時間:2023-08-07 17:29:05
導語:在云計算節(jié)能技術的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領您探索更多的創(chuàng)作可能。

關鍵詞:云計算 分布存儲 關鍵技術
中圖分類號:TP333 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)11-0094-01
進入信息社會以后,各行各業(yè)所涉及到的數(shù)據(jù)信息量都出現(xiàn)了爆炸性的增長,信息資源的地位越來越高,發(fā)揮的作用越來越大。一些高尖端行業(yè),比如高能物理、生物學、氣候地質(zhì)監(jiān)測,涉及到的信息量更大,對信息存儲的要求也更高。云計算技術就是在這種背景下產(chǎn)生的。如果數(shù)據(jù)信息的分布存儲出現(xiàn)了問題,比如安全受到威脅,就會對云計算的使用和推廣造成阻礙。
1 云計算環(huán)境下分布存儲結(jié)構(gòu)類型
1.1 交換機
交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為聚合層、邊緣層和核心層三個部分[1]。在云計算技術普及應用之前,用戶專用網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸主要是通過交換機來進行的,交換機是用戶進行數(shù)據(jù)信息存儲的主要場所。在云計算技術普及應用之后,交換機仍然在數(shù)據(jù)存儲中占據(jù)了重要地位,形成了以交換機為核心的分布存儲結(jié)構(gòu)。這種分布存儲結(jié)構(gòu)呈一種樹形結(jié)構(gòu),具有操作簡便、連接便利、拓展空間大的優(yōu)點,缺點是存儲容量有限,存儲技術水平比較低。
1.2 服務器
以服務器為核心的結(jié)構(gòu),就是通過網(wǎng)線把所有服務器當中的網(wǎng)卡連接起來而形成的分布存儲結(jié)構(gòu)。在這種分布存儲結(jié)構(gòu)當中,服務器扮演了核心角色,不僅要負責數(shù)據(jù)的存儲和處理,還要承擔數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)職責。在以服務器為核心的分布存儲結(jié)構(gòu)當中,沒有交換機設備,總體結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較簡單,具有服務器與網(wǎng)絡交互性強、路由算法高效而且實用的優(yōu)點。但是,這種分布存儲結(jié)構(gòu)同樣存在這缺點,比如說線路連接經(jīng)常出現(xiàn)冗余,服務器占用的計算資源數(shù)量大,給服務器運行帶來了沉重負擔等等。
1.3 混合結(jié)構(gòu)
無論是單一的以交換機為核心的分布存儲結(jié)構(gòu),還是單一的以服務器為核心的分布存儲結(jié)構(gòu),都存在著各自的優(yōu)點和弊端。所以,“交換機――服務器”混合的分布存儲結(jié)構(gòu)應運而生。這種分布存儲結(jié)構(gòu)能夠綜合以交換機為核心的分布存儲結(jié)構(gòu)和以服務器為核心的分布存儲結(jié)構(gòu)的全部優(yōu)點,消除兩者的弊端[2]。在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)方面,交換機和服務器可以同時進行數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā),大大增強了網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的靈活性;在可擴展性方面,混合結(jié)構(gòu)的可擴展性受到每個服務器的網(wǎng)卡數(shù)量的限制,也受到數(shù)據(jù)中心節(jié)點規(guī)模大小的限制;在成本方面,由于混合使用交換機和服務器,能夠有效降低花費的成本。
2 云計算環(huán)境下分布存儲技術的種類
2.1 數(shù)據(jù)容錯技術
數(shù)據(jù)容錯技術技術能夠有效提高信息系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)信息的訪問效率。數(shù)據(jù)容錯技術的基本原理是增加數(shù)據(jù)冗余,利用數(shù)據(jù)冗余來尋找到已經(jīng)丟失的數(shù)據(jù),或者將已經(jīng)失效的數(shù)據(jù)重新恢復效力。但是數(shù)據(jù)冗余增加的同時,會導致儲存資源的消耗增加。所以,為了同時達到降低容錯率和降低成本的目的,糾刪碼容錯技術和復制容錯技術就成為了常用的技術手段。
糾刪碼容錯技術能夠把數(shù)據(jù)信息分為幾段,分別進行擴展和編碼,然后儲存在不同的位置當中。將數(shù)據(jù)信息分為不同的片段,在其中一個或者幾個部分丟失或者失效以后,仍然不會影響數(shù)據(jù)信息整體的準確性。但是,這種技術需要進行大量的計算工作,數(shù)據(jù)修復的成本也比較高,經(jīng)常用于大量數(shù)據(jù)的儲存。
復制容錯技術就是對同一個數(shù)據(jù)對象進行復制,創(chuàng)造大量相同的數(shù)據(jù)模塊,然后分別存儲到不同的節(jié)點當中。這樣,即使某個數(shù)據(jù)對象發(fā)生了遺失或者失效,仍然能通過其他數(shù)據(jù)模塊來獲取數(shù)據(jù)信息。復制容錯技術的實行要點有兩個:數(shù)據(jù)的復制策略和數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)[3]??傮w上說來,復制容錯技術具有方法簡便、讀取效率高的優(yōu)點,但是由于要復制多個相同的數(shù)據(jù)模塊,對存儲空間的占有率比較大。
2.2 節(jié)能技術
節(jié)能技術分為硬件節(jié)能技術和軟件節(jié)能技術兩方面。
硬件節(jié)能技術,就是從網(wǎng)絡信息存儲所用到的硬件設備入手,對硬件設備的安裝、運行、維護情況進行改善,達到節(jié)約能源的目的。硬件節(jié)能技術在數(shù)據(jù)中心和計算機整體兩方面實行節(jié)能措施,在數(shù)據(jù)中心方面,主要是在保持性能不下降的前提下,將高能源消耗的設備替換為地能源消耗的設備;在計算機整體方面;就是要改善硬件結(jié)構(gòu),降低設備體系的總體能源消耗量。
軟件節(jié)能技術,就是要降低數(shù)據(jù)信息存儲設備的能源消耗量,同時還要維持數(shù)據(jù)信息服務系統(tǒng)的正常運行。軟件節(jié)能技術的實現(xiàn)要點在于改善對節(jié)點的管理和對數(shù)據(jù)的管理,利用各種控制操作行為來降低能源消耗。
3 結(jié)語
云計算技術是由于信息時代的發(fā)展而產(chǎn)生的。云計算能夠按照客戶的需求提供客戶所需要的服務,包括網(wǎng)絡、服務器、存儲設備、應用軟件、各類數(shù)據(jù)信息服務,是現(xiàn)代社會普遍采用的一種技術形式。為了確保云計算模式當中海量數(shù)據(jù)信息的安全,云計算的分布存儲技術就成為了新時期的重點科研項目之一。云計算的分布存儲技術是否能夠保證信息數(shù)據(jù)的安全,很大程度上取決于數(shù)據(jù)信息的分布存儲結(jié)構(gòu)和相關技術的運用。云計算必須采取合理的數(shù)據(jù)分布存儲結(jié)構(gòu),盡可能地增加數(shù)據(jù)分布存儲的擴展性,降低消耗的成本,同時利用各種數(shù)據(jù)容錯技術來降低數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯的可能性,從硬件和軟件兩方面入手降低對能源和計算資源的消耗。
參考文獻
[1]趙楊,宋倩,葉少霞,等.云計算環(huán)境下的電子商務服務平臺構(gòu)建與運行機制研究[J].情報科學,2014,02:7-10+20.
關鍵詞 云計算;分布存儲;數(shù)據(jù)中心
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)20-0081-02
隨著信息技術的進步,社會經(jīng)濟也取得了快速發(fā)展,各行各業(yè)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在逐漸增加,尤其在高能物理、生物學、氣候建模、地震預測等科學計算領域,以及Web搜索等商業(yè)計算領域表現(xiàn)的最為明顯,為了更好的滿足社會對存儲以及通信技術的實際應用需求,云計算應運而生,并很快成為社會各個領域普遍關注的話題。
1 云計算環(huán)境下分布存儲技術面臨的挑戰(zhàn)
1.1 容錯性
傳統(tǒng)提升容錯性的方法是使用RAID技術、高性能服務器,以及專用的存儲設備等,這種方法將會消耗供應商大量的生產(chǎn)成本,尤其云計算出現(xiàn)以后,在數(shù)據(jù)量與節(jié)點規(guī)模都不斷增加的情況下,數(shù)據(jù)失效的概率表現(xiàn)出明顯上升的趨勢,數(shù)據(jù)失效成為云計算環(huán)境下的常態(tài),給云計算服務提供商,以及與計算的使用客戶都造成了較大的經(jīng)濟損失。因此,解決云計算環(huán)境下的分布存儲容錯性問題是當前急需解決的重要問題。
1.2 可擴展性
冗余磁盤預留方式是提高可擴展性的傳統(tǒng)方法,這種方法在云計算出現(xiàn)以前是能夠保證足夠的存儲空間的,但是由于云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)已經(jīng)達到EB級,如此龐大的數(shù)據(jù)量是不可能通過磁盤預留方式解決可擴展性問題的,如此龐大的數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡可擴展性較高的同時,還要求數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)也具備較高水平的可擴展性。
1.3 成本控制
云計算出現(xiàn)之前的傳統(tǒng)的分布存儲只涉及小規(guī)模的節(jié)點和數(shù)據(jù),也未對能耗提出特殊要求,所以傳統(tǒng)的分布存儲成本相對較低。但是,由于云計算環(huán)境下龐大的數(shù)據(jù)存儲量與節(jié)點規(guī)模,造成其能耗成本上升,需要在散熱、制冷等設備上投入更多的資金,因此,成本控制成為此時商家面臨的又一重要挑戰(zhàn)。同時降低能耗,遵循低碳生活理念,有效保護環(huán)境,既為商家贏得更多的利潤,又為商品樹立了一個良好形象。
2 云計算環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡
2.1 以交換機為中心的結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)下是由一種三層的樹型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的,即聚合層、邊緣層與核心層(如圖1所示)。邊緣層是由一個機架交換機連接一個服務器形成的;為實現(xiàn)帶寬匯聚與均衡,邊緣層交換機與聚合層交換機實現(xiàn)連接;為了實現(xiàn)用戶對外部數(shù)據(jù)的訪問,聚合層交換機與核心層路由設備相連接。
以交換機為中心的結(jié)構(gòu)相對更加直觀簡單易操作,更容易進行連接,只需在增加機架和相應的交換機的條件下就能實現(xiàn)擴展,但是這種結(jié)構(gòu)依然存在一些弊端,筆者總結(jié)為以下幾點:一是靈活性差、下層服務器利用率不高,一個服務通常被分配給單一的第二層域,在開始時通常需要在第二層域中預留豐富的資源,從而造成服務器資源利用率不高的情況;二是鏈路帶寬容量有限,由于從服務器向上層的路由器移動,需要的帶寬逐漸增加,對交換機的要求也就更高,而即便是下層有服務器空閑,上層鏈路也會出現(xiàn)由于帶寬不夠?qū)е碌母鞣N問題,從而對了數(shù)據(jù)中心負載轉(zhuǎn)移能力造成限制;三是由于該結(jié)構(gòu)下有限的聚合層鏈路,而不能很好的實現(xiàn)通信要求;四是存在交換機資源浪費情況,盡管這種結(jié)構(gòu)具有提高系統(tǒng)可靠性的作用,但是如果其中一個交換機失效,替換的交換機不能明顯地降低系統(tǒng)效率,造成交換機資源浪費情況。
圖1 以交換機為中心的分層樹型結(jié)構(gòu)
2.2 以服務器為中心的結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)通過安裝多個網(wǎng)卡實現(xiàn)每臺服務器的互聯(lián),并不涉及路由器、交換機等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設備,由服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務。Libdeh等人提出了CamCube數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)(如圖2所示),該結(jié)構(gòu)單純由服務互相連接構(gòu)成,不需要使用交換機和路由器設備。通過多個網(wǎng)卡實現(xiàn)服務器之間的連接,由服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務。在三維的每個方向上,其中一個服務器節(jié)點都與其他兩個服務器直接相連,從而形成三維的環(huán)狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中可以向外提供節(jié)點坐標空間。這種結(jié)構(gòu)的設計思路是借助與更加靈活的路由接口,避免因為網(wǎng)絡不透明性造成的性能損耗問題,并最終證明了這種設計的優(yōu)勢。
這種結(jié)構(gòu)和線路連接并不難,但鏈路冗余較為嚴重,因為不適用交換機設備,就避免了傳統(tǒng)的以交換機為中心的結(jié)構(gòu)的單點問題,服務器可以實現(xiàn)與網(wǎng)絡底層的直接交互,上層應用只需按照需求開發(fā)更加高效的路由算法。但是,這種結(jié)構(gòu)下由服務器實現(xiàn)全部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務,服務器計算資源被占用較多,造成服務器的負載上的較大壓力,從而影響服務器的計算效率不高。而且每個服務器只能安裝一定數(shù)量的網(wǎng)卡,所以節(jié)點規(guī)模數(shù)目也受到限制,而結(jié)構(gòu)中的路由路徑較長,這就會造成性能損失,同時需要投入更多的成本。
圖2 CamCube數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)拓撲圖
2.3 混合結(jié)構(gòu)
混合結(jié)構(gòu)即為上述兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成的混合體,以交換機為服務器連接的節(jié)點,在服務器中安裝有限量的網(wǎng)卡,數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)任務在交換機和服務器的共同作用下實現(xiàn),這種混合結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)服務器對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)任務,但是CPU資源也同時被占用。實驗證明,在特定場景網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中運用這種混合結(jié)構(gòu),能夠有效的降低成本。
3 數(shù)據(jù)容錯技術
在云計算環(huán)境下分布存儲技術的研究中,數(shù)據(jù)容錯技術是一項重要技術。容錯技術水平的高低對于提高數(shù)據(jù)的訪問效率具有重要意義,對系統(tǒng)可用性與可靠性有著重要影響。數(shù)據(jù)容錯技術通常采取增加數(shù)據(jù)冗余的方式實現(xiàn)的,其目的是為了實現(xiàn)在部分數(shù)據(jù)失效的情況下,依舊可以通過訪問冗余數(shù)據(jù)的方式滿足需求。盡管冗余對容錯性提升起著重要作用,但是同時也使存儲資源消耗變多。所以,不僅要滿足系統(tǒng)容錯性較高的要求,還要最大限度的保證存儲資源利用率,以達到減少成本的目的。現(xiàn)在使用的比較廣泛的容錯技術主要有兩種,一是基于復制的容錯技術,二是基于糾刪碼容錯技術。其中,前者更加簡單易操作,更容易連接與實現(xiàn),但是其弊端是需要較大的存儲空間開銷;而后者則很好的解決了存儲空間問題,可以將多個數(shù)據(jù)塊的信息在較少的冗余信息中進行融合,但是其弊端在于需要進行編碼和解碼操作,涉及一定的計算開銷。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)失效的情況,前者若想進行修復,只需從其他副本下載一樣大小的數(shù)據(jù)就能實現(xiàn);而后者則需要下載更多的數(shù)據(jù)量進行修復,相比較而言,后者的修復成本更高。
在這兩種數(shù)據(jù)容錯技術中,基于復制的容錯技術更加簡單易操作,在實際中的應用也比較普遍,而相比之下的基于糾刪碼的容錯技術則因為需要進行編碼和解碼,較為復雜的技術要求造成其實際應用相對較少。
4 節(jié)能技術
由于云計算環(huán)境下龐大的數(shù)據(jù)量,造成了分布存儲成本的大量增加。為了更好的解決不斷增大的能耗,保護環(huán)境,目前已經(jīng)出現(xiàn)了多項研究成果,包含硬件節(jié)能技術與軟件節(jié)能技術兩種。其中,前者降低能耗的方式主要是降低構(gòu)成分布存儲的硬件設備的能耗,并以此實現(xiàn)分布存儲能耗的最小化;而后者則主要是利用相應的軟件,合理的調(diào)度存儲資源,并以此實現(xiàn)分布存儲能耗的最小化。目前,軟件節(jié)能方式作為一種無污染、節(jié)能效果較好的措施,得到了相關人員的更多關注,在這種節(jié)能技術下,不需要改變現(xiàn)有的硬件設施,只需改變數(shù)據(jù)的放置位置等就能達到節(jié)能的目的。兩種技術相比較而言,軟件節(jié)能技術的可推廣性更強,具有更高的靈活性,同時成本也相對較少。
5 結(jié)論
綜上所述,云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲量的增加,分布存儲技術是云計算的基礎,對容錯性、可擴展性及成本控制提出了更高的要求,因此,本文從云計算環(huán)下分布存儲技術面臨的挑戰(zhàn)出發(fā),對云計算數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)進行分析,并具體研究了數(shù)據(jù)容錯技術與節(jié)能技術,為云計算環(huán)境下的分布存儲技術的進步奠定基礎。
參考文獻
[1]U?S?Department ofCommerce.TheNIST definition ofcloud computing.NationalInstitute ofStandards andTechnology. 2011.
[2]Abu―Libdeh H,Costa P,Rowstron A,O’Shea G,Donnelly A.Symbiotic routing in future data centers.In:Proc.of the SIGCOMM 2010.New Delhi:ACM Press,2010.5I-62.
[3]Shvachko K,Kuang H,Radia S,Chansler R.The Hadoop distributed file system.In:Proc.of the IEEE 26th Syrup.on Mass Storage Systems and Technologies(MSST).Lake Tahoe:IEEE,2010.1-10.
[4]肖儂,舒繼武,劉芳,李明強.存儲技術的研究發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].科技報告,2009.
[5]崇陽.基于云計算下的分布存儲關鍵技術研究[J].計算機光盤軟件與應用,2012(12).
作者簡介
【關鍵詞】節(jié)能技術 配電變壓器 應用
1 引言
社會經(jīng)濟的發(fā)展提升了人們的生產(chǎn)生活水平,為了更好地滿足當今社會對電力能源發(fā)展的需求,電力事業(yè)部門必須加快完善電力系統(tǒng)的建設,促進電網(wǎng)安全平穩(wěn)地運行。受到傳統(tǒng)的粗放經(jīng)濟增長方式的影響,在電力系統(tǒng)運行的實際過程中,依然存在著能源消耗高、資源浪費多的現(xiàn)象,從我國電力生產(chǎn)、力供應、電力消費等各個環(huán)節(jié)運行的情況來看,在電力配輸送的過程中有著極大的能源節(jié)約的空間。作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分,配電變壓器是整個輸配電設備中使用最為廣泛的輸配電設備,但是在實際上,配電變壓器運行中產(chǎn)生的損耗超過了整個輸配電系統(tǒng)損耗的三分之一,在這一背景下,節(jié)能技術的作用越來越得到凸顯。為了更好地建設電力事業(yè),應當在輸配電中配電變壓器運行的環(huán)節(jié)深入應用先進的節(jié)能技術,促進我國電力節(jié)能的發(fā)展,實現(xiàn)高效的電能供應。
2 配電變壓器損耗分析
作為一種電氣設備,配電變壓器主要是通過電磁感應原理進行配電輸送工作。在實際的工作過程中,配電變壓器的損耗十分常見,但損耗如果過高,會引起電力成本的提升,甚至導致電力安全問題以及經(jīng)濟糾紛等。為降低配電變壓器運行中的過高能耗,首先應當結(jié)合配電變壓器運行狀況,充分分析器損耗種類及原因,進而采取相關措施。
2.1 配電變壓器有功損耗
配電變壓器運行過程中產(chǎn)生的有功功率的損耗即為配電變壓器的有功損耗,一般來說,有功損耗也有所區(qū)別。常見的有功損耗包括鐵損和銅損。其中,鐵損是指配電變壓器運行時在磁滯、渦流、電阻等方面產(chǎn)生的損耗,主要表現(xiàn)為變壓器鐵芯發(fā)熱等。此外,銅損則是由于配電變壓器線圈電阻而產(chǎn)生的損耗,在這一情況下變現(xiàn)為變壓器線圈發(fā)熱。
2.2 配電變壓器無功損耗
相對于配電變壓器的有功損耗,變壓器無功損耗則產(chǎn)生于變壓與能量傳遞的過程,這一過程不會產(chǎn)生有功損耗,通常來說,配電變壓器的無功損耗主要包括以下兩種類型:一是由于勵磁電流產(chǎn)生的配電變壓器無功損耗。在變壓器工作時,為保證運行正常,需要勵磁電流穩(wěn)定變壓器狀態(tài),從而控制無功功率,這一過程中產(chǎn)生的能源消耗即是勵磁電流引起的配電變壓器無功損耗;二是繞組阻抗和電流引起的無功損耗,這一損耗形式通常與配電變壓器的負載電流有關,配電變壓器運行時的負載電流增大時,引起的損耗也就越大,反之,則越小。
3 節(jié)能技術在配電變壓器中的應用
3.1 通過采用新材料和新工藝減少損耗
在長期的實踐和探索中,新材料和新工藝的應用為降低配電變壓器損耗發(fā)揮了巨大的作用,具體來說,新型導線、新型磁體材料、新型制造工藝等,都是配電變壓器的節(jié)能技術內(nèi)容。
3.1.1 新型導線的應用
在配電變壓器的實際工作中,可以采用無氧銅作為其導線,以有效降低變壓器線圈內(nèi)的電阻,進而降低這一過程中產(chǎn)生的鐵損和銅損,實現(xiàn)降低配電變壓器損耗的目的。目前,超導線材已經(jīng)被應用于高溫超導配電變壓器,降低了因使用傳統(tǒng)銅芯線材而產(chǎn)生的能源損耗,這一新應用還在一定程度上加強了配電變壓器的抗短路性能,減少變壓器運行故障。
3.1.2 優(yōu)化磁體材料
通過對配電變壓器磁體材料進行一定程度的優(yōu)化和改進,也能夠有效降低磁滯損耗。在目前,非晶合金材料由于具備良好的磁化和消磁作用,被深入應用于配電變壓器中的鐵芯中,這一新型材料能夠有效減少配電變壓器運行過程中產(chǎn)生的鐵損,并在一定程度上減少配電變壓器的無功損耗,從而實現(xiàn)配變變壓器的節(jié)能,提升變壓器運行的效益。
3.1.3 改進制造工藝
制造工藝的合理改進,也能有效減少配電變壓器運行過程中產(chǎn)生的損耗。隨著計算機技術的廣泛普及,數(shù)控加工系統(tǒng)對于變壓器內(nèi)部使用的硅鋼片的加工處理更加精確,超薄硅鋼片的使用使得配電變壓器的空載損耗降低。
3.1.4 布置新結(jié)構(gòu)形式
新結(jié)構(gòu)的布置形式主要體現(xiàn)在新型繞組結(jié)構(gòu)和新型線圈的布置。其中,新型繞組結(jié)構(gòu)布置是指依據(jù)不同的配電變壓器登記選用不同的繞組結(jié)構(gòu),例如通過自粘性換位導線控制漏次的走向等,以控制繞組損耗。此外,新型線圈布置則是指依據(jù)渦流走向,選擇橫向或縱向的線圈布置方式,從而降低變壓器損耗。
3.2 改善運行方式提高配電變壓器節(jié)能水平
除了采用新型材料和新工藝,降低變壓器運行損耗還可以通過改善運行的方式來實現(xiàn)。在實際的運行過程中,可以在電網(wǎng)中安裝無功補償設備,以補充感性負載所消耗的無功功率,進而降低配電變壓器由于輸送無功功率而產(chǎn)生的電力損耗,即無功補償,常用的無功補償設備是并聯(lián)電容器,無功補償設備具有減少無功功率在電網(wǎng)中流動的特點,能夠有效改善配電變壓器運行方式,進而降低能源損耗,提高變壓器節(jié)能水平。
參考文獻
[1]韓凱.對配電變壓器節(jié)能應用的技術研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(24):86.
[2]陳磊.節(jié)能技術在供配電系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(18):162.
[3]王偉,張有禮.節(jié)能技術在供配電設計中的應用[J].科技與企業(yè),2016(08):125.
[關鍵詞]電氣節(jié)能,無功補償,節(jié)能改造,生態(tài)環(huán)境,綠色照明
中圖分類號:TU 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)02-0000-01
一、引言
隨著社會的進步和科技的發(fā)展,全世界范圍內(nèi)都掀起了節(jié)能減排的熱潮。推進節(jié)能減排,降低能源消耗,已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢和重要過程,同時也是建設環(huán)境友好型社會的必由之路。在眾多能源中,電能是基礎類能源,無處不在。而且,世界各地對電能的消耗最為廣泛,隨著工業(yè)發(fā)展,電耗水平與日俱增,這對煤炭等其他不可再生能源造成了巨大的壓力,同時也給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的威脅。無論是生產(chǎn)工廠等經(jīng)營類企業(yè),還是市政管理等非經(jīng)營類單位,降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量都是這些企業(yè)發(fā)展的根本之道,因此各類企業(yè)都將精力集中在控制企業(yè)用電成本這一課題上。近年來,涌現(xiàn)出大量的節(jié)能改造實驗或嘗試,其中大部分取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益,比如:變頻器節(jié)能改造、無功補償裝置等在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用;再比如說,節(jié)能變壓器、節(jié)能配電電器等節(jié)能電氣設備設施的大量使用和推廣,這些新技術、新產(chǎn)品都推動了電氣節(jié)能這一課題的發(fā)展。本人主要介紹幾種常見的電氣節(jié)能技術相關產(chǎn)品及電氣節(jié)能技術在建筑領域的應用。
二、常見的電氣節(jié)能技術介紹
電氣節(jié)能技術,主要是采用更為科學的電氣原理,實現(xiàn)對原有電氣元件的改良或優(yōu)化,進而達到節(jié)能降耗的作用,幫助企業(yè)和用戶降低運營成本,造福社會,造福人類。在此,介紹幾種最常見的電氣節(jié)能產(chǎn)品,這也代表著當今社會最為成熟的電氣節(jié)能技術:
第一,采用節(jié)能型配電器,實現(xiàn)節(jié)能型供配電系統(tǒng)。
選用節(jié)能型配電器,比如MC1系列交流接觸器的應用,其線圈的吸合功率為70VA,其線圈的保持功率為8-20VA,這些數(shù)字僅僅是某些傳統(tǒng)品牌接觸器消耗功率的50%,而且MC1系列交流接觸器在吸合時接觸緊密、阻抗小,因此降低了電流線損。
第二,采用節(jié)能型變壓器,實現(xiàn)節(jié)能型供配電系統(tǒng)。
在電力系統(tǒng)中,變壓器是輸變電行業(yè)中的耗能大戶。據(jù)估計,我國變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右,通過計算可知,損耗每降低1%,全國每年可節(jié)約上百億度電能,因此推廣節(jié)能變壓器事在必行。這里推薦使用SCB10型干式變壓器,其空載損耗降低到原來的20-30%范圍之間。
第三,采用無功補償裝置,實現(xiàn)節(jié)能型供配電系統(tǒng)。
功率因數(shù)的高低對工廠企業(yè)來說至關重要,因此必須設法提高工廠供電系統(tǒng)中的各個相關部分的功率因數(shù),以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,達到節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量和提高設備利用率的目標。實踐證明,在客戶端設置無功補償裝置,有利于提高供電品質(zhì),達到節(jié)能效果。
三、如何選擇電氣節(jié)能設備或設施
目前,各種節(jié)能設備或設施都得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節(jié)能效果。另外,節(jié)能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用,在此進行簡要介紹。
第一,使用變頻器的推廣使用。
通過多年的發(fā)展,高壓變頻調(diào)速技術已經(jīng)日趨成熟,其應用也逐漸推廣。變頻調(diào)速控制技術,既能節(jié)約能源,又能軟啟動,減少啟動電流對電網(wǎng)的沖擊,有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。工礦企業(yè)中,必然要有大量的風機、水泵等大動力設備,這些設備一直在工頻狀態(tài)下運行,這樣就需要利用閘閥來控制風量和流量,這一過程中就損失了大量的電能。而改為變頻調(diào)節(jié)后,通過改變電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量、流量,大大減少了損耗,其節(jié)能效果在30%-40%左右,十分可觀。
第二,Y型高效電動機。
高效電動機與普通電動機相比,優(yōu)化了總體設計,選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據(jù)估計損耗可降低20-30%左右,而其效率則提高2-7%左右;投資回收期一般為1-2年,甚至數(shù)月。
第三,節(jié)能型照明電器。
節(jié)能型照明電器優(yōu)點很多:高效低耗,節(jié)能環(huán)保,驅(qū)動電壓低,響應速度快安全性高,使用壽命長等。很多工廠開始采用金屬囪化物燈、高壓鈉燈、LED等高效光源,改善提高人們工作、學習、生活的條件和質(zhì)量,創(chuàng)造高效、舒適、安全、經(jīng)濟、有益的環(huán)境,體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。
四、電氣節(jié)能技術在建筑領域的應用
建筑中電氣節(jié)能非常重要,它不僅影響建筑過程中的成本和能耗,同時也將影響建筑物后期使用過程中的電耗。筆者認為,建筑中的電氣節(jié)能要遵守三個基本原則:第一,要滿足建筑物的使用功能;第二,要考慮用戶的經(jīng)濟利益;第三,要節(jié)省無謂的能源消耗。因此,建筑電氣節(jié)能的途徑主要有:(1)減少變壓器的有功功率損耗;要首選節(jié)能型變壓器產(chǎn)品,以減少鐵芯的渦流損耗和漏磁損耗,同時要將變壓器的負載率提高到75-85%范圍之間,這樣可以盡量減少變壓器的線損,有利于變壓器經(jīng)濟運行。(2)降低供配電線路上的能量損耗;要選用電導率較小的銅芯材質(zhì)做導線介質(zhì),盡量減少導線長度和增大導線截面積,這樣有利于降低導線上的能量損失。(3)提高系統(tǒng)的功率因數(shù),減少無功在線路上傳輸;通過采用電容器補償、無功補償裝置就地安裝就地補償?shù)却胧?,減少系統(tǒng)高低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率,實現(xiàn)合理的選擇無功補償方式,達到節(jié)能目的。(4)實現(xiàn)供配電系統(tǒng)、空調(diào)通風系統(tǒng)、電力照明系統(tǒng)等傳統(tǒng)設施的智能控制,對其進行計算機管理;提倡戶式中央空調(diào),通過節(jié)能控制器對冷暖用設備在統(tǒng)一平臺進行管理,減少能源不必要的浪費;這一點,尤其是在常年需要開放空調(diào)來制冷或加熱空氣的南方地區(qū),非常具有節(jié)能潛力。(5)電動機在運行過程中的節(jié)能;電機節(jié)能,主要體現(xiàn)在減少電機輕載和空載運行等方面;例如,采用變頻調(diào)速器,使其在負載下降時自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,以與負載的變化相適應,提高電機在輕載時的效率,達到節(jié)能目標。(6)高效節(jié)能電熱設備的應用;例如,推廣使用蓄熱型電熱水器、電鍋爐等設備,削峰平谷,使電網(wǎng)及發(fā)電機運行更穩(wěn)定、經(jīng)濟、壽命長。(7)照明部分的節(jié)能;照明最為廣泛,處處可見,因此其節(jié)能潛力非常大,目前已經(jīng)能夠采用綠色照明、高效光源、增大采光面積、改善透光率等一系列措施,實現(xiàn)對照明部分的節(jié)能降耗。其中,綠色照明最受青睞,它是指通過科學的照明設計,采用光效高壽命長,安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品,以達到高效、舒適、安全、有益于環(huán)境保護、有益于人們身心健康的目標,并體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明系統(tǒng)。建筑電氣環(huán)保除節(jié)能環(huán)保外,還應減少電器產(chǎn)品對環(huán)境的影響,主要針對電器產(chǎn)品從原材料的選用、運行、報廢等過程中去控制污染、保護環(huán)境、實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
五、結(jié)束語
當然,企業(yè)降低成本的方法有很多,但其中通過電氣節(jié)能技術的應用可以大大降低企業(yè)的用電量,提高企業(yè)的核心競爭力。電氣節(jié)能技術有助于企業(yè)降低成本,有利于用戶降低能耗,同時實現(xiàn)了對自然環(huán)境和基礎能源資源的有效保護,推動社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1] 趙純禹.工業(yè)企業(yè)電氣節(jié)能的主要途徑.大眾用電.2007年06期.
[2] 李冬保.變頻技術在楊莊電廠鍋爐引風機上的應用.科技風.2010年01期.
[3] 何庭全.電力網(wǎng)技術降損分析及應用.西北電力技術.2004年01期.
【關鍵詞】:城市軌道交通;能耗;低碳節(jié)能技術
1 城市軌道交通耗能分析
1.1 城市軌道交通耗能狀況
城市軌道交通的運營主要靠消耗電能,其電能的消耗量是相當巨大的。中國城市軌道交通協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,截至2014年底,全國22個城市開通建設軌道交通骨干線路101條,運營里程長度達到3155公里。其中,北京地鐵的里程數(shù)達到527公里,2015年預計增至626公里。以北京軌道交通為例。2012年能耗為13.16萬噸標煤,耗電為8.53億度;到了2013年能耗為16.45萬噸標煤,耗電量達到11.24億度?!吨袊鞘熊壍澜煌甓葓蟾?013》的數(shù)據(jù)表明,中國54個城市規(guī)劃了總數(shù)超過450條的城市軌道交通線路,總里程超過15000公里。在運營里程數(shù)相同的情況下,各地的能耗量與北京處于同一水平。全國軌道交通的里程數(shù)越長,能耗量越大,而且能耗量將會是一個驚人的數(shù)字。 如果能夠通過低碳節(jié)能技術的應用將城市軌道交通的能耗降低,這將產(chǎn)生巨大的財富,為地鐵運營部門節(jié)省大量的能源開銷。
1.2 城市軌道交通系統(tǒng)各部分耗能
城市軌道交通系統(tǒng)主要包含車站、運營車輛、車輛段設備和維護車輛等幾大部分。通過對上海、 廣州等中型城市地鐵最新的能耗統(tǒng)計,城市軌道交通系統(tǒng)幾大部分的耗能情況[1]如下表1.2所示:
表1.2 城市軌道交通系統(tǒng)幾大部分的耗能情況
2降低城市軌道交通能耗的技術應用
2.1 低碳節(jié)能設備的應用
2.1.1 地鐵站的照明應用環(huán)保型LED燈
LED光源具有光效高(110lm/w)和壽命長(3萬~5萬h)等顯著特點,而傳統(tǒng)光源中最節(jié)能的熒光燈也僅有80lm/w的光效和約5000h的壽命,這種新型光源在城市軌道交通車輛上正逐步開始大批量運用。如深圳地鐵5號150節(jié)車輛項目中,總共采用4800個20w的LED照明模塊替代了36 w的熒光燈管,節(jié)能可達40%以上,年節(jié)電約超過40萬kw?h[2]。近年來的實踐證明,采用LED照明的主要效益反映在:地下空間照明效果優(yōu)良,照度和光均勻度均可達到使用要求;照明燈具可保證3萬小時的使用壽命;照明節(jié)電(與傳統(tǒng)燈具比較)在30%以上;人員對視覺感受和舒適性的反映均滿意,各地城市軌道交通均可采用。
2.1.2 屏蔽門系統(tǒng)
屏蔽門控制具有減少噪音、避免冷氣流失;能保證乘客的安全,防止臥軌事件的發(fā)生;降低車站空調(diào)通風系統(tǒng)的運行能耗等優(yōu)點。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示,運營遠期時,屏蔽門系統(tǒng)在空調(diào)季節(jié)的用電量比傳統(tǒng)集成式閉式系統(tǒng)節(jié)約25%。而在通風季節(jié)時用電量將比集成式閉式系統(tǒng)節(jié)約12.6%[3]??梢娖帘伍T系統(tǒng)既提高了安全性,又具明顯的節(jié)能優(yōu)勢,適合各地城市軌道交通推廣使用。
2.1.3 自動售檢票(AFC)系統(tǒng)
票房售票機BOM、車站計算機系統(tǒng)SC以及線路中央計算機LCC,E/S編碼分揀系統(tǒng)、清分中心CCHS的計算機系統(tǒng)操作界面考慮采用節(jié)電模式,在沒有操作時暗屏運行。自動售票機TVM在不影響乘客使用的情況下也可考慮采用本方式??晒?jié)電30%。
車站設備SLE應采用高效節(jié)能型產(chǎn)品。閘機AGM及導向設備、自動售票機TVM的LED顯示設備采用發(fā)光效率高及高效節(jié)能型LED,可節(jié)電40%。閘機AGM轉(zhuǎn)桿操作機構(gòu)采用節(jié)能型的液壓操作機構(gòu),在靜態(tài)或掛桿時為節(jié)電模式,應考慮降低功率消耗或不耗能,可節(jié)電60%。讀卡器設備采用低輻射節(jié)能型設備,以降低輻射功耗,可節(jié)電20%。
2.1.4 變頻自動扶梯
采用變頻自動扶梯,在空載的情況下行,減小其速度可降到額定速度的1/3左右,可使扶梯處于待客狀態(tài),低速運行,這樣就使得自動扶梯的機械能耗降低。采取此項措施可能降低能耗10%-30%左右。
2.2 新能源的應用
新能源以其低碳的特點,一直是國內(nèi)外研究的熱點。城市軌道交通也應結(jié)合所處的環(huán)境條件,采用新能源,來降低能耗達到低碳節(jié)能的目的。
2.2.1 開發(fā)太陽能光伏發(fā)電
在我國青藏高原、西北地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)以及云南、廣東、海南的部分低緯度地區(qū),光照充足,太陽輻射總量達到在5000MJ/m2,可充分利用太陽能進行光伏發(fā)電[4]。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理,利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。
在地鐵車站附近的廣大綠地內(nèi)各類地下建筑物的上方及其出人口外側(cè)或透光玻璃(天棚的上方,以及地鐵車站內(nèi)設置有“天窗”的地段),鋪放太陽能電池板,可建立地鐵車站和相鄰區(qū)間專用的小型光伏電網(wǎng)為試點,在取得成效的前提下,日后更爭取并入城市大電網(wǎng), 使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能運用于整個地下空間。其裝機容量可部分甚至全部滿足地下空間內(nèi)部照明、甚或部分設備的供電量需要。
2.2.2 地熱能
地源熱泵是利用大地作為熱源,由于在一定深度下的地層常年保持恒定的溫度,遠高于冬季的室外溫度,又低于夏季的室外溫度。因此,地源熱泵可以克服以室外空氣為熱源的空氣源熱泵在夏季高溫和冬季寒冷天氣時熱泵的效率大大降低的主要技術缺點,又有可省去室外機或冷卻塔等優(yōu)點。
實例有維也納地鐵2號線延伸段的四個地鐵車站(U2/1Schottenring站,U2/ 2Taborstrasse站,U2/3Praterster站和U2/4Messe站)的深基礎結(jié)構(gòu)如樁、地下連續(xù)墻、基礎底板以及隧道結(jié)構(gòu)都被當作熱交換元件。通過地下結(jié)構(gòu)獲得的地熱能主要用于地鐵車站管理用房、地下商場的供暖和制冷。四個能源車站設計總制熱量為449kw,設計總制冷量為231 kw [6]。
3總結(jié)
采用相應的低碳節(jié)能設備及新能源的應用可以明顯降低城市軌道交通的能耗。城市軌道交通的低碳節(jié)能措施是需要不斷發(fā)展前進的,本文所提到的兩個方面的低碳節(jié)能措施也并不是全部。城市軌道交通低碳節(jié)能的發(fā)展仍需要國內(nèi)外專家學者的關注與研究。
參考文獻
[1] 楊穎.城市軌道交通低碳技術應用研究[J].機車點傳動,2010,(6):1-15
[2] 吳壽良.LED照明燈在現(xiàn)代建筑中的應用[J].智能建筑電氣技術,2014,8(5):23-25
[3] 蘇航.地鐵屏蔽門系統(tǒng)與集成閉式系統(tǒng)運營耗能比較[J].制冷與空調(diào),2008,(8):190-192
[4] 吳興國.綠色建筑和綠色施工技術[M].北京:中國環(huán)境出版社,2013
隨著刀片式服務器、融合基礎設施、各種綠色節(jié)能技術以及智能管理軟件的應用,特別是云計算技術的不斷成熟和應用,新一代數(shù)據(jù)中心的主要特征日益清晰起來,那就是更節(jié)能、更環(huán)保、更智能、按需成長、按需分配等。不過,要構(gòu)建這樣的數(shù)據(jù)中心并不容易,其中不僅涉及數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、設計、部署以及維護,也與云計算的部署和落地存在密切關系。
日前,在由本報聯(lián)合工業(yè)和信息化部電子科學技術情報研究所云計算研究與促進中心主辦的“2011云計算暨下一代數(shù)據(jù)中心大會”上,來自行業(yè)用戶、廠商代表和業(yè)內(nèi)專家近500人圍繞如何順利實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的升級、讓云計算順利落地等一系列熱點話題進行了探討。
擁抱云計算
云計算是當今IT界的熱門話題。借助基于互聯(lián)網(wǎng)的一系列創(chuàng)新技術,云計算給我們帶來了一種更經(jīng)濟、更高效、更靈活的使用IT的方式。
正是基于此,業(yè)界對云計算給予高度關注,國際IT企業(yè)紛紛推出自己的云戰(zhàn)略,以在云計算生態(tài)系統(tǒng)中搶占地盤。據(jù)不完全統(tǒng)計,2010年與云計算相關的并購案已達20多例,VMware、CA、SAP、HP、EMC等都先后進行了相關收購。這種關注還延伸到政府層面。美國先后推出了“聯(lián)邦云計算計劃”和“聯(lián)邦云計算戰(zhàn)略”,IT管理改革也明確了“云優(yōu)先”路線;日本剛剛出臺了“智能云戰(zhàn)略”來加快推進云計算的應用與研究;韓國也出臺了專門的云計算發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃――“云計算活性化”綜合規(guī)劃,計劃投入6146億韓元把韓國建成云計算的最強國。
我國各級政府也加緊了云計算落地的步伐。目前,國家發(fā)改委、工信部、科技部等多部委共同參與制訂的《加快發(fā)展高技術服務業(yè)的指導意見》已進入起草階段,其中,云計算產(chǎn)業(yè)將被作為未來高技術服務業(yè)的主角。而此前的2010年10月18日國家發(fā)展改革委與工業(yè)和信息化部聯(lián)合的《關于做好云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范工作的通知》更是具有標志意義,宣布將在北京、上海等五個城市先行開展云計算創(chuàng)新發(fā)展試點示范工作。各地政府也都紛紛了有關推進當?shù)卦朴嬎愕膽?zhàn)略,北京啟動了“祥云計劃”,上海啟動了“云海計劃”,全國各地還悄然掀起了一股云基地建設的熱潮。而電信行業(yè)更是早早動手,中國移動研究院早就啟動了“大云”計劃,中國電信去年也分別在上海、四川、廣州、江西等四地啟動了云計算的試點項目,力求成為云計算管道的主導者、綜合平臺的提供者、內(nèi)容應用的參與者。
“在我國,云計算產(chǎn)業(yè)整體還處于市場導入階段,但是發(fā)展非???。比如,我國已實施云計算的企業(yè)數(shù)占比在亞太幾個國家中還是比較低的,大約只有16%,但是計劃實施或者對云計算比較感興趣的企業(yè)數(shù)量在亞太國家中卻領先。”工業(yè)和信息化部電子科學技術情報研究所軟件與信息服務研究部主任黃鵬在演講中說。
數(shù)據(jù)中心升級
云計算并不是一個孤立的市場,它是一個產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)整和資源的重新分配,這也正是人們高度重視云計算的重要原因之一。
“云計算服務價值鏈是以網(wǎng)絡運營商、云計算平臺運營商為核心,由內(nèi)容應用運營商、網(wǎng)絡運營商、設備供應商、系統(tǒng)集成商、商和最終用戶等上中下游多個部分共同組成一條生態(tài)鏈,來共同推動產(chǎn)業(yè)鏈上各個行業(yè)的發(fā)展?!彼拇ㄍㄐ趴蒲幸?guī)劃設計有限責任公司總工程師張德良表示。
云計算普及的一個重要影響是數(shù)據(jù)中心的升級換代。由于云計算本質(zhì)上是通過集約化、規(guī)模化和專業(yè)化來提升IT效率,因此,構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心的需求日益凸顯出來,于是如何構(gòu)建一個高效率、綠色、環(huán)保的數(shù)據(jù)中心也就成為用戶普遍關注的問題。
“現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的主要問題表現(xiàn)在可靠性和可用性不足,缺乏靈活性,建設周期長,擴展性不強,能耗成本居高不下,資源利用率低等?!北本┰屏⒎娇萍加邢薰綜EO徐紅忠說,“云時代的數(shù)據(jù)中心需要解決這些問題,它應該是可靠、靈活可擴展、綠色節(jié)能、自動化、安全和分布式的?!?/p>
徐紅忠認為,模塊化是下一代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢。所謂模塊化數(shù)據(jù)中心是指數(shù)據(jù)中心的每個模塊具有獨立的功能、統(tǒng)一的輸入輸出接口,不同區(qū)域的模塊可以互相備份,通過相關模塊的排列組合形成一個完整的數(shù)據(jù)中心。這些模塊包括機架、制冷系統(tǒng)、不間斷電源和電池、滅火系統(tǒng)、配電、冷卻系統(tǒng)和遠程監(jiān)測。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心相比,模塊化數(shù)據(jù)中心可以最多節(jié)約30%的成本,所占面積也可以減少多達50%。
集裝箱式數(shù)據(jù)中心是模塊化數(shù)據(jù)中心的典型代表。集裝箱預裝經(jīng)過測試的組件,可以快速部署,不受建設周期的限制,能滿足應用靈活和快速移動的要求。不僅非常適合應急性和臨時性的場合,而且很多企業(yè)也開始把它作為一種常規(guī)的數(shù)據(jù)中心來使用。據(jù)微軟軟件架構(gòu)資深顧問曹駿介紹,微軟在芝加哥的數(shù)據(jù)中心就采用了微軟自己設計和研發(fā)的集裝箱模式,每個集裝箱內(nèi)放置了1800到2500臺服務器。
綠色環(huán)保也是下一代數(shù)據(jù)中心的主要特征,隨著環(huán)保意識的增強和能源供應的持續(xù)緊張,企業(yè)在構(gòu)建數(shù)據(jù)中心時都高度重視其用電問題?!霸茣r代的數(shù)據(jù)中心除了靈活、高效、自動化和智能化以外,還一定是可以實現(xiàn)邊成長邊投資,是綠色、低碳和環(huán)保的?!笔┠偷码姎釯T事業(yè)部大中華區(qū)戰(zhàn)略市場總監(jiān)謝衛(wèi)剛說,為此需要對數(shù)據(jù)中心從規(guī)劃、設計、部署到運維的全生命周期進行監(jiān)控和管理。
另外,數(shù)據(jù)中心的升級不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的基礎設施上,還體現(xiàn)在運行在這些基礎設施之上的IT系統(tǒng)的運維上?!霸谠朴嬎銜r代,還依靠傳統(tǒng)的管理和運維工具來進行IT系統(tǒng)的維護是不現(xiàn)實的,因為跟不上需求的變化。”NOVELL東亞區(qū)支持與服務總監(jiān)李巖表示。而實際上,此類管理工具的升級引發(fā)IBM、HP、BMC等公司一系列并購。
帶動云存儲市場
云計算對IT產(chǎn)業(yè)的影響是多方面的,云計算的興起還推動云存儲市場的成熟和繁榮。
“云存儲其實是大規(guī)模的數(shù)據(jù)依附于存儲介質(zhì)聚集在一起,按照一定的物理及邏輯關系,實現(xiàn)價值效用的最大化。”西部數(shù)據(jù)首席行業(yè)存儲產(chǎn)品總監(jiān)王嘯虎表示。
實際上,缺少了基于云存儲系統(tǒng)的資源池的支撐,云計算也根本無從談起。云計算要在云存儲的支持下根據(jù)實際業(yè)務類型提供不同的應用服務。同時,云存儲中各種不同的存儲設備之間要能協(xié)同工作、備份、調(diào)用等,使多個存儲設備可以實現(xiàn)對外統(tǒng)一的標準化、能動態(tài)調(diào)整的服務。
“其中的一個關鍵環(huán)節(jié)是存儲設備的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào),這也是構(gòu)建云計算系統(tǒng)的必須考慮的一個部分?!?紅帽軟件(中國)公司首席架構(gòu)師忽志剛表示。
【關鍵詞】氣流缸;溢流缸;節(jié)能改造
0.前言
廣州錦興紡織漂染有限公司位于廣州市番禺區(qū)東涌鎮(zhèn),是一家集紡織、染整、成衣制造和銷售于一體的大型港商獨資企業(yè)。隨著節(jié)能降耗工作及清潔生產(chǎn)的深入持續(xù)開展[1],公司委托廣州烈焰節(jié)能技術服務有限公司針對其原染布廠用能進行診斷,挖掘節(jié)能潛力。當前,染布廠所用溢流缸浴比為1:8,與目前低浴比(1:4)氣流缸相比,消耗蒸汽及水量大,需要時間長。
針對上述問題,錦興公司計劃在2011年~2012年實施《氣流缸節(jié)能改造》項目,實現(xiàn)降低染布廠染布所需蒸汽及水量,從而降低公司整體能耗及水耗,實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益雙贏。
本次節(jié)能技術改造不僅是企業(yè)合理利用能源、降低生產(chǎn)成本的需要,也是響應國家及廣東省“十二五”節(jié)能發(fā)展規(guī)劃等節(jié)能減排政策的積極舉措[2]。
1.項目概況
1.1項目內(nèi)容
本次節(jié)能改造主要是對現(xiàn)有設備進行升級改造的,改造后公司產(chǎn)品種類及數(shù)量不會發(fā)生變化。本項目新增26臺氣流缸替換原有部分溢流缸,浴比從1:8降到1:4,大大節(jié)省蒸汽用量,同時節(jié)水量達50%。
1.2項目建設目標
項目建成后,預計實現(xiàn)年節(jié)能量折合標準煤2.02萬噸,節(jié)水120.3萬噸,節(jié)能收益為2535萬元/年。
1.3項目投資估算
本項目總投資全部為固定資產(chǎn)投資,項目總資金為6200萬元,其中購置設備費6000萬元,公用工程200萬元。
1.4項目實施時間
為盡量減少改造對企業(yè)生產(chǎn)的影響,技改工作主要根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律穿插安排在正常的檢修期間進行,因此,工程實施時間跨度較大,總改造時間為2011年10月~2012年10月。
2.節(jié)能改造措施
以氣流缸替代溢流缸:以低浴比(1:4)氣流缸替換部分原有的高浴比(1:8)溢流缸,對傳統(tǒng)染色工藝設備進行升級,在不影響產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,節(jié)約蒸汽用量,同時可節(jié)省用水量,節(jié)省助劑,排放的污水量也相應減少[3]。
氣流染色機是新一代染色機。其染色工藝原理與常規(guī)染色機工藝原理有很大區(qū)別。由于鼓風機離心強氣流作用,使繩狀坯布得到擴張并前進,同時在噴嘴口和氣流口之間形成低壓區(qū),使染液迅速汽化成霧狀、霧化的染料分子動能增加,滲透力增強,此時,霧狀染料分子微粒體積小于液狀染料分子體積,染料分子在單位時間內(nèi)的“泳移”次數(shù)增加,提高了坯布的染色勻染度,縮短了上染時間,染色重現(xiàn)性好。
氣流霧化染色機的噴嘴溢流區(qū)使染色分子均勻、快速上染到織物各點上。鼓風機回氣流口為細孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)。精細設計的氣流管道可保持氣流均勻一致。故織物在缸體內(nèi)運行均勻,從而減少了染色折痕產(chǎn)生[4]。有別于常規(guī)噴射溢流染色,氣流缸染色技術采用氣體動力系統(tǒng),織物由濕氣、空氣與蒸氣混合的氣流帶動在專用管路中運行,具有產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高、超低浴比、減少化學染料和助劑用量、縮短染色時間、節(jié)省能源、降低水耗等的優(yōu)點,屬《國家重點行業(yè)清潔生產(chǎn)技術導向目錄(第三批)》中的推薦技術。
3.節(jié)能分析與計算
根據(jù)2012年5月15日-31日作前期試驗的2臺氣流缸每日用水、電、汽記錄統(tǒng)計表中染布單耗數(shù)據(jù)與2011年染布平均單耗比較,進行項目節(jié)能量計算。
氣流缸改造完成后,磅布綜合能源單耗折標煤分別為0.9535和0.43,氣流缸染布量占總?cè)静剂康?0%,以2011年的產(chǎn)量77161792磅布計,氣流缸替換部分溢流缸年節(jié)能量E1計算如下:
E =氣流缸改造前后磅布綜合能源單耗折標煤之差*2011年總產(chǎn)量*50%
=(0.9535-0.43)*77161792*50%
=20197099.1(kgce)
=20197.1(tce)
=2.02(萬tce)
項目同時具有明顯的節(jié)水效果:
節(jié)水量 =氣流缸改造前后磅布水單耗之差*2011年總產(chǎn)量*50%
=(0.0648-0.03362)*77161792*50%
=1202952.3(噸)
=120.3(萬噸)
4.經(jīng)濟效益分析
4.1節(jié)能收益
項目完成后節(jié)能量為2.02萬噸標準煤每年,煤價格按900元/噸計算,年節(jié)能收益可達1818萬元;年節(jié)水120.3萬噸,按廣州市工業(yè)用水最新定價3.46元/噸及污水處理廠污水處理費按2.5元/噸計算,總節(jié)水收益可達717萬元。本項目總節(jié)能收益為2535萬元/年。
4.2成本費用估算
項目運行成本及費用包括維修費用、固定資產(chǎn)折舊、攤銷費用及管理費用等。經(jīng)測算,正常年總成本640萬元。
其中設備及建筑折舊費610萬元。設備部分可按10年折舊,公用工程部分可按20年折舊,殘值率按5%計算,折余值在期末回收。
4.3利潤估算
(1)利潤總額。節(jié)能收益扣除總成本費用后為利潤總額,該項目達產(chǎn)期,每年新增利潤總額2535萬元。
(2)凈利潤。新增利潤總額扣除所得稅后為凈利潤。本項目不考慮所得稅優(yōu)惠,按所得稅率25%計算,年新增所得稅為473.8萬元。新增凈利潤為1421.2萬元。
4.4項目盈利能力分析
項目靜態(tài)投資回收期5.4年(含建設期),盈虧平衡點33.77%,總投資收益率30.6%,資本金凈利潤率22.9%。項目投資效果良好,風險也不大,盈利能力強,而且全部投資為企業(yè)自籌資金,沒有借債運營,項目完成后,不僅可以增加企業(yè)的盈利,而且可以較大地降低能耗水平,社會效益也非常顯著,因此,本項目在財務上是可行的。
5.結(jié)語
5.1項目技術上具有可行性
本項目實施的氣流缸改造方案,應用廣泛,技術成熟可靠,風險小。
5.2項目投資回報可觀
該項目是基于現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進行的設備升級節(jié)能技術改造,總投資為6200萬元。改造后可實現(xiàn)年節(jié)能量折合標準煤2.02萬噸標煤,節(jié)水量120.3萬噸,節(jié)能收益2535萬元/年,項目運行年總成本640萬元,利潤總額1895萬元,稅后利潤1421.2萬元,稅金473.8萬元。項目投資回報可觀,節(jié)能效果顯著,對紡織行業(yè)節(jié)能節(jié)水具有一定示范效應。
【參考文獻】
[1]劉江堅.氣流染色機的應用實踐[A].2009全國染整行業(yè)節(jié)能減排新技術研討會論文集[C].2009.
[2]陳建軍,郭春景.印染企業(yè)節(jié)能減排狀況與對策研究[J].環(huán)境污染與防治,2009,(06).
關鍵詞:船舶;電動機;節(jié)能降耗
船舶運行成本較高,運行能耗大,雖然有更多新型技術與設備被應用其中,想要完全實現(xiàn)節(jié)能降耗目的,還需要針對電動機運行能耗進行分析,采取有效措施來對其進行節(jié)能設計。
1船舶電動機節(jié)能分析
電動機為船舶主要直接用電負荷,提高其運行效率,是實現(xiàn)船舶電氣系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要措施之一。就船舶運行特點來看,大部分輔機系統(tǒng)均處于連續(xù)運行狀態(tài),包括主軸滑油泵、冷卻水泵、空調(diào)壓縮機以及通風機等,為維持各系統(tǒng)正常運行,電動機需要穩(wěn)定運行,通過對其運行效率的優(yōu)化,可以在持續(xù)運行時間內(nèi),節(jié)省大量電能。在實際航行中因為工況不斷發(fā)生變化,電網(wǎng)電壓也會不斷變動,使得各系統(tǒng)運行輸出功率大于額定功率,電動機效率急劇降低,造成更多電能損耗。現(xiàn)在對船舶電氣系統(tǒng)進行節(jié)能設計,對促進行業(yè)的進一步發(fā)展具有重要意義,例如近年來迅速發(fā)展的永磁同步電動機,可以有效解決上述問題,電動機運行效率更高,在維持各項輔機系統(tǒng)運行的同時,減少電力損耗。
2船舶電動機節(jié)能技術要點
2.1電動機變速運轉(zhuǎn)
2.1.1電動機作用
船舶電動機主要用于驅(qū)動泵類以及風機等轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的電動機;以及甲板機械類電動機的驅(qū)動,包括起錨機、系泊絞車等,且為了可以在低速狀態(tài)下發(fā)出轉(zhuǎn)矩,應盡量選擇應用變極式電動機;還可以用于驅(qū)動甲板機械類起重機械,以及電力推進裝置等轉(zhuǎn)速要求嚴格的電動機。
2.1.2運轉(zhuǎn)方式選擇
(1)變速運轉(zhuǎn)。為達到節(jié)能降耗效果,可以設計泵類與風機等應用變速運轉(zhuǎn)方法。船舶電氣系統(tǒng)內(nèi),使用泵類與風機的設備數(shù)量較多,一般應用交流異步電動機提供動力,電動機維持穩(wěn)定轉(zhuǎn)速持續(xù)運行,在負載發(fā)生變化,出現(xiàn)低負載或者過負載情況時,能夠?qū)︼L門和閥進行調(diào)節(jié)滿足負載變化要求,但是會造成一定損失。為減少此損失降低電力損耗,便可以選擇減速運轉(zhuǎn)方式。根據(jù)被驅(qū)動機械運轉(zhuǎn)方式和設備為依據(jù)進行選擇,例如輔助鍋爐應用鼓風機,船舶航行與裝貨時,可以滿足風量和風壓大幅度變動要求,并且如果選擇而應用二級控制方法,還可以應用變極式電動機來提高節(jié)能效果。(2)機組控制。驅(qū)動甲板機械用電電動機變速運轉(zhuǎn)模式現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應用到船舶電氣系統(tǒng)建設中,選擇應用變極式電動機,實現(xiàn)電動機-發(fā)電機控制方式。變極式電動機變速模式雖然運行成本低,但是并不適用于大容量電動機,且控制效果不佳,基于起重機種類差別,應選擇應用直流電動機來進行細微控制,提高控制效果。直流電動機正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,將直流可變電壓作為電源,并配置電動機-發(fā)動機,實現(xiàn)系統(tǒng)正常運行。并且,現(xiàn)在已經(jīng)有大功率電子元件的應用,可以更有效的實現(xiàn)從交流電源中產(chǎn)生直流可變電壓。(3)其他運轉(zhuǎn)。直流電機在船舶電氣系統(tǒng)中的應用,換向器在持續(xù)運行過程中,受電刷影響會降低線圈絕緣性,對電動機運行效率產(chǎn)生影響。而同步電動機的應用,完全可以避免此問題,其可硅控整流器運轉(zhuǎn),并且具有有直流電機相同的控制效果。與電動機-發(fā)電機方式相比,可控硅發(fā)電機電動機組控制方式效率更高,在節(jié)能設計中具有更大優(yōu)勢。
2.2高效率電動機選擇
2.2.1電動機效率
船舶電動機需要維持連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài),通過提高其運轉(zhuǎn)效率,便可達到節(jié)能效果?,F(xiàn)在絕緣技術水平不斷提高,元件體積不斷縮小,旋轉(zhuǎn)機械也實現(xiàn)了小型化生產(chǎn),為減少電動機內(nèi)部損耗,就需要對電工材料特性進行綜合分析,保證所選鐵芯材料質(zhì)量優(yōu)良,同時在原有生產(chǎn)制作工藝上進行更新優(yōu)化,爭取提高各元件制作效率,滿足電動機節(jié)能優(yōu)化要求。
2.2.2軸輸出功率
對電動機進行節(jié)能設計,另一個要注意的問題就是負載選用電動機最佳額定功率的確定,一般電動機效率在額定功率75%~100%負載下運轉(zhuǎn)時最高,如果處于低負載狀態(tài)下運轉(zhuǎn),則會導致效率較低,產(chǎn)生較大損失。因此需要對軸輸出功率進行分析,選擇高效率電動機,保證其即便是處于低負載狀態(tài)下,也可以保證較高的效率?;谪撦d容量、最大轉(zhuǎn)矩以及啟動轉(zhuǎn)矩等因素進行綜合分析,保證所選電動機效率可以滿足節(jié)能運行需求。
3船舶異步電動機變頻調(diào)速節(jié)能技術
對于船舶動力裝置來說,存在大量風機、水泵類負載,基本上均選擇用鼠籠式異步電動機拖動,為達到節(jié)能效果,其電動機便可選擇應用變頻調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器控制調(diào)速以及調(diào)壓調(diào)速等調(diào)速方式進行優(yōu)化。其中,變頻調(diào)速可以對同步轉(zhuǎn)速進行調(diào)整,更適于轉(zhuǎn)速降低時狀態(tài),在風機、水泵系統(tǒng)中應用具有良好效果。以某輪艙底水泵為例進行分析,其水泵型號為CB65,流量為68m3/h,壓力為0.223MPa,電動機型號為J02-61-2-H/D2,額定功率為18kW,額定轉(zhuǎn)速為2950r/min,額定電壓為380V。配備ACS800-01-0003直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器,不同流量調(diào)節(jié)方法效率曲線如圖1所示。其中水泵型號為CB68,流量為65m3/h,壓力為0.228MPa,電動機型號為J02-61-2-H/D2,額定功率為18kW,額定轉(zhuǎn)速為2950r/min。圖1不同流量調(diào)節(jié)方法效率曲線由圖可知,流量比小于80%時,應用變頻調(diào)速方式進行流量控制,與其他調(diào)控方法相比,功率損失比最小,具有最好的節(jié)能效果。同時,基于流量調(diào)節(jié)時水泵會有揚程變化,還需要對不同實需流量和實需揚程下節(jié)電率數(shù)據(jù)進行綜合分析。其中,將節(jié)電率與系統(tǒng)內(nèi)裝設出口調(diào)節(jié)閥情況進行對比,實需流量百分比數(shù)據(jù)與實際計算流量和水泵標稱流量進行對比,實需揚程百分比數(shù)據(jù)將實際計算泵揚程與水泵標稱揚程進行對比,確定水泵流量與揚程均存在一定富余量時,節(jié)能效果更為明顯。
4結(jié)束語
船舶電氣系統(tǒng)需要長時間持續(xù)運行,整個航程運行產(chǎn)生的能耗巨大,為實現(xiàn)節(jié)能降耗設計,就需要重點做好電動機分析,選擇高效率電動機的同時,根據(jù)實際情況確定運轉(zhuǎn)控制方法,并應用變頻調(diào)速手段,來達到節(jié)能降耗目的。
作者:卓土墻 單位:中交第三航務工程局有限公司廈門分公司
參考文獻
關鍵詞:余熱鍋爐;節(jié)能改造;過熱器;省煤器;吹灰器
中圖分類號:TE963 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)05-0035-03
1 余熱鍋爐概述
工業(yè)生產(chǎn)耗能巨大,工業(yè)設備排出的熱能作為一種資源非常豐富,但是若不能夠充分有效地利用,這些熱能將對環(huán)境造成很大的影響。所以對余熱鍋爐的利用非常重要,是提高企業(yè)經(jīng)濟效益、節(jié)約國家和地方資源以及保護環(huán)境的有效措施之一。某化工公司有100萬t/a重油催化制氫裝置,為了能夠有效地回收利用工業(yè)熱能,給該設備配套了余熱鍋爐,該余熱鍋爐通過對催化制氫裝置產(chǎn)生的溫度約510℃的高溫再生煙氣(流量155844Nm3/h)的余熱,產(chǎn)出壓力可以達到4.0MPa、溫度380℃左右的中壓蒸氣,向外取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包(外蒸發(fā)器)提供熱水以及對外蒸發(fā)器產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進行過熱。由于鍋爐投產(chǎn)至今時間較長,該鍋爐出現(xiàn)了較多的問題,很大程度上影響了余熱鍋爐的熱效率以及設備的日常工作。
2 余熱鍋爐運行現(xiàn)狀
2.1 排煙溫度過高
余熱鍋爐從檢修維護后運行超過一段時間排煙溫度就會迅速上升,從起初的170℃左右升高到了200℃以上,使得鍋爐的效率大打折扣。發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐的受熱面雜質(zhì)沉積過多,熱量向后堆積,是造成排煙溫度過高的原因。
2.2 過熱器溫度低,過熱能力不足
由于該余熱鍋爐的過熱面積設計較小,使得余熱鍋爐的過熱器過熱的能力不足,鍋爐過熱出口溫度一般要求達到430℃左右,但是余熱鍋爐會發(fā)生實際過熱溫度只有350℃左右。過熱溫度明顯不足,影響了設備的運行狀態(tài),甚至是運行安全。
2.3 省煤器容易被腐蝕
余熱鍋爐省煤器出口需要給鍋爐給水,由于水溫和鍋爐的溫度溫差較大,實際運行中會給鍋爐省煤器造成低溫的露點腐蝕,使得省煤器腐蝕穿孔。再加上吹
灰系統(tǒng)遺留的雜質(zhì)沉積,會影響鍋爐運行的穩(wěn)定性。
3 節(jié)能技術改造方案
為穩(wěn)定該余熱鍋爐的運行,提高鍋爐的熱效率,降低裝置能耗,結(jié)合鍋爐運行過程中出現(xiàn)的問題,對余熱鍋爐進行節(jié)能技術改造。
3.1 過熱器部分節(jié)能技術改造方案
過熱器改造的目的在于處理和解決過熱器出口溫度達不到要求,過熱能力不足影響設備效率和安全的問題。為了能夠提高過熱器出口的溫度,在對流蒸發(fā)段出口和省煤器入口這一段距離之間增加一個外來的飽和蒸汽低溫過熱器。低溫過熱器采用翅片管作為傳熱的元件,結(jié)構(gòu)上采用模塊化箱體的結(jié)構(gòu)形式,并且安裝固定旋轉(zhuǎn)的吹灰裝置,從而能更加有效地提高換熱的能力和效果。該增設的低溫過熱器可以將外來的飽和蒸汽的溫度過熱到310℃左右,在此基礎上蒸汽再和余熱鍋爐自身的飽和蒸汽混合。通過這一改造可以提高流入過熱器蒸汽的焓值,可以增加CO余熱鍋爐的過熱能力,保證鍋爐有較長的運行周期。特別是在鍋爐運行后期,改造后的過熱器可以有效地提高平衡過熱能力,因為在后期余熱鍋爐對流受熱面上沉積了較多的灰塵和雜質(zhì),使得煙氣熱量位置改變,熱量后移,此時改造后的過熱器將對提高過熱蒸汽溫度非常有作用。
為了能夠有效地減少管路的露點,方便平時的設備運行和設備維護,可以拆除汽包以及蒸發(fā)受熱面,簡化余熱鍋爐系統(tǒng)。但是新增的低溫過熱器必須保證它的工作狀態(tài)處于較佳的狀態(tài),確保過熱蒸汽出口溫度達到要求。
3.2 省煤器部分節(jié)能技術改造方案
排煙溫度過高會嚴重影響余熱鍋爐的使用效率,為了能夠提高余熱鍋爐的運行效率,拆除以前省煤器高低溫的一些爐墻,安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu),這些省煤器的受熱面可以較大范圍地增加換熱面積,從而顯著地增加省煤器的導熱能力,成功地降低排煙溫度,使得溫度保持在180℃左右。同時由于在改造時采用的是特殊的積木式模塊化結(jié)構(gòu),不單單對設備的質(zhì)量和性能有很大的提高,還可以方便施工,對改造施工時間有較大的壓縮,節(jié)約了時間資本。
省煤器由于鍋爐給水的溫差較大,會導致省煤器出現(xiàn)腐蝕、穿孔等問題。對省煤器的給水系統(tǒng)根據(jù)換熱要求,通過省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水,從而保持實際流入省煤器給水的溫度可以明顯提高,減少與鍋爐的溫差,有效地避免露點腐蝕問題,保證了省煤器的安全運行。
3.3 吹灰器部分節(jié)能技術改造方案
吹灰器工作效率的好壞嚴重影響著余熱鍋爐的工作狀態(tài)和工作效率。如果吹灰器效果不佳,首先導致的是余熱鍋爐受熱面沉積雜質(zhì)較多,其次是省煤器沉積雜質(zhì),影響鍋爐的運行穩(wěn)定性。對于吹灰器的改造通過拆除原有的聲波吹灰器,布置PLC自動控制的激波吹灰器,提高吹灰能力,保障鍋爐的正常運行。
3.4 控制系統(tǒng)改造
為了能夠適應鍋爐控制的便捷和時效,對余熱鍋爐本身的控制系統(tǒng)進行升級改造,首先是對新增激波吹灰系統(tǒng)改造所匹配的電氣自控控制系統(tǒng)改造,采用獨立的PLC控制系統(tǒng)。其次是對鍋爐運行原來的DCS控制系統(tǒng)升級,增加相匹配的顯示參數(shù),更容易了解和監(jiān)控運行過程。
4 效果估算
預計余熱鍋爐改造完成后,排煙溫度會從220℃降到180℃左右,余熱鍋爐的效率也大大提高。表1是一個節(jié)能估算表:
從表1中我們可以看到預計余熱鍋爐改造完成后余熱鍋爐效率從72.63%提高到81.87%,對于煙氣熱量的回收利用率也預計上升10個百分點左右,每年預計可節(jié)約用于取熱器和油漿蒸發(fā)器汽包提供熱水以及對中壓飽和蒸汽過熱的標煤3051.43t,每t標煤價格按照1200元計算,每年可以節(jié)約人民幣3661716元。節(jié)約成本效果顯著,對于資源節(jié)約和環(huán)境保護影響也較大。
5 結(jié)語
由于余熱鍋爐存在排煙溫度過高,影響鍋爐工作效率問題,為了排除這一影響,對余熱鍋爐采取增加低溫過熱器的方式,同時對省煤器安裝螺旋翅片管做成的積木式箱體模塊化結(jié)構(gòu),增加受熱面等節(jié)能技術改造方案,能夠起到很好的效果。對于省煤器容易被腐蝕這個問題,可以通過省煤器出口的水的高溫堆加熱鍋爐給水,減少與鍋爐的溫差,有效地避免露點腐蝕問題,保證了省煤器的安全運行。為了能夠增加煙塵雜質(zhì)的處理能力,將吹灰機更換為PLC自動控制的激波吹灰器,提高吹灰能力,保障鍋爐的正常運行。為了驗證節(jié)能技術改造的效果,預估了余熱鍋爐的熱效率以及經(jīng)濟效益。通過估算,熱效率可以提高4%,熱量回收利用率可以提高10個百分點,每年預計可節(jié)約標煤3051.43t。這些數(shù)據(jù)說明了余熱鍋爐節(jié)能技術改造對于資源節(jié)約和環(huán)境保護意義較大,但是由于鍋爐工作環(huán)境難以控制,工作負荷較大,要想余熱鍋爐的使用效率和使用壽命有較好的保持,對于余熱鍋爐的維護保養(yǎng)必須有比較科學的方式方法,而且必須形成嚴格的保養(yǎng)規(guī)程。
參考文獻
[1] 中華人民共和國勞動部.蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程
[M].北京:勞動出版社,2006.
[2] 李新生.談如何改造鍋爐節(jié)能設計的分析[J].科技促進發(fā)展,2009,(6).