系统设计优化

系统设计优化（精选12篇）

系统设计优化 篇1

新泰市汶河矿业有限公司于1981年由枣庄煤炭规划设计院设计, 1985年3月正式投产, 设计生产能力为9万吨/年;技改后生产能力核定为15万吨/年。矿井为斜井多水平开拓方式, 中央并列式通风, 一进一回 (主斜井进风, 副斜井回风) 。由于井田南北长3300m, 东西宽不足600m, 矿井开采时间长, 通风线路长, 通风难度大。

1 改造原因

(1) 矿井进回风巷道均为单巷, 为一对反斜井接主暗斜井串联进回风, 无并联巷道可以减小风阻R值, 造成通风阻力大。

(2) 矿井现有通风系统负压达到1700Pa, 等积孔0.904m2, 井巷摩擦风阻1.733N·S2/m8, 为大阻力矿井, 通风难易程度评价为难。

(3) 矿井井下有2个回采工作面, 3个掘进工作面, 10个硐室, 风量只能基本满足生产需求, 无富裕风量。

(4) 矿井副斜井回风巷兼作行人巷, 断面小 (6.02m2) 还安装有架空乘人装置和排水管路等, 造成风硐和副反斜井通风线路长度虽只占3.8%, 但通风阻力高达620.92Pa, 占全矿井通风阻力的32.2%。

(5) 主通风机为离心式, 电耗高, 且配备的电机功率不匹配, 不符合《规程》要求。

(6) 职工上下井全部行走在回风巷道内, 工作环境不好, 影响职工身心健康。

2 改造必要性及可行性

2.1 通风系统改造的必要性

矿井现有通风系统存在风量不足, 进、回风巷道为单进单回, 巷道断面偏小, 存在高阻力井巷, 且今后进入深部井田开采, 进、回风距离更长, 通风阻力更大, 必须对通风系统进行改造, 以满足开采深部井田的风量需求、保证矿井生产安全。

2.2 通风系统改造的可行性

(1) 目前矿井尚有可采储量370万吨, 服务年限17.6年。改造后的通风系统服务时间较长, 从长期生产的经济效益分析是可行的。

(2) 矿井供电、提升、排水等主要生产均能满足矿井年生产能力要求, 只对通风系统进行改造, 除立风井和更换风机需投资外, 补掘巷道主要沿煤巷掘进, 煤价款与工程款可持平, 改造工程费用较低, 从工程投资上是可行的。

(3) 新打立风井位于现有工广范围内, 不需另购地, 不增加道路、供电线路等设施, 不新增加压煤等, 从工业场地及对环境的影响分析是可行的。

(4) 改造工程量主要是井下巷道, 而井下各水平均已形成生产系统, 可分段施工, 新打立风井仅202m, 工程量不大, 且表土层仅几米厚, 无需特殊施工法, 施工方便、容易。

3 改造方案选择

通风阻力实测结果表明, 风硐和副反斜井长度为280.5m, 占矿井进回风线路7346.5m的3.82%, 而阻力高达621.14Pa, 占全矿井通风阻力的32.2%, 为解决高阻力巷道的问题, 更换大风机的方案不可行, 一是原高阻力巷道仍然存在, 增加风量后, 阻力更高;二是原风机房面积小, 风硐口小, 大风机无法安装, 因此必须打回风井筒、施工风硐。

3.1 方案1

新打回风斜井, 垂高202.4m, 倾角25°, 井筒斜长479m。巷道净宽3.6m, 净高3.4m, 断面10.84m2, 通风阻力为h= (479×12.45×0.008×49.682) ÷10.843=92Pa, 原内硐风阻R值为0.192N·S2/m8, 增加风量后阻力h=0.192×49.682=473Pa, 需补建一条风硐, 长度50m。回风斜井工程费用:479 (m) ×6500 (元/m) =311万元, 凿井措施费100万元, 风硐50m工程费用:25万元, 合计工程费用436万元。该方案需重新调整工业广场布局, 影响地面生产建设。

3.2 方案2

在井田深部新打回风立井, 井筒直径3.5m, 井深521m, 缩短通风距离1560m, 减少通风阻力721.5Pa, 需投入井筒工程费779万元, 还需征地、筑路、敷设供电线路、协调工农关系等, 且现征地手续多, 施工难度大, 投资大;施工立风井后, 需留设保安煤柱, 压覆可采储量近35万吨。

3.3 方案3

在工广内部新打回风立井, 选择在工广西侧空闲之地布置立风井、风道和风机房, 充分利用现有井下通风系统, 缩短前组煤400m, 减少原回风斜井和风硐通风阻力521Pa, 并且缩短第二段回风暗斜井、+36m井底车场共计缩短回风距离520m, 减少通风阻力150Pa;地面建设不影响现有工业广场布局, 不影响生产, 方便施工, 不购地;工程投资费用302.4万元。

方案比较:最后确定在工广内新打回风立井, 同时对井下部分巷道进行扩修, 以满足通风需要。

4 系统改造

4.1 补掘新行人进风暗斜井

在副暗斜井东侧40m处从+36m~-450m水平新掘辅助进风暗斜井, 沿十三层煤顶板掘进, 并安装架空乘人器升降人员, 全长1760m, 设计为矩形断面S=2.6×2.2=5.72m2。

4.2 改变回风路径, 缩短通风距离

将原前组煤回风经四层回风上山向北绕行西-300m~-195m水平上山、至二水平副暗斜井、副反斜井至地面通风线路改为前组煤必为经-300m水平后组11层石门至三水平回风暗斜井至地面, 可缩短回风距离400m。

4.3 扩大回风巷断面

将长度500m的二水平回风暗斜井断面由现在的5.72m2扩大至8m2, 减小通风阻力, 风速满足《规程》要求。

4.4 施工回风井

新打回风立井缩短第二段回风暗斜井、+36m井底车场共计缩短回风距离520m, 立井直径为3.5m, 风硐布置为2.5×2.5m2, 长度按35m, α=0.007, P=10m, S=6.25m2, Q=4 9.6 8 m3/s, 计算出风硐阻力为:, 加上其它局部通风阻力估算为100Pa, 较之改造前621.14Pa, 降低521Pa。

4.5 更换主通风机

淘汰原离心式风机, 选用FBCDZ-6-№18B型防爆对旋轴流式风机。

4.6 改造矿井行人系统

在新补掘的行人进风暗斜井内安装架空乘人装置。

矿井通风系统改造立风井工程于2008年8月至2009年9月5日施工完毕。井下工程自2008年10月开始经过近三年的时间先后完成了二、三水付井1760m施工、一水平副反斜井升级改造任务, 至2010年11月2日通风改造全部完成, 12月1日矿井委托山东公信安全科技有限公司进行了通风阻力测定。

5 改造后效果

改造前, 矿井通风方式为中央并列式, 一进一回, 主井进风, 付井回风, 主提风机两台为4-72-11-№20B型风机, 分别配备9 0 k W和9 5 k W电动机, 实际进风量为1980m3/min, 矿井总回风量2070m3/min, 有效风量率86%。矿井等级孔0.904m2。改造后, 矿井实现了两进一回, 主、付井进风, 回风井回风, 经山东公信安全科技有限公司实际测定矿井总进风量为2648.5m3/min (增加668.5m3/min) , 总回风量为2736.6m3/min (增加666.6m3/min) , 全系统计算阻力值为1139Pa, 全系统测定阻力值为1182.2Pa (降低负压517.8Pa) , 等积孔为1.61m2 (增加0706m2) , 矿井通风难易程度为中等。

通风系统的改造, 提高了通风能力, 职工上下井全部行走在进风风流中, 改善了井下通风状况和职工工作环境, 降低了职工劳动强度, 满足了矿井安全生产的需要通风系统优化达到了设计要求, 取得了良好的效果。

系统设计优化 篇2

变焦系统凸轮曲线的优化设计

由于变焦系统凸轮曲线的的质量直接影响像质,因此从实际应用出发,以变焦方程和动态光学原理为依据,结合实际工作中需要设计的变焦镜头,通过对变焦系统高斯计算的过程进行分析,指出影响凸轮曲线的`主要因素为变倍组和补偿组的焦距以及二者的间隔.针对3个参量之间的对应关系进行讨论,提出了优化凸轮曲线的方法.

作 者：陈鑫 付跃刚 CHEN Xin FU Yue-gang 作者单位：长春理工大学,光电工程学院,吉林,长春,130022刊 名：应用光学 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF APPLIED OPTICS年，卷(期)：29(1)分类号：O439 TN942.2关键词：变焦距系统 凸轮曲线 光学设计 优化设计

电力调度自动化系统优化设计 篇3

随着电力体制的不断深化改革，电网规模的不断扩大，对于电力运行技术也提出了更高的要求，电力系统自动化、智能化、网络化成主流趋势。电力调度自动化系统是整个电网的核心部分，指在电力系统运行过程中，实时监控系统的运行状态及运行参数，以实现控制的最优化并合理调整方案。为保障电网的安全稳定运行，电力调度自动化系统发挥着重要的作用，为满足电网运行需求，电力调度自动化系统也在进行不断优化调整。

1.电力调度自动化系统及其应用优势

在满足当前国际与工业标准的基础上，是基于成熟的计算机网络信息技术及通信手段发展而成的电，存储等，为保证电力系统的安全稳定运行提供技术支持。系统中，重要节点上采用双机备用模式，其中某台计算机出现问题，该机上的所有数据都会平稳自动过渡到另外一台正常工作的计算机服务器上，使系统在出现问题时仍可以不影响整个电网的运行，从而确保了系统运行的稳定性。与此同时，系统还具备完善的权限管理功能，能有效平稳的对系统故障进行处理，且不会影响其它节点运行。作为系统的核心部分，调度主站担负着重要的职责，一方面要对电网运行状态进行实时监控与分析，从整体上实现系统自动化监视与控制;另一方面根据监测分析结果，提供准确的电力系统运行的数据信息，以及时发现电力系统运行中存在的异常情况，根据所采集到的数据资料，制定有效的方案，保证电网调度的有效性。

2.电力调度自动化系统设计

2.1系统结构。调度自动化系统主要由二部分构成，即分为数据管理层、能量管理层，其运行方式可分为实时态和研究态两种。具体情况如下：1）数据管理层：收集系統运行时的实时数据，达到对运行系统的监控。并对获取的测量数据进行反馈，便于SCADA显示系统下一步工作。通过利用和分析SCADA系统中的实时数据，获取电力系统的运行状况，通过动态防御、预警进行有效控制，提高电力调度自动化系统的自我恢复、事故分辨以及故障处理等能力，以此保证系统经济、安全的运行。2）能量管理层：其主要是针对发电控制，为保证系统的经济运行，通过合理调整和控制运行系统频率、时差等，实现系统优化。

2.2系统软硬件平台设计。1）硬件平台：包括服务器、PC及基于CISC芯片的各种硬件等。选择系统硬件平台时，要在满足系统设计各功能基础上，兼顾实时性、先进性、安全性、可靠性等原则及要求。2）操作系统：较为常用的主要为Solaris10或者AIX操作系统。3）网络环境：遵循ISOOSI七层网络参考模型的TCP/IP。4）数据库：一般采用Oracle数据库。5）开发语言：包括C、C++和Java等。

2.3系统优化设计。随着计算机信息技术的发展，电力调度自动化系统逐步实现“三遥”（即遥测、遥信、遥控）状态，但对于系统硬件及运行参数的实时监测尙还未能完全实现，这就给电力系统运行留下隐患。针对此问题，开发新的系统参数检测系统软件并运用于其中，该软件对系统硬件及参数进行实时监控，采集、处理、梳理，并且制定与输入各种规约，实现各种控制命令的接收和处理，大大提升了系统运行安全性。1）设备状态在线监测。利用软件对系统硬件及参数进行监控时，可为每项参数设定相应阈值，当运行参数超出这一值时发出警报信号。当报警信息出现时，将弹出报警窗口并发出报警声音/信号，直至被系统或工作人员确定为止。对于每次报警信息要打印输出，存储到系统实时数据库中。2）监测数据的输出与显示3）由于其支持标准的网络连接，具有扩展接口功能，可以在检测系统读取设备状态数据后，将数据写入系统之中，包括设备状态及服务器状态等数据，并与节点信息扩展表作对应关系。当系统添加了新的硬件设备，只需将新设备名称录入到节点信息扩展表中，以实现对新设备运行状态监测及数据存储。监控数据的实时显示功能，也是系统最重要的功能之一。当系统接收到监测软件获取的各项数据后，会在监控画面中显示这些数据，监控数据实时显示功能让调度员可以直接了解每台服务器 运行状态，给系统管理和维护提供了很好的数据支撑。在线监测在调度自动化系统发展应用，使得系统各项功能得到完善，在采集数据和分析处理信息方面的完善，给电力行业提供正确的数据支持，为之发展发展提供更好、更全面的服务，保障电企可持续发展。其中，历史负荷曲线能够直观的让工作人员了解到电力电量是否平衡和运行方式是否安全，以此判断调度运行是否正常。此外，通过历史曲线还能查看指定时段的系统运行状态，根据历史曲线值大小及波动范围，对系统状态进行多时段对比，判断其运行正常与否，能及时发现与处理系统故障，有助于提高系统运行的安全性与稳定性。4）实时安全监控。调度自动化系统对变电站运行参数行实时监控，并根据监控得出的数据进行量化分析，最终计算出变电站稳定运行裕度，为调度员判断变电站运行态势奠定数据基础。在线监测软件还能对机房温度、湿度、烟雾、噪声、空气洁净度及供电电压电流等各项参数的远（近）程监测。并根据变电站设备运行情况，可以有效判断出机房当前的相对湿度、温度及运行噪音等，以此判断设备运行状态是否稳定。若上述因素发生异常，软件会向系统发出警报信号，直至被系统或工作人员确定为止。一般来说，设备稳定运行时对机房要求为：机房相对湿度保持在85%以下，温度控制在25℃以下。自动化在线监测软件的应用，对于提高系统运行的安全性与可靠性具有重要意义，它填补了原有系统在硬件参数监控上的空白，有效实现了系统对系统硬件及运行参数的实时监控。

2.4系统的特色应用。1）电子化值班。电子化值班，是指利用手机短信服务实时获取电网运行数据的一项功能，电子化值班的运用，使得工作人员的工作减少，基本上实现运行人元和自动化人员移动化办公。在调度机房中配置一台手机设备，经授权客户可了解和查看电量、总加等实时数据，当电网发生异常或故障时，也能在第一时间将该信息发送至负责人的手机上，以便及时采取有效措施进行处理。2）丰富的电力应用软件包。在系统分层软件构建设计中，采用面向对象的编程技术及相关技术，构建统一的应用平台，使SCADA、PAS、DTS（调度员培训仿真系统）、OPT（智能操作票管理系统）、VQC等应用能实现无缝继承，从而大大提升系统扩展性及稳定性;基于面向对象编程技术，使系统呈现构件化与模块化，大幅减少系统中的公共代码，有效提高系统运行效率。

3.结束语

电厂励磁系统优化设计 篇4

1 同步发电机的励磁方式

同步发电机励磁系统按基本型式分为三大类, 即直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统、静止励磁系统。交流励磁机励磁系统主要有交流励磁机—静止整流器励磁系统、交流励磁机—静止可控整流器励磁系统及交流励磁机—旋转整流器励磁系统 (无刷励磁系统) , 其中无刷励磁系统应用较广泛。静止励磁系统主要有电压源—可控硅整流器励磁系统和复励—可控整流器励磁系统两种方式, 目前应用日益广泛的自并励励磁系统即属于第一种静止励磁系统, 后者 (复励方式) 在国内运行的实际运行中较为少见。

直流励磁机励磁系统采用采用励磁电流由直流励磁机供给的励磁方式, 由于高转速的直流励磁机换相技术困难, 该励磁系统多用于50MW及以下的发电机。同时, 直流励磁机励磁系统励磁调节速度慢, 维护工作量较大, 实际工程已较少采用。以下重点对工程应用较多的自并励静止励磁系统及交流励磁机—无刷励磁系统进行横向对比。

1.1 自并励静止励磁系统的特点

自并励静止励磁系统的的主要特点在于相较于无刷励磁, 其强励励磁的反应速度快。这这是因为交流励磁机对峰值励磁的上升速率有一定影响, 而自并励静止励磁系统则是由可控硅整流器直接提供励磁。自并励静止励磁系统的电源取自本机的机端电压, 所以其端电压直接受到转速的影响, 当机端电压下降时其强励的能力也会相应下降。另外, 自并励静止励磁系统还可以实现逆变灭磁 (三相全控整流桥) , 因而自并励静止励磁系统具有抑制甩负荷时端电压快速升高的优异性能。自并励静止励磁系统具有运行可靠性高、可提高系统稳定性、噪音小、相应速度快、维护简单和可提高电力系统稳定性等优点。

1.2 无刷励磁系统的特点

无刷励磁系统的主要特点在于没有滑环和碳刷, 根除了碳粉污染, 减少了正常维护所需的工作量并减少了损耗及噪音, 因此大容量机组中较为常见。由于全部励磁功率取自轴系, 所以励磁电源独立, 强励能力不像自并励静止励磁系统受端电压影响。

无刷励磁系统的缺点是灭磁时间较长, 是因为将励磁机的励磁强减少为零后, 旋转回路中的直流电流才逐渐下降为零。因此, 发电机励磁方式推荐选择自并励静止励磁系统, 目前我院DTWH 2X300MW, DTLY1X300MW等工程均采用自并励静止励磁方式。

2 自并励静止励磁系统的构成

自并励静止励磁系统主要由励磁变、可控硅整流装置、励磁调节装置及灭磁和过电压保护设备四个主要部分组成。 (1) 励磁变压器。励磁变的作用是给可控硅整流装置提供电源, 考虑到励磁变必须可靠, 强励时要有一定的过载能力, 在设计时应充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量。且其电源系统一般考虑备用, 因此通常选用维护简单且过载能力强的干式变。若考虑降低励磁系统造价也可以采用油浸式变压器。当励磁变压器安装在户外时, 由变压器副方到整流桥之间的馈线, 由于有电抗压降, 不宜太长, 特别是在励磁电流很大的情况下, 这一点必须考虑。 (2) 可控硅整流装置。可控硅整流装置的功能是将励磁机发出的交流电转变为作为发电机励磁的直流电源。使用可控硅整流, 可以通过调整可控硅的导通角来改变输出端的直流电压的高低, 相应地改变励磁电流值。 (3) 励磁调节装置。在励磁系统中, 励磁调节装置是对大型同步发电机的励磁进行调节的装置。现代励磁调节装置采用数字微机型, 其性能可靠, 并具有微调节和调高发电机暂态稳定的特性。 (4) 灭磁回路及过电压保护。为将磁场能量快速转移出磁场绕组, 在大型自并励系统中使用断路器。由于励磁回路感抗很大, 切断电流是很困难的, 因此需要专用的灭磁开关, 用以迅速切断发电机励磁绕组与励磁电源的通路并迅速熄灭发电机内部磁场。灭磁回路的过电压保护通常用氧化锌电阻与跨接器串联后并接在磁场绕组两端, 可在转子发生正向或反向过压时触发导通, 保护转子绕组。 (5) 励磁电源接线方式。1) 接于发电机机端并联变压器。这是自并励的一种典型接线方式, 励磁电源取自发电机机端并联变压器。就有励磁电源随着发电机的运行而供给。该接线方式由于结构简单而具有较高的可靠性。缺点是励磁电源受发电机机端电压的影响较大, 当机端电压下降时, 会使强励作用有所减弱, 如果发电机机端电压长期无法恢复正常范围, 则不能保证励磁电源正确运行。2) 接于厂用母线。这种接线方式当系统的外部故障切除后, 接于厂用母线的电动机在其转速恢复过程中会吸取较多的无功, 造成比较大的电压降ΔU, 故厂用母线电压往往难以恢复到正常范围, 影响了励磁系统的强励能力。3) 接于系统侧。这种接线方式励磁电源直接取自升压站的高压侧母线, 起励电源相对独立, 。缺点是当发电机跳闸后, 由于系统电压低, 励磁装置有可能无法自行恢复正常运行状态;在电压极低的极端状况下, 存在励磁消失的可能性。比较三种接线方式, 接于机端发电机出口的封闭母线、机端励磁方式是一种简单、优先的方案, 故本文推荐励磁变压器接于发电机出口母线。

3 采用自并励静止励磁系统的发电机保护优化

采用自并励静止励磁系统的主要问题是在线路近区故障时, 由于它的顶值励磁特性受发电机端电压的抑制而将对保护可靠性和系统稳定产生不利影响。根据这种励磁系统特点, 后备保护需采取响应措施。例如, 可采用带电流记忆的低压过流保护或带电流记忆的复合低电压过流保护使发电机的后备保护可以可靠动作以切除故障。

4 结语

同步发电机自并励静止励磁系统具有结构简单, 运行可靠以及经济性能好等特点, 因此, 发电机励磁方式推荐选择自并励静止励磁系统, 目前我院DTWH 2X300MW, DTLY1X300MW等工程均采用自并励静止励磁方式, 也是国内的是大中型汽轮发电机组的优选励磁方式。

参考文献

系统设计优化 篇5

利用协同优化方法实现复杂系统分解并行设计优化

介绍了应用于航空航天领域内复杂系统设计的协同优化算法,并针对现有协同优化算法中系统级协调算法计算量大且易发散等缺点,分析了协同优化系统级协调算法的几何意义,提出了一个新的概念:子问题间不一致信息,并在此基础上构建了一种新的系统级协调算法:动态松弛算法,相对于现有系统级协调算法,动态松弛算法的计算量更小,鲁棒性更好.用本文提出的.动态松弛算法实现了一齿轮减速箱的齿和轴的并行设计,计算结果表明了本算法的有效性.

作 者：李响 李为吉 作者单位：西北工业大学,航空学院,西安,710072刊 名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS年，卷(期)：25(3)分类号：V221.6关键词：多学科设计优化 协同优化 并行设计 动态松弛

门座起重机变幅系统优化设计 篇6

关键词：门座起重机；变幅系统；优化；Matlab

在四连杆门机中，变幅系统的优劣直接影响到了整机的性能。因此对整个变幅系统各部件尺寸的选择显得至关重要。

下面介绍如何建立有效的数学模型，并通过Matlab对其进行优化计算。

1 建立数学模型

设计变量、目标函数和约束条件称为优化数学模型中的三要素。

本文将优化系统归纳为10维。5个目标函数，共有19个约束条件。

我们对四连杆臂架的要求是：首先要求在整个变幅过程中由吊重产生的对臂架的力矩要尽可能小，然后是吊重在整个变幅过程中的落差要小，最后是希望臂架装置整体结构紧凑，重量輕。（图1）

2 基于Matlab的优化计算

Matlab对于解决此类的多目标优化有着很好的办法，前面总共讲了5个目标函数，所以这是一个标准的多目标的优化问题，可以用fgoalattain函数进行优化规划。计算步骤如下：

①将目标函数编制成M文件。②将非线性不等式约束条件也编制成M文件。③用相关Matlab程序语句调用fgoalattain函数进行优化计算。

3 工程实例

运用上述方法对公司45T四连杆门机进行计算，发现各个数据指标都有了不同程度的优化，尤其是变幅力矩，这一最为关键的数据减少了近50%，很好的起到了优化变幅机构驱动功率的目的，同时也提高了整机工作时的稳定性。

参考文献：

[1]陆国贤，丁怡四.联杆变幅装置优化设计，1979.

[2]严正宏.起重机运动机构参数优化设计，2008.

临床路径系统设计、实现与优化 篇7

关键词：临床路径,医院信息系统,医疗服务流程,医疗质量

0前言

临床路径是针对一组特定诊断或处置, 综合临床、护理、药剂、检验、麻醉、营养、康复、心理以及医院管理等多学科医学知识, 依据住院的时间流程, 结合治疗过程中的效果, 对检查治疗的项目、顺序和时限进行规定, 制定一套标准化治疗模式, 达到有效利用医疗资源、规范医疗行为、提升医疗质量、控制医疗成本、优化医疗服务流程的目的[1]。

临床路径作为优化医疗服务流程、实时控制医疗质量和效率的管理工具, 在我国医院管理领域得到逐步应用。自2009年起, 卫生部相继发布了22个专业331个病种的临床路径, 在全国初步选定了14个省市共73家医院作为卫生部临床路径管理试点医院, 并确定了各试点医院开展的试点专业[2]。

1 我院临床路径系统的设计

1.1 总体设计思路

我院医院信息系统 (HIS) 住院医生工作站从2005年上线, 至今已使用7年, 包括医嘱录入、抗菌药物管理、电子申请单、传染病上报等功能, 集成了合理用药、临床信息系统 (RIS) 、检验信息系统 (LIS) 、医学影像存储与传输系统 (PACS) 、病理系统等, 已成为临床医生日常工作不可缺少的系统平台。临床路径系统的核心即是标准化、规范化的医嘱, 其与医生工作站无缝集成将极大缩短临床路径建设周期, 为医生的日常工作提供最大程度的便利。

1.2 系统架构

临床路径的定义、纳入、执行和效果评估分析等各项功能的实现和HIS医生工作站紧密联系, 其模块耦合与电子医嘱、申请单、电子病历 (MER) 等模块相似, 临床路径功能的全部实现需依托HIS的住院医生工作站的主程序支持, 其系统模块间的架构, 见图1。

基于医生工作站的临床路径系统设计保证了数据流的完整性及功能一体化的强大优势。临床路径系统通过与住院医生工作站和电子医嘱模块的接口实现, 仅需一次性身份验证及登录, 在系统集成环境中完成路径纳入/退出、执行、跟踪以及效果评估等各项路径所需诊疗行为, 并及时将数据和执行结果传回医嘱系统, 从而保证了在不打乱原有HIS工作模式的情况下, 同步支持纳入路径的工作业务流程[3]。

临床路径系统采用B/S架构和先进的Web浏览器技术实现路径定义、纳入及执行等各项临床路径功能。

1.3 业务数据流分析

临床路径系统与HIS的数据交互是密不可分的。以患者主诊断ICD10编码作为进入路径的标准。在HIS中确认入院诊断后, 系统将自动进入路径验证服务中心, 同时, 患者标识信息被带入验证服务中心。在验证中心, 以患者入院主诊断的ICD10编码为依据, 判断该病种是否纳入临床路径管理, 同时也对患者是否已经纳入临床路径管理进行验证判断, 对于符合纳入路径条件的病种且该患者未纳入该路径进行验证通过后, 患者进入临床路径管理状态。在HIS中, 患者状态管理将显示该患者已经纳入临床路径中。如果患者在纳入路径后, 由于出现某些特殊情况, 如并发症等而退出路径, 该患者退出路径的标识状态也将被送回HIS患者状态管理中。医师选择临床路径治疗方案包括:患者用药信息、检查检验信息等, 这些数据传递给HIS医嘱管理系统, 随后进行路径执行工作。临床路径业务流程, 见图2[4]。

1.4 临床路径功能模块

临床路径系统可按路径的步骤分为路径的定义、路径的执行、路径的跟踪及路径的效果评估和变异分析等各项功能。

(1) 路径的定义。路径定义模块主要功能: (1) 适用病种:即定义允许进入路径的疾病ICD10编码; (2) 纳入/除外规则:即具体定义适用病种允许纳入路径的具体规则或不能纳入路径的规则; (3) 疗程定义:即以患者住院时间为横轴, 制定完成各项检查及治疗项目的时间、流程、治疗目标等[5]。

(2) 路径执行。路径执行主要功能: (1) 患者纳入/除外路径。若患者确诊疾病全部符合纳入规则, 并在除外规则中无一符合, 该患者才被纳入临床路径系统。否则不能进入临床路径; (2) 患者疗程的执行。根据疗程的定义, 医生可以在治疗方案中选择具体医嘱, 在患者出现变异情况时, 医生可下达新医嘱并记录变异原因, 在完成某一阶段治疗后可根据需要做评估处理, 根据评估情况选择继续执行路径或退出路径; (3) 路径退出。在患者出现严重并发症等不符合纳入路径规则的情况下, 医生可以选择退出路径并记录变异原因[6]。

(3) 路径跟踪。路径管理人员可实时查看临床路径执行情况、纳入退出汇总情况、单个病例路径执行变异信息等。

(4) 路径监管。临床路径系统可以自动统计进入路径的患者人数、住院天数、住院费用、入组率、完成率、退径率、变异率等指标, 并可得到相应的多个汇总和明细报表, 还可根据管理部门的需要生成各种形象、直观的图形 (直方图、饼图、直条图等) 。这些统计数据可以导成Excel表格等, 大大方便了科研使用。实现对医疗行为的及时管控, 成为路径评估、路径改进的有力依据。同时医院管理者可以及时查看统计数据, 及时了解临床指标, 制定医院工作计划, 做出合理管理决策[7,8]。

2 系统的优化设计

临床路径系统从投入使用至今已有2年, 根据临床科室的反馈意见, 系统也在不断的优化中。现列举部分优化设计:

2.1 临床名称的设置

临床名称就是若干条医嘱集合的别称, 其作用有: (1) 简化治疗计划的设置、提高医嘱的可读性。在制定治疗计划时, 有一些医嘱有多种选择, 如膳食医嘱可以是:流质膳食、半流质膳食、低脂膳食等, 如将这些选择都列在医嘱中供医生选择, 将导致治疗计划中医嘱项目冗长, 可读性差。在临床名称中设置“膳食医嘱”, 它可以对应流质膳食、半流质膳食、低脂膳食等, 在设置治疗计划时只要引用临床名称“膳食医嘱”, 医生在使用时点击“膳食医嘱”就能选择各种膳食医嘱; (2) 控制药品使用。例如设定临床名称“社区获得性肺炎抗菌药物”, 将其与允许使用的抗菌药物进行对应, 那么通常情况下临床医生就只能在限定范围内使用抗菌药物了。

2.2 变异豁免功能

在新增医嘱时, 该功能允许用户定义一些无需输入变异原因的医嘱。在临床路径中一般情况下, 医生只要增加路径中未定义的医嘱, 都要输入变异原因, 但在实际应用中, 一些无关痛痒的医嘱要让医生输入变异原因, 会使医生很反感, 如转床医嘱、开钙片、开维生素等。该功能由医务部统一配置, 可在一定程度上提升医生的工作效率, 减少抵触情绪。

2.3 变异原因的批量录入

在临床路径刚起步阶段, 治疗计划的制定必然不够完善的, 因此新增的医嘱就较多, 即变异的情况比较多。最初的设计是每新增一条医嘱都需要输入变异原因, 这使临床医生叫苦连天, 抵触情绪很大。经过优化后, 医生在新增医嘱时可不再输入变异原因, 而是在进入下一疗程时, 系统自动列出所有新增医嘱, 医生可选择相同变异原因的若干条医嘱, 一次性完成变异原因的录入。

2.4 诊疗包

诊疗包是针对某种疾病的常用医嘱。在进入某一路径时, 患者可能还患有其他疾病但不在该路径除外条件之内, 例如白内障病人老年人, 往往还患有高血压、糖尿病等。我们针对这类情况设计了如高血压诊疗包、糖尿病诊疗包, 医生调用诊疗包可以快速生成医嘱并自动填写变异原因, 较大程度地方便了医生。

3 应用效果

(1) 临床路径患者数量明显增加。2012年我院启用临床路径62种, 进入临床路径患者共计9238人, 入组率47.23%, 相对2011年启用临床路径32种, 入径患者2339人, 入组率23.65%, 有较大的提高。

(2) 规范诊疗行为, 实时质量监控。通过设计统一的临床路径表单、固定的医嘱流程预设及医嘱执行情况的实时监控, 对一些不符合医疗原则的诊疗行为及时提醒、及时更正, 从而使临床诊疗行为规范性及患者医疗安全得到有效保障[9]。

(3) 降低患者费用, 提升医院效益。临床路径的实施, 除了规范诊疗行为外, 在降低平均住院日、降低患者医疗费用及提高医院管理效能、提升医院效益等方面亦取得一定效果[10]。以我院老年性白内障临床路径为例, 进入路径患者平均住院日从6.32 d下降到5.14 d, 平均费用由9125.7元下降到8813.1元, 下降了312.6元, 而科室的收入不减反升, 2012年科室住院的收入比2011年增长300多万元, 增幅15%左右。

我院在临床路径的开发与应用方面进行了初步的探索, 取得了一定的成效。临床路径的建设是一项长期的工作, 只有得到院领导的支持、临床医生的配合、信息中心对临床路径系统的不断优化, 才能取得更大的进展。

参考文献

[1]钟艳宇.突破临床路径实施瓶颈的"利器"北京大学人民医院临床路径电子化管理调查[J].首都医药, 2011, (1) :35-36.

[2]卫生部下发22个专业112个病种临床路径[J].药品评价, 2010, (10) :62-63.

[3]刘永.基于临床路径的信息系统设计[J].系统研发与设计, 2009, 4 (3) :67-69.

[4]胡彬, 郑西川.临床路径系统研究与设计[J].中国数字医学, 2010, 5 (4) :12-15.

[5]宋丽, 范理宏.临床路径智能化建设在我院的实施[J].中国医院, 2010, 14 (6) :49-52.

[6]郑西川, 胡彬, 胡燕峰.临床路径电子化软件开发新方法及其应用分析[J].中国数字医学, 2010, 5 (8) :84-86.

[7]董军, 李军, 周亚春, 等.临床路径信息系统设计与应用[J].中国卫生质量管理, 2007, 14 (2) :67-70.

[8]袁骏毅, 朱立峰, 袁克俭, 等.临床路径在电子病历中的设计与实现[J].中国医疗设备, 2010, (10) :25-26, 35.

[9]王伟, 秦银河.计算机化临床路径设计初探[J].医院管理, 2005, (12) :40-42.

多风机通风系统优化设计分析 篇8

为对多风机通风系统存在的问题进行优化研究, 把每部主要通风机及服务区域视作一个子通风系统, 根据各子系统阻力分布情况, 找出通风系统存在的主要问题。通过调整通风布局及主要通风机工况制订优化方案, 利用计算机对每一优化方案解算, 对解算结果进行综合分析, 选出最优方案。

1 矿井概况

郑煤集团某矿井核定生产能力215万t/a, 立井多水平上、下山开拓, 矿井共有2个开采水平, 分别为-100 m水平和-300 m水平。采区、采面分布见表1。

矿井通风系统为对角—分区混合式通风, 通风方法为机械抽出式。3个进风井, 分别为主井、副井、西风井;3个回风井, 分别为31风井、东风井、23风井。各风井主要通风机装备及服务区域情况见表2。

2 通风系统现状分析

通过对该矿进行通风阻力测定, 得出各主要通风机系统阻力、风量分布情况 (表3) 。

由表2、表3可知, 矿井通风系统存在以下问题:

(1) 从整体上来看, 该矿31风井系统通风难易程度为容易, 东风井系统通风难易程度为中等, 23风井系统通风难易程度为困难。23风井系统回风井断面偏小, 风量集中, 阻力较大, 致使等积孔偏小。

(2) 各风井系统三段通风阻力分布基本合理, 但也存在个别突出问题, 如各风井系统回风段平均百米阻力值偏高等。主要由东风井负担通风区域较多, 31风井系统进回风路线不协调、回风段风量集中, 23风井系统回风井断面偏小等原因所致。

(3) 井下局部地点阻力异常。如东风井系统总回风段风量集中、阻力偏大, 消耗阻力近900 Pa。根据矿井通风系统整体布局, 可把各风井系统的通风区域进行适当调整或对东风井系统总回风段巷道进行改造, 以降低东风井系统通风负担, 解决该风井阻力较高的问题。

(4) 从风量和通风阻力的匹配上来看, 31风井系统符合《煤矿井工开采通风技术条件》 (AQ1028—2006) 的要求;但东翼回风井系统、23风井系统矿井不符合该要求。

综上所述, 该矿井主要存在东风井系统通风任务重, 23风井系统等积孔偏小, 东风井、23风井系统回风段阻力大等问题。因此, 主要以调整风井负担区域及风井系统回风段阻力为切入点, 制订优化方案。

3 优化方案解算及选择

3.1 计算机解算精度评价

为确保计算机解算的可靠性, 需对计算机解算精度进行评价。在矿井当前通风阻力实测数据的基础上, 建立网络解算模型进行网络解算。解算结果见表4、表5。

由表4、表5可知, 各风井主通风及各采煤工作面的网络解算数据和实测数据误差均在可接受范围内, 其精度值均在95%以上, 从而说明通风网络中各分支风阻值的解算是可靠的, 网络解算能够达到网络分析和优化研究的要求, 可通过计算机解算对该矿通风系统进行优化。

3.2 优化方案解算

(1) 方案1:构建西风井系统服务21采区, 实现21采区分区通风。构建西风井系统, 通过原有东西翼回风联巷把21采区的乏风回入西翼总回风巷, 实现21采区分区通风, 此时东风井系统仅负担11采区和23采区部分通风任务。根据矿井实际, 对井下各硐室、掘进工作面设定固定风量, 采煤工作面采用自然分风, 通过计算机进行解算。解算结果见表6、表7。

(2) 方案2:利用11胶带上山与东翼总回风巷并联回风。11采区即将回采完毕, 在11采区回采完毕后将11胶带上山与东翼总回风巷并联回风, 其他采区不进行调整。此时东风井系统仅负担22采区和23采区的部分通风任务, 该风井系统需风量将会减少, 故同时调整东风井主要通风机能力。根据矿井实际, 对井下各硐室、掘进工作面设定固定风量, 采煤工作面采用自然分风, 通过计算机进行解算。解算结果见表8、表9。

(3) 方案3:在方案2基础上调整23采区回风。在方案2的基础上, 开拓从23 m回风下山至23轨道集运巷之间的联巷, 将23回风下山部分的回风流由23轨道集运巷回至23风井, 使23采区实现完全分区通风, 此时东风井系统仅负担22采区通风任务。根据矿井实际, 对井下各硐室、掘进工作面设定固定风量, 采煤工作面采用自然分风, 通过计算机进行解算。解算结果见表10、表11。

3.3 优化方案选择

(1) 方案1中, 东风井、西风井、23风井系统等积孔偏小, 且西风井风量和通风阻力匹配情况不满足《煤矿井工开采通风技术条件》 (AQ1028—2006) 的要求, 故不能采用此方案。

(2) 方案2、方案3中, 东风井总回风巷双巷并联通风, 解决了东翼总回风偏高问题, 两方案风井系统均满足《煤矿井工开采通风技术条件》 (AQ1028—2006) 的要求。但方案2中23风井系统等积孔仍然偏小, 方案3实现了23采区分区通风, 且只需施工1条15 m长的联巷及几道密闭、风门即可, 有利于23采区长远的开采活动, 能够提高矿井通风系统的稳定性。

综上, 该矿通风系统优化改造可采用方案3。

4 结语

(1) 针对多风井、多风机的复杂通风系统, 根据主要通风机服务区域, 划分为多个子通风系统分别进行测算、分析, 更易掌握各子通风系统状况及它们之间的关系。而计算机解算软件的应用, 把通风系统各优化方案效果直观地呈现出来, 为矿山企业选择合适的改造方案奠定了基础。

(2) 该矿井根据最优方案进行了矿井通风系统调整, 实现了22采区、23采区、31采区的分区通风, 该改造方案能够满足矿井用风需求, 达到了预期效果, 保证了矿井安全生产。

摘要：为对多风井、多风机矿井进行通风系统优化, 分析了矿井通风阻力分布分析各风机系统现状, 针对系统存在的主要问题, 提出多个优化方案, 并对各优化方案进行计算机解算, 通过比较分析选择出最优方案。把矿井多风机通风系统分解为多个子通风系统, 通过计算机解算直观地呈现出各优化方案效果, 使矿井通风系统优化改造更加简便易行。

关键词：多风机,通风系统优化,计算机解算

参考文献

[1]黄元平.矿井通风[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2003.

[2]杨运良, 陈胤, 程磊.鹤壁八矿通风系统优化改造[J].陕西煤炭, 2008 (5) :48-50.

浅谈油气集输系统优化设计 篇9

一、我国油气集输系统主要弊端与问题分析

当前我国在油气开采方面存在着诸多问题, 其中比较严重的主要集中在油气集输系统方面, 简单的概括是“两高一混”, 所谓的“两高”指的是能源的消耗高于油气的浪费程度高。而“一混”指的是在进行油气的计算上不明确, 存在混乱与模糊。之所以产生这种现象, 最重要的原因就是设备的处理工艺比较低, 系统设计中存在着诸多漏洞, 直接影响到油气的正常开采, 导致油气的大量浪费。我国油田深入开采程度不高, 没有节制的建立大量的新油田, 导致油气集输问题越来越严重。油气集输系统问题主要体现在以下几个方面。

1. 油气最初设计与实际集输存在差距

我国有大部分年代比较久远的老油田, 老油田依然使用原先的油气集输系统, 这就导致在油气运输的过程中, 原有的油气集输系统设计与实际的油气集输需要不匹配, 在运输的过程中导致大量资源的浪费, 资源浪费引发了成本的提升。

2. 集输系统落后, 集输设备破损严重

我国大部分的油田中采用的油气集输设备都年代比较久远, 没有进行定期的更新, 很多设备已经超出了其正常的使用寿命, 设备老化, 耗能较高, 这些老化与破损的集输设备很大程度上影响了油气集输的效率。

3. 油田的集输管道老化, 造成油气的泄漏与环境污染

在老油田中原有的集输管道因为常年失修, 已经出现严重的损坏, 在进行油气集输的过程中很容易出现油气的泄漏, 一方面是对油气资源的浪费, 另一方面泄漏的油气很可能含有一定的有害物质, 引发环境的污染与破坏。

4. 油田检测虚假报告, 影响油气集输结果

在进行油气集输系统的检查与更新中往往含有大量的虚假报告成分, 一方面大大降低了使用者对其工作能力的信任度, 另一方面也引发了不良的社会风气, 在进行更正时浪费了人力、物力, 增大工作难度。

二、对油气集输系统的优化设计分析与研究

针对老油气集输系统存在的诸多问题, 我们很有必要加强对油气集输系统的设计分析, 找到其弊端与设计漏洞所在, 针对不足进行设计调整, 争取在性能与结构上都实现新的突破, 从而更好的推动我国的油气开采工作。

1. 改良并优化集输中的脱水管理系统

在油气的集输管理中需要做好脱水工作, 脱水工作是油气集输中的重要一环。在油田中脱水系统存在的最主要的原因就是实现放水系统与油田实际脱水情况的结合, 在进行脱水系统的优化设计时要重点结合外输系统设备运行的实际效率, 结合生产需要的力度进行合理设计与改进。

2. 大力推广新型的高科技集输系统

我国已经逐渐研制出性能更加优越的新型高科技含量的集输系统。在设计上逐渐实现了脱水区域与外输系统的结合优化。在实际集输时, 我们常常会面临系统运行效率的大幅度降低, 此外还有脱水系统的超大负载, 在生产的高峰期该现象更加明显。针对这种现象, 我们可以考虑以下几种途径进行改良与整治。首先将两段中脱水系统负荷比较低的, 特别是不能进行正常工作的脱水站进行防水站的改良, 进而将管内原有的输送改为下个脱水站进行。对于那些负荷不高而且可以正常维持运行的要根据不同的区域进行原油布局及制定输送方案, 运用先进的化学手段进行脱水处理。脱水的终极效果是要求得到最大限度的净化原油量。

3. 针对油气的外输系统进行结构上的优化与调整

对原有的油气外输系统进行调整与优化, 首先要对集油管进行布局的重新规划, 在布局上要实现整体布局的合理与局部布局的到位, 最终实现减极性的布站目的。我们通过大量的实验发现, 在对原有的老油田的过渡性布站进行适当的布局调整, 可以实现老油井的原有集油半径增加, 原来的“三级站”可以升级为“二级站”, 实现了原有规模的减少, 在规模减少的基础上实现了成本降低与投资控制。油气的外输系统是进行油气集输系统改良的重要内容。

结束语

对于任何一个油田发展来说, 对集输系统进行改良可以提高整个站库的运行效率, 大大减少运行成本, 而且在管理与操作上都十分方便。在进行油气集输系统的改良与优化设计时重点的改良对象有加热炉、锅炉及转油泵。对他们进行单体性能的改良, 提高他们的单体运行效率, 可以推动实现整体效率的提高。在进行改良中要坚持节能, 在能源的节约上坚持一定的原则, 先节约热能, 其次是动能, 最后是电能。在进行改良设计时需要统筹全局, 树立整体意识, 兼顾各个方面, 做好辅助工作的配套开展。对于新问世的技术与设备要积极推广, 大胆试用, 真正实现我国油气集输系统的改良与升级, 进而推动我国的油气开采发展。

参考文献

[1]王晓瑜.浅谈油气集输管网的优化设计[J].油气田地面工程, 2004 (07) .

风电机组塔架优化设计系统分析 篇10

1 风电机组塔架优化设计系统结构分析

根据操作需求和功能的不同, 可以将整个风电机组塔架优化设计系统分为三个层面, 其分别是系统用户界面层、系统应用服务层以及系统数据存储层。

1.1 系统用户界面层

系统用户界面层相当于是整个系统的窗门, 在该层面的用户可以通过相关操作对整个系统的运行进行控制。同时, 系统也会将自身的运行情况和数据信息通过窗口的形式展现给用户, 使用户能够对整个系统的运行情况进行详细了解, 进而确保整个系统的高效、精确运行。

1.2 系统应用服务层

在该层, 用户可以对整个系统的具体运行情况和操作进行控制, 进而实现对风电机组塔架进行快速设计, 并对设计进行进一步优化。在该层面, 对Pro/E5.0软件系统的交互集成, 主要是通过Pro/Toolkit API来实现。

1.3 系统数据存储层

在整个优化设计系统中, 数据存储层是最重要的组层部分, 是整个系统得以实现运行和操作的基础。数据存储层的主要作用, 就是对系统运行过程中的相关数据进行存储。按照存储数据的不同, 可以将整个数据存储层细分为四个数据库, 分别是参数库、实例库、规则库以及模板库。

1.3.1 参数库

参数库, 顾名思义, 其主要作用就是对风电机组塔架的设计参数进行存储, 其中, 主要包括风电机组本身的技术参数、塔架设计的基本参数、塔架材料参数、零部件几何参数以及塔架设计优化参数等。

1.3.2 规则库

规则库所存储的主要是风电机组塔架优化设计中的装配约束关系, 而这些装配约束关系数据, 都是以固定的规则格式存储在规则库中, 当系统运行需要时, 直接对其进行调用。

1.3.3 实例库

该数据库内存储的主要是已经设计成功的风电机组塔架设计优化案例, 详细包括了整个塔架设计过程中所涉及到的相关数据、规则以及零部件配置信息等, 主要作用是为了给风电机组塔架设计优化提供可供参考的设计依据。

1.3.4 模板库

该数据库的主要作用是对塔架优化设计的模板文件进行存储, 通过这些模板文件能够直接对塔架的整体骨架进行快速组装和设计。而这些模板文件都存储在指定目录之下, 当系统设计需要时可以直接通过目录进行调用。

2 风电机组塔架优化设计系统功能分析

在风电机组塔架优化设计系统中, 按照系统功能的不同, 可以将整个优化设计系统分为四个功能模块, 其分别是结构配置模块、分析优化模块、参数化设计模块和设计输出模块。

2.1 结构配置模块

结构配置模块的主要作用是对整个塔架的总体结构进行详细设计和对塔架中零部件的结构组成配置进行设定。通过结构配置模块, 设计人员能够对的整个塔架的结构进行初步设定, 并根据优化设计需求对塔架所需零部件进行合理选择。

首先, 设计人员要在对风电机组塔架设计具体需求的基础上, 对整个风电机组塔架的总体结构进行初步设计, 并由企业管理人员对初步设计方案进行审查, 确定设计方案满足要求之后存储方案继续进行下一设计环节。其次, 在完成塔架总体结构设计之后, 设计人员应该在塔架总体结构初步设计的基础上对整个塔架的零部件进行选择, 同时, 为了确保选择的合理性, 设计人员应该从现有结构模型中进行选择, 以确定所选零部件的性能属性能够满足塔架优化设计要求, 确定没有问题之后, 、对零部件选择方案进行存储。

在此过程中设计人员还应该注意, 不论是在接下来的设计中发现塔架总体结构设计中出现问题, 还是企业要对塔架设计进行适当调整, 设计人员都应该在原有设计方案之下对塔架的总体设计进行调整和修改, 并将修改之后的方案进行存储。

2.2 分析优化模块

该功能模块的主要作用是对塔架总体结构的设计进行分析, 并对分析结果进行优化处理。在该功能模块, 设计者需要先从结构配置模块中取出塔架总体结构设计的主要数据, 并针对结构数据对初始参数进行准确设定。然后, 再利用有限元分析软件建立起有限元分析模型, 病通过求解器对塔架总体结构的静态强度和模拟形态进行详细计算和分析, 得出优化结果。最后, 根据优化结果对塔架总体结构进行优化设计, 并再次将优化结果存储。

2.3 参数化设计模块

在通过以上两个模块对整个风电机组塔架总体设计进行确定之后, 就需要通过参数化设计模块对塔架总体结构的相关设计参数进行提出分析和构建零件三维模型。通过参数化设计模块, 设计人员可以在对塔架总体设计结构的相关参数进行提出之后, 利用Pro/E二次开发接口将所得参数层输送到参数化程序中, 由该程序对整个塔架的总体结构进行计算分析和参数化, 然后生成塔架零件的三维模型, 为塔架零件的选择和构造提供科学有效的参考依据。

2.4 设计输出模块

设计输出模块的主要作用是将确定整体设计塔架的结构转化成二维工程图进行输出, 附带详细的总体结构图、部件图和零件图, 并注明详细尺寸和材料具体要求, 以确保整个塔架优化设计的顺利实现。

3 结束语

风电机组塔架优化设计系统, 是当前对风电机组塔架进行优化设计效率最高的一种设计方式, 但是由于该系统在塔架优化设计中应用的时间并不是很长, 所以多数设计人员对其并不是很了解, 也无法进行高效利用。因此, 作为设计人员, 应该不断加强学习, 加深对优化设计系统的了解和掌握, 进而不断提升自身的设计水平和设计效率。

摘要：风电机组塔架优化设计系统是当前应用较为广泛的一种设计方式, 设计效率较高。文中从风电机组塔架优化设计系统结构和风电机组塔架优化设计系统功能两个主要方面对系统进行了详细分析, 旨在加强设计人员对系统的了解, 进一步提高设计效率。

关键词：风电机组,塔架设计,优化设计,设计系统

参考文献

[1]矜岳亮.风电机组发电机的技术发展和展望[J].电力与能源, 2011 (02) .

系统设计优化 篇11

【关键词】热能动力联产 系统优化 设计

一、前言

长久以来，热能动力系统都是互相独立的，传统的热力循环系统的中心理论是热力学里面的卡诺定理，卡诺定理能够把燃料的品位变成热能品位，但是并没有利用燃料化学能品位，所以说具有很大的局限性。在这样的理论基础上，很多研究者建立了热能品位与燃料化学能、Gibbs自由能之间的关系，在这些的基础上，解释了化学能可控转换联产有关的集成机理。当今世界，系统整合思想颇受欢迎，能源动力系统的发展趋势多产品联产和多能源互补。

二、多联产系统集成理论简介

多联产指的是整合动力系统和化工工程，既能完成热工功能，包括供热、发电等，又能进行化工产品的生产，综合了多个领域的多功能，在生产中起到很重要的作用。综合能和化学能的阶梯利用是多联产系统理论的核心内容，同时也是热能动力联产的基础和系统优化分析的基础，这种方法能够实现二氧化碳的一体化。首先是物理能和化学能阶梯利用方法。以前的热力循环系统的中心理论是热力学里面的卡诺定理，卡诺定理能够把燃料的品位变成热能品位，但是并没有利用燃料化学能品位，所以说存在很大的局限性。在这样的理论基础上，很多研究者建立了热能品位与燃料化学能、Gibbs自由能之间的关系，在这些的基础上，解释了化学能可控转换联产有关的集成机理。研究显示，能量转化和组成转化属于互相利用耦合关系，化工侧和动力侧的互相整合是整个系统的集成重点，能量的阶梯利用就是其核心理论。其次是应用和二氧化碳控制一体化有关原理进行能量转化。通常情况下，热力系统都是在流程尾部脱除中进行污染控制，也就是采取污染在前，治理在后的方式，这种治理模式显然不符合相关要求。为了打破这种治理模式，利用能量转化原理及与二氧化碳控制一体化原理，这样的原理能够结合化学能阶梯利用与降低二氧化碳能源消耗分离，使能量利用率有效提高，同时使二氧化碳的排放量得到了很大程度的减少。一体化思路把传统的分离技术颠覆了，而将温室气体能耗高的问题解决的是联产系统一体化理论，实际生产过程中，既能够回收二氧化碳气体，又能分离出干净的气体燃料氢气，使得合成气成分比例更为科学化，确保化工合成得到有效的优化，使二氧化碳气体的排放量降到最低，为二氧化碳集成方法奠定了扎实的基础。

三、多联产系统的主要类型和系统优化的有关思路

根据上述原理可以研发出多联产系统类型，并为优化系统提供有效的方法，但是需要注意的地方有很多。

（一）有关多联产系统的节能效果及对应的类型

多联产系统有很多组成部分，分别是污染控制、热工和化工等，在实际的实施过程中，一定要结合实际的具体情况整合和优化不同的过程，才能达到预期的功能。所以，基于这种情况下，多联产系统会有很多类型出现，同时这些类型的分类方式也各不相同。举个例子，可以根据输出产品的类型来挑选输出方式，可以根据流程的结构及系统的特点来选择，并且还可以结合输出能源的种类来选择。这些输出方式中，较为科学的方式是结合流程结构和系统特征来选择，在这样的输出方式中，动力联产系统可以分成多种类型。首先是简单并联系统。所谓并联系统就是并联动力系统和化工流程，独立性较强是它的主要特点，它可以保留原来的分产流程结构，气炉里面的合成气当做是动力系统的主要燃料。简单并联系统的优势是节约能源效果好。其次是综合并联型系统。相对简单并联系统而言的综合并联系统，是在简单并联系统的基础上整合和优化能量系统，它的动力系统热能提供了工艺流程能力。而混合器低温抽气满足了废气回收的热能的需求。综合并联型系统的节能效果明显优于简单并联系统。接下来是简单串联系统。所谓简单串联系统就是串联化工系统和动力系统，而且化工系统和动力系统都是采用上、下串联的方法，而动力系统无需利用合成气，因此在很大程度上避免了高能耗的情况，同时减少了合成气的消耗，节约能源的效果较好。第四是综合串联系统。所谓综合串联系统就是优化简单系统的结果，这个系统可以耦合组分转化和能量转化的，它采用的是无成分调整和优化调整的方法，在很大程度上将合成气的损失降到最低，最大限度的把能量利用率提高，最大限度的节约能源。最后是串并联联合系统。属于新型的系统的串并联联合系统，是在并联系统和串联系统的思路上发展起来的，它具有更为合理的能源转化思路，但是这种系统也有一定的缺陷，就是化工侧和动力侧的结合比较紧，不利于系统的稳定和灵活，优点是对具有很强的适应性。串并联联合系统集合了并联系统的优势并摒弃了并联系统的缺点、集合了串联系统的优势并摒弃了串联系统的缺点，对于完成综合目标有很大作用。

（二）热能动力联产系统优化设计方法

首先是在节能率基础上的联产系统优化设计方法。联产系统的组成成分有很多，包括污染控制、化工、热工等过程，因此整个系统非常复杂，按照目前的情况来看，联产系统的设计都是采用传统的设计方法，但是传统的设计方式存在很多缺陷。评标标准的选择不同，就会有不同的结论，因此对整个不易于客观评价整个系统，而且在整个过程里面都没有意识到优化各个参数，因此造成整个系统科学性不足。其次是在节律基础上的联产系统优化方法。当参比分产系统和联产系统的输出一样时，两者能耗总量要满足的条件是Pcog=PD；GcogM=GDM；ESR=（QD-Qcog）/QD=QDM/ηDM+PD/ηDP.其中Q属于能量，η属于效率，G属于质量，P属于功率，D属于分产时，M属于化工，cog属于联产时，P属于动力。

以下从基本方程和热力学定义出发，找到新的参比标准，大量实践显示，新的参比标准相对于传统的计算方法更方便和准确，因为它全面的考虑了不同参数的变化情况，在联产系统里面，合成焦炉煤气和煤气的技能率ESR具体如下：

Qcog=Qe+Qeg=GeogeHDC+GeogogHeog；

QD=PD/ηDee+GDMqDM）；

ESR=[（PD/ηDee+GDMqDM））-（Qe+Qeg）]/（PD/ηDee+GDMqDM）；

以上公式中，qDM屬于分产化工生产效率，GDM属于分产化工生产质量，ηDee属于分产联合循环小功率，PD属于分产中联合循环的工具。

在多联产系统的优化设计中，需使用合理的参比流程，从目前的情况来看，参比分产化工流程可以使用焦炉煤气联合循环系统，这种参比流程通过采用各个指标的函数关系及分产系统性能值来进行。

使用的分产参比基准不同，节能率就会有不同的变换规律，而当量系数方法以及定性能基准方法都会出现程度不同的误差。例如，高混合比区域中ESR的计算值会有偏大的趋势，而低混合比区域刚好相反，ESR的计算值会相对偏小。

四、结束语

油田注水系统改造工程优化设计 篇12

某厂油田东区、西区、中区各自建有地面注水系统,三座联合站各自建有注水站及站外注水管网,三座注水站之间建有联络干线以平衡各站之间压力和水量。均以净化污水作为注水水源,不足部分补充清水。

随着油田的开发发展,预测全厂最大日注水量将不断增加,东区、西区注水能力严重不足,而中区注水能力较为富余。站外部分注水管网注水能力不足。

一、设计难点

结合总体规划及某厂油田注水系统现状,在注水系统改造工程中,中区注水站及站外管网能力富余较大,无需改造,而东区及西区改造存在诸多难点。

1. 东区

东区联合站注水站建有注水罐2座,建有注水泵房1座,内安装注水泵3台及增压泵3台,清水过滤间内建有注水泵1台。东区联合站注水站已经满负荷运行。随着注水量的增加,东区注水站能力严重不足,注水罐罐容及清水能力亦将不足,需要扩建。经实地考察,站内已建设施布局紧凑,空间狭窄,扩建余地小,征地困难。工程的改造建设既要满足扩建规模的需求,又要满足各建构筑物之间的安全距离以及设备日常维护管理操作空间。这些都给注水站的扩建带来了困难。东区站外注水管网为枝状管网,建有注水干线4条。1#干线管径φ219x11,注水半径3.8公里,管网末端压力6.5MPa;2#干线管径φ159x8,注水半径3.1公里,管网末端压力7.0 MPa;3#干线管径φ219x11,注水半径4.6公里,管网末端压力6.0 MPa;4#干线首段为φ273x14,后段为φ219x11并设有φ159x8复线,注水半径8.9公里,管网末端压力5.7 MPa。东区注水管网注水负荷大、注水半径大,投产年限长,管线腐蚀严重,经常漏失,管网压力损失较大,末端管线注水压力低,部分注水井欠注或注不进,其中最为严重的为东4#注水干线,注水能力严重不足。东4#注水干线,全长8.9公里。随着开发需求,注水管线能力明显不足。东2#、东3#注水干线也都存在管线负荷增大,管网压力损失增加,局部管线能力不足的问题,需要扩充其能力。另外东区部分注水管网穿越城区、耕地、道路,或被民房占压。这些都给注水管网的调改带来了困难。

2. 西区

西区联合站注水站建有注水罐2座,建有注水泵房1座,内安装注水泵5台。根据开发预测,西区联合站注水站注水能力不足。经实地考察,西区注水站与污水站合建,地下管线密布、错综复杂,调改困难,而地上建筑设施布局紧凑、空间狭小,已经没有扩建余地。

二、优化设计

在某厂油田注水系统改造工程设计中,针对东区及西区改造存在的诸多难点,经过研究对注水系统改造总体布局和工艺设计进行了优化设计。

1. 优化总体布局

针对东区注水能力不足,站外管网压力损失大,东4#注水干线负荷过大、注水半径过长,以及西区注水能力不足这几个主要难题,经过研究和优化,确定了合理的注水系统改造总体布局方案。即:扩建改造东区联合站注水站,东4#注水干线区块新建注水小站、西区注水能力不足依靠联络干线进行补给,站外管网扩充调整负荷过大的注水支、干线,以减小管线压力损失。

(1)东区注水站扩建改造:为满足未来东区注水量增加需求,对东区注水站进行扩建改造,并改造高压注水阀组,降低注水干线出站压力损失。(2)东4#注水干线区块新建注水站:东4#注水干线区块距离联合站5公里左右,注水半径较大。根据开发需求,该区块主体开发方式为热水驱油方式。为满足未来该区块热水驱注水量增加要求,解决该区块注水半径过大的问题,同时减小东4#注水干线负荷,降低东4#注水干线压力损失,在该区块新建注水站1座,站外新建注水管网。(3)西区注水能力补给:受西区注水站场地制约,西区注水站扩建非常困难。而中区注水站在满足自身注水需求前提下,富余能力较大,可以通过中区至西区之间联络干线为西区进行补给,以满足未来西区注水量增加需求。既解决了西区注水能力不足的问题,又避免了西区注水站扩建,减少工程量,节省投资。

2. 优化工艺设计

(1)优化东区注水站扩建改造

在东区联合站注水站内新建注水泵房、注水泵、注水罐及水源井,提高注水能力,以适应未来东区开发需求。新建高压注水阀组,改造注水泵进出水汇管,提高东区注水能力,降低注水干线出站压力损失。

设计中对站内平面布局进行了优化:合理利用东区注水站内有限空间,利旧已建厂房和配套设施,节省占地。将已建500 m3清水罐和200 m3回收水罐拆除并在北侧另建,将已建高压阀组间及仪表值班室拆除,在该位置新建注水泵房1座,泵房内新建注水泵2台,并将清水过滤间内已建1台注水泵移至新建注水泵房内(最终开5台注水泵,备用1台注水泵),新建稀油站1座,新建冷却水泵2台。将已建3台增压泵拆除,将该泵房改建成仪表值班室,并新建DN250高压注水阀组。拆除已建稀油站冷却水泵房,在该处新建高压配电室1座。在已建污水泵房西侧空地新建2000 m3注水罐1座。站外新建水源井1口(水量50 m3/h)。

通过以上优化设计,东区联合站注水站扩建后,平面布局紧凑合理,减少占地,节省投资,既满足生产需求,又满足各建构筑物之间的安全距离以及日常维护管理空间。

(2)优化东4#注水干线区块新建注水站

在东4#注水干线区块新建注热水站1座,由于东区联合站净化污水温度为28℃,为节约热能,将东区联合站净化污水作为注水水源。站外新建注热水管网。

结合该区块注水井分布状况、油藏开发所需要的注入参数,设计从降低热损失,优化工艺设备出发,进行了地面工艺技术研究,对注热水系统布局、注水管网保温技术、注热水站工艺流程及加热技术,以及其它配套技术方面进行了优化设计。

该区块热水驱地面工艺优化设计,简化工艺流程,创新加热方式,完善辅助配套技术,降低热量损失,减小运行费用、节约投资,为热水驱地面工程配套提供了经验。

(3)站外管网优化改造

经过现场实地调研,东区注水管网存在负荷大、损失大、局部管网结构不合理、管线腐蚀严重、经常漏失、部分干线支干线能力不足等诸多问题。设计对注水管网进行优化改造,调整布局,通过管线管径及压力损失计算,对问题最突出的4处注水管网敷设复线扩充能力,减轻负荷,降低其压力损失;对腐蚀严重的管线进行更换,对局部管网结构不合理进行了调整。

①东2#注水干线出站至8队18-00注水阀池段φ159x8干线1.5Km,水量超过4700 m3/d,沿程水力损失1.7MPa,本次工程在该段敷设φ219x11复线1.5Km;

②东4#注水干线18#间至10#间φ159x8注水干线1.5Km,水量超过2400m3/d,本次工程在该段敷设φ159x8复线1.5Km,扩充其能力,保证东11队14个水间正常注水;

③3#注水干线老21队附近φ159x8支干线400m能力不足,本次工程将该段支干线向西侧干线延伸并衔接,扩充其能力;

④3#注水干线所辖10队5#间、12#间φ127支干线水量超过1000 m3/d,末端注水压力较低,本次工程在3#注水干线末端新建φ114x6支干线1.0公里至12#间,减轻10队支干线负荷,降低其压力损失。

通过以上优化设计,东区注水管网能力提高了,管线压力损失降低了,满足未来生产需求。由于在设计中,对管线布局、管径及压力损失进行了合理的计算,管网改造降低了工程投资。

结束语

某厂油田注水系统改造工程设计优化了总体布局及工艺设计,合理利用有限空间,节省占地,管网调改经济合理,降低了工程投资。改造后,注水系统能力得到了有效提升,站外管网的能力提高了、压力损失降低了,能够适应未来开发需求,为油田建设做出了贡献。

摘要：随着吉林油田的开发发展,某厂最大日注水量将不断增加,其注水系统能力严重不足,需要扩建改造。本文通过对注水系统改造工程的研究,优化了注水系统总体布局及工艺设计,解决了已建注水站扩建改造困难及站外注水管网注水半径大、压力损失严重等难题,为油田地面工程配套技术提供了经验。

关键词：注水,总体布局,工艺设计,站外管网

参考文献

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