越热效果越好。这显然与舒适性空调的出发点相违背的。事实上，这样不仅大大增大了空调系统的能耗，同时由于室内外温差的增大，也使人体对不同环境的适应性下降，身体免疫力降低。这些可以通过宣传改变人们的观念。

3.解决暖通空调系统节能问题的措施

暖通空调系统的环保节能方法与措施若要实现暖通空调系统的节能环保，其实有很多种方法可以采用，比如加强暖通空调的运行罐体，提高系统的运行效率；或者提高建筑外墙结构的保温性能，实现良好的保温隔热效果；充分利用自然新能源，降低传统暖通空调系统的能源消耗量等等。具体来讲，可以采取以下方法和措施来实现暖通空调系统的节能与环保。

3.1精心设计暖通空调系统

使其在高效经济的状况下运行 暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求， 那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。例如：中央空调系统是非常庞大而且复杂的系统，其使用性能和系统设计有着直接的关系，系统设计的好坏直接影响中央空调的使用。

3.2提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数

我們知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小， 亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能；提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗 空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV 或 SET* 指标对空调系统进行调控，可使空调系统在人体舒适的条件下节能 30%左右。如果舒适性评价指标的使用是一种感官指标作为空调系统的控制参数，不仅可以解决传统控制方法的缺陷，并可实现节能显著。

3.3采用新型节能舒适健康的空调方式

影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。实现能源的最大限度利用近年来，很多的空调系统冷热回收利用的研究也在飞速的发展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。■

【参考文献】

[1]路永华.暖通空调系统节能探讨[J].应用能源技术，2005（05）：26-28.

液压修井机节能技术 篇7

1 液压修井机发展现状

1.1 国内液压修井机发展历程及现状

自石油工业投入开发后的百余年来, 国内外修井机技术经历了长期的革新、发展的过程, 其技术性能也得到了不断的提高, 然而其能量的不合理利用、装机过程中功率过大, 设备运转过程中平稳性较差等问题长期存在, 严重影响了修井机的作业效率。

上世纪80年代末, 四川石油管理局帅先从加拿大引进了山地全液压钻修机, 并在此基础上进行了技术改进, 开发研制了新型的山地全液压钻修机, 于90年代初投入使用, 并在实际勘探中收到了很好的作业效果。此外, 中国石油天然气集团公司开发研制出了山地液压地震钻修机, 而北京探矿机械厂、衡阳探矿机械厂等一系列国内机械制造厂商, 均开发出各种不同型号的液压修井机。这些修井机在一定程度上得到了业界的认可, 它易于拆装、机动性能较强、机械操作便捷、易于维修, 有着较为突出的优势[2]。然而与国外具有先进水平的修井机相比, 尚存在着各种不足, 重点表现为如下几个方面:

◇修井机体积庞大, 质量过大, 且由于机械制造材料稳定性差, 在某些使用环境中易遭受腐蚀, 导致修井机遭到破坏, 影响正常使用;

◇由于国内对液压修井机的研发起步晚, 发展速度较慢, 故对其液路元件的生产技术水平尚不够成熟, 产品质量稳定性较差;

◇修井机生产过程中参考指标尚待完善, 所生产的产品能耗高, 对能源的利用率低, 节能性能有待提高, 环保性能较差。

1.2 国外液压修井机发展现状

液压修井机技术在国外的发展经历了一个较长的历程, 如今已逐步研发生产了一系列颇为成熟的高品质产品。美国善姆生产研发的T450系列液压修井机、T685液压修井机及T130XD液压修井机等均为该公司投产以来生产的颇为成熟的机型。在生产过程中, 善姆公司广泛结合了修井机研发历程中各国的生产技术优势, 并对当前修井机普遍存在的不足进行了完善, 在这一过程中, 公司还积极开展自主研发, 对各生产环节进行有计划的创新, 最终生产的液压修井机产品体积小, 质量轻, 性能稳定, 可靠性高。此外, 产品对能源的利用程度较其他产品更高, 较好地实现了节能目的。

意大利索伊麦克公司所生产的全液压式修井机同样是目前国际上十分先进的一款液压修井机, 该修井机对传统的修井机结构做出了较为彻底的改革。在该全液压式修井机中公司设计了一个竖直的油缸, 在作业过程中, 油缸带动钻具上下往复运动, 并以液压顶驱装置驱动钻头进行旋转, 这样便弃置了传统的井架及绞车, 缩小了液压修井机的体积[3]。该型号液压修井机自动化程度远远高于传统的修井机, 故对操控人员的人数要求大大降低, 通常仅需3人便可实施作业。此外, 该全液压式修井机整体各个部件的液压动力源是相同的, 这便减少了不同动力源间的无用能消耗, 提高了能源利用率, 实现了节能的目的。

总之, 在国际化水平中, 以美国、意大利、德国等为代表的液压修井机的先进生产水平, 其具有分类齐全, 满足各类作业需求, 产品性能稳定, 可靠性高, 能源利用程度高, 节能性好等一系列先进的特性, 特别是在能源的利用方面, 有许多技术值得我们进行积极的引入和学习。

2 液压修井机节能技术中的关键因素

2.1 对能量的有效蓄存及利用

在液压修井机的作业过程中实现其对能量的充分蓄存并进行高效的利用, 这对于实现修井机的节能性有着十分关键的作用。为此, 研发者创新性地设计了气液联动的能量储蓄体系。在这一蓄能系统中, 生产者将一个高压的续液缸与另外一只容量极大的高压氮气包相互连接起来, 在进行管柱下放的过程中, 其所释放出的巨大的势能以及未得到充分利用的动能均可通过蓄液缸对氮气包的压缩实现能量的回收, 当这些能量需要得到利用时, 又可通过该气—液联动装置实现储蓄能量的再度利用, 从而大大提高了能量的利用效率。

在液压修井机进行修井的过程中, 油管将被一根一根提起并再度下落, 在这一过程中, 大量的能量被消耗在油管的启动及下落过程中, 并有另一大部分能量以热能的形式消耗掉。若可以对这部分能量实现全部或部分的蓄存, 则可以很大程度上减少能量的浪费。这便需要在管柱的提升及下放过程中, 调节动力机的驱动功率, 减少其在大功率状态下的工作时长, 从而降低能耗。

2.2 能量的输出与回收

在修井机的整个作业过程中, 又可进一步将其划分为多个作业环节, 不同环节具有不同的工作环境状况, 其对能量进行输出与回收的方式亦不尽相同。针对这一问题, 研发人员又设计生产出一款具有多个密封腔室的组合油缸。这三个密封腔室在不同的作业状况下可实现不同的组合形式, 从而产生不同的提升力类型, 这样, 在各类机械作业环境下, 均可通过密封腔的组合形式满足修井作业的需求。同样, 在对管柱进行下放的过程中, 同样需对三个密封腔室进行组合, 这样, 一旦管柱质量大于油缸的提升力, 则能量的差值部分则会被蓄积到蓄能设备中, 以此实现对重力势能的回收[4]。

2.3 液压修井机系统间控制

液压修井机在节能作业过程中对能量实现了充分的储蓄、利用、回收的操作, 但这一操作过程尚需在相应的监控之下进行, 特别是在油缸的组合应用、油管的提升及下放过程中, 需要一定的检测装置实现对其的控制。这需要在设备中设置一速度及用力的控制系统, 即速度调节阀组及力挡控制阀组系统。其中, 速度调节阀组主要可实现作业过程中速度的控制及刹车的手动控制过程, 即利用手动伺服阀在一定情况下对差油缸进行控制, 差油缸再对节流控制阀系统进行操控, 从而实现速度的改变。力挡控制阀组由一个控制凸轮与多个液压控制阀共同组成, 并连接一个手柄对其实现操控。在操控过程中, 控制凸轮旋转, 液压控制阀随之连通或断开, 连通或断开的情况下, 多个油缸进油与否的状况是各不相同的, 而不同的进油过程又对应了不同的力的控制系统, 修井机的能量也随之实现回收或利用。

3 液压修井机节能技术发展趋势

3.1 柴油机电喷控制

传统的修井机柴油机喷油系统受机械运转的影响十分明显, 在不同的机械转速之下, 喷油泵中循环的油量、喷油时的提前角度等均会出现不同的变化, 由于这一变化是受机械影响而非人力可控制的, 故导致柴油机性能很大程度受到限制而无法实现实质性的改变。然而当实现了用电喷控制对柴油机进行操控后, 油泵的作业性能摆脱了传统的机械操控的影响, 而接受调节后长期处于稳定的最佳工作状态, 且工作性能也得到了进一步的提高。由此可见, 对柴油机电喷控制系统的开发在整个液压修井机节能体系中是十分必要的。

3.2 油泵与发动机功率自动匹配

在修井机工作过程中, 油泵与发动机功率的匹配调节是十分必要的, 传统操作体系中, 通常是通过人为操控系统对二者进行调节, 这一过程耗时较多, 且操作过程繁琐。目前, 这一功率匹配控制体系已逐步引入了计算机自动化控制技术, 对二者的功率进行智能化自动匹配, 很大程度上提高了匹配精度, 提高了匹配效率, 降低了燃油消耗, 同时, 也将人力从匹配操作中解放出来。

4 结语

相比于传统的修井机, 采用了节能技术的液压修井机在其作业性能、能量利用及操作成本等方面均有着明显的优势。

首先, 液压修井机在安装过程中采取了节能环保、简易高效的安装方式, 故可显著节省运作费用, 提高运作效率, 平均一台修井机一年可节省资金约数十万元。在液压修井机的保养过程中, 其保养方式远远简洁于传统的修井机保养步骤, 且操作更为便捷, 保养费用相对较低。此外, 在修井机的操作过程中, 由于充分考虑到对能源的合理利用, 从而大大降低了能耗, 避免了不必要的能量浪费, 体现了明显的环保、节能理念[5]。

总之, 液压修井机目前已在国内外得到了十分充分的应用, 但由于我国在该领域的发展起步晚、底子薄, 故尚存在大量亟待改进之处, 需要相关技术人员不断对国外先进技术进行研究、学习, 从而实现我国液压修井机节能技术的不断发展。

参考文献

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[2]谢永金.我国修井机发展的技术现状与展望[J].石油机械, 2005, 33 (10) :72-75.

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[4]王庆安, 常绿.全液压钻机节能模糊控制系统研究[J].煤矿机械, 2007, 28 (8) :137-139.

甲醇系统节能减排技术总结 篇8

1 工艺流程技术先进节能

(1)采用三塔精馏流程。目前甲醇精馏常用的方法有三塔工艺流程与双塔精馏工艺流程,相对双塔工艺流程而言,三塔工艺流程有如下优点:(1)能耗低。三塔精馏工艺节能的核心是将加压塔塔顶气(130 ℃左右)的冷凝潜热作为常压塔塔底的热源。一方面节约了再沸器蒸汽用量,另一方面节约了冷却水用量。(2)产品质量高。三塔精馏对提高产品质量有明显效果,可生产符合GB 338-2004要求的优等品,有利于市场竞争。

(2)充分利用来自各再沸器的蒸汽冷凝热。因为蒸汽冷凝液中含有10%左右的蒸汽,其气化潜热和冷凝液的显热可利用于粗醇预热器的热源。

(3)常压塔和气提塔的放空气经过不凝气冷却器进一步回收甲醇后放空,既降低了消耗,又减少了污染。

(4)甲醇净化脱硫的酸性气一部分经克劳斯硫回收装置制备固体硫磺,作为副产品出售,一部分送我厂自主研发、成功应用的硫化氢提浓装置提浓后生产高附加值的精细化工产品二甲基亚砜。

2 采用节能新技术回收工艺气

(1)甲醇弛放气中有效气约70%,传统做法是作为燃料气烧掉,转换成热能在生产系统中回用,我厂把它作为原料气回用于合成氨生产装置。根据甲醇催化剂使用时间的长短不同,甲醇驰放气2300～2800 m3·h-1,压力4.2 MPa,配管ϕ50并入合成氨净化系统入工段分离器前,进入变换系统生产合成氨,年可增产合成氨6300 t。

(2)投用新型全收率甲醇分离器,可减少甲醇放空量,提高甲醇分离效果,减少甲醇入塔量,提高甲醇单程转化率,降低动力消耗。

在5.0 MPa,35 ℃工况下,大约只有80%左右的甲醇变为液态甲醇,全收率甲醇分离器用少量水吸收气态甲醇,使其液化后再分离出来,分离较彻底,分离器出口气相中甲醇含量小于0.1%,出塔液甲醇浓度大于60%,提高了甲醇合成催化剂的转化率,甲醇放空量降低20%,每h可降低放空量500 m3·h-1,每h增产0.2 t甲醇,则每年增产1584 t精甲醇。t甲醇降煤耗12 kg。

新增加全收率分离器每h需要增加2 m3·h-1脱盐水用量,可以省去水洗塔用水量0.5 m3·h-1,预塔每h补水2 m3·h-1,所以每h节约用水量0.5 m3·h-1,则每年可节约用水量3960 m3。

(3)两台ϕ2800甲醇合成塔并联运行,合成塔设计能力提高,降低了合成运行压力,节约电耗,柔性调节醇氨产量,以求效益最大化。

甲醇系统原始设计为10万t·a-1的生产能力,甲醇合成塔为ϕ2800的合成塔,现再上一ϕ2800的合成塔,两台ϕ2800甲醇合成塔并联运行,甲醇转化率提高,系统压力降低,放空量减少,达到20万t·a-1的甲醇生产能力,而实际只要求增产2万t·a-1,所以可有效降低合成系统运行压力约0.2～0.3 MPa,降低联合机的电耗,t甲醇降低电耗20 kWh。达到节能增产的效果。同时,在尿素价格低,没有效益时,可以将气量向甲醇系统倾斜,甲醇系统产能达20万t,实现生产效益最大化。

(4)新上一台精甲醇水冷器,降低精甲醇温度,减少精甲醇的挥发量,降低损耗。

现精馏系统只有一台精甲醇水冷器,精甲醇采出温度较高,可达40～50 ℃,而甲醇沸点较低为64.5 ℃,在此温度下,大量的甲醇蒸气随着保护氮气进入大气。新上一台精甲醇水冷器,不但可以降低甲醇损耗,也降低了污染指数。

(5)精馏新上一台粗甲醇预热分离器,提高粗甲醇入预塔的温度,充分回收蒸汽冷凝液的热能,降低预塔蒸汽用量。

据天津大学精馏技术国家工程研究中心和北洋国家精馏技术工程发展有限公司试算,预精馏塔在不更换填料的情况下已达操作上限,长期运转时抗波动能力较差,在预塔前加一台粗甲醇预热分离器,直接用蒸汽冷凝液将出E5501的粗甲醇温度由55 ℃加热至110 ℃,可以充分回收蒸汽冷凝液中的热能,还能减少预塔的蒸汽用量,降低消耗。

(6)充分利旧,优化运行。

①将原低温煤炼油废置净化装置稍加改造,盘活大量资产。原低温煤炼油净化装置试验完毕后,脱硫、脱碳设备一直处于闲置状态,主要有水煤气加热器、循环水冷却器、气气换热器、氨冷器、精脱前加热器、精制气冷却器、水解分离器、脱硫分离器、二次分离器、脱碳分离器、有机硫水解槽、精脱槽、脱硫塔、脱碳塔、脱硫泵、脱碳泵、贫液泵、富液泵、锅炉给泵等20台设备,投入少量资金将此装置进行改造,新增一台直径为1.6 m的精脱硫槽,对煤炼油脱硫脱碳装置新增部分仪表控制系统。煤炼油净化装置改造后经计算完全可以满足年增产2万t甲醇产能的净化处理要求。

②充分利用空分装置投产后的富裕氧气量,不需要新上空分装置。气化三炉运行,单炉负荷下降,煤氧比下降,运转设备的满负荷运行,气量增大,产量提高,煤耗、电耗降低,从而降低成本。除去气化炉计划检修和机动检修时间,气化一年开三炉的时间仍能达到半年以上。3台气化炉装置的资产为1.385亿元,这样能够盘活至少4600万元气化装置的资产,足以提供年增产2万t甲醇产能的原料气需求。

(7)新上一套废水塔,提高废水中甲醇回收率,降低消耗。

常压塔底排出的废水中甲醇含量一般在1%以上,当采出乙醇含量较低的优质精甲醇时,需要降低常压塔低温度,这时废水中甲醇含量可高达8%,改造后甲醇废水中甲醇含量约5%,每h产生废水(2+21.5/0.94)÷0.95=3.6 m3。经过废水塔处理后甲醇含量可降至0.1%以下,每h可回收甲醇0.1764 m3,即年可回收1397 t甲醇。

3 实施清污分流,废水废气资源化回用

(1)甲醇废水处理主要有文丘里萃取法、微生物处理法、燃烧裂解法等方法。我厂综合利用甲醇废水,送往气化磨制煤浆,做到废水资源化处理,减少了污染和治理耗能。

(2)含有H2S、NH3-N的变换冷凝液经热力除氧后送气化系统洗涤煤气,节约了煤气洗涤用水,杜绝了净化界区的排放。

(3)甲醇净化浓缩塔放空气CO2回收送至碳酸钾车间作碳源使用,可减少CO2排放量250 m3·h-1,年可减排二氧化碳3535 t。

(4)脱碳闪蒸CO2气在我厂新上醋酐项目中设计为CO制备系统作原料气,可减少CO2排放量3000 m3·h-1。

(5)气化界区、甲醇净化界区、甲醇合成界区机泵冷却水全部回收,并入循环水系统作循环水补水。每h回收水50 m3·h-1,年回收二次水36万m3。

4 实施终端污水综合治理,实现可持续发展

结合国家实施“南水北调”工程要求,企业加大循环经济、节能减排工作力度,投资1.17亿元,建成了目前全国化肥行业规模最大、工艺最先进的污水处理工程。该项目由华东理工大学工程设计研究院设计,主体处理工艺采用A/O法+反渗透法,主要针对鲁化和其他化工企业排放的工业废水和生活污水进行处理。

甲醇系统净化界区、合成界区已经实现污水回用,达到零排放,COD、NH3-N和高浊度的污水主要在气化界区,在保证气化界区渣水和煤气洗涤水平衡的同时,一部分污水需外送处理。甲醇系统污水和其他系统污水由污水泵加压后通过一条DN600的管线输送到污水处理厂。污水进入污水处理厂后先经过格栅过滤除去固体物质,然后汇入调节池进行水质调节。调节池内设水下搅拌机,使各路进水与三级处理的滤池反冲洗水和脱水机的压滤液混合均匀,再由提升泵输送到初沉池,污水在初沉池内经过初步沉淀,除去水中悬浮物,使固体悬浮物降低到20 mg·L-1以下。初沉池出水汇合好氧池回流消化液和二沉池回流污泥进入缺氧池,缺氧池出水进入好氧池,好氧池通过罗茨风机往污水中鼓入空气补充溶解氧,好氧池内的溶解氧含量控制在2.0～3.0 mg·L-1,通过给水中各种类型的微生物创造适宜的生存条件,利用它们的新陈代谢作用来除去水中的各种污染物,从而达到净化出水的作用。好氧池出来的消化液部分回流到缺氧池进口与初沉池出口汇合,消化液回流比为3.0。部分消化液进入二沉池去除水中悬浮状态活性污泥,二沉池出水NH3-N≤1.0 mg·L-1,COD≤20 mg·L-1,SS≤10 mg·L-1,达到了国标规定的一级污水综合排放标准(GB 8978-1996)。二沉池底部污泥部分回流到缺氧池进口与初沉池出水汇合,回流比控制在0.75,其余污泥进入生物污泥浓缩池。 二级出水通过提升泵输送进入三级深度处理系统,首先进入USB反硝化池,在厌氧的条件下,通过向来水补充碳源,水中的微生物进一步去除二级出水中带来的氮元素;USB反硝化池出水进入生物接触氧化池去除外加碳源所增加的COD,生物接触氧化池脱落的生物膜随出水进入反应池与外加絮凝剂混合,水中的悬浮物通过絮凝作用,形成大颗粒状物,进入沉淀池后通过重力沉淀作用使大部分固体悬浮物被除去,沉淀池出水再通过由级配石英砂组成的滤池进一步降低出水的浊度和悬浮物指标。污水经过三级处理后,NH3-N≤0.1 mg·L-1,COD≤10 mg·L-1,SS≤0.001 mg·L-1,达到Ⅲ类地表水排放标准。

电力系统节能技术探讨 篇9

现代经济发展迅速, 人类面临着越来越严重的能源危机, 我国人口基数大、人均能源占有量较小、能源利用率较低, 再加上对环境保护力度不够、整治措施不够完善, 节能减排已经成为我国能源战略中一项重要而又紧迫的任务。

2 电网节能措施

电力系统由发电厂、电网和用户三个部分组成, 它肩负着电能生产和消费的重要职责, 电力系统中的每一个部分都存在着巨大的能量损耗, 因此, 选择合理的电力系统规划方案, 在每一个环节上实现能量的节约, 就能够完成电力系统的节能减排。

2.1 发电端节能

目前, 我国的主要供电方式是火电, 在火电供电煤耗上, 尚有较大的节约空间。定时对机组进行检查, 保证发电机组的可靠性, 进而降低机组供电煤耗;对发电机组的启动、运行方式进行优化, 提高机组的经济性;要对燃料购买、管理、使用方案进行调整, 提高火电厂的一次能源利用率;对发电产生的废料、废气进行处理, 实现能源的再利用。

除此之外, 近些年新型能源的开发备受青睐, 水力发电, 核能发电, 太阳能发电等新兴的发电方式逐渐在市场上占据一定的份额且地位日益重要, 所取得的成绩也可喜可贺。许多国家也在大力进行可再生能源的研发, 如:海洋温差发电、垃圾发电、磁流体发电等等。可再生能源的开发利用也是实现“增效、降耗、节能、环保”的重要手段。

2.2 输电网络节能

输电网由输电、变电、配电和用电几个重要环节组成, 输电网节能主要包括输电网总体结构、变压器和电力线路三个方面:

2.2.1 合理规划和建设输电网, 确保输电网的施工质量, 尽量采

用环形或多路供电, 减少电压等级, 开展输电网经济运行, 及时调整运行方式和负载, 减少空载损耗。

2.2.2 通过科学的定量计算, 合理选择变压器参数及输电线路组

合方式, 加强输电网和用户无功补偿设备的配置, 尽量减轻三相负荷不平衡的影响, 最大限度地降低变压器和线路的有功损耗和无功损耗, 提高用电设备的效率。进行配电线路的检修和维护, 减少不必要的能量消耗。

2.2.3 材料技术的研发以及智能补偿器的出现为降低输电线路线损提供了新的节能方式。

电子技术的飞速发展与计算机技术在电力传输系统中的迅速普及, 加强了对电力系统和电能的监控, 提高了用电的质量, 所有这些都起到节能降耗的作用。

3 建筑节能

目前, 我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑, 总量庞大, 在能源总消费量中所占比例较大, 近年已达到27.4%。国家建筑部科技司研究表明, 随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善, 我国建筑耗能比例最终将上升至35%左右。因此, 建筑耗能已经阻碍了节能减排进程, 影响了我国经济发展的步伐。建筑节能的途径主要包括以下三方面:

3.1 减少能源总需求量, 提高能源的使用效率

室内环境质量的维持, 往往需要消耗能源才能实现。从节能的角度讲, 应提高供暖 (制冷) 系统的效率, 它包括设备装置的效率、传送管的效率、用户端的计量以及控制设备的效率等。这些都要求相应的行业在运行质量、安装、设计、设备材料以及节能系统调节等方面采用高新技术。目前在供暖系统节能方面有三种技术:

3.1.1 通过计算机、平衡阀及其专用智能仪表合理分配管网流量, 提高了供暖效率, 节约了能源;

3.1.2 安装热量分配表和温度调节阀, 用户可自行控制供能, 达到舒适和节能的双重效果;

3.1.3 采用新型的保暖材料包敷送暖管道, 以减少管道的热损

失。

3.2 减少建筑围护结构的能量损失

建筑物围护结构的改善, 在夏季可以减少室外热量传入室内, 在冬季可以减少室内热量的流失, 使建筑热环境得以改善, 从而减少建筑冷、热消耗。建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分:门窗、外墙、屋顶, 因此开发切实可行的构造技术和经济高效的保温、隔热材料, 达到围护结构的隔热保温和密闭性能提高的目的, 是目前主要的研究方向。

3.3 降低建筑设施运行的能耗

采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分, 降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。

3.3.1 空调节能技术

空调能耗在建筑总能耗中占很大的比重, 约有35%, 空调系统能耗主要有两方面:冷热源能耗和风机、水泵消耗的电能, 因此空调节能技术可从这些方面进行:降低居住环境的冷热负荷, 提高制冷、制热系统和输送系统的效率, 运用变相储能材料等。

3.2.2照明节能

照明的最佳光源是阳光, 太阳光是免费的, 不需电力, 也不造成污染;合理选择光源和灯具, 注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具, 优先选用开启式直接照明灯具, 并选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器以提高功率因数;采用合理的照明控制方式是实现舒适照明的有效手段, 也是节能的有效措施。

4 电力需求侧管理

电力需求侧管理是国际上广泛采用的一种先进管理技术, 通过使用科学合理的节约能源技术, 在满足用电需求的前提下减少电量消耗, 提高终端用电效率和改变用电方式, 达到节约资源和保护环境的目的。

4.1 提高终端用电效率

提高终端用电效率是用户通过采用先进的节能技术和高效设备来实现。主要包括以下几方面:

4.1.1 电动机系统的节电运行:

它可通过多种措施来实现, 比如电动机与被驱动设备匹配, 使其运行在负载的高效区域;采用高效拖动机械;应用各种调速技术等, 以提高终端用电效率。

4.1.2 采用高效照明系统:先进的控制技术和高效照明器具结合使用, 以提高用电效率和照明质量。

4.1.3 推广高效节能家用电器, 如电冰箱、电视机、空调器、电脑等, 降低待机能耗, 规范节能产品市场, 实施能效标准和标识。

4.1.4 引导企业采用变频调速的节电控制器, 有利于电网削峰填谷、改善电网运行方式、降低环境污染, 提高终端电能利用率。

4.2 改变用电方式

改变用户用电方式是通过负荷管理技术来实现的。其技术手段主要包括:直接负荷控制、时间控制器和需求限制器、低谷和季节性用电设备及储能装置。直接负荷控制是系统人员通过负荷控制装置控制用户终端, 以停电损失最小为原则进行排序控制;时间控制器和需求限制器实现负荷的间歇和循环控制, 是控制电网错峰的理想方式;在电网日负荷低谷时段投入电气储能装置进行填谷, 在负荷高峰时段释放出来转换利用, 达到移峰填谷的目的, 提高用电效率, 达到节能的目的。

5 结束语

进入21世纪, 电力方面的能耗占全国的总能耗比重越来越大, 存在着潜在的能源危机, 因此, 节约能源是我国乃至全世界持续发展的必然手段。本文主要从发电厂、输电网、建筑材料和用户出发, 阐述了电力系统节能的新技术。硬件设施的优化和管理固然重要, 节能理念的灌输也不应忽视。在生活中, 我们应该从自身做起, 从点滴做起, 将节能的理念植根于心底, 并感染身边的每一个人。

摘要：电力系统作为国民经济基础产业, 在节能减排工作中扮演着重要角色, 它既是重要的能源生产部门, 也是巨大的能源消耗部门, 因此, 根据国家节能减排总体安排, 确立明确的电力系统节能减排目标, 加强电力系统管理, 推进业界结构调整, 加快技术进步。坚持开发和节约并举, 推进电力系统节能减排工作, 把节约能源摆在优先位置, 充分利用社会资源发展社会经济, 是一项利国利民的重要举措, 具有重要的现实意义。将针对电力系统节能减排工作的有效措施进行深入探讨。

暖通空调系统节能技术研究 篇10

关键词：暖通,空调,节能

从经济学角度而言, 当前能源与环境已成为国内可持续发展的瓶颈, 不可再生能源的日益减少致使能耗问题越来越重要, 而建筑能耗在总能耗中所占比例越来越大, 且仍有上升趋势, 因此在国内建筑市场上广泛采取技术可行、经济节约、环境允许的节能措施来提高能源利用率显得尤为重要, 而以调节节能、技术节能、管理节能以及回收节能为主要手段的新时代节能原则在现代建筑行业方兴未艾。

1 暖通空调节能措施

1.1 改善系统设计

在设计过程中对暖通空调系统加以改善实现其在高校经济的状况下运行, 系统设计优劣直接影响到系统的使用性能, 对整个建筑的节能也起到重要作用, 因此在设计过程中应进行改善, 如采用新风系统设计, 研究表明, 一个系统的新风量若能从最小新风量到全新风变化则系统在春秋季节可节约近60%的能耗, 全年累计供冷量可减少近20%, 可以说充分利用室外低温新风可实现明显的节能效果。

1.2 提高系统控制水平

空调系统通过调节空气温度、湿度、风速以及环境平均辐射温度对人体进行调节, 而传统的空调系统仅测控空气的温度和湿度甚至仅测控空气温度, 这种片面的控制模式势必会导致系统对人体作用不直接、环境变化时对环境调控不迅速、人体感觉不适和系统不节能的后果。而热湿环境下空调系统的应用可实现用舒适性评价 (体感指标) 作为系统的调控参数, 不仅可彻底解决传统控制模式中存在的弊病, 并可实现大幅节能, 数据显示, 采用该方法可在保证人体舒适感的前提下节能30%。

1.3 采用新的调节方式

影响人体舒适性感觉的环境参数较多, 不同的参数组合可提供不同的舒适性效果, 同时不同的参数组合的能耗也存在较大差异。如传统的空调方式是将整个室内空气加热后通过空气实现人体与环境的热湿交换, 因此需要较高的空气温度, 该模式下由于维护结构的热损失和对新风加热所造成的热损失均较大, 而若采取增加辐射热则所需的空气温度显著下降, 因此具有更为显著的节能效果。

1.4 改变维护结构性能

暖通空调系统通过围护结构的负荷占很大比例, 而维护结构的保温性能决定着其综合传热系数的大小, 因此在现代建筑中首先应通过提高围护结构的保温隔热性能来实现系统节能, 建筑冬季采暖热负荷包括四周围护结构散热量、屋顶和地面散热量、存在温差的相邻房间的传热量以及门窗和缝隙内进入室内的冷空气耗热量等, 而该部分往往在设计中往往被忽视而增大了供暖热负荷值的出入, 因此, 在现代建筑中尽量减小外门窗面积并采取高效的遮阳措施可在一定程度上实现系统节能。

2 新型环保节能技术应用

1) 环保能源的应用。可再生能源应用。可再生能源包括地热源、地下水、太阳能以及海洋能等自然资源。其中地源热泵是利用冬季吸收土壤、地下水或地表水等自然资源中的能量来向建筑提供热能, 夏季则向其释放热量, 其属于一种高效节能的空调系统;太阳能则是利用阳光辐射为能源进行制冷, 其是综合空调技术和超导技术, 将太阳能作为热源, 溴锂超导暖气片及超冷暖空调作为交换介质, 通过对超导介质激发来实现热能的传导, 该能源利用可在一定程度上弥补供电不足的现象, 并可缓解供电压力以及可避免传统电空调的利用带来的城市热岛效应, 同时太阳能的利用也不会产生可破坏大气环境的有害物质;海水空调系统则是将海水作为冷热源, 该技术可有效提高一次能源利用率, 并可大幅度减少二氧化碳的排放量。天然气利用。将天然气作为空调制冷设备的能源可有效控制二氧化碳和二氧化硫等有害物质的排放量而减少环境污染, 降低对人体的危害程度, 但该种能源属于不可再生能源。2) 蓄冷技术。主要是利用冰和水两种介质进行。部分大城市由于白天和黑夜用电量存在较大差距而采取不同的收费标准, 一般夜间定点后电价低廉, 因此在该时段可采取冰冷空调, 即在夜间电价低廉的时候开启部分制冷机组进行制冰并存储能量, 而在白天用电高峰阶段则进行融冰以提供低温水, 并释放所储存的能量来缓解大量的用电需求并可实现有效降低用电成本。3) 热回收技术。该技术是利用能量回收在利用技术来将系统能源最大限度的利用, 传统技术是通过冷水机组或冷却塔将室内热量排放来降低室内温度并实现人体感觉舒适, 但若将大量冷凝热量直接排放则会浪费大量能源, 并对自然环境造成污染, 热回收技术则可将空调机组排放的热量进行回收而避免直接排放造成的浪费, 不仅可减少热污染并可通过对热量的回收实现变废为宝的效果。4) 低温地板辐射采暖技术。该技术是在地板内直接埋设热水管来加热地板, 地面辐射产生的热量来对室内空气进行加热, 该技术常用热水作为介质, 一般辐射体表面温度不超过45℃, 该种采暖模式中热量以对流的形式向上传递而实现室内温度下部高于上部, 室内人们可在感受脚暖的同时保持头顶凉爽的效果, 该种采暖方式不仅舒适性和私密性好, 并可减少扬程以及有效节省室内空间。5) 变频技术。该技术是通过改变频率来调整压缩机功率从而实现降低常开关损耗, 达到低频运转高效的效果, 当室内达到设定温度则可在不改变送风温度的前提下通过减少风量来调节室内温度, 同时变频电机可通过调节能量输送实现更为有效的节能, 该变频技术可实现节能30%, 并具有运行可靠、高智能化及低噪音的优点。

3 节能技术展望

1) 新风预处理系统。包括热回收式新风预处理系统和除湿式新风预处理系统。热回收式新风预处理系统是对排风中的能量对新风进行预处理以降低系统的制冷量和除湿量, 从而可减少系统容量, 该系统可用于对温度、湿度要求不太严格的场合;除湿式新风预处理系统可避免冷热抵消和低机器漏电的缺点, 从而可减少制冷量并实现温湿度独立控制, 该种再生热能系统可充分利用低铺位能源以提高节能效果, 适用于湿负荷大, 对湿度要求较为严格的场合。2) 独立新风系统。该系统中新风机采用低温送风机组将新风直接送到空调房间以承担新风负荷和室内全部潜热负荷及部分湿热负荷, 其中显冷设备均采用无新风系统从而可大大提高建筑内环境的安全性而避免了不同房间之间的污染传播, 并且新风和排风间采取全热交换器来降低空调能耗。3) 个性化送风系统。该系统可实现室内每个人可根据个人喜好来控制局部环境, 所采用的个体化调节方式是一种节能并对环境友好的空调方式, 该系统在现代建筑中势必存在广阔的发展前景。

4 结语

液压系统节能技术 篇11

【关键词】空气调节系统；节能；采暖与通风

1 空气调节系统简介

空气调节系统又称空气调理，简称空调，是通过人为技术和科技手段实现的对环境空气的净化和调节，使某些环境可以达到其要求从而满足生产需要或改善劳动环境。空调采暖与通风，则是空调功能重要的一部分，生活中是为了通过维持人体热平衡来给人们提供舒适的室内热环境，生产中是为了通过提供恒温恒湿环境来满足生产的工艺要求。

空调在生产生活中扮演着重要的角色，但与此同时其巨大的能耗问题也成了环保节能中最亟待解决的问题，主要是由于空调通常以高品质的电能作为电源，这与我们国家大部分地区还处于电荒的状态形成了巨大的反差，进一步激化了空调的节能问题。因此我们研究人员和空调设计人员均应从设计、运行的高度进行全面的考虑，通过严格的遵守设计规范和相关的国家法律法规、坚持把握节能减排的原则来将节能贯穿到空调的设计与运行中。

空气调节系统的节能可以根据其涉及到的所有可节能环节来进行涉及，具体分析如下文。

2 空气调节系统能耗来源

空气调节系统的能耗在整个的建筑能耗中占较大份额，据统计，在一般发达国家中，空气调节系统采暖与通风可占到建筑能耗的65%，其具体的能耗来源可以大致分为以下几大类：

2.1 建筑自身设计引起的能耗：空调采暖与通风作用的场所是由建筑的围护结构组成的，主要包括屋顶、墙壁、地板、窗户和门等，在空调采暖与通风中，从建筑围护结构上损失的能量是不在少数的，以较为常见的4单元6层建筑为例，通常其从围护结构上损失的能耗占到全部损失的77%，由此可见，通过改善围护结构来减低空气调节系统的能耗是非常有意义的。

2.2 空调自身设计引起的能耗：空调自身与环境的合适与否也会很大程度的影响到空调在运行工程中的能耗問题，如极端环境中空调的过载或者是空调的设计不完善等。

2.3 建筑规划设计引起的能耗：建筑自身设计的分区选址、朝向布局、建筑体型、建筑间距等方面的问题都会不同程度上的影响到空调采暖与通风所需要的能耗。这主要是由于向阳、风向、辐射、环流等因素的影响。

3 能源节能

能源的节约是空调采暖与通风系统节能中最为直接有效的方式，

3.1 新型能源的使用：这里主要是指利用天然气来作为空调采暖与通风系统中的能源，天然气的使用能较好的解决温室效应气体的排放，即节约能源，还可以减少对环境的污染，实际应用前景堪称广阔。

3.2 可再生能源的使用：可再生能源的来源较为广阔，如地下水、海洋、地热等。如地热泵空调，就是利用地下水、土壤等自然资源的能量来进行采暖，在冬季的时候为民居提供热能，不失为一种高效节能环保的空调采暖与通风系统。这方面的应用还包括太阳能能源的利用等。

4 技术节能

科技是改变和促进技能的最大动力，通过科学技术手段在节能的各个环节上进行处理，能够最大程度的实现空调采暖与通风的节能目的：

4.1 空调自身设计的完善：空调采暖与通风系统尤其是中央空调系统是一个相当复杂和庞大的系统，其系统自身质量的优劣将会直接影响的系统的工作运行效率，由此可知空调系统的设计是节能的关键所在。所以，节能性空调在设计的时候就必须有一些新的调整，如新风系统的设计，这主要是考虑到我们国家的实际情况，一些地区的春秋较短，那么就可以利用一部分新分的冷量甚至是全新风供冷，而不用开冷冻机，这一举措经实际证明，在春秋这两季，是完全可以节约近60%的能耗的，其节能效果相当明显。

4.2 热回收技术：这是指对空调机组排出的热量进行有效的回收再利用，以此来避免排风系统直接就将空调房内的热量排出，造成能量浪费。

4.3 地板辐射采暖技术：这是指直接造地板下铺设暖通管，通过低温加热地板来实现对室内温度的调节。这种方法主要是以热水作为介质，通常要求其表面温度不超过45℃即可。这种方式的优势就在于其受热均匀，避免了局部温度较高的问题，通过加大能量利用率的方式来减少能量的损耗。

5 建筑节能

通过对建筑结构的调整来减少热能的损失也是节能的有效方式之一：

5.1 改善建筑围护结构的保温性能：上文中已经详述建筑围护对于节能的重要性，事实上，在国家的相关设计规范中，是明确有规定的，首先要求的就是要保证建筑围护的保温和隔热性能。对于因特殊原因不能满足相关要求的建筑，就必须按照要求选用特殊玻璃等进行补救，如使用双层玻璃等。

5.2 正确选择建筑的朝向和建筑间距：有报道说某大型城市中高楼建成后其相邻建筑的一楼住户多年不见阳光，由此可见，建筑朝向和建筑间距对与空调节能都是很有影响的，主要是由于太阳能的利用与否问题。如：相同的建筑，南北朝向就比东西朝向的保温要求相对较小。

6 管理节能

事实上，不管是什么领域的节能和调节措施，都离不开工作人员的直接操纵，所以在空调采暖与通风系统的节能问题上，工作人员的能力和素质问题也是不可忽视的，这主要是两个方面，一方面是对于空调的严格管理，另一方面就是对空调的使用者的节能教育。实际中，这些工作做的并不十分到位，这也是造成空调系统耗能巨大的一个因素，既是加大了空调系统的建设投资、更为惊人的就是其运行耗资，显而易见的是远超过了国家的相关标准的。因此，对空调操作人员进行有效的节能素质培训，必要时可以实行考核合格上岗制，同时要对空调费用进行行之有效的收费制度。这些都可以一定程度上抑制空调的无限制使用。

7 结语：

随着我们国家建设重点的转移，节能重点也随之从工业节能逐渐转向了建筑节能。又由于空调系统的采暖与通风在建筑节能中占了主要的部分，因此其节能也就成为了关系到国计民生的大问题，成为了关系到国家可持续发展的重要环节，对于其节能问题就不得不给予较高的重视，以使最终实现空气调节系统经济、节能、安全和舒适的共赢。本文即附着于这一指导思想，对空气调节系统进行了简要介绍并着重探讨空气调节系统采暖与通风中节能的具体方法和措施，仅供同行参考探讨。

参考文献：

[1]叶继群.基于暖通空调系统节能的分析[J].工程技术，2010（7）

[2]杨春梅.暖通空调与节能设计的相关问题探讨[J].内江科技，2009（1）

[3]李祥.暖通空调系统中环保节能技术应用发展探讨[J].科技论坛，2011（27）

空调变风量系统节能技术分析 篇12

1 变风量系统的概述

多区域的建筑物之内是变风量系统的主要引用范围, 有较大的负荷存在于建筑物当中, 有较高的精度要求存在于对温度的控制上, 有效的控制了公共场合当中出现的噪音, 提高了舒适性, 节能和舒适是变风量系统在空调中应用的主要优点。办公的大楼、图书馆和政府的大楼等是变风量系统应用比较多的场所, 风量的调节装置存在于VAV的末端, 在对系统化的风量进行调节的时候, 可以利用AHU来进行实现。区域内的室内温度由VAV末端的温度控制器来进行测量, 对进入室内风量大小的调节可以根据所设置的温度和测量的温度来进行, 进而对室内的温度进行有效的控制, 在对进入建筑物内的风量进行调节的时候, 送风机的变频器依据变静压的逻辑或定静压来进行, 根据具体的需要对风量进行提供, 使变风量的目的得以实现。

2 该系统在空调中的主要应用

在具体运用变风量系统的时候, 要依据建筑物每个空间的范围中的空调负荷的多少, 对进入区域内的系统的总风量和区域内的风量进行及时的调整。所以在应用的过程中非常重要的方面就是末端的变风量和系统的空气处理机, 可以说对风量系统的控制是决定变风量系统成败的关键所在。

3 系统的主要节能技术分析

压力相关型和压力的无关型是传统的变风量末端系统采用的主要类型。在科学技术不断发展的大背景下, 现在的主流控制方式以压力无关型的控制系统为主流了, 这样的控制方式, 当风量进入到室内之后只和屋内的负荷多少存在关系, 依据室内的具体温度对风量的大小进行控制, 在对风门开度进行调节的时候, 根据具体设定值的大小和传感器采样的结果来进行, 风阀的最小流量和最大流量是可以进行变换的, 风管的压力与送风量之间是不存在关系的, 这样在具体应用的时候, 就大大的节约了很多能源, 使不必要浪费的情况大大的降低了。

在对这种控制的策略进行应用的时候, 独立的多回路PID系统是现阶段最为常用也是最为节能的一种方式, 通常的情况下在进行控制的时候, 三回路PID是主要的选择, 用PID控制房间当中温度:在对VAV末端的进风量的设定值的大小进行调整的时候, 可以利用VAV末端依据室内温度控制器和设定的点来进行。对能源进行有效的节省, 同时还能够对室内的温度进行有效的控制, 导叶具体开度的PID:在对风导叶的开度进行计算的时候, VAV末端传感器可以依据风量设定值的大小和和出口处的静压来进行;控制送风频率的PID:在对风机的转速进行调整的时候, AHU可以依据送风管的压力差来进行控制与调整。尽管非常的简单对于独立的PID体统控制策略来讲, 实现起来也十分的容易, 在不大的变量存在于系统模型参数当中的时候, 会有较好的控制效果存在于PID的控制当中。然而, 这样的空调系统是一个高度非线性的、确定性模糊、较大干扰的系统, 主要是由于有较大的变化存在于空调区域的人员活动和外界气候的变化当中, 很大的干扰因此就会带给系统, 高度非线性是空调调节过程中的特点, 然而非线性还存在于各个执行器的运行当中, 有较强的耦合存在于各个控制的回路当中, 因此不可能进行完全的解耦, 在时间的不断发展的时候, 设备的更换与老化的现象就会不断的出现, 在很多的系统里面, 因此很难建立起系统的数字模型。所以在对一般的PID算法进行应用的时候, 很大的误差就会存在于其中, 然而在这样的问题面前, TRAV系统被提了出来, 在实践中得到了很好的应用。这也是一种有效的系统, 在节能与创造舒适环境的时候, 是利用调节风量的办法来进行实现的, 但VAV中的静压调节不是该系统所采用的, 在对送风机进行控制的时候, 直接由末端的装置来进行实现, 这项系统的应用很好的解决了上述所出现的问题, 对于节能方面带来了巨大的效应。

4 最小静压控制风量系统在变风量系统中的技术应用

针对VAV系统来讲, 对室内温度精度控制的好与坏是对VAV系统的好与坏进行衡量是主要标准, 因此, 这方面与舒适性和空调末端系统的节能情况有很大的联系, 因为AHU末端的迭代和风机对传统的独立的3PID的控制方式来讲, 控制较差的问题或无法收敛的情况会出现在其中, 然而系统的关联可以利用最小静压法来进行, 对控制的精度进行保证。因此可以发现, 更高的精度会存在于最小静压控制当中。

在经过具体的研究了AHU和与其互相对应的VAV末端可以表明, 在对最小静压的控制方法进行使用的时候, 即使不断变动的AVA末端负载存在于被控制的区内的时候, 对系统所处的风量上几乎是可能保证稳定不发生变化的。

在测量与分析AHU送风系统的出风静压的时候, 利用对最小静压系统上的掌控, 基本不会发生变化的情况就会存在于AHU系统的静压当中。

5 结语

随着社会经济的不断发展与进步, 人们的生活水平也开始大幅度的提升, 对于自己的生活环境、工作环境当中提出了更好的要求。因此, 空调在人们的周围已经逐渐的成为了一项必不可少的设备, 不断的满足着人们的需求, 但是在空调运转的时候, 虽然为我们带来了很大的利益, 但是对于能源的消耗上也是不可避免的, 在这样的背景下, 如何才能使空调使用的过程中既能发挥出它最大的功能, 又能够满足节能的要求, 因此在这样的背景下, 空调变风量系统节能技术的出现很好的解决这方面的问题。对此, 为了将该技术进行更加透彻的研究, 文章通过以上的内容进行了探析, 为有关的技术人员提供一定的帮助。

参考文献

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[2]叶大法, 杨国荣.变风量空调系统设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007 (06) .