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時間：2023-07-05 15:57:43
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關(guān)鍵詞：
0前言
對于機械工業(yè)來說，要想進一步的提升自身經(jīng)濟效益，增強綜合實力，必須進行新能源的開發(fā)與利用以及采取相應(yīng)的節(jié)能工藝與技術(shù)?，F(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟全球化進程的不斷推進，機械工業(yè)的競爭壓力越來越大，能源的消耗方面更是遇到了發(fā)展的瓶頸。集中體現(xiàn)在：人工費用所占成本比例相對較大；原料成本持續(xù)增加；能源投入數(shù)額較大；環(huán)保投入也持續(xù)升高等方面，使得機械企業(yè)在成本控制方面捉襟見肘。只有通過加快新能源的研發(fā)速度，推廣使用節(jié)能工藝與技術(shù)，全面梳理現(xiàn)階段能源消耗與節(jié)能中所出現(xiàn)的問題，才可以顯著地降低能源消耗提升企業(yè)效益。
1機械工業(yè)中新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)階段我國逐步的將新能源推向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路，尤其是在機械工業(yè)方面，新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展已有了不少的成果。如今，我國已對新能源的節(jié)能技術(shù)的研發(fā)形成了完整的理論，為進一步的開發(fā)和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和保障。而在新能源和節(jié)能技術(shù)的實際研發(fā)中，一些產(chǎn)品已被應(yīng)用到機械工業(yè)中，并可以滿足相關(guān)的要求。而有一些新能源節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品開始走向產(chǎn)業(yè)化的道路，其生產(chǎn)規(guī)模正逐步擴大。其中最具代表性的就是新能源汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。不過，在新能源和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程中，依然有不少的問題存在。首先，相對于發(fā)達國家來說，國內(nèi)關(guān)于新能源與節(jié)能技術(shù)的研發(fā)要晚一些，政府在這方面的資金投入相對要少，而企業(yè)的資金投入更是不多?，F(xiàn)今，關(guān)于新能源和節(jié)能技術(shù)，很多都處于試驗時期，即便有些企業(yè)逐步的增加了研發(fā)的資金，也取得了一定的成果，但整體上來說，還和國際先進水平存在著不少的差距。其次，在應(yīng)用新能源和節(jié)能技術(shù)的機械中，很多核心部件不具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)與條件，需進一步的加強。第三，我國對于新能源和節(jié)能技術(shù)相關(guān)的機械產(chǎn)品政策扶持力度不足。從環(huán)保的層面上來說，采用新能源與節(jié)能技術(shù)的產(chǎn)品，政府應(yīng)加大扶持力度，給予相應(yīng)的優(yōu)惠和補貼政策。最后，我國沒有統(tǒng)一的關(guān)于新能源和節(jié)能技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。要想機械工業(yè)逐步的應(yīng)用新能源和節(jié)能技術(shù)，應(yīng)當(dāng)建立并完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以達到促進機械新能源和節(jié)能技術(shù)發(fā)展的目的。
2機械新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
2.1LNG機械的應(yīng)用
天然氣是一種非常清潔的能源，在使用過程中包含兩種類型：壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）。CNG是通過加壓的方式，讓其以氣體狀態(tài)的情況下儲存到相應(yīng)的裝置里，和我們通常使用的管道天然氣組成一致。而LNG則是將天然氣在非常低的溫度下進行冷凝等處理，讓其處于這種低溫（一般在162℃左右）環(huán)境中逐漸的被液化，從而產(chǎn)生了液化天然氣。因為此狀態(tài)下天然氣的密度要大得多，因此LNG機械相應(yīng)的具有更長的工作周期，也使其在機械工業(yè)中的應(yīng)用前景更大LNG機械大部分應(yīng)用于汽車發(fā)動機的工業(yè)生產(chǎn)中，其采取特定的設(shè)備將LNG液化，然后將氣化天然氣的壓力進行調(diào)節(jié)以后將其輸入發(fā)動機，進而完成動力輸出操作。通過采用這種新能源與節(jié)能技術(shù)，新能源的消費成本可降低30%以上。不過，LNG機械依然有著多種問題存在。第一，用于汽車發(fā)動機的LNG機械和以柴油為動力的機械比較，其性能依然有所差異。尤其是在動力調(diào)節(jié)方面，相對的存在一定滯后性，無法完美地適應(yīng)負(fù)荷的隨時改變。第二，無法實現(xiàn)密閉的作業(yè)。因為LNG所儲存的裝置其內(nèi)部會存在非常高的壓力，而如果其內(nèi)部的壓力超出一定值以后，就會自動的將天然氣釋放出去，以確保天然氣儲存裝置的安全性。但是，在密閉的空間內(nèi)，天然氣就無法實現(xiàn)釋放。最后，在LNG機械加注天然氣的過程中，要依靠專業(yè)的設(shè)備完成，而實際的使用過程中，就會產(chǎn)生一定的限制，極大地阻礙了LNG機械的應(yīng)用與發(fā)展。但是，和一般的柴油為動力的機械相比較，LNG機械是具有非常顯著的環(huán)保效益，其可明顯的降低二氧化碳、二氧化硫以及一氧化碳等污染氣體的排放量，在改善大氣環(huán)境方面意義非凡。
2.2電驅(qū)動機械
很多大型的工程機械，逐步開始使用大功率的電驅(qū)動馬達以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的發(fā)動機驅(qū)動。而相應(yīng)的電驅(qū)動馬達所需的動力來源為電網(wǎng)的電能，與電動機所連接的控制器和變頻器之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與交換，從而實現(xiàn)按照外界載荷情況而實時的變頻，達到調(diào)整電動機功率的目的。通過這樣的節(jié)能技術(shù)，可有效地降低能源的消耗，同時還具有較小的噪音污染、較小的污染物排放等特點。在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上，又達到了環(huán)境保護的目的。
2.3混合動力機械
機械工業(yè)中汽車行業(yè)對于混合動力的使用已逐漸的成熟，并為混合動力機械的發(fā)展提供了極其廣闊的空間。現(xiàn)階段，機械工業(yè)中經(jīng)常使用的混合動力能夠分成三種，分別是油電混合動力形式、油液混合動力形式以及由電液混合動力形式。在油電混合動力機械中，加入電動力，可以較相同能力的機械減少很大的功率，也實現(xiàn)了能源消耗的減少。相同情況下，采用混合動力可較單一柴油動力機械降低20%左右的能源消耗量，同時可減少20%左右的污染物排放量。
3結(jié)語
新能源與節(jié)能技術(shù)在機械工業(yè)中的應(yīng)用，可有效地減少能源的消耗量，定會給機械工業(yè)帶來良好的發(fā)展機遇，同時也是未來機械工業(yè)的發(fā)展要求和方向。
作者：龍騰 單位：邵陽學(xué)院
環(huán)境問題與交通問題是21世紀(jì)的兩大全球性問題，目前，交通能源所帶來的環(huán)境污染問題是迫切需要解決的問題，而能源轉(zhuǎn)型是解決這一問題的根本途徑。節(jié)能技術(shù)與汽車新能源受到了社會各界的普遍關(guān)注，經(jīng)過近幾年的不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)與汽車新能源也實現(xiàn)了結(jié)合，主要有以下幾種：
1節(jié)能技術(shù)與汽車新能源的綜合應(yīng)用
1.1太陽能汽車
太陽能作為一種新型能源，在各個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，是比較常見的。目前，汽車行業(yè)已經(jīng)成功制造出了光電池，光電池是一種半導(dǎo)體元件，能夠在光照射的條件下產(chǎn)生電動勢，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｌ柲芷嚲褪抢霉怆姵刈鳛轵?qū)動力的一種汽車。太陽能汽車可以使汽車排放量得到有效降低，從而可以減少對環(huán)境的污染，也可以使人們的生活質(zhì)量得到逐步提高。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，太陽能汽車作為21世紀(jì)我國重點推崇的環(huán)保車型之一，正在逐漸發(fā)展成熟并步入正軌。
1.2氫動力汽車
氫動力汽車是使用氫燃料電池作為驅(qū)動力的一種汽車。氫動力汽車的車體內(nèi)所采用的儲氣裝置的性能非常好，在中空設(shè)計多層復(fù)合金屬的同時，可以在氫氣保持液態(tài)的條件下，使用氫氣燃料作為驅(qū)動力，不僅不用擴大機械內(nèi)部空間與體積，也不需要增加生產(chǎn)成本。若是這種技術(shù)能夠發(fā)展成熟，氫動力汽車排放的是純凈水，因此其是一種在真正意義上實現(xiàn)零排放的汽車，具有儲量豐富、無污染等優(yōu)勢。
1.3電動汽車
電動汽車(BEV)是一種將車載電源作為驅(qū)動力的汽車，其主要是利用電機驅(qū)動車輪進行行駛。電動汽車的結(jié)構(gòu)簡單合理，不會造成排氣污染，其電動機發(fā)出的噪聲相對來說是比較小的，因此，電動汽車對人體的傷害也比較小。電動汽車的關(guān)鍵所在是電動汽車電池，若電動汽車想要得到進一步地發(fā)展，就必須要使電動汽車電池生產(chǎn)技術(shù)得到進一步發(fā)展。但是，電動汽車電池的生產(chǎn)有三個要求，即高安全、高容量與低成本，這就導(dǎo)致了電池生產(chǎn)技術(shù)的進一步發(fā)展、完善有很大的難度。如果想使電動汽車得到普及，需要依靠蓄電池，目前人們比較看好的蓄電池主要有鉀離子電池、氫鎳電池以及鉀聚合物電池等。此外，電動汽車的運轉(zhuǎn)部件相對來說比較少，結(jié)構(gòu)簡單合理，也更容易保養(yǎng)和維修。
1.4混合動力汽車
混合動力汽車指的是將電動馬達當(dāng)作發(fā)動機的一種輔助動力驅(qū)動汽車。一般情況下，混合動力汽車上裝有兩個（含）以上的動力源，例如內(nèi)燃發(fā)電機、燃料電池、蓄電池等。根據(jù)布置方式、控制策略、組成部件的不同，混合動力汽車有很多分類形式。第一，根據(jù)混合度的不同，可以將混合動力系統(tǒng)分為微混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)以及完全混合動力系統(tǒng)這四種；第二，按照混合動力驅(qū)動聯(lián)結(jié)方式的不同，可以將混合動力系統(tǒng)分為以下三類：首先，并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。這種混合動力系統(tǒng)中一般有兩個驅(qū)動系統(tǒng)，即電機驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)既可以單獨工作，也可以協(xié)調(diào)工作驅(qū)動汽車。其次，串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。這種混合動力系統(tǒng)中，內(nèi)燃機一般會直接帶動發(fā)電機進行發(fā)電，發(fā)電機所產(chǎn)生的電能會經(jīng)過控制單元傳到電池之中，電池再將電能傳輸給電機，電機就會將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，變速機構(gòu)在電能的驅(qū)動下，是汽車向前驅(qū)使。最后，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。這種混合動力系統(tǒng)的主要特征是電動機與內(nèi)燃機中都有一套機械變速機構(gòu)，這兩套機械變速機構(gòu)通過行星輪式結(jié)構(gòu)、齒輪系結(jié)構(gòu)進行結(jié)合，從而可以綜合地調(diào)節(jié)電動機與內(nèi)燃機間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
1.5“可燃冰”
“可燃冰”是一種新的能源，“可燃冰”也被稱為“固體瓦斯”、“天然氣冰”，這是因為其在常溫條件下可以釋放出天然氣?！翱扇急笔且环N天然氣水混合物晶體，其燃燒值比煤炭、石油高數(shù)倍。“可燃冰”作為煤與石油的替代能源，得到了普遍的認(rèn)可，其具有巨大的開發(fā)價值，在交通中的應(yīng)用也得到了社會各界的普遍關(guān)注。但是，“可燃冰”的開發(fā)難度比較大，在開發(fā)過程中稍有不慎便會引發(fā)事故，若是“可燃冰”開發(fā)技術(shù)發(fā)展成熟，這種新能源帶來的價值將是不可估量的。
2節(jié)能技術(shù)與汽車新能源的重要性
自進入21世紀(jì)以來，隨著汽車的普及，交通所帶來的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，也成為目前亟待解決的一大難題。而解決這一難題的最根本途徑就是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各國的汽車保有量呈現(xiàn)出日益增長的趨勢，其中，發(fā)展中國家汽車保有量的增幅最大。相關(guān)專家學(xué)者預(yù)計，全球汽車保有量至2020年將突破12億。IEA預(yù)計在未來的全球石油能源總消耗量中，交通方面消耗的將會占62%以上。使用量的不斷增加使得國際油價日益提高，預(yù)計未來國際油價還會繼續(xù)提高。交通能源在消耗過程中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)是溫室氣體的主要來源之一，也是導(dǎo)致局部污染的重要因素。因此，節(jié)能技術(shù)與汽車新能源的不斷研究與發(fā)展對全球性的環(huán)境保護工作具有非常重要的意義。
3節(jié)能技術(shù)及汽車新能源開發(fā)與傳統(tǒng)汽車之間的關(guān)系
發(fā)展過程也是一個不斷進化的過程，無論是哪行哪業(yè)，想要得到發(fā)展就必須有所改變，汽車行業(yè)也不例外。傳統(tǒng)汽車是節(jié)能汽車的前身，對汽車新能源與節(jié)能技術(shù)有著非常大的影響。我國對節(jié)能技術(shù)與汽車新能源的研究起步較晚，在對重要零件的研發(fā)方面較為落后。對傳統(tǒng)汽車進行不斷改進，實現(xiàn)節(jié)能、減排，是當(dāng)前我國汽車行業(yè)的主要發(fā)展方向。因此，不僅要研發(fā)節(jié)能技術(shù)與汽車新能源，還應(yīng)不斷對傳統(tǒng)汽車進行改進，將創(chuàng)新與改革融合起來進行發(fā)展，才能在真正意義上實現(xiàn)傳統(tǒng)汽車行業(yè)與現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)的共同進化。此外，還應(yīng)該加大對知識產(chǎn)權(quán)的保護力度，鼓勵支持國內(nèi)企業(yè)在海外購買專利或注冊專利，為我國在未來汽車行業(yè)走向方面爭取發(fā)言權(quán)。節(jié)能技術(shù)及汽車新能源開發(fā)與傳統(tǒng)汽車之間是相互依存的關(guān)系。
4結(jié)語
綜上所述，能源轉(zhuǎn)型是解決交通污染問題的根本途徑，因此，應(yīng)當(dāng)不斷改進傳統(tǒng)汽車、創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)、開發(fā)汽車新能源，以此來推動綠色交通的發(fā)展。
作者:熊安勝 單位:湖北咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻：
[1]歐陽明高.我國節(jié)能與新能源汽車技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略與對策[J].中國科技產(chǎn)業(yè)，2006，02：8~13.
2教學(xué)開展
2．1課堂教學(xué)
“新能源與節(jié)能技術(shù)”的課程目標(biāo)決定了課程需要探索新的教學(xué)方式、及時更新教學(xué)內(nèi)容。課堂教學(xué)是課程的主要講授方式，為了克服過去的“填鴨式”教學(xué)的弊端，講授方式需要加以探索、創(chuàng)新。“新能源與節(jié)能技術(shù)”在教學(xué)過程別注重備課、授課以及反思三個環(huán)節(jié)。(1)在備課環(huán)節(jié)，認(rèn)真研讀教材和參考書。教材由于編寫時間的滯后性，某些觀點和數(shù)據(jù)都有待更新，盲目地按照教材編制教案不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)要求，需要通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等多種渠道獲取更全的、更新的知識和數(shù)據(jù)。豐富授課內(nèi)容。將視頻、音頻和動畫等豐富的教學(xué)素材引入到教案中，讓課堂學(xué)習(xí)不再枯燥。例如在講述能源導(dǎo)致的環(huán)境污染專題中，結(jié)合南京的實際，將霧霾引入課堂，并鼓勵學(xué)生思考如何治理、保衛(wèi)我們的生活環(huán)境，并給出充足的時間讓學(xué)生進行討論。如此貼合實際的話題，學(xué)生討論的非常熱烈，圍繞少開或者不開車、關(guān)閉重污染工業(yè)、改造渣土車和嚴(yán)格治理工地?fù)P塵等種種方法展開熱烈的討論，讓學(xué)生充分進行發(fā)散性的思考，效果顯著。(2)在授課環(huán)節(jié)，堅持以課堂教學(xué)為主線，同時采用多種靈活的方式方法，如穿插一些教師準(zhǔn)備的專題講座、學(xué)生進行的主題報告以及分組討論等，在保證教學(xué)內(nèi)容與質(zhì)量的同時，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。同時，在教學(xué)過程中注意營造輕松愉悅的課堂氣氛，鼓勵學(xué)生就某個問題進行課堂交流、討論，并將學(xué)生在課堂上表現(xiàn)記入平時成績，注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核。(3)在課后反思環(huán)節(jié)，應(yīng)及時對教學(xué)內(nèi)容進行查漏補缺，不斷總結(jié)課堂教學(xué)的經(jīng)驗，指導(dǎo)后續(xù)教學(xué)。同時，新能源技術(shù)日新月異，時時刻刻都有新的發(fā)展動向，作為授課教師要注重從多個渠道汲取最新的知識，及時更新教案內(nèi)容。
2．2課外輔導(dǎo)
課外輔導(dǎo)是一個重要但又易被忽略的環(huán)節(jié)。通過課外輔導(dǎo)能夠與學(xué)生進行充分的溝通，及時了解課堂教學(xué)的效果，幫助教師改進教學(xué)方式方法，促進教師快速成長。特別是青年教師，與學(xué)生的年齡差距小，更加容易溝通，“新能源與節(jié)能技術(shù)”在課外輔導(dǎo)環(huán)節(jié)大膽嘗試，不但每周固定時間地點與學(xué)生面對面交流，并且充分利用微信、QQ和郵箱等方式與學(xué)生交流、溝通。通過輔導(dǎo)，不但為學(xué)生解決教材上的疑問，同時還能引導(dǎo)學(xué)生進行前沿課題的研究，幫助對新能源與節(jié)能科研課題感興趣的學(xué)生深入學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生進行科研文獻的查找、閱讀與總結(jié)。在與學(xué)生的交流溝通中，教師自身也在成長，同時也收獲了學(xué)生的友誼與尊敬。
2．3課程考核
課程考核是教學(xué)活動的重要組成部分，是課堂教學(xué)的有效補充。普遍采用的閉卷考試方式，雖然能夠促進學(xué)生掌握課程知識，但是束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性、發(fā)散性思維，不完全適用于“新能源與節(jié)能技術(shù)”這門課程。本課程的考核堅持在公平、公正的基礎(chǔ)上，大膽改革、創(chuàng)新，采用多樣化考核方式，將成績分為“課堂表現(xiàn)”、“平時作業(yè)成績”以及“期末成績”三部分。其中“課堂表現(xiàn)”占30%，是對學(xué)生資料查閱、出勤考查、參與討論以及回答問題等課堂表現(xiàn)的綜合考核;“平時作業(yè)成績”占30%，主要考核學(xué)生完成作業(yè)的情況。這兩項考核都是將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程作為考核重點，占總成績的60%。本課程在“期末成績”考核中，大膽地提出兩種考核方式:專題報告和結(jié)課論文。選擇專題報告方式的學(xué)生，三到四人組成一個小組，按照要求，選擇一個能源專題進行30分鐘的專題匯報，由組長負(fù)責(zé)分工;考核時教師和全班同學(xué)一起對該小組的匯報進行考核，學(xué)生的評分作為主要依據(jù)，在此基礎(chǔ)上，由組長根據(jù)組員的分工、貢獻對組員進行評價，該評價是教師評分的重要依據(jù)。該種方式充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時還能鍛煉學(xué)生的組織管理能力與表達能力，受到學(xué)生的歡迎。其余學(xué)生采用結(jié)課論文方式。作為專題報告方式的互補，該方式激勵學(xué)生進行發(fā)散性思維，將課堂上學(xué)到的知識應(yīng)用到實際問題的解決中，也可以針對教材中的某一種具體的發(fā)電技術(shù)、能源利用方式等，進行深入的研究，還鼓勵學(xué)生檢索最新的研究成果，進行前沿性的學(xué)習(xí)和研究，引導(dǎo)學(xué)生進行科研探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生進一步深造作鋪墊。從結(jié)課論文的選題和內(nèi)容來看，學(xué)生的思考比較廣泛和深入，許多學(xué)生貼近實際，提出了“由霧霾引發(fā)的對于新能源利用的思考”，“霧霾里的思考”，“核能的和平利用”，“太陽能與生物能”等論文報告，將課堂知識與身邊的社會現(xiàn)實聯(lián)系起來。對于期末考核，我們給出詳細(xì)的考核指標(biāo)與評價標(biāo)準(zhǔn)，同時還給出了論文的模板。鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找科研資料，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計甚至就業(yè)和深造奠定基礎(chǔ)。
3科研反哺
教學(xué)和科研的有機結(jié)合是教師無法回避的一個問題。教師特別是青年教師在科研上創(chuàng)新點多、精力充沛，但是教學(xué)經(jīng)驗不足，不能很好地將科研課題與教學(xué)工作進行銜接。而科研課題與工程實踐關(guān)系最密切，是專業(yè)知識在實際應(yīng)用中的體現(xiàn)。課程邀請相關(guān)教師作為課程的科研指導(dǎo)教師，邀請其進行專題講座，開展了“風(fēng)光儲發(fā)電應(yīng)用”和“太陽能發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷”等專題講座，將教材的知識延伸到工程實際，讓學(xué)生切實體會到技術(shù)的魅力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣。同時課程還通過組織學(xué)生參觀電力系統(tǒng)動模與新能源實驗室、電力系統(tǒng)仿真實驗室等實踐教學(xué)平臺，組織興趣小組參與“基于電力系統(tǒng)脆性的風(fēng)電入網(wǎng)后連鎖故障預(yù)警方法研究”等省部級自然科學(xué)基金的研究，為本科學(xué)生參與科研提供了良好的指導(dǎo)和實踐環(huán)境，也為踐行教學(xué)與科研相統(tǒng)一的思想進行了有益的探索和嘗試。
1.1回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器柔性密封技術(shù)“回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器柔性密封技術(shù)”
為入選國家發(fā)展改革委《國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄》的節(jié)能技術(shù)，其針對于空預(yù)器漏風(fēng)和堵灰兩大難題提出的解決措施，可以有效解決回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的運行問題，使空預(yù)器長期處于高效穩(wěn)定的運行狀態(tài)，明顯提高機組運行的經(jīng)濟性和安全性，從而達到節(jié)能減排的效果。“徑流式濕式電除塵器技術(shù)”與傳統(tǒng)濕式除塵相比除塵效率高達90%以上，運行電耗、水耗及阻力小，節(jié)能減排效果顯著。
1.2壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能改造項目
該項目將高載能生產(chǎn)車間原有的壓縮空氣系統(tǒng)加裝了空壓機房節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，解決了車間末端用氣波動且離心機調(diào)節(jié)能力弱的難題，實現(xiàn)了動態(tài)補償用氣，提高了部分電解車間用氣端的用氣效率，實現(xiàn)了各車間用氣流量的全可控，降低了空壓機群的總能耗。此項改造節(jié)能率超過20%，年節(jié)電約316萬千瓦時，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1137.6噸、減排二氧化碳2980.6噸。
1.3其他洛陽隆華傳熱節(jié)能股份有限公司“電力尖峰冷卻技術(shù)”
針對火電尖峰冷卻問題提供專項解決方案。重慶富氧科技股份有限公司“富氧燃燒技術(shù)”、普瑞森能源集團公司“電廠凝汽器蒸汽噴射器抽真空系統(tǒng)”、國電科學(xué)研究院“低位能分級混合加熱供暖技術(shù)”、宜興亨達竹格填料有限公司“火力發(fā)電冷卻塔竹制淋水填料技術(shù)”等。這些技術(shù)及其實際應(yīng)用案例對于引導(dǎo)用戶采用節(jié)能技術(shù)、促進火電行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)進步具有重要的借鑒意義。
2電力新能源的現(xiàn)狀及發(fā)展
2.1太陽能
太陽能是目前來說應(yīng)用最廣泛的新能源，太陽能具有取之不盡和容易收集等特點，只要有足夠的空間和合理的裝置就能夠進行太陽能的應(yīng)用，目前我國的太陽能熱水器生產(chǎn)應(yīng)用排行世界第一，已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化，對于我國來說更多的需要考慮建筑中太陽能的利用，在建筑設(shè)計時充分利用太陽能，從美觀和技術(shù)方面綜合考慮，我國對于太陽能的重視會使得太陽能利用在建筑上的應(yīng)用發(fā)展較快，更好的提供能源保障，但是同樣太陽能發(fā)電的前期投入較高，推廣普及需要政府的大力支持。我國的太陽能電池板的生產(chǎn)在世界水平上總體較高，隨著太陽能科技利用的不斷發(fā)展，硅材料等太陽能利用材料有可能出現(xiàn)降低等現(xiàn)象，光電元件的效率更高，成本越來越低，這就需要我們在太陽能的發(fā)展中從技術(shù)方面不斷進行突破，保障高效、低價，提高競爭力，保證能源的供應(yīng)，降低污染問題。
2.2風(fēng)能
目前，從可再生能源發(fā)電成本來看，風(fēng)力發(fā)電成本在可再生能源中最具性價比。相較于傳統(tǒng)能源發(fā)電，目前全球部分地區(qū)陸上風(fēng)電已經(jīng)具備較好競爭力。對于我國掛檔加速的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，如果要實現(xiàn)2020年，中國非化石能源占一次能源消費比重達到15%的目標(biāo)，大力發(fā)展風(fēng)電是毫無疑問的。目前就陸上風(fēng)電開發(fā)成本來說，全球陸上風(fēng)電平均度電成本降至約83美元/兆瓦時。而部分地區(qū)煤炭和天然氣發(fā)電成本不降反升。隨著風(fēng)電技術(shù)進步和發(fā)展規(guī)模擴大，以及煤電成本的增加，未來風(fēng)電競爭力將進一步增加，預(yù)計在2020年前后中國陸地風(fēng)電成本將達到與煤電持平的水平。但在發(fā)展中我們要注意的是從風(fēng)電場選址上需從宏觀和微觀角度著手考慮，做好當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源評估等前期工作。其次，在建設(shè)階段需考慮如何降低設(shè)備采購成本以及接下來運行維護成本。此外，現(xiàn)在我國風(fēng)電行業(yè)的主力是國企，強調(diào)最多的是社會責(zé)任，任何企業(yè)想要可持續(xù)發(fā)展必須要有合理利潤，持續(xù)降低風(fēng)電的全生命周期成本是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展且提升競爭力的必由之路。
2.3核能
目前來說核電常用的為核裂變，雖然核聚變釋放的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于核裂變，但是技術(shù)存在一定的問題還未能真正投入使用，我國的核電經(jīng)過了一段時間的發(fā)展取得了一定成就，但發(fā)展速度并不夠快，核電是高新技術(shù)，需要高科技和人才的支持，對操作人員的要求較高，所以核電的發(fā)展必須從人才的培養(yǎng)方面著手，綜合推進，才能夠保障核電技術(shù)的可靠、平穩(wěn)、快速的發(fā)展。
2.4生物質(zhì)能
對于生物質(zhì)能的利用我國進行了深入的研究，由于我國農(nóng)業(yè)的比重，我國的生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿艽?，對于生物質(zhì)能的應(yīng)用分成了兩派，一派不能接受糧食作為燃料，但是隨著技術(shù)的不斷改進，目前采用纖維素制作燃料已經(jīng)投入了不斷的試驗和發(fā)展。但是生物質(zhì)能的應(yīng)用仍舊存在一定的問題，例如運輸和收集的成本問題，從各個偏遠(yuǎn)地區(qū)收集秸稈就造成了更多的人力和機械的投入，收集半徑太大就會對經(jīng)濟效益造成影響，小規(guī)模的收購又很難保證能源的供應(yīng)，這就對生物質(zhì)能能源的發(fā)展造成了影響。需要我們不斷的采取新的科技手段，更好的利用生物質(zhì)能。
Abstract: in the current stage of the construction market, because the national standard and requirement level rise to certain management level, the architecture of the energy saving design requirements and new energy use pay more attention to, this paper USES the data, for example, introduced new energy conservation technology and energy utilization technology in the building of the specific application of the civil building, then indicates that the construction of energy-saving technologies and new energy development and utilization of the feasibility and necessity
Key word: building energy efficiency, new energy material, energy saving technology
中圖分類號：TE08文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、建筑節(jié)能設(shè)計的重要意義：
1、建筑節(jié)能是經(jīng)濟發(fā)展的需要：
能源是人類生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ)，經(jīng)濟的發(fā)展依賴于能源的發(fā)展。當(dāng)今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的問題，能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑從建材生產(chǎn)，建筑施工直到建筑物的使用無時不在消耗著能源，資料統(tǒng)計表明歐美等發(fā)達國家的建筑能耗占到全國總能耗的1/3左右，我國也占到25%以上。因此在建筑中推廣節(jié)能技術(shù)勢在必行。
2、建筑節(jié)能是環(huán)境保護的需要：
我們現(xiàn)在應(yīng)用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(zhì)（二氧化碳、硫、氮氧化合物等），是造成大氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞的重要原因。因此提倡建筑節(jié)能，減少污染物的排放也是改善生存環(huán)境，提高生活質(zhì)量的一種有效的方法。
3、建筑節(jié)能是提高人民生活水平的需要：
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們追求更加舒適的建筑生活環(huán)境。冬季采暖，夏季空調(diào)都需要能源的供應(yīng)。而在當(dāng)前能源十分緊張的狀況下，節(jié)約建筑能耗就顯得尤為重要了。建筑節(jié)能設(shè)計是建立在滿足合理的舒適要求前提下，通過技術(shù)減少建筑能耗，提高能源的使用效率，滿足建筑節(jié)能的要求。
二、我國在建筑節(jié)能方面的概況：
1、我國建筑能耗概況：
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，中國建筑能耗的總量逐年上升，在能源消費總量中所占的比例已從上世紀(jì)70年代末的10%，上升到近年的27.8%。通過數(shù)據(jù)表明建筑節(jié)能在我國的推廣是市場需求。
2、我國建筑節(jié)能的發(fā)展概述：
我國的建筑節(jié)能工作開始于80年代初期，通過各方積極努力，到1995年末，全國建成的節(jié)能建筑面積已達4700萬平方米，到1998年節(jié)能建筑面積達到1億平方米。我國目前正處于建設(shè)高峰期，每年新建房屋近20億平方米，超過所有發(fā)達國家建設(shè)量的總合。而其中95%以上的建筑都是高耗能的建筑，節(jié)能技術(shù)相對落后。各地相繼建成一些建筑節(jié)能示范工程，如北京安苑北里小區(qū)、周莊小區(qū)、臥龍小區(qū)、天津倚華里小區(qū)、甘肅建筑科學(xué)研究院宿舍等，這些工程在節(jié)能方面都取得了良好的效果。為全面推廣節(jié)能設(shè)計，我國制定了一系列的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《既有建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》、《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑節(jié)能管理規(guī)定》等。相信隨著建筑節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，我國的建筑節(jié)能事業(yè)將得到進一步的普及和推廣。
3、我國能源狀況與建筑能耗
我國能源發(fā)展主要存在四大問題。
（1）是人均能源擁有量低、儲備量低。
（2）是我國的能源結(jié)構(gòu)依然以煤為主，約占75%。全國年耗煤量已超過13億噸。由于燃煤效率低，對環(huán)境污染嚴(yán)重，造成我國大氣污染和酸雨嚴(yán)重。
（3）是能源資源分布不均。主要表現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)能源短缺和農(nóng)村商業(yè)能源供應(yīng)不足，造成北煤南運、西氣東送、西電東送。
（4）能源利用效率低。我國能源終端利用效率僅為33%，比發(fā)達國家低10個百分點。
隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，建筑能耗逐年大幅度上升，已成為中國能源消費的主體之一，目前我國建筑用能已達全社會能源消費量的32%。加上每年房屋建筑材料生產(chǎn)能耗約13%，我國的建筑總能耗已達全國能源總量的45%。我國現(xiàn)有建筑面積為400億平方米，絕大部分為高能耗建筑，預(yù)計到2020年，總建筑面積將達到700億平方米。龐大的建筑能耗，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的巨大負(fù)擔(dān)
三、新能源的開發(fā)和利用：
1、新能源的含義和分類：
新能源和可再生能源的概念是1981年聯(lián)合國在肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開的能源會議上確定的。它不同于目前使用的傳統(tǒng)能源，具有豐富的來源，幾乎是取之不盡，用之不竭，并且對環(huán)境的污染很小，是一種與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源。聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）目前將新能源分為三類：
（1）大中型水電。
（2）新可再生能源，包括小水電、太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能?/p>
（3）傳統(tǒng)生物質(zhì)能。
2、建筑節(jié)能保溫思想及規(guī)范引導(dǎo)
案例：德國從2002年2月開始實行新的建筑節(jié)能規(guī)范EnEV2002。這一節(jié)能規(guī)范體現(xiàn)了德國最新建筑節(jié)能技術(shù)研究成果，有很強的實際操作性。
這項新的建筑保溫節(jié)能技術(shù)規(guī)范的核心思想，是從控制單項建筑維護結(jié)構(gòu)（如外墻、外窗、屋頂）的最低保溫隔熱指標(biāo)，轉(zhuǎn)化為對建筑物真正的能量消耗量的控制，達到嚴(yán)格有效的能耗控制。實際操作中，一是實行建筑能耗定量化，建筑能耗證書系統(tǒng)，二是新建住宅必須出具采暖需能耗量和住宅能耗核心值。
通過規(guī)范對具體節(jié)能技術(shù)體系的引導(dǎo)與控制要求
規(guī)定建筑最低標(biāo)準(zhǔn)的保溫值。
節(jié)約夏季制冷能耗，控制建筑外墻的熱穿透系數(shù)的最高允許值。
控制建筑的氣密性和通風(fēng)換氣量
同時規(guī)定住宅要有滿足衛(wèi)生，健康要求的通風(fēng)換氣量，要求有足夠的開啟扇面積。
規(guī)定住宅建筑中盡可能避免冷橋構(gòu)造。
改善采暖設(shè)備和熱水系統(tǒng)
― 要求所有新安裝的燃油氣爐，必須達到歐共體最新節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
― 中央供暖系統(tǒng)需安裝循環(huán)水泵，三級以上自動調(diào)節(jié)裝置，以便根據(jù)供暖需要提供相應(yīng)的熱水量。
采暖管線
― 中央供暖系統(tǒng)的住宅居住區(qū)。必須安裝相應(yīng)的自動控制系統(tǒng)，根據(jù)外界溫度和時間因素影響，而自動調(diào)節(jié)供暖量以及自動開啟和關(guān)閉。
―室內(nèi)必須安裝溫度自動控制裝量，以根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)和時間變化供暖量。
3、開發(fā)利用新能源的重要意義
隨著新能源需求的不斷增加，地球上不能能再生能源的資源將進一步的減少直至枯竭，為了社會的發(fā)展和人類的進步，在提高能源的使用效率，節(jié)約能源的同時還必須要開發(fā)和利用綠色環(huán)保并可再生的新能源。根據(jù)專家語塞，到2080年，全球可再生新能源的用量發(fā)展占能源總用量的50%以上，成為未來能源結(jié)構(gòu)的主要部分，采用新能源是保護生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要措施。
中途分類號：F407.6
1 電氣節(jié)能技術(shù)與措施
1.1 對變壓器設(shè)備進行節(jié)能技術(shù)的改進
在整個電網(wǎng)運行輸送系統(tǒng)中，變壓器是最重要的組成，將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在變壓器設(shè)備的改進上，可以調(diào)節(jié)電壓，實現(xiàn)電能的安全輸送，降低電能的損耗，而對變壓器設(shè)備進行節(jié)能技術(shù)的改進，就是要使變壓器改進為低損耗的設(shè)備。不同的用戶對電力的需求不同，因此不同用戶的電力輸送的電壓也存在著較大的不同，采用變壓器調(diào)節(jié)電壓時，就會造成一定電能的損失，所以研究低損耗的變壓器，對節(jié)約電能具有重要作用，采用非晶合金鐵心構(gòu)成的變壓器具有良好的節(jié)能環(huán)保作用，不僅可以降低電能的損耗，還可以降低成本的支出，具有良好的推廣使用價值。調(diào)整變壓器的參數(shù)可以有效的降低電能的消耗，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，在電能輸送的過程中，我們要對電力負(fù)載進行調(diào)整，改變其運行的方式，降低電能在輸送過程中的損耗。變壓器在運行的過程中們需要加強對各個方面的管理，通過對變壓器進行調(diào)整，可以提高節(jié)能的效果，降低變壓器中的功率損失與消耗，提高電能的利用效率，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
1.2 強化照明設(shè)計，節(jié)省能源
平時在人們的生活中，照明設(shè)備是人們不可或缺的一部分，照明設(shè)備不僅能夠為人們在黑暗的環(huán)境中提供光亮，也為城市的美化貢獻了一定的力量。然而在照明設(shè)備的大量應(yīng)用中，也造成了大量的電能損耗，為了解決這一問題，對照明設(shè)備進行節(jié)能設(shè)計，減少照明能源的消耗便成為現(xiàn)階段節(jié)省能源的重要手段，在照明節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)上，既能夠保證照明的質(zhì)量與效果，同時也能夠減少能源的消耗。其一，合理選擇照明形式，在照明的同時要善于利用自然光，以此減少照明能源的消耗，其次，設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程中，要將自然光源與照明光源進行結(jié)合，以此實現(xiàn)節(jié)能照明能源的目的。其二，結(jié)合不同的照明場所，設(shè)計不同的照明亮度，例如臥室光源的設(shè)計，可以選擇相對柔和的照明燈光，還可以利用熒光燈進行光源的平衡設(shè)計，針對比較高級的場所，便可以選擇三基色熒光燈，或是高顯色性鈉燈；其三，在照明的安裝方面，要合理選擇安裝位置，結(jié)合該場所實際的照明需求，設(shè)計節(jié)能開關(guān)，例如聲控開關(guān)，便可以實現(xiàn)照明節(jié)能的目的。
1.3 采用節(jié)能技術(shù)減少線路的電力損耗
發(fā)電站是通過輸電線路進行電路的輸送的，很多時候發(fā)電站與電力用戶的距離非常遠(yuǎn)，在運輸?shù)倪^程中就會造成線路的電能損耗，輸電線路越長，電力負(fù)載就越大，造成的電能耗損也就更大，降低線路的電阻值，可以提高電網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)。在供電營業(yè)區(qū)域內(nèi)，要結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，做好規(guī)劃與布點方面的工作，如負(fù)荷密集地變電站電壓等級應(yīng)選110kV及以上為宜，偏遠(yuǎn)山區(qū)，負(fù)荷較輕的地方可采用35kV及以下變電站。線路規(guī)劃要堅持最短距離的原則，減少線路的長度距離，在選擇導(dǎo)線時，要注意規(guī)格的選擇，包括截面積等，選擇截面積較大的導(dǎo)線在某種程度上也能降低能源消耗。在進行輸電線路的架設(shè)時，要對整個區(qū)域進行綜合了解，選用最短路徑的方法降線路電能的損耗。
1.4 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
現(xiàn)如今空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，在建筑內(nèi)部可以通過空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)，然而在應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)的同時，會導(dǎo)致能源耗損。為此，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為現(xiàn)階段相關(guān)人員研究的主要問題之一。冰蓄冷技術(shù)主要是通過電網(wǎng)低谷階段的風(fēng)能，將冷量進行儲存，以此實現(xiàn)白天能量的釋放，達到節(jié)能的目的。冰蓄冷技術(shù)的應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了能源的節(jié)約，同時也大大節(jié)約了空調(diào)安裝的費用，減低空調(diào)制冷機的功率，減少電力負(fù)荷，進而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的能源節(jié)約。
2 電力新能源的開發(fā)與發(fā)展應(yīng)用
2.1 風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的應(yīng)用
風(fēng)能作為電力新能源具有良好的節(jié)能效果，對紓解現(xiàn)今能源緊張的現(xiàn)狀提供了積極的作用，利用風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，有效的提高了電能的利用率，現(xiàn)今可以有較多的新能源應(yīng)用在電力能源的開發(fā)與使用中，風(fēng)能的應(yīng)用具有良好的節(jié)能效果。
2.2 太陽能光伏發(fā)電
現(xiàn)階段我們對于太陽能的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，太陽能作為新能源，其能源儲備量較大，并且已經(jīng)被開發(fā)，所以在各方面的應(yīng)用中十分普遍。在電力方面，太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用，主要是利用了太陽能電池板、控制器以及蓄電池等元件共同構(gòu)成了光伏發(fā)電系統(tǒng)，為此，這也是一個發(fā)電的控制系統(tǒng)。在其應(yīng)用的過程中，主要是通過太陽能電池板以及蓄電池的連接，以此進行太陽能的儲存，再利用控制器以及逆變器對太陽能傳輸系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)對電網(wǎng)的管理，進而達到節(jié)能的目的。現(xiàn)如今太陽能在人們的生活中十分普遍，例如熱水器等，其運行原理便是通過安裝的太陽能電池板將公共電網(wǎng)進行連接，進而構(gòu)成光伏系統(tǒng)，不僅提高了能源的利用效率，同時也減少了能源的損耗。
2.3 地?zé)崮茉吹拈_發(fā)
受社會發(fā)展的影響，人們的取暖設(shè)施愈發(fā)先進，尤其是地?zé)豳Y源的應(yīng)用，逐漸成為現(xiàn)階段家庭中取暖的主要設(shè)施。在我國，擁有豐富地?zé)豳Y源的地區(qū)主要在云南以及一帶，經(jīng)過相關(guān)的調(diào)查分析可知，現(xiàn)階段我國地?zé)崽飻?shù)量約為300左右，天然熱量能夠達到1.1×102J/年。由此可知，地?zé)豳Y源的開發(fā)是現(xiàn)階段推動電力新能源發(fā)展的主要內(nèi)容，在地?zé)豳Y源的開發(fā)中，我國還存在比較大的發(fā)展空間。除此之外，開發(fā)地?zé)豳Y源，不僅能夠推動我國電力行業(yè)的發(fā)展，對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展也具有一定的重要性。
結(jié)論
綜上所述，受我國經(jīng)濟發(fā)展的影響，社會中對于電力的需求逐漸增大，然而隨著需求的不斷提升，電力能源也出現(xiàn)了緊缺的現(xiàn)象，為了解決這一問題，開發(fā)電力新能源，推行電力節(jié)能技術(shù)，是現(xiàn)階段促進電力行業(yè)發(fā)展的主要手段。文章針對電力新能源的開發(fā)，對電力節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用手段進行了闡述，通過文章中的分析，希望能夠在此基礎(chǔ)上全面提升電力新能源開發(fā)效率，實現(xiàn)電力能源節(jié)約，減少能源的消耗，進而推動我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
改革開放以來到2000年，中國的能源消費增長率與國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率之比(能源彈性系數(shù))為0．5左右，就是說，中國以能源消費翻一番支持了GDP翻兩番。但是，2004年，中國的能源彈性系數(shù)已攀升到1．6；2005年我國能源消費總量22．2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長9．5％，能源消耗量繼續(xù)攀升。煤荒、電荒、油荒在一些地區(qū)相繼出現(xiàn)，礦難也頻頻發(fā)生。這種高投入、高消耗、高污染和低效益的粗放型增長方式，必然同資源、環(huán)境發(fā)生尖銳矛盾，最終將導(dǎo)致經(jīng)濟發(fā)展的不可持續(xù)性。
我國正面臨能源供給壓力日趨增大，給經(jīng)濟安全帶來的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。目前石油占中國能源消費的22．7％，煤炭作為中國最主要的基礎(chǔ)性能源，比重達到67．7％，天然氣為2．6％，水電、核電、風(fēng)能、太陽能等新能源和可再生能源為7％。這種能源結(jié)構(gòu)落后于美國和歐盟國家，不利于經(jīng)濟體系的安全與穩(wěn)定。我國實施新的能源戰(zhàn)略將面臨著艱巨的任務(wù)：預(yù)計到2020年，中國計劃將煤炭的比重降低到50％至60％，而石油仍將維持20％左右的比例；減少的比重必須由多種能源來替代，包括天然氣、核電、水電以及其他可再生能源。
煤和石油是目前人類主要的可使用能源，在地球中的儲量有限。這種天然能源資源正以驚人的速度在消耗著，已經(jīng)引發(fā)了一系列嚴(yán)重的經(jīng)濟社會和環(huán)境危機。能源多元化是21世紀(jì)世界能源發(fā)展的必然趨勢和發(fā)展前景。
中國城市經(jīng)濟學(xué)會十分關(guān)注城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的研究，也十分關(guān)注新能源和節(jié)能技術(shù)在城市經(jīng)濟中的開發(fā)和利用?？稍偕茉醋鳛槌Ｒ?guī)化石燃料的一種替代能源，由于其清潔、無污染、可以再生和永續(xù)利用，符合城市可持續(xù)發(fā)展和保護環(huán)境的要求，因此受到越來越多的社會各方的重視。可再生能源將迎來大發(fā)展的新階段。
可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。地?zé)崮苁翘N藏在地下巖石和流體中的熱能，蘊藏量相當(dāng)于全球煤炭儲量熱能的1．7億倍，可供人類長期利用。地?zé)崮苡脕戆l(fā)電或為建筑物供熱和制冷，在世界各國已經(jīng)開展起來。目前，全世界已有300座地?zé)岚l(fā)電站，分布在20多個國家，其中美國占40％。地?zé)崮軐⒊蔀槲磥碜钪匾哪茉粗?。我國利用地?zé)崮艿目蒲泻烷_發(fā)，還處在起步階段，不久的將來，也會出現(xiàn)一個新的發(fā)展階段。到會的專家和正在開始使用地?zé)崮艿某鞘?，將會為我國進一步開發(fā)和利用提出許多寶貴的經(jīng)驗和建議。
中圖分類號：U473 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0055-02
1 化工機械行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
當(dāng)代化工機械行業(yè)面臨競爭越來越激烈，相關(guān)問題也面臨越來越多的挑戰(zhàn)。
1.1 資源逐漸減少
有限資源的逐漸減少，同時由于化工行業(yè)的生產(chǎn)過程等而導(dǎo)致的環(huán)境污染問題也十分嚴(yán)重等，都導(dǎo)致生產(chǎn)成本節(jié)約的問題比較困難，通過促進新能源開發(fā)和相關(guān)節(jié)能技術(shù)，分析存在的實際情況，才能有效節(jié)約成本、增長盈利，因而新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是化工機械行業(yè)增長盈利、增強競爭力的必經(jīng)之路，同時也是響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號召，為建設(shè)“節(jié)約型”社會而不斷努力。
1.2 危害生存環(huán)境
隨著化工機械工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)不斷革新進步，國家的總體經(jīng)濟發(fā)展不斷進步，卻使得化工機械消耗地球上的資源越來越多，環(huán)境污染的問題日益增多，嚴(yán)重危害了人們的生存環(huán)境，同時影響了人們的生活和生活狀況。
因此，化工機械工業(yè)必須積極地采取相應(yīng)環(huán)保措施，保持化工機械生產(chǎn)企業(yè)能夠與環(huán)境保持可持續(xù)發(fā)展，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。而新能源開發(fā)實質(zhì)是提高工作效應(yīng)、節(jié)約能源以此帶來效益，另外，節(jié)能技術(shù)又在能源消耗方面有重大意義，減少能源的消耗，使得產(chǎn)業(yè)更好、更快地發(fā)展，從而新能源和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面越來越迫切。
2 化工機械行業(yè)分析
眾所周知，燃料是工業(yè)的血液，當(dāng)然，化工機械工業(yè)也不例外。目前，化工機械行業(yè)主要還是以有限資源石油產(chǎn)業(yè)鏈中的汽油等為原料，然而隨著石油資源的有限性，造成了石油產(chǎn)品供需的矛盾日趨嚴(yán)重，資源的可用量越來越少。同時化工工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢氣含有碳?xì)浠衔铩⒑趸锏念w粒、鉛化物等污染物，使城市受到了大氣污染。隨著技術(shù)水平的不斷提升，化工機械行業(yè)利用資源、能源等消耗過快，造成環(huán)境過多污染且極為嚴(yán)重，對人類產(chǎn)生極大的危害，同時也令我們付出了沉痛的環(huán)境代價。
因此，為了使化工機械設(shè)備更好、更快地發(fā)展，應(yīng)堅持相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)與節(jié)約并舉、把節(jié)約放在首位的方針，提高能源、資源的利用效率，堅決改變高能耗、高污染、低產(chǎn)出的狀況，大力調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，使能源消費結(jié)構(gòu)與資源水平和經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)，努力建設(shè)節(jié)約型產(chǎn)業(yè)、“環(huán)境友好型”社會，實現(xiàn)能源化工的可持續(xù)發(fā)展。因而，要使得化工機械實現(xiàn)高效益、可持續(xù)發(fā)展，必須加快開發(fā)和推廣新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)態(tài)發(fā)展。
3 新能源開發(fā)和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用相關(guān)措施
化工機械的新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，是一個綜合性強的大工程，有為新能源實驗的新方法評定、檢驗，技術(shù)檢測的生命周期等，為達到新能源開發(fā)和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用目的，個人認(rèn)為可以從以下幾個方面展開。
3.1 原材料的選擇，可回收設(shè)計
從原材料的選擇、可回收設(shè)計等方面著手，從而符合可持續(xù)發(fā)展以及“環(huán)境友好型”社會的要求，實現(xiàn)化工機械產(chǎn)業(yè)高效益、可持續(xù)發(fā)展，同時對相關(guān)產(chǎn)品收益進行定期考核與評估，完善相關(guān)實施方面，改良相關(guān)制度。
3.2 組建監(jiān)督管理評測單位
組建一些新能源與節(jié)能技術(shù)的監(jiān)督管理評測單位，從而在一定程度上支持新能源和節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和推廣，以便預(yù)防或者降低污染與環(huán)境破壞的后果，同時定期對相關(guān)成果進行評測，對差的成果予以摒棄，而對好的成果予以贊賞、發(fā)揚。
3.3 提高原料利用率
增加煤、石油等一次能源生產(chǎn)鏈中二次能源的利用，使得化工生產(chǎn)鏈在提高資源品質(zhì)和價值的同時，也實現(xiàn)資源的清潔利用，同時也達到了“廢物利用”的目的，與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不謀而和。
3.4 加快開發(fā)和利用可再生能源
當(dāng)今，潮汐能、地?zé)崮艿惹鍧嵖稍偕茉粗鸩饺〈豢稍偕茉?，通過加快開發(fā)和利用可再生能源，在一定程度上可以減緩對有限能源的依賴，同時減少溫室氣體等危害性氣體的排放，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、“環(huán)境友好型”社會的一個重要舉措。
3.5 整合國內(nèi)資源
我國西部仍屬于未完全開發(fā)階段，有相當(dāng)多的天然氣資源，通過整合西部資源，有助于國家控制海外石油消費，減少對進口石油的依存度，從而一定程度上減少國內(nèi)汽油價格的攀升，同時加快國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展。
3.6 加強海外石油的開采與開發(fā)
發(fā)展海外能源化工，從國際市場上獲得化工產(chǎn)品，既符合資源所在國經(jīng)濟利益，又有助于加強我國在海外形成的資源優(yōu)勢，增加了我國在石油資源開發(fā)和采集的可能性，在一定程度上減少國內(nèi)石油進口壓力，降低對國外石油的依賴性，減緩國內(nèi)石油價格的震蕩。
3.7 能源發(fā)展要與建設(shè)節(jié)約型社會、可持續(xù)發(fā)展策略相適應(yīng)
能源資源的緊缺是長期制約國家經(jīng)濟社會發(fā)展的絆腳石，節(jié)約資源是實現(xiàn)高效益、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施。應(yīng)堅持開發(fā)與節(jié)約并舉、把節(jié)約放在首位的方針，提高能源、資源的利用效率，堅決改變高能耗、高污染、低產(chǎn)出的狀況，一定程度上可以對相關(guān)部門、企業(yè)進行關(guān)停改造，從而有效遏制相關(guān)情況的出現(xiàn)，生產(chǎn)線堅持響應(yīng)國家、政府的號召。
3.8 合理分配資源
對于資源合理分配，以提高綜合利用率為首要任務(wù)，用盡可能少的石油資源，生產(chǎn)盡可能多的石油化工產(chǎn)品。從化工行業(yè)上講，可以推廣使用流水線作業(yè)，減少工序間的間隔，做到對石油資源的優(yōu)化利用，提高生產(chǎn)率，達到“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略目標(biāo)和“節(jié)約型”社會的目的。
3.9 加大自主創(chuàng)新力度
“創(chuàng)新是一個民族前進的不竭動力”，從根本上講，創(chuàng)新是我國化工發(fā)展的必要條件。只有立足創(chuàng)新，才能真正開發(fā)出適合我國資源水平、切合現(xiàn)有設(shè)備、滿足我國國情的適用技術(shù)。同時完善相關(guān)科技創(chuàng)新的獎勵制度，調(diào)動相關(guān)人員參加創(chuàng)新的積極性，從而在創(chuàng)新上營造出良好的競爭氛圍，使得創(chuàng)新更好、更快地發(fā)展。
4 結(jié) 語
在日益嚴(yán)重的資源危機與環(huán)境污染的情況下，促進新能源開發(fā)和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，既符合我國國情需要，也促進我國化工機械行業(yè)更好、更快發(fā)展。同時兩者的相互促進才能保證豐厚的效益，從而更好地促進兩者的推廣，更好地支持“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”口號，為建設(shè)環(huán)境“友好型”、“節(jié)約型”社會而不斷努力。同時創(chuàng)新也是一個民族不竭的動力來源，加大創(chuàng)新更加有利于化工機械行業(yè)甚至是整個工業(yè)的良性發(fā)展。新能源、節(jié)能技術(shù)加入創(chuàng)新元素更是能達到一個更好的發(fā)展，促進行業(yè)更好、更快地發(fā)展。
1 分布式能源系統(tǒng)
為了與傳統(tǒng)能源供應(yīng)體系形成互補體系，在保證安全可靠供能的基礎(chǔ)上盡可能降低傳統(tǒng)能源的比例，實現(xiàn)能源利用效能的最大化，打造智慧能源系統(tǒng)需要依托燃?xì)饣蛉济旱睦錈犭姺植际侥茉醇夹g(shù)、小水電、余熱利用、蓄能、熱泵、太陽能、風(fēng)能等新型能源技術(shù)和可再生能源技術(shù)等，利用天然氣為燃料，通過冷熱電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用，一般綜合能源利用效率在70%以上，并在負(fù)荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式，是分布式能源應(yīng)用的主要方式，其主要產(chǎn)能設(shè)備是燃?xì)廨啺l(fā)電機。通過采用燃?xì)廨啓C進氣冷卻及燃?xì)廨啓C尾氣再用兩項技術(shù)應(yīng)用，可將天然氣分布式能源系統(tǒng)的綜合能源利用效率提高至85%左右。其特點是能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經(jīng)濟效益好。
2 燃?xì)廨啓C應(yīng)用原理
燃?xì)廨啓C發(fā)電機組在國外已被廣泛使用，尤其以中東、北美、歐洲和東南亞較多。燃?xì)廨啓C發(fā)電已經(jīng)占全球發(fā)電的20%。發(fā)達國家準(zhǔn)備在2020年左右推出燃?xì)鈿淠艿娜細(xì)廨啓C，其進氣初溫將從目前的1400℃升到1700℃，聯(lián)合循環(huán)的效率也將達到65%，堪稱是發(fā)電機設(shè)備中效率最高的。我國發(fā)展燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)的起步很早，但限于我國工業(yè)技術(shù)、技術(shù)能力及能源政策等諸多因素的影響，這種高難度、大型設(shè)備的研發(fā)速度一直很慢，自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展和電力供應(yīng)緊張形勢加劇，越來越顯示出發(fā)展燃?xì)廨啓C發(fā)電的重要性，目前我國北方多以汽輪機火力發(fā)電為主，而長三角和珠三角燃?xì)廨啓C發(fā)電發(fā)展較快。
燃?xì)廨啓C發(fā)電機組具有效率高、簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C的凈效率為37%一43%；前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)時的總效率一般均超過80%；啟停速度快，可以很好地配合電網(wǎng)大幅度頻繁調(diào)峰；排污治標(biāo)低，排放的體積分?jǐn)?shù)NOx小于9x10-6，柴油發(fā)電機是其數(shù)百倍。此外，還具有設(shè)備維護少、安裝簡單、自動化程度高等優(yōu)點。
燃?xì)廨啓C的工作循環(huán)是一種所謂的“白雷登循環(huán)”，循環(huán)過程在溫熵（T-S）圖上的表示方法如圖1所示。從溫熵圖上不難看出，面積1234就是1kg空氣在燃機中完成一次循環(huán)后，輸出的功，即通常所說的比功或出力。顯然這個面積越大，意味著比功或出力越大。要想增加這個面積，一種方法是提高燃?xì)獬鯗兀═3），如b圖所示；一種方法是降低燃機的進氣溫度（T1），如c圖所示。采用提高燃?xì)獬鯗氐姆椒ㄍǔ＿m用于燃機制造商，有條件投入大量的人力物力研制出耐熱性能更好的材料，結(jié)果是使燃機不斷更新?lián)Q代，成為一個個產(chǎn)品系列（如E級、F級燃機）；采用降低進氣溫度的方式則適用于燃機用戶，這種方法對技術(shù)力量要求相對較低，實施難度不高，可作為技術(shù)改造項目予以實施，且得到的收益更大。
3 燃?xì)廨啓C技術(shù)應(yīng)用
天然氣發(fā)電要想在汽輪機上節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)的辦法是改變汽輪機的進氣溫度和基于尾氣的利用。
燃?xì)廨啓C進氣冷卻技術(shù)
燃?xì)廨啓C進氣冷卻技術(shù)包括直接接觸式冷卻技術(shù)（包含濕膜發(fā)冷卻技術(shù)、噴霧冷卻技術(shù)）和間接接觸式冷卻技術(shù)（包含壓縮制冷冷卻技術(shù)、蓄冷冷卻技術(shù)、余熱制冷冷卻技術(shù)、LNG冷能利用技術(shù)）兩種。其具有安全可靠、不改變原發(fā)電工藝和設(shè)備、提高效率的顯著特點，并能提高發(fā)電效率10%―15%，最高可達35%。同時，使機組常年在設(shè)計工況下運行，提高機組的實際使用壽命，以及具有經(jīng)濟型好、投資小、施工簡單、便于使用方實施、可以短期回收成本等特點。
直接接觸式冷卻技術(shù)其原理是利用水在空氣中蒸發(fā)時所吸收的潛熱來降低空氣溫度。當(dāng)未飽和空氣與水接觸時，兩者之間便會發(fā)生傳熱、傳質(zhì)過程。結(jié)果是空氣的顯熱變?yōu)樗舭l(fā)時所吸收的潛熱，從而使其溫度降低。理論上可將這一過程近似看作對空氣的絕熱加濕過程（如圖2所示）。其技術(shù)特性最大的優(yōu)點是初期投資少。燃?xì)廨啓C出力和熱耗的影響與當(dāng)?shù)乜諝獾南鄬穸让芮邢嚓P(guān)，其較適宜在干燥炎熱的地區(qū)使用。當(dāng)進氣濕度較大時，可在燃?xì)廨啓C進氣道內(nèi)逆進氣方向噴入除鹽水，利用水霧蒸發(fā)降低濕空氣溫度，后面要有水分分離器或收集器，除去進氣中的水分，使其達到設(shè)備廠商允許的攜水率，保證機組性能免受影響。進氣直接接觸的水必須保證足夠的潔凈度和酸堿值，因為微量的雜質(zhì)就會引起燃?xì)廨啓C葉片的腐蝕。
間接接觸式冷卻是在燃?xì)廨啓C壓氣機進口處設(shè)置一翅片式表面換熱器，空氣在管外翅片側(cè)流動，冷源在管內(nèi)流動。與常規(guī)管翅式換熱器不同，這種換熱器要考慮空氣中冷凝水的分離、收集與排放。如圖3所示，a點表示環(huán)境條件，c點表示進氣狀態(tài)。隨著空氣通過表面式換熱器把顯熱傳給冷源，空氣的相對濕度增加，空氣溫度逐漸降低到露點溫度（b點）。如果要把空氣溫度降低到露點溫度以下，除了這部分顯熱外，還需要空氣中水蒸汽凝結(jié)時的潛熱。從b點到c點空氣中的水蒸汽開始凝結(jié)，使得c點的濕度達到100%（處于飽和狀態(tài)）。a―b和b-c分別表示顯熱和潛熱。由于采用表面式冷卻故不受環(huán)境空氣相對濕度的影響，因此在潮濕炎熱的地區(qū)采用這種冷卻方式的較多。
目前，燃?xì)廨啓C進氣冷卻技術(shù)在國內(nèi)外已有廣泛應(yīng)用，如新疆塔里木油條輪南燃?xì)廨啓C電站使用蒸發(fā)式降溫、江蘇無錫華達電廠使用壓縮式降溫、深圳金鋼電力有限公司使用余熱吸收式降溫、印度拉賈斯坦烏代爾電站使用蓄冷式降溫等。
燃?xì)廨啓C尾氣再利用技術(shù)
燃?xì)廨啓C尾氣再利用技術(shù)的特點是由于天然氣單位熱量含碳量比燃煤低50%，CO2排放量也低56%；與燃煤相比，NOx減少60%，SO2幾乎可忽略，無煙塵排放。其技術(shù)主要利用方式是：燃?xì)廨啓C+排氣回收型溴化鋰吸收式冷溫水機；燃?xì)廨啓C+余熱鍋爐+蒸汽輪機+蒸汽型溴化鋰?yán)錅厮畽C；燃?xì)廨啓C+排氣再燃型溴化鋰吸收式冷溫水機和燃?xì)廨啓C+排氣余熱利用和補燃型溴化鋰吸收式冷溫水機。目前在北京中關(guān)村軟件園使用是的1200KW燃?xì)廨啓C、3489KW余熱直燃機和3489KW標(biāo)準(zhǔn)直燃機。
1 引言
佛山是建筑陶瓷主產(chǎn)區(qū)，集中了新明珠、蒙娜麗莎、歐神諾等著名品牌企業(yè)以及科達機電、摩德娜、中窯公司等陶瓷裝備龍頭企業(yè)，使佛山市的建筑陶瓷企業(yè)無論在品牌、品種、工藝、技術(shù)裝備和管理都處于全國領(lǐng)先水平。經(jīng)過近十年的努力，佛山建陶業(yè)實施了變頻改造、余熱利用等多項節(jié)能效果明顯的措施，產(chǎn)品能耗明顯下降。
原料加工是陶瓷生產(chǎn)三個主要耗能工序之一，主要設(shè)備有球磨機、噴霧干燥塔等，能耗約占生產(chǎn)總能耗的15%，雖然占比不大，但目前該工序的生產(chǎn)工藝仍較為落后，所以深入挖掘原料加工過程的節(jié)能潛力，對全面完成“十三五”節(jié)能目標(biāo)有重要意義。
本文通過對多家陶瓷生產(chǎn)企業(yè)調(diào)研，對一些正在實施的節(jié)能新技術(shù)進行分析評估，對“立磨預(yù)粉磨+連續(xù)球磨技術(shù)”、“干法制粉技術(shù)”等可應(yīng)用于原料加工工序的節(jié)能技術(shù)進行分析，供同行參考。
2 能源結(jié)構(gòu)與工序能耗情況
據(jù)2014年統(tǒng)計資料，列入我市重點用能企業(yè)監(jiān)管名單共194家，能源消費總量714.12萬噸標(biāo)煤（tce，下同），其中陶瓷企業(yè)55家，綜合能耗261.13萬tce ，占總能耗的36.6%。圖1為佛山市重點用能企業(yè)陶瓷行業(yè)綜合能耗變化，從圖1可以看出，我市陶瓷生產(chǎn)企業(yè)2010年～2014年四年間用能能耗有所下降，年均下降2.87%，能耗下降主要有以下幾方面原因：
1） 部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至外地；
2） 市場需求減緩；
3） 產(chǎn)品向精細(xì)化、高檔化發(fā)展，燒成速度減慢，總能耗有所下降；
4） 廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，單位產(chǎn)品能耗逐年下降。
2.1 陶瓷企業(yè)能源結(jié)構(gòu)
2.1.1陶瓷企業(yè)能源消耗量
對佛山市六家較大型建筑陶瓷企業(yè)2014年能源消費狀況進行分析，按能源品種進行分類，生產(chǎn)過程中煤或煤制品能耗占85%，電耗占9.87%，如表1所示。
2.1.2陶瓷企業(yè)各工序能源消耗量
根據(jù)五家建筑陶瓷企業(yè)的測試數(shù)據(jù)，在某生產(chǎn)周期內(nèi)各工序能耗數(shù)據(jù)如表2所示。從表2可以看出，燒成工序是主要耗能工序，占67.41%，原料工序能耗占企業(yè)總能耗約30.35%，其中電耗占31.12%。
2.2 原料加工節(jié)能新技術(shù)
2.2.1立式磨與連續(xù)球磨工藝
傳統(tǒng)的球磨工藝為間歇式生產(chǎn)，物料在粉磨過程中不可避免地會出現(xiàn)“過度粉碎”現(xiàn)象，已達到了細(xì)度要求的物料不及時排出，仍然在機內(nèi)繼續(xù)球磨消耗能量，使粉碎機生產(chǎn)能力降低，能耗增加。
連續(xù)球磨工藝是通過把傳統(tǒng)的間歇式陶瓷原料研磨工藝，改進為連續(xù)式的球磨工藝。用較少的設(shè)備、人工和占地，達到持續(xù)不斷地生產(chǎn)，從而提高產(chǎn)量，降低原料制造成本。
立式磨機是利用磨機的渦輪與反擊機構(gòu)把物料帶起并高速運轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，向磨機筒體的周邊甩出，沖擊、撞向筒壁，同時在氣流的作用下，物料自下而上形成一圓形物料墻幕，物料不斷加入，又不斷甩出，不斷被拋向和撞擊著反彈回來的物料，也就是物料打擊物料，致使物料一個或者多個斷面上產(chǎn)生無數(shù)的裂紋并不斷擴大、加深和延伸，從而使物料裂解成微粒碎，它集沖擊、撞擊、擠壓、剪切、磨剝于一身，快速完成物料破碎過程。
立式預(yù)粉磨與連續(xù)球磨機在陶瓷原料粉磨中的聯(lián)合應(yīng)用，是針對目前傳統(tǒng)單一球磨加工工藝的二段粉磨技術(shù)，是今后陶瓷原料加工發(fā)展方向。其將砂石料經(jīng)立式預(yù)粉磨機進行粉磨處理后，再進行篩分，合格粉料送入下工序的連續(xù)球磨機進行研磨，不合格粉料回磨。其他泥料經(jīng)破碎、化漿、分離，合格漿料送入連續(xù)球磨機進行混合研磨。此工藝避免大的物料在球磨機初始粉碎階段的大能量消耗，大大地縮短了原料的球磨時間和能耗。
由于“立式預(yù)粉磨+連線球磨技術(shù)”改造量大，工藝調(diào)整內(nèi)容多，有較大的技術(shù)難度，部分企業(yè)會采取過渡方案，即：“立式磨機+傳統(tǒng)球磨機”組合方案，采用立式磨機分類粉碎，后段用傳統(tǒng)方法球磨，工藝流程如圖2所示。
2.2.2干法制粉技術(shù)
濕法制粉是墻地磚生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝，原料加水細(xì)磨成含水量為40%左右的泥漿，泥漿過篩后經(jīng)液壓柱塞泵送入噴霧干燥器造粒，造粒后經(jīng)篩分及陳腐成為含水量約5%～7%的陶瓷粉料，然后干壓成型。
干法制粉工藝是將各種原料單獨粉碎到一定粒度后配料細(xì)磨，細(xì)磨后篩余料返回細(xì)磨工序，符合粒度要求的篩下料經(jīng)增濕造粒機增濕造粒成含水量約10%～12%的陶瓷粉料顆粒，再經(jīng)干燥及振動篩分后，篩上料經(jīng)微破碎后再次進入振動篩，篩下料送至料倉陳腐后，干壓成型。干法制粉工藝流程如圖3所示。
干法制粉需解決的關(guān)鍵技術(shù)：陶瓷原材料預(yù)均化處理，粉磨與分選，干法造粒，成套的、連續(xù)的干法制粉裝備達到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模并實現(xiàn)自動化。
干法制粉與濕法制粉兩種工藝的能耗水耗對比如表4所示。
3 節(jié)能潛力計算
3.1 立式磨與連續(xù)球磨工藝節(jié)能潛力
“立式預(yù)粉磨+連線球磨技術(shù)”已有成功案例，預(yù)計到“十三五”末，在我市推廣面可達到20%。以2014年陶瓷重點用能企業(yè)能源消耗量261.13 tce為計算基數(shù)，按電力占總能耗9.87%，原料工序電耗占總電耗30.68%，球磨機占原料工序電耗約70%，節(jié)能率50%計算：
項目年節(jié)能量=綜合能耗計算基準(zhǔn)×電能占百分比×原料工序電耗占比×球磨機占原料工序電耗比×推廣面×節(jié)電率=261.13×9.87%×31.12%×70%×20%×50%=0.56
萬tce。
“立式磨機+傳統(tǒng)球磨機”組合，球磨機漿料粉磨時間可縮短40%～45%，節(jié)能40%。預(yù)計到“十三五”末期50%陶瓷企業(yè)應(yīng)用此技術(shù)。
項目節(jié)能量=綜合能耗計算基準(zhǔn)×電能占百分比×原料工序電耗占比×球磨機占原料工序電耗比×推廣面×節(jié)能率=261.13×9.87%×31.12%×70%×50%×40%=1.12萬tce。
球磨系統(tǒng)改造合計節(jié)能量：0.56+1.12=1.68萬tce。
3.2 干法制粉技術(shù)節(jié)能潛力
干法制粉是一個系統(tǒng)工程，需要科研、裝備制造單位和用戶多方共同努力才能使此技術(shù)日漸成熟，預(yù)計到“十三五”末將有20%建筑陶瓷企業(yè)采用干法制粉工藝。
節(jié)能量=綜合能耗計算基準(zhǔn)×建筑陶瓷企業(yè)能耗占比×原料工序能耗比×推廣面×節(jié)能率=261.13×90%×30.35%×20%×45%=6.42萬tce。
3.3 節(jié)能潛力匯總
連續(xù)球磨技術(shù)與干法制粉兩種工藝的節(jié)能潛力匯總?cè)绫?所示。
3.3.1新技術(shù)節(jié)能量占工序能耗消費量比例
原料工序用能量：綜合能耗總量×原料工序能耗比=261.13×30.35%=79.25萬tce；
兩項新技術(shù)節(jié)能潛力：8.10萬tce；
節(jié)能量占工序能耗消費量比例：8.10×100%/79.25=10.22%。
3.3.2影響節(jié)能潛力的因素
本文提出的兩個項目，按預(yù)測在“十三五”產(chǎn)生的節(jié)能量占工序能耗比例并不高，主要有以下影響因素：
（1）工藝成熟度。立式快磨或連續(xù)球磨技術(shù)成熟度高，在礦石加工、水泥生產(chǎn)等行業(yè)已廣泛應(yīng)用，容易實施。而干法制粉因成球機理影響壓片成型，目前還未能得到完全解決。
（2）裝備配套。雖然建筑陶瓷企業(yè)有改進制粉工藝的需求，但企業(yè)自身研發(fā)能力有限，必須依靠科研單位、裝備制造單位，從目前來看，行業(yè)內(nèi)未能集中力量攻關(guān)。
如果干法制粉工藝應(yīng)用面提高至40%，兩個項目節(jié)能量將達到14.52萬tce，節(jié)能量比例提高至18.32%。
4 結(jié)語
21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，數(shù)據(jù)中心在政府、銀行等領(lǐng)域得到了廣泛推廣和應(yīng)用，在提高數(shù)據(jù)集成化處理等方面發(fā)揮著積極作用。數(shù)據(jù)中心運行建立在電源系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，設(shè)備用電負(fù)荷高達數(shù)千瓦。在環(huán)保節(jié)能理念下，降低數(shù)據(jù)中心能耗成為當(dāng)前其發(fā)展亟待解決的問題之一。
1 數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)，是一個綜合性、全面性供配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)解決計算機設(shè)備供電、用電問題，且要兼顧其他設(shè)備供用電需求。通常來說，該系統(tǒng)是由電源系統(tǒng)、輔助及配套設(shè)備構(gòu)成。
我國某運營商調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心能耗呈現(xiàn)增長趨勢，尤其是一些IDC業(yè)務(wù)較好的大城市，數(shù)據(jù)中心能耗占比非常大，如上海數(shù)據(jù)中心能耗比例為25%，而北京超過50%。另外，很多規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心機房仍然采用的是傳統(tǒng)能耗較高的UPS系統(tǒng)，單機負(fù)載量介于10%～30%之間，多數(shù)集中在20%，產(chǎn)生了極大的能源消耗?？梢姅?shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)能耗較大，運營商在盡量更新節(jié)能減排產(chǎn)品時，要加大研究力度，將綠色、節(jié)能理念滲透至數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)建設(shè)中，以此來實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。
2 數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計是一項系統(tǒng)性、復(fù)雜性工程，在實踐應(yīng)用中，可以從如下幾個方面入手：
2.1 評價指標(biāo)
二十世紀(jì)初，能量使用概率概念首次提出，即PUE。隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)日益深化，PUE概念受到了廣泛關(guān)注，在數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用能夠幫助我們掌握當(dāng)前能源消耗情況，并進行針對性調(diào)整。一般來說，數(shù)據(jù)中心節(jié)能的關(guān)鍵在于IT主設(shè)備負(fù)載效率、空調(diào)系統(tǒng)及供配電系統(tǒng)三個方面。因此在電源系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計過程中要圍繞著這三個方面進行。
2.2 數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
目前，常用數(shù)據(jù)中心多采用大規(guī)模服務(wù)器、小型機，網(wǎng)絡(luò)運行安全性與電源系統(tǒng)穩(wěn)定性存在密切聯(lián)系，對于電源系統(tǒng)安全性提出了更高要求。而計算機中心服務(wù)器等設(shè)備用電特性等要進行設(shè)計，比對不同方案優(yōu)劣勢，選擇最佳方案，從而為數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)運行奠定堅實的基礎(chǔ)，促進計算機中心能夠穩(wěn)定、有序運行。因此結(jié)合相關(guān)規(guī)范來看，本文將電子信息系統(tǒng)劃分為三個等級，即A、B、C三級，并將數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)劃分為交流供電與高壓直流供電兩種。
2.3 高壓直流系統(tǒng)
現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，HVDC電源供電效率得到顯著提升，為數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計帶來了更多發(fā)展機遇。HVDC供電具有無可比擬的優(yōu)勢，其電池能夠直接與服務(wù)器輸入端相連，不需要添加任何逆變設(shè)備的處理，實現(xiàn)不間斷供電目標(biāo)。同時，在擴容方面，較傳統(tǒng)模式更具便利性，后續(xù)維護簡便。該項技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上提高了模塊功率密度，且整機效率也得到了顯著改善。通過在實踐中應(yīng)用的比較，引入HVDC供電模式能夠有效降低PUE指標(biāo)，促進數(shù)據(jù)中心供電朝著綠色化、現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)市電直供時，系統(tǒng)僅是線路系統(tǒng)與配電損耗，系統(tǒng)效率有了較大的提升。如2016年，上海、北京及天津等電力公司用電客戶系統(tǒng)停電時間都在1小時以內(nèi)，可考慮均在99.9%以上，同時我國江蘇省等其他地區(qū)停電時間在2小時以內(nèi)，系統(tǒng)運行效率為99%。
2.4 優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)
除了對高壓直流系統(tǒng)進行改造，還要加強對空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能的調(diào)整和優(yōu)化，以此來提高空調(diào)運行有效性。在實踐中，可以采取如下措施實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。如針對大型數(shù)據(jù)中心，可以設(shè)置集中式冷凍水型恒溫恒濕空調(diào)，架空地板精確下送風(fēng)，充分利用自然風(fēng)，提高對資源的優(yōu)化配置和利用率，以此來減少能源過度消耗。同時，還要合理設(shè)定機房溫濕度、分區(qū)精確供冷，以此來實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。在系統(tǒng)節(jié)能改造中，要充分考慮相關(guān)影響因素，如針對部分空調(diào)，可以去掉加濕功能，以此來消除空調(diào)在加濕過程中產(chǎn)生的過多能耗，提高系統(tǒng)使用針對性和科學(xué)性。盡可能考慮應(yīng)用自適應(yīng)控制系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)中心機房負(fù)荷變化趨勢與特點，自動安排空調(diào)數(shù)量，以此來達到節(jié)能目標(biāo)。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，要及時更新和改造數(shù)據(jù)中心上送風(fēng)口，提高節(jié)能有效性。
2.5 模塊交流電系統(tǒng)
為了有效突破傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)存在的負(fù)載率低等弊端和問題，在節(jié)能改造過程中可以引入模塊化概念，將其應(yīng)用于UPS設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域，對交流電系統(tǒng)整體性能予以優(yōu)化。通常而言，模塊化UPS系統(tǒng)有機架、UPS功率模塊等構(gòu)成，與直接供電系統(tǒng)存在相似之處，能夠?qū)崿F(xiàn)冗余，兼顧多臺設(shè)備運行需求，且具有較強的靈活性，能夠根據(jù)實際負(fù)載量，堅持針對性原則配置合理的電源容量，使得系統(tǒng)效率及可靠性等均能夠得到一定程度的提升，減少對能源的過度消耗。
3 結(jié)論
根據(jù)上文所述，全球變暖趨勢愈演愈烈，綠色節(jié)能理念逐漸深入人心，新型、高效綠色電源將成為未來社會各領(lǐng)域發(fā)展的主流趨勢。數(shù)據(jù)中心作為智慧城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)和前提，且處于不間斷運行狀態(tài)當(dāng)中，其能耗非常龐大，如果不加以處理，勢必會對城市發(fā)展產(chǎn)生過多的負(fù)擔(dān)。因此新時期，將綠色理念滲透至數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)中勢在必行。在實踐中，我們不僅要優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)，且可以采用模塊化方式調(diào)整交流電系統(tǒng)，不斷降低數(shù)據(jù)中心對能源的消耗，從而推動數(shù)據(jù)中心持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]孫海峰.基于自然冷源的數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析[J].發(fā)電與空調(diào)，2016（04）：69-73.
[2]史海疆.數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)探討訪中國電源工業(yè)協(xié)會副理事長王其英[J].電氣應(yīng)用，2015（06）：6-8.
[3]尹災(zāi).大型數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析及方法研究[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2015（01）：16-21.
[4]郭引祥，張尊嚴(yán).大型數(shù)據(jù)中心UPS電源系統(tǒng)選型配置研究[J].陜西電力，2014（04）：57-60.
