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【關鍵詞】節能降耗降本增效供水企業
城市供水是一個高成本低收益的行業,許多城市供水企業均存在不同程度的虧損。供水生產成本主要集中在能耗和生產物資消耗兩大塊,約占供水企業生產成本的65%以上。如何在企業管理上下功夫,把成本管理做精做細,在保證安全、優質供水的前提下,千方百計的降低供水生產過程中的能耗和生產物資消耗以及提高供水回收率,是我們供水企業降本增效的有效途徑。下面就節能降耗方面發表一下個人見解。
加強企業管理,強化全員節能降耗意識
在企業管理中,節能降耗不但需要企業領導的高度重視,而且應該積極發動企業全員參與,要讓員工充分認識到節能降耗的意義所在,將員工的切身利益和節能降耗工作緊密的聯系起來,讓節能降耗成為企業全員的自覺行動,企業節能降耗工作才能真正高效的開展起來。供水企業可以通過以下兩個方面來加強全員的節能意識。
1、進行廣泛的節能降耗宣傳。在企業利用形式多樣宣傳方式,如:標語、節能降耗座談會和節能報道等,讓企業員工充分認識到節能降耗工作的重要性。在節能降耗的宣傳工作中,要讓企業全員明白以下幾點:⑴節能降耗是貫徹執行我國基本國策,建設節約型社會的必然選擇,是落實科學發展觀的本質要求。⑵節能降耗是企業降本增效和企業自身發展的客觀要求,與每個人的切身利益息息相關。⑶節能降耗是企業和社會經濟發展的一項長期戰略任務,需要每個人堅持不懈,長期參與才能做到企業高效、節能和可持續發展。⑷領導對節能降耗工作的高度重視。
2、加強企業管理,嚴格考核制度,將節能降耗與員工切身利益相結合,提高員工參與的積極性。節能降耗工作的落實如果只作宣傳,不與員工切身利益相結合,就會讓員工覺得節能降耗只是喊喊口號而已,是一個很抽象化的概念,完全是一件事不關己的事情,根本沒有熱情去參與。節能降耗工作的落實可以通過與車間、班組簽訂節能降耗考核指標,嚴格指標考核,建立獎懲制度;對節能降耗做出突出貢獻的單位和員工給予重獎,讓員工感受到節能降耗與切身利益息息相關,從而可以更好的提高員工參與的積極性,刺激員工不斷提出挖潛和節能降耗的合理化建議。
加強節能技術應用,降低生產電耗
電耗在供水企業生產成本中約占50%左右,控制好電耗可以大大降低供水企業的生產成本。供水企業降低電耗的措施很多,只要運用得當,對供水企業的降本增效和推進企業的可持續發展具有非常重要的意義。
1、變頻調速技術的應用。隨著工業技術的快速發展,變頻調速技術以其優異的節能效果已廣泛應用于工業企業。供水企業多在加壓泵站使用變頻調速,根據實踐結果證明,節電率一般在10%~20%。隨著人們節能意識的不斷加強以及對運行的可靠性要求越來越強,建議在加壓泵站采用變頻恒壓供水技術,在使用變頻調速的過程中增加電子壓力監測裝置,通過可編程控制器(PLC)調節以控制單臺或多臺水泵機組并聯運行,完成供水壓力的閉環控制,在管網流量和壓力發生變化時實時調節水泵機組運行方式,從而將管網壓力穩定在要求范圍,達到恒壓供水的目的。變頻恒壓供水,不但節約了能耗,而且保證了管網水壓的穩定,提高了用戶的用水質量。
2、選用適合的高效節能型水泵、電機。在供水企業中,供水設備的選型非常重要。首先,水泵設備選型要通過認真細致調查用戶的用水量和壓力需求情況后,選用在最佳工況下運行能夠滿足用戶需求的高效節能設備;水泵流量和揚程在滿足用戶最高日平均需求的情況下,設5%~10%左右的富裕量,并增設變頻控制。其次,所選設備臺數不易過多,在供水量比較穩定的泵站(如:源水取水泵站),供水壓力一定的情況下,最好選用大流量水泵,盡量避免多臺小流量水泵并聯運行;用水不均勻,流量變化大時,宜采用多臺水泵并聯運行,一般不超過3~4臺(其中1臺采用變頻調速,其余采用恒速運轉的方式搭配運行)。最后,所選水泵和電機要匹配,一定要避免大馬拉小車或小馬拉大車的現象發生。
3、采用無功補償設備提高功率因數。
供水企業一般在各泵站都設有配電系統,供水企業可根據自身企業的特點,采用低壓或高壓電容進行無功補償,采用無功補償對保證電能質量,降低電能損耗,提高設備利用率具有重要的作用和意義,功率因素一般維持在0.95左右較好。
4、根據用水量的變化情況,靈活調配供水壓力。
對于用水量季節性變化或時變化較大的供水企業,建議根據季節和高低峰用水時段的用水量不同,合理調配管壓。首先,查找管網末端多個最不利供水用戶點,安裝管網壓力遠傳裝置,將管網壓力信息傳入供水調度中心,以便實時監測管網末端壓力變化情況。其次,根據供水時段的不同,在保證用戶點壓力穩定的情況下,在用水量高峰時期,適當調高供水壓力;在用水量低峰時期,可適當調低供水壓力。根據用戶壓力情況采用靈活調配供水壓力的方式,不但可以滿足用戶的用水需求,而且節能效果較為顯著,并且對降低管網的漏損率也有一定的作用,從而可在多方面達到節能降耗的目的。
完善生產工藝,降低生產過程中的物資消耗
供水生產過程中的物資消耗主要集中在凈水劑和消毒劑兩大塊。在凈水劑的使用方面,首先,水處理構筑物的設計要合理,在滿足水處理要求的情況下,一定要采用混凝和沉淀效果較好的反應池(如:網格反應池)和沉淀池(如:斜管沉淀池);也可以采用多種混凝和沉淀相結合的水處理方式(如:前端為網格后端為折板相結合的反應池,平流式沉淀池末端增加斜管沉淀等),以達到更佳的水處理效果。其次,在每批新使用的凈水劑投加前進行混凝攪拌試驗,以確定最佳的投用量,并制作凈水劑投加量參考表,以供員工參考投加。最后,在適當的情況下(如:低溫、低濁度時)合理使用助凝劑,也可以達到降低凈水劑使用量的目的。
在消毒劑投加方面,以氯氣消毒為例,一般分為預加氯、前加氯、清水池入口加氯和吸水井補加氯幾種方式相結合進行自來水消毒殺菌。氯氣消毒一定要根據水質和季節性的變化適時調整,如夏季源水中的藻類較多,可采用預加氯殺滅微生物和藻類,冬季沒有藻類等則可不投加。清水池入口加氯量可不必太高,一般保證清水池余氯在0.3~0.5mg/L即可,因為清水池內加氯量大揮發量也大,容易造成浪費;出口余氯不足部分可采用吸水井補加氯的方式進行余氯補充,這樣可有效避免氯氣的揮費,保證管網的有效余氯量,從而達到節約消毒劑的目的。
強化供水管網和計量收費管理,降低供水損失率
我國城市供水企業隨著城市的發展不斷壯大,供水管網也隨著城市規模增長而不斷擴大,當前我國許多城市老城區的部分供水管道老化嚴重,管道內壁腐蝕結垢,輸水能力減退,超期服役的管網占總管網長度平均達到10%以上,管道漏損率逐年增高,致使每年有大量自來水白白流失浪費。國家建設部確定的管網合理漏損率應小于12%,而實際上許多城市管網漏損率遠高于此,嚴重的高達20%以上。強化供水管網和計量收費管理,降低供水漏損率,減少水量損失是供水企業節能降耗、降本增效最直接有效的措施。
1、加強供水管網管理隊伍的建設。設立專業的供水管網維護管理隊伍,明確和細化管理范圍、職責和考核辦法。建立健全供水管網資料,在供水管線經過的路線都設置明顯標識(界碑),組織巡視人員每天對管線進行巡查,對管網的跑、冒、滴、漏以及管線附近施工情況等進行匯總和監察,組織維修隊伍進行及時維修和與施工方進行及時溝通,防止施工隊供水管線造成的不必要損壞。加強用水監察,組織用水監察單位對違章用水進行嚴格執法,打擊盜水行為。加強供水管網管理隊伍的技術能力培訓,配備相關的探漏設備,培養專業的探漏人員,提高檢漏率,達到有效控制暗漏的目的。
2、提高水表計量的準確度。新水表在安裝前要經過專業的計量檢測中心進行校核,合格后才能安裝。對使用年限較長和計量不準確的水表要及時更換或維修;對于用水量變化較大的用戶,可采用復式水表進行計量,從而提高計量的準確度。
3、提高抄表、收費人員的工作質量。對抄表、收費采取專人分片區負責的管理方式,并對水量回收率采取嚴格的獎懲制度。抄表、收費人員對所管范圍內的用戶用水性質每季度都要進行一次認真、細致的摸底,對改變用水性質的用戶要及時調整收費標準;并認真做好欠費用戶的水費、滯納金、罰款的追收工作等。
其他方面
【關鍵詞】壓力容器;設計;節能降耗;建議
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
經濟的快速發展和資源的過度開發,導致全球資源緊張的局面進一步加劇,在國家大力提倡可持續發展的今天,壓力容器設計節能降耗不僅可以有效降低企業的生產成本,提高經濟利潤,同時符合科學發展觀的要求。因此,這是對企業自身和社會同時都有好處的事情。
二、壓力容器設計節能降耗的原則及要求
由于壓力容器在生產活動中涉及到個人的生命安全和工業生產的安全,歷來受到國家各級有關部門的高度重視,,制訂了一系列法規、規定和條例。因此在壓力容器設計時,不能僅僅考慮節能降耗的問題,還應同時重視質量安全。
1、每臺壓力容器產品從設計、制造、檢驗、運輸、安裝到投入生產,在這整個過程中,都必須嚴格遵守相關的法律、規定和條例的要求。
2、除了要保證壓力容器的質量安全,壓力容器的設計還應當充分考慮到節能降耗的原則。為了實現壓力容器的經濟性,需要做到的是: 對設計數據進行審核, 避免因設計數據錯誤而導致設計方案制定的錯誤,從而造成的能源消耗嚴重;合理選取材料,選取能夠滿足結構尺寸需要的材料;優化設計換熱容器, 提高換熱效率, 提供足夠的動力保障;對于有保溫或者保冷需求的壓力容器, 要在設計方案中采取有效的保溫或保冷措施;對仍然具有使用功能的設備進行合理的改造,提高材料的利用率。
三、壓力容器的設計節能降耗的建議
壓力容器在實際設計過程當中,常常導致其能源消耗大的原因,經筆者分析,不外乎以下四種:(1)在設計過程中,設計數據發生錯誤,導致其設計出來的壓力容器超出了實際需要的功效,從而在使用過程中造成能源浪費;(2)選材不合理,超出了實際需要的結構和規范;(3)沒有采取相應的保溫措施,壓力容器在運行過程中熱量損失巨大;(4)對仍然具有使用功能的材料沒有充分利用,造成資源浪費嚴重。針對以上原因,下面就具體的提出針對性的建議。
1、對設計數據的審核
設計一臺壓力容器所涉及到的數據主要有: 設計溫度、設計壓力、介質特性等。設計者將根據這些數據進行強度、剛度計算,得出該壓力容器的厚度, 以滿足該壓力容器的強度和穩定性。設計溫度是指壓力容器在正常的工作條件下, 設定受壓元件能夠承受的金屬溫度, 它直接影響到材料的許用應力等力學性能。設計壓力是指設定的容器頂部能夠承受的最高壓力, 設計溫度與相應的設計壓力一起,都是為壓力容器的設定的載荷。介質特性是指壓力容器所裝物料的化學、物理性質, 它與設計壓力一起作為壓力容器分類的依據, 從而影響了壓力容器的焊縫系數、設計結構、無損檢測等。
在實際中,設計溫度和設計壓力都是由壓力容器設計單位的設計人員或者使用單位人員提供的工作壓力和工作溫度加上安全裕量得出來的,具有一定的準確性和科學性。通常:
設計壓力=1.1*工作壓力,設計溫度=工作溫度
GB150.3-2011《壓力容器 第3部分:設計》圓筒厚度計算公式3-1規定:
其中, δ為計算厚度, Pc 為設計壓力, Di 為圓筒內直徑, 為設計溫度下圓筒材料的許用應力, φ為焊縫系數。從上式可以看出, 當設計條件提得過低的時候, 會造成安全隱患,而當設計條件提得過高,將會造成材料的浪費。所以,設計者一定要對設計條件進行審核, 以保證所設計的壓力容器的安全性和經濟性。
2、材料的合理選用
壓力容器所使用鋼板主要有碳素鋼鋼板、高合金鋼鋼板、低合金鋼鋼板、復合鋼板等。壓力容器所用鋼材的選擇必須要考慮到許多因素,除了應該了解材料的耐腐蝕性能外,還必須知道:材料應具有足夠的強度和良好的焊接性能以及其它的加工性能,比如成型、焊接、鍛造、機加工、熱處理性;選擇的材料應該適要合于機械和工藝兩個方面要求的經濟材料。這些材料在整個設備工作的使用期間內,應該要充分考慮到維修、更新等因素,選擇成本最低的材料。各種鋼板的制造工藝不同, 導致其消耗的能源也不同。在滿足壓力容器使用條件的同時, 我們選擇材料的順序一般是: 碳素鋼鋼板、低合金鋼鋼板、高合金鋼鋼板。而當所需鋼板厚度達到一定程度時, 還采用復合鋼板,如:某設備與介質接觸部分需要使用不銹鋼,經過計算,厚度比較厚,這時,就可以采取復合鋼板,這樣,既能使容器保證安全, 又能實現節能降耗的目標。
3、保溫、保冷措施
壓力容器的正常工作狀態往往處于一定溫度下,為了使物料達到這個溫度,需要利用傳熱裝置對該容器進行換熱。如果不對這樣的壓力容器采取保溫或保冷措施,會造成大量熱量的流失,從而極大的浪費能源。因此,避免出現這種現象的一般做法就是在容器的外部設置一層絕熱層, 減少容器與外部空氣之間的熱交換,從而減少能量的流失。絕熱層材料的選用因保溫和保冷要求的不同而不同。例如,保溫常常采用硅酸鋁,而保冷采用聚氨酯;絕熱層的厚度也要根據實際的需要來滿足相應的要求。
4、舊罐利用
在實際生產過程中, 伴隨著科學技術的進步,生產工藝會發生升級改變,或者是當停止一種落后產品的生產的而進行新品種生產的時候,在這個過程中,一些原有設備就不能滿足新的生產工藝的要求。然而,實際上這些設備并沒有超過合理使用期限,仍然具有使用功能。如果放棄舊設備,而全部換采用新設備,不僅會造成很大的浪費, 而且大大提高了重置成本。例如: 一臺壁厚為10mm的內壓儲罐, 在使用了兩年后腐蝕掉1mm, 則實際壁厚為9mm,新條件所計算出來的壁厚要求為8mm, 如果填充介質特性也相同,只是開孔方式和部位不同, 我們就可以重新利用舊罐, 重新開孔并重新進行無損檢測和壓力試驗。
此外, 選擇合理的傳熱方式,能夠提高傳熱效率;合理的傳動結構, 能降低攪拌功率消耗。這些都是我們做設計時所應著重考慮的,并且運用到壓力容器的節能降耗中來。
四、結語
綜上所述, 壓力容器設計的節能降耗是一個系統而又復雜的過程,它不但要求設計人員具備全面的力學、機械、設備、材料、工藝等方面的知識與經驗,還要求要有科學的工作態度。設計者設計出來的壓力容器在滿足穩定性、強度等安全性能以及生產工藝要求的前提下, 通過采取對設計數據審核、選取合理的材料、合理的確定結構尺寸、增加相應的保溫或保冷措施和舊容器利用等方式,大大提高了設計容器的經濟性,實現了其節能降耗的目的。筆者希望此文能給初踏入此行的設計者有所幫助。
參考文獻
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[3] 壓力容器設計和制造常見問題.中國五環化學工程公司,2001.
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制鹵揚水設備啟動裝置技術創新發展思路主要是圍繞六個方面進行:一是提高揚水設備啟動裝置自動控制化技術含量;二是降低電流,保護電機、揚水設備和人員安全;三是可同時啟動多臺揚水設備,提高工作效率;四是水位自動控制裝置,減少電量損耗和揚水設備空運轉造成電機燒毀、零部件嚴重磨損現象,提高能源利用率;五是改善工人勞動作業環境和提高工作效率,從而使該研究在鹽業生產中大面積推廣成為可能。六是配置多功能啟動裝置,提高制鹵效果,起到穩定海鹽生產能力的作用。制鹵揚水設備啟動裝置的創新型設計方案于2010年2月投入實施,經過研制攻關小組的設計和研制,5月中旬第一臺多功能自動控制啟動裝置制作工作已經完成,并在一分場28號灘進行運行實驗2個月,運行實際效果良好,節能降耗效益明顯,符合上述技術創新的發展理念,隨后成批量生產,于2010年12月底在公司制鹽單元推廣使用。
1功能
該啟動裝置由保安器、交流接觸器、電機綜合保護器、時間繼電器、液位繼電器、按鈕開關組成(見表1),適用于三相四線制低壓電路,30kW以下揚水設備電機遠程控制裝置,保護性能齊全,具有防觸陽、防火,短路保護、過載保護、斷相保護、欠壓保護、水位自動控制及星—三角降壓啟動功能,操作安全靈便,節能降耗。
2構造
各元件采用35mm軌道安裝,結構緊湊,各元件體積小,功能全,性能穩定。
3水位自動控制配置原理
鑒于制鹵工藝的特點以及制鹵人員巡回時間較長的原因,揚水設備在運行時經常出現低水位或空運轉關泵不及時現象,使設備處于無降溫運行狀態,造成非正常磨損,無功耗能,甚至電機燒毀等弊病,因此采取水位自控裝置,其功能為:即在無人監控的情況下,鹵水降到低水位時揚水設備自動停止運行,當鹵水水位上升到運行水位時,揚水設備動運行。
4星—三角降壓啟動配置原理
為減少制鹵揚水設備運行中各種能源消耗,通過采用星—三角遠距離降壓啟動裝置,具有了欠壓、過壓、斷相、缺相、電流保護功能和欠流無功率功能,減少了空耗電能現象,延長了設備使用壽命,節能降耗,省電效益明顯。
多功能自動控制啟動裝置原理
方框圖(見圖1)3.628號灘啟動裝置2010年6月~7月份運轉記3.7常見故障及處理(見表3)
經濟效益分析及應用前景展望
1)多功能自動控制啟動裝置安裝簡單,成本費用低,能同時控制多臺電機,工作效率提高30%以上,節能降耗效果明顯,使海鹽生產的綜合技術經濟效益得到提高。
2)多功能自動控制啟動裝置有星—三角啟動功能,具有防觸電、防火、欠壓、過壓、斷相、缺相、電流保護功能和欠流無功率功能,操作安全方便靈活,對電機及人身安全具有保護作用,每年公司節省電機部件維修費用保守估計12000元。
3)水位自動控制系統,避免設備處于無水空運轉無降溫運行狀態,造成非正常磨損,無功耗能,甚至電機燒毀等弊病,節省電耗,降低制鹵工勞動強度,延長軸流泵部分零件的使用壽命,公司每年可節省維修費和電耗490000元。
4)由于鹽場環境潮濕,設備過于年久老化,操作安全是一個非常嚴峻的問題,采用本裝置徹底解決了這一弊端。