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摘要:长期以来,在机械加工领域存在着一个被人们忽视的问题,就是机械加工工艺过程中的节能降耗问题。本文主要对机械节能降耗措施进行详细的探讨, 作为耗能耗材的大户,机械工业已经成为我国减少能源消耗的重要因素,节约能源降低减排是机械工业面临的一项重要任务。本文是个人的一些观点,以期对机械节能起到参考价值。
关键词:节能降耗; 机械;
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
前言
机械工业作为我国战略性支柱产业,肩负着为国民经济各行业及国防建设提供装备的重任,它所生产的产品是否先进、高效、节能和环保,直接影响着所装备行业的经济效益、能源(资源)消耗和污染物的排放,是各行业实现节能减排目标的源头和保障。工程机械间接的节能降耗途径和措施还有很多,如优化零部件、减轻整机重量;在特定用途的装载机、挖掘机上安装空转管理系统,如采石场用的装载机,在作业时有40%的时间处于停车待卸等空转状态,发动机在消耗燃油。总之,在工程机械节能降耗方面,不仅仅局限于发动机这一领域,在工程机械总系统中,很多与发动机相关的子系统都具有节能降耗的开发空间。
一、改进作业装置问题分析
1、优选建设机械机型。
①优先选用(包括使用保有机械或租赁、新购机械下同)新能源建设机械。近年来,新能源建设机械(使用电力、蓄电池动力、混合动力天然气、生物柴油等为动力源的建设机械)目前使用越来越多,与以燃油(柴油、汽油)为燃料的建设机械相比,其污染物排放量大大降低(电动型的ml,m2,m3量值为零.混合动力型、天然气、生物柴油型的ml,m2,m3量值小)。②对燃油型的建设机械,优先选用节能减排型的,如优先选用发动机采用燃油共轨电控喷射技术的建设机械,这类机型可使空气和高压燃油有效混合.清洁燃烧提高燃油效率,节能减排。
2、采用表面工程技术强化刃具(斗齿,推土刀片):研究表明,挖掘机铲斗的斗齿磨钝后,挖掘阻力将增加50%-.100%,采用堆焊、喷涂等表面工程技术,在斗齿和推土刀片表面堆焊(如碳化钨)或等离子喷焊(如Ni-WC合金)层则可增强斗齿和推土刀片耐磨胜,提高生产率。但耐磨层不能永久使用,施工单位还应及时修复或更换失效的斗齿和推土刀片。为便于进行斗齿和推土刀片的更换工作,斗齿和推土刀片应制成楔人式或组合式,以便决速更换和修补。爱科斯欧洲公司推出一种UITR210K斗齿,装拆方便,斗齿齿身和齿座为配合式,斗齿齿身头部有一个卡环,用螺丝刀撬动卡环,可以使齿身和齿座分离,因此称为无需锤装斗齿。
3、改进作业方法,提高机械的作业效率,缩短作业运行时间。如推土机采用下坡作业法.比传统方法可提高生产率30%一40%對完成相同作业量,其作业运行值就减低30%-40%,
也相当于节能减排30%一40% 。
二、分析研究采用新型传动装置
据俄罗斯《建筑和筑路机械》报导,德国采埃孚研发的成套高效传动装置,该成套装置包括变速箱、智能化控制模块、前桥、后桥、快速圆盘制动器等。采用先进的成套化、信息化技术,将其安装在装载机上代替传统的传动系统,在完成相同作业量时,可减少油耗20%,提高生产率40%,减少发动机有害污染物的排放,而且操作舒适、可靠性高、使用寿命长。该系统节能降耗的关键技术之一是智能化控制模块,它能根据液力变矩器的工作情况控制变速箱,进而控制发动机的转速,使发动机始终处于经济、节油的高效区内,从而达到有效地利用发动机功率,在确保液力变矩器输出功率的前提下节油。调速型液力耦合器和液私调速离合器均是乒以、水泵调速实现的最佳选择。对于新安装的水泵可选新型调速装置进行成套设计,对老设备改造则需使电机后退重新制作设备基础。
三、有关机械调速装置的应用实例分析
1、A厂在125KW机组母管制锅炉给水泵改造中,加装两台GWT58调速型液力藕合器,与未加装耦合器时比,给水泵单耗降低0.37KWoh/t,全年节电200 x 104KWoh,B热电厂在I I0KW机组锅炉给水泵上加装GST50调速型液力耦合器,年节电150 x 104KWoh,C热电厂200KW 1号、2号机组锅炉给水泵分别于1990年和1991年加装了YOCQ422液力藕合器传动装置,两者均为全容量供水,年节电率约为水泵额定功率(5100KW)的16%,全年节电612 x 104KWoh,节省电费51. 16万元,运行一年即可收回投资。
2、D电厂1995-1999年先后在3#锅炉送风机、4#锅炉送风机和吸风机甲乙两侧安装了6台YT80型液钻调速离合器,成功应用至今,年节电152万度,节电率为25%.将液勃调速技术应用于锅炉送风机,变挡板调节风机流量为调速调节风机流量,这在电力系统查无先例。
3、E供水总公司一水厂负责全市70%居民生活和工业用水的供应,随着昼夜、季节的变化,供水流量变化很大。1997年在二泵房7#泵上安装了YT40型液体翻性调速离合器,有关参数如下,7#泵电机参数:颜定功率380KW,电压等级6000V,额定转速985rpm; YT40型液体黏性调速离合器参数:传递扭矩4000Nom,传递功率400KW适应转速985 rpm,调速范围0.3-1。按每年运行8000h计算,年节电60. 27万度。
4、某电厂高压回水泵,电机功率280KW,电压等级6000V,额定电流35A.泵出口压力要求在5Mpa节流调节运行时,电机电流值一 般为26A,加装液黏调速离合器后,在相同工况下,电机电流值为19A,电流下降了7个安培。
四、如何改进热管理系统问题分析
工程机械的热管理系统(冷却系统)的部件有发动机散热器(水箱)风扇、循环水泵、液压油冷却器等,传热流体有空气、冷却液、液压油、润滑油等#控制装置有节温器、电子控制装置等。一众所周知,工程机械的发动机、传动装置、运转 装置均有一个最佳的工作温度区(最佳工作温度范围)但目前工程机械的冷却系统多为被动又系统,不能精确地主动控制发动机等发热部件粉的温度状态,如传统水泵的泵水量仅在5%的时间内是符合要求的(其余时间超过或达不到最佳的供水量)。参照国内外汽车热管理系统的改进方向,工程机械热管理系统的改进方向是:(1)减轻部件重量。采用质优轻型的水箱、风扇、水泵等部件代替传统部件以减轻部件重量,从而减轻整机重量,有利于节油。(2)采用高效冷却液。纳米流体是一种工程传热流体,由传统传热流体(水、乙二酬昆合物、机油等)中分散的纳米微粒组成,具有较高的导热率。(3)精准控制。挖掘机、装载机等工程机械工作油的油温在30-.60℃的范围内比较合适,传统的冷却系统的风扇都是恒速运转,无法精准控制转速来实现 精准调温,因此必须使用智能化控制元件调控风扇转速,减少能耗。
五、结语
工程施工中,按施工需要优化建设机械的配置,不仅可以确保施工质量、进度、效益.还可实现节能减排。它属于建设机械的管理范畴.包括两项内容:(1)在工程机械动力源上采取改善措施(直接式)如开发新型的节能降耗的内燃发动机,采用混合动力发动机或纯电动。②改进工程机械作业装置、传动系统、热管理系统等装置(间接式)。本文根据国内外在间接式措施的节能降耗成果,进行综合介绍,供开发工程机械产品和对在用的工程机械进行技术改造、再制造时参考。
参考文献
[1]张延峰.《汽轮机改造技术》,中国电力出版社,2006
关键词:节能降耗; 机械;
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
前言
机械工业作为我国战略性支柱产业,肩负着为国民经济各行业及国防建设提供装备的重任,它所生产的产品是否先进、高效、节能和环保,直接影响着所装备行业的经济效益、能源(资源)消耗和污染物的排放,是各行业实现节能减排目标的源头和保障。工程机械间接的节能降耗途径和措施还有很多,如优化零部件、减轻整机重量;在特定用途的装载机、挖掘机上安装空转管理系统,如采石场用的装载机,在作业时有40%的时间处于停车待卸等空转状态,发动机在消耗燃油。总之,在工程机械节能降耗方面,不仅仅局限于发动机这一领域,在工程机械总系统中,很多与发动机相关的子系统都具有节能降耗的开发空间。
一、改进作业装置问题分析
1、优选建设机械机型。
①优先选用(包括使用保有机械或租赁、新购机械下同)新能源建设机械。近年来,新能源建设机械(使用电力、蓄电池动力、混合动力天然气、生物柴油等为动力源的建设机械)目前使用越来越多,与以燃油(柴油、汽油)为燃料的建设机械相比,其污染物排放量大大降低(电动型的ml,m2,m3量值为零.混合动力型、天然气、生物柴油型的ml,m2,m3量值小)。②对燃油型的建设机械,优先选用节能减排型的,如优先选用发动机采用燃油共轨电控喷射技术的建设机械,这类机型可使空气和高压燃油有效混合.清洁燃烧提高燃油效率,节能减排。
2、采用表面工程技术强化刃具(斗齿,推土刀片):研究表明,挖掘机铲斗的斗齿磨钝后,挖掘阻力将增加50%-.100%,采用堆焊、喷涂等表面工程技术,在斗齿和推土刀片表面堆焊(如碳化钨)或等离子喷焊(如Ni-WC合金)层则可增强斗齿和推土刀片耐磨胜,提高生产率。但耐磨层不能永久使用,施工单位还应及时修复或更换失效的斗齿和推土刀片。为便于进行斗齿和推土刀片的更换工作,斗齿和推土刀片应制成楔人式或组合式,以便决速更换和修补。爱科斯欧洲公司推出一种UITR210K斗齿,装拆方便,斗齿齿身和齿座为配合式,斗齿齿身头部有一个卡环,用螺丝刀撬动卡环,可以使齿身和齿座分离,因此称为无需锤装斗齿。
3、改进作业方法,提高机械的作业效率,缩短作业运行时间。如推土机采用下坡作业法.比传统方法可提高生产率30%一40%對完成相同作业量,其作业运行值就减低30%-40%,
也相当于节能减排30%一40% 。
二、分析研究采用新型传动装置
据俄罗斯《建筑和筑路机械》报导,德国采埃孚研发的成套高效传动装置,该成套装置包括变速箱、智能化控制模块、前桥、后桥、快速圆盘制动器等。采用先进的成套化、信息化技术,将其安装在装载机上代替传统的传动系统,在完成相同作业量时,可减少油耗20%,提高生产率40%,减少发动机有害污染物的排放,而且操作舒适、可靠性高、使用寿命长。该系统节能降耗的关键技术之一是智能化控制模块,它能根据液力变矩器的工作情况控制变速箱,进而控制发动机的转速,使发动机始终处于经济、节油的高效区内,从而达到有效地利用发动机功率,在确保液力变矩器输出功率的前提下节油。调速型液力耦合器和液私调速离合器均是乒以、水泵调速实现的最佳选择。对于新安装的水泵可选新型调速装置进行成套设计,对老设备改造则需使电机后退重新制作设备基础。
三、有关机械调速装置的应用实例分析
1、A厂在125KW机组母管制锅炉给水泵改造中,加装两台GWT58调速型液力藕合器,与未加装耦合器时比,给水泵单耗降低0.37KWoh/t,全年节电200 x 104KWoh,B热电厂在I I0KW机组锅炉给水泵上加装GST50调速型液力耦合器,年节电150 x 104KWoh,C热电厂200KW 1号、2号机组锅炉给水泵分别于1990年和1991年加装了YOCQ422液力藕合器传动装置,两者均为全容量供水,年节电率约为水泵额定功率(5100KW)的16%,全年节电612 x 104KWoh,节省电费51. 16万元,运行一年即可收回投资。
2、D电厂1995-1999年先后在3#锅炉送风机、4#锅炉送风机和吸风机甲乙两侧安装了6台YT80型液钻调速离合器,成功应用至今,年节电152万度,节电率为25%.将液勃调速技术应用于锅炉送风机,变挡板调节风机流量为调速调节风机流量,这在电力系统查无先例。
3、E供水总公司一水厂负责全市70%居民生活和工业用水的供应,随着昼夜、季节的变化,供水流量变化很大。1997年在二泵房7#泵上安装了YT40型液体翻性调速离合器,有关参数如下,7#泵电机参数:颜定功率380KW,电压等级6000V,额定转速985rpm; YT40型液体黏性调速离合器参数:传递扭矩4000Nom,传递功率400KW适应转速985 rpm,调速范围0.3-1。按每年运行8000h计算,年节电60. 27万度。
4、某电厂高压回水泵,电机功率280KW,电压等级6000V,额定电流35A.泵出口压力要求在5Mpa节流调节运行时,电机电流值一 般为26A,加装液黏调速离合器后,在相同工况下,电机电流值为19A,电流下降了7个安培。
四、如何改进热管理系统问题分析
工程机械的热管理系统(冷却系统)的部件有发动机散热器(水箱)风扇、循环水泵、液压油冷却器等,传热流体有空气、冷却液、液压油、润滑油等#控制装置有节温器、电子控制装置等。一众所周知,工程机械的发动机、传动装置、运转 装置均有一个最佳的工作温度区(最佳工作温度范围)但目前工程机械的冷却系统多为被动又系统,不能精确地主动控制发动机等发热部件粉的温度状态,如传统水泵的泵水量仅在5%的时间内是符合要求的(其余时间超过或达不到最佳的供水量)。参照国内外汽车热管理系统的改进方向,工程机械热管理系统的改进方向是:(1)减轻部件重量。采用质优轻型的水箱、风扇、水泵等部件代替传统部件以减轻部件重量,从而减轻整机重量,有利于节油。(2)采用高效冷却液。纳米流体是一种工程传热流体,由传统传热流体(水、乙二酬昆合物、机油等)中分散的纳米微粒组成,具有较高的导热率。(3)精准控制。挖掘机、装载机等工程机械工作油的油温在30-.60℃的范围内比较合适,传统的冷却系统的风扇都是恒速运转,无法精准控制转速来实现 精准调温,因此必须使用智能化控制元件调控风扇转速,减少能耗。
五、结语
工程施工中,按施工需要优化建设机械的配置,不仅可以确保施工质量、进度、效益.还可实现节能减排。它属于建设机械的管理范畴.包括两项内容:(1)在工程机械动力源上采取改善措施(直接式)如开发新型的节能降耗的内燃发动机,采用混合动力发动机或纯电动。②改进工程机械作业装置、传动系统、热管理系统等装置(间接式)。本文根据国内外在间接式措施的节能降耗成果,进行综合介绍,供开发工程机械产品和对在用的工程机械进行技术改造、再制造时参考。
参考文献
[1]张延峰.《汽轮机改造技术》,中国电力出版社,2006