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時(shí)間:2023-06-16 16:25:48
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關(guān)鍵詞:漁船;節(jié)能減排技術(shù);海洋捕撈;機(jī)動(dòng)漁船;主機(jī)排放;污染氣體 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U674 文章編號(hào):1009-2374(2016)17-0081-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.17.039
在我國現(xiàn)有的107萬艘漁船中,小型漁船占比超90%,在小型漁船中傳統(tǒng)的木質(zhì)漁船占到了84%。漁船的突出問題表現(xiàn)在數(shù)量多、船型雜、能耗大、裝備落后、污染嚴(yán)重,嚴(yán)重制約了漁業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。近幾年來,漁業(yè)主管機(jī)關(guān)和社會(huì)各界積極開展?jié)O船節(jié)能減排研究,探索漁船節(jié)能減排的技術(shù)措施,著力從漁船新能源應(yīng)用、漁船材質(zhì)玻璃鋼化、推廣節(jié)能型漁船、漁船裝備技術(shù)進(jìn)步等方面,梳理出漁船節(jié)能減排技術(shù)路線,力爭(zhēng)降低漁船耗能指標(biāo)、優(yōu)化漁船船型、提高漁船裝備技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)漁業(yè)增效和漁民增收。
1 漁船現(xiàn)狀分析
1.1 我國機(jī)動(dòng)漁船耗能嚴(yán)重
眾所周知,漁船主要?jiǎng)恿κ遣裼桶l(fā)動(dòng)機(jī),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中消耗大量燃油,是漁船耗能的主體。據(jù)統(tǒng)計(jì),在機(jī)動(dòng)漁船中尤其以捕撈漁船耗能嚴(yán)重,年耗油量占比機(jī)動(dòng)漁船總耗油量達(dá)93.7%(見表1)。同時(shí)漁船柴油機(jī)在工作過程中還會(huì)排放大量的污染物,這些排放物質(zhì)主要有氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、碳氧化物(COx)等,其中NOx和SOx對(duì)環(huán)境和人類的影響最大。又加之我國目前普遍是老舊漁船,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型老舊、高耗能問題更加突出。經(jīng)測(cè)算,在漁業(yè)捕撈生產(chǎn)成本中,燃油成本占總的捕撈生產(chǎn)成本高達(dá)50%以上,有的甚至高達(dá)70%。
1.2 高能耗木質(zhì)漁船數(shù)量大
我國現(xiàn)有漁船中占比超85%以上的都是高耗能、高污染的木質(zhì)漁船,木質(zhì)漁船普遍存在航速慢(航行阻力大)、保溫性能差、維修費(fèi)用高等缺點(diǎn)。有技術(shù)分析,漁船航行阻力與漁船能耗成正相關(guān)關(guān)系,而漁船阻力與船體材質(zhì)、船舶主尺度、船型系數(shù)等有關(guān),但一旦技術(shù)參數(shù)確定后,漁船航行阻力就與材質(zhì)關(guān)系密切。而選用輕型材質(zhì)玻璃鋼材料建造漁船可有效減小漁船航行阻力,從而有效降低能耗。有數(shù)據(jù)分析,同尺度的木質(zhì)漁船比玻璃鋼漁船的燃油消耗要高出10%~15%。
1.3 漁船船型混雜
漁船數(shù)量多、船型混雜,船型標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展緩慢,可供選擇的節(jié)能型漁船船型十分有限。漁船能耗問題也反映在漁船設(shè)計(jì)工作的落后,本來在漁船設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)充分考慮到漁船航行和生產(chǎn)緩解的能耗問題,可在設(shè)計(jì)階段采用一些減少漁船阻力的措施,比如采用輕型船體材料,減少船體表面粗糙度,減少污底,合理選擇尺度、船型系數(shù)和線型,減少濕表面積,采用球艏、球艉、減搖鰭、減搖水艙等。實(shí)踐證明優(yōu)化船型可有效節(jié)能達(dá)5%以上。
1.4 漁船裝備技術(shù)普遍落后,耗能高
由于漁船裝備多,但普遍漁船裝備技術(shù)比較落后,隨著漁業(yè)資源的不斷衰退,漁船作業(yè)生產(chǎn)的效益不高。所以在漁船建造選用設(shè)備時(shí),由于一些新技術(shù)、高性能的產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)高,船東很難接受,往往會(huì)選擇一些價(jià)格低廉的產(chǎn)品,這樣就造成漁船設(shè)備普遍耗能較大。例如目前誘魚燈、信號(hào)燈等普遍還是采用傳統(tǒng)光源的燈具,耗能嚴(yán)重,有數(shù)據(jù)比較,使用傳統(tǒng)光源技術(shù)生產(chǎn)的誘魚燈、信號(hào)燈就比采用LED技術(shù)生產(chǎn)的燈具消耗能源多達(dá)1倍以上。還有像漁船制冷系統(tǒng)普遍采用老舊機(jī)型,漁船制冷系統(tǒng)的能耗損失也相當(dāng)嚴(yán)重,以此類推,如果這樣累計(jì),由于漁船裝備技術(shù)落后造成的能耗浪費(fèi)也是十分嚴(yán)重的,不可低估。
1.5 漁船在作業(yè)中會(huì)排放很多有害物質(zhì)
如漁船主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中排放的氮氧化物、硫氧化物、二氧化碳和微顆粒物,會(huì)直接污染空氣環(huán)境。加之還有大量的漁船未按規(guī)定配備油污水和生活污水處理裝置,造成污油污水直接排放周圍水域,造成水域環(huán)境的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國海洋捕撈漁船每年主要有害物質(zhì)排放量為氮氧化物40萬噸/年,硫氧化物20萬噸/年,二氧化碳2500萬噸/年,微顆粒物2萬噸/年;主要污染物排放為油污達(dá)2萬噸,生活污水350萬噸,固體廢棄物超50萬噸。
由上述內(nèi)容可見,漁船節(jié)能減排工作刻不容緩。
2 漁船節(jié)能減排措施與建議
綜上所述,漁船節(jié)能減排工作已經(jīng)到了必須解決的時(shí)刻,漁船節(jié)能減排工作直接關(guān)系到漁業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展。隨著社會(huì)各界的關(guān)心和有識(shí)之士不斷探索漁船節(jié)能減排技術(shù)措施,漁船節(jié)能減排工作路線逐步清晰,也得到漁業(yè)界同仁的共識(shí),并引起政府和社會(huì)的高度重視。文章結(jié)合筆者常年從事的漁業(yè)裝備制造業(yè)的生產(chǎn)管理和長(zhǎng)期對(duì)漁業(yè)及漁船問題的研究,通過對(duì)漁船現(xiàn)狀的分析,對(duì)漁船節(jié)能減排工作提出以下措施與建議。
2.1 積極推進(jìn)綠色能源在漁船上的應(yīng)用
要積極推進(jìn)綠色能源在漁船上的應(yīng)用。近些年,已經(jīng)有些漁船采用了電力推進(jìn)技術(shù)和清潔能源(LNG)作為動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù),漁船節(jié)能減排也有了新的突破。由于電力推進(jìn)技術(shù)可針對(duì)漁船作業(yè)工況復(fù)雜的特點(diǎn),通過靈活控制船舶電站、優(yōu)化機(jī)槳配合、輔助設(shè)備電氣化、制動(dòng)能量回收等技術(shù)措施達(dá)到降低能耗和減少排放。有數(shù)據(jù)說明,采用電力推進(jìn)技術(shù)可降低油耗10%~20%,減少排放50%~60%;而清潔能源(LNG)應(yīng)用于漁船最少可實(shí)現(xiàn)減排70%,如采用柴油/天然氣雙燃料動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù),可達(dá)到節(jié)省燃料成本20%以上。
2.2 積極推進(jìn)玻璃鋼漁船建造
以上在漁船現(xiàn)狀分析中,對(duì)玻璃鋼漁船的節(jié)能特點(diǎn)有所描述,但目前我國玻璃鋼漁船數(shù)量?jī)H占漁船總數(shù)的1%,推廣使用玻璃鋼漁船可大大推動(dòng)漁船節(jié)能減排工作,因?yàn)椴Aт摑O船與木質(zhì)船相比具有航速快、阻力小、隔熱性能好等節(jié)能特點(diǎn),且維修方便。經(jīng)比較,同尺度玻璃鋼漁船與木質(zhì)漁船相比可節(jié)省能耗10%~15%。
但是,由于多年來制約玻璃鋼漁船推廣的一個(gè)重要因素是玻璃鋼漁船老化后難于降解,玻璃鋼漁船報(bào)廢后無法處理,處理不當(dāng)就會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。捷勝海洋裝備股份有限公司積極關(guān)注并調(diào)查研究玻璃鋼漁船老化降解難題,積極與具有該類世界先進(jìn)技術(shù)水平的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行探討,力爭(zhēng)在制約玻璃鋼漁船推廣的瓶頸問題上有所突破,以切實(shí)有效的措施積極推進(jìn)玻璃鋼漁船的建造、使用和發(fā)展。
2.3 積極推進(jìn)漁船優(yōu)化選型
漁船船型混雜的現(xiàn)象已經(jīng)引起農(nóng)業(yè)部漁業(yè)船舶檢驗(yàn)局的高度重視,近些年來大力推進(jìn)漁船標(biāo)準(zhǔn)化船型的設(shè)計(jì)研發(fā)工作,積極組織全國有關(guān)單位開展?jié)O船標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工作,并先后在大連、山東、重慶等地開展小型漁船標(biāo)準(zhǔn)化船型研究試點(diǎn)工作,有些省、市(江蘇、上海)已經(jīng)率先結(jié)合本轄區(qū)漁船作業(yè)特點(diǎn),開發(fā)設(shè)計(jì)了一批地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)船型。隨著這些標(biāo)準(zhǔn)化船型的使用,漁船管理機(jī)構(gòu)可根據(jù)漁船運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)分析,逐步篩選出安全性能可靠、技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化、節(jié)能效果好的船型作為優(yōu)選船型推廣應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化漁船船型的推廣工作是漁船節(jié)能減排工作的重要措施和手段,是漁船節(jié)能減排工作的必經(jīng)之路。
2.4 積極推進(jìn)漁船裝備技術(shù)進(jìn)步
隨著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和我國整體工業(yè)水平的提高,漁船裝備的技術(shù)進(jìn)步是必然趨勢(shì)。但由于漁船裝備種類多,涉及技術(shù)領(lǐng)域廣泛,做好漁船裝備技術(shù)進(jìn)步工作還需要各界的努力。要得到漁船船東、設(shè)計(jì)單位和主管機(jī)關(guān)的通力配合,鼓勵(lì)船舶裝備制造商研發(fā)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良的產(chǎn)品,漁船設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)階段選型時(shí)盡可能地進(jìn)行漁船裝備的優(yōu)化處理等,例如選用燃油消耗率指標(biāo)優(yōu)良的柴油機(jī)機(jī)型、推廣LED技術(shù)在信號(hào)設(shè)備和誘魚燈具上的應(yīng)用、使用低能耗制冷設(shè)備、選用高效能的魚艙隔熱層保溫材料及減少網(wǎng)具阻力等都將有助于漁船節(jié)能減排,積極推進(jìn)漁船裝備的技術(shù)進(jìn)步,必將提高漁船整體的節(jié)能減排效果。
3 結(jié)語
節(jié)能減排工作是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要著力點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)目標(biāo)。漁業(yè)節(jié)能減排工作是國家節(jié)能減排工作的重要組成部分,也是建設(shè)現(xiàn)代漁業(yè)的重要內(nèi)容。漁船節(jié)能減排工作是漁業(yè)節(jié)能減排工作的重中之重,做好漁船節(jié)能減排工作意義重大。但同時(shí)漁船節(jié)能減排工作又是一項(xiàng)長(zhǎng)期并任務(wù)繁重的工作,做好漁船節(jié)能減排工作事關(guān)漁業(yè)健康發(fā)展和漁民持續(xù)增收,做好漁船節(jié)能減排工作可有效提高漁業(yè)生產(chǎn)總體經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)具有重要的社會(huì)效益。漁船節(jié)能減排工作還需要社會(huì)有關(guān)各方的關(guān)注、積極參與、共同努力,相信只要我們堅(jiān)持不斷開展?jié)O船節(jié)能減排技術(shù)研究,做好漁船節(jié)能的技術(shù)推進(jìn)和應(yīng)用工作,將在不遠(yuǎn)的將來實(shí)現(xiàn)我們的天空更藍(lán),海水更清。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐皓,張祝利.我國漁業(yè)節(jié)能減排研究與發(fā)展建議[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2011,(3).
2003年,張去非接觸了北京遠(yuǎn)通公司的產(chǎn)品EPS納米燃油裝置,并對(duì)此產(chǎn)生了強(qiáng)烈興趣。懷著美好憧憬,他帶了20個(gè)產(chǎn)品回到大慶,測(cè)試后結(jié)果非常理想。
然而,十多年過去了,這個(gè)他非??春玫募{米燃油技術(shù)產(chǎn)品,依舊面臨著市場(chǎng)準(zhǔn)入瓶頸。面對(duì)質(zhì)疑,他希望有關(guān)政府部門能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一次公平、公正、公開的權(quán)威檢測(cè)。
光明的應(yīng)用前景
EPS納米燃油技術(shù)是一種將普通燃油處理成為納米燃油的全新技術(shù)。它是將分子團(tuán)球形直徑300納米左右的普通燃油處理成為直徑3納米以下的親氧活性的納米燃油,使燃油的燃燒更加完全、徹底,提高燃油設(shè)備的熱效率,從而達(dá)到節(jié)省燃油、減少排放等效果。
“我前幾天偷偷在女兒的車上裝了EPS裝置。有一天,她男朋友對(duì)她說這兩天車開得很輕腳,有點(diǎn)感覺?!?/p>
8月15日,張去非在介紹EPS的效用時(shí),對(duì)《小康》記者講述了這么一段小插曲。
北京遠(yuǎn)通有限公司是國家中小企業(yè)科技創(chuàng)新型百強(qiáng)民營(yíng)企業(yè),從2000年開始,公司總裁王文浩(EPS裝置專利發(fā)明人)帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)致力于燃油處理技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用,歷經(jīng)十余年科研,成功研制出具有國際先進(jìn)水平的EPS納米燃油技術(shù)。
“我們和中國科學(xué)院及國家原子能研究院等國內(nèi)在流體和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的權(quán)威研究機(jī)構(gòu)合作,對(duì)經(jīng)過EPS處理后的燃油從微觀層次進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明通過EPS后,普通商用柴油中大量存在的大于300納米的分子團(tuán)全部被擊碎成為小于3納米的顆粒?!睆埲シ菍?duì)《小康》記者說。
在北京遠(yuǎn)通公司的EPS納米燃油裝置發(fā)明專利證書上也寫明了這一點(diǎn):本發(fā)明公開了一種納米顆粒燃油,其基本不含有大于10nm的顆粒。本發(fā)明的納米顆粒燃料油與常規(guī)燃料油相比,顯著提高了燃料油的燃燒程度。在應(yīng)用中可以顯著節(jié)約燃油、減少尾氣中CO等物質(zhì)的排放量。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證EPS的功效,張去非將產(chǎn)品拿到黑龍江省大慶市和北京市,先后經(jīng)過了大慶勝利油田管理局能源監(jiān)測(cè)站和北京市節(jié)能監(jiān)測(cè)中心對(duì)EPS納米燃油的監(jiān)測(cè)。結(jié)果顯示,節(jié)油方面可達(dá)20%―30%,有的實(shí)例達(dá)到40%。減排方面50%―90%,尾氣中的CO、HC、NOx、PM、排放量,平均減少50%以上。安裝EPS裝置后,達(dá)到歐洲III號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車,可以輕松達(dá)到歐洲V號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。除了節(jié)能減排,EPS裝置還可提高動(dòng)力20%,降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音,清除發(fā)動(dòng)機(jī)積碳和降低排氣溫度,有效延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。
據(jù)了解,EPS納米燃油裝置可應(yīng)用的范圍非常廣泛,凡是燃油動(dòng)力裝置都可應(yīng)用,包括汽車、船艇、內(nèi)燃機(jī)車、發(fā)電機(jī)組等燃油動(dòng)力裝置?,F(xiàn)在在北京的近千輛出租車、勝利油田部分石油鉆井機(jī)以及一些萬噸遠(yuǎn)洋輪、小型海輪和一些百貨商場(chǎng)的發(fā)電機(jī)組等設(shè)備上都安裝了EPS納米燃油裝置。
艱難的推廣歷程
“雖然EPS裝置的前景十分光明,但我們所走的道路是十分曲折的?!睆埲シ菑?004年做遠(yuǎn)通公司東三省的總,到現(xiàn)在成為遠(yuǎn)通公司的副總經(jīng)理,對(duì)市場(chǎng)推廣時(shí)遇到的困難不勝唏噓。
“EPS納米燃油裝置從研發(fā)到推廣已經(jīng)有十多年,目前已經(jīng)發(fā)展到第九代產(chǎn)品。但是由于我們自身對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)不夠,導(dǎo)致之前的市場(chǎng)開發(fā)方向不準(zhǔn)確。之前主要是針對(duì)個(gè)體進(jìn)行推廣。作為普通老百姓,花十萬二十萬買一輛車,是一個(gè)很大的資產(chǎn),節(jié)不節(jié)油其實(shí)不是很在意。加上對(duì)EPS裝置半信半疑,擔(dān)心會(huì)把愛車弄壞。所以我們要費(fèi)好多口舌向車主介紹這個(gè)產(chǎn)品,人家才裝。另外,雖然國家倡導(dǎo)節(jié)能減排,但是很多車主對(duì)尾氣排放仍不在乎,認(rèn)為只要達(dá)標(biāo)就可以了?;谶@些原因,EPS裝置一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用?!睆埲シ钦f。
而在市場(chǎng)開發(fā)時(shí)也遇到了對(duì)EPS裝置本身的質(zhì)疑。EPS裝置想要大規(guī)模的進(jìn)入市場(chǎng),前提是必須取得國家有關(guān)部門的檢測(cè)和認(rèn)證。而作為一家民營(yíng)企業(yè),在這個(gè)方面遇到了重重困難。
有專業(yè)人士把EPS定位為“與汽車有關(guān)的技術(shù)”,而不是“與燃油有關(guān)的發(fā)明”。針對(duì)這一狀況,北京遠(yuǎn)通公司加強(qiáng)了兩個(gè)方面的工作:一方面進(jìn)一步做好產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化、加工精密化、安裝簡(jiǎn)便化和調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)化。另一方面,北京遠(yuǎn)通公司積極向其他“用油領(lǐng)域”發(fā)展,目前累計(jì)開發(fā)了七個(gè)系列的產(chǎn)品。
有人質(zhì)疑EPS節(jié)油的機(jī)理?!癊PS裝置節(jié)能減排的前提是車況應(yīng)是正常的,它代替不了修車。面對(duì)質(zhì)疑,公司在一些企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)做了檢測(cè)。但是仍有人質(zhì)疑檢測(cè)的權(quán)威性,因此我們希望能得到國家工業(yè)信息化部和環(huán)保部等有關(guān)部門的重視,對(duì)EPS納米燃油裝置進(jìn)行全面、權(quán)威、公平的檢測(cè)?!睆埲シ潜硎鞠M艿玫秸畽?quán)威部門的檢測(cè),為我國的節(jié)能減排事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
農(nóng)業(yè)節(jié)能減排是國家節(jié)能減排工作的重要組成部分,潛力巨大,前景廣闊。農(nóng)業(yè)農(nóng)村在節(jié)能減排中大有可為,但目前我國的農(nóng)業(yè)節(jié)能減排的形勢(shì)十分嚴(yán)峻,主要表現(xiàn)在:農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不高、農(nóng)民節(jié)能意識(shí)淡薄、與國外差距較大。這些方面應(yīng)該引起各級(jí)政府、相關(guān)行業(yè)與部門的高度重視。
做好農(nóng)村生活節(jié)能減排,是農(nóng)業(yè)節(jié)能減排的重要部分。我國大部分農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低,基礎(chǔ)設(shè)施落后,制約了常規(guī)商品能源的推廣應(yīng)用,并且成本高,多數(shù)農(nóng)民難以負(fù)擔(dān),出現(xiàn)了農(nóng)村居民對(duì)優(yōu)質(zhì)能源日益增長(zhǎng)的需求與商品能源供應(yīng)落后之間的矛盾。我國大部分農(nóng)村地區(qū)居民生活用能仍以秸稈、薪柴等低效燃燒為主,室內(nèi)外環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重,能源利用效率低,僅為25%左右,節(jié)能潛力巨大。因此,開發(fā)農(nóng)村可再生能源,做好農(nóng)村能源節(jié)約,不僅有利于改變農(nóng)民傳統(tǒng)生活能源消費(fèi)模式,減少農(nóng)民對(duì)商品能源的依賴,而且能夠有效改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件,推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。
1.農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能減排開展如火如荼
近年來,在國家農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼等一系列強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策推動(dòng)下,我國農(nóng)業(yè)裝備水平快速提高,農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能減排的任務(wù)也日益繁重。為做好農(nóng)機(jī)化節(jié)能減排工作,農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步做好農(nóng)機(jī)化節(jié)能減排工作的通知》。農(nóng)業(yè)的節(jié)能減排主要靠農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能減排。農(nóng)業(yè)機(jī)械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工具,農(nóng)機(jī)化技術(shù)直接關(guān)系到節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)水、節(jié)種和秸稈綜合利用等技術(shù)的普及和推廣,是推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排的載體和手段。做好農(nóng)機(jī)節(jié)能工作,不僅能夠推進(jìn)農(nóng)機(jī)化發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,而且對(duì)整體推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有十分重要的意義。
農(nóng)機(jī)維修節(jié)能減排是農(nóng)機(jī)節(jié)能減排的重要內(nèi)容。做好農(nóng)機(jī)維修節(jié)能減排工作,開發(fā)和推廣先進(jìn)適用農(nóng)機(jī)維修保養(yǎng)技術(shù)和設(shè)備,對(duì)節(jié)約能源、降低排放、減少污染、提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展質(zhì)量具有重要意義。為做好農(nóng)機(jī)維修工作,加快農(nóng)機(jī)維修先進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用,促進(jìn)農(nóng)機(jī)節(jié)能減排,農(nóng)業(yè)部農(nóng)機(jī)化管理司組織有關(guān)專家,從現(xiàn)有大量的農(nóng)機(jī)維修技術(shù)中遴選出了10項(xiàng)有明顯節(jié)能減排效果的農(nóng)機(jī)維修技術(shù)。入選的十項(xiàng)農(nóng)機(jī)維修節(jié)能減排技術(shù)在技術(shù)上成熟可靠,其明顯的節(jié)能減排效果,在農(nóng)機(jī)維修生產(chǎn)實(shí)踐中已得到證實(shí)。
2.大力推進(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)生活節(jié)能減排技術(shù)
隨著農(nóng)村居民生活水平的提高,農(nóng)村地區(qū)商品能源的需求進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)國家能源安全的壓力越來越大,農(nóng)村地區(qū)的能源供應(yīng)問題不容忽視。
2.1加大農(nóng)村沼氣工程實(shí)施力度 繼續(xù)以沼氣建設(shè)為重點(diǎn),引導(dǎo)農(nóng)民改圈、改廁、改廚,改善農(nóng)民生活生產(chǎn)條件。積極發(fā)展秸稈沼氣,解決沼氣原料不足問題。加快推進(jìn)農(nóng)村沼氣服務(wù)體系建設(shè),保障沼氣建、用、管、服的有效銜接,提高沼氣使用率。在集約化養(yǎng)殖場(chǎng)和養(yǎng)殖小區(qū),建設(shè)大中型沼氣工程,解決畜禽養(yǎng)殖污染問題。2010年新增沼氣用戶500萬戶,全國農(nóng)村沼氣用戶達(dá)到4000萬戶。同時(shí)帶動(dòng)沼氣施工、制造、科研創(chuàng)新和服務(wù)體系的發(fā)展,推進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.2加快推進(jìn)生物質(zhì)能源開發(fā) 加快編制秸稈綜合利用規(guī)劃,合理布局秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè),優(yōu)化秸稈利用結(jié)構(gòu)。在有條件的地方探索建設(shè)一批大型綜合利用工程,集約、循環(huán)、高效、充分利用秸稈資源,從根本上解決秸稈焚燒和隨意堆放問題。在確保國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的前提下,堅(jiān)持“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的原則,加快研發(fā)以秸稈等為原料的第二代生物質(zhì)燃料,適度發(fā)展非糧能源作物,走中國特色的生物質(zhì)能源發(fā)展道路。
2.3大力推進(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)生活節(jié)能減排技術(shù) 農(nóng)業(yè)部已經(jīng)了《農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排十大技術(shù)》,下一步將大力推廣節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)農(nóng)膜等資源節(jié)約型技術(shù),加快發(fā)展節(jié)油、節(jié)電、節(jié)煤等農(nóng)業(yè)機(jī)械和漁業(yè)機(jī)械技術(shù)及設(shè)備,推進(jìn)高能耗農(nóng)業(yè)機(jī)械的報(bào)廢和更新?lián)Q代,降低農(nóng)業(yè)裝備能耗。籌劃實(shí)施新一輪農(nóng)村省柴節(jié)煤爐灶(炕)升級(jí)工程,推廣高效、低排放、省柴、節(jié)煤爐具,使熱效率平均提高10%,加快推進(jìn)秸稈成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:工業(yè)鍋爐;節(jié)能減排;變頻節(jié)能
工業(yè)鍋爐在能源供應(yīng)方面發(fā)揮重要的作用,負(fù)責(zé)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的供熱、供水,工業(yè)鍋爐在能量供應(yīng)的過程中,同樣需要消耗能源。我國工業(yè)鍋爐能源的消耗量非常高,而且引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染,面對(duì)工業(yè)鍋爐的消耗狀態(tài),必須落實(shí)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用,最大程度的降低工業(yè)鍋爐中的能源投入,做好節(jié)能、環(huán)保的工作,推進(jìn)工業(yè)鍋爐的綠色化發(fā)展。
1.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的實(shí)際發(fā)展
工業(yè)鍋爐節(jié)能減排處于快速發(fā)展的狀態(tài),因?yàn)楣I(yè)鍋爐能源消耗量居高不下,所以節(jié)能減排成為工業(yè)鍋爐后期發(fā)展的主要方向。
1.1工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的挑戰(zhàn)
工業(yè)鍋爐運(yùn)行中傳統(tǒng)特性明顯,由于工業(yè)鍋爐的發(fā)展歷史長(zhǎng),因此其在節(jié)能減排方面勢(shì)必面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。分析如:①排煙溫度高,基本在300℃-350℃之間,導(dǎo)致大量熱能直接排放到空氣中,增加了鍋爐原料的消耗;②90%以上的工業(yè)鍋爐無法快速適應(yīng)煤種,出現(xiàn)燃燒矛盾,直接降低了燃燒效率;③工業(yè)鍋爐控制性能差,無法準(zhǔn)確的實(shí)行節(jié)能減排技術(shù)。
1.2工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的必要性
節(jié)能減排是工業(yè)鍋爐發(fā)展的必然趨勢(shì),積極推進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用,符合工業(yè)鍋爐的發(fā)展需求。節(jié)能減排在工業(yè)鍋爐中發(fā)揮重要的作用,改善了工業(yè)鍋爐的運(yùn)行條件,促使其具備較高的運(yùn)行效率,落實(shí)節(jié)能減排技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。
2.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的技術(shù)分析
工業(yè)鍋爐運(yùn)行中應(yīng)引入節(jié)能減排的技術(shù),用于降低工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的能源消耗量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。分析工業(yè)鍋爐運(yùn)行中比較常見的節(jié)能減排技術(shù),如下:
2.1變頻節(jié)能技術(shù)
工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的變頻節(jié)能技術(shù),能夠降低電能的消耗量,傳統(tǒng)鍋爐運(yùn)行中由管理人員操作,很容易在用電高峰期引費(fèi),所以引入變頻節(jié)能技術(shù),降低鍋爐的耗電量。變頻技術(shù)能夠根據(jù)工業(yè)鍋爐的狀態(tài),提出恰當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞?,可以避開用電高峰。變頻節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯,與傳統(tǒng)鍋爐運(yùn)行相比,變頻節(jié)能技術(shù)主動(dòng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,保護(hù)鍋爐的機(jī)械性能,著實(shí)降低了電機(jī)的工作溫度。
2.2水處理技術(shù)
工業(yè)鍋爐用水處理不到位,導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁淤積水垢,水垢厚度增加1mm,熱能供應(yīng)的效率會(huì)減少3%,不利于工業(yè)鍋爐的安全運(yùn)行。因此,工業(yè)鍋爐采取水處理技術(shù),用于提升鍋爐原水供應(yīng)的質(zhì)量水平,保障工業(yè)鍋爐的無垢環(huán)境。例如:某企業(yè)檢測(cè)工業(yè)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài),經(jīng)水處理技術(shù)優(yōu)化后的鍋爐,內(nèi)部原水、蒸汽等品質(zhì)有明顯的上升,鍋爐的整體效率提升了10%-20%。工業(yè)鍋爐在水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)行冷水回收,鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的蒸汽,經(jīng)過相關(guān)裝置處理后轉(zhuǎn)化成冷水,可以重新應(yīng)用到鍋爐供水內(nèi),還可投入工業(yè)鍋爐的其它系統(tǒng)內(nèi),提升工業(yè)鍋爐內(nèi)水資源的利用率。
2.3余熱回收技術(shù)
工業(yè)鍋爐運(yùn)行中深化余熱回收技術(shù)的應(yīng)用,根據(jù)工業(yè)鍋爐的運(yùn)行實(shí)際,安裝余熱回收裝置,回收鍋爐排放的高溫?zé)煔狻S酂峄厥昭b置能夠降低高溫?zé)煔獾臏囟?,保持?50℃-200℃之間,以免浪費(fèi)高溫?zé)煔鈨?nèi)的熱量能源。目前,余熱回收技術(shù)在工業(yè)鍋爐節(jié)能減排中處于積極發(fā)展的狀態(tài),我國40%以上的工業(yè)鍋爐已經(jīng)安裝余熱回收裝置,實(shí)現(xiàn)了殘余熱量的回收和再利用。
3.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的優(yōu)化對(duì)策
結(jié)合工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用,還需要提出相關(guān)的優(yōu)化對(duì)策,營(yíng)造優(yōu)質(zhì)的節(jié)能環(huán)境,最大程度的控制工業(yè)鍋爐的能源消耗量。
3.1強(qiáng)化鍋爐運(yùn)行的管理
鍋爐運(yùn)行管理能夠提升運(yùn)行效率,效益值高達(dá)4-10個(gè)百分點(diǎn),隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,企業(yè)逐漸忽視了鍋爐運(yùn)行的管理,導(dǎo)致工業(yè)鍋爐運(yùn)行中潛在能源浪費(fèi)。工業(yè)鍋爐運(yùn)行時(shí)需要強(qiáng)化管理,通過科學(xué)的管理方式,優(yōu)化工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的環(huán)境[2]。
3.2提升鍋爐控制的水平
工業(yè)企業(yè)在鍋爐節(jié)能降耗方面,提升了鍋爐控制的水平,根據(jù)鍋爐控制的需求,提出優(yōu)化煤種配置的策略。優(yōu)質(zhì)配煤能夠提高15%的熱效率,熱值高達(dá)4500kcal/kg,灰熔點(diǎn)>1260℃,工業(yè)企業(yè)通過配置煤種,改善鍋爐燃燒的效率,降低鍋爐燃煤的數(shù)量,由此降低煤炭資源在工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的消耗量。
3.3規(guī)范燃燒消費(fèi)政策
燃燒消費(fèi)政策是工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的核心支持,有利于落實(shí)節(jié)能減排技術(shù)。我國傳統(tǒng)資源面臨著巨大的消耗壓力,工業(yè)行業(yè)中借助燃燒消費(fèi)政策,取締一部分消耗量較高的鍋爐,改善傳統(tǒng)鍋爐的設(shè)計(jì),優(yōu)化工業(yè)鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。規(guī)范的燃燒消費(fèi)政策,成為工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的保障,為其提供優(yōu)化方式。我國在工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用方面已經(jīng)出臺(tái)的相關(guān)的政策,目的是提升工業(yè)鍋爐的運(yùn)行水平,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
4.結(jié)束語
能源與經(jīng)濟(jì)應(yīng)該保持同步發(fā)展的狀態(tài),我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度逐漸加快,但是能源始終保持在落后的狀態(tài),再加上工業(yè)能源的過度消耗,著實(shí)增加了能源控制的難度。工業(yè)鍋爐中的能源消耗比重較大,全面推進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用,同時(shí)采取優(yōu)化對(duì)策,保障節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用效益,緩解工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的能源壓力,進(jìn)而降低工業(yè)鍋爐運(yùn)行中的能源投入量。
參考文獻(xiàn):
[1]于光亮.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,12:65.
設(shè)備是完成節(jié)能減排的直接工具,直接關(guān)系著節(jié)能減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。為此,在設(shè)計(jì)模式創(chuàng)新后,要對(duì)關(guān)鍵的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整過程要依據(jù)設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行,要求設(shè)備與工藝目標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)相符。設(shè)計(jì)目標(biāo)落實(shí)于設(shè)備層面,主要設(shè)計(jì)設(shè)備選型,為此,應(yīng)創(chuàng)新設(shè)備選型。環(huán)保設(shè)施包含大量的通用設(shè)備,考慮到這些設(shè)備多由專業(yè)制造商制造,所以可以進(jìn)行精準(zhǔn)參數(shù)優(yōu)化,提升設(shè)備的節(jié)能能力,挖掘設(shè)備的降耗潛能。依據(jù)設(shè)備自身的特性,結(jié)合節(jié)能減排目標(biāo),進(jìn)行精準(zhǔn)定量設(shè)計(jì)和計(jì)算,然后對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行全面調(diào)整。應(yīng)盡量減少設(shè)備容量浪費(fèi),同時(shí)還要強(qiáng)化輔機(jī)容量工藝和降低設(shè)備容量[2]。
2系統(tǒng)局部創(chuàng)新
通過系統(tǒng)局部創(chuàng)新達(dá)到節(jié)能減排,在現(xiàn)有的工藝基礎(chǔ)上,進(jìn)行系統(tǒng)的局部?jī)?yōu)化。以城市污水處理廠和火力發(fā)電廠為例。污水處理的節(jié)能降耗關(guān)鍵是節(jié)電能,因此,在節(jié)能減排改造中,應(yīng)充分考慮污水處理工藝的各級(jí)能耗,擴(kuò)大節(jié)能空間。在污水處理廠,二級(jí)處理過程耗能最大,占污水處理廠總耗能量的70%,因此,污水處理廠運(yùn)行時(shí)節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)該重點(diǎn)用在二級(jí)處理過程。首先對(duì)二級(jí)處理單元中各個(gè)設(shè)備的電能消耗過程進(jìn)行分析,通常污水處理中所用的設(shè)備為攪拌器、內(nèi)回流污泥泵、外回流污泥泵、剩余污泥泵、鼓風(fēng)機(jī)、二沉池刮泥機(jī)、加藥泵幾部分,它們對(duì)電能消耗的比例(相對(duì)二級(jí)處理總能耗來說)分別是13.5%、3.0%、7.1%、0.4%、75.3%、0.5%、0.2%。可以看出,耗電量最大的是鼓風(fēng)機(jī),因此,要想有效提高二級(jí)處理單元的節(jié)能降耗效果,需要參考風(fēng)量,風(fēng)壓,曝氣量等參數(shù),科學(xué)合理的選擇鼓風(fēng)機(jī)并建立精確的曝氣流量控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)智能化曝氣調(diào)節(jié)。并在處理設(shè)備中加設(shè)回收二氧化碳裝置,以降低二氧化碳的產(chǎn)生量[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)在二級(jí)處理過程中進(jìn)行局部的技術(shù)創(chuàng)新可有效節(jié)能35%左右。另外,電力行業(yè)普遍認(rèn)為火電廠的節(jié)能減排已接近極限,繼續(xù)進(jìn)行,投入太大,難度太大。但是,上海外高橋第三發(fā)電廠通過長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐,突破陳舊的設(shè)計(jì)規(guī)范,創(chuàng)造了一系列節(jié)能減排創(chuàng)新技術(shù),粉塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別達(dá)到11.63mg/m3、17.71mg/m3、27.25mg/m3,全部?jī)?yōu)于我國火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。由此可見,通過系統(tǒng)局部創(chuàng)新能達(dá)到節(jié)能減排,做到節(jié)能減排綠色環(huán)保生產(chǎn)。
3結(jié)語
為深入貫徹落實(shí)《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排工作的意見》,指導(dǎo)循環(huán)農(nóng)業(yè)促進(jìn)行動(dòng),更好地普及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排知識(shí),促進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的推廣應(yīng)用,農(nóng)業(yè)部在第五屆中國國際農(nóng)產(chǎn)品交易會(huì)上了“農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排十大技術(shù)”,包括畜禽糞便綜合利用技術(shù)、秸稈能源利用技術(shù)、太陽能綜合利用技術(shù)、農(nóng)村小型電源利用技術(shù)、能源作物開發(fā)利用技術(shù)、農(nóng)村省柴節(jié)煤爐灶炕技術(shù)、耕作制度節(jié)能技術(shù)、農(nóng)業(yè)主要投入品節(jié)約技術(shù)、農(nóng)村生活污水處理技術(shù)和農(nóng)機(jī)與漁船節(jié)能技術(shù)。
此次的“十大技術(shù)”是在全面總結(jié)我國近年來在農(nóng)業(yè)和節(jié)能減排方面取得的成就,在對(duì)各地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上,經(jīng)廣泛遴選確定的。是成熟、先進(jìn)、適宜大規(guī)模和大范圍推廣的實(shí)用技術(shù)。“十大技術(shù)”涵蓋了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排的主要方面,即基于農(nóng)村生物質(zhì)資源最為豐富的畜禽糞便、秸稈及能源作物等綜合開發(fā)利用技術(shù);基于自然條件開發(fā)利用的太陽能、小風(fēng)能、微水能等能源開發(fā)技術(shù);基于節(jié)約能源的農(nóng)村省柴節(jié)煤、耕作制度改革、農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能、農(nóng)業(yè)投入品節(jié)約等生產(chǎn)生活節(jié)能技術(shù);基于減少和治理農(nóng)業(yè)和農(nóng)村污染物排放的農(nóng)村生活污水處理等污染防治技術(shù)。為了便于了解技術(shù),幫助各地因地制宜推廣應(yīng)用,每項(xiàng)技術(shù)都介紹了國際、國內(nèi)發(fā)展概況及對(duì)我國的啟示、技術(shù)要點(diǎn)及工藝流程、適宜推廣地區(qū)、目前存在問題以及對(duì)策建議等幾個(gè)部分,可以說做到了權(quán)威、準(zhǔn)確、規(guī)范、通俗。
據(jù)了解,近年來我國農(nóng)村節(jié)能減排取得了較大的進(jìn)展,基本形成了以農(nóng)村沼氣等生物質(zhì)能源開發(fā)為重點(diǎn),以太陽能、風(fēng)能、微水電等高效利用為補(bǔ)充的可再生能源開發(fā)利用體系。到2006年底,全國農(nóng)村戶用沼氣池已發(fā)展到2200萬戶,年產(chǎn)沼氣85億立方米,相當(dāng)于替代了1330萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。全國太陽能集熱器保有量達(dá)7500萬平方米,推廣太陽灶60萬臺(tái)。推廣省柴節(jié)煤爐灶1.9億戶,節(jié)能炕2000萬鋪,加上各類農(nóng)機(jī)、漁業(yè)生產(chǎn)節(jié)能,農(nóng)業(yè)和農(nóng)村年節(jié)能能力已達(dá)到5000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在重點(diǎn)區(qū)域建立了一批農(nóng)業(yè)面源污染防治技術(shù)示范區(qū),推廣農(nóng)藥殘留降解技術(shù)100多萬畝、稻田保護(hù)性耕作技術(shù)800多萬畝、配方施肥推廣面積2.6億畝,減少不合理用肥50萬噸左右。在十幾個(gè)省市開展了不同經(jīng)濟(jì)生態(tài)類型區(qū)的鄉(xiāng)村清潔工程建設(shè)示范,建成500多個(gè)示范村。示范村以農(nóng)村廢棄物資源化利用為重點(diǎn),生活垃圾和生活污水處理利用率、農(nóng)作物秸稈資源化利用率達(dá)到80%以上。
目前,我國廣大農(nóng)村地區(qū)仍存在經(jīng)濟(jì)水平低,農(nóng)民生活用能設(shè)施落后等狀況,能源利用率僅為25%,生活節(jié)能潛力大;農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能差、能耗高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的技術(shù)、工藝和設(shè)備落后,生產(chǎn)節(jié)能潛力大;全國每年生產(chǎn)6億多噸秸稈,有近1.5億的農(nóng)戶適宜發(fā)展沼氣,有大量宜農(nóng)宜林的荒山、荒坡和鹽堿地可用于種植非糧能源作物,能源開發(fā)潛力大。同時(shí),化肥、農(nóng)藥等利用率不高,流失嚴(yán)重,全國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的污染減排潛力也相當(dāng)大。為此,農(nóng)業(yè)部于今年6月份專門下發(fā)了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排工作的意見》,要求各級(jí)農(nóng)業(yè)部門和廣大農(nóng)業(yè)、農(nóng)村工作者要把思想和行動(dòng)統(tǒng)一到中央關(guān)于節(jié)能減排的決策和部署上來,不斷提高落實(shí)節(jié)能減排的自覺性和緊迫感,要在各級(jí)政府及其各有關(guān)部門和社會(huì)各界的大力支持和配合下,按照中央和各地的總體安排,積極主動(dòng)做好農(nóng)業(yè)、農(nóng)村節(jié)能減排工作,進(jìn)一步明確主要任務(wù)和措施,增加資金投入,不斷擴(kuò)大農(nóng)業(yè)、農(nóng)村節(jié)能減排重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施規(guī)模和范圍。
1.1移動(dòng)通信機(jī)房能耗狀況分析
從整體看,移動(dòng)通信公司的能耗包括:電耗、油耗和耗材,而電耗為其主要能耗,約占總能耗的80%以上,因此,移動(dòng)通信公司的節(jié)能主要是指節(jié)約電能。移動(dòng)通信公司的電能消耗大體包括:日常行政辦公用電和通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)用電兩部分。日常行政辦公用電占總用電的比重很小,這部分的節(jié)能工作主要靠加強(qiáng)日常行政管理實(shí)現(xiàn),而通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)用電的節(jié)能減排技術(shù)將是重點(diǎn)研究對(duì)象[1,2]。通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)用電主要集中在通信機(jī)房?jī)?nèi),通信機(jī)房中的電能消耗主要分為兩部分:通信設(shè)備用電和機(jī)房環(huán)境用電。通信設(shè)備用電是指通信機(jī)房的主設(shè)備和配套電源等設(shè)備的用電,通常機(jī)房主設(shè)備包括:交換設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備、無線設(shè)備和傳輸設(shè)備等;配套設(shè)備主要指通信電源設(shè)備和蓄電池;機(jī)房環(huán)境用電主要包括:機(jī)房空調(diào)、機(jī)房照明和機(jī)房監(jiān)控等用電。從大量實(shí)際工程數(shù)據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,在通信機(jī)房的總用電中,通信主設(shè)備用電約占45%,配套電源設(shè)備用電占8%,機(jī)房空調(diào)用電約占40%,而機(jī)房照明、機(jī)房監(jiān)控等其他用電約占7%,具體能耗分布如圖1所示[3]。從圖1中可看出,機(jī)房設(shè)備用電和空調(diào)用電占總用電的90%以上,因此,筆者將重點(diǎn)研究通信機(jī)房設(shè)備和空調(diào)的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用。
1.2移動(dòng)通信機(jī)房能耗狀況存在的問題
目前,移動(dòng)通信機(jī)房還存在相當(dāng)數(shù)量技術(shù)陳舊、能耗高的通信設(shè)備,并且由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不合理,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)層級(jí)較多,網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)過多,增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗;同時(shí)還存在相當(dāng)數(shù)量的通信電源設(shè)備缺少智能化控制功能,部分電源設(shè)備技術(shù)落后,供電效率很低,增加了供電系統(tǒng)的能耗。另外,很多通信機(jī)房的制冷方式還是基于先冷環(huán)境,再冷設(shè)備的方式,通信機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)架排列及送風(fēng)制冷方式不合理,導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)制冷效率低,增加了空調(diào)系統(tǒng)的能耗;同時(shí),很多無線基站機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)也沒有智能監(jiān)控系統(tǒng),為使基站機(jī)房中通信設(shè)備能正常工作,保持機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度,需要將空調(diào)長(zhǎng)期處于開機(jī)工作狀態(tài),產(chǎn)生了大量的不必要的能源浪費(fèi)。因此,在通信機(jī)房中采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù),是移動(dòng)通信公司節(jié)能減排的必然選擇。
2節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信機(jī)房中的應(yīng)用
移動(dòng)通信公司的通信機(jī)房大體分為兩類:通信樞紐機(jī)房和無線基站機(jī)房。通信樞紐機(jī)房面積較大,機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備較多,產(chǎn)生的能耗也很大;單個(gè)無線基站機(jī)房面積較小,一般不超過20m2,機(jī)房設(shè)備不多,相比樞紐機(jī)房的能耗也較小,但移動(dòng)無線基站數(shù)量龐大。截止目前,中國移動(dòng)無線基站總數(shù)量已達(dá)40萬個(gè),因此無線基站總耗電量巨大,據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)其耗電量約占通信網(wǎng)總耗電的70%以上。以下將分別討論節(jié)能減排技術(shù)在這兩類機(jī)房中的應(yīng)用。
2.1節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)通信樞紐機(jī)房的應(yīng)用
移動(dòng)通信樞紐是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的核心和匯聚中心,其通信設(shè)備較多,能耗較大。移動(dòng)通信樞紐機(jī)房的主要能耗包括:通信主設(shè)備、配套電源設(shè)備和空調(diào)設(shè)備的能耗。因此,移動(dòng)通信樞紐機(jī)房的節(jié)能減排主要是機(jī)房通信設(shè)備和空調(diào)的節(jié)能減排。
2.1.1移動(dòng)通信樞紐機(jī)房主設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
移動(dòng)通信樞紐機(jī)房?jī)?nèi)的主設(shè)備是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要依不同項(xiàng)目分期分批建設(shè)安裝的,目前在網(wǎng)設(shè)備新舊交錯(cuò),能耗指標(biāo)也參差不齊。因此,移動(dòng)公司樞紐機(jī)房主設(shè)備節(jié)能減排的技術(shù)應(yīng)用主要從以下幾方面考慮。1)對(duì)于早期安裝的通信設(shè)備,在條件允許情況下,通過更換或采用技術(shù)改造等方式,淘汰高能耗、低效率的設(shè)備,合理調(diào)整用電負(fù)荷,以達(dá)到節(jié)能效果。2)對(duì)于新增設(shè)備,要選擇高集成度、低能耗、采用節(jié)能技術(shù)的通信設(shè)備,將設(shè)備能耗指標(biāo)納入到設(shè)備選型的指標(biāo)范疇。3)在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,應(yīng)合理組織、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),推進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的IP化進(jìn)程。通過IP化可簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),減少網(wǎng)元數(shù)量,節(jié)省設(shè)備資源,減少設(shè)備能耗,以達(dá)到節(jié)能減排的目的。4)提高機(jī)房?jī)?nèi)通信設(shè)備利用率,盡可能利用現(xiàn)有通信設(shè)備資源滿足網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求,以避免大量設(shè)備低負(fù)載運(yùn)行,浪費(fèi)電能。
2.1.2移動(dòng)通信樞紐機(jī)房配套電源的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
移動(dòng)通信樞紐機(jī)房的配套電源設(shè)備主要包括:高低壓配電、備用電源、UPS(UninterruptiblePowerSystem)和直流電源等。對(duì)于配套電源設(shè)備的節(jié)能,主要應(yīng)關(guān)注以下兩方面。1)合理的設(shè)備選型和容量配置以及設(shè)計(jì)安全、可靠、高效率的電源系統(tǒng)是通信電源設(shè)備節(jié)能的關(guān)鍵。首先,在通信電源設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡量減少供電環(huán)節(jié),避免增加不必要的供電環(huán)節(jié),減少由于供電環(huán)節(jié)過多造成的能耗;其次,合理設(shè)計(jì)導(dǎo)線路由,使供電系統(tǒng)盡可能靠近負(fù)荷中心,減少供電距離,縮短電纜長(zhǎng)度,降低電能損耗;另外,合理設(shè)計(jì)供電方式,根據(jù)用電負(fù)荷的大小和機(jī)房實(shí)際情況,通過科學(xué)計(jì)算,靈活選用集中或分散方式供電,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。2)除要關(guān)注通信電源設(shè)備在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型階段的節(jié)能外,還應(yīng)關(guān)注通信電源在運(yùn)營(yíng)過程中的節(jié)能,提倡合理的節(jié)能運(yùn)行方式。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中,應(yīng)根據(jù)通信機(jī)房?jī)?nèi)實(shí)際工作負(fù)荷情況,在保證安全的前提下,合理調(diào)整電源的工作模塊。一般情況下,通信樞紐機(jī)房電源設(shè)計(jì)容量都是按滿足一定時(shí)期主設(shè)備負(fù)載并考慮一定的冗余。因此,在機(jī)房使用初期,機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備較少,用電負(fù)荷遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)容量,這個(gè)階段可采用人工方式關(guān)斷多余的電源模塊,以提高電源模塊工作效率;另外,要根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備重要等級(jí),確定不同等級(jí)的保護(hù)方式,以減少電源的冗余度,達(dá)到節(jié)能降耗的目的[4]。
2.1.3移動(dòng)通信樞紐機(jī)房空調(diào)的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
通信機(jī)房的主要能耗是通信設(shè)備和空調(diào),通信設(shè)備是機(jī)房運(yùn)行的主體,其能耗指標(biāo)由設(shè)備型號(hào)決定。在正常情況下,尤其是樞紐機(jī)房的設(shè)備,其節(jié)能潛力有限,而空調(diào)能耗占機(jī)房能耗的40%左右,其節(jié)能潛力巨大。因此,移動(dòng)樞紐機(jī)房空調(diào)設(shè)備的節(jié)能應(yīng)是重點(diǎn)關(guān)注的。通信樞紐機(jī)房空調(diào)設(shè)備的節(jié)能主要包括:機(jī)房空調(diào)設(shè)備本身的節(jié)能和機(jī)房空調(diào)環(huán)境的節(jié)能。
1)機(jī)房空調(diào)設(shè)備的節(jié)能??照{(diào)設(shè)備節(jié)能主要是采用節(jié)能技術(shù)的空調(diào),如變頻節(jié)能空調(diào),它既可降低開關(guān)損耗,又可提高低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能效,該技術(shù)已經(jīng)很成熟,并得到廣泛應(yīng)用。另外,通過對(duì)機(jī)房專用空調(diào)進(jìn)行自適應(yīng)控制技術(shù),以達(dá)到節(jié)能效果。其實(shí)現(xiàn)方式是通過自動(dòng)計(jì)算機(jī)房不同的工作條件、空調(diào)冷量分布環(huán)境等綜合數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)跟蹤計(jì)算空調(diào)外部環(huán)境的溫濕度,精確控制空調(diào)送風(fēng)量,使空調(diào)始終處于最合理的工作狀態(tài),優(yōu)化冷量的利用效果,提高空調(diào)使用效果,達(dá)到節(jié)能減排的目的[5]。
2)機(jī)房空調(diào)環(huán)境的節(jié)能。機(jī)房空調(diào)環(huán)境節(jié)能主要是指通過合理布置機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)機(jī)組、風(fēng)路及設(shè)備機(jī)柜排列,形成機(jī)房?jī)?nèi)有組織的氣流流向和流量,實(shí)現(xiàn)精確、高效的送風(fēng)方式,以節(jié)省空調(diào)機(jī)組的用電量。在設(shè)計(jì)機(jī)房?jī)?nèi)氣流組織時(shí),首先遇到的是送風(fēng)方式的問題,通常機(jī)房空調(diào)送風(fēng)方式分為兩種:上送風(fēng)和下送風(fēng),上送風(fēng)方式是上送風(fēng)側(cè)回風(fēng),一般采用射流+彌漫方式送風(fēng),這種方式氣流組織比較混亂,冷卻效果不好,即使采取一些補(bǔ)救措施,存在問題仍然較多;下送風(fēng)方式是下面送風(fēng)側(cè)面集中回風(fēng)的送風(fēng)方式,從氣流熱壓原理以及大量實(shí)際工作和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)證明,下送風(fēng)方式更為合理。其次是機(jī)柜排列問題,在早期,為保持機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備美觀、整潔和維護(hù)方便,機(jī)房?jī)?nèi)每列機(jī)柜都是朝一個(gè)方向排列的。而通信機(jī)柜內(nèi)的散熱部分主要在機(jī)柜背面,空調(diào)送入的冷風(fēng)從機(jī)柜正面進(jìn)入,在機(jī)柜內(nèi)經(jīng)過冷熱交換,帶走熱量,熱風(fēng)從機(jī)柜的背面吐出,因此,機(jī)柜朝一個(gè)方向排列方式容易造成前排機(jī)柜吐出的熱風(fēng)被后排機(jī)柜從正面吸入,這樣后排機(jī)柜進(jìn)風(fēng)溫度會(huì)明顯高于前排,使機(jī)房?jī)?nèi)溫度分布不均衡。要保證設(shè)備處于良好的工作溫度,就會(huì)使機(jī)房總體制冷增加,增加了多余能耗。為此,從節(jié)能及合理的氣流組織角度考慮,相鄰兩排機(jī)柜采用“面對(duì)面”和“背靠背”的方式排列更為合理,具體機(jī)柜排列與氣流組織如圖2所示。由于通信設(shè)備都是采用正面進(jìn)冷風(fēng)、背面出熱風(fēng)的交換方式,因此,這種機(jī)柜排列方式可以很自然地形成冷熱風(fēng)道隔離,避免了不必要的冷熱交換,可大幅提高空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率,減少空調(diào)耗電。因此,對(duì)于新機(jī)房建議采用下送風(fēng)方式和機(jī)柜“面對(duì)面”和“背靠背”的排列方式,以便合理組織氣流。由于早期節(jié)能觀念不強(qiáng),因此機(jī)房建設(shè)時(shí)大多采用上送風(fēng)方式,機(jī)柜也是按一個(gè)朝向排列,對(duì)于這種情況的機(jī)房,應(yīng)視具體實(shí)際情況,進(jìn)行適當(dāng)改造。如有條件可加裝風(fēng)管、風(fēng)帽及冷熱空氣隔離擋板,以使冷熱空氣相互隔離,做到對(duì)通信設(shè)備的精確送風(fēng),并能在一定程度上起到節(jié)能的效果[6-10]。
2.2節(jié)能減排技術(shù)在移動(dòng)無線基站機(jī)房的應(yīng)用
通信基站一般由無線主設(shè)備、配套電源設(shè)備、傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備和空調(diào)設(shè)備等組成。由實(shí)際工程和運(yùn)營(yíng)調(diào)查的大量數(shù)據(jù)可知,通信基站中無線主設(shè)備耗電量約占基站機(jī)房總能耗的42%~46%,空調(diào)耗電量約占基站機(jī)房總能耗的45%~48%,配套電源占總能耗的7%~9%,照明、監(jiān)控等其余部分約占總能耗的2%~3%。因此,通信基站的節(jié)能應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注無線主設(shè)備和空調(diào)及電源的節(jié)能技術(shù)[11]。
2.2.1通信無線基站機(jī)房主設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
通信基站無線主設(shè)備的主要節(jié)能技術(shù)有3種:分布式基站組網(wǎng)技術(shù)、載頻智能關(guān)斷技術(shù)和多密度載頻技術(shù)。分布式基站組網(wǎng)模式最初源自于第三代移動(dòng)通信中的“BBU(BuildingBasebandUnit)+RRU(RemoteRadioUnit)”的組網(wǎng)模式,它將傳統(tǒng)的無線基站分為BBU基帶和RRU射頻模塊兩部分,利用光纖替代傳統(tǒng)的射頻饋線,將射頻模塊RRU部分拉遠(yuǎn),這種模式減少了射頻饋線導(dǎo)致的損耗。同時(shí),因RRU一般都不需要新建機(jī)房,因此,采用分布式基站組網(wǎng)技術(shù),可達(dá)到節(jié)能減排的目的。一般情況下,無線基站的載頻配置都是按滿足實(shí)際測(cè)試的忙時(shí)話務(wù)量考慮的,而實(shí)際上無線基站的業(yè)務(wù)量在時(shí)域上是不均衡的。在業(yè)務(wù)量小時(shí),載頻利用率會(huì)降低,載頻智能關(guān)斷技術(shù)正是針對(duì)話務(wù)量的這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。當(dāng)話務(wù)量小時(shí),適當(dāng)關(guān)閉部分載頻、時(shí)隙甚至是信道與板卡,以提高載頻利用率,節(jié)約電能。多密度載頻是在一塊單板上集成多個(gè)載頻收發(fā)信機(jī),共用基帶、射頻、功放和電源單元,相對(duì)于單載頻和雙載頻,其能耗更低[12]。
2.2.2移動(dòng)無線基站機(jī)房配套電源的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
移動(dòng)基站電源節(jié)能技術(shù)主要包括開關(guān)電源整流模塊休眠技術(shù)和蓄電池恒溫箱技術(shù)。通常移動(dòng)基站電源容量是按無線主設(shè)備負(fù)載和蓄電池平均充電電流進(jìn)行配置的,受蓄電池充電電流的制約,通信電源整流模塊設(shè)置的冗余很大。正常情況下負(fù)載率不高,而清晨和晚間時(shí)段業(yè)務(wù)量小時(shí),負(fù)載率會(huì)更低,使電源模塊的使用效率降低。因此,根據(jù)基站通信電源的這一特點(diǎn),通過監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)控制冗余電源模塊進(jìn)行休眠,自動(dòng)對(duì)冗余電源模塊進(jìn)行軟關(guān)斷或開啟,減少電源模塊的空載損耗,降低不必要的電源模塊能耗,節(jié)約電能,提高電源運(yùn)行效率。移動(dòng)基站蓄電池對(duì)環(huán)境溫度要求較高,當(dāng)溫度降低時(shí),蓄電池容量會(huì)減少。例如,通過實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)表明,當(dāng)蓄電池溫度從25℃降到0℃時(shí),蓄電池的容量就會(huì)下降到額定容量的80%左右。當(dāng)溫度過低,還會(huì)對(duì)蓄電池的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響,而溫度過高也會(huì)使蓄電池的使用壽命受到影響。因此,采用專用蓄電池恒溫箱,降低蓄電池的溫度,而不是把整個(gè)機(jī)房的溫度都降低,同樣也可以達(dá)到節(jié)能的效果。
2.2.3移動(dòng)無線基站機(jī)房空調(diào)的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
移動(dòng)基站機(jī)房面積都不大,大多不超過20m2,機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備不多,產(chǎn)生熱源主要是無線主設(shè)備,其業(yè)務(wù)量在時(shí)域上也不均衡。因此,散發(fā)的熱量在時(shí)域上也不均衡,并且機(jī)房外部溫度環(huán)境隨著季節(jié)和時(shí)間的不同,變化也很大。傳統(tǒng)的制冷方式為保持機(jī)房?jī)?nèi)的溫度,空調(diào)機(jī)要長(zhǎng)時(shí)間工作,產(chǎn)生大量的多余冷量,造成大量不必要的能耗,因此,基站空調(diào)節(jié)能潛力很大。當(dāng)前基站空調(diào)節(jié)能采用的新技術(shù)為基站一體化空調(diào)節(jié)能系統(tǒng),其模型如圖3所示。該系統(tǒng)由中央空調(diào)控制器、進(jìn)風(fēng)機(jī)、出風(fēng)機(jī)、溫濕度傳感器等4部分組成。進(jìn)風(fēng)機(jī)、出風(fēng)機(jī)組成通風(fēng)系統(tǒng),中央空調(diào)控制器和溫濕度傳感器組成控制系統(tǒng),用于測(cè)試室內(nèi)外溫濕度,并判斷控制通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)機(jī)的工作狀態(tài)。采用基站一體化空調(diào)節(jié)能系統(tǒng),可充分利用基站機(jī)房室內(nèi)外溫濕度環(huán)境。當(dāng)室外溫度低于室內(nèi),通過引入室外大量冷空氣,對(duì)室內(nèi)自然降溫,同時(shí),排出機(jī)房?jī)?nèi)熱空氣。依靠大量的空氣流通,實(shí)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)散熱,以低功率的通風(fēng)系統(tǒng)替代高功率的空調(diào)機(jī),達(dá)到節(jié)省電能的目的。同時(shí),系統(tǒng)也減少了空調(diào)的工作時(shí)間,延長(zhǎng)了空調(diào)的使用壽命。實(shí)踐證明,此種節(jié)能方式在實(shí)際工程中效果相當(dāng)明顯[13-17]。
3結(jié)語