优化技术的应用（通用12篇）
优化技术的应用 篇1
在煤矿巷道支护中, 为了提高支护效果, 可以将锚索锚入顶板上部稳定岩层或位于上部较远的岩层中, 将顶板下部岩层悬挂于上部的稳定岩层中, 使巷道保持完好。在施工过程中, 常常通过增加锚杆锚索的密度来提高支护强度, 因此就不可避免地增加了支护成本。为保证支护强度, 同时降低支护成本, 永煤公司陈四楼矿在进行多次实践比较的基础上, 对巷道支护进行了优化, 取得了较好效果。
1地质概况
陈四楼煤矿二2煤层伪顶为泥岩, 厚度一般为0.1～0.5 m;直接顶多为泥岩、砂质泥岩, 局部区域为粉砂岩, 厚度为0～50.29 m, 平均厚度6.39 m;基本顶多为中、细粒砂岩, 局部区域为粗粒砂岩, 厚度为0～36.59 m, 平均厚度8.90 m。
2煤巷顶板支护
2.1煤巷锚索支护技术参数
根据锚索的悬吊作用, 结合地质力学评估中围岩力学系数及原岩应力的估计值以及陈四楼矿实际条件来综合确定煤巷锚索支护技术参数。
(1) 锚索。
直径18.9 mm、长度7 000 mm;锁具型号MT-200-18.9;锚索铁托盘规格250 mm×250 mm×20 mm;锚索钻杆型号B19, 钻头Ø28 mm。
(2) 锚索梁。
12#槽钢梁3.0 m长, 锚索梁上3个眼, 眼距为1 300 mm, 眼直径为22 mm。
(3) 锚固剂。
每孔使用CK2350超快速锚固剂1支、M2350慢速锚固剂2支, 安装时超快速锚固剂在上, 慢速锚固剂在下。
(4) 锚索外露长度。
锚索张紧前外露长度不超过400 mm, 张紧后外露长度为100～150 mm。
(5) 锚固力。
锚索的锚固力为300 kN。
(6) 锚固方式。
端头锚固。
2.2传统支护方式
传统煤巷顶板支护形式为Ø20 mm×2 200 mm高强顶锚杆+3.6 m W/M钢带+金属平网, 顶锚杆的间排距设计为800 mm×800 mm, 顶锚杆间排距允许偏差为±100 mm, 顶锚杆的预紧力矩设计为250 Nm。若顶板为软弱破碎顶板时, 还采用双排锚索梁加强顶板支护, 锚索的间排距设计为1 300 mm×1 200 mm;顶板为正常顶板时, 采用单排锚索梁加强支护, 锚索的间距设计为1 300 mm。其中锚索梁为3 m长12#槽钢梁, 单位质量为12.06 kg/m。传统的支护方式如图1所示。传统的锚索支护中, 经常出现锚索滞后的现象。
2.3优化后的锚索支护
优化后的煤巷顶板锚索支护形式为:Ø20 mm×2 200 mm高强顶锚杆+3.6 m W/M钢带+金属平网, 顶锚杆的间排距设计为800 mm×800 mm, 顶锚杆的预紧力设计为250 Nm。若顶板为软弱破碎顶板时, 还采用双排锚索加强顶板支护, 锚索的间排距设计为1 600 mm×1 600 mm;顶板正常时, 采用单排锚索加强支护, 锚索的间距设计为2 400 mm。所有的锚索均布置在钢带眼中。优化后的锚索支护如图2所示。
3实施效果
优化后的锚索支护技术在陈四楼矿部分煤巷 (2402运输巷、21202运输巷和回风巷等) 实施后, 对所掘巷道的顶板进行了顶板离层观测, 观测结果表明, 顶板离层变化均控制在可控范围内。锚索支护技术优化后的优点:
(1) 锚索均匀布置在钢带眼中, 从而使锚索支护和锚杆支护同步进行, 锚索始终紧跟工作面, 可及时有效地加强顶板控制, 防止顶板下沉。
(2) 打破了传统支护中必须使用槽钢梁作为加强支护的习惯。
(3) 减少了锚杆布置, 不仅节约了工时, 提高单进速度, 而且大大降低了生产成本。
4效益分析
4.1经济效益
(1) 2009年7月, 通过验收核算, 进行锚索支护技术优化后, 共节约Ø20
mm×2.2 m高强锚杆684套, 3 m长12#槽钢梁228根, 锚固剂1 368支, 70 mm×70 mm×16 mm铁托盘684块。7月共计节约材料费和人工费81 005元。优化后的锚索支护技术在陈四楼煤矿煤巷全面推广应用后, 每年将为陈四楼煤矿节约生产成本近100万元。通过统计, 陈四楼矿每年煤巷进尺约为20 000 m, 锚索支护技术优化推广后, 每米巷道生产成本可节约50元。
(2) 因少安装锚杆以及锚索梁, 大大节约了施工时间, 从而提高了单进速度。
根据定额标准核算, 7月共节约工时98个, 按照陈四楼矿煤巷工效0.25 m/ (工·d) , 每月提高单进24.5 m。
4.2社会效益
(1) 由于锚索支护与锚杆支护同步进行, 锚索始终紧跟掘进面, 及时有效地对围岩进行加固, 防止了顶板下沉, 保证了安全生产。
(2) 传统的锚索梁支护, 在张紧锚索时需要专人 (2人) 托住锚索梁;锚索支护技术优化后, 安装锚索时不需要安装锚索梁。工序较传统支护简单, 减少人工, 大大降低了工人劳动强度, 同时有利于安全管理。
5结语
锚索支护技术优化在陈四楼煤矿部分煤巷实施后, 已大见成效, 取得了可观的经济效益和社会效益。优化后的锚索支护技术将在陈四楼矿煤巷全面推广, 具有良好的推广价值。
摘要：锚索支护是通过加固围岩, 在岩层中形成一种均匀压力带或组合梁, 使被锚固岩层组形成一个整体承载结构, 改变巷道顶板下部松动岩层的受力状态。介绍了陈四楼煤矿煤巷传统及优化后的锚索加强支护方式, 通过实践对煤巷锚索支护技术进行了优化, 优化后锚索支护与锚杆支护同步进行, 锚索紧跟工作面, 及时有效地控制顶板, 防止顶板下沉, 在保证施工安全的同时, 降低了陈四楼矿的生产成本。
关键词：锚索支护,煤巷,破碎顶板
优化技术的应用 篇2
悬架特性参数(刚度、阻尼)的匹配合理与否直接影响到汽车对路面的力学作用,悬架结构参数的改变对车辆动载有很大的`影响.文中采用近似饱和D最优设计方法对某重型车辆悬架进行优化,并运用ADAMS仿真软件对优化结果进行验证.结果表明:优化后的车辆对路面的动载荷作用有很大程度的降低,即明显地改善了车辆对路面的动载荷破坏作用.同时,车辆的平顺性并未被破坏.
作 者：刘炳森 杜子学 刘鹏城 作者单位：刘炳森,刘鹏城(广州本田汽车有限公司,广东广州,510700)
杜子学(重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆,400074)
优化技术的应用 篇3
关键词：信息技术；优化；情境导入
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）08-335-01
信息技术作为初中教学阶段的课程，其教学重要性在新课程改革背景下日益提升，这是我国信息技术水平发展的贡献，也是我国初中教育环节的表现。在初中信息技术教学过程中，为了更好的实现初中信息技术课程的目标，教师在教学过程中必须要做好教学导入工作，因为教学导入是整个教学课堂的起点，良好的教学导入不仅决定着课堂教学氛围，更会影响实际教学效果。情境导入作为以真实的情境为主的导入策略，其对于初中信息技术课堂教学效果的提升有着重要推动作用，因此优化初中信息技术教学中的情境导入十分重要。
一、虚拟情境导入，激发学生学习兴趣
在初中信息技术课堂学习中，难度的增加很容易导致学生在信息技术学习过程中出现畏难心理，进而影响教学效果。那么如何激发出学生的信息技术学习兴趣就成为了初中信息技术教师教学的关键所在。从目前的初中信息技术教学现状来看，情境导入是激发学生信息技术课程学习兴趣的重要方式。在进行情境导入时，教师要在充分掌握学生实际学习能力的基础上，通过对教材内容难度的有效调整，使两者能够得到有效的融合起来，在完成基本教学任务的基础上，让学生对信息技术课程内容产生思考，实现对他们学习兴趣的激发。在激发学生学习兴趣方面，笔者较常使用的情境导入方法为‘虚拟情境导入，其效果比较明显。以《用计算机写作》一课为例，笔者为了让学生能够更好的将自己的情感表达出来，就为学生创设了一个虚拟情境，让学生给远方的朋友写一封信，信的内容与形式都不限。在这种虚拟情境的导入下，学生的计算机写作积极性得到了充分的提升，使他们对此堂教学内容的掌握水平得到了明显的提升。
二、故事情境导入，引导学生主动学习
初中信息技术教师想要让学生在学习兴趣得以激发的基础上，能够调动起学生的学习主动性，那么开展故事情境导入策略是非常有必要的。相比小学教学阶段，虽然初中生已经在心智和认知上有了一定的成长，但对于故事他们仍保持着一种“情有独钟”的心态，这是学生对未知事物充满好奇心的主要表现。在进行故事情境导入过程中，教师一方面要保证故事情境与教学内容之间的联系性，让学生能够在故事当中学有所获，或是激发出他们的学习动力。另一方面要保证故事能够受到学生的欢迎，切不可使故事情境导入成为教师自说自话的独角戏，失去故事情境导入的作用。笔者在进行故事情境导入时，都会对故事进行仔细的甄选，在保证故事满足上述两点要求的基础上，能够调动起学生的学习主动性。
三、问题情境导入，诱发学生探究欲望
在任何教学活动当中“问题”都是必不可少的教学元素，初中信息技术教学当中亦是如此。为了能够在激发学生学习兴趣，调动学生学习主动性的基础上，诱发学生的探究欲望，教师可以采取“问题情境导入”策略，通过对教学内容的的掌握，以问题为切入点实现对学生探究欲望的有效诱发，保证学生在信息技术课程学习时能够真正的做到动手、动脑、入脑、入心，真正的掌握信息技术知识，使其成为学生的一项专业技能。需要注意的是想要实现对问题情境导入策略的有效使用，教师就必须要在充分掌握学生认知水平的前提下，只有保证能够掌握学生的认知需求，才能够保证所设计的问题导入策略的有效性，使问题能够被学生消化，并引发他们的质疑，从而实现对他们探究欲望的诱发。
四、游戏情境导入，鼓励学生积极参与
爱玩是学生的天性，在初中信息技术课程教学过程中，想要让学生真正的参与到教学活动中来，教师有必要采取游戏情境导入策略，以游戏情境为教学基础实现对学生的信息技术教学。在开展游戏情境导入时，为了实现对全班学生学习积极性的调动，教师一方面要保证游戏的大众性，另一方面要保证游戏的吸引力，使学生能够主动的参与到游戏当中来，甚至是争抢着参与到游戏当中来，如果游戏情境导入环节的有效使用能够达到学生争抢参加的地步，那么就可以判定游戏情境导入为成功。例如笔者在进行《文件查找》的教学活动时，就让学生一同进行“小蝌蚪找妈妈”的游戏，游戏要求学生根据教师给出的文件类型“青蛙妈妈”，在众多的文件当中找出与之相同的文件“小蝌蚪”并将其分类，看谁找的最快、最全、最准确。这种教学小游戏的应用，不仅能够调动学生的学习积极性，鼓励他们积极参与到信息技术知识的学习当中来，还能够有效巩固他们的计算机技能掌握水平，对于学生信息技术应用水平的提升来说可谓是事半功倍。
本文通过对情境导入的问题分析、理论研究以及初中信息技术教学中优化情境导入的实施，来对初中信息技术教学导入的优化策略进行细致探讨，以期实现初中信息技术教学水平的提升。运用情境导入模式在信息技术课中运用，对整个教学效果起到了一个画龙点睛作用。为了使课堂教学达到更好的效果，教师必须要做好教学总结。在上课时，要根据实际情况进行变通，调整原有设计来授课。下课后教师要针对教学中出现的问题进行总结，与学生及时交流，探讨是否适应此种授课方式，采用大部分同学的意见进行调整。在检测中观察学生是否掌握所授知识，还有什么不足。分析教学设计与教学实施间的差别，对课堂教学中突发事件和有价值的问题进行总结，逐步提高教学能力。
参考文献：
[1] 高 赟.采用优化情境导入进行初中信息技术教学[J].华章，2013（25）
[2] 毕 莹.数字故事在初中信息技术教学中的应用研究[D].辽宁师范大学，2012.
房屋结构设计优化技术的实践应用 篇4
随着经济多元化趋势的不断深入, 在房屋建筑领域的发展空间中, 对房屋建筑造型和建筑的整体功能有了全面的要求提升, 不管是工业建筑还是民用的私人住宅建设等, 建筑结构设计的艺术应用和质量把握成为了当前着重考虑的因素, 在全面构建建筑结构设计的整体性能的基础上, 寻求结构设计的实际应用模式, 对于建筑结构的本身设计有着重要的实际意义。
1 概述房屋建筑结构设计的整体观念
1.1 精心选定设计方案
随着建筑结构形式的多样化, 在实际的建筑施工中, 为了最大程度的满足施工的需要, 结构设计开始向着越来越装拆简单、移动方便、承载性能强、使用安全可靠、适用经济的方向发展。以建筑结构设计中常见的脚手架为例, 有落地脚手架、挑架、爬架等之分。其中使用最普遍的脚手架是落地脚手架, 它具有装拆方便, 搭设灵活, 能适应建筑平、立面变化等优点, 但是它的搭设高度受到一定的限制, 并且因为它具有周转材料用量大, 占用周期长的缺点, 很难满足高层建筑施工的需求。
1.2 建筑结构设计的类型应用
在建筑结构设计的主要依据点上, 侧重点就是关于质量, 比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素, 同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握, 在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级, 基本雪压和基本风压, 地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要, 如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位, 地基液化, 湿陷及其他不良地质作用, 地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等, 是在建筑结构设计中要考虑的要素。
2 分析建筑结构设计的整体原则
2.1 经济性建设原则
优化技术是指在满足建筑结构长远利益的同时, 最大程度的减少建筑结构的近期投资, 最大限度的提高建筑结构的可靠度和合理性。通过采用优化技术, 材料的性能价值会得到最大化, 建筑结构内部各单元也会得到很好的协调, 并且建筑规范所规定的安全度也会大大提高。
2.2 结构设计优化方法应用
一般来说在设计房屋建筑结构时会从以下五方面来考虑:适用、安全、经济、美观、便于施工, 而建筑优化设计技术方法的应用不仅可以满足建筑美观、造型优美的要求, 也能够有效增强房屋结构的安全性、经济性和合理性, 它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量等方面。其中房屋工程分部结构优化设计又包括基础结构方案的优化设计、围护结构方案的优化设计等方面, 可以说优化设计涉及建筑结构的很多方面。
在实际的结构设计中, 应该注意很多的问题, 比如为了使建筑物不被水平荷载作用发生太大的扭转, 应该在满足设计意图的同时, 尽可能的使平面布置规则, 缩小刚度和质量中心的差异等。
3 探讨房屋结构优化技术的实践应用方式
3.1 框剪设计的整体思路
框剪结构集框架结构布局灵活、剪力墙结构刚度较大的优点于一身, 使得该种结构体系具有较好的延性和整体性。目前框剪结构已被广泛的应用于公用建筑、住宅等高层建筑中。在这个结构的剪力墙可以单独设置, 也可以利用一些其他的墙体, 比如电梯井、楼梯间等, 此外, 这个结构还可以有效的提高侧向刚度。在实际的建筑施工中, 主要有刚性、刚柔、柔性等不同的价值计算方法, 一般来说选用哪种计算方法会根据抗震质量的不同来进行合理的选择, 比如为了改善结构的抗震性能, 应该注意场地的土质类别, 对不同土质采取不同的加剪力墙等。
3.2 复合地基形成法的技术提升
通过对被加固土体填充相应的材料, 改变土体的结构, 使土体被增强或被置换形成一定的增强体, 由增强体和周围地基土共同承载荷载, 形成复合地基的一些地基处理方法。在建筑施工中, 根据特殊地质条件对地基承载力的要求, 而选用不同的处理方法达到相应要求。比如通过填充砂和石料深入土体, 被置换或挤密, 从而达到提高承载力的目的等。
3.3 多层钢筋混凝土框剪结构设计
在多层钢筋混凝土框剪结构的设计上, 全面把握设计的主要点, 分析梁柱以及刚接或者铰接相连促成的承载重量体系, 在依据设计图纸和文件的前提下, 全面把握设计图纸的客观需要, 同时加强规范性施工和管理, 读懂并理解设计图纸中的每一项内容, 达到按图纸施工、依据图纸设计的目的, 作好技术交底。根据建筑结构的实际需求, 可以采用现浇式框剪设计, 就是通过梁、柱、楼盖的现浇钢筋水泥混凝土结构, 增强建筑结构的整体性能, 提升抗震能力, 在实际建筑设计中可以广泛应用;同时, 还可以采用预制装配式设计, 就是指梁、柱、楼板均为预制, 这样可以减少工程的难度, 提高工程的速度, 但是, 整体建筑质量的性能不是很强, 抗震效果、漏水系统等会有一定的偏差, 可以结合地质条件进行考虑。
3.4 框架梁、柱箍筋间距的优化
对不同抗震等级的框架梁, 柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量, 比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素, 同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握, 在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级, 基本雪压和基本风压, 地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要, 如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位, 地基液化, 湿陷及其他不良地质作用, 地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等, 是在建筑结构设计中要考虑的要素。
4 结语
房屋建筑结构设计是一个综合性很强的技术活, 无论是从建筑结构的实际需求出发还是建筑本身的特点出发, 在充分考虑地质条件、施工手段、技术应用、质量管理等综合因素的基础上, 力求结构设计与实际发展相融合, 形成和谐性的发展模式, 整体推进建筑结构设计与实际施工的方法应用相结合, 更好的提升工程设计的质量。
摘要：本文在全面分析建筑结构设计的需求与发展现状的前提下, 概述建筑结构设计的基本原则和具体措施, 并结合实例进行分析总结, 对涉及现代技术手段的应用技巧, 譬如双层钢筋水泥的混凝土结构应用、公共空间的组合设计、无梁楼盖的结构特点、基础施工的地基处理等等, 形成全方位的建筑结构设计的应用模式, 解决设计应用中的重点、难点等实际问题。通过对建筑工程的结构进行优化设计处理, 可以更好的实现建筑结构设计的整体优化, 从而达到经济、科学及合理的设计要求。
关键词：房屋,结构设计,优化,实践应用
参考文献
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[2]马雪丽.浅析建筑结构设计[J].黑龙江科技信息, 2011 (10) .
[3]万石兵.结合实例谈旧水泥混凝土路面改造方案设计[J].中国新技术新产品, 2011 (16) .
[4]陈燕华, 曾晓云, 袁康.暴风雪对建筑结构雪荷载取值的影响[J].低温建筑技术, 2010 (03) .
应用信息技术优化课堂教学 篇5
应用信息技术优化课堂教学
信息技术的飞速发展对教育产生了巨大的影响，并给教育带来了深刻的变革，教师的教学法方式和手段都朝着多样化的方向发展。新课程标准强调教学要与生活实际相联系，让学生体会到生活中处处有学问，体验到学习的乐趣，积极主动地学习有价值的知识。在教学实践中，科学地借助信息技术能让课堂教学“活”起来，从而有效地激发学生学习兴趣，提高课堂教学效果。
1． 教学内容“活”——生活
课堂知识来源于生活，又高于现实生活。怎样把课堂与生活实际联系起来呢？现代教学中有了信息技术的支持，就能变许多的“不可能”为现实，让课堂透出浓郁的生活气息。
如老舍《济南的冬天》一文，写出了北国济南冬天的特有景象，“天是响晴的，水是透明的”，而“最妙的是下点小雨”，描绘出一幅舒适温馨的北国风光图，这些对于南方学生来讲是难以领会得到。但是为了让学生真正感受到文章所描述的“意境”，可以借助多媒体技术把抽象的文学符号所塑造的形象和提示的内涵转换成可欣赏的画面，同时配上文字解说，从而把语言与画面，视觉与听觉，感知与理解融为一体，这样可以有效地化难为易，帮助学生加深对课文的理解，掌握课文的重点内容。比起那种单凭语文老师的三寸不烂之舌进行讲述，即便使用相当多的华丽词语，讲得天花乱坠，而学生听得昏昏欲睡不知所云的教学效果来讲，就不知高出多少倍。2． 教学手段“活”——活用
现代教育技术理论认为：在决定是否使用，以及什么时候该使用信息技术时，都必须保证其最终目的是在于能更好地完成一定的教学或学习目的。在教学过程中，教师应该根据教学实际，同时依据媒体的特性来设计课堂教学，要求教学手段不但要“活”，而且是要“活用”。
如生物学科中的《细胞分裂》一节教学中，如果单纯由教师进行理论上的讲解，学生是不容易理解，更不说是掌握了。但如能借助多媒体教学手段，科学地制作出细胞分裂的变化过程，通过媒体的演示，让学生能更形象，更详细，更快地了解到所有相关知识，从而提高课堂教学质量。又如在劳技课《三视图的形成及投影规律》教学时，将物体置于三投影面体系中，并使物体上的主要表面处于平行或垂直于投影面的位置。用正投影法分别向V、H、W面投影，即可得到物体的三视图，但是在众多的线条中，学生要找到主视图、俯视图、左视图不是那么容易，要找到三视图的投影关系就更难了。因此，我们可以科学的运用多媒体技术，及时转动该物体，在同一平面上，从不同角度观察该物体，再将三视图利用多媒体技术有效地展开。这样，不仅让学生明白了三视图的形成，又了解了三视图的投影关系。
不过教师还得注意，选择媒体是为了更好地教学，应用信息技术不能限制学生思维的发展，一味追求形象化，这样在培养学生逻辑思维能力方面将有副作用。所以必须强调信息技术的“活用”，还注意恰当地选择多媒体教学。
3． 学生思维“活”——活跃
鲁迅先生曾说过：没有兴趣的学习，无异于一种苦役；没有兴趣的地方，就没有知慧和灵感；没有智慧和灵咸，就无从谈起学生的思维。而信息技术与学科整合，根本目的是为了学生更好地学习各科知识，让学生的思维“活”起来，让课堂教学活跃起来，是应用信息技术的目标之一，也是学科教学的重要目标。所以我们要充分发挥信息技术的特点和优点，借助多媒体之个“利器”，在课堂上使学生不仅是跟着教师去学习，更是积极主动地按照自己的水平和选择自己喜欢的方式去学习，产生一种渴望学习的冲动，激发学生的学习欲望，从而主动去学习，由此拓宽知识面，丰富他们的思维想象，同时使学生富有个性的创新意识和实践能力都有显著的提高。如作文教学，教师让学生写春景，学生便可以从网络、电子图书、电视上收集资料，然后加上自己的感受及想像，用“画图”软件将景致制作成图片，然后加上文字说明，有的同学还配上了个人的演说词。这样不仅使课堂活跃，学生学习的兴趣浓了，对作文的编写也有了更深的了解。又如在教学中涉及的环境保护问题时，教师收集大量资料的同时，还可以让学生自己动手去收集更加丰富多彩的的资料（相关图片或自己拍摄的相片等），从水资源到大气污染，从臭氧层到土地沙漠化等。课件成了师生的共同杰作。
4、教学机制“活”——灵活
教学的现代化，首先是教学理念的现代化。在信息技术与各学科整合的过程中，我们应更注重在现代教育思想的知道下让教学机制“活”起来。
信息技术让教学设计更显智能化。在交互式练习的课堂上，例如在英语教学中涉及的语法题，一人一机，上机操作，看选择题输入正确答案。即时显示结果：对几题，错几题，正确率，最后判别等级。学生可以根据自己的实力调整时间和难度系数，人人可以享受成功。教师通过控制程序可以知道全班学生整体水平，及时调整教学程序，实现因材施教。
我们坚信：信息技术与我们的已有的教学机制和手段有机结合起来的话，能让我们的课堂教学不断“活”起来，在课堂上把各科知识“用”起来，让学生的脑子都“动”起来，从而使我们的课堂教学不断精彩起来！
单位：浏阳五中 姓名：黎利红
浅谈信息技术课中的“任务驱动”教学
建构主义教学设计原则强调：学生的学习活动必须与一定的任务或问题相结合。以探索问题来引导和维持学生学习的兴趣和动机。学生必须拥有学习的主动权，教师不断地挑战和激励引导学生前进。创建真实的教学环境，让学生带着具体的任务学习。“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法，它符合探究式教学模式，适用于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力，适合于新课标下的一种教学。
众所周知：信息技术课是一门实践性很强、极富创造性、具有明显的时代发展特点的课程。“任务驱动”教学法符合计算机系统的层次性和实用性，提出了由表及里、逐层深入的教学法和学习途径，便于学生循序渐进地学习信息技术的知识和技能。在信息技术课中采用“任务驱动”教学法，就是让学生在一个个典型的信息处理“任务”的驱动下展开教学活动，引导学生由简到繁、由易到难、由典型到个别循序渐进地完成一系列“任务”，从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络，在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题以及用计算机处理信息的综合能力。在这个过程中，学生不断地进行摸索学习，总结经验获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力。目前，“任务驱动”教学法已经形成了“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”的基本特征。
信息技术课中采用“任务驱动”教学具有一定优势：
1.使学生的学习目标更明确、具体，掌握学习内容更容易。
采用任务驱动教学模式进行教学，教师的教和学生的学都是围绕如何完成一个个具体的任务进行的。教师教学思路清晰，容易使整个教学过程条理清楚、层次分明；学生学习目的明确，更加容易掌握学习内容。2.使学生更主动地参与到教学活动中来。
教学中，如果总是采用教师一言堂的“填鸭式”教学，学生听得昏昏欲睡，容易产生厌学心理，也容易养成上课就等着老师教的依赖心理。采用任务驱动教学模式，给学生下达一定的具体任务，学生在思想上就有一种必须完成任务的紧迫感。在教师讲解过程中，学生就不再是被动地接受。而是遇到问题时通过阅读教材解决，或与同学间相互交流、讨论来解决，也可以通过教师点拨指导掌握知识，形成经验。这样，学生才真正成为实际意下的学习的主体，教师是学生学习的引导者和促进者。让学生去操作、去尝试，去创造，学生就会体会到自己探索的成功感，从而充分激发起学习兴趣，调动起学习积极性和主动参与意识。3.扩大学生的知识面，实现个性化、分层次和弹性教学。
计算机教学如果仅仅局限于教材所指定的软件是远远不能满足学生对计算机知识的求知欲的,也是不能跟上计算机发展的需要的。在教学中，采用任务驱动教学模式，学生为了完成具体任务，一方面会认真学习教材内容，另一方发现有些功能教材中所介绍的软件不能解决时，就会尝试着寻求其它软件来帮助解决问题。这样就把学习内容从教材内延伸到教材外。学生在探索其它软件的过程中，能直观地感受到不同软件的特点、优劣及相互间的区别，除了掌握教材规定的软件的使用方法，也了解了其它同类软件，学习的内容更多、更深，知识面更广了。采用任务驱动教学模式，学生可以根据自己的兴趣爱好、能力特长，在课堂外自主地选择自己感兴趣的内容，自己摸索。学习有很大的自主性和选择性，教师可以根据学生的不同特点，有针对性地加以指导。有利于实现个性化、分层次和弹性教学。
4.提高学生解决问题和综合应用知识的能力，培养学生的创新意识。
采用任务驱动教学模式，学生的学习过程是围绕完成一个或多个具体的任务来进行的，这个具体的任务将教学内容融合在其中，使得学生完成任务的过程即是学习教学内容的过程，也是综合应用教学内容的过程。这样就把知识的学习和应用有机地结合在一起，使学生深刻体会到计算机作为一种现代化信息处理工具在实际生活中的应用。在学习中，教师还可以引导学生根据的自己的需要，提出希望实现的功能，引导学生自己去解决问题。这样，又培养了学生发现问题、解决问题的能力，缩短了他们的学习周期。
优化技术的应用 篇6
摘要：电力工业是我国的支柱产业，但是其生产过程中也会消耗大量能源，并排放大量污染物，因此电力企业应更加“绿色”地服务于国家宏观产业政策。在电力市场建设过程中，要通过资源优化配置技术实现市场机制与节能减排的有效衔接。
关键词：电力工业；节能减排；资源优化配置；发电权交易
中图分类号：F123 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0070-03
1 基于政策面落实节能减排思路
首先要将可再生能源的作用充分发挥出来，全面推行节能调度工作模式，提高水电厂来水预测的准确性，保证水电厂水库可以保持稳定高水位，提高水电机组运行的经济性与稳定性。其次，全面推行火电减排政策，遵循“上大压小”的原则，通过市场补偿机制、发电权置换交易等技术，按照既定计划关停小火电机组，提高机组的运行效率与效能。再次，提高电网系统运行的经济性，降低输电损耗，主要是对电网的运行电压进行合理调整，提高负荷功率等。最后，要对污染排放进行严格控制，与政府环保部门互相配合，做好电厂排污的监管工作，针对某些排污不达标的发电企业可以采取相应的惩治措施，比如降低其发电利用小时数等；如果电厂机组的排放总量大于其年度指标，则要坚决对其发电生产进行限制管理，必要时可以勒令停止。
2 电力节能减排技术的应用
2.1 发电权交易
2.1.1 发电权交易相关概念阐释。所谓发电权交易主要是针对一些无法执行合约发电量合同的发电机组而制定的一种多边协商交易或集中撮合交易。在电力生产过程中，某些发电机组可能由于某种原因无法继续执行其所签订的合约发电量合同，那么可以通过专门的电力调度交易组织的集中撮合交易或者多边协商等手段，购买节能环保机组一定的电量，将这些电量合同用于对冲自身无法执行的合约发电量合同，其目的是为了降低违约损失。而有些高效节能环保机组，其在完成所签订的电量合同后，可能还会剩余一些发电能力，这部分剩余的发电能力可以通过上述手段以合理的价格出售，从中获取利润。由此可见，通过发电权交易，可以实现买、卖双方的共赢，当然，前提条件是发电权出让机组的边际发电成本要高于受让机组的边际成本，其中燃料成本占机组边际发电成本的大部分比例。通过发电权交易，一些高耗、高排、高成本的机组可以被一些低耗、低排、低成本的机组取代，最终实现降低发电总能耗、总成本的节能减排目标。
2.1.2 发电权交易的种类。严格说来，发电权交易属于期货交易的范畴，其通过市场的方式实现发电机组之间的电量替代交易行为。相应的发电权交易的种类包括以下四种：首先，将小火电的全部发电权电量关停，以高效、大容量的火电机组取而代之；其次，以大代小交易及用高效、大容量的火电机组取代火电机组的部分发电权电量；再次，水火置换交易，即采用更加环保的水电机组取代火电机组的部分发电量；最后，利用不受电网约束的高效、节能、环保机组取代受电网约束的低效机组等。一般情况下，发电权电量转让属于二次交易，与初次取得的发电权电量有很大差别，所以在发电企业内部以及不同的发电企业之间可以进行发电权电量的转让。
2.1.3 发电权交易的影响。现阶段发电权交易在省内应用的相对较多，原因如下：跨省、跨区进行发电权交易，发电权电量出让省的税收就可能受到影响。通常省政府会将省内的发电指标做出明确规定，即确定发电权电量，如果电力装机有剩余，跨省、跨区转让发电权电量，则出让地区的发电利用小时数会受到影响而降低。在本省内进行发电权交易过程中，涉及到的相关单位部门相对较少，比如出让企业、受让企业及省电力公司，关系简单，协调过程相对容易；而跨省跨区进行发电权交易，则仅在输电过程中就需要调节出让企业、受让企业、区域电网公司等多家单位，增加了协调工作的难度。此外，受大环境体制的影响，跨省跨区进行发电权交易会对出让省电网企业的经济利益产生负面影响。不过，跨省跨区发电权交易也存在一定的积极影响，比如跨省跨区电力生产过程中，电煤供应、水电季节性来水影响等多个因素，可能会导致区域电网内各省电力供应出现季节性发电不足的问题，此时进行跨省发电权交易可以缓解这一问题；如果电煤供应普遍紧张，也可以借助外省政府及电力企业的支持，营造一个良好的外部环境。由此可见，如果跨省跨区发电权交易可以保证各方合理利益，同样可以将其积极性充分发挥出来，实现多方共赢。
2.2 大用户直购电交易
所谓大用户直购电交易是指电力企业的大用户向发电企业直接购电或者向售电商直接购电的行为。在购电过程中，用户与电力企业通过协商或市场竞争等形成具体的交易价格。可以预见，随着电力产业市场机制的不断形成与完善，大用户直购电交易将是大用户实施其选择权的重要方式，并且该方式还会促进电力市场形成良性竞争，提高电力市场资源配置的有效性。
一般情况下，大用户直购电交易是基于省电力市场交易平台来完成的，具体交易模式包括集中撮合交易、挂牌交易等，分年度、月度来进行。不过，现阶段我国大用户直购电交易模式还存在一定的问题，比如公平性问题。现行的电价机制中存在严重的交叉补贴现象，而且电力市场中未形成一套合理的输配电定价机制，因此现阶段的大用户直购电试点其实就是在回避交叉补贴问题的情况下进行的优惠电价，那么不同的用户、不同的发电企业就存在一个公平性的问题，并且会降低输配电价水平，损害电网企业的经济利益。因此，未来很长一段时间内，业界还需针对大用户直购电交易模式中的多个问题进行深入研究，比如市场准入问题、交叉补贴问题以及交易模式等等。
2.3 年度差别电量计划
所谓差别电量计划就是在进行机组省内年度发电利用小时数的安排过程中，不再延用传统的对各类机组平均分配发电利用小时数的“一刀切”的安排方式，而是充分考虑影响机组发电能力的各个因素后再进行计划安排。影响机组发电能力的因素包括机组类型、实际容量与能耗、环保、区域等等。在年度差别电量计划模式中，一些容量大、效率高、环保性好的机组的发电小时数会增加，而一些能耗高、排放大的小机组其发电小时数会减少，实现电力生产的节能减排。具体操作过程中，要针对机组类型、机组能耗、机组容量、环保差别、区域差别等五个因素，通过科学计算得出合理权重，以保证年度发电利用小时数计划安排的科学性与合理性，引导电源投资，优化电源
布局。
3 结语
总之，在环境能源问题日益突出的今天，电力产业实行节能减排、资源优化配置是必然趋势，而现阶段我国电力工业市场化程度还相对较低，因此，要逐步建立健全市场机制，采用各种节能减排与资源优化配置策略，比如发电权交易、跨省外送电交易、大用户直购电交易等方法，摸索出一条电力节能减排的新路子，增加大容量、高效率、环保机组的市场占有率，最终实现节能减排的社会效益与企业多方和谐共赢的经济效益。
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优化技术的应用 篇7
在Internet飞速发展的今天,互联网已成为网上生活的基本工具,是人们获取和传播信息的重要途径,用户通过Web获取大量信息的同时,对Web应用系统的响应速度上升到最高的需求,为了提高用户的感受、降低企业和服务提供者的成本(包括提高处理速度和增加网络带宽),人们开始研究在当前的Web构架基础上如何提高Web应用系统的交互速度,调查发现大量的Web流量中,绝大部分是冗余数据,即一个位置上的多个用户要查询大量相同的内容。为减少大量Web冗余数据在网络上的传输,经过研究人员的深入探索,缓存技术是在不增加成本的前提下提高Web应用系统性能的最有效的解决方案之一。
2 缓存技术的基本原理
在计算机系统中,缓存就是开辟一个用来保存数据的空间,使用缓存,就不需要频繁的访问存储在内存或硬盘中的数据,当执行一个操作,并且将操作结果放入缓存中后,你就可以很迅速的重复访问这些数据了。
在Web应用系统中,缓存用来存储最近通过Web访问过的信息。通常,用户对Web对象的请求需要在Internet路由经过多次跳跃到达原始服务器,再从原始服务器取得所请求的对象返回给用户。Web应用系统中缓存技术的主要思想就是将Web对象(页面、图像及其它Internet内容)进行本地存储,使得这些被访问过的Web对象更靠近需要使用它们的用户,从而大大提高用户通过Web访问Internet的速度。其工作的基本原理如图1所示。图1中,1为缓存服务器接受客户浏览器的请求;2、3为缓存服务器从原始服务器获得缓存中的未存储对象(Cache Miss);4为缓存服务器存储获得的对象,并将获得的信息副本发送给客户浏览器。此后,当用户对相同的对象(网站)提出访问请求时,就由缓存服务器来满足其要求,将已经存储对象(Cache Hit)的拷贝发送给客户浏览器。
3 缓存技术在Web应用中的使用
3.1 静态Web应用中的缓存技术
静态Web应用中页面对用户的响应时间由网页内容传输的时间、Web服务器读取数据以及进行数据输出的时间组成。因此降低静态Web应用中页面的响应时间主要从这两方面着手。根据缓存所处的位置不同,可以把缓存技术分为3类:(1)客户端的缓存技术;(2)基于代理服务器的缓存技术;(3)服务器端的缓存技术。
3.1.1 客户端的缓存技术
在客户浏览器中使用缓存技术的思路很简单,把用户历史访问过的网页都缓存储在用户本地的硬盘上,在用户以后访问同样的网页时,浏览器就可以从本地硬盘中取出网页的内容,而不需要重新建立一次HTTP连接。如果该网页在服务器上有更新,则浏览器重新连接Web服务器,从Web服务器上读取新的网页的内容响应给用户,同时用新的网页去置换缓存中对应的过期的缓存页面。在此种缓存技术中,客户浏览器直接使用了本地缓存中的内容进行显示,未和Web服务器进行通信,因此降低了服务器的负载,间接提高了服务器的并发访问量,同时也降低了网络通信量以及服务器访问的任何后台资源,从而优化了各种Web应用的响应时间。
3.1.2 基于代理服务器的缓存技术
建立一个缓存代理可以使分布的用户访问网络时都经过这个代理,该代理服务器处于客户浏览器和Web服务器的中间。这样能加快使用该代理的用户网络的反应速度。当一个用户访问一个文档时,首先访问该代理服务器,由于该文档在早些时候可能被另一个同局域网的用户访问过而在缓存中,对这个用户来说,文档就可以直接从代理服务器的缓存中获得,而不必到原始的web服务器中获得了。所以,如果用户的web浏览器配置Proxy代理,这样用户对所有Web应用系统的请求都经过代理去访问Internet。在用户请求访问Internet之前,代理服务器首先检查自身是否己经缓存了用户请求访问的Web对象,如果己经缓存并且没有过期,那么就用本地缓存的Web对象响应用户的请求,从而加快了用户的访问时间,并节省了带宽资源。此种类型称Forward-Proxy正向代理。不使用代理服务器的访问流程如图2所示;使用代理服务器的访问流程如图3所示。
使用代理端缓存技术具有以下的优点:(1)减少网络信息流量;(2)减少用户访问延迟;(3)减轻服务器的负载;(4)提高了web应用系统的健壮性。
3.1.3 服务器端的缓存技术
当用户访问Web服务器读取HTML页面时,一般Web服务器需要从硬盘上读取HTML文件,然后传输给用户。每次用户访问,Web服务器都重复相同的处理过程。服务器端缓存的目的是降低服务器对用户请求的反应时间、增加服务器的吞吐量。静态内容缓存则将用户经常访问的HTML页面或者Web处理结果存储在服务器的内存当中,在用户请求某一服务时,服务器首先从内存中检索是否有相同的结果,如果存在,则不必重新处理,而直接将结果发送给用户。由于内存的存取速度远远比硬盘的存取速度快,所以Web应用服务器系统的响应时间可以缩短。服务器端的缓存可以处理大部分的用户静态请求,于是大大加快了用户请求的响应时间,并降低了原始Web应用系统服务器的负载。静态内容缓存设备放在Web服务器前面,用于处理用户对静态内容的请求,因此提高了前端Web服务器处理用户连接的能力,这个办法在静态Web应用系统请求占很大比例的环境中是非常有效的。
3.2 动态Web应用中的缓存技术
动态Web应用中页面的编译和解释执行均是在服务器端解析和执行的。因此对于动态Web应用页面的缓存技术主要体现在服务器端缓存技术上,服务器端缓存的目的是缩短服务器对用户请求的响应时间、增加服务器的吞吐量。其缓存方式一般有两种。
3.2.1 数据库连接缓存
用户通过Web应用服务器访问数据库时,Web服务器上的应用程序和数据库服务器之间需要首先建立数据库连接,然后才能存取数据,在处理结束后,这种连接被关闭。每次用户访问都需要重复这样的步骤。由于数据库连接过程是一个严重消耗系统资源的过程,而且时间开销也比较大,因此通常情况下,数据库连接过程对系统响应时间的影响是巨大的。数据库连接缓存是指在Web服务器和数据库服务器之间建立数据库连接池,在系统初始化时即生成一些数据库连接存放在数据库连接池中。数据库连接池的实质是在内存中开辟一个数组,数组的元素即是数据库连接。当用户需要访问数据库时,直接从数据库连接池中取得一个已经存在的数据库连接,操作结束后,连接仍然保持而不关闭,直接返还给数据库连接池。在此过程中,由于数据库连接是事先生成的,因此在一次业务逻辑操作中,生成和关闭数据库的时间减少到O,这样一来,用户访问数据库的步骤被简化,进而优化动态Web应用系统的效率。
3.2.2 内容缓存
内容缓存则将用户经常访问的动态页面的响应内容或者动态页面处理过程中的中间结果存储在服务器的内存当中,在用户请求某一服务时,服务器首先从内存中检索是否有相同请求的处理结果,如果存在,则不必重新计算和处理,而直接将结果响应给用户或者把中间结果从缓存中取出进行一系列计算后对用户做出响应。由于对用户的输出是把内存中的响应内容对用户输出或者是根据缓存中的“半成品”内容进行计算后的输出,在此过程中省略了执行动态页面的业务逻辑的步骤以及对数据库查询、对其他信息系统访问的过程,所以Web应用服务器系统的响应时间可以大大缩短。内容缓存的内容通常是对数据库查询后,数据库返回给Web应用服务器的结果集。对动态页面进行缓存的关键是尽量减少动态页面中业务逻辑的执行次数。对动态Web应用页面的高速缓存一般采取3种缓存实现方案:(1)动态页面变静态页面技术;(2)利用开源的缓存API缓存请求处理过程中的中间对象;(3)缓存一个对象的方法的执行结果。
4 结束语
缓存技术不是着眼于网络设备性能的提高和扩容,而是在更深一个层次上分析用户数据流的统计特征,利用数据的可复用性和共享性,在边缘网络复制和保存网络数据的一项重要技术。它不但可以减少网络和服务器负载,提高数据访问速率和服务可靠性,而且大大节省了网络运营费用,同时提高Web应用系统的响应速度,增强用户感受和认可,进一步优化Web应用系统的性能。因此缓存技术有着非常广阔的发展前景,相信随着各种Web应用的不断深入,缓存技术会发挥越来越重要的作用。
参考文献
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优化技术的应用 篇8
1工艺流程简介
王窑作业区地面集油流程主要采用的是单井进站、集中计量、原油外输三级布站方式。生产井与站点之间的集油管线呈辐射状布置, 平均每座站点管辖5~8个井组 (20~40口油井) , 平均集油半径1.5km。站内流程:来油进入总机关→缓冲罐进行油-气分离→曲杆泵进行原油外输→茶炉对原油进行加热, 工艺流程如图1所示。
2地面优化简化关键技术
长期以来, 高含水油田采油井的计量方式决定了地面采油系统的工艺流程和井站布局方式。王窑作业区一直采用传统的双容积分离器进行油井计量, 这直接决定了地面集输系统的三级布站模式, 要实现地面工艺的优化简化, 关键就是撤销计量站和配水间, 解决油井计量和水井注水监控的问题。
2.1抽油井在线计量
抽油井在线计量主要采用“数字化功图法”油井计量技术, 它是依据抽油机安装的载荷传感器和角位移传感器进行实时的功图采集, 实时监控深井泵工作状态与油井液量变化的关系, 即把有杆抽油机系统视为一个复杂的振动系统, 该系统在一定的边界条件和初始条件下, 对外部激励产生影响。然后对该油井功图进行分析, 判断是否为漏失、供液不足或气体影响等, 确定泵的有效冲程, 计算泵的排量, 进而求出地面折算有效排量。
陕西省延安市王窑作业区有针对性地选择不同井况的油井将功图计量数据与实测结果进行对比 (表1) , 进而持续地校正参数, 提高功图计量精度。
2.2抽油井远程计量监控
由于油井本地在线计量系统的功能比较单一, 为了方便地进行油井生产动态分析和油井工况的实时监控, 在该系统平台上又拓展了新型单井远程在线计量系统, 并与油田公司现有的网络平台对接, 实现数据资源共享。远程计量软件通过远程数据库录入该井的动态数据, 并结合本地在线计量系统实现对油井生产参数 (电压、电流、功率、电量、载荷、冲程、井口压力和开/停井) 的远程实时监控、查询、统计、分析及故障报警等功能, 构成较为完整的油井在线本地与远程计量信息系统管理平台。
2.3抽油井液面自动检测
油井液面检测仪的基本原理是声纳系统的回声定位法。目标发射器发出声波之后, 经传播介质到达探测目标, 然后声波被目标反射回到发射点, 由接收换能器接收, 换能器通过声/电转换处理反馈至采集系统。在以上过程中, 声波信号往返时间可以通过处理计算得到, 结合自动控制技术, 实现声波的定时发射、数据采集、分析、信号处理及数据上传等, 完成在线液面自动检测。油井液面自动检测技术目前在王窑作业区应急4班试运行, 液面检测结果如图2、3所示。
2.4注水井稳流配水
为简化地面注水工艺, 撤销配水间, 就必须解决水井稳流注水和注水量监控的问题。目前, 全区配水间和阀组间均采用高压稳流装置实现自动控制注水。王窑作业区主要使用GLZ高压流量自控仪与磁电式稳流测控装置。稳流自控仪的实际运行表明, 该配水器能够满足实际注水需求, 而数字化远传技术的应用则解决了注水远程控制与实时监控问题。稳流装置的结构如图4所示。
稳流装置的工作原理:在使用过程中先设定流量值, 控制器通过比较发出指令, 驱动电机调节阀门使瞬时流量值接近或等于设定值。稳流装置的标定结果见表2。
2.5数字化橇装增压集成装置
数字化橇装增压集成装置主要由集成装置本体、混输泵、控制系统、阀门管线及橇座等组成, 将原油混合物的过滤、加热、分离、缓冲、增压及自控等功能高度集成, 通过电动阀门的切换实现多种工艺流程, 适用于低渗透油田原油混合物的增压混输站场。王窑作业区共有3种不同型号的数字化撬装装置, 共计15台。
2.6数字化智能式抽油机
王窑作业区新建的油井均使用了二代数字化抽油机, 目前投产安装194台。二代数字化抽油机应用了一体化控制柜技术, 将抽油机控柜和远传计量柜整合, 实现了抽油机的自动调解变频, 自动调解冲程和冲次, 以及数字化井口采集上传等功能。
3现场应用
目前, 王窑作业区井场、站点的数字化建设与地面系统优化简化工程已基本完成。
3.1集输系统
2010~2012年期间, 共计关掉王一计及王三计等4座站点, 将王一转及王四转等14座站点改造成数字化撬装站, 并对站内地面管网进行优化, 将32座站点合并为9个基本生产单元, 全区将此前的13个井区合并为8个应急班, 由传统意义上的三级布站转变成目前的二级布站。集输系统优化简化前、后的对比如图5所示。
3.2注水系统
王窑作业区共有注水站4座, 供水站1座, 污水回注站1座, 转水站1座, 配水间29座, 阀组94座。注水系统以注水干线为主框架, 建设单干管分支注水工艺管网, 通过地面优化简化技术, 94座阀组全部实现无人值守, 并对存在安全隐患的注水管网进行更新改造。王窑作业区注水系统优化简化前后的对比如图6所示。
4效果分析
地面优化简化技术在王窑作业区应用后, 取得了良好的效果, 既优化简化了地面系统又降低了运行成本, 具体表现在三大方面。
4.1工作效率提升
油井在线远传计量系统的建设, 实现了油井远程自动计量, 计量站无人值守, 简化了单井集油工艺流程, 优化了集油管网结构, 通过高含水井带动低含水井原油集油, 提高了集油效率。
水井数字化稳流配水系统的应用, 实现了平稳注水, 配水间无人值守, 简化了水井工艺流程, 优化了注水管网结构, 通过在主线上分支建设无人值守阀组间, 缩短了注水管线的距离, 提高了注水效率。
站点内数字化集成撬装的应用, 简化了流程, 减少了由于管线连接多个设备造成的中间热能损失, 简化了操作和检修程序, 通过减少站点内设备、管线及输油泵房等设施, 既符合油田低成本开发的战略要求又提高了效率。
4.2实现油水井动态监测
地面系统优化简化后, 油水井实现了在线远传计量和油水井动态实施监测管理, 有效提高了油田管理水平。实现了功图、压力及温度等生产数据的实时自动采集, 提高了基础自量的准确率和泵况分析。生产曲线的自动绘制以及工况诊断分析等智能分析系统, 帮助技术人员提高了分析水平和工作效率。油井功图载荷监控数据在线传输为油井洗井等日常措施的效果跟踪提供了便利条件。油井在线远传计量系统能够在油井停抽、回压变化的第一时间向管理人员发出提示, 各级管理技术人员根据报警信息及时制定措施, 提高时效。
4.3优化人力资源
地面工艺优化简化后, 人力资源得以优化。王窑作业区建设数字化调控中心一座, 将32座站点合并为8个中枢站控, 将13个井区合并为8个应急班, 以调控中心为核心, 负责全区的生产组织和信息的上传下达, 并以站控中心为基本生产单元, 组织安排应急班开展日常工作。数字化增压撬的应用减少了操作人员的数量, 降低了工作强度和工作风险, 提高了工作效率。
5结束语
优化技术的应用 篇9
蒸汽在石化企业中被广泛应用, 是主要的能源和辅助工艺物流。随着企业生产规模的扩大, 蒸汽系统的规模也日趋庞大、复杂, 造成蒸汽管网和用户之间存在许多不合理的用能状况, 如蒸汽降质使用、蒸汽热损失大、放空现象等, 造成能源的极大浪费。
随着计算机和信息技术的广泛应用, 利用IT技术建立具有智能化的蒸汽模拟与实时监测系统 (简称PROSS系统) , 使生产管理人员能够及时监控蒸汽管网的运行工状, 对蒸汽生产、输送和使用进行全过程分析, 找出现有管网系统存在的不足, 提出有针对性的系统优化方案, 提高蒸汽利用水平, 从而达到节能降耗的目的。
2 PROSS系统的结构及原理:
管网模拟与实时监控系统, 简称PROSS系统, 主要由管网系统、DCS数据采集系统、实时数据库系统、模拟系统和监测系统等五部分组成。其中模拟系统是PROSS系统的核心, 模拟原理是根据蒸汽管网中各管线与各节点间的关系以及蒸汽的流向, 应用拓扑学原理自动识别管网结构, 建立管网数学模型;通过基尔霍夫定律、水力学和传热学方法建立非线性联立方程组, 解算出作为方程应变量的管网中所有参数。
PROSS系统是集计算机技术、信息技术、工程热力学、化学工程、拓扑学、计算数学等为一体的工程设计软件, 能够对大型复杂管网进行运行分析, 模拟计算出不同操作参数条件下的工况, 同时采用装置因子进行“修正”, 提高了数学模型与实际蒸汽系统的吻合度。
3 蒸汽管网的现状及分析
天津分公司的蒸汽管网包括12MPa、3.5MPa、1.8MPa、1.0MPa四个等级, 承担天津石化五个作业部 (热电部、炼油部、烯烃部、化工部以及动力部) 和中沙石化 (合资) 的蒸汽供应。蒸汽全部由热电部锅炉产生, 通过管网输送到各用户, 其中3.5MPa、1.8MPa和1.0MPa是主要的蒸汽管网。
3.1 蒸汽管网的负荷平衡
由天津分公司3.5MPa、1.8MPa和1.0MPa蒸汽管网平衡数据作出夏季和冬季的蒸汽流量平衡表, 分别见表-1和表-2。
根据天津分公司蒸汽管网流程和结构参数, 开发了天津分公司蒸汽管网数学模型, 建立蒸汽管网智能监测系统 (简称TJ-PROSS) 。通过对蒸汽管网运行工况进行模拟, 对管网运行状况做出评估;提出管网结构优化的方案;分析热损状况, 提出节能降耗措施。
3.2 存在问题及优化方案
根据表1和表2的统计数据, 利用PROSS软件进行模拟计算, 通过分析后发现目前天津公司的蒸汽管网运行存在以下几方面的问题。
3.2.1 热电部1.8MPa管网蒸汽流速过低, 蒸汽的损耗较大。
热电部1.8MPa蒸汽是由3.5MPa蒸汽减温减压后外送, 母管管径分别为DN400和DN350。近年来由于公司装置更新, 目前仅化工部芳烃装置和溶剂油装置使用该等级蒸汽, 流量为20～35t/h, 蒸汽平均流速仅为5m/s, 远低于20～30m/s的蒸汽经济流速, 且管网运行时间较长, 表面的散热损失较大。
为了降低1.8MPa蒸汽管线的损失, 可以取消由热电部到化工部的1.8MPa蒸汽管线, 改由3.5MPa和1.0MPa蒸汽通过汽汽射流混合器产生1.8MPa蒸汽, 其中1.0MPa蒸汽可利用化工老区现有的1.0MPa低压蒸汽, 3.5MPa蒸汽由炼油新区的DN600中压蒸汽管网提供, 接出管径为DN200。
通过PROSS软件进行模拟计算, 炼油新区3.5MPa蒸汽正常流量为240～300t/h, 流速为9.7～13.2m/s, 增加化工部35 t/h的流量后, 蒸汽流速提高到10.9～14.4m/s, 压力仅下降0.08MPa, 对炼油新区的蒸汽使用影响很小;而目前化工老区1.0MPa蒸汽量仅为3 t/h, 输送管径为DN350, 当汽汽射流器产生1.8MPa蒸汽量为20～35 t/h时, 1.0MPa蒸汽用量为5～9 t/h, 老区1.0MPa蒸汽流量将提高到8～12t/h, 流速达到4.9～8.7 m/s, 能够有效的降低凝结水量, 提高蒸汽的利用率。
3.2.2 冬季炼油部3.5MPa中压蒸汽减温减压量较大
通过蒸汽平衡表可知, 冬季炼油部1.0MPa蒸汽用量比夏季增加207t/h, 而目前热电部向炼油部的1.0MPa蒸汽输送量为40t/h, 冬季炼油新区自产1.0MPa蒸汽量约70t/h, 因此炼油部低压蒸汽的缺口有100t/h, 目前这部缺口只能由3.5MPa蒸汽减温减压供给。
由于炼油部3.5MPa蒸汽用量增加, 造成蒸汽的流速升高, 管道的阻力损失增加, 使炼油部3.5MPa蒸汽压力降低, 造成汽轮机的做功能力下降。针对冬季炼油部存在情况, 应用PROSS软件对天津石化蒸汽管网进行分析, 提出了冬季增加炼油部低压蒸汽的优化方案。
(1) 利用热电部为中沙石化输送1.0MPa蒸汽的备用DN600管线, 向炼油部输送蒸汽。
(2) 利用化工部原原1.8MPa管线向炼油部输送1.0MPa蒸汽。
(3) 热电部利用化工老区的1.0MPa蒸汽管线向炼油部输送蒸汽。
模拟计算可得, DN600管线可给炼油部供低压蒸汽49t/h, 原1.8MPa蒸汽线可供低压蒸汽33t/h, 化工老区1.0MPa蒸汽管线可25t/h, 总量共107t/h, 基本可以满足炼油部冬季低压蒸汽的需求, 炼油部原减温减压器保持备用状态运行。
3.2.3 夏季炼油部低压1.0MPa蒸汽过剩利用不合理
夏季炼油新区自产1.0MPa蒸汽总量为110t/h, 而自用求量为70t/h, 因此1.0MPa蒸汽过剩量为40t/h。目前这部分蒸汽通过管线供给中沙石化。由于中沙石化1.0MPa蒸汽管网压力较高, 因此炼油新区蒸汽过剩量需要增压才能并入中沙石化低压管网。
PROSS计算结果表明, 当热电部汽轮机低压蒸汽出口压力为1.05MPa, 中沙石化低压蒸汽压力为1.08MPa, 而炼油新区低压蒸汽并入中沙石化时, 汽轮机出口压力必须达到1.10MPa。因此炼油新区供汽量越多, 热电部相应供的越少, 中沙石化的管网压力也越高, 炼油新区供汽的压力也越高。随着炼油新区低压蒸汽压力升高, 导致汽轮机的效率降低, 3.5MPa中压蒸汽消耗量增加, 造成低压蒸汽过剩更多, 形成恶性循环。
因此优化方案是炼油新区过剩量蒸汽停供给中沙石化, 而是供给对蒸汽要求较低的化工老区、动力部、行政区、化工冷冻站等用汽点。
4 优化效益分析
4.1 取消热电部1.8MPa蒸汽管线
取消1.8MPa管线, 减少直接散热损失4.93 GJ/h, 相当于产生2.4t/h蒸汽的热量。同时减少冷凝水0.45t/h。考虑疏水损失等因素, 可以至少节约蒸汽3t/h, 全年按8700小时, 中压蒸汽170元/吨计, 可以节约蒸汽2.61万吨/年经济效益443万元/年。
4.2 冬季蒸汽管网优化
(1) 热电部减少对炼油部的中压蒸汽量100t/h, 多供低压蒸汽100t/h, 可以增加发电功率4800KW, 按冬季工况120天, 每度电按0.556元计算, 可多发电1382万度电, 效益769万元/年。
(2) 炼油部中压蒸汽压力提高0.1MPa, 汽轮机功率平均增加3%。以汽轮机蒸汽用量122t/h计算, 可节约中压蒸汽4.88t/h。按冬季工况120天, 中压蒸汽170元/吨计算, 可节约蒸汽1.41万吨, 经济效益239万元/年。
4.3 夏季蒸汽管网优化
经模拟计算, 由于炼油新区的过剩蒸汽停送中沙石化, 炼油低压蒸汽系统压力降低0.1 MPa, 中压蒸汽系统压力提高了0.04MPa, 汽轮机的透平效率增加3.3%, 可以节省中压蒸汽的量9.3t/h。每年夏季按6个月, 中压蒸汽按170元/吨计算, 可以节省中压蒸汽大4万吨/年, , 经济效益为683万元。
5 应用效果总结
优化技术的应用 篇10
随着计算机技术的飞速发展, 铸造工艺研究进入了计算机时代。可以先通过计算机模拟对铸造全过程进行模拟仿真, 尤其是即将生产的新产品, 在实际生产之前验证或优化铸造工艺参数, 克服了铸造业长期存在的试制周期长、成本高、铸件质量难以保证等缺点。铸造过程数值模拟技术可将影响充型和凝固过程的生产因素转换成计算机模拟的计算因素, 通过可视化方法, 反映铸件的充型和凝固过程, 准确地反映铸件 (型腔) 的流动场、铸件的温度场及应力场, 从而准确地预测铸件可能产生缺陷的部位、大小等, 极大地缩短了工艺试验周期、确保铸件质量、提高工艺出品率、降低生产成本和废品率, 对企业有极高的实用价值。
某生产汽车后桥铸造厂, 虽然已颇具规模, 但是由于缺乏相关知识和经验, 导致在最近试制某汽车后桥过程中出现严重的缩孔缺陷, 严重影响了铸件的质量, 如图1a是后桥铸件, 图1b是铸件在C截面处出现的缩孔缺陷。经过分析, 初步认定问题出在浇注工艺, 通过View Cast软件对该后桥充型和凝固进行数值模拟, 并利用View Cast软件的设计功能, 重新设计了一套浇注系统, 解决了在主要承力部位的缺陷问题。
2 铸造模拟的理论依据及View Cast简介
(1) 数学模型
铸造模拟过程主要包括流动场和温度场的数值模拟, 可由NavierStoks (动量方程) 、连续性方程及Fourier (能量方程) 来描述。
动量方程:
连续性方程:
能量方程:
上述方程中, u、v、w为网格点 (x、y、z) 流速在3个坐标轴方向上的分量, m/s;ρ为流体密度, kg/m3;T为温度, K;Cp为比热容, J/ (kg·K) ;t为时间, s。
(2) View Cast软件简介
View Cast软件由三大模块组成, 即前置处理、数值求解、后置处理。该软件区别于其他模拟软件的最大特点是其本身为设计软件, 当要生产一种新产品时, 可以依靠该软件进行浇注系统的设计。具体方法是先将铸件的三维实体图导入, 进行凝固模拟计算;然后分析出现缺陷的位置, 利用软件计算出需要的冒口数目及尺寸, 直接在该软件下制成STL文件, 将冒口绘制在铸件上, 再进行凝固模拟, 这样反复进行, 直到缺陷消除或者减到最少;最后设计浇注系统, 进行充型、凝固模拟计算, 确定出最佳工艺参数。View Cast软件的解题思路见图2。
3 模型建立
图3所示是该后桥的三维实体造型, 铸件平均壁厚20 mm, 使用材料为铸钢ZG35MnMo, 液相线1 502℃, 固相线1 435℃, 使用水玻璃砂造型, 浇注温度1 550℃, 根据铸造厂的要求, 按照一箱两型来设计该浇注工艺。使用三维造型软件对后桥进行实体造型后将文件转换为STL格式的文件, 再导入View Cast进行几何体和面的识别。为真实地反映整个设计过程, 根据几何体结构特点, 在x、y、z方向自动生成网格, 划分时应在最小壁厚处保证有3个以上网格, 由于该铸件平均壁厚比较大 (20 mm) , 保证最薄的地方划分3个以上网格, 所以保证了模拟的准确性。
4 原工艺方案及模拟结果
(1) 原工艺方案存在的主要问题
图4为该后桥原始的工艺方案, 从图中可以看出, 该浇注工艺只采用了2个中间冒口进行补缩, 为了使冒口获得比较好的补缩作用, 采用了比较大的冒口颈 (120 mm×80 mm) 。同时, 为了减少浇注系统对铸件的热影响, 采用了比较小的横浇道 (45mm×30 mm) 。但是由于整个后桥体积和壁厚都比较大, 所以仅凭2个中间冒口是不能满足整个铸件的补缩要求的, 按照经验判断, 在铸件的某些区域肯定会出现缩孔或缩松缺陷。这样, 不但破坏了材料的连续性, 还会引起应力集中, 导致裂纹产生。如果铸件中 (尤其是承力部位) 不存在缩孔、缩松缺陷, 则其承受的应力很小, 后桥的安全系数提高了一个等级。
(2) 原始工艺模拟及结果分析为了验证对原始方案做出的以上判断, 对原始方案的温度场进行了模拟, 通过凝固计算预测出可能出现缺陷的地方, 凝固模拟计算的350.55 s时该孤立液相区继续向两边扩展;到795.72 s时在桥的承力部位出现了补缩“瓶颈”, 桥的外侧与内侧断开, 在外侧出现了孤立液相区域。预计在这些孤立区地方将来就会出现缩孔、缩松缺陷 (见图1) , 在实际生产中通过破坏性试验发现, 出现的缺陷基本上与模拟结果吻合。
由上述结果可以看出, 该后桥生产工艺改进的要点是消除凝固过程中出现的孤立液相区, 这就要求工艺系统要能实现按照一定要求来凝固的凝固方式。经过分析, 对该工艺的改进需要通过增加冒口或者放置冷铁, 使后桥中间部分能最先凝固, 然后是两边, 冒口最后凝固的凝固方式, 将缺陷留在冒口之中。
5 工艺优化后的模拟及分析
为了消除铸件中的缩孔、缩松缺陷, 在原来的工艺系统中加入了冷铁, 加快铸件局部凝固速度。通过在铸件外侧设置冷铁, 加快了金属液凝固速度, 消除了铸件由于壁厚大而导致的凝固时间长, 而又不能及时补缩的问题, 优化后的工艺图见图6。
在此工艺设计中, 横浇道改进后的尺寸为80 mm×80 mm, 原始尺寸为45 mm×35 mm。这样一来, 由于横浇道的加大, 而两型之间的距离没有改变, 使得在浇注系统两边的后桥中间部分热影响增大, 导致这些部位出现浇注缺陷。为了解决这一新问题, 对浇注系统做了一些调整, 在横浇道中部增加2个内浇道, 该内浇道的尺寸为长×宽×高=220 mm×100 mm×30.5 mm, 由这2个内浇道直接补缩中部, 解决该部分由于热影响引起的缺陷, 见图7。
图8是方案二的模拟结果, 深色表示未凝固。从图8可以看到, 由于冷铁的激冷作用, 可以看出初期凝固时, 在安置冷铁的铸件外侧已经开始凝固 (图8a) , 随着凝固过程的继续, 在凝固进行到530 s的时候 (图8d) , 铸件外侧已经全部凝固, 只剩下中间冒口附近的液相存在。采用新的浇注系统能够满足铸件的补缩要求, 在整个凝固过程中铸件能够按照预期那样凝固, 实现了铸件的定向凝固。
从温度曲线 (见图9) 可以看出, 后桥中部外侧由于冷铁的激冷作用 (曲线4) 温度降低最快, 最先凝固;接近内浇道的2个部位 (曲线1、2) 温度降低比较缓慢, 最后凝固;轴头处 (曲线3) 由于接近中间冒口所以温度比远离浇道处 (曲线4) 高。从整个凝固过程温度曲线可以看出, 凝固过程是按照设计的工艺要求进行的, 实现了铸件按照设计的凝固顺序进行凝固的要求。
由以上模拟分析可以看出, 改进后的工艺系统, 能有效地解决生产过程中出现的问题。冷铁使得远离冒口的部位先凝固, 冒口使得整个铸件形成一个正的温度梯度, 有利于铸件实现顺序凝固。但是, 在铸件的有些厚大部位 (不用承受载荷或在此钻孔, 如图3) , 凝固过程中还是出现了很小的缺陷, 这里在造型时可以在此处设置蓄热系数大、易导热的铬铁矿砂 (或锆英砂) , 使此处由以前的后凝固转向与其相连部位同时凝固, 尽可能的消除该部位的缩松缺陷。
这两种新的工艺在实际生产中均已经得到验证, 与模拟的结论吻合, 解决了后桥在试制初期出现缩孔缺陷的问题, 提高了铸件的质量, 实现了该后桥的批量化生产, 见图10。
6 结束语
原工艺系统不能满足铸件凝固过程中的补缩需求, 尤其只有中间2个冒口只能对后桥轴头部分的内侧进行补缩, 并且后桥中部厚大部位也出现很大的孤立液相区, 从而铸件中出现很大的铸造缺陷。
通过在整个铸件外侧安置冷铁, 使得铸件没有补缩系统的外侧首先凝固, 实现铸件的顺序凝固, 消除了铸造缺陷。
优化技术的应用 篇11
一、过程性评价的实现
我校利用Moodle课程管理系统构建了一个信息技术学习、评价平台。利用Moodle的【作业】、【心得报告】、【测验】、【讨论区】、【互动评价】等模块把学生的信息技术作品和作品的评价保存和记录下来，作为学生成长记录的一部分，对学生的学习进度作记录。Moodle课程管理平台为全面评估学生信息技术操作能力、运用信息技术解决实际问题的能力以及相关情感态度与价值观的形成奠定基础。学生用注册用户身份登录系统实时获取教师对本人作品的评价信息。
信息技术课程的过程性评价除了要系统地把握学生在知识技能、情感、态度与价值观等方面的变化和发展，还要对作品和任务的完成情况收集有价值的评价信息。
1． 作品设计
（1）作品保存及评价
信息技术课程教学过程由于解决的任务要涉及到课题的许多知识点，故通常由多个课时完成学习内容。在作业任务设计时，单元任务的设计要围绕整体任务的完成进行构思，并具有一定的连续性和系统性，整体任务和每一节课的单元任务应是紧密联系的。例如在粤教版《多媒体技术应用》第四章第三节《图形图像的加工》中，教材要求学生通过观摩和操作《快乐的校园》图形图像素材制作和加工的过程，学习图像处理的基本流程。教师将《快乐的校园》这个多媒体作品的整体任务分解成多个子任务，学生分别通过掌握主界面背景制作、内容界面背景制作、文字效果的制作、接钮制作、绘制校徽、构图调整等分步分课时完成整体任务。学生的上机实践任务是一环扣一环的，所以在教学活动中教师利用Moodle平台的【作业】模块给学生布置作业或上机任务。学生用自己的帐号登录Moodle平台提交作业。通过Moodle平台教师可以对各阶段的作品作出评价反馈。
我们利用Moodle平台【作业】模块功能，将每个学生的作品保存下来，避免了学生上交的作品被他人恶意删除等情况发生。并且，教师通过Moodle平台【作业】模块可以了解学生的作业完成情况，对没有提交作业的同学及时了解情况，并且在课后对学生的作业进行批改以及反馈作业的评价和改进意见。
（2）学生参与作品评价
我在教学中充分利用了Moodle平台的【讨论区】功能。讨论区是Moodle中的一个强大的交流工具。在讨论区里，教师或学生之间的交流打破了空间、时间的限制。例如，粤教版《多媒体技术应用》中的《简单虚拟全景图的制作》教学，我设计了一个“作品共享交流区”。学生完成本节课的上机实践后把作品上传到“作品共享交流区”，然后以小组为单位，每个同学通过“作品共享交流区”对小组成员的作品进行评价打分。通过学生参与作品评价，一方面使学生学会对自己和他人的学习成果进行评价，使学生真正成为学习的主人；另一方面学生通过观察分析其他同学的作品，对照自己的作品，利用记录进行自我反思，发现不足，调整学习。所以让学生在Moodle平台的【讨论区】参与作品评价，有利于促进和培养学生健康的信息伦理价值观。
2． 项目型作业或任务
教学中我有意识地引导和培养学生形成利用Moodle平台记录学习过程、活动过程的习惯,学会利用Moodle平台的【作业】模块保存项目型作业或任务，并学会利用【讨论区】进行作品展示及根据小组互评、教师评价、集体评价记录及时进行自我反思、调整学习。
二、终结性评价的实现
由于我市没有参加广东省的信息技术等级考试，所以对学生的终结性评价的任务就落在学校。我校利用Moodle平台的【测验】、【互动评价】模块功能实现客观题和综合任务题的评价。客观题部分应用【测验】模块来实现，教师定义题库，题目可以包含HTML和图片，题目和答案可以乱序（随机）显示，减少作弊。题目形式灵活，单选题、多选题、填空题、排序题、匹配题等题型可任意选择。综合任务题评价由【互动评价】模块实现。【互动评价】模块是Moodle中一个专门用于评价的活动模块。具体做法如下：（1）在【互动评价】模块上编辑生成综合任务题“样本评价表”（评价依据）；（2）学生以个人用户进入Moodle相应的互动评价活动，填入相关信息后以附件形式提交作品；（3）学生根据“样本评价表”对自己的作品进行自评打分；（4）教师或各小组长根据“样本评价表”对同学提交的作品进行评分；（5）教师根据学生的自评和他评生成综合任务题的成绩。
根据区教育局的要求和我校信息技术设备、师资、开课情况并结合高中信息技术课程标准要求，模块考查由学习品质、过程评价、终结评价三部分组成，各部分所占比例为20%、30%和50%。
经过一年多的教学实践，利用Moodle平台构建了信息技术学科的评价平台，使信息技术课程评价不再以“考”代“评”。通过此平台，教师及时了解学生学习的情况，及时调整教学进度和教学方法，将教育教学效果提升到一个更高的层次。
优化技术的应用 篇12
1 郑州地铁现有再生回馈装置情况
郑州市轨道交通1号线一期工程共设置10个牵引降压混合变电所 (正线设置8个, 郑东车辆段、凯旋路停车场各设置1个) 向接触网供电, 供地铁列车牵引使用。地铁列车制动形式分为两种:闸瓦制动和电制动, 并且优先使用电制动, 在地铁列车电制动时产生的能量, 流向直流侧, 使直流母线电压升高, 直流母线正常工作电压1000V~1800V, 当直流母线电压抬升过高后影响列车的安全运营, 为此, 在郑州市轨道交通1号线一期工程全线10个牵引降压混合变电所 (包括郑东车辆段、凯旋路停车场牵引降压混合变电所) 安装制动能耗装置, 通过电阻柜将地铁列车电制动时产生的抬升电压消耗掉。而电阻柜属于纯消耗, 如能将这部分电能再利用, 既经济又倡导节能减排, 为此, 郑州地铁在西三环站牵混所和碧沙岗站牵混所挂网试验两套1.2MW再生制动回馈变流器。
2 再生制动回馈变流器的工作原理
地铁刹车制动阶段地铁制动时产生的能量, 流向直流侧, 使直流母线电压升高;此刻, 当再生制动回馈变流器检测到直流母线电压高于设定值后, 快速将直流母线电压稳定至设定值, 使能量迅速回馈至电网, 以确保直流母线电压稳定, 不超过稳压设定值。
地铁牵引启动阶段通过检测能量流动的方向, 当能量由再生制动回馈变流器流向直流母线时, 再生制动回馈变流器快速退出回馈运行并转到系统待机状态, 直流电压迅速降低, 地铁运行时的能量由变电所大功率整流器提供。
3 在郑州地铁1号线开通试运营前, 分别对西三环站、碧沙岗站的再生回馈装置进行各项测试
1) DC1700稳压试验:直流稳压动态无超调, 稳态电压恒定;交流电流动态无超调, 稳态电流平滑。
2) 回馈功能试验:母线电压高于设定值后, 可快速稳定直流电压;直流电压控制稳定;电流动态相应快。
3) 无功补偿功能试验:无功功率可控;并网电流功率因数可调;电流动态响应快。
4) 效率与电流THD测试:系统功率在335k W时:效率:95.2%, 电流THD:2.0%, 功率因数:0.992。
4 郑州地铁1号线开通后节能数据分析
4.1 碧沙岗、西三环再生回馈装置回馈电量统计
自郑州地铁2013年12月28日开通试运营至今, 西三环站牵混所和碧沙岗站牵混所挂网试验的两套1.2MW再生制动回馈变流器回馈电量如下:
4.2 1号线郑州地铁全线牵引用电量如下
4.3 回馈电量分析, 碧沙岗站和西三环站牵引用电量统计、分析如下
再生回馈电量占牵引用电量百分比:
总回馈电量占总牵引用电量百分比:
由上述数据分析西三环站牵混所和碧沙岗站牵混所回馈总电量占牵引总有功电量的百分比分别为18%和17%, 日均回馈电量占牵引日均用电量百分比分别为18%和17%;总回馈电量占总牵引用电量百分比为4.3%。回馈效果比较明显。
5 西三环、碧沙岗站再生回馈装置投入后, 制动电阻柜运行情况
在西三环站牵混所和碧沙岗站牵混所挂网试验两套1.2MW再生制动回馈变流器后, 西三环站和碧沙岗站的制动能耗装置基本不启动 (通过制动能耗装置事件记录查看) , 即使在电网电压上升过快, 许继再生制动回馈变流器无法快速吸收导致电网电压达到制动能耗装置吸收电压时, 制动能耗装置也是瞬间启动吸收, 一旦电压低于其吸收电压就立即停止, 时间延续很短。
6 无功补偿功能
针对前期功率因数普遍偏高的情况, 目前已投入西三环、碧沙岗站再生回馈无功补偿功能, 每台装置无功补偿功率设定为500kvar。无功补偿功能投入后, 对新华主所功率因数改善提供很大的帮助。
7 总的结果
许继再生制动回馈变流器自挂网实验以来, 运行稳定, 电量回馈效果显著, 无功补偿效果明显, 各实验数据满足运行要求。
8 对后续线路设置再生回馈装置的建议
通过数据分析结果看, 加装许继再生制动回馈变流器后效果还是比较明显, 在后续线路 (包括1号线) 可以考虑设置再生回馈装置, 但设计及采购是要考虑以下两个问题:
1) 合理设置容量, 避免电能向供电局倒供的情况。如装置容量配置过大, 当再生制动回馈变流器回馈电量不能完全被其他用电设备吸收的话, 可能会在某一瞬间出现电能反供到110KV侧 (供电局) , 供电局是绝不允许的。如全线一次性全部安装再生回馈装置, 考虑产品的可靠性、稳定性, 可能会存在一定风险。再生制动回馈变流器存在一定的谐波, 会对35KV供电系统产生影响。
2) 将再生回馈装置与再生制动装置电阻配合使用。再生制动回馈变流器与再生制动装置电阻配合使用, 电阻容量可适当减小, 如此既可以节省电阻柜的占地空间, 又可以降低运营风险。测试多套装置全线运行时的谐波, 通过优化装置功能降低谐波, 使谐波含量满足要求。
参考文献
[1]夏景辉, 郑宁, 左广杰.地铁车辆逆变型再生制动能量回馈方案与装置的研究[J].城市轨道交通研究, 2013.
[2]冯建兵.再生制动能量方式的探讨[J].电气化铁道, 2005.