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中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

引言：能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中，電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節能設計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節能設計。

一、電氣工程設計原則

1、優化供配電設計。促進電能合理利用

在做水庫工程電氣設計時首先考慮的是適用性，就是要能為水工設備的運行提供必要的動力：為在水庫建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源；應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求；應能保證電氣設備對于控制方式的要求，從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度；確保供電、配電與用電設各的安全運行：有可靠的防雷裝置：防雷擊技術措施；在水庫特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施；按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足水庫電氣工程的實用性和安全性的基礎上，利用先進的技術，優化供配電設計。促進電能合理利用。

2、提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗

在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電源的綜合利用率，提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。

3、合理調整負荷，選取合理的設計系數，提高負荷率和設備利用率在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。

二、供電節能技術

1、減少電能傳輸的損耗

電路線路上必然會存在電阻，因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗，對于這樣一種形式的能量損失，我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理，考慮到線路上的電流是不允許改變的，因此就只能夠在線路的電阻上做文章，也就是說，只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻，就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討，與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度，相應的節能方式也就可以分為三個大類：一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線；二是盡可能的減少線路的長度，這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現；三是適當的增大導線截面的面積。

2、變壓器的節能設計

變壓器是電力自動化工程中的重要設備，承擔著轉換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶，當變壓器處于空載運行狀態時，低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此，變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。通常，變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮：

（1）減少變壓器的型材損耗。例如，變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構成所必備的材料，這些材料的設計選擇如果不合理，要消耗供電系統的大量電能，若是本著厲行節約的理念，在滿足變壓器工作要求的前提下，周密合理地選擇材料和運行介質，可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。

（2）為降低變壓器的電能損耗，配電線路和配電柜，應盡量選擇銅材并且采用換位導線措施，基于降低變壓器的空載損耗考慮，應降低磁密并應盡量的選取冷軋用的高質硅鋼片，在滿足設備運行要求的條件下，盡量采用較薄的硅鋼片，達到節能的目的。

（3）選用節能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點，還具有高效的節能特性，從生產長期運行來看，節能效果比較顯著，可作為節能設計的首選變壓器。同時，設計時，要注意選擇合理的變壓器接線方式，合理的接線方式對節能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產運行期間，不應讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態，這樣不僅加速變壓器的老化，同時也增加了變壓器的電能損耗。

（4）在工廠車間或大型智能樓宇，由于生產負荷率很大，變壓器按設計規范要求通常都放置在電力負荷的中心位置，盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起，這樣便于生產管理，更重要的是可以減少現場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率，降低線路的電壓降和電能的損失，同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑，為了經濟考慮，應盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。

3、供配電系統的設計

通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來說可以從以下三個方面來著手進行：一是盡可能的減少配電的級別，這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性；二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定，盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實現電力節能，并且，這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。

4、照明節能

在電氣自動化的節能設計中，還可以通過照明節能來實現，具體來說同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對構筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。

結束語：

電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步，而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段?，F在的節能技術能夠達到節能的效果，而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好，并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。

參考文獻：

[1]劉江，淺析220 kV變電電氣自動化[期刊論文]-中國科技博覽2010(26)

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抽油機節能技術在油田推廣應用。一是在管理方面，推廣應用抽油機井系統優化軟件與單井自動化監控系統，從源頭把關，保證系統效率。二是在硬件方面，主要包括抽油機、電動機、控制柜節能技術應用；應用節能電機，如：高滑差電機、永磁交流電機、多繞組電機、雙轉子電機等節能技術；空抽控制柜、變頻控制器和無功補償箱等控制裝置。三是從全年費用“盤子”中，分離出專項費用，實現“?？顚Ｓ谩?。選擇遵守以下基本原則：

優先原則：根據區塊實際特點，在保證油井最佳產能的前提下，優化參數設計、精確調整運行參數。

適用原則：通過現場適應性、實用性試驗，優選匹配最佳、節能效果最好的節能產品推廣應用，避免盲目引進。

主次原則：以節能電機為主，以節能控制箱為輔的原則，同時兼顧舊機型抽油機和普通舊電機的節能技術改造，充分合理發揮節能設備優勢，從而達到在較少資金取得較好的節能效果。

規模原則：節能拖動裝置在一定范圍內可降低電功消耗。

2.論證節能技術與試用驗證

2.1節能技術論證

一般用節能抽油機、控制箱等節能設備較多。篩選永磁電機、空抽控制器、低壓無功計量補償裝置等節能設備，并分段實施。

交流永磁電機 采用稀土永久磁鐵代替勵磁繞組激磁，沒有轉差損耗，定子電流減小，功率因數高，電機在負載變化和電網電壓波動時，不存在速度波動，沒有機械傳動過程損耗。

直流無刷永磁電動機 是一種典型的機電一體化結構。電動機定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。轉子上粘有已充磁的永磁體，為檢測轉子極性，在電動機內裝有位置傳感器（霍爾元件）。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，其功能：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產生連續轉矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調整轉速；提供保護和顯示等。

空抽控制器 是美國漢諾威專利技術，通過高分辨率傳感器檢測抽油機電機動力線電流、電壓及相位角，計算出電機運轉實時有功功率、無功功率，并根據抽油機上行、下行電流變化與抽油機加載、卸載過程的關系準確描述出抽油機加載及卸載過程的電流運行軌跡及加、卸載過程的時間變化，將采集到的數據存儲在主控制器的存儲區中，并對預置在芯片里的具有廣域代表性的數學模型進行個性化修正，找出真實反映每臺抽油機實際運行情況的電流、功率及負荷的變化規律，達到對抽油機智能化、科學化管理。通過科學控制間機抽井的啟、停狀態，防止油井空抽，達到節省能耗、降低磨損的目的。

抽油機變頻控制器 是一種輸出頻率可調的電力拖動設備，從電機轉速公式：N=60f/p×（1-S）得出，電機轉速與頻率成正比，電機在保持磁通量不變，在電壓與頻率之比為恒定值狀態，功率與電壓成正比，功率與頻率也成正比，下調頻率能降低電機輸出功率，達到節能的目的。

雙轉子柔性電動機 由兩臺同軸不同功率的異步電動機組成，互為主輔電機，不同負荷下分別對應著主電機、輔電機、主輔電機同時運行三種狀態。自動控制裝置可根據抽油機負載情況，控制運行狀態的轉換，使其運行在最佳狀態。

抽油機機井整體工藝參數優化 在保證產液量的情況下，抽油機井整體工藝參數優化技術采用損失功率最低或機械采油成本最低為原則的設計方法，合理優化抽油機井桿柱、管柱、泵型、電機、調整沖程、沖次等抽汲參數，使抽汲系統達到最優，能對對檢泵作業井的參數設計和新投產井機、桿、泵選擇及能耗進行預測和分析。

2.2試用驗證

2006年開始，組織各采油廠對永磁交流電機、摩擦換向式抽油機、智能變速多功率超高轉差電機、直流無刷永磁電機、空抽控制器等技術產品，選擇不同的油田、油井進行試裝；并對節電情況進行節能測試，作如下對比。

節能率測試結果對比

③.截止2009年底，在油田隨檢泵作業應用抽油機整體工藝參數優化技術600多口井次，實施優化后，泵徑增大130口井，泵徑減小52口井，沖次降低250多口井，沖次增大10口井，調大沖程16口井，應用小功率永磁電機178口井。

④.雙轉子柔性電動機：2007年現場試驗4口井，平均有功功率降低0.91kW，無功功率降低13.7kVar，運行電流降低20.54A，平均單井日節電38.84kwh，節電率達20%。

⑤.加裝抽油機空抽控制器、變頻器；摩擦換向式抽油機等技術改造后，節能效果也比較明顯效。

4.認識、體會與努力方向

機械采油是一個系統工程，應將采油工藝、油藏條件、地面設備、地面條件等有機結合起來，結合抽油機、油井效用年限，綜合考慮，才能取得最佳的經濟效益。

節能抽油機電機或節能控制裝置是可以降低電能消耗，降耗低碳是進一步提高抽油井效率的主要手段之一，但要增加技術與管理環節，系統可靠性要降低，維護管理成本會相應地增加，只有加大應用規模，取得規模效應，才能實現好的經濟和社會效益。

節能型抽油機是發展方向，能與油井負荷相匹配，并有完善的保護功能；有數據采集和存儲功能；聯網和通信功能以及遙控遙測功能；并能適應油田的野外環境要求，操作簡單，智能化程度高。

自動化控制是攻關方向。應用微型計算處理機和自動適應電子控制器進行控制、監測，具有抽油（液）效率高、節電、功能多、安全可靠、自動化程度高、經濟性好、適應性強等特點、功能。

參考文獻：

[1]于海迎.抽油機節能技術及其發展趨勢.石油和化工節能.2007. 2；

[2]徐甫榮，趙錫生. 抽油機節能電控裝置綜述. 電氣傳動自動化.2004.06；

[3]趙來軍，倪振文，職黎光，劉剛，黎若鵬. 抽油機變頻控制技術.采鉆工藝；

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隨著科技的高速發展，人民生活水平得到了日益提高，解放勞動力和節能減排是當前急需解決的工業問題，因此，工業電氣自動化應用與節能技術被廣泛提及，工業電氣自動化也被我國的各個系統、部門應用著。尤其是改革開放以來，工業電氣工程的自動化也變得更加人性化，為我國的工業建設帶來了比較大的經濟效益和社會效益。因為工業電氣自動化的先進性，使得這項技術可以被應用于工業生產的方方面面，時至今日，更是發展成了比較完善的體系，預測其未來的發展趨勢基本可以體現在以下三個方面：一次設備的智能化發展、一次設備在線監測的實現、電力互感器向光互式方向發展。

1工業電氣自動化概述

工業電氣自動化專業是電氣信息領域的一門新興學科，作為一項新興技術，工業電氣自動化更是與人們的日常生活密不可分，其發展速度十分迅速、發展態勢十分迅猛，與工業生產的密切關系也使得這項技術日趨成熟，已經成為高新技術產業的重要組成部分，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。在概念方面，工業電氣自動化是指電氣裝置或者電氣設備在沒有人操作的前提下，按照提前輸入的指令對工業進行控制或者操作的過程。目前電氣自動化在工業、農業、醫療等多個與人類生存息息相關的領域被廣泛應用，其中工業電氣自動化不僅可以解放生產中的勞動力，還能使生產過程更高效、安全，很多情況下，工業電氣自動化已經成立一個國家的技術先進與否的重要標準。因此，我國對工業電氣自動化的關注程度、開發力度都是前所未有的。

2工業電氣自動化的應用情況

上個世紀五十年代，電氣自動化專業在我國出現，并由此拉開了工業電氣自動化技術快速發展的時代序幕，經過半個多世紀的發展，電氣自動化技術已經被推廣到了與人們的日常生產、生活息息相關的多個領域。電氣自動化技術的飛速發展離不開科學技術的支持，它被廣泛應用在工業領域，便是由自動化的機器代替人工完成工作任務，不僅可以節約人力資源、物力成本，電氣自動化還能夠提高工作效率、保證工作質量，為工業創造經濟價值。尤其是一些危險系數高的工作，以安裝了自動化程序的機器為主要勞動力，可以直接避免對人員造成的身體傷害。日常生活中隨處可見工業電氣自動化技術，例如在空調設備中、制暖設備中、樓宇通信設備中。目前，我國從事工業電氣自動化技術研發的人才更多、領域更廣泛，很多高校已經開設了電氣自動化專業。為工業電氣自動化的發展與創新提供支持的是信息技術的發展，信息技術的特點推動了工業電氣自動化的多方面應用。

2.1工業電氣自動化的應用原理

隨著科技的進步，電氣自動化也被應用到各個領域中，尤其是工業電氣自動化的發展更為迅速，OPC技術出現以后更是極大地推動了工業電氣自動化的發展。工業電氣自動化的發展基于控制系統，表現為易于集成、比較靈活，并能夠有效地節約資源、降低成本，它的應用能夠促進工業發展，短時間內便可帶來經濟效益和社會效益。整個應用原理是：充分利用現場總線控制系統，該系統控制準確性高、智能程度高、互動開放性強、時效性強，能加強工業底層生產過程和生產所需設備之間的關系，加快信息交流過程，能夠保證管理層面和執行層面的通信透明和自動化數據的存取。如此一來，工業電氣自動化應用這一系統后準確度更高、控制更靈活，同時還降低了成本和生產程序誤差，這也正是近年來工業電氣自動化被應用到了諸多領域的原因所在?；诖嗽?，電氣自動化提升了工業的生產效率和產品的可靠性，應用此項技術的企業無異于獲得了一項強有力的技術支持，從而一躍站在同等行業的頂峰，提升了企業的核心競爭力，雖然工業電氣自動化技術發展迅猛，但也存在一些需要調整和改進的地方，需要繼續發展。

2.2將工業電氣自動化應用于建筑行業

因為我國城市化進程加快，固定的城市區域內集中了大量的城市人口，對建筑行業的要求也越來越高，需要在盡量短的時間內保質保量地完成建筑任務。工業電氣自動化應用于建筑行業是最常見的，在建筑行業中應用工業電氣自動化技術可以降低建筑成本、提高施工效率、簡化施工過程、從危險系數較高的任務中解放施工人員，因為這種自動化的技術可以按照最科學合理的方法進行人員分工、資料分配、時間安排等，將復雜的建筑施工任務簡單化、便捷化。電氣自動化技術為建筑行業增添了新的活力，通過在建筑物中實現現場總線控制系統連接自動化系統和智能設備，就可以快速解決系統之間的信息傳遞問題，真正實現工業自動化。同時，在高樓大廈中的安全、防御、防火、監控、通訊、辦公等多個環節也需要應用電氣自動化，這種技術使得目前的建筑行業更加智能化、高端化。使用自動化技術還能夠減少后期電纜的使用，在材料上節省支出，也為后期電纜維護省去了不少麻煩。

2.3將工業電氣自動化應用于空調設備

文獻資料顯示，除建筑行業外，空調設備采用工業電氣自動化的情況也比較多?？照{是家庭中常備的家用電器，因其制冷、制暖的雙重功能而廣受歡迎，使人們能夠在炎熱的夏季和寒冷的冬季都能夠感受到適宜的溫度，但是空調能夠為人們既提供涼爽，也提供溫暖的特點，使得空調設備必須要應用電氣自動化技術，也是電氣自動化技術成就了空調的這兩項基本功能?？照{設備的運行原理是：它可以利用內部的電氣自動化裝置，通過比例積分的運算方式對相關數據進行計算和處理，空調設備中的溫濕度傳感器可以敏銳地“感受”室內的溫度和濕度，比較事先設定好的溫度、濕度和內部傳感器獲得的溫度、濕度數據，并將比較后的信號傳輸到通風濕度控制上，以實現對室內溫度、濕度的調控，使室內的溫度、濕度與設定數值相符。當室內的溫度、濕度達到了預先設定值的時候，傳感器再度通過運算使空調停止運轉，實現對室內溫濕度的控制。這樣的過程便是在空調設備中應用工業電氣自動化的原理。

3工業電氣自動化的節能技術

工業電氣自動化的節能技術是最為領先的技術所在，在節省運行成本、提高生產效率、改善工業環境等方面都起著積極作用，伴隨“綠色工業革命”的興起，在工業領域的節能技術廣受推崇，并已經成為了當前的經濟建設和工業建設的雙重目標，電氣自動化日益成為了工業領域節能的有效武器。在電氣自動化系統中，最為顯著的是對電力資源的節約，以下從減少電能損耗、選對變壓器、無功補償和選對濾波器等四個方面闡述工業電氣自動化的節能技術。

3.1減少電能損耗

工業電氣自動化的機器在運行中一定會需要電力支持，但是在節能方面首先要考慮的就是盡量減少對電能的無謂損耗。在電氣自動化運行過程中，通過電力傳輸才能產生效果，然而由于導線電阻緣故，勢必會造成電力的損耗，這種消耗是沒有任何意義的，因此應該采取措施來減少這種電能消耗。第一，在導線的材質方面要選擇電導率相對小的；第二，線路的走向要合理，因為減短導線的長度就可以減少因電阻而產生的不必要消耗；第三，適當加大導線的橫截面積，這樣便可將電阻減小。

3.2選對變壓器

變壓器是工業電氣自動化不可缺少的一部分，但是這種常見的電器設備卻會消耗很多電力，為了節約能源，在變壓器的選擇上也有很多門道。首先，要選擇節能變壓器，便可以在源頭解決耗費電能源的問題；其次，要減少負荷不平衡，只有維持好三相電的平衡才能減少對變壓器的損耗，從而減少耗電，例如采用單相自動補償設備、三相四線制供電等將用電平分到三相電源上。

3.3無功補償

無功補償在電力供電系統中有著重要作用，它可以降低損耗、提高供電效率，從而改善供電環境，正因為無功功率補償裝置不可或缺，但又比較耗電，所以要合理、正確地選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，以達到提高電網質量的目的。第一，通過嚴格計算來確定電容器補償的使用；第二，采用具有調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等諸多優點的模糊投切方式，改變原有方式來實現補償效果的最優化；第三，要盡量防止整個過程中的投切振蕩、無功倒送等情況出現；第四，無功補償設備就地安裝、就地補償，避免在傳輸過程中出現二次耗能。

3.4選對濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。因為突然增加設備，在電網擴建過程中難免會產生諧波電流，而這些電流又會因為電網的阻抗而產生容易產生畸變的電壓，增加對電氣設備誤操作的可能性，從而影響電網的正常使用。因此需要選對濾波器來實現節約能源，應用有源濾波器，可以過濾到部分諧波電流，從而增加電氣設備有效率，節約電力資源。

4我國工業電氣自動化未來發展趨勢

通過對工業電氣自動化應用情況的分析得知，電氣自動化技術未來的發展趨勢就是被廣泛應用在各種領域，無論是工業、農業，還是醫療、教育，甚至在國防領域，因為工業電氣自動化技術可以節約成本、解放勞動力、增加工作準確率，獲得更多的經濟社會效率。

近年來，我國的工業電氣自動化水平得到了快速提升，不僅可以直接應用技術，還能夠實現對電氣自動化技術的自主研發，該技術的應用推動了科學技術進步、國民經濟發展，逐漸拉近了與工業強國之間的距離。我國工業電氣自動化未來發展趨勢主要有以下幾點。

第一，對于工業電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制。目前，工業電氣自動化技術還屬于高新技術，發展時間尚短，因此應該在努力研發更先進的技術和產品時注意保證生產的規范和標準，不能一味只求高效創收而忽視和諧發展，在發展中需要考慮的問題有污染問題、浪費問題、安全問題、產權問題等。建立成熟的機制和完善的體制就是要確保工業電氣自動化的研發有章可循，在以創新為主導地位的前提下，堅持科學發展觀指導思想，做到以人為本，實現經濟的快速增長、科技的飛速發展。

第二，實現各領域聯動發展。工業電氣自動化技術不僅能夠應用于工業領域，還能夠為其他領域和行業創造效益，因此未來的發展趨勢之一就是實現各領域聯動，集工業、農業、商業、醫療、教育、國防等領域的高精尖人才，共同開發電氣自動化技術，實現社會的整體發展。

第三，為自主研發電氣自動化系統和產品提供發展空間。電氣自動化的研發就是一個創新的過程，因此，應該為這種創新工作提供足夠的空間和優越的條件，大力推動電氣自動化技術的發展，開創工業電氣自動化技術科學發展的新局面。

5結語

綜上所述，工業電氣自動化被廣泛應用于各個領域和系統之中，因其高效、準確、自動等特點為我國的工業建設帶來了重大經濟效益。但是若想工業電氣自動化發揮更大的效能，除繼續發展技術之外，還要做到節約能源。本論文從工業電氣自動化概述、工業電氣自動化的應用情況、工業電氣自動化的節能技術以及工業電氣自動化的未來發展等方面分析我國工業電氣自動化的應用與節能技術。在我國，工業電氣自動化主要被應用于建筑行業和空調設備，要想做到節約電力資源需要減少電能損耗、選對變壓器和濾波器、做好無功補償，方能發揮工業電氣自動化的最佳效用。另外，本文還簡要預測了我國工業電氣自動化未來發展趨勢，電氣自動化技術未來的發展趨勢就是被廣泛應用在各種領域：對于工業電氣自動化技術的應用應該建立成熟的機制和完善的體制、實現各領域聯動發展、為自主研發電氣自動化系統和產品提供發展空間。

參考文獻：

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[2]王李楊.淺析無功補償技術在電氣自動化中的應用[J].價值工程，2011（06）.

[3]汪志鵬.關于電氣工程及其自動化問題的分析[J].世界華商經濟年鑒，2013（05）.

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0 前言

在汽車行進過程中，發動機毫無疑問地扮演者重要角色，發動機是整個動力系統的起始處，包括引擎等，因為發動機的核心部分是引擎，所以很多人就把發動機簡單的稱為引擎。如今，隨著科學技術的不斷發展，發動機所涉及的方面越來越多，產業鏈條越來越長，發動機也在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，人們也在努力的研究著不同用途多種類型的發動機，但是不管發動機的種類怎么多種多樣，其基本前提都是要燃燒某種燃料從而產生動力。發動機燃燒燃料實際上就是在消耗不可再生能源，而如今我國正乃至世界都面臨著環境污染和資源短缺兩大難題，那么，發動機節能減排就是我們首要攻關的。總而言之，加快節能技術的研發，就要重視發動機節能減排技術的推廣應用，建立起相應的體制機制，加強國際合作，加大節能力度。

1 發動機節能技術的研究現狀

當前，我國已對經濟汽車型提供了技術上的支持，這樣可以通過發動機的改良使每公里的二氧化碳排放量減少，與此同時也對發動機中燃料的要求進行了更加詳細的規范，提高汽油等燃料的使用效能，在減少引擎摩擦、保持引擎潔凈方面，經濟型汽車當仁不讓的占據重要地位，不僅如此，還能使燃料充分燃燒而帶來環境效益。中國的乙醇生產量和使用量都非常大，雖然已經在節能減排技術上取得了很大的進展，但是對于汽車發動機的節能減排技術還需要不斷探索和發展下去。就技術研究來說，電控噴射系統的硬件要進一步更新，以保證他更加節省能源，采用多氣門技術是控制發動機節能的保證，增加氣門數量對節能減排有非常大的作用。總的來說，全面采用多氣門技術和汽油直噴技術對發動機的節能減排具有重要的推進作用。

2 汽車發動機進行節能改良的措施

2.1 對汽車發動機自動化系統的研究

從制定系統化控制出發，有助于提高發動機的自動化水平，很好的開發機動化的性能。在硬件集成上， 通過接口總線對系統功能進行擴展，在發動機系統中建立比較集中的電控發動機，使開發裝置得到更好的校正，這樣就可以實現電控發動機自動化標定實驗。實驗中主要對發動機的軟件系統進行設計，提出相應的流程、模擬配置及通道動態配置等設計方案。系統設計過程中有明顯的靈活性和可擴展性的特點。具體來說可分為簡單的模擬發動機的冷卻冷卻技術實驗，二是自動化發動機控制中考慮設備控制器的波形與三角載波相比較以此來確定信號狀態。

2.2 對汽車發動機轉速的模糊控制的研究

在以前的控制領域中，控制系統的動態模式的精準度是評價控制好壞的重要標準，詳細的系統動態信息是達到精確控制的關鍵。對于不易看懂的系統，變量過多往往難以快速的描述系統動態，從前的控制理論對于系統的明確有強大的控制力，但對于不易看懂的系統則束手無策，因而就需要用模糊的數學來解決這些問題，對于模糊推理的環節也需要進行一定的仿真計算，而閉環控制仿真計算和模糊合成算法是模糊計算的獨特計算方式。

2.3 生物質氣化存在問題的改進措施

（1）對氣體進行凈化。對可燃氣中焦油的處理是生物質氣化運用技術中一個非常大的難題，當前在世界各國處理焦油最普通的方法分別是過濾法和水洗法，不能不說這兩種方法有他的可用之處，但仍然存在不足之處，使得凈化不夠徹底。在比較大型的氣化爐中慢慢采用的是催化分裂解法，這種方法能夠有效地處理可燃氣中焦油得含量。

（2）廢水處理改良措施。對焦油和排灰的處理，需要氣化裝置和凈化裝置用很多的水，這些水中含有焦油等有害物質，排放是需要進行無害化處理，并且如果有可能，應該對它進行循環使用。

2.4 汽車發動機噴射方式的改良

節省能源的新方式就是轉變發動機的噴射方式，通過活塞泵提供的壓力將汽油供o氣缸內的電磁噴射器，接下來通過電腦控制噴射器，在恰當的時間吧燃料直接注入燃燒室，將燃燒時內的形狀設計好，讓混合氣體產生渦流，在此情況下讓空氣和汽油充分混合，保證在點火時能充分稀薄燃燒。汽車發動機在低速或中速運轉時，采用分層注油的方式，并未完全封閉節氣門，空氣進入氣缸后，撞到活塞頂部，如果將其頂部設計成特別的樣式，能使火花塞周邊形成希望中的渦流，壓縮的流程結束后，噴射的部位將少量燃油射出，形成可以燃燒的氣體。分層注油在很大程度上提高了發動機的經濟效益，燃燒實室的其他地方需要空氣含量較高的混合氣體而在轉速低、負荷小的情況下火花塞旁邊需要形成濃度較高的混合氣體。經過技術改進，小排量的發動機與大排量的發動機在負荷性能大致差不多。作為較好的空氣壓縮技術，渦輪增壓技術具有更精細的特征的優勢。如圖所示，對汽車發動機噴射方式進行的改良，從而到達了節能的要求。

3 結束語

總而言之，汽車自動化系統控制、發動機轉速的模糊控制和發動機噴射方式是汽車發動機節能減排研究的入手點，我們也應該從高新技術領域出發，除了從以上三個方面入手外，還應該尋求更多更有效的節能方法，特別是對汽車發動機的進一步研究，從而提高經濟效益和環境效益。

篇（5）

    一、我國石油資源的現狀以及石油化工泵節能的根本原因

    隨著工業化進程的不斷加快,我國“十一五”科學技術發展規劃中明確提出了“突破節能關鍵技術,實現降低國內生產總值能耗”的戰略目標。石油是一個國家重要的戰略資源,也是人民日常生活中必不可少的能量資源。

    但是我國石油等能量資源依靠國外進口的程度已經高達百分之四十七,不僅嚴重影響到了我國能源的安全,而且對于全面落實產業結構調整,節約資源,大力發展循環經濟的基本國策提出了挑戰。

    作為石油化工等領域必不可少的基礎設備,機泵的節能技術的先進與否已經嚴重影響到了石油化工等能源的開發和成本結算。由于常年為了適應生產彈性的要求,石油化工企業大多數的機泵經常會出現“殺雞用牛刀”,“小馬拉大車”的情況。導致不少機泵的工業效能沒有得到合理的配制和發揮,經常造成不必要的浪費。因此,加大力度探討石油化工泵的節能技術啊,已經成為我們發展石油化工等重工業的必然趨勢。

    二、石油化工泵的節能技術

    1、輸送泵過剩揚程控制技術

    為了適應生產操作的彈性要求和真正做到節能減排,維護數據質量的良好局面,加大能源統計分析力度,嚴格按照有關的技術指標的規定,積極的收集、整理、上報相關數據,增強技術指標統計工作的指導作用。方便更加深入的進行耗能原因的分析以及探討石油化工泵的節能技術的結構原理,切實做到節能減排,提高能效的根本目標。

    輸送泵過剩揚程控制技術的關鍵是做到出口節流、進口節流、旁路調節以及根據具體情況,具體分析和實施是否需要切割葉輪外徑,減少葉輪數量、更換葉輪大小。

    首先,由于應用輸送泵過剩揚程控制技術不適于調節要求太大的機泵,特別是具有陡降揚程性能曲線的機泵。所以出口節流成為機泵最常見、最簡單的調節方法。通過關小出口閥的方式來增加管線系統損失,減少工作流量。但是閥門的開度一般不能夠小于百分之五十,否則將會出現泵過大的情況。

    其次,盡量避免進口節流比出口節流揚程少的情況發生,因為這種情況極有可能引起輸送泵過剩揚程控制技術、抽空,會隨時損壞機泵的軸承。因此,我們通常采用的方式是,利用對串聯運行的第二臺機泵的進口,吸入壓力較大的裕量。這樣不僅能夠避免多級泵因為軸力的突然改變而引起的零部件的損壞,更能夠節省能源,發揮機泵的最大效益。

    除此之外,我們還可以通過旁路調節,即在機泵的出口管線旁設立另外一條管線,使部分液體返回泵的進口或者吸液罐。這樣就可以保障實際泵送量比需要量大,不至于出現因為低于最小流量而產生的液體過熱、氣蝕和震動。

    除了上述的幾個基本方法以外,我們還可以通過根據流量或者揚程超過需要量的3%——5%時,切割葉輪外徑,降低其流量。但是值得強調的一點是,葉輪切割時候,一定要注意葉輪是否是原型葉輪,如果之前因為某種原因,已經對葉輪進行了切割,那么再次進行切割時一定要注意切割量的掌握情況。避免葉輪外徑和導葉內經間隙過大的情況發生;多級泵不能在進口處拆除葉輪,否則會出現因為阻力增加而導致的氣蝕現象。因此在多級泵的流量或者壓力調節較大的情況發生時,可以在排除端減少葉輪的數量并加定距套,保證機泵的正常運轉。

    2、變頻調速節能技術在石油化工泵中的應用

    隨著科學技術的進步, 通過應用變頻調速節能技術,我們可以更好的控制風機、泵類的負載量,進而達到節能減排的目標,換句話來講,變頻調速節能技術已經成為各個行業發展循環經濟的重要舉措,因此,變頻調速節能技術在石油、化工等多個領域得到了最廣泛的應用。

    首先,變頻調速節能技術在化肥裝置渣油進料泵中的應用。以A-GA101渣油進料泵為例,該設備是將減壓渣油原料輸送到汽化爐,并合成氨裝置的重要設備。該系統的工作原理是通過采用控制出口閥門的方法進行控制,即利用差壓變送器檢測系統的流量信號送至PID調節器,并通過PID調節器來控制出口調節閥的開度和輸出控制信號,從而保持機泵流量的穩定。通過變頻調速節能技術在石油化工泵中的應用,我們不僅解決了源系統中節流量較大、浪費大量電能、控制度低、電機噪聲較大的問題,而且由于變頻技術的改造,機泵投入運行之后,操作工藝控制的更加平穩,變頻器的調節程度更加精準,不僅使系統控制的精準度達到了優化標準,而且節約了渣油進料泵的電源能量。

    其次,積極實踐渣漿泵的多段調速變頻技術。在平時的生產環節中,尾礦泵是安全生產的重要組成部分,尾礦泵一般都是流水連續作業,在實際的生產過程中,尾礦系統的耗電量一般會比較大,因此,積極實踐渣漿泵的多段調速變頻技術是提高尾礦泵運行效率,實現自動化的重要保障。例如,某公司在利用花費裝置檢修的時候,針對3臺渣油進料泵進行了變頻優化節能改造。在經過調速變頻技術之后,工藝控制水平逐步平穩,系統控制精準度也大幅度提高,不僅減少了以前機泵控制系統的有關滯后現象,更使得機泵的運行壓力日趨平穩,工藝運行指標也得到了優化。

    參考文獻:

篇（6）

1 目前保障性安居工程中普遍存在問題如下

1.1 房屋標準 針對部分地方存在的建筑工程戶型不合理、功能不完善、標準太低等問題，重點加強規劃設計和施工圖設計管理。在項目選址、規劃布局、戶型設計等方面高標準、嚴要求。

1.2 節能環保 新建樓房要按照節能省地環保型建筑的要求，滿足節能65%的規定。

1.3 高新技術 推廣應用太陽能、地源熱泵、供熱分戶計量等新技術。

通過組織開展廉租住房、回遷安置房戶型設計大賽、社會主義新農居規劃設計競賽等活動，廣泛征集方案，評選出戶型合理、功能完善、使用方便、節能環保的優秀設計，編制戶型標準圖集，提高保障性安居工程的設計水平。

本文針對目前保障性住房中存在的上述問題，對保障性住房的科技支撐水平采用層次分析法進行了具體的研究：

首先初步構建保障性安居工程保障性安居工程支撐的評價指標體系，然后通過德爾菲法對指標進行進一步的篩選。保障性安居工程保障性安居工程支撐評價指標篩選的基本流程如下：

為了更加完善保障性安居工程保障性安居工程支撐的評價指標體系，本文選擇了對保障性安居工程保障性安居工程支撐比較了解、有較好的保障性安居工程方面相關知識的專家、相關學者、業界人士和保障性安居工程管理者等作為咨詢專家群，共進行了兩輪專家問卷調查。在評估中專家人數一般控制在 30%-50%之間，為保證評估的準確性，評估人數不少于20人。本課題為了廣泛地征求專家們的意見，在第一輪問卷調查中，采用開放式和封閉式相結合的問卷調查形式，邀請專家填寫調查問卷。從調查的總體結果來看，除個別專家對某些指標提出修改建議外，其余指標均得到專家們的認可。第一輪調查結果得出后，再次查閱有關文獻，結合第一輪專家的意見和建議，重新擬定保障性安居工程保障性安居工程支撐的評價指標體系。然后將各級評價指標制成問卷，進行第二輪專家調查。在第二輪調查中，原則上不要求專家提出新的指標。

接下來通過第二論專家問卷調查，并結合保障性安居工程科技支撐水平的特征、指標選取原則等，本文最終確定了3個一級指標、11個二級指標和35個三級指標的指標體系表作為評價保障性安居工程科技支撐水平的情況。

2 實證分析

2.1 調查問卷形成 結合以上指標按照琿春礦區的保障性住房建設工程形成分析各項指標的相對重要性的問卷調查表。

2.2 指標篩選及分析 本文選取了5人專家組對科技支撐調查問卷進行打分，通過問卷獲得了5名專家對第二層要素、第三層要素和第四層要素中各個建筑能效評價指標的權重評價值，最后將個體成員的判斷綜合成專家組的綜合判斷，判斷矩陣如下

3 結論

采用yaahp0.5.2對矩陣結果進行分析結論為：標度類型：e^(0/5)~e^(8/5)。外部環境氣候溫差、季風特點：0.0314；建筑間距體形與科學分區：0.0123；交通可達性：0.0225；建筑方位朝向：0.0146；建筑地點：0.0184；電梯節能技術：0.0157；建筑布局形式：0.0112；制冷節能技術：0.0111；采暖節能技術：0.0285；照明節能技術：0.0234：安防自動化：0.0221；小區微環境：0.0369；給排水：0.0270；屋頂節能技術：0.0842；門窗節能技術：0.0432；外墻節能技術：0.0737；住宅設計公私分區：0.0122；室內空氣質量：0.0404；居住空間最低面積控制標準：0.0271；公共健身設施、活動中心：0.0174；醫療保健設施：0.0278；社區商業配套：0.0199：軟硬景觀：0.0085；綠化指標：0.0177；自然環保：0.0246；環境衛生：0.0210；污水和中水處理：0.0314；垃圾收集與處理：0.0314；表面材料：0.0380；防曬、遮陽材料：0.0195；新型的節能保溫隔熱墻體材料、復合墻體材料：0.0406；節能環保型保溫隔熱屋面材料：0.0732；屋頂設置溫度阻尼區：0.0732。

經過專家對問卷調查的打分，分析上述指標的權重設定均符合矩陣一致性，因此可以將上述的科技指標作為保障性住房的科技水平支撐。

參考文獻

［1］項錚.住宅品質需要建筑科技硬支撐［N］.科技日報， 2003-07-31.

［2］ 李宏偉 馮凱 關柯.推動我國住宅產業科技進步的對策［J］.建筑管理現代化，2000(2):3-5

篇（7）

【關鍵詞】變頻器；斗取料機；小車行走電機；運用

【Keywords】inverter； bucket wheel reclaimer； trolley motor； application

【中圖分類號】TF345.4 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0139-02

1 變頻器的應用及結構特性

變頻技術是先進的電力技術和計算機技術合二為一的高效節能技術。變頻器就是通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備[1]。變頻器主要是由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，具備自動節能器監視變頻器電流的功能，與設置的變頻器最大輸出電流相對比。根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等，從而進一步保護電機在運行過程中的消耗，為生產企業降低生產經濟成本。隨著生產企業的工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

變頻器是由主回路和控制回路兩部分組成：主回路的作用是通過整流電路將交流電轉換成直流電，其次是通過直流中間回路將整流電路的輸出信號進行平滑濾波，最后再通過逆變電路將直流電再次逆變為變流電。控制回路則是完成對主回路的控制，并對轉矩計算的CPU及相應的電壓、電流檢測回路進行控制。變頻器的控制方式為動態矢量控制，就是通過控制系統高速計算給電機驅動所需的最佳控制電壓及電流矢量，最大限度地發揮電機的輸出轉矩[2]。

2 原有的小車電機控制系統

斗輪取料機小車是一臺往復式運動的設備，使用單臺15kW的異步電動機進行驅動，通過牽引鋼絲繩拖動小車進行往復運動。其控制方式最初采用兩個交流接觸器控制小車行走電機正反轉，在小車的兩頭安裝限位開關控制小車的行程。由于電機工作需要頻繁的正反轉切換，啟動時的沖擊力，造成減速機、鋼絲繩等機械設備頻繁損壞，電氣設備中的交流接觸器使用壽命減短，需要經常更換，造成設備的故障停機時間長，維修工作量大，并且在生產運行過程中，由于小車運行速度無法進行調節，造成在取料過程中會出現過載情況，取料量無法控制的問題，嚴重影響了生產。

3 使用變頻器調速控制系統

3.1 變頻器的選用

根據取料機小車的電機參數以及使用環境，我們選用了型號為FRN18.5G11S-4CX的富士FRN系列交流變頻器，它是由富士電機株式會社研發、生產、銷售的世界知名變頻器品牌之一，在世界各地占有率比較高。主要用于三相異步交流電機，用于控制和調節電機速度。該變頻器不但可以通過其鍵盤面板實現正反轉的啟動停機操作以及頻率的給定，也通過外部接線的方式進行控制，在實際應用中，根據生產工藝要求調整變頻器的參數設定，實現設備的保護功能[3]。

3.2 變頻器的接線

針對變頻器主回路的接線，由于原小車電機控制系統中，使用了兩個交流接觸器進行控制，在改為變頻器控制時，需要將原交流接觸器拆除，將電源端接到變頻器主回路電源輸入端L1/R、L2/S、L3/T，將電機線接到變頻器輸出端U、V、W，并且輸出側不能連接進相電容器和電涌吸收器，還有就是接地端子必須有良好接地，一方面可以防止電擊及火警事故，另外也能降低噪聲。

對于控制回路的接線，可將原控制回路的正反轉開關接到變頻器的正轉運行/停止命令端FWD、反轉運行/停止命令端REV以及變頻器的接點輸入公共端CM[4]。當端子FWD與CM端之間閉合（ON）時，電機正轉運行，斷開時（OFF），電機減速停止；當端子REV與CM端之間閉合（ON）時，電機反轉運行，斷開時（OFF），電機減速停止。同時將小車行程兩端的限位串聯到控制回路中，利用限位進行自動正反轉控制。在操作臺上增加調速電位器，接入變頻器模擬輸入端子13、12、C1、11，實現變頻器的調速。在檢查主回路和控制回路接線正確無誤，并且試運行小車行走機構沒有電機旋轉不平衡、加速或者減速不平穩等異常后，即可給變頻器送電設置參數。根據電機的參數設定電機額定電壓、電機額定電流、電機額定頻率、電機額定轉速等，根據機械設備負載性能的要求設定相應的加減速時間。由于生產工藝的需求，還要對變頻器的運行頻率進行限制，所以需要設置頻率的上限[5]。針對運行中的過載保護，利用變頻器的報警輸出繼電器，設定相應的報警電流，實現超電流快速跳閘，從而保護設備不受損壞。

3.3 變頻器常見故障判斷及檢查方法

①變頻器報OC1、OC2、OC3則是過流故障，主要檢查電機連接端U、V、W有無相間短路或者對地短路，未發現短路現象則復位變頻器，并運行電機查看運行電流是否過載；

②變頻器報OU1、OU2、OU3則是過電壓，檢查電源電壓是否超出參數設置范圍，詢問操作人員是否突然加速運行而突然停止設備，檢查設備動作時主電路直流回路電壓是否在保護值以上[6]；

③變頻器報OH3則是變頻器內過熱故障，檢查變頻器風扇是否運作，散熱片是否堵塞，測量變頻器工作環境溫度是否在規定值內；

④變頻器報OL則是過載故障，檢查電機功率與變頻器內電子熱繼電器額定值是否匹配，電子熱繼電器設定值是否合適，電機運行是否有機械卡阻；

⑤變頻器報FUS則是熔斷器短路，檢查變頻器內部熔斷器是否斷路；

4 總結

變頻器調速系統的使用為機械設備、電氣設備提供了很好的保護，減少了設備的故障率，提高了系統的可靠性，利用變頻器的調速系統實現了取料機小車運行速度的控制，速度變化平滑[7]。變頻器在保護跳閘后，鍵盤面板上將顯示相應的故障信息，在處理故障時可根據故障信息進行排查，大大減少了維修時間，變頻器的使用還有節能降耗的功能，降低企業的生產經濟成本，再降低了電氣維護人員的勞動強度的同時提高了檢修和排查的工作效率。

【參考文獻】

【1】金延斌. 變頻器在斗輪堆取料機行走控制系統中的應用[J]. 現代經濟信息，2009（11）：244.

【2】楊珉. 變頻技術在煤場斗輪堆取料機上的應用[J]. 廣東電力，2004（02）：83-85+88.

【3】郭x. 高壓變頻器在煤礦主扇風機節能改造中的應用與節能分析[A]. 全國冶金自動化信息網，《冶金自動化》雜志社.全國冶金自動化信息網2015年會論文集[C].全國冶金自動化信息網，《冶金自動化》雜志社，2015：5.

【4】李俊. 高壓變頻器在循環風機節能改造中的應用[J]. 水泥，2015（04）：55-56.

篇（8）

隨著科學技術的不斷進步以及市場對于化工產品需求量的不斷增加，化工行業正處于迅猛發展階段。氨合成產品作為重要的化工產品，可以用于氮肥、硝酸以及銨態化肥的生產加工制造。隨著市場對于合成氨產品要求的不斷提高以及國家對于化工行業節能減排的要求，改善合成氨生產技術，加大節能技術開發，應經成為合成氨等相關化工行業迫切需要解決的主要問題。

一、現階段合成氨工業主要生產原料

合成氨的反應公式為3H2+N2=2NH3+Q，合成氨的反應特點主要為：可逆反應，氫氣與氮氣反應生成氨，同時氨在一定條件下也可以分解成氫氣和氮氣；此外，合成氨的反應為放熱過程，反應過程中反應熱與溫度以及壓力有關；而且需要催化劑的催化方能迅速進行合成氨反應?，F階段用硬合成氨生產的原料主要有天然氣、重質油以及煤或焦炭，具體生產工藝如下所示：

1.天然氣

采用天然氣生產合成氨主要工序為脫硫、二次轉換、一氧化碳轉換以及去除二氧化碳等工序，在上述工序完成后即可得到氮氫混合氣，再利用甲烷化技術去除少量殘余的一氧化碳以及二氧化碳，并經壓縮機進行壓縮處理，即可得到合成氨產品。

2.重質油

重質油主要是指常壓或者減壓蒸餾后的渣油以及利用原油深度加工后的燃料油。利用重質油生產合成氨的工藝為首先重油與水蒸氣反應值得含氫氣體。通過將部分重油燃燒以為反應轉化吸熱提供足夠的熱量以及足夠的反應溫度，進而通過重油制氫為合成氨的生產提供基礎原料。

3.煤

以煤作為原料制取氫氣的工藝流程主要包括煤的高溫干餾焦化以及煤的氣化兩種，煤的焦化主要是將煤處于空氣隔絕的高溫條件下制取焦爐煤氣，通常情況下焦爐煤氣中含有60%左右的氫氣，作為合成氨生產的原料。而煤的氣化，將煤在高溫條件下，通過常壓或者加壓的方式與水蒸氣或者氧氣反應，得到含氫的氣體產物，以此為制作合成氨的原料。

二、合成氨生產工藝指標

1.合成氨生產壓力

通常情況下將壓力控制在3～4MPa左右，這主要是由于采取加壓的條件可以降低能耗，保證能量的合理利用，而且采取加壓的方式還可以提高反應余熱的利用。

2.生產溫度

對于一段爐的溫度，一般控制在760～800℃左右，這主要是由于一段爐設備價值高，而且主要為合金鋼管，合金鋼管的特點在于溫度過高容易造成使用壽命大幅度降低。對于二段爐溫度，主要根據甲烷控制指標來確定。在合成氨的生產壓力以及水碳比得出后，應該根據平衡甲烷的濃度來確定合成氨的生產溫度。通常情況下要求yCH4

3.水碳比

由于水碳比高的條件下，殘余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用較高的水碳比，約3.5～4.0。

三、合成氨生產節能措施研究

合成氨的生產作為需要大量能好的工業，，對于合成氨生產工藝進行節能技術改造已經成為合成氨工業提高經濟效益，實現健康可持續發展的關鍵。降低合成氨生產過程中的能耗，可以采取以下措施：

1.實現合成氨生產規模的大型化

生產規模的大型化在于可以綜合利用能量，并且可以采用離心壓縮機，在降低成本投入的同時，實現生產過程的節能。大型化的合成氨生產可以建立完善的熱回收系統，進而降低能量的消耗，提高技術經濟指標。此外，大型化的合成氨生產工藝由于采用了高速離心壓縮機，減少了合成氨的設備，并實現了合成氨生產工藝的優化。

2.實現制氣系統的節能優化

合成氨的生產主要集中在制氣環節，制氣環節的能耗達到成產工藝的70%以上，因此實現合成氨的節能，必須提高轉化率降低燃料消耗。

對于利用天然氣生產合成氨的工藝，可以采取以下幾種措施：結合用于生產合成氨的天然氣的密度以及其他信息，判斷天然氣碳含量，并及時調整蒸汽，并通過適當降低水碳比來實現生產工藝的節能；嚴格控制合成氨過程中的煙氣氧含量，并盡可能的減少其波動，將其控制在較低的數值；在生產過程中除滿足氫氣與氮氣比、二段爐出口的甲烷含量以及溫度的條件外，應盡可能降低一段爐負荷；對于類似于Kelogg型的合成氨生產轉化爐，應該盡可能地均衡控制各個支路間溫度，并減少各爐管間溫度偏差，進而大幅提高加熱效率，這樣不僅延長設備使用壽命，同時實現能耗的降低。

對于采用重油以及煤粉氣化爐的合成氨生產工藝，實現節能技術改造可以采取以下措施：根據原料的基本屬性如密度、熱值等探尋反應的最佳配比，及時調整氧氣量、蒸汽量，減少能耗；根據爐型及工藝設計不同控制方案，通過平穩操作和優化參數，提高轉化率，降低能耗；由于這類氣化控制的特殊性，如原料性質難以定性、監測點少、自動化程度低等，尚無開發出理想的優化控制系統。

3.從馳放氣中回收氫

從馳放氣體中回收含氫氣體。從馳放氣體中回收有氫氣體主要有以下幾種方式：第一，將馳放氣體低溫液化，進而通過蒸餾進行進一步的分離，通過這種方式不僅可以回收有氫氣體，同時可以回收部分稀有氣體。第二，采取分子篩在高壓條件下吸附的方式，進而在減壓下進行解吸的方法分離得到有氫氣體。第三，采用多極膜分離方法，由于氫氣透過膜的速率相比其他氣體較高，并通過多極膜進行分離而獲得純度較高的氫氣。

四、結語

隨著資源的不斷匱乏以及能源危機的制約，在合成氨生產工藝中采取各種節能措施，并進行技術改造以便于降低能源消耗，提高合成氨的生產效益已經成為合成氨生產技術改造的重點，這對于提高合成氨裝置的設備可靠性，改善合成氨的技術經濟指標也具有重要的意義。

參考文獻

篇（9）

中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號：

一.引言

我國是世界焦炭第一生產大國，同時也是第一焦炭消費大國。近些年來，我國的煉焦技術得到了較大進步，煉焦技術的發展，促進了煉焦行業節能技術的推廣和應用。

二.煉焦技術的工藝特點。

1.回收煉焦工藝流程簡述。

熱回收煉焦工藝技術包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間，煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐，成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作，煉焦煤煉焦時產生的揮發份在焦爐內全部燃燒，高溫廢氣經焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產生蒸汽?；厥諢崃亢蟮牡蜏貜U氣脫除二氧化硫后經煙囪排放。蒸汽送到工業、公共設施，或用于余熱發電車間發電。

2.回收煉焦工藝主要特點。

（1）.煉焦爐負壓操作，基本消除了煉焦爐對大氣的污染?；厥諢捊巩a生的揮發份燃燒為高溫廢氣的熱量，并回收其熱量，徹底消除了化學污水的產生。實現了煉焦工業的清潔生產。

（2）. 煉焦爐內煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層，取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現象。

（3）. 煉焦爐煉焦時揮發性的物質在焦炭層中的流程較長，二次裂解產生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用，能改善和提高焦炭的物理化學性質和冷熱強度。結合搗固煉焦，對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質量具有重要意義。

（4）. 熱回收煉焦技術工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產權的液壓搗固，在國內首次使用具有我國自主知識產權的水平接熄焦，充分體現了我國堅持科學發展觀和科技的創新能力。

三．發展清潔生產的大型搗固煉焦。

大力研發和推廣具有完善環保設施、能夠實現清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐，進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。

開發適合中國國情的6.7米搗固焦爐，其每孔年產焦炭1.443萬噸，將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐，2×52孔年產焦炭150萬噸，填補我國年產150萬噸級焦炭規模的大型搗固焦爐空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型搗固煉焦技術的發展，使其達到世界領先水平。

發國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車（SCP機），使其機械化、自動化、安全性能和環保水平等方面達到世界領先水平。

隨著我國大中型鋼鐵企業逐步接受和采用搗固煉焦技術，應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數，推動大中型高爐使用搗固焦炭。

1.大力推廣的節能技術。

(1). 發展高效節能環保的大型焦油加工裝置。

淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。

進一步推動我國煤焦油加工的集中處理，建設規模大、技術先進、節能環保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發新產品，擴大產品品種和品級，配合化工、醫藥、材料等市場要求，開發出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油，在滿足炭黑生產的同時，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術，使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。

(2).推薦采用高效節能的脫硫脫氰技術。

新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。

推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業裝置投產，并建成示范裝置，解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題，推動其更新換代。

推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實現焦化廢水的近零排放。

(3)積極研發焦爐煤氣資源化利用技術。

COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業單位產品的能源消耗和排放負荷，甚至能開發出大量最清潔能源—氫氣，從而引發鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關系，甚至會引發整個社會新的供需關系。

(4)開發新型焦化污水深度處理技術.

資源節約、環境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環水排污水（采用CDQ時循環水排污水為0.53噸）。我國已開發出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業焦化廠來說，焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環水系統。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠，生化處理時，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水，在焦化廠內消耗掉。但是，隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無路可去，只能回用于凈循環水系統。而凈循環水系統對水質要求嚴格，對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環水系統補充水，必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。

“十一五”期間，進行了大量污水回用深度處理技術的開發工作。深度處理一般采用膜分離技術。即：生物處理（A-A/O）+超濾（UF）+納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）+膜生物反應器（MBR）+納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產水率可達到70%以上，產水水質可達到循環水補充水的要求，用作循環水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點開發的課題。

(5)研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術。

離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當，余熱回收利用的潛力巨大。

“十一五”期間，國內外許多焦化企業積極研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術，如：濟鋼將5個上升管做成夾套管，導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗；濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗；無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發電技術回收上升管余熱的試驗；平煤武鋼焦化進行了高效微流態傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗；日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。

“十二五”期間，應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發調試、改進完善、總結比較，選擇最優方法；推動最優方法盡快工業化，總結經驗，建立示范裝置，加以推廣普及。

五．結束語

煉焦，要做好能源生產和節能處理的兩手抓，在確保生產的同時，要減少對能源的消耗，提高最終有效產出。

參考文獻：

[1] 曹海霞CAO Hai-xia. 山西焦化工業技術發展現狀與趨勢研究 [期刊論文]. 《煤炭加工與綜合利用》 -2007年5期

[2] 曾子平劉應隆. 應用氨肥法一體化工藝煙氣脫硫促進高能耗產業節能減排——煤化鋼鐵企業煉焦廢氨水脫硫產業鏈建設 [會議論文]. 2008年全國熱工節能減排技術交流會

篇（10）

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1.變頻調速技術的現狀

電氣傳動控制系統通常由電動機、控制裝置和信息裝置三部分組成。電氣傳動可分為調速和不調速兩大類,調速又分為交流調速和直流調速兩種方式。免費論文。不調速電動機直接由電網供電。但是,隨著電力電子技術的發展,原本不調速的機械越來越多地改用調速傳動以節約電能,改善產品質量,提高產量。以我國為例,60%的發電量是通過電動機消耗的。因此,調速傳動有著巨大的節能潛力,變頻調速是交流調速的基礎和主干內容,變頻調速技術的出現使頻率變為可以充分利用的資源。近年來。變頻調速技術已成為交流調速中最活躍、發展最快的技術。

1.1國外現狀

采用變頻的方法,實現對電機轉速的控制,大約已有40年的歷史,但變頻調速技術的高速發展,則是近十年的事情,主要是由下面幾個因素決定:

1.1.1市場有大量需求

隨著工業自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺,變頻器越來越廣泛地應用在冶金、機械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個行業以及風機、水泵等節能場合,并取得了顯著的經濟效益。

1.1.2功率器件發展迅速

變頻調速技術是建立在電力電子技術基礎之上的。近年來高電壓、大電流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模塊IPM等器件的生產以及并聯、串聯技術的發展應用,使高電壓、大功率變頻器產品的生產及應用成為現實。在大功率交―交變頻(循環交流器)調速技術方面,法國阿爾斯通已能提供單機容量達30000kW的電器傳動設備用于船舶推進系統。

IPM投入應用比IGBT約晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅動和保護電路,有的甚至還把光耦也集成于一體,是一種更為適用的集成型功率器件。目前,在模塊額定電流10-600A范圍內,通用變頻器均有采用IPM的趨向。IPM除了在工業變頻器中被大量采用之外,經濟型的IPM在近年內也開始在一些民用品,如家用空調變頻器,冰箱變頻器,洗衣機變頻器中得到應用。IPM也在向更高的水平發展,日本三菱電機最近開發的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦,通過內部自舉電路可單電源供電,并采用了低電感的封裝技術,在實現系統小型化、專用化、高性能、低成本方面又推近了一步。

1.1.3控制理論和微電子技術的支持

在現代自動化控制領域中,以現代控制論為基礎,融入模糊控制、專家控制、神經控制等新的控制理論,為高性能變頻調速提供了理論基礎;16位、32位高速微處理器以及信號處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)技術的快速發展,則為實現變頻調速的高精度、多功能提供了硬件手段。

1.2國內現狀

從整體上看我國電氣傳動系統制造技術水平較國際先進水平差距10-15年。免費論文。在大功率交-交,無換向器電動機等變頻技術方面,國內只有少數科研單位有能力制造,但在數字化及系統可靠性方面與國外還有相當差距。而這方面產品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷揚機方面有很大需求。免費論文。在中小頻率技術方面,國內學者做了大量變頻理論的基礎研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理論,針對交流電機具有多變量、強耦合、非線性的特點,采用了線性解耦和非線性解耦的方法,探討交流電機變頻調速的控制策略。國內學者一直致力于變頻調速新型控制策略的研究,但由于半導體功率器件和DSP等器件依賴進口,使得變頻器的制造成本較高,無法形成產業化,與國外的知名品牌相抗衡。國內幾乎所有的產品都是普通的V/f控制,僅有少量的樣機采用矢量控制,品種與質量還不能滿足市場需要,每年需大量進口高性能的變頻器。

因此,國內交流變頻調速技術產業狀況表現如下:(1)變頻器控制策略的基礎研究與國外差距不大。(2)變頻器的整機技術落后,國內雖有很多單位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并沒形成一定的技術和生產規模。(3)變頻器產品所用半導體功率器件的制造業幾乎是空白。(4)相關配套產業及行業落后。(5)產銷量少,可靠性及工藝水平不高。

2.變頻調速技術未來發展的方向

變頻調速技術主要向著兩個方向發展:一是實現高功率因數、高效率、無諧波干擾,研制具有良好電磁兼容性能的“綠色電器”;二是向變頻器應用的深度和廣度發展。隨著變頻器應用領域深度和廣度的不斷開拓,變頻調速技術將越來越清楚地展示它在一個國家國民經濟中的重要性?？梢灶A料,現代控制理論和人工智能技術在變頻調速技術的應用和推廣,將賦予它更強的生命力和更高的技術含量。其發展方向具有如下幾項:(1)實現高水平的控制;(2)開發清潔電能的變頻器;(3)縮小裝置的尺寸;(4)高速度的數字控制;(5)模擬與計算機輔助設計(CAD)技術。

3.變頻調速技術的應用

縱觀我國變頻調速技術的應用,總的說來走的是一個由試驗到實用,由零星到大范圍,由輔助系統到生產裝置,由單純考慮節能到全面改善工藝水平,由手動控制到自動控制,由低壓中小容量到高壓大容量,一句話,由低級到高級的過程。我國是一個能耗大國,60%的發電量被電動機消耗掉,據有關資料統計,我國大約有風機、水泵、空氣壓縮機4200萬臺,裝機容量約1.1億萬千瓦,然而實際工作效率只有40%-60%,損耗電能占總發電量的40%,已有經驗表明,應用變頻調速技術,節電率一般可達10%-30%,有的甚至高達40%,節能潛力巨大。

有關資料表明,我國火力發電廠有八種泵與風機配套電動機的總容量為12829MW,年總用電量為450.2億千瓦小時。還有總容量約為3913MW的泵與風機需要進行節能改造,完成改造后,估計年節電量可達25.69億千瓦小時;冶金企業也是我國的能耗大戶,單位產品能耗高出日本3倍,法國4.9倍,印度1.9倍,冶金企業使用的風機泵類非常多,實施變頻改造,不僅可以大幅度節約電能,還可改善產品質量。

我國變頻調速技術的應用已取得顯著成績,主要表現在下面二個方面:

3.1變頻調速技術的應用范圍已發展到新階段,以石油、石化、冶金、機械等行業為例,都經過了單系統試用、大量使用和整套裝置系統使用3個發展階段。如廣東茂名石化公司和九江石油化工廠現已發展到引用常減壓和催裂化變頻裝置,取得了節能、增產的顯著效果。

3.2變頻調速技術已成為節約能源及提高產品質量的有效措施,很多用戶實踐結果證明,節電率一般在10%-30%,有的高達40%,更重要的是生產中一些技術難點也得到解決。例如包鋼1150軋機采用變頻裝置后,年平均事故時間達到工作時間的0.1%以下,大幅度提高了產品質量和產量,且年節約電費約50萬元。

4.結束語

變頻調速技術作為高新技術、基礎技術、節能技術,已經滲透經濟領域的所有技術部門中。今后我國在變頻調速技術方面應積極作好如下工作。

4.1應用變頻調速技術來改造傳統產業,節約能源及提高產品質量,獲得較好的經濟效益和社會效益。

4.2大力發展變頻調速技術,必須把我國變頻調速技術提高到一個新水平,縮小與世界先進水平的差距,提高自主開發能力,滿足重點工程建設和市場的需求。