保护与优化（精选10篇）
保护与优化 篇1
自1933年法国最先进行开采保护层防止煤与瓦斯突出的试验, 到目前为止, 世界上几乎所有开采有突出危险煤层的国家, 只要煤层赋存条件允许都优先开采保护层。我国作为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家, 防突工作任重道远, 煤层群开采的突出矿井选择合理的保护层先行开采, 对被保护层工作面能起到范围最大、效果最好的消突作用。大湾煤矿西井位于贵州水城矿区西北端, 于2006年开工建设, 设计生产能力90万吨/年。井田范围内主采煤层为2#、9#和11#煤层, 属煤层群开采, 经中煤科工集团重庆研究院鉴定矿井为煤与瓦斯突出矿井, 因此合理选择保护层, 以便被保护层应力及瓦斯得到充分释放, 对于大湾煤矿西井防突工作尤为重要。本文通过对大湾煤矿西井煤层及瓦斯赋存情况分析, 研究了保护层的合理, 同时通过对被保护层首个工作面保护效果分析, 为大湾煤矿西井下一步生产布局、防突措施实施提供依据。
1 保护层优化选择
1.1 从瓦斯赋存情况分析
根据中煤科工集团重庆研究院2009年至2012年对大湾煤矿西井范围内可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价情况鉴定结果, 西井范围内2#、9#、11#煤层均为突出煤层, 其煤层突出危险性参数情况见表1。
从大湾煤矿西井煤层瓦斯突出参数的实测结果来看, 大湾煤矿西井可采煤层均为突出煤层, 但各煤层的突出危险性程度并不相同, 其中2#煤层突出危险性明显高于其它煤层, 而9#煤层抵抗突出的能力要强于其它煤层, 其理由如下:
从上表中可以看出, 大湾煤矿西井主要可采煤层的最高破坏类型为Ⅲ~Ⅳ类, 其中11#煤层为Ⅲ类, 2#、9#煤层为Ⅲ~Ⅳ类;据表1最大瓦斯压力值的比较为:p (2#) >p (9#) >p (11#) , 11#煤层实测瓦斯压力最小;最大瓦斯放散初速度的比较为:Δp (2#) >Δp (9#) >Δp (11#) ;最小坚固性系数的比较为:f (9#) >f (11#) >f (2#) 。
且自矿井2006年开工建设至今统计, 在2#、9#煤层采掘工作面均未发生过突出动力现象, 瓦斯动力现象发生过一次, 在11#煤层掘进过程中。综合上述分析, 从煤层突出危险性程度选择保护层时, 优先选择突出危险程度较小的煤层, 即宜选择9#煤层作为保护层进行开采。
1.2 从煤层赋存情况分析
大湾井田含煤地层为上二迭统宣威组, 系以陆相为主的海陆交互相含煤建造, 平均厚度234.32m, 含煤20~29层, 一般23~25层, 厚14.50~22.00m, 平均厚17m, 含煤系数为7.3%。含可采及局部可采煤层9层, 即2、3、4、5、7、8、9、11、12#煤层, 总厚9.60~13.15m, 平均厚11.99m。根据大湾煤矿西井建井至今开采情况, 可采的9层煤中, 实际可采煤层仅3层, 即全区可采的2#、9#、11#煤层。因此, 应优先选择赋存条件稳定、突出危险性较低的煤层作为保护层, 从煤层赋存情况来看, 2#、9#、11#煤层为全区可采煤层, 鉴于11#煤层为全矿井最厚的煤层、且突出危险性大, 因此, 宜选择2#或者9#煤层作为保护层进行开采。
1.3 从瓦斯巷布置层位分析
大湾煤矿西井为煤层群开采矿井, 各煤层层间距较小, 若在2#煤层和11#煤层之间层位布置瓦斯巷, 瓦斯巷将穿煤层或者离煤层较近 (小于5m垂距) , 巷道掘进在揭煤距离内, 巷道掘进危险性较大, 因此瓦斯巷布置只能选择布置于2#煤层上部或11#煤层下部层位。根据该矿区多年开采情况, 并结合与中煤科工集团重庆研究院瓦斯赋存研究成果, 瓦斯巷选择布置于11#煤层下部岩层层位。若选用2#煤层作为上保护层先行开采, 底板瓦斯巷与2#煤层平均法向距离约65m, 施工底板抽放钻孔难度较大, 同时2#煤层与9#煤层平均层间距为35m, 11#煤层与9#煤层平均层间距为15m, 因此选择9#煤层作为保护层进行开采。根据大湾煤矿西井勘探钻孔地质柱状图, 将目前开拓区域内的地质钻孔柱状图所反映的可采煤层赋存间距进行了整理, 见表2。
综合上述瓦斯、煤层赋存等分析, 大湾煤矿西井选择9#煤层作为保护层进行开采, 保护上部2#煤层和下部11#煤层。
2 保护效果分析
大湾煤矿西井于2012年1月首采工作面投入生产, 至今已开采保护层工作面X10901工作面, 被保护层工作面X11101-2工作面。
2.1 保护层及被保护层工作面概况
保护层工作面为X10901工作面, 布置于9#煤层, 工作面最大倾斜长度为182m, 最小倾斜长度为181m, 平均为181.5m;工作面最大走向长度为677m, 最小走向长度为607m, 平均为642m, 煤厚最大为3m, 最小为1.4m, 平均2m, 倾角最大为9°, 最小为5°, 平均7°, 工作面开采方式为走向长壁式, 开采方法为综合机械化采煤。被保护层工作面为X11101-2工作面, 布置于11#煤层, 工作面倾斜长度为152m;工作面走向长度为240m, 煤厚2.8m, 倾角最大为9°, 最小为7°, 平均8°, 工作面开采方式为走向长壁式, 开采方法为综合机械化采煤。X11101-2工作面全部处于保护范围内, 掘进及回采期间未实施钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
保护层及被保护层工作面平面关系见图1。
2.2 被保护层工作面残余瓦斯含量分析
X11101-2工作面构面完成后, 采用直接测定煤层瓦斯含量的方法对回采区域进行煤层残余瓦斯含量测定, 测定装置为DGC型瓦斯含量直接测定装置。在回采区域内布置了12个检验钻孔共计12个检验测试点, 钻孔均匀布置于回采范围内, 经测定X11101-2回采工作面最大残余瓦斯含量为3.67 m3/t, 最大瓦斯压力为0.09Mpa, 最大残余瓦斯含量小于临界值8m3/t, 最大瓦斯压力小于临界值0.74Mpa, 因此X11101-2工作面回采范围内完全消除了突出危险, 保护效果充分, 各测点瓦斯含量和瓦斯压力见表3。
2.3 被保护层工作面钻屑瓦斯解析指标分析
X11101-2工作面构面巷道掘进期及工作面回采期间, 采用钻屑瓦斯解析指标法利用WTC瓦斯突出参数仪对工作面进行突出危险性预测, 工作面连续进行两次突出危险性预测, 完后每推进25m进行一次突出危险性预测, 经预测X11101-2运输巷掘进期间最大钻屑解析指标k1max=0.36 m L/g·m in1/2, X11101-2回风巷掘进期间最大钻屑解析指标k1max=0.31 m L/g·m in1/2, X11101-2切眼掘进期间最大钻屑瓦斯解析指标k1max=0.29m L/g·m in1/2, X11101工作面回采期间最大钻屑解析指标k1max=0.33 m L/g·m in1/2, 各测点k1max均小于0.5 m L/g·min1/2, 因此X11101-2工作面完全消除了突出危险, 保护效果充分, 掘进及回采期间每循环钻屑瓦斯解析指标见图2。
2.4 被保护层工作面瓦斯涌出量分析
X11101-2工作面构面巷道掘进均采用炮掘方式, 根据矿安全监控系统数据统计, 掘进期间未发生过瓦斯超限现象, 同时X11101-2工作面于2014年2月上旬投入生产, 回采期间未采取采空区埋管抽放瓦斯治理措施, 工作面残余瓦斯全部为风排瓦斯, 工作面回采期间瓦斯涌出量见表4。
3 结论
通过对大湾煤矿西井9#煤层作为保护层的分析及X10901工作面开采后对下部X11101-2工作面保护效果分析得出以下结论:
1) 大湾煤矿西井将9#煤层作为保护层开采是合理的, 对邻近可采煤层起到充分保护作用。
2) 大湾煤矿西井处于开采被保护范围内的11#煤层工作面可以不用实施预抽煤层瓦斯的区域防突措施, 但生产期间必须连续进行区域及局部效果检验。
3) 煤层群开采的煤与瓦斯突出矿井选择合理的保护层开采后, 被保护层工作面会受到充分消突。
参考文献
[1]王君得, 杨云峰.海石湾井田保护层开采保护效果分析[J].煤, 2008.
[2]林柏泉等.矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2010.
[3]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.
保护与优化 篇2
经常坐在电脑前面的人，眼睛会受到很大的损害，那么有没有办法，把它将到最低呢？可以试试下面的几种方法：
1，把窗口文本的背景颜色改成豆沙绿色
桌面->右键->属性->外观->高级－>项目选择（窗口）、
颜色1（L）选择（其它）将色调改为：85。饱和度：123。亮度：205－>添加到自定义颜色－>在自定义颜色选定点确定－>确定
这样所有 文档都不再是刺眼 白底黑字，而是非常柔和 豆沙绿色，这个色调是眼科专家配置 ，长时间使用会很有效 缓解眼睛疲劳保护眼睛 。
如果想改回来，照原样，把颜色选择成白色即可。
2。把PDF文档背景颜色改成豆沙绿色
上面的修改对大部分windows窗口和ms office都有效果，但对有些已经自己设置背景的软件无效，如WEB页、acrobat等。
有关pdf文档背景颜色设置，我只试过adobe acrobat professional 7.0
方法：
菜单->edit->perference->accessibility->custom color->page background:
然后设置新颜色，将色调改为：85。饱和度：123。亮度：205－>添加到自定义颜色－>在自定义颜色选定点确定－>确定
改回方法：依上面步骤，重新设置成白色即可，
3。在XP中使用Windows Vista的ClearType字体，优化显示。
初见Vista，给人的第一印象就是其字体比Windows XP明亮、清晰了许多。后来才知道，它使用了一种名为ClearType的显示技术。
据说，这种技术还能起到保护视力的作用。Windows XP用户也不必为此遗憾，因为微软专门为Windows XP系统制作一个补丁，让Windows XP用户也能提前感受ClearType字体显示技术。
使用说明：
下载附件后解压，双击cttune.cpl ，在弹出的“ClearType设置”窗口，勾选“基本”标签页中的“启用Clear Type”项，激活原先呈灰色不可用状态的“设置向导”按钮，点击该按钮，弹出含有两种不同显示效果的“ClearType设置向导”窗口，选择其中比较顺眼的一类，点击“下一步”，在接下来的窗口中，你会看到六种字体渐变的显示效果示例，再次选择其中一种点击“完成”即可。
如果感觉效果不太明显，还可打开“ClearType设置”窗口，拉动“高级”标签页中的“字体明暗设置”滑块进行调整。
恢复原来设置，双击cttune.cpl，取消“启用Clear Type”项，选择确认即可。
保护与优化 篇3
关键词：留守儿童；法律权益；监护；人身安全
根据我国2006年的第五次人口普查，我国有超过1.5亿农民工外出务工，离开家乡前往城市，并且这个数字成像持续上升情况。与此同时，有部分人并非是前往一些大城市打工，或是出国劳务。基于此种情况，造成全国留守儿童数量持续增加，2006年超过2300万人，有85.9%的留守儿童年龄在14周岁以下，在义务教育阶段，有超过1/2的学生为留守儿童，留守儿童自身权益得不到有效保护，从法律角度进行探究，对于后续理论研究以及实践工作开展提供参考依据。
一、留守儿童法律权益保护存在的问题
（一）监护问题。留守儿童的法定监护人为孩子父母，父母对未成年人提供抚养义务，是一项非常神圣的职责，其中包括未成年人自身财产和人身合法权益的监护。但是由于种种因素限制，未成年人父母外出务工，将子女留在家中老人或朋友共同生活，长期同父母分离，监护职责擅自变迁，可能出现留守儿童缺少监护人的现象。就留守儿童监护问题来看，主要包括单亲监护、祖辈监护、亲友监护、同辈监护以及混合监护等等，不同的监护方式确定不同的监护主体，混合监护则是未成男人独立照顾自己的生活起居，时而由父母或者其他亲戚朋友监护，其中存在明显的问题[1]。具体表现为：（1）监护力度不足。由于监护人自身监护能力存在局限，致使留守儿童监护质量偏低，难以对留守儿童健康成长起到正确引导作用。（2）监护职责不明。留守儿童多为农村地区儿童，由于农村地区人民自身文化修养不高，法律意识淡薄，对于留守儿童的监护理解为简单的照顾和看管，保证其日常生活起居，所以存在着亲友监护、祖辈监护以及其他监护形式，监护职责不明，一旦留守儿童法律权利受到侵害，则很难找到直接相关责任人。（3）监护方式不定。留守儿童的监护方式并非是一成不变的，十分不稳定，种种原因导致留守儿童自身缺乏安全感，心理负担加剧，不仅影响学习成绩，还对留守儿童身心健康成长产生深远影响。
（二）教育问题。父母作为儿童的第一个老师，在幼儿成长初期受教育情况好坏，直接影响到孩子未来成长。部分留守儿童在很小的时候父母就已经离开家中前往城市务工，将子女留给家中老辈或者其他亲戚朋友，缺少父母的关怀和教育。据相关报道显示，湖北咸宁一个儿童3个月就被留在家里，直到子女上小学后，父母仍然在外打工未回家，这种父母同子女长时间分离现象，很容易造成留守儿童心理障碍问题，对成长十分不利。
（三）人身安全问题。留守儿童由于长期得不到父母双方的监护，自身法律权益十分容易受到侵害，危及人身安全。据权威数据调查显示，长期得不到父母的关怀和监护，留守儿童是犯罪侵害行为的主要对象。
二、留守儿童法律权益保护对策
（一）强化法律宣传力度。保护未成年人合法权益是社会以及其他公民的共同责任，对于一些侵犯未成年人合法权益的行为，都应该予以严厉惩处，任何人都有权利组织，并加以举报。应提高对留守儿童法律权益保护的认知，明晰其必要性，进一步规避留守儿童成长中可能存在的不良影响。
（二）强化监护主体责任。对于未成年人的监护，应明确监护主体责任，父母对于未成年人的抚养义务责无旁贷，父母或者其他监护人应依法履行监护责任，不得虐待或者抛弃未成年人，不得侵害未成年人合法权益；学校应按照《义务教育法》严格履行自身教育职责，全面落实国家最新制定的教育方针，以培养学生综合素质为主要目标，尊重学生、关怀学生，对于有困难的学生给予帮助。
（三）完善法律制度。完善法律制度对于留守儿童法律权益保护是至关重要的，对于现行的《未成年人保护法》以及《义务教育法》等多部法律进行完善，根据实际情况进行调整，对于具体处罚措施予以明确规定，增强操作性。完善社会保障制度，联合当地政府以及教育部门，针对留守儿童的保护提供帮助，将留守儿童法律权益保护落实到实处。
结论：综上所述，留守儿童由于长期缺少监护，自身法律权益很容易受到侵犯，严重影响青少年身心健康成长，针对其中存在的问题，完善相关法律保障制度，强化父母以及其他监护主体责任，不断强化人们留守儿童监护的责任意识，更加合理有效的改善留守儿童问题。
参考文献：
益生菌保护剂的筛选与优化 篇4
本试验分别以糖类、氨基酸类、无机盐类等为单因素保护剂,通过单因素试验筛选对嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌保护效果良好的保护剂,再根据正交试验设计将各保护剂进行复配,调整比例及浓度,以达到对益生菌的最佳保护。
1 材料与方法
1.1 菌种与培养基
嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌,均由黑龙江省兽医科学研究所鉴定保存。MRS液体培养基:葡萄糖10 g、蛋白胨10 g、酵母膏10 g、牛肉粉5 g、乙酸钠5 g、柠檬酸三铵5 g、吐温-80 1 g、Mg Cl20.5 g、Mn Cl20.2 g、K2HPO40.5 g,纯化水1 000 m L,p H值为6.2~6.4,121℃灭菌20 min,用于益生菌活化、扩大培养。MRS固体培养基:蛋白胨10 g,牛肉膏10 g,酵母膏5 g,葡萄糖20 g,乙酸钠5 g,柠檬酸三铵1.45 g,K2HPO4·H2O 2.6 g,Mg SO4·7H2O 0.58 g,Mn SO4·4H2O 0.25 g,吐温-80 1.0 g,琼脂20 g,纯化水1 000 m L,p H值为6.2~6.4,121℃灭菌20 min,用于益生菌计数。各培养基均自制。
1.2 主要试剂
海藻糖、麦芽糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、L-盐酸半胱氨酸、谷氨酸钠、硫乙醇酸钠、焦亚硫酸钠,以上试剂均为分析纯。
1.3 主要仪器
OLYMPUS生物显微镜,日本奥林巴斯公司生产;日立高速微型离心机,上海汗诺仪器有限公司生产;超净工作台,天津医疗净化设备厂生产;隔水式电热恒温培养箱,上海市跃进医疗器械一厂生产;手提式不锈钢蒸气消毒器,上海三申医疗器械公司生产。
1.4 菌种的活化与扩大培养
将嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌菌种分别接种于MRS液体培养基中,于37℃培养18 h;将活化菌种以3%接种量接种至含50 m L MRS液体培养基的三角瓶中,37℃培养18 h作为一级种子;将一级种子按照5%接种量接种至含100 m L MRS液体培养基的三角瓶中,37℃厌氧培养18 h,作为二级种子;将二级种子按照5%接种量分别接种至含200 m L MRS液体培养基三角瓶中,37℃厌氧培养18 h,制得发酵菌液。
1.5 细胞悬浮液的制备
待菌体处于对数生长期后期,镜检无杂菌后将扩大培养液加到无菌离心管中,4℃、6 000 r/min离心10 min;去除上清液,收集菌体[10,11,12],用灭菌生理盐水将菌泥稀释至一定浓度保存,备用。
1.6 保护剂单因素试验
采用单因素试验筛选保护力较好的保护剂成分。将各类保护剂按照一定比例浓度加到20 m L试管中,空白对照组加生理盐水10 m L,用振荡器充分混匀,121℃灭菌20 min;加入10 m L离心收集的菌体,再取无菌生理盐水将菌液补充至20 m L,调整活菌浓度为6.0×1010cfu/m L;再将添加保护剂的益生菌液置25℃条件下保藏60 d,采用平板计数法计算存活率[13]。
1.7 保护剂正交试验
根据单因素试验结果筛选适合的保护剂因子,采用L18(37)正交表设计复配保护剂组合,正交试验的因素与水平见表1。
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2 结果与分析
2.1 保护剂单因素试验
保护剂一般分为两类,一类为低分子化合物(如低聚糖、氨基酸等),另一类为高分子化合物(如蛋白质、多糖等),一般来说前者发挥直接保护作用,后者促进前者的保护作用[14]。以此为依据,本研究选用海藻糖、麦芽糖、PVP、EDTA-2Na、L-盐酸半胱氨酸、谷氨酸钠、硫乙醇酸钠、焦亚硫酸钠作为保护剂,通过测定益生菌的菌体存活率来反映各单因素保护剂的保护效果,再根据单因素试验结果筛选出用于复配的单一保护剂,结果见表2。
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由表2可知:8种保护剂对嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌的保护效果均显著高于生理盐水的空白对照组。未添加保护剂的空白对照组存活率均低于5.98%,添加保护剂的益生菌存活率均在21.53%以上,这说明本试验所选用的8种不同浓度的保护剂对3种益生菌均起到了一定保护效果,从而提高了保藏存活率。
不同保护剂对菌体的保护具有协同作用,大分子化合物通过包埋的形式保护菌体,同时可促进低分子保护剂发挥作用[15]。因此,在单因素试验基础上应进一步考察单一保护剂之间的复合效果,根据单因素试验结果,结合相关资料来筛选适合的单一保护剂。海藻糖、麦芽糖、谷氨酸钠、L-盐酸半胱氨酸均属于小分子保护剂,对益生菌的保护机理相似,且海藻糖、L-盐酸半胱氨酸对3种益生菌的保藏存活率较高,而麦芽糖、谷氨酸钠较低,说明这两种因素保护效果较差,因此选择保护效果最佳的海藻糖与L-盐酸半胱氨酸、EDTA-2Na、硫乙醇酸钠、焦亚硫酸进行复配,并从中筛选出最佳的保护剂组方。
2.2 保护剂正交试验
根据单因素筛选试验结果,优化海藻糖、PVP、EDTA-2Na、L-盐酸半胱氨酸、硫乙醇酸钠、焦亚硫酸6种保护剂复配组方,利用L18(37)正交表采用正交设计助手软件分析试验数据,结果见表3。
注:x为嗜酸乳杆菌、y为粪肠球菌、z为枯草芽孢杆菌;k1、k2、k3表示各因素在每个水平下的平均存活率;R为极差,表示该因素对益生菌存活率影响的大小。
由表3可知:在25℃条件下保藏60 d后,6种保护剂对嗜酸乳杆菌存活率影响的主次因素由大到小的顺序为A>C>F>B>E>D,即海藻糖对存活率影响最大,其次是L-盐酸半胱氨酸、EDTA-2Na、PVP、硫乙醇酸钠、焦亚硫酸钠;由k值可知存活率最高组的最佳组合为A1B3C3D2E1F1,即最佳保护剂配方为:1.0%海藻糖+5.0%PVP+1.5%L-盐酸半胱氨酸+1.0%焦亚硫酸钠+0.2%硫乙醇酸钠+0.2%EDTA-2Na,嗜酸乳杆菌存活率为92.47%,活菌数为5.548×1010cfu/g。
粪肠球菌存活率影响的主次因素由大到小顺序为A>B>E>C>D>F,即海藻糖对存活率影响最大,其次是PVP、硫乙醇酸钠、L-盐酸半胱氨酸、焦亚硫酸钠、EDTA-2Na;由k值可知存活率最高组的最佳组合为A1B1C1D2E2F1,即最佳保护剂配方为:1.0%海藻糖+1.0%PVP+0.5%L-盐酸半胱氨酸+1.0%焦亚硫酸钠+0.5%硫乙醇酸钠+0.2%EDTA-2Na,粪肠球菌存活率为90.15%,活菌数为5.409×1010cfu/g。
枯草芽孢杆菌存活率影响的主次因素由大到小顺序为A>C>B>F>D>E,即海藻糖对存活率影响最大,其次是L-盐酸半胱氨酸、PVP、EDTA-2Na、焦亚硫酸钠、硫乙醇酸钠;由k值可知存活率最高组的最佳组合为A2B3C2D2E2F2,即最佳保护剂配方为3.0%海藻糖+5.0%PVP+1.0%L-盐酸半胱氨酸+1.0%焦亚硫酸钠+0.5%硫乙醇酸钠+0.5%EDTA-2Na,枯草芽孢杆菌存活率为95.34%,活菌数为5.720×1010cfu/g。
3 讨论
通过单因素试验筛选的6种保护剂对嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌保藏均起到一定的保护作用,其中海藻糖对3种益生菌存活率的影响极显著,而硫乙醇酸钠、焦亚硫酸钠、PVP、EDTA-2Na、L-盐酸半胱氨酸则随着目标菌株的不同,对存活率影响的主次因素也不同。
G.Zeyed等[16]从“水替代假说”角度说明海藻糖分子能降低保存及复水过程中细菌的死亡率,具有明显的增强耐热的功能。海藻糖由于具有多个羟基,可以与菌体表面自由基联结起来,避免菌体暴露在介质中,还可与蛋白质形成氢键以取代水,保证蛋白质的稳定性[17]。在本研究优化的6种保护剂中,海藻糖为3种益生菌的主要因素(R值分别为19.655 0,12.751 7,21.626 7,均最大),并且都显著影响3种益生菌的存活率,该结果与其他文献报道的结果一致,这说明海藻糖能显著提高益生菌的保藏活性与存活率。
保护与优化 篇5
主持人：网友朋友们大家好，欢迎收看12366纳税服务热线节目，我是主持 人马力，今天我们请到的嘉宾是，湖北省地方税务局局长许建国同志。
主持人:许局长，您好！
许局长:主持人好，观众朋友们大家好
主持人：首先感谢您在百忙之中接受我们的采访。我们知道，作为著名的财税专家、教授，您一直都非常关注纳税人权利与义务方面的研究。现在，您作为一名税务官员，再来谈“优化纳税服务，尊重和保护纳税人权利”这个话题，一定有许多话要说。
许局长：的确如此。纳税人是一个非常光荣、自豪的称呼，我们国家的繁荣富强，我们社会的文明进步，都离不开纳税人的贡献。赋税是国家的娘奶，纳税人是我们的衣食父母。纳税人作为社会财富的重要创造者，作为国家税收的源泉，作为国家政权和各项建设事业的重要支柱，在社会生活中的地位和作用举足轻重，理应得到充分的尊重，其权利理应得到有效充分的保护，这是一个国家政府应尽的责任，是一个国家政治民主法制化的重要标志。在一个不尊重纳税人权利的国家，不可能造就出遵纪守法、纳税意识强的纳税人。尊重和保护纳税人权利，为纳税人履行纳税义务提供优质的服务，也应该是依法治税的基本目标之一。我始终要求我省的各级地税机关和每一名地税干部，都要增强纳税服务意识，牢固树立征纳双方法律地位平等的理念，将纳税服务作为税务机关行政行为的重要组成部分，贯穿于税收征管的全过程，全员服务，全程服务，全方位服务。
主持人：可能在老百姓眼中提高纳税服务质量就是意味着税务机关工作人员对待纳税人的态度随和一点，语气亲切一点，办事热情一点。请问许局长，纳税服务作为税务机关行政行为的重要组成部分，具体包括哪些内容？
许局长：纳税服务的内容不是简单的端茶倒水，也不仅仅是为纳税人提供舒适的办税环境，而是为纳税人提供全方位、深层次、高质量的人性化服务。纳税服务具体包括税法宣传、纳税咨询、办税服务、权益保护等方面内容，通常我们把纳税服务分为职能性服务、权益性服务、程序性服务三种类型。第一类是职能性服务，这是纳税服务的根本。我们知道，税收有三大基本职能，即筹集收入、调节经济、监督管理。组织收入固然重要，但收入必须服从政策。税务机关除了组织税收收入外，还必须在依法征税、依法行政的前提下，不折不扣地将党和国家的各项税收政策落实到位。职能性服务也可以说是政策性服务，就是税务部门要在职能范围内为纳税人提供公平公正的执法服务、主动到位的政策服务、促进发展的信息服务，做到统一政策、公平税负、公正执法、规范管理，建立公正、公平的税收环境，这是对纳税人最好的最根本的服务。第二类是权益性服务，这是纳税服务的重点。权益性服务的核心是税务部门通过严格依法行政，认真履行程序，维护和保障纳税人的合法权益，具体包括尊重和保护纳税人的知情权、减免退税请求权、行政诉讼权、国家赔偿权以及控告权和检举权等等。目前这还是我们的薄弱环节，比如定税不合理，纳税人就应该有申诉的权利。要通过加强纳税服务工作，将税收征管法规定的税务机关的义务履行到位，实现好、维护好、发展好纳税人的合法权益，为纳税人创造良好的税收环境，实现地方税收与经济社会发展的良性互动。第三类是程序性服务，这是纳税服务的基础。程序性服务的重点是坚持以方便纳税人办税、促进纳税人发展为原则，优化办税流程、下放审批权限、简化办税程序、降低办税成本、提高办税效率，切实减轻纳税人负担。具体包括从税务登记、纳税申报、税
款征收到税务检查等各个环节，为纳税人提供便捷、高效、规范、优质的服务。
主持人：纳税人对纳税服务质量好坏的一个重要评判标准便是办税服务的质量和效率，请问许局长地税部门在这方面作了哪些工作？
许局长：近几年来，我们举全省地税系统之力，开发建设了税费征管核心系统，在此基础上，我们建立了全省统一的综合办税平台，使办税服务更加“便利、快捷、高效”。我们充分利用征管核心软件的信息资源，对纳税人的基础信息实行一次性报送，一次性采集存储，统一受理、内部流转、信息共享，减轻了纳税人的办税负担。我们还大力推行“同城通办”、“同圈通办”，实行“有区域管理，无区域征收”，为纳税人就近选择办税服务厅办理涉税事项提供便利，并积极推进电子办税服务厅建设，省局成功开发了互联网“网上办税”系统。现在，纳税人足不出户、轻点鼠标便可完成网上登记、网上申报、网上纳税（划款）、网上审批、网上认证等办税业务。截至目前，全省已有10万户以上的纳税人通过网络进行纳税申报，网上缴纳税费款已突破100亿元。为了满足社保费征缴工作的需要，方便缴费人缴费，我们正在加紧开发社保费高速缴费平台。纳税人网上缴了税缴了费，我们的短信服务平台就会马上将缴税、缴费信息反馈给纳税人，如果到期没有缴纳，或者银行账户上的余额不足，短信平台也会及时发出警示提醒。我们的最终目标是形成以网上办税为主体，办税服务厅办税、电话报税、邮寄报税等方式为补充的多元化办税服务体系，大幅度降低纳税成本，减轻纳税人的负担。
主持人：足不出户网上办税，的确极大地方便了纳税人，但是，目前很多的纳税人还是要到税务机关办理各种税收事宜。我们也听到有纳税人抱怨办税多次跑、多头找，流程复杂，手续繁琐，非常麻烦。请问如何解决这些问题？
许局长：这是我们目前正在着重解决的问题。办税服务厅是纳税人办理涉税事宜的重要场所，去年以来，我们围绕“环境整洁优美，功能实用齐全，办税简便快捷，服务优质高效，管理统一规范”的总体目标，按照统一业务流程、统一窗口设置、统一各类标识、统一办税指南、统一服务内容、统一岗责体系、统一管理制度的要求和标准，开展了办税服务厅规范化建设，办税服务厅规范化建设的一个最重要内容就是，按照“最少环节、最简程序、最短时间”的原则，全面实施“一站式”服务，凡纳税人找税务机关申请办理涉税事项，一律由办税服务厅受理，办税服务厅即时能办的事项当场办结，需要相关部门相关人员审核审批的事项，内部流转，限时办结，纳税人不需要多头找、多次跑，在约定的时间到办税服务厅取件即可。我们还要求各地整合办税服务厅窗口服务功能，变单一专业窗口为多功能综合服务窗口，纳税人办理不同的税收事宜不用在多个窗口来回排队。我们还全面推行首问责任制、服务承诺制、限时办结制等各项制度，实行导税服务、一次性告知，最大程度地响应和满足纳税人的需求，真正实现“走进一道门，来到一个窗，办完一切事”。
主持人：纳税人还比较关心的一个问题就是，从什么渠道能得到快捷准确权威的税收政策咨询解答？
许局长：拨打12366纳税服务热线啊。12366，顾名思义，就是一年12个月366天全天候服务。4月1日，12366纳税服务热线已在全省全面开通，在全省任何地方，如果你有税收政策要咨询，网上办税不会操作，要查询地税发票真伪，或者要查询自己的定税是多少，税款划扣没有，申请的涉税审批事项批了没有，或者是对税务机关和税务干部不满意
要投诉，要举报假发票和偷税案件，以及有好的建议要向我们提供，只要拨打12366，我们保证做到来电必接，有问必答，事事有回音，件件有落实。此外，纳税人还可以通过省局的门户网站联系到我们的12366纳税服务综合平台，通过互联网进行政策咨询、涉税事项查询和发票查询、投诉举报，也可以通过传真和手机短信联系到我们的12366。一些地税机关还在地税互联网站群上，通过互动栏目、互动邮箱以及在线交流系统、征纳QQ等载体和形式，开展局长、专家网上讲税法，税收管理员与纳税人实时在线交流等互动活动。
主持人：也有纳税人反映，因为对税收政策不了解导致申报纳税出现错误而受处罚，希望税务部门能加强税收政策宣传，特别是要增强宣传的针对性。
许局长：为了更好地履行纳税义务，一方面纳税人应当积极主动地学习税收政策，一方面我们税务部门也要加强这方面的宣传，开辟多方面的宣传渠道，增强税法宣传的针对性。获取税收政策最直接的渠道是我们的各级税务网站和办税服务厅，新的政策法规出台我们都会在第一时间在税务网站和办税服务厅进行宣传。我们省局门户网站还专门建了一个12366纳税服务综合平台网页，与纳税人在线互动，进行税收政策解读。我们的12366短信服务平台也会对纳税人及时进行要事通报、重大税收政策公告。为了增强税法宣传的针对性，从去年4月份开始，我们还在全省广泛持续地开展了税收管理员与纳税人面对面税法宣传活动，发动全省地税系统1万余名税收管理员深入企业与纳税人开展面对面税法宣传、纳税辅导，把宣传政策与认真落实政策、为纳税人排忧解难、优化服务、扶持企业和经济发展融为一体，受到了普遍欢迎和好评。与此同时，我们还督促各级地税机关落实局长接待日、领导干部定期走访、纳税人座谈会等制度，在部分地市开展了创办纳税人之家、纳税人学校，开办税收大讲堂等试点工作，为征纳双方提供更多的面对面交流沟通机会。今年，我们还将在总结试点经验的基础上，在各级地税机关广泛创办纳税人学校、纳税人之家。
主持人：面对面、线连线、网联网、手把手、心连心。
许局长：对，我们就是要通过多元化的宣传渠道、多元化的征纳互动渠道，将税收政策法规和税收管理制度完整准确地交给纳税人，公开透明是公正执法的最有力保障。
主持人：那么，我们采取了一些什么样的措施来保障纳税人的权利得到有效的保护，保证这些优化纳税服务的举措得到落实呢？
许局长：我们正在全系统全面推行税收行政执法责任制，严格实施过错追究制，严格执行执法检查和督查内审制度，不断增强地税部门的自我纠错能力。我们建立了全省地税办税服务厅视频监控系统，对各办税服务厅的工作情况、服务情况实施即时监控，遇有争执马上处理，遇有问题马上整改。我们的投诉举报渠道畅通无阻，我们还正在着力建立健全对纳税人意见和投诉的快速处理机制。在很多地税办税服务厅都安装有服务质量电子评价器，服务质量优劣由纳税人按键评定，纳税人的满意度将作为工作人员绩效考核的重要依据，与工资奖金津贴、评先和晋职直接挂钩。一些地方还聘用第三方机构明查暗访，开展纳税人满意度调查，对税收执法和纳税服务质量进行监督考核评价。
保护与优化 篇6
关键词：火电厂,热工设备,汽轮机TSI系统,优化
引言
火力发电对于满足当前社会中电能的需求有着极为重要的意义。 在当前我国环境资源约束大、 能源供应日趋紧张的大背景下, 火电厂在我国人民日常生活和经济发展与建设中占据着十分重要的地位, 发挥着极为关键的作用。
随着技术的进步, 其单机容量不断增大, 体现出越来越高的自动化、 智能化等特征。 在火电厂所有的设备与设施中, 热工保护是非常重要的一环, 其能够在机组运行和启停的过程中发生危险及异常情况时采取及时有效的措施, 从而有效应对这些发生的紧急情况。 然而当前火电厂中, 大部分的热工保护系统多少都会存在拒动、 误动等现象, 对于机组的安全运行产生了极大的威胁[1,2]。下面笔者将对火电厂热工保护系统发生拒动、误动的原因进行分析, 并针对原因对热工保护系统提出相应的优化对策。
1 火电厂热工保护系统
1.1 硬件组成分析
火电厂热工保护系统的硬件构成部分主要有保护执行回路、 输出模件、 控制器、 输入模件以及测量元件。 其中, 测量元件主要的工作内容就是检测整个机组设备的大体工作状况, 然后通过输入模件的作用把获得的各方面信息最终传输到控制器之中。 此时, 控制器的主要作用就是在利用算法和设置的基础上, 进一步发出有用的控制信号, 最后借助输出模件的作用, 把控制信号输送到输出模件之中。 保护执行回路就能在参考动作信号作出动作, 最终对机组有关设备出现的危险或异常情况进行处理, 为机组的稳定及安全运行奠定重要的基础。
1.2 拒动、误动的影响因素分析
导致热工保护系统发生拒动、误动的主要原因有: 设计安装调试存在缺陷、 人为因素、 电源故障、 热控元件故障、 D C S软硬件故障以及电缆线故障等。 随着D C S控制系统应用的不断推广, 在火电厂人工保护过程中加入了一些十分重要的过程控制, 从而有效提升了机组运行能力和运行时的安全性。然而D C S软硬件发生故障的话, 则可能会导致出现保护误动等方面的文坛, 例如信号处理故障、 通讯障碍, 有时候也会发生设置错误。如:
(1) 电磁阀元件老化、流量、压力以及温度等方面因素出现异常, 都会导致产生故障误发信号, 从而诱发输机、 主机出现拒动误动等故障。
(2) 空气潮湿、电缆线老化、接线进水以及绝缘破坏等则会导致电线发生很多的文坛, 如短路和断路等, 这些问题的存在同样会导致整个热工系统出现故障。
此外, 其也受到其他因素的影响, 如安装不当、 工作因素、 设备电源等方面存在不足, 都会在一定程度上导致热工保护系统出现拒动误动等故障。
2 火电厂热工保护系统优化研究
火电厂热工设备保护系统地位非常重要, 是系统中的重要内容。 传统开关控制系统存在很多不足之处, 其在设计的时候往往都是从火电厂生产方面需求考虑的, 在提高热工系统的运行能力方面则有所欠缺, 其合理的设计思路并没有过多的体现[3]。
2.1 开关容错优化设计分析
火电厂以往的热工保护系统运行过程中, 设计开关容错模块时都是按照设备和工艺要求开展的。 该设计思路存在多方面的问题, 特别是在变送器、 一次元件、 逻辑开关以及继电器等硬件设备, 这些元件是否能够一直可靠运行, 主要取决于维护管理、 运行时间、 运行环境以及产品质量等因素受到很大的影响, 一旦这些环节出现问题, 可可能直接导致热工保护系统将错误的动作发出去, 进而产生误动或拒动等现象, 对机组的安全生产和稳定运行产生很大的影响[4]。所谓的容错优化设计, 就是指的是在设计开关系统操作逻辑的时候, 对设备可能出现的故障进行分析与研究, 从而体现进行逻辑措施设置, 这样一来就能有效避免出现逻辑控制失效等方面的问题。
火电厂热工保护系统本身的容错能力只有在具备容错技术的前提下才能发挥出来, 借助其能够对故障作出科学的检测、 识别与隔离措施, 从而在发生故障之后使得整个开关控制系统进行重构, 逐步提升系统运行的可靠性和稳定性[5]。 就当前的情况而言, 一般说来, 容错控制技术就是为了针对变动器和执行器出现故障而发挥有效的作用的。 然而在火电厂的热工保护系统中, 该技术本身的逻辑参数一般都是通过对电机线圈和轴承的温度进行的, 一旦温度信号在设定值之上时, 则就会对保护动作产生触动[6]。然而因温度测量回路会出现断线故障和接触不良等情况, 有时候就会诱发拒动、 误动等问题, 所以需要全面监测测量回路, 当回路正常时再依据设定的值对保护动作进行设计触发, 当回路不正常时则就会触发报警信号, 等到回路故障消除之后再将其切换为正常的状态, 从而保证其能稳定运行。 该容错设计思路不仅能采用温度控制, 还能在风量保护系统和风烟系统压力中使用, 从而防止出现误动的问题。
2.2 逻辑代数优化设计分析
火电厂整个热工保护系统中, 当开关控制逻辑发生补充或是修改之后, 一般就会变得越来越复杂, 从而就导致整个系统发生错误。 对其维护管理和安全性产生影响。 然而在实际情况中, 在设计热工保护系统开关控制逻辑时, 相关设计人员应当追求的是简单方便、 容易操作, 因为无论多出何种元件, 或者增加了一个环节, 都可能会导致出现系统故障方面的风险。然而在以往的热工保护系统中, 缺乏PLC、D C S的应用, 导致其控制回路较为复杂[7]。采用逻辑代数则能够对逻辑控制回路进行科学的设计与分析, 对于开关量控制逻辑作出科学的等效变换, 这样就能够使得逻辑控制简化与分析变得较为容易。 逻辑非、 逻辑加、 逻辑乘是基本而常见的逻辑运算, 利用该逻辑运算, 在借助相关规则的基础上, 最终实现复杂的逻辑关系。 然而在实际应用中, 火电厂热工保护系统开关量控制逻辑其实不算复杂, 通过一系列的数学计算方法, 如定律交换、 逻辑代数等, 再应用配项法、 消去法、 吸收法以及并项法等就能实现逻辑控制的关系, 从使得整个系统变得更加简化与明了, 不会出现太过复杂的逻辑关系, 最终为系统运行的可靠性及安全性奠定保证。
3 汽轮机TSI系统保护优化对策分析
3.1 汽轮机TSI系统存在的问题分析
汽轮机安全监视系统T S I是汽轮机一项重要的监测保护系统。 该系统在整个运行的过程中, 可以对汽轮机参数发生的任何变化进行监视, 只要参数超过极限值就会触动报警信号, 此时保护系统就会自动驱动汽轮机出现跳闸现象。 要想保证汽轮机T S I系统的安全性和可靠性, 就应当对其存在的问题进行分析, 从而提出具有针对性的优化策略。
某省在线运行的TSI系统主要有德国Epro公司的MMS6000系统和本特利3500及3000装置, 经过该省各火电厂TSI系统展开的分析和研究, 对其在运行时发生的系统误动和拒动现象[3,4,5], 主要包括: 第一, 绝对振动单点信号保护误动的概率较大。 该省火电厂机组运行中对于汽机振动的保护, 一般都是通过绝对振动信号进行触发。 而对于外部的电磁场来说, 其产生的任何变化都会造成错误的振动速度, 进而导致输出错误信号。 第二, 从电缆延伸至前置器的接头出现了污染和松动的现象。 第三, 受到周边环境因素的影响, 就会使得整个信号出现问题。汽轮机TSI系统的一次元件使用的探头是电涡流的, 当外部的磁场影响到线圈的磁场的时候, 则电涡流强弱就很难将被测物与探头之间的距离反应出来, 诱发测量异常。 除此之外, 接地不规范, 导致串入干扰信号以及测量回路电缆老化等都是存在的问题。
3.2 汽轮机TSI系统保护优化分析
随着当前市场上发电成本的逐渐增加, 我国电力企业的市场竞争压力也在不断加大, 所以如何保证汽轮机TSI系统能够具有可靠的动作信号和准确的参数, 从而逐步提升系统运行的经济性和安全性, 逐渐成为各个发电集团面临的主要问题[6,7]。在全面分析故障问题及影响因素之后, 再对TSI系统作出进一步的优化处理, 最后降低单点信号保护导致的误动率, 是一项十分重要的优化措施。
第一, 汽轮机TSI系统建议采用常开信号作为跳闸信号;第二, ETS在接受TSI系统输出的停机开关量和轴承报警信号, ( 当机头所朝方向就是气机, 如果转子转动的顺序是顺时针, 则可以设左探头为X向;如果转子的转动方向是逆时针, 则可以取右探头为X向。) 无论是轴承方向任何一端轴振信号在达到停机设定值的时候, 同时其他的轴振信号达到报警设定值并持续数秒的时间。此时, ETS就会发出汽轮机遮断的信号 (参考某常规火电厂600MW机组振动停机逻辑) 。 其中涉及到的技术改进材料包括继电器、 接电线端子、 端板、 标记座、 空白标记条、屏蔽电缆、导线等等。
4 结束语
火电厂热工保护系统对于整个电厂机组设备的安全运行意义重大, 但由于整个系统涉及到很广的范围, 并且组成结构十分复杂, 工作较为繁琐, 因而往往容易由于自身系统的文坛导致出现拒动误动等现象, 为了避免出现这方面问题影响到火电厂的正常运行, 应当采用逻辑代数优化的方法进一步优化与完善系统。 尤其是在汽轮机TSI系统保护优化方面, 其在经过优化之后有效减少上述提到的各类问题的发生率。
参考文献
[1]丛雷, 李硕.浅析电厂热工保护系统的常见故障及防控措施[J].科技创新与应用, 2014, 08:132.
[2]朱晓星, 刘武林, 王伯春, 谢红卫, 袁艳纯.600MW机组热工主要保护系统的分析及完善[J].中国电力, 2010, 03:42-45.
[3]徐艳军.BN3500汽轮机监测保护系统在某厂300MW机组改造中的应用[J].湖南电力, 2012, 03:54-56.
[4]张秋生, 范永胜, 史文韬, 胡晓花, 丁俊宏, 高爱民.1000MW汽轮机组轴瓦振动保护误动的原因分析及对策[J].中国电力, 2012, 12:7-11.
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[6]费阳阳, 李兴照.汽轮机检测保护系统安装要点及示值异常的鉴别[J].科技创新导报, 2011, 04:78+80.
保护与优化 篇7
海洋石油161是我国首座插销式液压自升降生产储油海洋石油161, 是为解决浅海海域边际油田“蜜蜂式采油”开发问题而研制的插销式四桩腿液压升降式海上装置。由于四条桩腿终年处于海水及海洋大气环境中, 长期受到氯化物、硫化物、海洋微生物以及各种阴、阳离子等的腐蚀, 不可避免地要受一定程度的腐蚀, 直接影响到海洋石油161的使用寿命。因此, 对该自安装式采油装置的桩腿水下部分采取外加电流阴极保护防腐措施, 确保在其设计使用年限内的安全及正常使用。但原设计制造在实际使用过程中发现存在一些问题, 急需对存在的问题进行优化、改造, 使其达到真正的保护作用。
2.0 海洋石油161原桩腿外加电流阴极保护装置简介
海洋石油161平台的桩腿外加电流阴极保护系统主要由恒电位仪、阳极电缆、阴极电缆、辅助阳极、电动绞车等部分组成。
2.1 外加电流阴极保护系统原理
所谓阴极保护就是向被保护金属通以一定的直流电, 使被保护的金属成为阴极而得到保护。然而外加电流阴极保护法, 是通过外加电源来提供所需的保护电流。将被保护的金属作阴极, 选用特定材料作为辅助阳极, 从而使被保护金属受到保护的方法。外加电流阴极保护系统是由辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层和直流电源组成。 (1)
2.2 海洋石油161上装腿外加电流阴极保护系统主要组成及特点
1) 主要组成部分
原系统主要由钛基金属氧化物 (MMO) 管状阳极、恒电位仪、锌铝硅参比电极等组成。钛基金属氧化物 (MMO) 管状阳极规格为25mm, 长500mm, 额定输出电流23A。工作电流密度:≤600A/㎡;消耗率:≤5×10-6Kg/ (A·a) ;氧化物层厚度:≥8μm;在额定工作电流密度下的恒电流极化电位:≤1.9V;使用寿命:≥10年。恒电位仪采用绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 恒电位仪, 型号为SLT-02B-01, 主要性能指标为:适用温度:-25℃~+55℃;交流电输入:380V 3相50HZ;直流电输出:100A 18V;手/自动功能转换;限流功能。设计原理单线图如下图1所示, 原建造示意图如图2所示: (2)
TR-恒电位仪RJ-参比电极接线盒R-参比电极SG-阴极AJ-辅助阳极接线盒A-辅助阳极
2) 主要特点
海洋石油161是自升式生产储油装置, 桩腿高度为67m, 参比电极安装在桩腿内部, 连接电缆需从内部上升到桩腿顶端后再沿桩腿下降至固桩室内恒电位仪处。阴极接线柱位置为桩腿顶部, 连接电缆需沿桩腿下降至固桩室内恒电位仪处。如上图1图2所示, 恒电位仪安装在4号固桩室内部、辅助阳极通过负重绳及沉块放入海水中、阳极提升装置为手动绞车布置在每个固桩室顶部。
3.0 原桩腿外加电流阴极保护装置存在的主要问题及分析
3.1 存在的主要问题
阴极电缆、参比电极电缆无法固定。阳极提升装置-手动绞车收放困难。阳极电缆防护等级低、承重绳风阻较大。阴极、参比电极电缆无法满足海洋石油161升降工况要求。参比电极失效。
3.2 对存在问题的分析
1) 海洋石油161正常作业期间, 桩腿顶部到固桩室顶部约有25m左右的高度。阴极电缆、参比电极电缆从桩腿顶部沿桩腿下降至固桩室顶部无法固定;而且与桩腿顶部边缘摩擦而局部破坏, 对人员及设备正常运行造成安全隐患;要解决此问题重新设计此两根电缆的固定方式, 从根本上解决无法固定的问题。但因桩腿本身是可升降式的, 无法采取常规的电缆固定方式-焊接马脚固定电缆。可考虑将电缆固定在钢丝绳上, 钢丝绳固定在桩腿上, 同时钢丝绳具备方便拆装的条件。
2) 原系统辅助阳极提升装置为手摇式绞车, 收放时需较多人工时, 费时费力;而且是高空舷边作业, 安全风险较大。此问题可考虑将手动绞车改为气动或电动形式的绞车, 综合考虑改造的周期及费用, 电动绞车更适合。
3) 原系统阳极电缆为无铠装电缆, 收放时易与承重绳缠绕、摩擦, 造成电缆磨损及收放困难, 严重影响系统的安全、稳定运行;承重绳和阳极电缆在风力较大时所受风阻较大, 可使阳极电缆与海洋石油161边缘摩擦, 损坏电缆。解决此问题可考虑改变辅助阳极的连接方式, 通过一根带有一定拉力强度的电缆连接至辅助阳极, 既保证电流的有效传递、又满足了作为承重绳的强度需求。
4) 原系统阴极、参比电极电缆分别沿各自桩腿经过各自固桩室连接至恒电位仪处, 中间没有接线盒或者连接插座, 海洋石油161升降时必须剪断, 恢复困难 (海洋石油161重新定位后可能造成电缆长度无法满足要求) 、可操作性差;此问题可通过增加接线盒、连接插座的方式解决。
5) 本套系统共有两套参比电极、分别安装在2、3号桩腿中, 系统中使用的参比电极为锌铝硅参比电极, 一套用于控制、一套用于监视。相对于桩腿有效电位范围为0-0.25V, 通过恒电位仪显示面板发现, 恒定电流输出时两个参比电极电位相差较大, 可以初步判断为一个或两个参比电极已失效。此问题如采取更换参比电极的风险很大, 需要人下到桩腿内部最下方, 且需要内部焊接。综合考虑其风险及施工难度因素, 考虑增加一套外部参比电极, 可定期将新增的参比电极投入使用, 监控及调整发散电流, 使其在正常保护电位范围之内。
4.0 对原桩腿外加电流阴极保护系统存在的问题改造
4.1 主要改造内容
1) 固定阴极、参比电极电缆。在桩腿顶部和固桩室上面用槽钢焊接两个钢丝绳支架, 从桩腿顶部到固桩室上面安装一根直径为10mm不锈钢钢丝绳, 利用拆卸方便及可调松紧的花篮螺丝拉紧钢丝绳, 阴极电缆、参比电极电缆固定在钢丝绳上;为了防止电缆在固定桩顶部磨损, 在可能磨损部位增加胶皮套管。
2) 辅助阳极提升装置改为电动提升绞车。为了解决原辅助阳极升降困难及安全问题, 通过现场调研及综合考虑, 在每座固桩室顶部增加1台电动绞车。海洋石油161在各种工况条件下, 如升降海洋石油161、拖航时均可利用电动绞车方便的收放辅助阳极, 保证了该系统及时有效的投入运行状态。
3) 采用新型阳极电缆。原系统中阳极电缆为无铠装电缆且需要借助承重绳连接辅助阳极进入工作状态。本次改造采用的阳极电缆为耐海水腐蚀且具有一定强度的铠装电缆。该电缆内部含有一根钢丝绳, 具有一定的强度, 外部采用耐海水性能较好的绝缘外层, 规格为1*6mm2。改造后的阳极电缆能有效解决原系统中存在的外层磨损、风阻较大的问题;同时也将原来的承重绳取消了, 既方便了整个系统的操作, 又保证了其安全长久运行。
4) 阴极、参比电极电缆增加连接插座。阴极、参比电极到恒电位仪的电缆设置水密防爆插座, 水密防爆插座安装在固桩室顶部。在海洋石油161升降时可方便地断开阴极、参比电极电缆, 大大增加此装置的可操作性。
5) 采用便携式参比电极设置工作电流。原系统中因两个参比电极电位显示值存在较大差异, 怀疑一个或两个已经失效。系统改造调试时采用便携式银/氯化银参比电极测量桩腿电位, 作为恒电位仪输出电流调整依据。若桩腿保护电位达到-0.8~-1.05V (相对于便携式银/氯化银参比电极) , 则保持现有电流输出。如确认原系统参比电极失效, 可备用一套便携式参比电极。
5.0 结束语
海洋石油161是一个自升降式的生产储油装置, 本次改造根据海洋石油161可升降、移动的特点, 将原桩腿外加电流阴极保护装置改造成可回收式的保护装置。有效解决了原系统中存在的阳极收放困难、阴极/参比电极电缆不能固定等主要问题。使得该系统能根据海洋石油161的需要及时的投入/切出运行, 保证了海洋石油161桩腿的防腐要求。
参考文献
【1】曹楚南, 腐蚀电化学.1994, 北京:化学工业出版社.127.
保护与优化 篇8
关键词：给水泵,汽轮机,控制,保护,优化
0 引言
国电汉川发电有限公司 (汉川电厂) 三期扩建工程为2×1 000MW超超临界机组, #5机组于2012年12月22日通过168h试运行并进入商业运行, #6机组目前处于基建期, 计划于2016年底投入商业运行。电站采用上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的N1000-26.20/600/600 (TC4F) 型超超临界汽轮机, 机组配置2×55%BMCR汽动给水泵, 无电动给水泵启动及运行方式。锅炉给水泵汽轮机为东方汽轮机股份有限公司生产的G22-1.0型小汽轮机。本文主要从G22-1.0型锅炉给水泵汽轮机的控制角度出发, 介绍该汽轮机的控制及保护系统的组成, 提出对保护系统逻辑及电气硬回路的优化方案, 以提高运行中给水泵汽轮机的安全可靠性。
1 微机电液控制系统 (MEH) 的组成及功能
国电汉川发电有限公司三期2×1 000MW超超临界机组控制系统由DCS和DEH组成, 分别采用北京国电智深的EDPF-NT Plus控制系统和德国西门子的SPPA-T3000控制系统。MEH系统是DCS控制系统的一部分, 过程监视及操作在DCS系统中完成。东方汽轮机股份有限公司生产的锅炉给水泵汽轮机配有专用伺服卡模块, 就地采集的LVDT位移反馈值, 在伺服卡中与控制系统发出的给定值指令 (DC 4~20mA信号) 进行比较, 经过控制系统组态中的PI运算后输出电液伺服阀调节电流 (DC-40mA~40mA信号) , 从而控制低压调节汽门的行程达到给定控制的开度值。在进行内部调节的同时, 伺服卡送出一个阀位开度信号 (DC 4~20mA信号) 至控制系统, 作为行程反馈显示值。
MEH控制系统原理如图1所示。给水泵汽轮机在启动阶段和正常运行过程中, 通过EDPF-NT+控制系统的3块SD1 (转速卡) 采集给水泵汽轮机的转速信号, 系统对三路信号进行判断、分析、计算, 再综合就地LVDT的位移反馈值, 输出控制信号到伺服卡模块;通过伺服阀来改变给水泵汽轮机低压调门的开度, 控制进入给水泵汽轮机的蒸汽流量, 进而改变汽轮机的转速。当给水泵汽轮机转速发生改变时, 它所拖动的给水泵转速也随着变化, 从而满足对锅炉给水量的要求。
MEH控制系统有3种基本控制方式: (1) 手动控制。通过在操作员站上直接设定油动机开度来直接控制给水泵汽轮机低压调门的开度, 此方式为开环控制。在任何工况下都可以通过操作员站切换到手动控制。在手动控制方式下, 运行值班员通过操作员站的手操器增减开度按钮来控制阀门开度, 通过和就地LVDT的位移反馈值进行比较, 得到阀位的偏差, 再进行PI计算后输出伺服阀调节电流至伺服阀, 控制油动机的开度, 达到控制转速的目的。 (2) 转速自动控制。通过在操作员上设定阶跃的目标转速和升速率来产生按给定升速率变化的转速给定值, 给定转速与实际转速经过比较及PI运算后由MEH输出阀位控制指令, 控制小机实际转速为给定转速。该控制方式的转速控制范围为0~6 500r/min。 (3) CCS方式, 即锅炉自动控制。当转速在2 840~6 000r/min时, MEH系统接收到锅炉CCS系统的请求信号, 经过逻辑判断后, 方可投入小机CCS控制模式。此时, 给水泵汽轮机转速给定值由锅炉CCS系统的4~20mA DC信号控制。三种控制方式间相互跟踪, 可实现无扰切换。
为了保证信号的可靠性, 系统将对从现场转速传感器测到的转速信号进行三取二处理, 得到一个可靠的实际转速信号。该转速信号在SD1内进行处理, 转变为数字量信号送到控制回路, 控制回路将输出的信号作为实际转速输入信号。转速自动控制逻辑组态回路的PID控制参数能通过工程师站进行在线修改, 以利于热控人员根据机组实际情况对控制过程进行调试及有效的干预, 很大程度上提高了控制功能的可靠性和灵活性, 更适应现代化自动控制的要求。
2 危急遮断系统 (METS) 的功能及优化
METS系统包括METS保护逻辑、METS保护电气硬回路和给水泵汽轮机监视保护装置 (MTSI) 。
2.1 METS保护逻辑组成及优化
METS保护逻辑在过程控制器的工程组态中完成, 重要的信号采用了三重冗余, 每个停机项均设有首出记忆逻辑和单独的信号输出。汽轮机遮断条件有:EH油压低停机 (与主机共用EH系统, 跳闸信号由主机三取二后送来一组开关量) ;润滑油压低停机 (三取二) ;MTSI超速停机 (三取二) ;排汽真空低停机 (三取二) ;排汽温度高停机;轴瓦温度高停机;轴振大停机;轴向位移大停机;前置泵跳闸停机;DCS遥控停机。满足任意一个条件, 将送出跳闸信号至METS保护电气硬回路来遮断汽轮机。
自#5机组投运以来, A给水泵汽轮机先后出现3次轴振动大停机至机组RB动作。给水泵汽轮机组有4个轴承座, 在每个轴承座上装设X/Y2个相对振动探头, MTSI采用EPRO生产的MMS6000监视保护装置。工程应用中是将8个振动大 (≥0.2mm) 的跳机并联后送至METS系统, 即满足任意一个动作, 给水泵汽轮机遮断。事故发生后查对历史数据, 在3次振动大停机信号开关量发出时, 模拟量中分别是4X (0.078mm) 、3Y (0.088mm) 和4Y (0.091mm) 最大, 无法表征是由某一具体轴振动大引起停机。分析认为最有可能的原因是至就地采集信号的电缆受干扰引起毫秒级的阶跃跳变, 由于MTSI的处理速度大于DCS系统的采样周期, DCS系统未能记录到模拟量最大值。
热工人员对振动大停机信号进行优化, 以便在不影响机组保护的同时, 避免振动大误停机。将之前一组开关量信号分为4组开关量信号, 每个轴承座X/Y方向并联后送出至METS;在振动大逻辑组态中加入模拟量判断。优化前后的逻辑如图2所示。
2.2 METS保护电气硬回路组成及优化
METS保护电气硬回路是METS保护逻辑和就地遮断电磁阀链接的桥梁, 就地遮断电磁阀采用失电跳机, 为保证安全性METS采用DC 110V双电源供电。
在运行中通过对机组可靠性进行分析, 提出对保护电气硬回路进行优化。国电智深EDPF-NT+控制系统采用高可靠的双冗余DPU设计, 通过DPU下的DO模块输出带动时间继电器实现METS保护电气硬回路中双DPU故障30s停机。由于DPU的可靠性比DO模块要高, 即认为存在很大METS系统误动的风险, 因此取消硬回路中的双DPU故障30s停机, 改为发故障报警信号。另外, 在硬回路增加METS系统中双路DC 24V电源失去停机保护, 因为双路电源失去, METS系统组态中的保护逻辑动作后无法送出信号至METS保护电气硬回路, 从而失去保护给水泵汽轮机的作用。优化前后的METS保护电气硬回路原理如图3所示。
2.3 MTSI系统的组成
MTSI系统采用EPRO生产的MMS6000监视保护装置。监视内容包括键相、零转速、轴位移和轴振动。系统将采集到的就地信号经运算处理后送至DCS系统。在MTSI系统中还包括3块由东汽自控 (DEC) 生产的超速卡, 监视给水泵汽轮机转速并按设定转速值保护机组安全。
2.4 超速保护系统的组成
给水泵汽轮机无机械超速装置, 超速保护功能在MEH/METS系统软件和硬回路中完成。为了保证机组的安全可靠性, 系统在软硬件上采取了3套超速保护。通过国电智深SD1卡采集三路转速信号, 在MEH系统的DPU组态中完成三取二转速大于6 380r/min经MEH遮断送至METS保护电气硬回路;通过东汽自控超速卡采集三路转速信号, 当转速大于6 380r/min时, 每块卡送出一组开关量信号至METS保护逻辑, 在METS保护逻辑组态中完成三取二 (大于6 380r/min) 经METS遮断送至METS保护电气硬回路;国电智深SD1卡可独立于DPU完成转速运算处理, 通过对3块SD1卡内参数设置, 在转速大于6 380r/min时分别送出一组开关量, 通过继电器回路完成三取二送至METS保护电气硬回路。
3 结束语
通过对给水泵汽轮机控制逻辑组态及保护回路的不断调整和优化, 给水泵汽轮机性能良好、控制稳定, METS保护动作准确、可靠, 提高了给水泵汽轮机的自动化水平及可靠性。热工维护人员在运行中通过对给水泵汽轮机出现的问题进行分析总结, 寻求更优的解决方案, 同时编写相关应急处理预案, 为机组安全稳定运行提供了保障。
参考文献
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继电保护装置更换优化 篇9
大容量电力系统互联及大停电事故, 使得继电保护装置可靠性愈发受到重视, 也对保护装置的维护、检修也提出了更高要求。如何评估继电保护装置可靠性, 确定其检修依据和更换策略, 成为学者们关注的重要课题之一。
目前, 继电保护检修周期研究已经取得了较多成果。其主要思想是基于Markov状态方程构建保护系统模型, 并以稳态不可用率或年均经济损失最小为目标, 从而获得最优检修间隔时间。具体地, 文献[1]提出“潜在失效 (Hidden Failure) ”概念, 对保护装置的修复和检修作了初步研究。在此基础上, 文[2]建立了保护装置最简单的5状态Markov状态模型, 以稳态不可用率最小为目标求解最优检修间隔时间。进一步, 影响保护系统最优检修周期的各种因素如后备保护[3,4]、微机保护自检功能[5,6]、软件失效率[7]、被保护元件的故障情况[8]、保护双重化[9]和二次系统[10,11]等, 逐一被考虑到保护装置的最优检修周期计算。此外, 文献[12]对目标函数作了改进, 提出以保护年均经济损失最小为目标获得最优检修时间间隔。
理论上, 依据获得的最优检修周期对保护装置进行周期定检能预防保护装置的故障, 提高保护装置的可靠性。然而, 上述基于状态空间转移的稳态状态概率算法需要假定每次对保护装置的检修都是有效且能使装置“修复如新”, 实际上保护装置的可靠性在使用一定时间后会下降。因此, 上述假设使得结果偏于乐观。此外, 实践表明, 不适当的周期检修非但无效, 甚至还会降低装置的可靠性。例如, 不合适宜的超量检修容易引发不必要的人为故障。
因此, 保护装置的可靠性和检修的经济性随着装置使用年限的增加而降低, 一味地强调检修, 对电网运行的经济性、可靠性和安全性造成威胁。所以, 更换低可靠性或不值得维修的保护装置, 从而弥补周期检修的不足, 已经成为电力工业界保证装置运行有效性和维修经济性的共识。
鉴于目前针对保护装置的最优更换周期研究尚未见文献报道 (现有文献仅涉及检修周期) 。本文提出一种基于现场运行数据, 综合考虑保护装置可靠性和其维修经济性的最优更换策略。该策略包含两部分:依据继电保护装置可靠性构建的保护装置最小维修模型和依据该模型提出的以“单位时间生命周期费用”最小为目标函数的保护装置最优更换周期。根据现场保护装置实际运行情况形成数据, 并考虑实际情况下保护双重化的影响, 验证了该策略的可行性。
2 最小维修与最小维修模型
继电保护装置硬件模块具有分散集成的特点, 其故障之后的维修, 通常只涉及部分元件, 例如对板卡、电源等的更换。此类仅仅修复、更换故障元件, 不做整体更换的方式, 称之为“最小维修”。
对保护装置而言, 修复后处于与故障前近似相同的状态, 是一种“修复如旧”的状态。相应地, 基于最小维修方式下, 对继电保护装置运行、维护特性建模, 称之为保护装置的最小维修模型。
基于可靠性数学理论, 最小维修数学涉及系统故障特性和修复特性两个方面。因此, 继电保护装置最小维修模型的构建, 如图1所示, 包含装置故障特性建模和修复特性建模两个方面。具体的, 对于故障特性建模, 首先要进行故障时间间隔的趋势检验, 其次是拟合优度检验, 进而确定使用非其次泊松分布来表征故障特性;对于修复特性, 首先确定合适的修复时间的概率分布函数;其次, 进行模型的参数估计。
3 故障特性建模
保护装置的故障特性 (包含软件, 硬件等各种故障的整体故障特性) 表现为故障时间和故障次数之间的相互关系, 可用故障强度函数ρ (t) 表示[13]。受最小维修影响, 保护装置的故障时间间隔不是独立同分布, 保护装置状态可能随时间增长逐渐恶化, 后继的故障时间间隔会表现出相关性或某种趋势。故将此过程看作是随机点过程, 使用非齐次泊松过程[14]进行建模。
故障强度函数ρ (t) 定义为故障次数对时间的导数, 即
其中, N (t) 为t时刻的故障次数。强度函数ρ (t) 是可修复系统故障的绝对率值, ρ (t) Δt表示在Δt时间内发生故障的概率。
依据泊松公式, 保护装置遵循非齐次泊松过程的强度函数可表示为
上式称为具有幂律过程的故障特性。对于故障强度函数ρ (t) , 若b<1, 则随时间增加保护装置状态逐渐变好, 该情况可能会在保护装置投运的初期出现;若b>1, 则随时间增加变化保护装置变差, 即在最小维修中装置所经历的过程。对于继电保护装置, 其强度函数参数可由参数估计和概率检验获得。具体如下文所示。
此外, 故障次数的期望值和瞬时平均无故障运行时间 (MTBF, Mean Time Between Failure) 分别为式 (3) 、 (4) 所示[13]
3.1 故障特性模型的参数估计
强度函数ρ (t) =abtb-1的参数a和b可用最大似然估计 (MLE) 进行参数估算。
假设某保护装置从投运到t时间范围, n次连续的故障时刻t1<t2<…tn被记录, 则估计值分别由式 (5) ~ (7) 表示
3.2 故障特性模型检验
在估算故障强度函数的参数之后, 需要进行故障特性模型检验。该检验主要包含两步, 一是趋势检验, 即检验故障时间间隔趋势, 如果故障间隔存在趋势, 故障强度函数就是合适的模型。二是拟合优度检验, 即检验非齐次泊松过程 (和齐次泊松分布相比) 是否适合模拟故障特性。本文采用Cramer-von Mises拟合优度的检验。
3.2.1 故障时间趋势的检验
对于强度函数ρ (t) =abtb-1, 检验的假设为
H0:强度函数为常数 (b=1) ;
H1:强度函数不为常数 (b≠1) 。
如果强度函数不是常数, 说明故障时间存在趋势, 不论保护装置状态存在增长或退化的趋势, 均使用非齐次泊松过程来模拟。检验的统计量由下式计算:
这里, n为故障次数, 检验统计量χ2为卡方 (chisquare) 分布。若当χ2<χ2crit, 1-α/2或χ2>χ2crit, α/2时, 则拒绝装置的故障率为常数, 即接受该装置的故障强度函数不为常数。
确定装置的故障率不为常数之后, 再在此基础上再进行Cramer-von Mises拟合优度的检验, 以确定非齐次泊松过程是比齐次泊松分布更适合模拟故障特性的模型。
3.2.2 Cramer-von Mises拟合优度的检验
假设,
H0:用强度为abtb-1的非齐次泊松过程模拟装置的运行状态;
H1:上述过程不能模拟装置的运行状态。
首先, b的无偏估计量为
其次, Cramer-von Mises拟合优度检验统计量由下式计算:
当CM>Cα (显著性水平α的临界值) 时, 拒绝原假设, 即上述故障过程不可用非齐次泊松过程描述。
当CM<Cα (显著性水平α的临界值) 时, 接受原假设, 即上述故障过程可用非齐次泊松过程来描述。
4 修复特性建模
保护装置故障之后, 需要退出运行对其进行维修。“停运时间”, 一方面可以描述保护装置故障的复杂程度, 另一方面也表征故障带来的损失。由于故障模式、元器件库存, 以及维修人员技能水平差异等原因, 停运时间具有随机特性。因此, “停运时间”是随机变量, 可使用“停运时间”的概率分布, 通过拟合来构建保护装置修复特性模型。常用的分布函数的累积概率密度函数如 (11) ~ (14) 所示,
指数分布累积分布函数:
Weibull累积分布函数:
正态分布:
对数正态分布:
依据分布函数 (11) ~ (14) , 对停运时间采用线性回归拟合, 选取拟合度最高的分布, 本文引入可决系数R2来度量拟合度, 可决系数表示为
yi表示离散点的纵坐标, 表示样本均值, 表示理论回归值。R2可以度量回归曲线的拟合程度, 它在0~1之间取值, 越接近1表示拟合程度越好。在维修模型中, 选取拟合度最好的分布函数来模拟维修特性并进行参数估计。
进一步, 平均修复时间MTTR (Mean Time to Repair) 可以通过下式计算
5 继电保护装置更换策略
保护装置在每次故障之后更换相应的故障元件, 整个装置处于不断老化的状态。保护装置故障的持续增加, 既影响其维修经济性, 也降低其可靠性, 故需要综合考虑经济性和可靠性, 适时整体更换。下文考虑以单位生命周期费用最小为目标, 综合考虑经济性和可靠性, 获得保护装置最优更换周期。
保护装置从投运到t时刻, 生命周期费用如下式表示,
其中,
Cd———一台保护装置的单价, 万元/台
Cx———每次故障后维修的平均费用, 万元/次
Ct———因保护装置停运导致本线路退出运行损失的费用, 万元/次·小时
考虑保护双重化配置, 当两台保护装置同时停运时线路才退出运行MTTR/ (MTTR+MTBF) 表示另一台保护装置的不可用率, 此时, 线路停运, 负荷失电。
因此, 最小维修方式下, 基于故障特性和修复特性, 可获得保护装置单位时间的生命周期费用为
若考虑保护装置的最优更换周期满足“单位生命周期费用”最小, 则该最优更换周期满足
进一步, 根据 (19) 可知, 使单位时间费用最小的最优更换时间T, 如下式所示。
如果b≤1, 则上式无解, 即应当更换该套保护装置。
6 算例分析
本算例的保护装置运行和维护情况来源于变电站“事件顺序记录系统 (SER) ”及“运行日志”, 包括投运时间、故障时间和每次故障的停运时间。
该保护装置自投运起, 一共运行了60000小时。其间保护装置一共故障12次, 每次故障时刻 (单位:小时) 分别为2 234.213 842.522752.6 33 246.8 39 416.7 46 467 49 528.450 852.3 56 048.1 57 240.7 58 000.1 58432.5 (小时) ;每次故障的停运时间 (单位:小时) 为7.3 17.2 24 2.5 8 10 44.5 1225.7 4.5 72 6.4。
6.1 故障特性建模
根据表1所示数据可得该套保护装置无故障运行时间间隔的趋势图, 如图2所示。图2表明, 在投入运行的7年中, 该保护装置发生故障的时间间隔在缩短, 故可以假设其故障时间服从幂律强度函数的非齐次泊松过程。
根据 (5) 、 (6) 式利用极大似然估计, 可得
因^b>1, 故系统在退化。其趋势检验统计量为
其自由度n=24。在显著性水平为10%时, 卡方临界值近似为15.7和33.2。因χ2<15.7, 故拒绝幂律函数为常数 (b=1) 的假设, 即失效时间间隔存在下降趋势。同时, Cramer-von Mises优度检验可得CM=0.24, 在显著性水平为10%时, 临界值Cα为0.33, CM=0.24<0.33, 所以非齐次泊松分布可模拟装置运行状态。
6.2 修复特性建模
根据式 (11) ~ (14) 所示分布函数的线性回归函数, 使用最小二乘法拟合停运时间, 可得四种拟合的可决系数如表1所示。
表1表明, 正态分布可决系数最小, 拟合优度最差;对数正态分布可决系数最接近1, 拟合优度最好, 如图3所示。因此, 本文使用对数正态分布模拟保护装置的修复特性。
极大似然估计获得对数正态分布的参数为
该分布下, 平均停运时间为
6.3 最优更换时间
根据某公司提供数据, 该保护装置售价为30万元/台, Cd=30万元。进一步, 采用文献[12]的价格数据, 即Cx=0.5万元/次、Ct=10万元/次·小时, 可得保护装置投运时间与单位生命周期费用关系, 如图4所示。图4表明, 保护装置的单位生命周期费用随使用时间的推移有先减小后增大的趋势。
进一步, 根据式 (19) 可得单位生命周期费用最小的保护装置最优更换周期:
该保护装置最优更换周期约为12.07年。
据以上结果分析, 该套保护装置的使用年限处于正常水平。
实际上, 电力行业根据多年运行经验所获的标准规定[15], 微机保护的使用年限一般不低于12年, 对于运行不稳定, 工作环境恶劣的装置可根据运行情况适当缩短使用年限。本文所获的更换周期与继电保护运行管理规程推荐的更换周期基本一致。
7 结束语
1) 文中分析了继电保护装置的最小维修模型建模方法。对其所蕴含的故障特性和修复特性建模, 采用泊松分布拟合和Cramer-von Mises拟合优度检验确定继电保护装置的故障特性;采用对数正态分布拟合保护装置修复特性。
2) 提出了单位生命周期费用最小下的综合考虑保护可靠性经济的最优更换策略, 并应用到最小维修模型的继电保护装置中, 建立了基于最小维修模型的以单位生命周期费用最小为目标函数的保护装置最优更换周期模型。
3) 基于保护装置现场运行数据的继电保护装置可靠性分析和最优更换周期结果, 验证了方法的有效性。但是, 由于缺乏现场保护装置运行的完整的生命周期数据, 未能结合工程实际情况对该策略的有效性进行深入研究。
摘要：从可靠性经济的角度对继电保护装置的最小维修模型建模, 并基于该模型计算最优更换周期。具体地, 采用泊松分布拟合和Cramer-von Mises拟合优度检验确定继电保护装置的故障特性, 采用对数正态分布拟合保护装置修复特性, 从而构建最小维修模型;进一步, 将单位生命周期费用应用于继电保护可靠性评估, 制定以单位生命周期费用最小为目标的继电保护装置更换策略。依据现场保护装置实际运行数据, 并考虑保护双重化的影响, 求解最优更换周期, 验证了该策略的可用性。
某车型头部保护方案优化分析 篇10
汽车的前排座椅是汽车内饰的重要组成部分, 前排座椅主要由头枕、靠背和坐垫组成。在前排座椅的设计过程中, 座椅的安全性越来越受到人们的重视。当汽车发生追尾碰撞事故时, 乘员原本保持放松状态的头部和颈部会受到来自头枕和靠背的作用力, 头部和颈部将发生相对运动。当座椅的骨架和头枕结构不佳时, 乘员的头部和颈部极易受到鞭打损伤[1,2]。世界各国越来越重视座椅的防鞭打性能, 我国C-NCAP也在2012 年7 月正式实施挥鞭伤试验。本文将对某品牌汽车前排座椅结构进行优化, 以提高其鞭打性能。
1、挥鞭效应评价标准
挥鞭效应评价主要包括静态评价和动态标准。静态评价主要考察假人头部与座椅头枕之间的高度和头后间隙。而C-NCAP动态评价则主要考察加速度波形。在C-NCAP的动态评价试验中, 研究人员在座椅上安置BIORID II鞭打假人, 用于评价车内乘员追尾碰撞中受鞭打效应造成的伤害指标。其中主要输出通道如图1 所示, 包括假人头部加速度、头部反弹速度、胸椎加速度、颈部剪切力、颈部拉力和颈部扭矩等。
我国的C-NCAP座椅鞭打试验评分原则如表1 所示, 即针对颈部伤害指数、上下颈部剪切力、拉力、扭矩等7 个颈部伤害值指标进行考核[3]。如果相应的伤害值超出低性能值, 则该脉冲波形指标得分为0, 如果相应的伤害值低于或等于高性能值, 则该脉冲波形指标得分为满分。介于高性能值和低性能值之间, 则需线形插值来计算该波形得分。同时, 靠背张角和头部干涉的测量结果作为扣分项, 根据要求的限值来判断是否需要扣分。
2、挥鞭性能理论分析研究
挥鞭伤害的保护设计核心之一就是降低假人颈部伤害值 (即NIC数值) 。NIC是基于假人头部的水平方向加速度与T1 ( 即假人第一节胸椎) 相关的加速度来计算的。而计算T1则需要假人头部X向加速度以及T1的平均加速度。根据需要, 首先计算假人头部与T1的相对加速度。其具体计算如下:
式中:为假人胸椎T1的X向加速度, 为假人头部X向加速度。
在此基础上, 通过积分, 计算出假人头部与T1之间的相对速度。
进而, NIC即可通过假人头胸X向相对加速度与相对速度计算得到:
式中, NIC (t) 为假人颈部伤害值, 为假人颈部伤害最大值, 为假人头与头枕接触后分离时刻。
NIC反应了假人头部与胸部的相对运动关系, NIC越大, 说明假人头部与胸部的相对运动越剧烈, 导致颈部受到的剪切力越大。因此设计时, 假人头部与胸部的相对运动越小越好。同时, 也需控制假人上下颈部间的剪切力、拉力和扭矩的差值, 以达到整体改善鞭打性能的目的。通过分析可知, 通过设置合理的靠背与调角器刚度, 减弱座椅靠背对假人背部作用, 使头枕在合理的时刻与头部作用, 减小头胸加速度差值, 提高座椅头枕刚度, 减小颈部向后弯曲程度, 都可有效改善颈部NIC伤害值, 并提高座椅防挥鞭伤的整体性能。
与全新座椅的开发不同, 本文旨在不更改较多相关零件的前提下, 通过局部优化的方法达到座椅安全性能的要求, 以降低开发成本, 实现效益最大化的目的。座椅头枕作为鞭打试验中重要的安全件, 其结构好坏将直接影响假人在鞭打试验中的伤害指标。研究显示[4], 通过尽可能减小假人头后间隙的距离, 调整头枕的高度, 调整头枕强度及头枕杆刚度的方法能够从整体上迅速降低假人的伤害指标, 是一种非常有效的座椅优化方法。
3、鞭打试验优化方案验证
本文通过对某车型前排座椅的鞭打试验, 根据C-NCAP的评价指标分析形成假人挥鞭伤的主要原因, 并通过试验结果指导改进座椅头枕结构, 使其C-NCAP挥鞭伤试验达到满分。
3.1 初始试验结果及分析
C-NCAP中静态测量结果会直接影响座椅的动态评价得分。图2 为座椅实验图。图3 为颈部实验变化示意图。
根据试验要求, 对本文所研究座椅头枕的空间几何尺寸进行测量, 其结果如表2 所示。在此基础之上, 对A4 车型前排座椅按照C-NCAP试验要求进行试验, 其结果如表3 所示。
从表中可以看出, 鞭打试验得分 (C-NCAP) 为1.09 分, 颈部上端的拉力 (Upper Fz) 以及颈部下端的剪切力 (Lower Fx) 得分较低。通过上文的理论分析可知, 这是因为头后距离过大, 头部接触头枕的时间较晚, 头枕不能够及时地对头部起到支撑作用;与此同时头枕的高度不适, 头枕不能很好地抑制头部向上运动, 使得头部受创严重。
图4 和图5 分别展示了发生碰撞时乘员头部和T1的加速度情况以及NIC的变化情况。结合两图可知, 由于座椅头枕的强度低, 不能及时限制假人头部向后的运动趋势, 在碰撞发生80ms时头枕便不能抑制头部的加速运动, 造成头部加速度过大。当碰撞发生110ms时, 头部加速度达到了260m/s2的峰值。在碰撞发生80ms时, 头部相对于T1 的加速度较大, 此时的NIC试验值超过了其高性能限值, 故NIC得分较低。
3.2 优化试验结果及分析
根据上文的理论分析并结合初始试验结果, 在不改变座椅骨架结构的基础上, 对座椅头枕的几何结构进行优化改进。优化过程中利用CAE辅助分析和物理实验对应方式。图6 鞭打实验仿真分析图。图7 物理实验验证图。
将优化后的头枕安装在同一座椅骨架上, 并进行静态测量, 其测量结果如表4 所示。对优化后的座椅进行CAE鞭打试验分析, 其NIC数值曲线如图8 所示。由图可知, 在碰撞发生70ms时, 头部NIC值最大。同时对比图9 可以看出, 在70ms时, 头部加速度急剧的下降, 与T1 加速度差值较大, 考虑是由于头枕强度较强, 其对头部向前的力阻碍了头部由于惯性向后运动的力, 导致了头部加速度降低。
根据上述试验失分的原因分析, 再次对座椅头枕进行优化设计。优化后将头部支撑部分向后移动15mm, 头枕发泡向前移动5mm, 头后距离由原先的16mm降低到11mm, 并将原头枕杆由直径12.7mm厚2mm的空心杆变为直径12.7mm厚2mm的实心杆, 以增加头枕的刚度。优化前后的头枕结构如图10 所示。其中, 蓝色代表头枕优化前的结构, 绿色代表头枕结构优化后的结构。对优化后的头枕进行CAE鞭打试验分析, 头部与T1加速度曲线如图7 所示。从图11可知, 由于头枕刚度与强度的优化, 使得头枕在初始阶段弹性变形小, 不会对头部出现一个向前的弹力, 从而使得头部加速度与靠背加速度基本能保持一致, 降低了NIC值。优化后的座椅, 其C-NCAP得分为4 分满分, 证明了优化方案的可行性与正确性。
4、结论
本文针对某车型前排座椅结构优化问题, 开展了相关研究。文章通过理论分析, 找出了影响座椅鞭打性能的头枕参数, 并对其进行了优化改进。通过试验验证了理论分析的可信性与优化结果的正确性。试验结果表明, 头后距离过大会降低试验得分, 通过减小头后距离, 调整头枕高度, 优化头枕强度及头枕杆刚度可显著改善座椅鞭打性能, 降低研发成本, 使座椅成本与性能得到兼顾。
摘要：文章针对某品牌汽车前排座椅鞭打性能差的问题, 展开头部保护方案优化相关研究。通过理论分析, 找出影响鞭打性能的座椅参数, 并利用鞭打试验与CAE分析相结合的方法对影响座椅鞭打性能的参数进行优化改进, 改善了座椅的鞭打性能。仿真与试验验证了理论分析的可信性和正确性。研究结果表明, 适当局部调整头后距离, 头枕高度, 头枕强度值及头枕杆刚度可有效改善座椅鞭打性能, 降低研发成本。
关键词：前排座椅,优化设计,鞭打性能,头枕结构
参考文献
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