發布時間:2022-04-18 09:41:46
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇工業分析技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘要:本文針對應用激光、超聲和射線等方法的無損檢測技術,分別對其概念、檢測方法、優缺點做了詳細闡述。在跟蹤和預測無損檢測技術未來發展動態的基礎上,說明了無損檢測技術在未來的工業檢測領域中的重大意義。
關鍵詞:激光無損檢測超聲無損檢測射線無損檢測
在現代生產中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題,為解決好這個問題,就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測,是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段。也就是說,它利用材料內部結構的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化,評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發展。
一、激光技術在無損檢測領域的應用與發展
激光技術在無損檢測領域的應用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的獨特性能,使其在無損檢測領域的應用不斷擴大,并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術,這些技術由于其在現代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。
1.激光全息無損檢測技術
激光全息術是激光技術在無損檢測領域應用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術總應用的25%。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷,利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點,通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結構內部是否存在缺陷。
激光全息無損檢測技術的發展方向主要有以下幾方面。
(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上,以實現干涉圖像的實時顯現。
(2)利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數據。
(3)采用新的干涉技術,如相移干涉技術。在原來的基礎上進一步提高全息技術的分辨率和準確性。
2.激光超聲無損檢測技術
激光超聲技術是七十年代中期發展起來的無損檢測新技術。它利用Q開關脈沖激光器發出的激光束照射被測物體,激發出超聲波,采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無損檢測方法相比,激光超聲檢測的主要優越性如下。
(1)能實現一定距離之外的非接觸檢測,不存在耦合與匹配問題。
(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時間分辨率,可以在寬帶范圍內提取信息,實現寬帶檢測。
(3)易于聚焦,實現快速掃描和成像。
3.激光無損檢測的發展
激光超聲檢測成本高,安全性較差,目前仍處于發展階段。但在無損檢測領域,激光超聲檢測在以下幾方面的應用前景引起了人們的關注:(1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測;(2)適用于某些不宜接近的樣品,如放射性樣品的檢測;(3)激光束可入射到任何部位,可用于檢測形狀奇異的樣品;(4)可用于超薄超細的樣品及表面或亞表面層的檢測。國外近幾年已有將激光超聲檢測用于飛機復合材料的檢測、熱態鋼的在線檢測的報道,在化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過程中膜層厚度的實時檢測方面也進行了研究。
二、超聲檢測技術在無損檢測中的應用與發展
超聲無損檢測技術(UT)是五大常規檢測技術之一,與其它常規無損檢測技術相比,它具有被測對象范圍廣。檢測深度大;缺陷定位準確,檢測靈敏度高;成本低,使用方便;速度快,對人體無害以及便于現場使用等特點。
1.超聲檢測技術的應用
(1)目前大量應用于金屬材料和構件質量在線監控和產品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。
(2)各種新材料的檢測。如有機基復合材料、金屬基復合材料、結構陶瓷材料、陶瓷基復合材料等,超聲檢測技術已成為復合材料的支柱。
(3)非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質量檢驗,包括對其內部缺陷、內應力、強度的檢測應用也逐漸增多。
(4)大型結構、壓力容器和復雜設備的檢測。由于超聲成像直觀易懂,檢測精度較高。因此,近幾年我國集超聲成像技術及超聲信號處理技術等多學科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統已研制成功,為復雜形狀構件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。
(5)核電工業的超聲檢測。
(6)其它方面的超聲檢測。如醫學診斷廣泛應用超聲檢測技術;目前人們正試圖將超聲檢測技術用于開辟其它新領域和行業,如人們正努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統進行系統作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。
2.超聲檢測技術的發展
在現代無損檢測技術中,超聲成像技術是一種令人矚目的新技術。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息,直接反映物體的聲學和力學性質,有著非常廣闊的發展前景。現代超聲成像技術都是計算機技術、信號采集技術和圖象處理技術相結合的產物。數據采集技術、圖象重建技術、自動化和智能化技術以及超聲成像系統的性能價格比等發展直接影響超聲檢測圖像化的進程。現代超聲成像技術大多有自動化和智能化的特點,因而有許多優點,如檢測的一致性好,可靠性、復現性高,存儲的檢測結果可隨時調用,并可以對歷次檢測的結果自動比較,以對缺陷做動態檢測等。
目前已經使用和正在開發的成像技術包括:超聲B掃描成像,超聲C掃描成像、超聲D掃描成像,SAFT(合成孔徑聚焦)成像,P掃描成像,超聲全息成像,超聲CT成像等技術。
三、射線技術在無損檢測領域內的應用與發展
1.射線檢測技術的應用
射線檢測技術是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過材料或工件時的強度衰減,檢測其內部結構不連續性的技術。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同,由此生成內部不連續的圖像。
(1)早期使用在石油工業.分析鉆井巖芯。
(2)在航空工業用于檢驗與評價復合材料和復合結構。評價某些復合件的制測技術的重要基礎之一是數字圖象處理技術,即使常規膠片射線照相技術,也在采用數字圖象處理技術。
(3)今后重點應用的技術。1994年HaroldBerger在美國《材料評價》發表的“射線無損檢測的趨勢”中提出,在20世紀的最后10年和21世紀的初期,下列技術將得到廣泛應用:①數字X射線實時檢測系統在制造、在役檢驗和過程控制方面。②具有數據交換、使用NDT工作站的計算機化的射線檢測系統。③小型、低成本的CT系統。④微焦點放大成像的x射線成像檢驗系統。⑤小型高靈敏度的X射線攝像機。⑥大面積的光電導X射線攝像機。
四、無損檢測的發展趨勢
1.超聲相控陣技術
超聲檢測是應用最廣泛的無損檢測技術,具有許多優點,但需要耦合劑和換能器接近被檢材料,因此,超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術得到快速發展。其中,超聲相控陣技術是近年來超聲檢測中的一個新的技術熱點。
超聲相控陣技術使用不同形狀的多陣元換能器來產生和接收超聲波波束,通過控制換能器陣列中各陣元發射(或接收)脈沖的時間延遲,改變聲波到達(或來自)物體內某點時的相位關系,實現聚焦點和聲束方向的變化,然后采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現圖像成像。與傳統超聲檢測相比,由于聲束角度可控和可動態聚焦,超聲相控陣技術具有可檢測復雜結構件和盲區位置缺陷和較高的檢測頻率等特點,可實現高速、全方位和多角度檢測。對于一些規則的被檢測對象,如管形焊縫、板材和管材等,超聲相控陣技術可提高檢測效率、簡化設計、降低技術成本。特別是在焊縫檢測中,采用合理的相控陣檢測技術,只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實現對焊縫的覆蓋掃查檢測。
2.微波無損檢測
微波無損檢測技術將在330~3300MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上,通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化,了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷,確定分層媒質的脫粘、夾雜等的位置和尺寸,檢測復合材料內部密度的不均勻程度。
微波的波長短、頻帶寬、方向性好、貫穿介電材料的能力強,類似于超聲波。微波也可以同時在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合劑,避免了耦合劑對材料的污染。由于微波能穿透對聲波衰減很大的非金屬材料,因此該技術最顯著的特點在于可以進行最有效的無損掃描。微波的極比特性使材料纖維束方向的確定和生產過程中非直線性的監控成為可能。它還可提供精確的數據,使缺陷區域的大小和范圍得以準確測定。此外,無需做特別的分析處理,采用該技術就可隨時獲得缺陷區域的三維實時圖像。微波無損檢測設備簡單、費用低廉、易于操作、便于攜帶.但是由于微波不能穿透金屬和導電性能較好的復合材料,因而不能檢測此類復合結構內部的缺陷,只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。
近年來,隨著軍事工業和航空航天工業中各種高性能的復合材料、陶瓷材料的應用,微波無損檢測的理論、技術和硬件系統都有了長足的進步,從而大大推動了微波無損檢測技術的發展。
編者按:本文主要從引言;問題呈現;解決對策;結束語四個方面進行論述。其中,主要包括:汽車診斷及維修技術也在悄然發生變化、維修手段有待更新:汽車擁有量的不斷增加,維修行業業務過程愈顯復雜、數據信息量大、維修技術有待提高:汽車維修診斷和維修自身整體發展落后于汽車設計和汽車制造技術的發展、制約汽車維修技術發展的另一個重要因素是維修中環境保護問題得不到落實、現代手段的有效運用:汽車維修業推向現代管理模式和管理方式、汽車維修行業運用先進的現代信息技術進行建檔、管理、維修人才的積極培養、加入對維修人員的考試行列應該是趨勢等,具體材料請詳見。
摘要:隨著社會經濟的快速發展和人們消費理念的逐漸更新,汽車已成為現代社會中人們工作、生活不可缺少的一種重要交通工具。然而,當我們在盡情享受現代汽車工業發展給我們生活帶來種種便利的同時,我們也無法回避這么一個現實,那就是汽車隨著行駛里程的增加和使用時間的延續,其技術狀況將不斷惡化。因此,我們不僅要不斷研制性能優良的汽車,也要借助維護和修理水平的提高來恢復其技術狀況。
關鍵詞:汽車維修職業教育行業特征檢測手段
一、引言
隨著國民經濟的快速發展,生產制造各領域也隨之發生深刻變化,汽車診斷及維修技術也在悄然發生變化。近幾年隨著我國汽車制造業和公路交通運輸業的迅猛發展,汽車數量在不斷增加,這客觀上對汽車檢測診斷和維修技術提出了較高要求,尤其對如何保證通過汽車維修確保車輛運行不造成或少造成社會公害問題更引起社會的廣泛關注。筆者結合自己的認識和體會,擬對此問題談談個人的看法。
二、問題呈現
1.維修手段有待更新
縱觀我國汽車維修行業,多少年來,一直無法擺脫手工作坊式工作模式,實現質的飛躍。特別是由于汽車擁有量的不斷增加,維修行業業務過程愈顯復雜、數據信息量大,人力往往難以對維修各部門工作進程進行有效監督和對企業經營數據進行準確的統計和分析。以一個三十人的維修行業的月度工時統計,如采用人工計算,需要一個工作人員一到兩天的時間,加之維修周期長的統計報表,更是大大增加了管理者主觀判斷上的失誤性,因此極大挫傷了維修員工的工作積極性,弱化了汽修行業的凝聚力;較為零散的管理也弱化了本行業在顧客心目中的形象,不利于為長期、靈活的客戶服務奠定堅實的基礎;行業維修手段的普遍落后無疑使修車時間延長,勞動效率降低,工時費增多,引起消費者不悅,這可以說是現在汽車維修業普遍存在的問題。同時汽車維修資料信息查詢也一直以來處于原始、落后的現狀,這一點是公認的,傳統的汽車維修資料查詢形式,如主要借助圖書、雜志、報刊等落后傳統媒體沒有改變,其結果只能是信息量小、查詢速度慢、資料更新遲緩,特別對于近幾年來大量涌入的進口汽車,更因缺乏維修資料,給維修工作帶來很大的困難,就相當一部分汽車維修技術人員而言,他們根本不可能將數千種車型的維修資料、數據、程序等記憶在大腦中,汽車維修現有落后的維修手段越來越顯示出自身的局限性。
2.維修技術有待提高
汽車維修診斷和維修自身整體發展落后于汽車設計和汽車制造技術的發展已經是一個不爭的事實。現在汽車已經是高度的機電一體化,尤其微電子技術、電子控制技術在汽車上已經廣泛應用,可就現在大部分汽車維修人員現有的維修技術,和他們所接受的一些職業教育和職業培訓,已經不能滿足現代汽車維修技術的要求;汽車維修中,維修人員確定維修思路由于受到自身先天條件(維修技術)的制約,顯得較慢,且又不準確,所以遇到棘手的、錯綜復雜的故障就會感到束手無策,這種情況下許多人往往采用碰的方式,毫無頭緒地對一些部件進行更換,給車主帶來不必要的經濟損失。就現在的一些頂級車而言,敲打維修只能是捉襟見肘,毫無意義。同時,制約汽車維修技術發展的另一個重要因素是維修中環境保護問題得不到落實。我們知道,汽車廢氣排放的標準對現代汽車技術的要求越來越高,對于汽車維修業來說,不僅要求一些部件的重裝質量非常好,而且要體現維修人員的高超的維修技巧,否則一般的維修水平就不能通過排放標準所規定的要求。綜上所述,由于汽車職業教育跟不上維修行業一線上不斷發展的形勢,客觀上已經導致了很多問題和爭議,目前汽車維修行業人員的素質問題,特別是汽車維修職業教育問題日益突顯,如何培養優秀的汽車維修工人,提高行業的整體素質,已經是擺在整個行業面前較為突出的問題。
三、解決對策
1.現代手段的有效運用
隨著科學技術的快速發展,我們應嘗試將以計算機為主要載體的現代信息技術運用到汽車維修業中去,以實現把汽車維修業推向現代管理模式和管理方式的高潮。我們有理由相信現代信息技術的運用將預示著汽車維修革命的到來,這種革命的到來會讓汽車維修從業人員的維修服務意識不斷根深蒂固,他們也將會切身體會到先進維修手段的運用所造就的是“高端服務”,這種服務將勢必成為汽車維修行業將來競爭最重要的手段。當然,基于強勢維修手段下的維修體系應該包含良好的維修服務、售前服務及售后服務,缺一不可。事實上現代信息技術的運用不僅可以加強維修人員的服務意識,也將有助于提高整個維修行業的運行效率,特別是有助于建立快捷,方便的客戶維修信息和維修檔案;建立穩定的客戶關系和科學準確的維修經營數據。可以說,汽車維修行業運用先進的現代信息技術進行建檔、管理,不僅速度快,時間短,資料全,效率高,而且準確及時的汽車維修報表在客觀上也能減少管理者主觀判斷上可能造成的失誤,這有利于加強維修全體員工的工作積極性,加強行業的凝聚力。伴隨著網絡技術的飛速發展,汽車維修專業互聯網的開通將可以更迅速、快捷地提供維修配件、維修設備、維修資料、維修技術與管理人才等方面的供需信息,使維修行業經營者和管理者能夠及時獲得信息,作出正確的選擇和決策,而互聯網上的行業之間的技術交流和人才互訪,也將加速汽車維修技術人員的整體技術水平提高。
2.維修人才的積極培養
汽車維修行業的健康有序發展維修人才是關鍵,任何離開或忽視了人自身發展的因素去尋求企業內部的所謂發展只能是空中樓閣。所以我們除了要求維修人員參加日常的維修培訓外,使他們通過汽車維修專項技能認證體系來提高他們的維修水平也是行之有效的方法。誠然,我國曾經有類似于汽車修理工國家職業標準對汽車從業人員的認證考核,且早在本世紀初期就大約有十幾萬人通過鑒定并取得資格證書,但是原有的職業教育知識體系陳舊,沒有充分體現現代汽車技術的閃光點和發展趨勢,因此考慮新的適合汽車維修發展趨勢的職業教育以及考試模式顯得特別重要。同時,現在的職業技能鑒定是全科式的,幾乎和汽車設計,制造,維修有關聯的所有科目都得掌握,根據現代汽車設計和制造技術的發展情況來看,做汽車維修的專才顯然不夠,特別是隨著汽車維修業的發展,以往對維修人員考核中比較弱化的項目,如汽車配件和估損以及維修企業管理,在現代維修業發展形勢下顯得格外重要,將它們加入對維修人員的考試行列應該是趨勢。
事實上通過有關機構的調查表明,大部分行業內人士對這這考核項目都表現出極大的興趣。而且我們認為,汽修考核應該涵蓋目前汽車技術最新的發展要求,體現規范的診斷思路和操作流程,對于考試合格人員應統一頒發由國家勞動和社會保障部職業技能鑒定中心制訂的證書,以確保國家職業資格證書的效力,只有這樣才能確保對汽車維修從業人員的教育符合形勢發展的要求。
四、結束語
現代社會對汽車故障診斷技術和維修要求非常高,汽車維修過程中,要樹立汽車維修行業在整個社會中應有的地位,需要的是維修行業硬件和軟件的共同發展,只有這樣才能保證整個汽車維修行業的健康合理發展。
論文關鍵詞:工業以太網;特點;趨勢;全開放網絡
論文摘要:工業以太網控制系統是集散控制系統(DCS)和現場總線控制系統(FCS)之后產生的一種新型的工業控制系統。本文簡要介紹了工業以太網的特點,并詳細論述了工業以太網在控制領域的應用現狀以及以太網交換技術的發展趨勢,并提出了以太網能實現工業控制網絡與企業信息網絡的無縫連接,形成企業級管控一體化的全開放網絡的觀點。
傳感器技術、通信技術和計算機技術是現代信息技術的三大基礎,隨著IT技術的飛速發展和工業自動化要求的不斷提高,工業控制網絡所擔負的工作越來越重。與數據信息網絡不同,工業控制領域需要一種高速廉價、實時性和開放性好、穩定性和準確性高的網絡。以太網(Ethernet)技術支持幾乎所有的網絡協議,所以在數據信息網絡中得到廣泛應用,具有傳輸速度高、低能耗、便于安裝、兼容性好、開放性高和支持設備等多方面的優勢。工業以太網的開放性使得工業控制網絡和企業信息網絡的無縫整合方面具有無可比擬的優勢。
一、工業以太網技術的特點
以太網技術具有價格低廉、穩定可靠、通信速率高、軟硬件產品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優點,已成為最受歡迎的通信網絡之一。近些年來,隨著網絡技術的發展,以太網進入了控制領域,形成了新型的以太網控制網絡技術。這主要是由于工業自動化系統向分布化、智能化控制方面發展,開放的、透明的通訊協議是必然的要求。以太網技術引入工業控制領域,其技術優勢非常明顯:
(一)Ethernet是全開放、全數字化的網絡,遵照網絡協議不同廠商的設備可以很容易實現互聯。
(二)以太網能實現工業控制網絡與企業信息網絡的無縫連接,形成企業級管控一體化的全開放網絡。
(三)軟硬件成本低廉,由于以太網技術已經非常成熟,支持以太網的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持,有多種軟件開發環境和硬件設備供用戶選擇。
(四)通信速率高,隨著企業信息系統規模的擴大和復雜程度的提高,對信息量的需求也越來越大,有時甚至需要音頻、視頻數據的傳輸,目前以太網的通信速率為10M、100M的快速以太網開始廣泛應用,千兆以太網技術也逐漸成熟,10G以太網也正在研究,其速率比目前的現場總線快很多。
(五)可持續發展潛力大,在這信息瞬息萬變的時代,企業的生存與發展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網絡,信息技術與通信技術的發展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了以太網技術不斷地持續向前發展。
二、工業以太網在控制領域應用現狀
工業以太網與現場總線相比,它能提供一個開放的標準,是企業從現場控制到管理層實現全面的無縫的信息集成,解決了由于協議上的不同導致的“自動化孤島”問題,但從目前的發展看,工業以太網在控制領域的應用主要體現在以下幾種形式。
(一)混合Ethernet/Fieldbus的網絡結構
這種結構實際上就是信息網絡和控制網絡的一種典型的集成形式。以太網正在逐步向現場設備級深入發展,并盡可能的和其他網絡形式走向融合,但以太網和TCP/IP原本不是面向控制領域的,在體系結構、協議規則、物理介質、數據、軟件、實驗環境等諸多方面并不成熟,而現場總線能完全滿足現代企業對底層控制網絡的基本要求,實現真正的全分布式系統。因此,在企業信息層采用以太網,而在底層設備級采用現場總線,通過通信控制器實現兩者的信息交換。
(二)專用工業以太控制網絡
如何利用工業以太網單獨作為控制網絡是工業以太網的發展方向之一,也是工業控制領域的研究熱點之一。如德國JetterAG公司的新一代控制系統JetWeb,是融現場總線技術、100Mb/s以太網技術、CNC技術、PLC技術、可視化人機接口技術和全球化生產管理技術為一體的工業自動化控制系統,同時具有廣泛的兼容性,可兼容第三方自動化控制產品,提出“網絡就是控制器”的觀點,是取代所有底層現場總線的工業網絡結構。這種工業控制網絡是將以太網貫穿于整個網絡各層次,使它成為透明的覆蓋整個企業范圍的應用實體。它實現了辦公自動化與工業自動化的無縫結合,實質上是一個單層的扁平結構,其良好的可擴展性和互連性,使之成為真正意義上的全開放網絡體系結構的大統一。
(三)基于Web的網絡監控平臺
嵌入式以太網是最近網絡應用熱點,就是通過Internet使所有連接網絡的設備彼此互通,從計算機、PDA、通信設備到儀器儀表、家用電器等。在企業內部,可以利用企業信息網絡,進行工廠實時運行數據的和顯示,管理者通過Web瀏覽器對現場工況進行實時遠程監控、遠程設備調試和遠程設備故障診斷和處理。實現的最簡單辦法就是采用獨立的以太網控制器,連接具有TCP/IP界面的控制主機以及具有RS-232或RS-485接口的現場設備。以太網控制器在這里扮演了通用計算機網絡和現場各類設備之間的一個橋梁。
三、以太網交換技術的發展趨勢
以太網和通信技術的突飛猛進,促使工業以太網技術進一步發展。目前它已經在工業企業綜合自動化系統中的資源管理層、執行制造層得到了廣泛應用,并呈現向下延伸直接應用于工業控制現場的趨勢。從目前國際、國內工業以太網技術的發展來看,目前工業以太網在制造執行層已得到廣泛應用,并成為事實上的標準。未來工業以太網將在工業企業綜合自動化系統中的現場設備之間的互連和信息集成中發揮越來越重要的作用。總的來說,工業以太網技術的發展趨勢將體現在以下幾個方面:
(一)工業以太網與現場總線相結合
工業以太網技術的研究還只是近幾年才引起國內外工控專家的關注。而現場總線經過十幾年的發展,在技術上日漸成熟,在市場上也開始了全面推廣,并且形成了一定的市場。就目前而言,全面代替現場總線還存在一些問題,需要進一步深入研究基于工業以太網的全新控制系統體系結構,開發出基于工業以太網的系列產品。
(二)工業以太網技術直接應用于工業現場設備間的通信已成大勢所趨
隨著以太網通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發展,為以太網的通信確定性的解決提供了技術基礎,從而消除了以太網直接應用于工業現場設備間通信的主要障礙,為以太網直接應用于工業現場設備間通信提供了技術可能。為此,國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(Real-timeEthernet,RTE)標準,旨在推動以太網技術在工業控制領域的全面應用。
(三)基于Web的網絡監控平臺
嵌入式以太網是最近網絡應用熱點,就是通過Internet使所有連接網絡的設備彼此互通,從計算機、PDA、通信設備到儀器儀表、家用電器等。在企業內部,可以利用企業信息網絡,進行工廠實時運行數據的和顯示,管理者通過Web瀏覽器對現場工況進行實時遠程監控、遠程設備調試和遠程設備故障診斷和處理。實現的最簡單辦法就是采用獨立的以太網控制器,連接具有TCP/IP界面的控制主機以及具有RS-232或RS-485接口的現場設備。以太網控制器在這里扮演了通用計算機網絡和現場各類設備之間的一個橋梁。
三、以太網交換技術的發展趨勢
以太網和通信技術的突飛猛進,促使工業以太網技術進一步發展。目前它已經在工業企業綜合自動化系統中的資源管理層、執行制造層得到了廣泛應用,并呈現向下延伸直接應用于工業控制現場的趨勢。從目前國際、國內工業以太網技術的發展來看,目前工業以太網在制造執行層已得到廣泛應用,并成為事實上的標準。未來工業以太網將在工業企業綜合自動化系統中的現場設備之間的互連和信息集成中發揮越來越重要的作用。總的來說,工業以太網技術的發展趨勢將體現在以下幾個方面:
(一)工業以太網與現場總線相結合
工業以太網技術的研究還只是近幾年才引起國內外工控專家的關注。而現場總線經過十幾年的發展,在技術上日漸成熟,在市場上也開始了全面推廣,并且形成了一定的市場。就目前而言,全面代替現場總線還存在一些問題,需要進一步深入研究基于工業以太網的全新控制系統體系結構,開發出基于工業以太網的系列產品。
(二)工業以太網技術直接應用于工業現場設備間的通信已成大勢所趨
隨著以太網通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發展,為以太網的通信確定性的解決提供了技術基礎,從而消除了以太網直接應用于工業現場設備間通信的主要障礙,為以太網直接應用于工業現場設備間通信提供了技術可能。為此,國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(Real-timeEthernet,RTE)標準,旨在推動以太網技術在工業控制領域的全面應用。
一、研究開發技術
1、機械產品現代設計技術
包括建立機械工程數據庫;開發動態分析和動強度設計技術;CAD應用技術和局部集成的接口技術、網絡技術及建庫技術;并行工程技術、動態仿真技術、快速原型設計技術、工業設計技術、反求工程設計技術。
2、機械產品可靠性技術
重點開發可靠性工程管理技術、產品和系統可靠性設計技術、失效分析技術、可靠性實驗評定、運行監測、故障診斷等技術。
3、熱加工清潔生產技術
包括熔煉自動化、利用爐廢氣預熱和除塵等鑄造清潔生產技術;高效燃氣無氧化加熱、溫鍛塑性成形等鍛造清潔生產技術;切割及焊接清潔生產技術;可控氣氛多用爐、連續爐和真空熱處理爐等熱處理清潔生產技術;電鍍、涂裝等表面處理清潔技術。
4、精密成形技術
重點開發以實模精密成形、剛型、準剛型精密成形、高緊實度造型(芯)等精密鑄造技術;精密模鍛、輥鍛、熱軋、熱擠壓多向分模鍛造、熱鐓鍛等精密熱塑性成形技術;冷溫擠、冷擠、冷軋、超塑性等溫成形、冷精整及復合成形等機械構件精密焊接與切割技術。
5、表面功能覆層技術
包括少無污染、高效、高性能的表面功能覆層技術與裝備;重大工程裝備表面功能覆層制備技術;高能束表面覆層制備及應用技術;新型復合表面處理技術;表面功能材料及涂層技術。
6、數控技術
重點開發開放式體系結構的新一代數控系統;車削中心、加工中心、數控磨床、數控鍛壓機床、電加工機床、數控重型機床等六類主機配套的數控系統。
7、工業過程自動化技術
研究開發工業過程自動化的管理控制集成技術;工業通訊網絡和現場總線協議的開放式自動化系統。
8、工業機器人系統技術
開發點焊、弧焊、裝配、搬運、噴漆五大類工業機器人的機械結構、傳動機制、伺服驅動、傳感控制及系統成套的設計和制造及工程應用技術。
9、機械制造柔性自動化基礎技術
研究開發適合我國國情的柔性自動化技術、信息管理技術及自動化單元和部分集成控制技術,開發車間級自動化系統和FMC·P-FMS、FMS三個層次典型柔性加工設備。
10、面向中小企業的綜合自動化技術
開發面向中小企業的綜合自動化單元技術和系統;以GT原理為主線的車間級、單元級自動化成套技術;管理信息系統;產品設計與制造自動化系統;單元技術間的集成技術;質量控制技術。
11、傳感器技術
研究開發力敏、磁敏、熱敏、光敏、氣敏、濕敏等類傳感器、工程傳感測量系統及基礎共性技術。
12、自動測試技術
開發VXI總線、GPIB總線、RS485串行總線三類自動測試系統,VXI總線結構的電機、發動機、工業泵、印刷板產品自動測試系統;GPIB總線結構的環保自動測試系統;RS485串行總線結構的氣象自動觀測系統;大氣污染、水質污染分析儀器和智能數字采集系統。
13、電力電子技術
研究開發新型高頻、大中功率變頻裝置和電源、諧波抑制和無功補償技術、新型IGBT器件生產技術,以及為重點工程配套的電力電子器件、電力半導體應用裝置。
14、精密、超精密加工技術
以高效超精密加工車床、CNC型超精密復合加工機床、超精密平面和外圓磨床為重點,開發超精加工技術及應用工程,帶動開發出一批精密、超精密的基礎功能元器件,如超精密主軸軸系、超精密的伺服進給系統、超精密的測量系統和誤差自動補償系統等。
15、高能束加工技術
開發光加工應用技術、千瓦級二維激光切割技術;激光加工機配套設備及元件;多維激光加工機及機器人;激光焊接工藝;大型復雜零件激光表面處理工藝和汽車發動機缸體激光熱處理生產線。
16、高性能機械工程材料生產及應用技術
開發軸承、密封件、模具等機械基礎件用新材料及應用技術;電力設備、石化設備等重大裝備的自動化儀表材料和專用功能材料及應用技術;汽車工業用精細陶瓷、專用功能材料、工程塑料、新型復合材料及應用技術。
17、系統管理技術
重點研究開發精密生產技術、虛擬制造技術、企業級信息管理系統技術和設計、制造、質量、銷售等方面的有限集成技術;資源管理信息庫;并行工程技術、信息交換和接口通訊技術。
18、重大工程成套裝備制造技術
重點開發國民經濟重大工程成套裝備的總體設計、大型構件加工、系統優化、參數匹配、在線監控、故障診斷、綜合管理及系統可靠性等關鍵技術。
19、環境保護工程裝備相關技術
重點研究開發煙氣脫硫脫硝和除塵、工業廢水和城市污水處理等成套設備和技術;電子輻射照氨法處理工藝;厭氧生物法處理模塊化技術;柴油機電控燃油噴射技術。
20、節能節材技術
研究開發風機、泵、電焊機等量大面廣產品的應用變頻調速技術;發電設備燃氣--蒸汽聯合循環技術、超臨界技術、循環流化床和加壓流化床技術、抽水蓄能技術;余熱余壓利用技術;高效、節能和智能化的能源管理和控制技術。
二、產業化技術
1、典型數控機床計算機輔助工業造型設計技術
造型設計效果模糊綜合評價系統、小型機與工作站計算機輔助造型系統、工作站及超級微機輔助工業造型設計系統軟件。已在10多個企業應用,效果顯著,在機床行業有重要推廣價值。
2、加工中心加工系統動態穩定性分析和計算軟件
適用于機床整體靜動態特性預測和結構的軟件包,包括八個功能程序段及相應的接口程序。已用于6個單位,效益良好,適宜在機床行業推廣。
3、樹脂砂鑄造成套技術
包括連續式和間歇式混砂機系列及樹脂砂再生設備。對提高鑄件質量、降低產品成本、提高國際競爭力有重要意義。適用于質量要求高、批量大的鑄鐵件生產。
4、鋼水凈化技術
適合國情的鋼水精煉及保證鑄鋼件內部純凈度的全套裝備及工藝。已用于十幾家企業,適用于核、火、水電及石油化工設備中的各種鑄鋼件生產。
5、典型精密鍛造件生產線成套技術
根據企業提供的典型件和生產綱領,提供生產線交鑰匙工程及單項技術、裝備或軟件。對節材、節約工時、節約投資、提高鍛件精度有重要意義。已在4家企業使用。
6、先進模具選材、設計、制造成套技術
包括高性能模具材料及應用技術、模具的現代設計加工技術和模具的配套技術。已在4家企業使用。適用于汽車、摩托車、輕工、儀表等行業所需的各種模具制造。
7、熱壁加氫反應器內壁、大型水輪機轉輪及寬帶極高速堆焊技術
包括熱壁加氫反應器內壁、大型水輪機轉輪的拼焊及耐氣蝕堆焊和寬帶極高速堆焊技術。在焊材及工藝方面有節約外匯的效果,已在3家企業示范,適用于加氫反應器、尿素合成塔、電鉆鍋爐等設備的內表面堆焊。
8、激光焊接及切割加工裝備成套技術
包括激光器、激光焊接及切割成套技術。對提高焊接強度和質量有重要意義,經濟和社會效益顯著。適用于刀具、工具等各種材質的薄板焊接。
9、氮基氣氛保護加熱淬火與微機控制系統
包括CNC系列變壓吸附制氮機組、TC-89系列微機控制系統、保護加熱淬火工藝技術。有節約投資、提高質量的功效。適用于多種碳鋼、低合金鋼的熱處理,軸承、齒輪等零部件淬火、滲碳生產等。
10、可控氣氛真空熱處理成套技術
包括密封箱式多用爐生產線和連續可控熱處理生產線、真空熱處理設備和工藝成套技術。經5個廠試點效益顯著。用于汽車齒輪、軸承和標準件、高合金鋼、不銹鋼、低合金結構鋼、軸承鋼的滲碳及淬火等工藝處理。
11、先進刀具、工具系統
用于車床和數控鏜床、銑床和加工中心。經企業試用,對提高工效、節匯創匯有重要價值。適用于機械加工企業。
12、自泳涂料涂裝生產線成套技術
自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加劑及顏料組成的新型水性涂料,與現用的電泳涂裝工藝相比,具有工藝簡單、穩定、節能、節材和省投資、涂層性能好等優點。可提供工藝設備設計、制造及調試交鑰匙工程。用于汽車車身及家電部件的底漆涂裝。
13、車間物流自動化、立體庫及關鍵技術
車間物流自動化立體庫的系統設計、成套設備、控制軟件。適用于機械汽車大中型企業的物流管理,經多廠試用有節省占地和投資、工作效率高等優點。
14、可編程序控制系統成套工程技術
包括系統設計、成套設備和編程控制及監視軟件,適用于機械、汽車制造業的控制系統,經多廠試用有節約投資、縮短維修時間之優點,經濟效益顯著。
15、普及型和經濟型機床數控成套系統
包括以工業PC機為基礎的總線模塊化、開放型體系結構和以步進電機驅動的經濟型數控系統,適用于機床配套及現役機床改造。經多家工廠試用效果明顯。
16、超聲波渦流在線自動探傷設備
將超聲波探傷和渦流探傷技術相結合,組成成套機組,可同時檢測內部和外表缺陷及幾何尺寸,可用于機械零部件、管棒及鍋爐制造廠檢測,試用效果好。
17、企業計算機輔助管理系統CAPMS
該系統吸收國外MRP-Ⅱ之精華,按職能部門、業務分工數據處理方法、等分為18個模塊,集產、供、銷、存、人、財、物管理為一體,各模塊既可獨立運行,又可集成,還可作CAD/CAM/CAPP信息集成通訊接口。適用于多品種、大小批量及單件生產或混合制造。經企業試點,對提高管理水平和經濟效益有重要價值。
18、漆霧及廢氣凈化成套技術及設備
包括成套技術與設備(3種凈化裝置),適用于機械設備噴漆,經廠家試用,涂漆霧效率高,符合勞動衛生標準和環境標準。
(一)行業技術發展現狀
機械工業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部門生產技術的進步和經濟效益的高低,在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量,機械工業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。
經過近50年的發展,機械工業已經成為我國工業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。1997年實現銷售收入13651億元,占全國工業的21%;利潤257億元,稅621億元,分別占全國工業的15%;出口創匯363億美元,占全國外貿出口額的20%。其發展速度高于同期工業的平均增長速度。
近年來,機械工業企業自主開發創新能力有所增強,1997年科技人員總數達48萬人,技術開發經費支出達85億元,占全行業銷售收入的0.62%,有57家大型企業建立了部級技術中心,有9%的企業建立了專門技術開發機構,行業整體技術水平有了明顯進步,主要表現在:為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高;產品結構正向合理化方向發展。
盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高,但與工業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要問題在于:
1.科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%,先進國家高達70%以上。
2.產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。
3.機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%,達到80年代中期國際水平的占27%,其余產品均在80年代以前的水平線上。
從總體上看,機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足;技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。
(二)技術發展的總體目標
以數控機床、電力電子應用及自動化技術、大型農業機械和施工機械、轎車關鍵技術、環保裝備五個方面作為重點,以發展和應用先進制造技術為手段,以高新技術和產品的產業化為突破口,以提高企業技術創新能力和競爭力為目標,提高企業技術創新水平。到2001年,提供1000種具有自主知識產權和較大市場需求潛力的產品。主要產品品種的40%達到90年代初國際水平,5%達到國際先進水平,90%的重點骨干企業產品標準接近或達到國際先進企業標準。
(三)技術發展的方向和重點
1.以數控機床為代表的基礎機械
數控機床是先進制造業的基礎機械,是最典型的多品種、小批量、高技術含量的機電一體化產品。目前世界數控機床年產量超過15萬臺,品種超過1500種。1997年我國數控機床產量已達9051臺(占機床總產值20%以上),但由于國產數控機床不能滿足市場需求,在國內市場上的占有率逐年下降,每年仍需大量進口數控機床,進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺(價值12.46億美元)。
目前我國數控機床技術發展中存在的主要問題是:
(1)產品成熟度差,可靠性不高
國外數控系統平均無故障時間(MTBF)在10000小時以上,國內自主開發的數控系統僅3000~5000小時;整機平均無故障工作時間國外達800小時以上,國內最好只有300小時。
(2)產品品種少,不能滿足市場需求
國外數控機床品種已達到1500種,國內只有500多種,且性能水平低,高速、高效、高精度產品幾乎沒有。
(3)創新能力低,市場競爭力不強
生產數控機床的企業雖達百余家,但大多數都未能形成規模生產,企業效益差,創新能力低,制造成本高,產品市場競爭能力不強。
(4)數控機床行業的專業化零配件及部件的協作生產配套體系不健全,大多數企業都是“大而全、小而全”的結構模式。
近期我國在數控機床的發展方面,要采取跟蹤高級型、發展普及型、擴大經濟型,以普及型為主的策略,重點發展:
(1)經濟適用、量大面廣的產品
經濟適用的普及型數控車床、加工中心、數控銑床。
(2)高速、高效和專用、成套數控機床
高速、高效數控車床及加工中心;高效數控鍛壓成套裝備,其中包括,可自動換頭沖壓機床、復合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等;大型精密模具數控成套裝備,其中包括數控仿型銑床及龍門式數控銑床、智能化電加工機床等。
(3)數控機床專業化配套系統
新一代數控及伺服系統系列產品;數控機床高速主軸、電主軸電機系列產品;數控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產品;數控機床高速配套零部件及輔件系列產品;其中包括,高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產品。
發展目標:
(1)扶植重點企業開發經濟適用、量大面廣的數控機床并形成批量生產,使這些企業產品的市場占有率有明顯提高,成為名牌產品;
(2)發展數十種高速、高效、專用、成套數控機床系列新品種,以滿足汽車、農機、航空、模具等行業的需求;
(3)數控機床關鍵配套產品:數控系統,滿足國內數控機床50%的配套需求;高速主軸及電主軸年產達千套;機械手、刀庫、動力刀架及數控機床高速配套零部件、輔件系列產品滿足國內50%的配套需求。
2.電力電子應用及自動化技術
電力電子技術是集微電子、計算機和自動化技術于一體的綜合技術,是節能節材的最佳技術之一。目前,國外電力電子技術已經發展到以IGBT為代表的第三代,并向智能電力電子時展,我國現在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內電力電子市場品種滿足率僅35%,新產品市場基本上被國外產品占領。
現場總線智能儀表和總線式自動測試系統是集自動化技術、計算機技術和通信技術于一體的新一代自動化儀表系統,已成為世界范圍自動化技術發展的熱點,是當代工業自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統向數字式儀表系統過渡的模數混合式儀表系統階段,水平落后10~15年,因此在低技術產品市場上還占有80%左右份額,但在高技術產品市場的占有率不到60%,新產品市場幾乎全為國外產品占領。
因此,抓住當前時機在2~3年內以IGBT,現場總線智能儀表和自動測試系統為突破,攻克重點技術和產品,并實現產業化。這一領域重點發展:
(1)IGBT器件及其裝置,大功率晶閘管及其裝置
研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術,并開發變頻調速裝置、逆變開關電源、大容量整濾源等的工程應用。
(2)現場總線智能儀表
研制開發變送、執行、配套等類現場總線儀表。產品產業化技術開發、并開展示范工程的應用研究。
(3)自動測儀系統和設備
開發總線式自動測試系統的基礎產品,形成適度規模,同時建立用于機電產品和社會公益事業的典型自動測試系統,做好示范和推廣應用。
3.大型農業機械和施工機械
(1)農業機械
工業發達國家農機產品在不斷采用新技術的基礎上,正向高效、節能、保護農業環境方向發展。目前我國已能生產14大類、3000多個品種的農機產品,但是產品的綜合技術水平僅相當于國外70年代水平。主要問題在于:
1)產品水平不高,品種不全綜合技術經濟指標落后,可靠性差,壽命短。以拖拉機為例,MTBF值國外可以達到330小時以上,而我國僅100余小時。品種上:大型缺,小型雜,不成系列。
2)產品生產達到經濟規模的少,重復生產、小規模生產,難以保證質量。
農機領域重點發展:
1)促進農業生產產業化的大中型拖拉機及配套農具拖拉機平均無故障時間從110小時提高到300小時以上;
2)聯合收割機聯合收割機可靠性系數從0.5~0.7提高到0.9以上;
3)主要農產品加工機械(含烘干倉儲機械)農村產業化和中西部地區脫貧致富需要的農產品深加工機械;
4)節水灌溉設備噴、滴灌設備將灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。
農機產品的使用可靠性及壽命指標普遍提高一倍以上,主要產品的技術標準與國際標準接軌。
(2)施工機械
施工機械是國民經濟大型工程項目建設必須的關鍵設備。我國已初步具備16個大類,3100多個品種規格產品的生產能力,部分產品已開始進入國際市場。但與國民經濟發展要求和國際先進水平相比較,差距還是很大。一是產品的綜合技術水平不高,尤其是產品的質量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標以及機電一體化等高新技術的應用與國外先進水平還有很大的差距;二是產品結構性短缺,成套服務能力差,遠不能滿足需要,如路面施工機械基本上還要靠進口;三是大部分企業生產規模小,制約著行業經濟效益的進一步提高。
施工機械重點發展:
1)推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機;
2)汽車起重機、大型叉車;
3)攤鋪機、壓路機;
4)無開挖式管道鋪設機;
5)江河湖庫清淤設備。
發展目標:
大型工程機械可靠性指標達到400小時,壽命指標達到10000小時。
4.轎車關鍵技術
我國汽車工業長期以卡車為主要產品,改革開放以后,轎車產品得到了快速發展。1998年轎車產量達到52萬輛。
我國汽車工業存在的主要問題:
(1)重復建設嚴重,造成無序競爭,難以集中形成實力,發揮規模效益。
(2)自主開發能力薄弱,大多數企業“九五”期間仍偏重于對生產環節進行改造,包括多數中外合資的零部件企業對產品開發能力建設幾乎沒有投入。目前,國內對轎車產品尚不具備自主開發能力,機電一體化的高新技術零部件產品還必須引進技術。
近期轎車重點發展:
(1)經濟型轎車
以轎車車身為突破口,利用技貿結合、與國外公司合作等方式,先抓車身聯合研制,并建立經濟型轎車的公用設計數據庫,與CAS、CAD、CAE、CAM等技術結合,形成我國汽車工業在經濟型轎車方面的自主開發能力。
(2)轎車動力總成
消化吸收引進技術,與國外有實力的企業進行合資、合作、聯合開發,在國產汽油機上普及電控燃油噴射技術(EMS),并研究開發缸內直噴(GDI)技術,開發應用電控機械變速器(AMT)技術。
(3)轎車關鍵零部件
以機電一體化汽車電子部件為突破口,從引進技術、合資入手,在保證高起點、大批量、專業化生產的同時,要集中力量抓緊下一代新產品的研制開發和應用,重點是電控防抱死制動系統(ABS)、安全氣囊(AirBag)、高效穩定的汽車尾氣三元催化轉換器,并達到與整車同步或超前發展。
(4)高附加值專用汽車和客車
重點開發各類高性能專用底盤。對專用汽車以低底盤車輛和沙漠越野車輛為主;客車以低地板城市客車為主,要求具有良好的動力性、操縱性、舒適性和低污染。
5.環保裝備
環保產業是防治環境污染、改善生態環境、促進資源優化配置、支持資源綜合利用的支柱產業。全世界環保機械的年銷售額約2000億美元,集中于美國、歐州、日本等經濟發達國家。我國環保機械行業基礎弱、起步晚,年產值僅100多億人民幣。隨著各方面對環境保護的日益重視,可持續發展戰略的實施,市場需求不斷增長,環保機械將成為機械工業新的經濟增長點。
環保機械行業主要差距在于:
(1)產品結構不合理,品種少
初級產品所占比重較大,具有當代水平的機電一體化產品少,急需的大型成套設備不能滿足現實市場需求。在目前3000多種環保機械產品中,約有五分之一的產品由于性能、可靠性、適用性、結構設計等原因,應該限制生產或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設備、大型城市污水處理廠成套設備、大型城市垃圾處理廠成套設備目前主要依賴進口,高濃度有機廢水、難降解工業廢水處理
技術及設備發展緩慢。
(2)產品質量、技術水平比國際先進水平落后20年
相當多的產品沒有行業或國家標準,產品規格型號、基本性能參數不統一,質量檢測無依據。
(3)生產企業規模小、開發能力薄弱
規模小、裝備條件差、檢測手段不全的中小企業占全行業企業總數的78%。年產值在3000萬元以上的企業僅占全行業的3.2%,并且主要集中在電除塵器、袋式除塵器等少數幾種產品生產領域。
近期環保機械重點發展:
(1)煙氣脫硫設備
循環流化床鍋爐及爐內脫硫脫硝技術(CFPBC、PFBC技術)、大型整體煤氣化燃氣蒸汽聯合循環技術及裝備(IGCC技術)。
(2)城市污水處理成套設備
活性污泥法、氧化溝法、移動曝氣法為主體的城市污水處理成套設備,以日處理10~25萬噸污水處理廠為目標,提供污水處理成套設備、污泥利用和處置成套設備、控制和監測系統。
(3)城市固體垃圾處理和綜合利用裝備
城市生活垃圾分類、焚燒、堆肥技術及裝備,以日處理100噸、300噸處理廠為目標,提供垃圾處理成套裝備。
(4)環境監測儀器
便攜式多功能多參數水質監測儀、12種總量控制的污染物監測儀、大氣環境污染監測儀器和系統以及水處理過程自動控制系統等。提高產品檔次、水平、可靠性和精度。
主要目標:
(1)大型成套設備的國產化率達到70%以上;一般工程項目的設備國產化率達到90%以上;高濃度有機廢水和難降解工業廢水處理技術及成套設備國產化率達到80%以上。
(2)一般環保機械60%以上的產品達到90年代初水平,5%~10%的產品達到當代國際水平。
(3)發展新產品品種,開發新產品200種以上。
摘要:近幾年,由于人們的環保意識以及對汽車安全性的要求逐漸提高,世界各國對于汽車安全和環保法律的設置也就越來越嚴格。文章主要介紹熱沖壓成型工藝的概念、特點以及此項技術在汽車工業中的主要應用,并提出此項技術在汽車工業中的展望。
關鍵詞:熱沖成型;汽車工業;發展
汽車工業是國民經濟的重要支柱之一,目前世界汽車工業發展的主要趨勢是輕量化,這對汽車的舒適性以及安全性都有新的要求,而原有的冷沖壓技術則無法滿足現如今汽車工業對于高強度鋼板的一些制造要求。熱沖壓成型技術是目前最新的一種沖壓技術,主要應用于高強度鋼板的成形,可獲得高強度的一些工業零件,并且它的強度基本上都可以達到1500MPa以上。除此之外,熱沖壓成型技術是在高溫條件下進行的,因此對于高強度鋼板的回彈較小,沖壓成型所需要的壓力較小,且精準度高,能夠最大限度的滿足汽車工業對于舒適以及安全性的要求,逐漸成為汽車制造領域中的熱門技術。
1熱沖壓成型技術的概念
1.1熱沖壓成型技術的主要工藝
熱沖壓技術的基本原理是將所要制造的材料不斷加熱直至高于材料結晶溫度的時候進行沖壓成型,再根據材料在高溫條件下變形抗力降低、金屬塑性增強的特點來提高材料的成型效果,在快速成型后進行及時冷卻進而提高材料的強度。目前,世界上的熱沖壓技術主要分為兩種,直接熱沖壓技術和間接熱沖壓技術。直接熱沖壓技術是指將所要使用的鋼板直接在加熱爐中進行加熱,當材料完全奧氏體化之后放入準備好的磨具之中對其進行沖壓成型,并同時要對材料進行淬火處理;間接熱沖壓成型技術主要是指首先冷沖壓成型,讓零件的體積保持在90%~95%,后面的順序就跟熱沖壓技術一樣,間接沖壓技術主要是生產一些較為復雜幾何形多樣化的超高強度零件。
1.2熱沖壓成型的主要特點
通過與傳統的沖壓成型技術相比較,熱沖壓技術有著許多不同之處。優點:①變形抗力小,容易塑性,易于發生改變;②極大的減小了沖壓時的壓力,這可以降低磨具以及機床的使用要求;③中間操作環節變少,縮短了產品的生成周期。缺點:①此項技術所容易受到多方面因素的影響并且實際操作的環境較差;②成本較高并且產品成型之后對切邊和沖孔有較高的要求;③廢品率高;④熱沖壓技術仿真的準確性較低。
2熱沖壓成型技術在汽車工業中的應用趨勢
2.1熱沖壓成型技術的發展趨勢
通過對熱沖壓成型技術概念的理解,人們可以知道其主要特點,同時基于其優點,熱沖壓成型技術在汽車工業中的應用主要是在車身上。大部分的地區已經建立熱沖壓工廠,尤其是歐洲在熱沖壓技術的使用方面已經遙遙領先其它地區。熱沖壓成型技術所生產的汽車領域零件較為典型的是保險杠、前圍下擋板、車頂加強梁等。
2.2熱沖壓技術在汽車工業的發展現狀
熱沖壓成型技術在汽車工業中的應用主要是利用減輕車身重量,對于降低汽車重量和提高汽車安全性能具有明顯的作用,因此這項技術在歐洲以及美洲得到了廣泛的應用。各國在汽車工業生產過程中都逐漸開始使用熱沖壓成型技術所生產的零件,通過對前五年的數據統計分析得知,熱沖壓成型技術所產生的零件在汽車工業的使用比例在4%~15%,例如大眾系列的車型所使用熱沖壓成型技術生產的零件比例在10%左右,而其它的一些大型汽車生產商例如寶馬、奧迪和沃爾沃都開始開發熱沖壓成型技術生產零件的應用。在我國汽車工業領域中對于熱沖成型技術也越來越重視,寶鋼已經率先開始進行研發并已經取得了一定的效果,逐漸開始對國內的汽車企業中提供所生產的零件。國內汽車企業也在最近幾年逐漸加大對熱沖壓成型技術所生產零件的使用。
3熱沖壓成型技術在汽車工業中的應用展望
隨著汽車工業的迅速發展以及保有量的不斷加大,汽車工業也越來越注重環保與安全。汽車的油耗是與車重呈明顯的線性關系,通過研究發現當汽車的自重沒降低10%,油耗以及尾氣排放就會降低7%左右,汽車降低自重是環保的一個主要方法。除此之外,還有安全問題,為了確保汽車使用過程中的安全,汽車在材料方面必須要使用高碰撞吸能或者厚度較大的材料,這樣也就會造成汽車的質量變大,雖然達到了一定的安全性但是環保方面卻無法保證。因此,即要求汽車輕量化又要保證汽車的安全性最主要的還是應用高強度的材料。但是高強度材料的應用卻又有許多問題,例如回彈較大和模具使用壽命低等。應用熱沖壓成型技術則可以有效的解決這些問題,即可以減少材料成型后的回彈又可以延長磨具的使用壽命。目前,全世界的熱沖壓成型生產線已經初具規模,但是相比之下中國仍然有很大的差距,由此課件隨著中國汽車工業的不斷發展,熱沖壓成型技術在中國還是有很大的發展空間。
4結束語
綜上所述,熱沖成型技術在汽車工業中已經得到了很好的應用并且具備很大的發展空間,因此應當積極加強對熱沖成型技術的研究,不斷提高生產水平。
作者:黃榮雙 單位:東風柳州汽車有限公司
摘要:隨著我國經濟社會的發展和科技水平的不斷提升,我國制藥水平不斷提高。制藥機械對于藥物療效有著直接影響,真空技術是目前制藥工作中較為先進的技術,能夠達到良好的效果。主要對真空技術在制藥機械工業中的應用狀況進行研究,對其應用前景進行分析,為我國制藥工業的發展提供借鑒和幫助。
關鍵詞:真空技術;制藥機械工業;應用
真空技術是一種較為先進的技術,在我國很多領域都有著較為廣泛的應用。真空技術是我國制藥工業發展中的重要技術,能夠滿足藥物生產的需要,能夠保證較高的衛生標準。因此,對真空技術在制藥機械工業中的應用進行研究,具有重要意義。
1常見真空設備及其應用
1.1真空微波干燥設備
真空微波干燥設備是一種使用范圍較廣的真空設備,這種設備在進行藥物生產時,具有加熱速度快、加熱效率高的特點,對于物料的回收率能夠達到100%。在使用真空微波干燥設備時,需要的干燥溫度較低,適合用于熱敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥設備時,往往采用兩種干燥方式,其中一種與家庭使用的微波爐工作原理相似,主要通過物料盤繞著垂直中心軸,在水平方向上進行圓周運動,以達到干燥的目的。另一種方式是讓物料盤繞著水平裝置的中心軸,在垂直方向上進行圓周運動,盛物料的盤子一直保持水平狀態,以確保物料在運動時不會掉落,采用這種方法進行藥物生產能夠保證物料加入均勻,方便對機械設備的清洗。微波真空干燥設備是在原有生產工藝基礎上的生產改革,這種設備的整體生產效率較高,能耗是傳統方法的1/5,占地面積僅是原來的2/3,是中藥生產企業常用的真空制藥設備。
1.2帶式真空干燥設備
帶式真空干燥設備在國際社會有著較為廣泛的應用,國外主要將帶式真空干燥設備用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工與制作。我國將帶式真空干燥設備應用于重要浸膏的干燥上,隨著我國中藥生產企業的發展,藥物生產對中藥浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能夠連續生產的干燥設備,很多廠家都十分重視帶式真空干燥設備。目前,帶式真空干燥設備的發展主要呈現以下趨勢:最大的帶式真空干燥設備內徑能夠達到2400mm,長度最大能達到19000mm,但是這是新產品,還存在一些缺點,例如:藥物生產上料不均勻、干燥速度較慢、含水量控制不足等,仍然需要改進機械設備的生產和設計,進一步提升帶式真空干燥設備的生產效率。在進行相關設計和生產時,應注重對設備真空性和衛生性的控制,這樣才能更好地應用于重要生產。
1.3真空濃縮設備
真空濃縮設備是藥物生產中常用的機械設備,該機械設備的生產技術和設計技術已完全成熟,運用這種機械設備進行藥物生產能夠達到良好的效果。真空濃縮設備主要有單效、雙效、二效真空濃縮設備,這三種設備都是技術較為成熟的產品。目前,真空濃縮設備發展較好的是離心式薄膜真空蒸發裝置,離心式薄膜真空蒸發裝置有著非常好的效果,該設備整體的傳熱系數大、占地面積較小,所采用的液體薄膜厚度僅為0.1mm,物料滯留時間為1s,液體在離心力的作用下能夠飛濺出去,在離心力的作用下,還能抑制液體發泡,可為藥物生產提供高濃度的濃縮液,這種設備主要適用于蒸餾、除臭、剝離等處理方式。高速旋轉式真空蒸發設備是一種較新的產品。該產品在使用時,主機部分沒有可動的部件,在使用時極少發生機械故障,蒸發的氣體和液體在蒸發罐內能夠以1000r/min的速度旋轉,能迅速分離成氣體和液體,因此有著較為廣泛的應用。
2真空技術在制藥機械工業中的發展前景
2.1創新微波真空萃取設備
創新微波真空萃取設備是一種較新的設備,隨著中藥生產工藝的改革,傳統的中藥熬制方法已經不適用于現代社會的中藥生產。如何將中藥中的有效成分進行提取,如何進行固定量的提取,如何減少人力資源的投入,成為中藥生產的發展方向。微波真空萃取設備在實際使用中,能夠對大量的物料進行一次性的萃取,且萃取純度較高,能夠提升中藥的生產質量和生產效果,可提高生產效率、節約生產成本,更好地促進生產企業的發展。
2.2改革微波帶式真空干燥設備
微波帶式真空干燥設備在藥物生產中有著較為廣泛的應用,在實際運用中也有著較好的效果,但是該機械設備生產時采用的是周期式的生產方式,產量較低,無法滿足我國藥物生產對機械的要求。實踐證明,中藥浸膏類產品在進行生產時,微波帶式真空干燥設備的干燥速度最快、質量最好,由于中藥浸膏類的產品種類多、產量大,因此對機械設備的質量和產量要求更高。應注重對微波帶式真空干燥設備的改革,應注重開發連續式的微波真空干燥設備,這樣才會有更好的發展前景,才能更好地滿足藥物生產企業對機械設備的要求,才能滿足社會對藥物質量和產量的需求。
2.3形成真空制藥生產線
在制藥機械工業發展中,應注重形成真空制藥生產線。在進行藥物生產時,形成統一的真空制藥生產線,能夠更好地提升生產效率。單體制藥設備較為簡單,而制藥生產廠家希望能夠提供成套的生產設備,完成相應的生產工程,因此應從中藥浸泡提取開始,到真空濃縮、干燥、灌裝、包裝、運輸,形成一條龍的生產線,這樣也便于開展生產、安裝和調試工作。要想形成真空制藥生產線,應根據中藥生產企業的生產流程進行生產線設計,這樣在使用時才能達到良好的效果,才能滿足制藥企業的需要。形成真空制藥生產線,能夠讓藥物生產企業在生產時進一步減小人力資源投入,能夠大大降低生產成本,提升整體的生產效率,更好地促進藥物生產企業的發展。
2.4真空撿漏設備的發展
真空撿漏設備在中藥生產和包裝中發揮著重要作用,但是這種設備價格很高,制藥行業需要包裝,要使用大量的塑料瓶,在進行藥物分裝和包裝時,需要一臺撿漏準確、撿漏速度快、撿漏精度高、價格合理的真空撿漏設備。目前,我國引進的設備價格非常高,因此,從真空設備的發展前景來看,應注重對真空撿漏設備的創新與研發,形成我國自主知識產權,為我國制藥工業的發展提供幫助,提升制藥工業的發展水平。
3結語
本文在開展研究時主要對真空技術在制藥機械工業中的應用進行了研究,目前,常見的真空機械設備主要有三種:真空微波干燥設備、帶式真空干燥設備、真空濃縮設備,這三種設備在實際使用時都有著較好的效果。真空技術在制藥機械設備領域中有著較好的發展前景,能夠創新微波真空萃取設備,改革微波帶式真空干燥設備,形成真空制藥生產線,可進一步提升我國的制藥技術。
作者:吳興會 單位:哈爾濱納諾機械設備有限公司
摘要:隨著計算機技術的發展,計算機在社會各個領域得到了廣泛的應用。計算機輔助工業設計已經成為很多高校以及企業設計師設計的工具。3D打印技術是近兩年發展最快的一門技術,它的出現為工業設計行業的發展帶來了更為廣闊的發展空間。本文分布介紹了計算機輔助工業設計和3D打印技術,經兩者進行有效地結合,并具體應用在工業設計中,從而提高設計的效率。
【關鍵詞】計算機技術 工業設計 3D打印技術
術工業設計是伴隨著工業革命發展而衍生的一種設計,最開始主要是批量生產的工業產品的結構、形態、裝飾等方面進行設計,發展到現在工業設計變成了一種創造性的活動,設計的理念也發生了變化,工業設計變成了產品的整個生產周期的要素設計。上個世紀八十年代,中國才有工業設計這個概念,到了九十年代末隨著計算機信息技術的進步,計算機在工業設計、生產等多個環節廣泛應用,大量的輔助工業設計。2010年3D打印技術日漸完善,被廣泛應用在社會多個領域,將其應用在工業設計中,縮短了產品設計和研發的周期,提高產品投入市場的速度。
1計算機輔助工業設計
計算機輔助工業設計簡稱CAID,CAID是ComputerAidedIndustrialDesign四個英語單詞的首字母,計算機輔助工業設計是依托現代信息化技術,利用計算機輔助工業設計,主要是為了提高工業設計的效率,適應現代信息技術發展需求。計算機輔助設計主要針對工業設計領域創造性活動,它是工業設計和計算機技術的有效結合。與傳統的工業設計相比,計算機輔助工業設計無論是在設計質量、設計方法和設計效率都發生了變化,計算機輔助工業設計涉及了AI、VR、多媒體、模糊技術、人機工程等多門信息技術,是一門綜合性的學科。一個產品從設計到研發,大致要經過市場計算機輔助工業設計與3D打印技術文/馬瑞辰隨著計算機技術的發展,計算機在社會各個領域得到了廣泛的應用。計算機輔助工業設計已經成為很多高校以及企業設計師設計的工具。3D打印技術是近兩年發展最快的一門技術,它的出現為工業設計行業的發展帶來了更為廣闊的發展空間。本文分布介紹了計算機輔助工業設計和3D打印技術,經兩者進行有效地結合,并具體應用在工業設計中,從而提高設計的效率。摘要調研、設計定位、設計草圖、效果圖、產品模型、實物模型,生產等環節。在設計過程中,產品的可視化是很重要的,在這個階段需要計算機輔助工業設計。比如利用圖形圖像制作軟件Illustrator、Photoshop、Coreldraw等進行繪制,制作產品平面效果展示圖,也就是產品的二維效果,產品的三維效果需要3DMax、AE等軟件來設計,模型制作以后,在軟件中將其渲染成三維效果圖。產品的數據模型則需要工程軟件CATIA、SolidWorks等來完成,數據模型制作好以后,產品就可以直接進入到生產階段了。從產品的設計到表現形式,都需要計算機軟件進行輔助,這種方式能夠節省產品設計和制作模型的時間,可以直接向客戶展現產品的效果圖。近年來,隨著計算機技術的進步,越來越多的制圖軟件和三維軟件應用在工業設計上,然而這對工業設計師提出了更高的要求,設計師不僅要掌握手工繪制的基礎技能,還要學會這些制圖軟件。
23D打印技術
3D打印是目前市場上比較通俗的叫法,它的專業名應該叫做添加制造,之所以被大家成為打印技術,是因為3D打印技術分層加工的過程和噴墨打印很相似。美國的3DSystems公司在1987年制作了世界上第一臺3D打印機,直到近年來3D打印技術成為人們關注的熱點。3D打印技術其實是以數字模型文件為基礎,利用塑料或者粉末狀金屬作為粘合材料,然后逐層打印出立體的實物。3D打印在工業設計中的主要作用是模型的設計,隨著3D打印的發展,3D技術逐漸在航天航空、汽車制造、珠寶設計、工業設計、醫療、教育等領域。目前而言,3D打印技術應用最多的領域還是工業設計。傳統的工業設計最后環節,為了測試產品的性能和設計的合理性,需要建立一個手扳模型,建立一個扳手模型通常需要一個星期的時間,價格從幾千到上萬不等,制作出來的模型精確度還無法達到產品的生產要求。而利用3D打印技術,只需要一臺3D打印機和模型的相關材料,就可以快速打印出一個產品的模型,從而大大提高產品設計研發的周期,提高設計的效率。隨著3D打印技術的發展,3D打印機的價格越來越便宜,很多學校和企業都可以購置一臺3D打印機。目前消費類的3D打印機價格大概在2萬元左右。截止2016年10月30日,全球3D打印機的出貨量達到了455772臺,比2015年219186臺整整提升了一倍。3D打印技術被越來越多的人接受,被廣泛在不同的領域。2016年武漢華夏理工學院工程院為該院的學生宿舍購置了3D打印機,學生可以在3D打印機上打印鑰匙扣、筆筒等個性化產品,還可以自主設計和自主打印。
33D打印技術和工業設計的關系
計算機輔助工業設計和3D打印技術是相輔相成的,計算機輔助工業設計為3D打印技術提供精確的數據資料,而3D打印技術則用計算機輔助工業設計從效果圖直接變成了實物,隨著未來3D打印技術的發展,3D打印技術將應用在更多的領域。比如3D打印技術改善人類居住的居住環境,可以打印房子,利用3D打印打印人體器官,解決目前醫學上捐獻器官的難題。3D打印的進步將極大地改變我們的生活方式。
4結語
隨著人工智能、信息技術的進步,計算機智能化、自動化的發展,未來設計師不需要再去學習各種軟件,計算機就能夠更好地呈現設計師的創意和想法,這樣有利于設計師更好地投入到設計中。3D打印技術能夠縮短產品的設計周期,提高設計的效率。
作者:馬瑞辰 單位:河南省鄭州市第四十七中學
摘要:本文簡要介紹了熱噴涂技術在石油工業的應用情況,熱噴涂技術可以增強部件的耐蝕性和耐磨性,有效延長設備和部件的使用壽命,在石油工業中將會有一個良好的應用前景。
關鍵詞:熱噴涂;修復;防護;石油工業
我國對于石油以及相關化工產品的需求量很大。石油工業中很多設備和備件長期在水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等腐蝕環境下進行服役,承受化學腐蝕和機械磨損的雙重作用。據不完全統計表明,因化學腐蝕和機械磨損造成的損失可占到石油工業產值的5%,年累計損失可超過十億元,給國民經濟帶來巨大的經濟損失。近些年隨著熱噴涂材料研發的深入和熱噴涂設備的不斷推陳出新,熱噴涂技術在國內發展十分迅速。熱噴涂涂層因具有耐腐蝕、耐磨、抗高溫氧化、隔熱和封嚴等優良性能,在航空航天、鋼鐵冶金、機械制造、紡織、汽車等領域得到廣泛應用。熱噴涂技術同時兼具成本低,操作簡單,施工方便,不造成工件變形等諸多優點,逐漸被石油工業重視;被視為延長石油工業設備和部件的使用壽命、提高機械性能的一種重要手段[1-8]。
1熱噴涂修復
石油工業中的一些設備和部件,如柱塞、煙氣輪葉輪軸、轉子軸等工作一段時間后,由于長期受到高溫、高壓、腐蝕及固體顆粒沖擊等,這些腐蝕介質通過化學反應形成一系列化合物,使得設備和部件表面出現嚴重腐蝕和工作層剝落,影響這些設備和部件的正常運行,如果更換新的設備和部件,一方面往往需要較長的設計和生產時間,會對企業的正常生產運行造成影響;另一方面會使得設備和備件的使用壽命縮短,造成經濟上的巨大損失。為避免這種情況,石油工業企業針對設備和部件的服役環境,制定若干套解決方案,其中有些企業選擇了熱噴涂修復,取得了良好的效果。
1.1柱塞
柱塞長期在高溫、高壓的惡劣條件下運行,介質中含有較多顆粒,持續運行15至20天后就可能發生失效,不能繼續運行。柱塞表面可能出現磨粒磨損和粘著磨損,可采用電弧噴涂CS-T5(粉芯由Cr、Ni、Si、Mn等組成)涂層進行修復,修復后柱塞表面沒有明顯的磨損和腐蝕,使用周期可以延長至45至50天,大幅節約了生產運營成本。據文獻報道,國內某廠曾用電弧噴涂修復一個12噸重的柱塞,噴涂后采用封孔處理,使用性能接近新柱塞[9]。柱塞長期服役表面可能出現劃痕,嚴重時可能出現漏油現象。據報道,國內某企業采用電弧噴涂進行修復,使用的熱噴涂材料為3Cr13,本涂層特有的微孔可以具備很好的儲油功能,能夠充分潤滑主缸柱塞工作面。延長了柱塞的使用壽命[10]。
1.2軸類
壓縮機葉輪軸長期服役于煙氣中,表面可能出現多孔及疏松的腐蝕層。據報道,有些企業對葉輪軸進行噴焊修復,采用的熱噴涂材料為Ni-Cr-B-Si系合金粉,對葉輪軸進行機械加工處理,葉輪軸可與其他設備配合良好[11-13]。汽輪機的轉子軸服役一段周期后表面會發現點蝕,可對轉子軸進行經氧乙炔火焰噴涂處理,熱噴涂過程中未出現熱變形或應力集中,轉子軸經熱噴涂處理后可正常使用[11]。
2熱噴涂防護
許多文獻表明,石油工業從業者已經意識到熱噴涂技術對于設備和部件的重要性,不僅依靠熱噴涂修復來延長設備和部件的生命周期,更是在產品設計、生產階段引入熱噴涂技術對設備和部件進行防護。
2.1輸油管道
輸油管道的服役環境復雜,長期經受大氣腐蝕、海水、濕氣腐蝕等作用,服役一段時間后,表面會出現明顯的腐蝕斑點,這些斑點可能導致管道破裂,使得管道出現漏油現象,輸油管道難以進行后續修復。為了延長輸油管道的使用時間,據報道[14],有些企業在生產時采用電弧噴涂對輸油管道進行修復,采用的熱噴涂材料為鋁粉末和鋅粉末。鋁涂層能在管道表面形成致密的氧化膜,而鋅涂層以“犧牲陽極”的方式對管道進行防護[11]。
2.2硬密封球閥
硬密封球閥可應用在工藝條件要求苛刻、介質比較特殊的工業裝置上。服役環境包括水、蒸汽、油品和各種酸。球閥的主要失效形式是沖蝕磨損,目前球閥生產企業都會對球閥進行熱噴涂防護,熱噴涂材料包含WC-Co系類粉末,WC-CoCr粉末和NiCr-Cr3C2粉末。經熱噴涂處理后,涂層與球閥基體的結合強度可達70MPa,涂層孔隙率低于2%,涂層的HV硬度可高于1200,熱噴涂處理可以顯著改善硬密封球閥的密封性,有效提高了球閥的使用壽命[15-16]。
2.3接箍
有桿泵是國內應用最廣泛的機械抽油方式。據報道,有桿泵70%的受損發生在接箍處。如因接箍受損而更換有桿泵,材料費用將會達到數億元。可采用感應重熔的方式對接箍進行預處理,采用的熱噴涂材料主要是鎳基自熔性合金粉末,包括Ni60粉末系列,Ni55粉末等材料。重熔后接箍的耐磨、耐蝕性均得到提高,使用周期大幅增加[17]。
2.4高壓閘閥
高壓閘閥廣泛應用于石油工業,閘板和閥座是閘閥的重要組成部件,由于不斷承受外界的沖蝕與磨損,閘板和閥座表面使用一段時間后就會出現損傷,進而影響閘閥的正常運行。據報道,當高壓工況低于100MPa時,企業可選擇氧乙炔火焰噴涂對閘板和閥座進行加工表面防護,熱噴涂材料為鎳基自熔性合金粉末;當高壓工況高于100MPa時,可采用超音速噴涂進行表面防護,熱噴涂材料為WC-CoCr粉末,該涂層即使承受150MPa時也不會出現剝落現象[18]。
2.5抽油桿
抽油桿在石油工業中應用非常廣泛,在油管中上下往復運動會與油管摩擦可產生偏磨現象。偏磨不僅降低抽油機的壽命、而且可能磨穿油管,有必要對抽油桿進行減磨處理。可以采用氧乙炔火焰噴涂處理,熱噴涂材料為合金和石墨的混合粉末。由于石墨的自潤滑特性,抽油桿服役時,耐磨涂層僅受到輕微的磨削擦痕,有效的保護了抽油桿,延長了抽油桿的使用壽命[19]。
2.6鉆頭
鉆頭是重要的井下工具,石油工業中應用較廣的鉆頭是PDC鉆頭,PDC鉆頭分為胎體PDC鉆頭和鋼體PDC鉆頭,由于國產鋼體PDC鉆頭表面強化質量和耐沖蝕性能較差,影響了市場推廣。基于這種局面,一些廠家對鋼體PDC鉆頭超音速噴涂防護處理,采用的熱噴涂材料為WC-Co系類,涂層的抗沖蝕能力較基材提高了7倍,且涂層與基材結合強度高,能夠有效的延長鋼體PDC鉆頭的壽命,對于拓展PDC鋼體鉆頭的市場占有率有著積極意義[20]。
2.7漿料泵葉輪
漿料泵運行環境復雜,服役時會受到酸堿介質和固體顆粒的交替作用,葉輪的服役周期很短,最短的壽命僅為十幾天。長期作用后,葉輪表面受損,會出現不規則的魚鱗紋。可采用氧乙炔火焰噴涂或者等離子噴涂處理來提高葉輪的抗耐磨和耐蝕性,采用的熱噴涂材料為高鉻鑄鐵。葉輪經熱噴涂處理后,壽命可提高2至4倍[21]。
3結語
過去幾十年,熱噴涂技術廣泛地應用到石油工業。熱噴涂技術可以增強設備和備件的耐磨和耐蝕能力,延長設備和備件的使用周期,為企業節約運營成本。可以預見,隨著熱噴涂技術的不斷進步,熱噴涂技術在石油工業的應用范圍將會不斷增大。
作者:張康1,2 鮑君峰1,2 王夢雨1,2 單位:1.北京礦冶研究總院 2.北京市工業部件表面強化與修復工程技術研究中心
0引言
石化工業在我國所有重工業行業中,是能耗較高的行業,近年來,隨著化工領域內節能技術的不斷發展,化工行業的能耗已經開始逐漸降低,呈現出一個良好的發展勢頭。但是當前整體的能耗降低水平與發達國家相比還存在一定的差距,我國化工產業技能技術的改進與發展還有不小的空間。
1石化工業節能工藝技術
石化工業節能工藝技術是當前石化工業企業轉型升級的重要途徑。很多的石化工業企業都在致力于對節能工藝技術的研究與開發,通過一系列新型節能技術的投入使用,大大的降低了成本的同時,也降低了能耗,實現了雙贏。目前我國石化工業節能工藝技術處于不斷升發展階段,但是在節能技術領域的探究還無法與發達國家相比,因此還需要很長的一段發展時間。2015年作為“十二五”規劃的最后一年,也是“十三五”規劃最關鍵一年。目前石油和化學工業規劃院開展了《石油和化工行業“十三五”規劃前期研究》。研究提出,未來化工行業要以化工新能源、新材料等為主要發展方向,著力提升產業的國際競爭力和可持續發展能力。所以說,總體上還是朝著節能工藝的方向在發展。隨著數據化、智能化的不斷推進,也必將影響到化工工業,傳統的化工生產制造方式將發生顛覆性變化,從技術到市場各個領域都將發生一定的變革。
2石化工業節能工藝技術發展進展
化工工業技能技術通過上面的闡述,我們已經了解到當前化工行業的大致情況。下面筆者將舉例闡述石化工業節能工藝技術的發展。
1)環氧氯丙烷新技術。來自于齊魯石化公司氯堿廠所研發的環氧氯丙烷高溫氯化法環化新技術,這一項技術在工業應用中取得了一定的成功,已經通過了中石化集團的技術檢定,該項技術相關的設備裝置優化了操作,同時提升了環化反應收率,污染以及能耗都得到大大的降低,該項技術曾引進日本的生產技術,同時結合其它國家的技術,通過多年的不斷研究與實驗,對原有的技術設備進行升級改造,使得技術指標得到一定程度上的改善,為化工工業做出了一定的貢獻。
2)聚丙烯新技術的改進與發展。由山東東明恒昌化工有限公司自主研發的真空回收和低溫精餾丙烯回收工藝技術,達到了國內領先水平。該項技術經過一定的改造與升級后,大大降低了聚丙烯的生產成本,并且提高了設備的安全系數,降低的污染與能耗,除此之外,操作便捷也是其一大優勢,綜合起來讓這一技術成為集合環保效益與經濟效益為一體的優勢技術。
3)無動力氨回收技術。在化工生產過程中,合成氨的節能降耗是很多企業所關心的問題,中科院理化技術研究所利用深冷原理開發出了這套技術,其最大的特色就是不需要額外動力合成氨,該項技術目前已經在一些企業中得到了推廣與使用。這是中科院理化研究所經過多年研究出的成果,他們進行了大量的實驗與調研,不斷的嘗試,最后總結出不少技術經驗。這項技術投入使用,適合合成氨企業的合成氨回收效率得到提高,降低了成本,每年至少多出幾百萬的經濟效益。
4)新型合成氨新型催化劑的研究推進。合成氨工業企業除了面臨上面所提到的回收問題,還有很多其它方面的問題,例如對于高效氨合成催化劑的開發與應用問題,就是當前合成氨企業技能減排的一個大的方向。由浙江工業大學等研制出的新型氨合成催化劑Amo-max-10型氧化型等催化劑,投入使用后,取得了良好的反響,被廣泛的運用在國內很多的合成氨企業。
5)異丙醇胺制備新技術。這項技術目前有南京寶淳化工有限公司自主研發的技術,對提高我國烷醇胺生產工藝水平和質量的提高有著重要的意義。并且在生產過程中有著較為顯著的節能節水效果,也降低了能耗,作為一項節能環保的新技術幫助企業提高了生產效益。從以上闡述我們能夠看出,當前我國化石工業的節能技術正在不斷的推進與發展,很多的企業致力于對節能技術的運用,在很大程度上為化工型企業降低了生產成本,提高了生產效率,這對化工企業來說是好事。但是從上面的闡述我們也能夠發現,當前我國化工業的節能工藝還需要得到進一步的發展,突破性的進展并不是一朝一夕的事,需要在不斷的研究與實踐積累的基礎上。
3結語
化工業作為我國重工業的剛需行業,在發展中的節能減排問題成為化工行業所面臨的一大難題。隨著近些年化工業節能工藝的不斷進步與發展,我們從中看到了很多能夠提升的空間,技術改進后,大大實現了節能減排目標的同時,也產生了新的經濟效益,為化工企業的“雙贏”局面做出了一些貢獻,當前化工業的節能工藝還需要持續不斷的加大研發與運用的力度,才能讓我國的化工業更上一層樓。
作者:岳雷 單位:湖南省岳陽縣第一中學
隨著現代社會經濟的發展,建筑業也在日益進步,現如今的建筑業市場競爭日益激烈,企業要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就務必要不斷提升自身實力,提高建筑施工技術。建筑施工技術的進步及完善,不僅有助于增強施工企業自身的實力,同時還能推動行業的良性競爭,促進我國建筑業的快速發展。由此可見,對工業與民用建筑施工技術進行研究,對于提高建筑施工技術管理水平有著積極的影響。
1工業與民用建筑施工技術管理意義
1.1重要性
建筑施工技術主要是指采用最科學合理的方法計劃、指揮、調控企業內部的各個要素和技術,提高企業的競爭力。建筑施工技術管理應該貫穿于建筑施工的各個環節,在保證施工質量、控制成本方面有著重要作用。建筑施工是一個系統且復雜的過程,需要多個工種協調配合才能完成,但各個工種采用的技術也不盡相同,因此,要針對每個工種制定相應的施工技術管理規范,以便為建筑施工質量提供保障。
1.2作用
工業與民用建筑施工技術管理的作用主要體現在以下三個方面:首先,在工業與民用建筑施工中進行施工技術管理,能保證以最科學合理的方法指導建筑施工,對建筑施工起到良好的監督管理的作用,同時還能有效的降低施工成本,實現更大的經濟效益;其次,通過相應的技術管理能夠發現施工中的問題,有效控制質量和安全的各類隱患,以免造成更大的經濟損失,同時技術管理對員工提出了更高的要求,能不斷提高企業員工的專業技能和技術技能;最后,通過技術管理能夠制定出最高效的施工方法,全面發揮人力、物力等優勢,提高施工企業的競爭實力。
2工業與民用建筑施工技術管理的內容
2.1技術人才
我國積極倡導人才強國戰略,人才的重要性可謂是不言而喻,建筑施工技術管理中也不例外。建筑施工是一個復雜且艱巨的系統性工程,需要有強大的技術支持和人才儲備,只有這樣才能保證建筑施工的順利進行。建筑施工中的每一環節都十分重要,一個環節的疏忽都可能對建筑施工產生重大影響,所以,要高度重視相關的技術管理,做到科學調配、實時管理。此外,還要掌握基本的技術技能,提高思想道德意識和責任意識,切實做到全心全意為建筑工程的質量著想。
2.2工程管理標準
隨著科學技術的不斷發展和進步,傳統的工程管理標準顯然已經不適應當前社會經濟的發展需求,所以完善工程管理標準已經迫在眉睫。工程管理標準是建筑施工的硬性指標,也是保障建筑安全和質量的重要工具,對推進我國建筑業的發展具有重要作用。在完善相關工程管理標準的同時還要加強對違法行為的查處力度,杜絕一切建筑施工違法行為。
2.3圖紙會審
由于建筑設計和施工兩個環節分屬于不同的部門,所以在日常建筑施工中經常出現施工達不到預期效果的情況。針對這一問題技術管理人員要加強設計部門與施工部門之間的交流與溝通,熟悉施工的整個流程和環節,規范施工操作,明確各個單位的職責等。另外,技術管理人員應充分了解建筑施工中的重點環節和難點環節,并加強對這些環節的監督與管理,確保建筑施工能夠達到預期的效果。
2.4落實技術管理制度
上述三個方面均是針對工業與民用建筑施工技術管理的理論指導,只有在建筑施工中予以實際應用,才能發揮其應有的作用。所以,技術管理工作要真正落實到建筑施工中的每個環節,繼而發揮技術管理的優勢和作用。
3提高工業與民用建筑施工技術管理水平的措施
3.1完善施工技術管理制度
制定并完善建筑施工技術管理制度,可以使技術管理有強大的制度保障,也能夠使技術管理更加科學合理。所以為了提高施工技術管理制度的執行力,企業要定期對技術管理人員進行培訓,提高技術管理人員的專業素質,使其能夠順應社會經濟的不斷發展。同時,為了在源頭上盡可能多的杜絕安全隱患,要加強建筑施工安全管理力度,抵制一切不安全行為,并對違反相關規范的人員予以嚴厲懲處。
3.2完善基礎性工作
國家針對建筑施工技術有一定標準,施工企業要根據國家的技術標準制定符合自身實際情況的技術標準。要想提高企業的市場競爭力和市場占有率,施工企業制定的技術標準應適當的高于國家技術標準,只有企業有了規范的技術標準,才能正確的對建筑施工給予指導。與此同時,還要做好原始資料的記錄工作,保證原始數據的真實性、有效性以及完整性,對一些施工中存在的安全隱患要特別批注,并且要將記錄的原始資料以及其他建筑施工中產生的資料和檔案采用科學的方法進行整理和保存,因為這些資料均是建筑施工的原始數據,對今后建筑施工工作有著較強的指導意義和借鑒意義。此外,還可以根據保存的資料進行技術研究并予以創新,促進施工質量的強化。
3.3落實責任制
建筑施工技術管理中應該明確責任制,激發技術管理人員高度的責任意識,及時發現建筑施工中存在的問題并進行修正,減少企業不必要的損失。如果在建筑施工中由于技術管理人員的疏忽給企業造成一定的經濟損失,應當由技術管理人員負責。所以,技術管理人員要認真審核施工中的數據,嚴格把關建筑施工中的各個環節。
3.4完善施工技術交底制度
技術交底是建筑施工技術管理工作的重要組成部分,準確的進行技術交底是技術管理中必不可少的環節。每一級技術管理人員都應當及時與下一級技術管理人員進行技術交底,確保施工人員能夠準確的了解設計人員的設計意圖和對建筑質量的要求。
3.5加強施工質量管理
施工質量管理不僅存在于對材料質量的管理以及對技術的管理中,同時還包括工程維護等多方面。隨著科學技術的不斷發展,新工藝和新技術相繼產生,在建筑施工中不免會出現一些技術難題,需要成立與之對應的技術小組才能保障施工工程的質量。建筑施工質量管理流程圖,揭示了建筑施工管理的全過程。
3.6加強施工成本控制
施工成本是展現企業實力的重要指標,能用較少的成本獲取較大的經濟收益的企業在市場競爭中才有競爭力。加強施工成本控制能夠節約建筑施工中不必要的開支,整體提高企業的經濟效益。在保證工程質量的基礎之上進行成本控制是一個復雜的過程,主要從以下幾個方面入手:首先,明確成本控制目標。技術管理人員要根據每個建筑工程的實際情況制定科學合理的成本控制目標,既要達到建筑施工的預期效果,同時還要減少資金的使用,在成本控制目標的引導下使得成本控制更加有效;其次,成本控制要貫穿于工程的每個環節,減少人力、物力的投入,并使用先進的設備和技術來降低成本。
3.7施工安全控制
工業與民用建筑施工技術管理中的各個環節都要以安全為基礎,只有保障施工人員的安全,一切施工工程才能順利進行。現階段很多建筑施工事故的發生都是因為施工人員的安全意識不強導致的,所以企業要加強施工人員的安全宣傳力度,提高施工人員的安全意識。同時企業和政府要加強安全管理,及時發現存在的安全隱患,防止出現一些重大的安全事故。
4結語
工業與民用建筑質量的好壞與人們息息相關,所以,相關人員要高度重視建筑施工技術管理工作,采取有針對性的方法來加強建筑施工技術管理工作,在確保質量的前提下減少施工成本,增加市場占有率,從而推動我國建筑業的持續穩定發展及施工質量的提升。
作者:李成棟 單位:山西省工業設備安裝有限公司
1引言
新疆阿克蘇地區棉花資源豐富,是中國優質長絨棉生產基地。發展紡織工業,改善民生、出口創匯,對新疆經濟的發展具有重要戰略意義。紡織工業城總體規劃設計2010年8月已獲新疆維吾爾自治區政府批準實施,并擬升級為部級特大開發項目。城市總面積60km2。紡織工業城是一個要求在5~10年的時間內建成一個600萬紗錠及其產業鏈和龐大的配套工程的特大型工程,是史無前例的。從瓦特發明蒸汽機推動歐洲工業革命,1870年英國曼徹斯特開始建立近代機械紡織工業,到1905年我國原國家副主席榮毅仁的父親榮德生在江蘇無錫和上海創辦申新紡織公司,歷經百年,世界上也沒有這樣大的紡織工業城。我國解放后,國家大力發展紡織工業,解決人民的穿衣問題,從50年代開始相繼建立了西安、青島等紡織城,但其規模都不足百萬錠,而布局也沒有如此集中。上海是我國最大的紡織工業基地,歷經數十年,也只有國棉32廠等32個大中型紡織廠,只有200多萬錠及10多個大中型印染廠。因此要在如此短的時間內,建成如此規模特大的現代化紡織工業城,任務非常艱巨。紡織工業城的建設必須把科學技術放在首位,才能真正實現生產出高產、優質、低成本的紡織產品,創世界名牌占領國內外市場,并達到節能、減排、生態、環保、低碳的目標。紡織工業城的建設必須解決一系列的矛盾,要抓住矛盾的主要方面:(1)產業結構、產業鏈、產品方案和市場變化、市場需求的矛盾。(2)大量的能源、水消耗量和節能減排,生態、環保、低碳的矛盾。(3)阿克蘇地區水資源欠缺和印染廠黏膠纖維廠用水量大的矛盾。(4)紡織工業城的建設大量采用現代化先進科技及設備和人才培養及人員素質提高的矛盾。(5)龐大的資金需求和短時間內落實資金的矛盾,招商引資和落實優惠政策的矛盾。搞好紡織工業城建設,規劃是先行,設計施工中處理好各種工程技術問題是關鍵,沒有既有扎實的理論知識又有豐富的實踐經驗的領導、管理、設計、施工班子,是難以高效完成建設任務的。
2綜述
阿克蘇紡織工業城的建設是一項龐大的系統工程,其設計理念必須符合21世紀現代化科技進步的要求。把阿克蘇紡織工業城建設成一個現代化的技術先進、經濟合理、節能環保、生態平衡及合理布置防風林帶的工業城,利用再生能源節電,最大限度利用太陽能供熱,熱電廠爐渣制成建筑材料變廢為寶,污水循環利用節水,適度綠化美化,平安暢通,使紡織工業城能生產出高產優質,低成本的產品,提高市場競爭力,吸引國內外商家到阿克蘇紡織工業城投資辦企業。為了多、快、好、省地建設好紡織工業城,必須把科學技術的先進性、經濟性、合理性放在首位,要不斷了解掌握新技術、新工藝、新設備、新能源的動向。由于整個工程牽涉的技術專業多,技術難度大,工程復雜,若設計得好,可達到投資省、耗能低、生態環保好,獲得最佳的經濟及社會效益,達到事半功倍效果。重慶市輕工業設計院為了搞好紡織工業城總體規劃,已認真地對整個工程做了初步設計,對整個工程的重要數據600萬錠324個工廠(工業建筑面積約900萬m2,民用、公共、物流、倉儲建筑面積約700萬m2,其中居住小區10個約320萬m2,主商業干道8公里,商住樓約240萬m2,25km2水庫濕地周圍別墅區旅游區及其他建筑140萬m2)進行了計算。對“體型尺寸”及電網、熱網、水源和給排水管網、天然氣管網的排布進行了研究,保證做到花最少的錢,投產后能安全正常運行,持續保持高產優質低成本,保持生態平衡,廠房內外空氣含塵量達到國家標準,污水處理排放達到國家標準,熱電廠煙氣排放達到國家標準。為此,我們對以下幾個方面進行了設計研究。
2.1產業結構,產業鏈,工廠規模及產能的設計研究
產業結構及產品方案,棉紗以高支紗高端產品為龍頭,用1、2級長絨棉保證產品質量。2、3、4、5級棉生產中低支紗,合理配置利用棉花資源。以環錠紡為主,適當配置氣流紡及緊密紡等產品,達到最大經濟效益。梭織產品以生產高檔服裝面料、高檔純棉府綢為主,可大幅提高產品的附加值,提高產值及利稅。高檔服裝面料為中、厚織物,可用棉、化纖混紡紗。高檔府綢以60支、80支/2、100支/2、120支/2股線為原料,織純棉府綢,制高檔襯衫(1件高檔純棉襯衫售價可達100~500元)。棉化纖混紡紗及純棉紗可作針織物,生產針織外衣、運動衣褲及高檔針織內衣。
2.2印染及其后整理工藝
印染及其后整理工藝可大大提高服用性能,提高紡織物檔次是生產高檔產品的關鍵。后整理工藝可以根據品種要求進行各種整理,如:樹脂焙烘,加軟三防整理、四防整理(防縮、防皺、防火、防水)、易去污整理、三防加易去污整理、抗菌整理、涂層整理等。工農醫用等產業用布及生態家紡布可用無紡布及梭織布或經編針織布,其后整理也是提高產品檔次的關鍵,后整理過關可大大提高產品的檔次及附加值和利稅,但我國的后整理技術與先進國家相比還有較大差距,必須培養高科技人才自主研發攻關。
2.3綜合考慮各項原則
從全人類對紡織品的需求而言,服用紡織品是最大的需求,約占紡織品需求的60~65%,純棉產品尤為國外喜愛,為出口創匯的主力。隨著人類生活水平的提高,各類家紡產品的需求逐步提高占20%左右。隨著工農業生產及建設工程、醫藥衛生、軍工等行業的發展,產業用紡織品約占15~20%(我國無紡布生產由于技術上與國外相比尚有差距,故無紡布在市場上的占有量較小)。因此阿克蘇紡織工業城的產業結構、產業鏈及產品方案必須考慮以上因素。我們在規劃中已經充分考慮了這一因素。紡紗廠以10萬錠、8萬錠、6萬錠、3萬錠的規模分檔,這樣既考慮了投資者(業主)的資金實力,也考慮了廠房車間建設投資的最省原則,消防安全原則,棉紡廠多品種生產及變更產品品種管理上的方便原則,車間內溫濕度控制穩定達到高產優質及車間空調除塵系統的合理節能原則,在棉紡廠建成投產后其先進工藝設備的配置,業主可根據市場需求靈活方便的改變產品品種適應市場變化。
2.4在總體規劃中充分考慮建廠投資最省原則
梭織、針織、家紡、無紡布生產及染整生產服裝生產,我們在總體規劃中也充分考慮了建廠投資最省原則,工廠年耗用棉紗量染整工廠年產量統一原則、廠房標準化原則,工藝設備先進用人最少原則,工廠電、水、蒸汽、天然氣耗用保證原則,產品品種變化靈活方便原則,業主適應市場變化獲取最大利潤原則。由于現在市場千變萬化,尤其是紡織品的花色品種日新月異,按我們的總規產業鏈配置方案,將能充分適應市場需求,并力爭創名牌。業主需要生產什么品種由市場決定,以獲取最大利潤及社會經濟效益。
3紡織工業城環境保護及節水節能低碳工程規劃
紡織工業城工業及生活總用水量325818立方米/日,用水量很大。在做好污水處理的同時應盡可能做好廢水利用,節約用水。在具體工程設計中,為了方便廢水回用利用,宜每座印染廠(規模年產量4000萬m)獨立建造一個廢水處理及廢水回用利用系統。其規模為日處理廢水4000m3。紡織工業城完全建成后最多共建印染廠32座。每座黏膠化纖廠(規模年產量20000t/年)獨立建造一個廢水處理及廢水回用利用系統,其規模為日處理廢水21000m3。紡織工業城完全建成后最多共建黏膠纖維廠6座。生活污水處理及廢水利用按國家現行有關設計規范執行,做到節水環保。全部紡織印染工廠設計中采用現代最新工藝及設備、全部機器為電腦全自動控制,高產優質,用人少。印染生產采用無污染少污染工藝及熱能回收、堿液回收等設施。做到高產優質、低成本,保證城市整個生產系統節水、節能、低碳、環保。紡織工業城600萬錠共建棉紡廠90座,采用我國生產的最先進的空調除塵設備,車間空氣含塵量達到小于1mg/m3,確保廠內外無粉塵污染。空調進排風窗口安裝百葉式消聲器控制噪聲污染。車間空調系統根據天氣變化采用變風量調控車間溫濕度,節約用電。阿克蘇地區3、4月風沙大,整個紡織工業城主干道、次干道及生活小區、商貿區、生態休閑區及廠區內應設置防風林帶和綠化園帶。防風林帶及綠化園帶應配合整個城市美化,由專業公司設計施工,使整個紡織工業城真正成為生態、環保、宜居、健康的城市。1200MW特大型熱電廠,其煙氣排放采用最先進的脫硫除塵技術,能保證達到環保要求。每年100萬t爐渣做成建材,變廢為寶,改善環境,提高循環經濟效益。整個城市生產及生活采用集中供熱,各工廠及生活區不設鍋爐,由大型熱電廠集中供熱,確保減少大氣污染,抽汽式發電機組最大抽汽量,冬季2800t/h,非采暖季節2100t/h,蒸汽凝結水集中回收。非工廠建筑可設計太陽能供熱采暖,低碳環保。整個城市路燈照明采用風力加太陽能光電池供電,低碳環保。城市垃圾處理采用垃圾發電,節能環保。整個城市電力電氣設備設計中均采用高效節能的最先進設備,確保安全節能。每個工廠及生活、物流區均設計電腦能源使用計量監測系統,確保節水、節能安全運行。
4紡織工業城水資源規劃
阿克蘇紡織工業城地處塔克拉瑪干沙漠邊緣,氣候干燥,降水量少,年降水量山區為500~700mm,出山口區為177.6mm,而平原區年平均降水量63.3mm,水資源比較欠缺。根據溫宿縣人民政府文件精神,水利部新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院于2000年10月完成了新疆溫宿縣臺蘭河流域灌區規劃報告。該報告主要從農業灌溉角度詳細研究了水資源的合理開發利用,調查了臺蘭河水資源總量。臺蘭河灌區位于溫宿縣東部,距溫宿縣城22km,距阿克蘇市及紡織工業城25km,314國道和南疆鐵路從灌區中部通過,交通方便。由于該規劃報告沒有考慮紡織工業城的大量用水,原考慮工業用水采用地下水是不可能滿足要求的。經我們與阿克蘇地區水利局專家研究協商,認為由于洪水時在保證農業灌溉的條件下,有大量水資源流失,若能充分利用,可保證紡織工業城的用水需求。臺蘭河多年平均徑流量7.42億m3,到2030年農林人畜總需水量75101.05萬m3/年,總供水量(包括其他水源)86354.84萬立方米/年。每年有11250萬m3的余水可供紡織工業城使用,完全能滿足紡織工業城的用水需求。現在由于沒有大型水庫蓄水,洪水時水資源大量流失,使供水嚴重不足。為了保證紡織工業城供水,水利局專家建議新建一個2億m3的蓄水庫使洪水時水資源不流失。水庫建成后不但能使阿克蘇地區的供水情況大為改善,由于水庫可形成一個20km2以上的水面,可建一個生態濕地旅游區,成為沙漠地區的一顆明珠,大大改善生態環境,吸引國內外游客到紡織工業城來旅游,提高阿克蘇地區的知名度,推動商貿旅游雙豐收。由于水源及水廠工程工程量大,技術復雜,必須立即進行勘測設計,及早完成工程施工任務,方能確保紡織工業城順利建成生產。
5紡織工業城循環經濟規劃
阿克蘇地區軋花廠廢棄的棉短絨制成棉漿粕,生產粘膠纖維。本規劃建年產20000t的粘膠化纖廠6座。紡織工業城各紡織廠生產中廢棄的下腳纖維料可供生產無紡布。本規劃建年產5000萬m的無紡布廠兩座。變廢為寶,有利環保,提高循環經濟效益。棉籽可生產食用棉籽油。熱電廠每年100萬t煤渣制成建材,變廢為寶。達標排放的廢水灌溉農田及城市綠地。
6設計與施工要點及其他
百年大計,質量第一。為保證紡織工業城多快好省有序建設,確保不返工不浪費,必須在總規的基礎上作好詳規,集約利用土地。熱電廠、水廠,每個工廠及各種建筑的布置均要正確劃出紅線并編號,算出每條線路的電水汽的能源需用量,以保證正確設計整個城市的電網、給排水、供熱蒸汽、天然氣管網及通訊、電視等網絡。地下管線的設計施工必須與主干道、次干道路網系統、城市防風林帶系統、綠化系統密切協調配合。所有工程項目先進新技術、新工藝,必須先做樣板工程,技術上確認安全可靠可行后再全面設計施工。已對各個工廠及整個工業城的用電量、用水量、供熱蒸汽量、天然氣用量及管網流體力學水力平衡作了初步設計研究計算,保證滿足需要,安全運行。對國家頒布的最新設計規范,《棉紡織工廠設計規范》(GB50418-2009);《印染工廠設計規范》(GB50426-2007);《紡織工業企業環境保護設計規范》(GB50425-2008)及其他有關國家規范、規程等作為我們設計的科學依據及準則,確保工程質量。為了加快紡織工業城的建設,必須科學設計齊頭并進,快馬加鞭,全力以赴,嚴密做好設計施工的組織領導工作,加強領導統一指揮,有序實施分期建設,首先保證主干道、防風林帶、熱電廠、水源及水廠工程、部分給排水工程、部分居住小區、商業服務建筑、紡織印染等樣板工廠的先行設計施工,用最快的速度、最好的質量完成紡織工業城的建設。結語紡織工業城的建設是一個具有600萬紗錠、集中新建324座大中型工廠及城市配套工程的特大型工程。其整個城市工業及民用集中供熱、對阿克蘇地區豐富的太陽能資源的大量利用以及對整個城市的生態環保工程的規劃設計,可能是目前國內城市建設最大的系統工程之一。設計施工建設的成功,將對建設節水、節能、低碳、生態、環保的現代化工業城市具有示范的效應,為我國的現代化建設作出新貢獻。本工程正在實施建設中,特別感謝阿克蘇地區領導和重慶市輕工業設計院朱云院長及各位專家的大力支持指導。望專家同行提出寶貴建議,使紡織工業城的建設更加完美。
摘要:當前綠色工業建筑總數較少的原因主要在于其帶來的增量成本。應用經濟效益法對綠色工業建筑全生命周期開展評價,結果表明初期的投資增量能在運行的較短時間內回收,綠色工業建筑具有長遠發展前景。
關鍵詞:綠色工業建筑;增量成本;經濟效益
當前綠色工業建筑總數較少,其原因在于綠色建筑技術帶來的增量成本。評價綠色工業建筑技術的增量經濟效益,有利于決策者合理選擇技術方案并消除高成本誤解。
1綠色工業建筑與民用建筑評價體系對比
根據GB/T50878—2013《綠色工業建筑評價標準》及GB/T50378—2014《綠色建筑評價標準》,綠色工業建筑與民用建筑評價標準大部分評價內容和評價要求基本一致,主要區別為工業建筑多了“室外環境與污染物控制”,居住建筑、公共建筑及工業建筑評價權重指標相差不大,而綠色工業建筑在節能節水和室外環境上的分數權重較大[1]。
2綠色工業建筑經濟評價理論
(1)工業建筑生命周期成本理論指考慮成本的時間價值下分析綠色工業建筑生產、運營、處置3個階段的各項投入總成本。(2)開展經濟性評價為主的綠色工業建筑技術增量成本與效益分析,綠色建筑技術應用將導致生產者成本增加,卻也換來使用者和社會成本的降低及一定的環境效益。
3綠色工業建筑技術增量成本與效益分析
3.1綠色工業建筑技術增量成本識別
綠色建筑增量成本指綠色項目與基準建筑相比額外增加的成本投入。由于準備階段增量成本約占總增量成本的1%,故不單獨列入研究。根據評價標準有以下7個方面的增量成本:(1)工業建筑合理規劃使用地上地下空間、開展廠區綠化、室外透水地面設計、可再生地利用等節地措施;(2)采取圍護結構、暖通空調、綠色照明、可再生能源利用等;(3)工業廢水再生回用、雨水利用、節水器具的節水與水資源利用;(4)采用建筑構件預制化、鋼結構、一體化設計與施工、高強材料、綠色材料等節材技術;(5)采取光污染、室外噪聲、工業粉塵、煙塵控制技術的室外環境與污染物控制技術;(6)進行室內空氣質量、風環境調節的室內環境技術;(7)運營管理系統增量成本。
3.2綠色工業建筑技術增量效益分析
3.2.1節地與可持續發展場地增量效益合理規劃用地是節約土地的重要舉措,可表示為:S節地=S屋頂綠化+S空間利用+S透水地面+S可再生地式中:S透水地面=G×(1–r)×P×A×10—3,G為管網運行費用,取0.08(元/m3);H1為滲入地下的雨水量(m3),各地不同;r為降雨過程中透水面的徑流系數;P為年平均降雨量(mm);A為透水面投影面積(m2)[2]。S屋頂綠化=ΔP×P電=ΔW×Tw×S×P電;ΔP為屋頂綠化節省的用電量(kW?h);P電為工業電價(元/kW?h);ΔW為房間每m2減少的日用電量[kW?h/(m2?d)];S為屋頂面積(m2);Tw為采暖期與制冷期之和(d)[2]。3.2.2節能與能源利用技術增量效益(1)通過減少空調在夏季和冬季的負荷量來節省用電量,軟件顯示增強型圍護系統每年可節約電力30%以上[4]。(2)根據生產工藝需求采用靈活的空調形式,釆用高效率的采暖空調系統,降低耗電量。(3)綠色照明節能S照明=ΔQ照明×P電,式中:ΔQ照明為基準建筑與綠色建筑照明系統年用電量之差(kW?h);P電為工業電價。(4)可再生能源利用包括地熱能、太陽能、工業余熱回收利用等。3.2.3節水與水資源利用技術增量經濟效益(1)工業廢水再生回用效益指每年回收及利用廢水價值與廢水處理成本之差。記為S廢再用=Δq×(P水–F),式中:Δq為再生水回用水量(m3);F為廢水處理成本。(2)雨水利用技術效益S雨水利用=Q雨×P水=Δp×S×δ×P水,式中:Q雨為系統雨水收集量(m3);Δp為年平均降水量;S為收集面積;δ為工業建筑利用系數,取0.9。(3)綠色節水器具效益S節水器具=QW×α×P水,式中:QW為標準用水量(m3);α為節水率。3.2.4節材與材料資源利用增量經濟效益S節材=S結構節材+S節約用材(1)建筑構件預制化。其在減少資源浪費的同時也減少了施工中的粉塵和噪聲,記為S預制化。(2)鋼結構體系。因其特性可充分發揮材料力學性能,降低結構用料指標,記為S鋼結構。(3)一體化設計與施工效益。將主體結構、工藝及設備等在一個系統中建模,施工時既可減少噪聲污染,又能節省工期和降低能耗、勞動強度,記為S一體化設計。(4)綠色建材利用效益。材料的循環再利用性可節約原材料并降低能耗、保護環境。(5)高強材料利用。其效益為增加建筑室內凈高,記為S高強材料。3.2.5運營效益運用綜合能耗管理進行數據分析可實現能源和資源的合理利用,利用遠程監控系統、智能建筑系統可提高設備運行可靠性,降低勞動強度。記為S運營效益=S綜合能耗+S遠程監控。
4綠色工業建筑技術增量成效案例分析
浙江某日用品有限公司于2003年開始綠色建設。企業占地15000m2,建筑面積41836m2,主要綠色工業建筑技術有:廠區綠化覆蓋率達42%,其中透水地面800m2,辦公樓和廠房均進行屋頂綠化,面積超過1800m2;合理規劃生產物流線,布局地上地下空間;集合高效保溫隔熱外墻、太陽能利用、綠色照明、遮陽系統、雨水收集、中水回用系統等節能節水技術;采用設備余熱廢氣采集循環利用、排水噪聲處理、除塵技術等手段,建有通風系統、智能化管理系統等,各項綠色技術投入800余萬元,主要增量效益如下。
4.1可量化的經濟效益
4.1.1節地(1)若綠化屋頂每m2的日用電量可減少0.2kW?h/(m2?d),制冷采暖天數取170d,則S屋頂綠化=0.2×3200×170×1.2=13.05(萬元/年);(2)合理規劃空間,節省土地面積取1400m2,根據當地土地購置費,則S空間利用=58.8萬元;(3)S透水地面=4190元/年。4.1.2節能(1)按圍護結構每年節約煤1.5kg/m2計,按每kW?h電量相當于0.404kg煤,則S圍護=18.6萬/年;(2)若采用綠色建筑照明系統年省用電量14.3kW/m2,則S照明=6.5萬/年;(3)按太陽能熱水器年節省電1萬kW?h計,則有S光熱=1.3萬kW?h/年;(4)S余熱回收=1.45萬kW?h/年。4.1.3節水(1)按統計雨水收集面積約38000m2,當地年平均降水量1100~1600mm,工業水均價2.6元,則S雨水利用=9.8萬元/年;(2)由于建設了完備的中水回用系統,工業廢水和生活污水匯集到廢水池,經處理后流入中水儲存池,回用后每年節約用水25萬t,取當地廢水處理成本0.4元/m3,則有S廢水再用=55萬元/年;(3)S節水器具=1.43萬元/年。利用層次分析法確定綠色建筑技術單層次排序權重,檢驗判斷矩陣的一致性,并計得λmax=6.04,得到各目標層權重結果。該項目其他綠色技術增量成本效益情況見表1。
4.2環境效益
4.2.1污染物減排效益Q電量取74萬元/年,S大氣污染=Q電量×0.404×733.5×0.001=25.4(萬元/年)。4.2.2建筑物壽命延長效益S建筑物壽命=S×f×(ε1–ε2)=1.5萬元/年,式中:S為綠色建筑面積;f為調整系數,取0.3;ε1,ε2分別為普通建筑和綠色建筑下大氣環境綜合指數,根據當地資料ε1,ε2分別取2.9,1.7。4.2.3綠化效益。綠色植物具有吸收CO2,SO2及粉塵等功能。若吸收CO2,SO2及粉塵減排經濟價值分別為389.8元/t,4344.9元/t,275.2元/t,則S綠化效益為1.67萬元/年。4.3社會效益從節約的排污費、舒適度效益方面量化衡量綠色工業建筑對社會責任方面所做貢獻。則S節約排污費=P排污×∑Q×δ=3.16萬元/年,式中:P排污為當地每噸污水處理費,取1.4元;∑Q為綠色建筑節水量(m3/年);δ為有效系數,取0.9;舒適度效益為綠色技術營造出良好的舒適感可提高員工工作效益,用模糊綜合評價法進行量化計算,若取評價優秀工作效率提高取2.5%,當地人均生產總值取7.8萬元,則S舒適度=79.95萬元/年。
5綠色工業建筑技術增量效益評價
綠色工業建筑技術增量效益評價指標為綠色工業建筑凈現值和內部收益率。凈現值按行業基準收益率,在預計的計算期內各年凈現金流量折算到建設期初的現值之和。內部收益率指在計算期內經濟凈效益流量的現值累計等于零時的折現率。經計算,該綠色工業建筑經濟效益超過行業平均水平5.2%,具有抗風險能力。6結論(1)在綠色工業建筑全生命周期50年內運用經濟效益分析法開展評價,項目凈現值和內部收益率數據可較好地反映其在經濟上的可行性和優越性。(2)綠色工業建筑具有較大的外部性,環境和社會效益在整個效益中占比較大,受益面更廣,可見綠色工業建筑具有長遠發展前景。(3)由于綠色工業建筑綜合增量效益評價研究是一項復雜的系統工程,許多因素難以明確統計量化,一些內容只能通過模糊評價加以統計。目前尚缺乏大量系統性的統計和研究。
作者:傅為華 馬麗鷹 單位:義烏工商職業技術學院 浙江誠遠工程咨詢有限公司
摘要:在現代技術的支撐下,工業生產中自動化程度越來越高,人工操作以及舊的操作方式必將會被全自動化所取代。當前,在工業生產中自動化儀表以及自動化控制技術應用日益廣泛,并在提高生產方面發揮著重要的作用。如果說安全、高效、低能耗、高產能已經成為現代企業生產的特點,那么自動化儀表以及自動化控制將會是現代企業的標志。
關鍵詞:自動化儀表;自動化控制;工業生產
引言
目前,自動化儀表在農業、工業、國防等領域均有著廣泛的應用。同時,在現代科學技術的推動下加強自動化控制技術的分析,也是在今后一段時間內相關科學技術研究工作重要內容。由于可編程控制裝置自身在相關的工業領域當中有著十分重要的應用意義,是實踐工作當中不可或缺的重要設備,因此,在其應用當中也需要加強研究和分析,以促進其作用更好的發揮。
1工業自動化儀表于控制技術概述
對工業自動化儀表和自動化控制技術在實踐中的應用進行分析,是對自動化儀表和自動化控制技術進行改進和完善的重要基礎,因此,應該引起高度重視。自動化儀表技術包括了信息采集、信息處理和信息應用。從整體上看,生產流程的診斷原則上并不屬于自動化儀表的范疇,但是,這段信息的交換涉及到自動化儀表系統。針對生產裝備的監控,診斷儀表系統已經推出了全新的產品,自動控制系統的診斷通常是控制系統中設備管理軟件的一個模塊或者是一種功能,主要負責自動化儀表或者是系統本身的實時診斷以及預測性維護。在診斷中,現場儀表診斷的難度很大,維護周期由智能儀表的損耗情況或者是固定時間確定。由于可編程控制裝置自身在工業生產領域當中的應用具有十分重要的意義,在生產實踐活動當中不可或缺,所以應當加強對重點技術的研究于分析工作,以更好的實現工作的發展以及創新改進。當前,自動化技術已經逐步成為日常生活之中的關鍵性技術,對于促進工業生產和經濟建設具有重大的意義。系統維護和儀表診斷受到了越來越多用戶、制造商、研究者的關注。從整體上看,儀表診斷可以被劃分為四個方面:生產流程診斷、生產裝備診斷、自動化控制系統診斷以及現場儀表診斷。
2自動化儀表
2.1自動化儀表工作原理
工業自動化儀表在工作中不需要人工操作就能夠自主完成測量、自動記錄以及自動控制任務,并可以將獲取的數據信息傳送到遠距離終端,在終端上完成數據處理工作。其主要是以平衡原理作為基礎的,其中包括力平衡、電平衡等。在工作中自動化儀表感受部件傳感器將現場被測參數,如溫度、壓力等,通過變送器進行轉換,得到容易放大的測量量值,之后經過進一步放大。放大之后的量值能夠通過變送器送到顯示元件,經過反饋元件與測量量值進行對比,可以達到平衡。
2.2工業自動化儀表種類
工業自動化儀表有很多中,根據劃分標準的不同可以分為很多類。例如根據在生產過程中需要測量參數類型進行劃分,可以分為測量的溫度儀表、測量壓力表、測量流量儀表、測量物位儀表等等;根據其在生產過程當中的功用不同可以劃分為檢測類儀表、顯示類儀表、調節類儀表、執行器類、計算類儀表、設定值發生器類等等。
3自動化控制技術
3.1自動化控制原理
自動化控制可以劃分為半自動化和全自動化,比如,機器、設備能夠根據生產規劃進行全自動以及半自動運轉。全自動化控制,操作人員只需要作為全自動化控制的操作人員,根據生產進度確定控制的要求以及程序,而不用直接參與到生產過程中去;半自動化控制需要人力通過設施、設備、機械、儀器或者是手工參與到生產中去。目前,自動化控制技術在工業、工業等領域有著十分廣泛的應用。全自動化控制使人從繁重的體力勞動中解脫出來,使人擺脫片面的勞動和不合理的分工,極大的提高了社會生產率,并節省人力資源,這可以為企業創造更多的價值。在現代社會當中,生產自動化程度被看作現代化的重要標志。
3.2自動控制的應用
3.2.1過程自動化。在現代石油煉制以及化工等企業在生產中,通過使用自動化控制在生產中可以減少流體、分體、有害物質等對人的傷害。在一般情況自動化控制系統主要是由計算機、調節器以及檢測儀表三部分組成的。通過自動化控制能夠對整個生產流程進行最優控制。在對生產過程進行控制時,反饋控制,前饋控制、最優控制是經常使用到的控制模式。3.2.2機械制造制動化。機械制造自動化有很長的發展歷史,在最初階段是非常簡單的自動生產線。自上世紀60年代以來,隨著計算機技術的快速發展以及應用普及,數控機床、機器人、加工中心等隨之出現。此外,用于適應多樣品種,較小批量生產的柔性生產制造系統也隨之產生。而自動化生產車間則主要是采用計算機以及生產制造系統集成的工廠自動化控制系統,它是以柔性制造系統為基礎的,并在信息管理以及生產管理工作當中實現了自動化。3.2.3管理自動化。管理自動化指的是對企業單位的人力資源、財力資源、物力資源以及生產和辦公管理實現自動化控制。管理自動化是一門綜合性的技術,其主要是利用電子計算機、通信系統以及控制等學科對信息進行處理。在現代自動化管理當中,以管理信息系統作為基礎研制了決策支持系統,能夠為企業決策提供重要的支持,推動了企業管理的發展。
4結語
我國是生產制造大國,但是在工業生產中卻處于生產中的中低端,行業的利潤十分低,這對于我國經濟轉型發展,優化經濟結構構成了嚴重的影響。自動化儀表和自動化控制技術是工業發展中的重中之重,兩者的技術水平能夠在客觀上反映一個國家的工業化發展水平,因而,在我國經濟發展中加強對自動化儀表和自動化控制技術研究,對我國整體經濟發展具有十分重要的意義。
作者:王振中 單位:山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司
摘要:自動化控制系統在工業領域的應用極大地推動了工業發展,有效提高了工業生產效益,但是在實際操作中工業自動化控制系統也暴露出很多問題,特別是受到多種因素的干擾,嚴重影響了工業自動化控制系統的穩定性,針對這個情況,應積極采取有效的抗干擾技術,最大程度地降低或者消除各種干擾源。本文分析了工業自動化控制系統的干擾情況,闡述了工業自動化控制系統的抗干擾技術,以供參考。
關鍵詞:工業;自動化控制系統;抗干擾技術
近年來,我國工業發展逐漸朝著自動化、信息化、智能化方向發展,越來越多的自動化控制系統被應用在工業生產中,然而工業自動化控制系統應用現狀卻不理想,各種各樣的干擾源對于自動化控制系統的穩定、正常運行產生了直接影響,所以應充分了解工業自動化控制系統受到的干擾情況,有針對性地進行抗干擾處理,提高工業自動化控制系統運行的穩定性。
1工業自動化控制系統的干擾分析
1.1傳導干擾
(1)信號線引入干擾。電流通過信號線過程中產生感應磁場,相鄰信號線受到感應磁場影響會產生一定的感應電流,隨著感應電流的增大,和檢測開關相連接的接收設備會受到干擾影響,由于信號線中電流持續流過,會影響和信號線相連接的自動化控制系統正常運行,使得控制器邏輯數據不穩定,甚至發生死機或者錯誤動作。(2)設計施工干擾。工業自動化控制系統在施工設計階段,由于操作、設備型號、調試、安裝、工程技術設計等因素,安裝設計過程中,接地系統混亂或者控制器、高頻發生器或者開關高功率設備之間的距離較短,造成工業自動化控制系統設計施工干擾。(3)電源線干擾。工業現場的電源線干擾非常常見,其主要來自兩個方面,一方面是工業自動化控制系統受到供電電源耦合影響;另一方面,干擾信號通過供電電源系統進入自動化控制系統。工業自動化控制系統主要通過電網電源供電,其運行過程中經常受到很多因素的干擾和影響,例如,電網短路暫態沖擊、大功率用電設備停止或者開啟、電網波動等都會影響工業自動化控制系統的正常運行。
1.2輻射干擾
工業自動化控制系統受到的輻射干擾主要是指電弧電路、高頻感應設備、雷電、射頻設備等產生的干擾,對于這種干擾源,在實際應用中沒有很好的方法進行消除,而可以通過減弱或者直接切斷電磁干擾傳播途徑,采用裝設防雷設備、合理布置線路、保護隔離、等位機屏蔽或者聯機等措施,保障工業自動化控制系統的安全運行。
2工業自動化控制系統的抗干擾技術
2.1軟件設計
工業自動化控制系統設計過程中,采用慣性濾波、限幅濾波、中位值濾波、平均值濾波等方法通過計算機程序對系統信號實現數學處理,消除或者減少干擾信號的強度、數量,保障輸入信號的穩定性和可靠性,這種方法計算機程序很容易移植,便于修改系統參數,有效提高數字濾波的穩定。
2.2管線設計
為了減少工業自動化控制系統的干擾,應優化管線設計,包括通信線、電源線、信號線管道等,電源線設置應和通信管線保持足夠距離,并且使用金屬管道覆蓋通信管線,正確敷設電纜線路,結合抗干擾、經濟性、實用性等因素,選擇合適的信號電纜線,其中最常見的是雙芯屏蔽雙絞線,電纜線敷設過程中應注意以下問題:其一,對于不同信號,敷設不同電纜線路,結合傳輸信號類型,分層敷設電纜線路;其二,不能使用同一根多芯電纜同時傳輸數字信號和模擬信號,電纜和電源線不能共用;其三,不能在同一個線槽中放置電源線纜和信號線纜,避免平行、近距離的進行敷設施工,若電源線纜和信號線纜必須放置在一起,兩種線纜應保持60cm以上的距離;其四,大功率電動機應和信號線纜保持適當的距離。
2.3電源設計
若工業生產現場包含變頻器和大功率器件,對于電源線路采取科學有效的抗干擾措施,對電源設備進行有效隔離,在進線電源分級部位設置避雷器,使用隔離變壓器設置在PLC電源輸入端,對于隔離變壓器的次級繞組和初級繞組,裝設屏蔽層,然后做好可靠接地,通過雙絞線作為二次側接線。
2.4接地設計
工業生產現場環境變化會干擾信號線,發生誤動作、測量精度下降、死機、程序跑飛、系統數據混亂等現象,這主要是由于接地系統設置不合理,對于工業自動化控制系統應做好接地設計,通過正確、合理的接地設計,有效抑制工業自動化控制系統受到電磁干擾影響,在實際應用中包括信號屏蔽接地、系統接地和安全接地。工業自動化控制系統接地設計過程中,嚴格區分保護接地和工作接地,保護接地電阻不能超過2歐姆,強電設備接地點和接地極接地點之間保持10m以上的距離,埋設在工業生產現場建筑物周圍10m的區域。信號源接地設計,在信號側接地設置屏蔽層,若信號線中間如果有接頭,做好絕緣處理,牢固連接屏蔽層,防止信號線多點接地,連接多芯對絞電纜線和屏蔽雙絞線,相互連接好各個屏蔽層,然后進行絕緣處理以后,選擇合適接地位置進行單點接地。另外,計算機接入信號之前,在大地和信號線之間連接電容,有效減少共模干擾,將濾波器裝設在信號兩極之間,減少差模干擾。
2.5選擇合適器件
結合不同電子設備的特性,選擇合適的器件,例如,通過設置RC、AD雙積分濾波器,使電流信號和電壓信號轉換傳輸過程中消除高頻干擾,有效減少差模干擾。采用雙絞線和差動輸入器,做好單邊接地、屏蔽地線和光電隔離,消除共模干擾。
3結束語
工業自動化控制系統在實際應用中容易受到各種各樣的干擾影響,而干擾抑制是一項非常復雜、系統的項目,應綜合考慮多方面因素,在施工設計過程中結合自動化控制系統的規格和型號,做好各方面的抗干擾設計,提高工業自動化控制系統的安全性和可靠性。
作者:李曉亮 耿小強 單位:東軟集團股份有限公司
1活性炭吸附工藝
活性炭吸附工藝在20世紀50年代從德國開始研發,20世紀60年代日本也開始研發,不同企業之間進行合作與技術轉移以及自主開發,形成了日本住友、日本J-POWER(MET-Mitsui-BF)和德國WKV等幾種主流工藝。開發成功的活性焦(炭)脫硫與集成凈化工藝在世界各地多個領域得到了日益廣泛的應用。其中,在新日鐵、JFE、浦項鋼鐵和太鋼等大型鋼鐵企業燒結煙氣凈化方面的應用,取得了良好效果[4-5]。活性炭吸附工藝的原理是燒結機排出的煙氣經除塵器除塵后,由主風機排出。煙氣經升壓鼓風機后送往移動床吸收塔,并在吸收塔入口處添加脫硝所需的氨氣。煙氣中的SOx、NOx在吸收塔內進行反應,所生成的硫酸和銨鹽被活性炭吸附除去,吸附了硫酸和銨鹽的活性炭送入脫離塔,經加熱至400℃左右可解吸出高濃度SO2。解吸出的高濃度SO2可以用來生產高純度硫磺(99.9%以上)或濃硫酸(98%以上);再生后的活性炭經冷卻篩去除雜質后送回吸收塔進行循環使用。存在問題:運行成本高,設備龐大且造價高,腐蝕問題突出,外圍系統復雜,活性炭反復使用后吸附率降低消耗大,活性炭再生能耗較高等。
2MEROS工藝
MEROS(MaximizedEmissionReducationofSintering)工藝是歐洲西門子奧鋼聯針對燒結煙氣中SO2、二惡英類污染物等控制開發的,目前成功運用在多臺燒結機煙氣脫硫及其他有害物質氣體的處理[6]。MEROS工藝原理是利用熟石灰作為脫硫劑,與燒結廢氣中的所有酸性組分發生反應,生成反應產物。產生的主要反應是:2SO2+2Ca(OH)2=2CaSO3·1/2H2O+H2O2CaSO3·1/2H2O+O3+3H2O=2CaSO4·2H2OSO3+Ca(OH)2=CaSO4·H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O2HF+2Ca(OH)2=CaF2·2H2O工藝特點:1)工藝簡單,運行穩定性好;2)入口溫度要求低,溫度變化適應范圍廣;3)可控性高,脫硫后的SO2排放值穩定;4)脫除二惡英和重金屬。存在問題:年運行費較高;不能控制燒結煙氣中NOx;在控制二惡英同時會產生混有二惡英的固體廢棄物。
3EFA曳流吸收塔工藝
自2006年以來,EFA半干法燒結煙氣脫硫技術先后在德國迪林根鋼鐵公司2號180m2燒結機、薩爾茨吉特鋼鐵公司192m2燒結機和迪林根鋼鐵公司3號258m2燒結機脫硫項目得到成功應用。EFA燒結煙氣脫硫技術在德國市場處于領先地位[7-8]。EFA變速曳流式反應塔脫硫工藝,作為半干法脫硫工藝,集成了布袋除塵器和反應物循環系統,可以同步脫除SO2、SO3、HCl、HF、粉塵和二惡英等。EFA脫硫原理為:煙氣中的酸性化合物在特定溫度范圍內遇水時與Ca(OH)2進行反應,活性炭主要用于吸附煙氣中的二惡英等有害成分,最終的反應物為干性的CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2、CaCO3和燒結粉塵的混合物,干性反應物在布袋除塵器內進行分離。工藝特點:1)總投資低;2)運行成本低(年運行費用約為總投資的1/12);3)加入干燥吸收劑,管道和罐倉不發生結塊和板結;4)反應速度可調,不會出現結露現象;5)低溫脫硫效果好;6)運動部件少,維護成本低。存在問題:不能控制燒結煙氣中NOx;在控制二惡英同時會產生混有二惡英的固體廢棄物。
4LJS-FGD多組分污染物協同凈化工藝
福建龍凈環保股份有限公司經過對引進技術的消化、吸收和再創新,開發出具有自主知識產權的LJS-FGD多組分污染物協同凈化工藝以及相關的配套裝置。目前LJS-FGD工藝已經在寶鋼集團梅鋼公司、三鋼、昆鋼等大型鋼鐵廠得到成功應用[9-10]。基本原理是:煙氣從吸收塔底部進入,經吸收塔底的文丘里結構加速后與加入的吸收劑(消石灰)、循環灰及水發生反應,從而除去煙氣中的SOx、HCl、HF、CO2等酸性氣體,通過噴入活性炭等吸附劑,可以同步脫除煙氣中的二惡英、重金屬等,實現多組分污染物的協同凈化。工藝特點:1)對燒結機煙氣SO2濃度波動具有良好的適應性;2)對燒結機煙氣量波動具有良好的適應性;3)整個吸收塔反應器為空塔結構,維護簡單;4)煙氣無需再熱、整套裝置及煙囪不需要防腐,可以利用老煙囪進行排煙;5)系統性能指標高,排煙透明,污染物排放濃度低;6)沒有廢水產生,無二次污染;7)副產物為干粉態,方便存儲、運輸和綜合利用。存在問題:為保證系統可靠性,采用了較多的進口工藝設備,造價相對較高;副產物的應用范圍有待于進一步拓寬。
5催化氧化法綜合清潔技術
催化氧化法煙氣綜合清潔技術是一項能夠同時進行脫硫、脫硝、脫汞的技術。催化氧化法煙氣綜合清潔來源于以色列Lextran公司,當煙氣中SO2、NOx(NO需被氧化)遇水形成的亞硫酸根及亞硝酸時,利用催化氧化劑對亞硫酸根及亞硝酸根的強力捕捉能力從而去除煙氣中的SO2、NOx。煙氣與含有催化劑的循環液在吸收塔內逆向流動接觸時,亞硫酸根、亞硝酸根被催化劑捕捉,在氧氣存在的條件下被氧化成為稀硫酸或稀硝酸。在加入中和劑(氨水)的情況下,最終反應生成硫酸銨或硝酸銨化肥。在脫硫脫硝的同時,該催化氧化劑對汞等重金屬也具有極強的物理溶解吸附效果,從而去除煙氣中的汞等重金屬。技術特點:1)脫硫效果高,出口煙氣SO2可達到排放濃度≤50mg/m3;2)對于煙氣溫度、SO2濃度和煙氣量適應性強;3)系統運行穩定、可靠,無管道堵塞、結垢現象;4)資源利用優勢,利用焦化廠蒸氨后氨水,降低焦化廠廢水處理負荷;5)脫硫劑(催化氧化劑)循環使用,并可生產高附加值的硫酸銨產品;6)對燒結機主系統無影響,與燒結機主系統同步率為98%以上。存在問題:目前有機催化劑需進口,尚未國產化,價格較高。
6技術經濟及減排效果對比
表2分析比較了上述五種燒結煙氣多污染物協同控制技術的技術經濟及減排效果,結果如下:1)MEROS工藝和EFA吸收塔工藝不能控制燒結煙氣中NOx,催化氧化法不能控制二惡英。2)活性炭吸附工藝的單位燒結面積投資最高,是LJS-FGD工藝的3倍多;MEROS工藝的單位燒結礦運行費最高,是LJS-FGD工藝的近3倍。3)催化氧化法綜合清潔技術屬于濕法,脫硝效率高,單位燒結礦運行成本低,最終生成硫酸銨或硝酸銨化肥。4)前四種技術均屬于干法脫硫技術,投資高、運行成本高,活性炭再生能耗較高,脫硫渣的處理再利用是目前重點發展方向。
7結語
目前我國已實施的鋼鐵工業大氣污染控制措施基本上都以控制一種污染物為目的,而對于同時實現燒結脫硫、脫硝、脫二惡英和脫重金屬等相關技術尚處于起步階段,世界上的工程應用也不多。一方面,我國燒結煙氣污染物控制應根據自身特點,對各種有成功業績的工藝技術進行合理消化吸收,在此基礎上加快發展適合我國國情的技術和設備,降低投資和運行費用,并加緊研發脫硫副產品利用技術,開發適宜我國燒結煙氣多污染物全過程、一體化協同治理的技術體系。另一方面,針對《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》中劃定的重點控制區和一般控制區,實施差異化的控制要求和污染防治策略,例如:處于劃定的重點控制區和環境敏感地區的城市鋼廠,其燒結煙氣控制技術采用各污染物脫除效率均較高的活性炭吸附工藝,其他區域可根據各自情況選擇LJS-FGD等多效協同控制工藝。
作者:邢芳芳 姜琪 張亞志 冀偉江 單位:北京京誠嘉宇環境科技有限公司 中冶京誠工程技術有限公司
樁基礎是深基礎的一種,由樁和樁頂的承臺組成,具有承載力高、穩定性好、沉降小的特點,適用于軟土地基上的重型建筑,在工業與民用建筑工程中應用極其廣泛。樁基分類方式很多,按照受力情況分為端承樁和摩擦樁,按施工方法分為預制樁和灌注樁,按成樁方式分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁。基礎工程是整個工業與民用建筑工程的根本,直接關系到上部建筑的穩定與安全,只有基礎部分施工質量到位,上部結構才能安全地進行施工。因此,對于建筑技術人員而言,基礎部位的施工技術必須牢固地掌握。本文主要從制作、起吊、運輸、堆放、打樁等方面對工業與民用建筑工程中鋼筋混凝土預制樁和灌注樁樁基施工技術進行研究。
1鋼筋混凝土預制樁和灌注樁簡介
預制樁是指先在工廠或者施工現場用鋼筋混凝土制成所要求的形狀的樁,然后用打樁機將預制好的樁打入地基土中。預制樁分為管樁和實心樁。管樁即空心樁,用離心方法預制生產,所使用的混凝土強度較高。灌注樁即在樁位處先成孔,然后在孔內放入鋼筋骨架,之后將混凝土澆筑其中而形成樁。灌注樁按成孔方式不同可分為很多類,如護壁成孔灌注樁、人工挖孔護壁灌注樁、套管成孔灌注樁、干作業成孔灌注樁等。
2鋼筋混凝土預制樁施工技術
鋼筋混凝土預制樁的施工過程包括制作、起吊、運輸、堆放、打樁、接樁、截樁等程序。①鋼筋混凝土預制樁的制作。對于鋼筋混凝土預制樁來講,制作工序是最關鍵的工序之一,制作工序合格,才能保證樁的質量,才能投入使用。在預制過程中,應注意一系列問題。樁的預制場地應該保持平整,并且排水通暢,確保不會積水,為樁的澆筑與養護提供良好的環境。樁的主筋應當與鋼筋網連為一體,以便更好地承受和傳遞打樁時的沖擊力。進行混凝土澆筑時,應當由樁頂向樁尖連續澆筑,不能中途中斷或者不按順序隨意澆筑。樁的制作還應符合以下質量要求:樁表面應平整、密實,局部蜂窩麻面和掉角的面積應控制在樁總面積的5‰以內,并且不應過于集中在同一個部位;由于樁頂、樁尖位置的特殊性,在樁頂、樁尖部位嚴禁出現蜂窩和麻面、掉角現象,一經出現,視為不合格。②鋼筋混凝土預制樁的起吊、運輸、堆放。鋼筋混凝土預制樁應在其混凝土強度達到設計強度的70%以上才可吊裝,低于此強度嚴禁吊裝。吊點個數與樁長相關,15m以下的樁采用一個吊點,25m一下的樁采用兩個吊點,25m以上的樁采用三個或者四個吊點。起吊的吊點位置也應該按照相關要求進行計算,嚴格按照計算結果進行起吊。只有一個吊點時,吊點位置離樁頂的位置為樁長的0.293倍;當有兩個吊點時,靠近樁尖的吊點位置離樁尖的位置為樁長的0.207倍,靠近樁頂的吊點位置離樁尖的位置為樁長的0.207倍。樁的運輸過程也相當重要,在運輸之前務必檢查樁的混凝土強度、質量、尺寸等是否符合要求。當運輸距離不遠時,可將滾筒墊在樁身下面進行運輸;當運輸距離較大時,應用平板拖車拖動運輸。樁身下還應當設置支座。樁的堆放也應按照相應要求進行:堆放地面保持平整、結實,樁身下部應墊有墊木以防止樁身滾動,堆放的層數不宜過多,以不超過四層為佳。樁身上應該貼有標記其規格的標記。③鋼筋混凝土預制樁的打樁技術。常見的打樁機械有打樁機、樁錘、樁架。打樁前應做好充分的準備工作,確定好樁基軸線,在打樁的地區周圍設置好水準點,相關技術人員應復查樁位,做好技術交底工作。樁開始打入土中時,不宜重打,應盡量將樁錘落距控制到0.5~0.8m。當樁已經打入土中一定深度,樁尖固定時,方可增加樁錘落距,進行重擊。在打樁過程中,還應時刻作好記錄,以便為后續驗收工作提供依據。打樁過程中會經常遇到一些問題,應進行冷靜正確地處理。樁身扭轉或者便宜時,應當用撬棍慢慢低擊進行糾正處理;樁身破裂時,應用鋼箍夾緊后進行補強焊固;遇到樁急劇下降時,應當樁拔起重新驗證地基條件。④鋼筋混凝土預制樁的壓樁技術。相比打樁而言,壓樁具有噪音低、無振動、不干擾臨近建筑物的特點,適用于密集的城市中心區域。但是也具有一定的局限性,只適用于軟土地基和垂直樁。壓樁一般采用靜力壓樁機。⑤樁頭處理技術。在預制樁打入地基后,一般樁頭會有多余部分,多余部分應當鑿去。鑿去的方法有多種,如風鎬、無聲爆破法等。鑿去過程不得將樁身的混凝土鑿裂。樁身主筋應當錨固,伸入承臺內部。當預制樁樁頂標高未達到設計標高時,應采取焊接措施,將樁頂混凝土清除,焊接主筋至設計要求標高,并采用與預制樁樁身同種強度、同種型號的混凝土進行澆筑、養護。
3鋼筋混凝土灌注樁施工技術
常見的灌注樁成孔方法有泥漿護壁成孔、干作業成孔、套管成孔等。①泥漿護壁成孔灌注樁施工技術。泥漿護壁成孔灌注樁首先是用鉆孔機器對地基進行鉆孔,當鉆孔深度達到設計深度后,進行清孔,然后放入鋼筋籠,之后往孔中澆筑混凝土。為防止鉆出的孔坍塌,應當在鉆孔的同時注入有一定相對密度要求的泥漿進行護壁。泥漿的相對密度比水大,使孔壁內水壓增大,從而防止塌孔,對于粘土和粉質粘土的成孔,只需注入清水,用原土造漿護壁。泥漿護壁成孔灌注樁施工過程中也會出現一些常見問題。當護筒冒水時,應立即采取措施,用粘土在護筒周圍進行填實加固。當排出的泥漿冒氣泡或者護筒內水位突然下降時,則為孔壁坍塌狀況,此時應當加大泥漿相對密度,或者回填粘土進行搶救。②干作業成孔灌注樁施工技術。干作業成孔灌注樁主要是指地下水位較低,樁的施工作業面在地下水層以上的干土層中。由于是在干土層中施工,此種成樁技術與泥漿護壁成孔灌注技術相似,且更加簡單,省去了泥漿護壁的步驟。③套管成孔灌注樁施工技術。套管成孔灌注樁是一種最常用的灌注樁方法。施工時將帶有預制鋼筋混凝土樁靴的鋼管沉入土中,向管內放入鋼筋籠后澆筑混凝土,澆筑完畢后將鋼管拔出。分為振動沉管灌注樁和錘擊沉管灌注樁兩種。振動沉管灌注樁施工過程為:合攏活瓣樁靴鋼管樁就位校正垂直度開動振動樁錘將鋼管下沉到要求的深度放入鋼筋籠澆筑混凝土邊振動邊拔出樁管。錘擊沉管灌注樁的施工技術與套管成孔灌注樁技術相同,不同的是用樁錘錘擊樁管至要求的深度。
4結語
樁基礎是整個建筑物的根本,直接關系到上部建筑的穩定。由于樁基工程的隱蔽性,廣大施工技術人員在樁基施工過程中應嚴格按照施工技術規范進行施工,不得偷工減料或者不遵守技術規程,只有將樁基施工技術做到位,才能為整個工業或民用建筑工程的質量奠定基礎。
一、麗水工業生態化評價
麗水工業制造業產值占比超九成,采礦業企業少、占比小,缺乏代表性,水力發電綠色環保且效益高,本文以2013年數據為基礎,通過對10個指標的分析,得出制造業各維度上的優勢產業,結合產業集聚度,綜合分析得出麗水生態工業發展的著力點和主要方向。
(一)以經濟效率為標準的經濟有效性評價以固定資產凈值、從業人員年平均人數、主營業務成本、各項費用作為投入指標,將主營業務收入、工業增加值、營業利潤作為產出指標,選取增加值率、成本費用利潤率、全員勞動生產率、固定資產周轉率4個指標,從生產要素消耗帶來的經濟產出角度評價經濟有效性。1.增加值率。六成規上工業行業增加值率高于全市水平(19.72%),制造業排名前5位的是:金屬制品機械和設備修理(50.9%)、文教工美體育和娛樂用品制造(31.1%)、計算機通信和其他電子設備制造業(29.1%)、酒飲料和精制茶制造業(28.4%)、化學原料和化學制品制造業(25.9%),基本以勞動密集型為主。2.勞動生產率。全市規上工業全員勞動生產率為19.64萬元/人,化學原料和化學制品制造、黑色金屬冶煉和壓延加工、有色金屬冶煉和壓延加工、金屬制品、紡織、計算機通信和其他電子設備制造業等六成行業高于平均水平,大部分為機械化程度相對較高的重工業。3.成本費用利潤率。全市規上工業平均成本費用率為9.2%,17個行業高于平均水平,其中文教工美體育和娛樂用品制造業(21.8%)主要產品為木制玩具、石雕等文化創意產品,附加值明顯高于其他行業,與金屬制品、計算機通信和其他電子設備制造、通用設備制造和酒飲料精制茶制造業分列前五位。4.固定資產周轉率。18個行業固定資產周轉率高于平均水平(5.0%),其中化學纖維制造業只包含兩家開業時間較早的老企業,固定資產凈值低,固定資產周轉率明顯高于其他行業,缺乏代表性,予以排除。此外,排位靠前的行業有:化學原料和化學制品制造、黑色金屬冶煉和壓延加工、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、農副食品加工業。從經濟效率角度考慮,具有相對優勢的行業是:化學原料和化學制品制造、紡織、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、造紙及紙制品、文教工美體育和娛樂用品制造、非金屬礦物制品、金屬制品、通用設備制造、鐵路船舶航空航天和其他運輸設備制造、計算機通信和其他電子設備制造業。
(二)以環境效率為標準的環境友好度評價以萬元產值能耗量、萬元產值SO2排放量、萬元產值COD排放量分別測算能源友好度、大氣友好度和水環境友好度,分析得出環境效率優勢行業。1.能源友好度。2013年,麗水規上工業萬元產值能耗為0.1296噸(等價值)。皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、汽車制造、金屬制品業等17個行業低于全市水平。2.大氣友好度。2013年,麗水工業排放SO22.44噸,萬元產值SO2排放量為1.1千克。SO2排放輕重工分化較為明顯,排放較多的行業有:橡膠和塑料制品、黑色金屬冶煉及壓延加工、紡織業。而文教工美體育和娛樂用品制造、通用設備制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋業等輕工業則排放明顯較少。3.水環境友好度。2013年,全市工業共排放COD0.98噸,萬元產值COD排放量為0.45Kgs。橡膠和塑料制品、黑色金屬冶煉和壓延加工、金屬制品、農副食品加工、造紙和紙制品業合計約占總排放量的6成。單位產值排放量較少的主要行業有:文教工美體育和娛樂用品制造、通用設備制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋業。從環境效率角度考慮,以下14個行業具有相對優勢:紡織服裝服飾、紡織、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造、印刷和記錄媒介復制、文教美工體育和娛樂用品制造、有色金屬冶煉及壓延加工、金屬制品、專用設備制造、汽車制造、鐵路船舶航空航天和其他運輸設備制造、電器機械和器材制造、儀器儀表制造、金屬制品機械和設備修理業。
(三)以創新效率為標準的創新能力評價以科技經費內部支出/主營業務收入作為科技投入、新產品產值率作為科技產出、專利申請數/企業數量作為知識產權測算,從創新效率角度挑選優勢產業。1.科技投入。2013年,麗水規上工業R&D經費支出10.61億元,增長17.0%,萬元產值R&D經費支出59.2元,13個行業高于全市平均水平,其中裝備制造業5個:計算機通信和其他電子設備制造、電氣機械和器材制造、汽車制造、通用設備制造、專用設備制造業。2.科技產出。近年來,麗水工業不斷加大投入,提升新產品研發力度,2013年規上工業實現新產品產值372.29億元,新產品產值率達20.8%,13個行業超平均水平,其中儀器儀表制造業高達57.5%,計算機通信和其他電子設備制造業、鐵路船舶航空航天和其他運輸設備制造業新產業產值率近50.0%3.知識產權。2013年,麗水規上工業共申請專利1598件,其中制造業1588件,占99.4%,戶均專利申請數1.34件,12個行業高于平均水平,印刷和記錄媒介復制(3.40件)、化學原料和化學制品制造(3.35件)和文教工美體育和娛樂用品制造業(2.82件)位列前三。從創新效率角度考慮,印刷和記錄媒介復制、文教美工體育和娛樂用品制造、化學原料及化學制品制造和醫藥制造業具有相對優勢。(四)綜合評價通過以上分析,我們得出三個維度上的優勢行業,本段通過以下匯總分析,得出綜合優勢行業:各行業按照各項指標高于全市平均水平即得1分計算,總得分在7分以上的行業有以下12個行業,綜合優勢產業總體可歸納為四類:1.傳統優勢產業:化學原料和化學制品制造、金屬制品、通用設備制造、專用設備制造業;2.特色產業:文教工美體育和娛樂用品制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造業;3.新興產業:鐵路船舶航空航天和其他運輸設備制造、計算機通信和其他電子設備制造、汽車制造、醫藥制造業;4.其他非代表性行業:紡織服裝服飾業。
二、麗水生態工業發展方向與建議
1.樹立品牌,做大做強做優傳統優勢產業。傳統優勢產業通常規模大,集中度高,具有較高的市場占有率和知名度。以納愛斯集團為龍頭的化學原料和化學制品制造業、以遂昌元力集團建筑五金為代表的金屬制品業、以閥門和切削工具產業為代表的通用設備制造業和以青田意爾康集團為代表的皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋業即具有以上特點,2013年,四大行業占規上工業增加值比重達37.4%。當前,全球經濟深度調整,國內經濟向新常態轉變,麗水工業應加快傳統優勢產業的改造升級,向高端化發展,提升實力和競爭力,發揮支柱作用,為經濟發展提供不竭的強大動力。
2.打造“名片”,培育壯大特色產業。特色產業是在長期發展中積淀而成的特有的資源、人才、技術、管理、文化、環境等方面的優勢,從而形成具有優秀競爭力的產業集群。麗水目前廣為人知的地方“名片”有青田石雕、云和玩具、龍泉青瓷、寶劍。文教工美體育和娛樂用品制造業作為特色行業的代表,包含木制玩具、龍泉寶劍、青田石雕制造,在綜合評價中以9分高居第一,經濟效益、環境效益、創新效益均具有絕對優勢。生態工業發展應抓住文化產業發展的機遇,立足深厚文化土壤,充分發揮本土工藝美術大師的引領作用,提升產品創意設計與研發,加大品牌培育,打造特色鮮明的區域“名片”。
3.提質增量,加快振興裝備制造業。近年來,麗水裝備制造業發展較快,2013年已有從業人員10.5萬人,占工業從業人員的28.5%,其中規上企業512戶,從業人員6.96萬人,實現增加值119.08億元,占規上工業增加值的33.9%,對工業的支撐作用明顯。基本形成了市區微電機、閥門精加工、高低壓電器;青田閥門鑄造和精加工;縉云機床、工模具、縫制設備、日用五金、照明器具;遂昌建筑五金;龍泉汽車空調配件等特色產業集群。優勢行業中一半屬于裝備制造業。生態工業發展應以裝備制造業提質增量為主抓手,堅持創新驅動,以精密化、專用化、自動化、智能化為方向,不斷提高整體素質和市場競爭力。
4.依托科技,助推高新技術產業發展。麗水高新技術產業雖然保持了持續較快的增長,但與全省尤其是發達地市相比,仍存在一定差距。2013年,規上工業高新技術產業增加值51.51億元,占規上工業增加值的14.7%,占比分別低于全省和工業進程相近的衢州10.9和16.7個百分點,居全省末位。皮鞋、化學原料和化學制品、電氣機械及器材、通用設備制造是我市高新技術產業中的支柱產業,計算機通信和其他電子設備、醫藥、汽車配件制造是近年來的新增長點。政府和有關部門要充分認識到發展高新技術產業對經濟社會發展的重要意義,加大政策扶持力度和資金投入,完善園區平臺建設,不斷培育和引進各類人才,把高新技術產業作為推動經濟轉型升級的主導產業和事關長遠發展的戰略產業加以培育和推進。
5.因地制宜,積極穩妥推進綠色環保能源產業開發。麗水地處浙西南山區,境內有六大水系,常年降水充沛,水資源較為豐富。2013年,全市水電總裝機容量160.38萬千瓦時(不包含緊水灘、石塘、灘坑電站),水力發電企業803家,合計發電量43.94億千瓦時,其中規上工業企業24家,實現增加值12.32億元,占規上工業增加值的3.5%。景寧縣被水利部授予“中國農村小水電之鄉”稱號,小水電已成為麗水的支柱產業之一。此外,縉云括蒼山、大洋山、慶元雙苗尖、云和黃源、遂昌白馬山風電項目正在有序推進。各地應當因地制宜,從規劃、設計、施工、運行、管理各個環節,優先考慮生態環境問題,積極、穩妥、規范、有序地開發綠色資源,實現資源開發利用與生態環境保護。
作者:陳葉青 單位:麗水市統計局
1.前言
某制藥有限公司ZO0t/年泰樂菌素工程項目包含多個單位工程,其所含單位工程提煉車間為三層工業廠房,投產后在酸性環境中生產,故車間內須經防酸液侵蝕處理,其基礎工程防腐作法為混凝土、磚基礎表面涂刷瀝青耐酸漆。室內防腐工程分為樓地面及墻面、天棚防腐工程,樓地面為30Inln耐酸磚樓地面,墻裙為20Inln耐酸磚墻裙,墻面及天棚為過氯乙烯防腐涂料九道作法,是該工程項目中的重點項目,該項目現已投產使用,在生產過程中尚未發現結構被酸液侵蝕的現象,取得了良好的效果。現針對該工程的特點對樓地面及墻裙耐酸磚防腐工程的施工加以闡述。
2.耐酸磚樓地面施工技術
2.1施工工藝
2.1.1室內地面素土夯實找坡~C巧細石混凝土墊層(12Ollun)一1:2水泥砂漿找平(20Inln)一環氧玻璃鋼(二底二布)隔離層一Slnln環氧膠泥結合層一30Inln耐酸磚面層(2一3mm環氧膠泥擠縫)如圖1所示:
2.1.2室內樓面及設備基礎平面25mm水泥砂漿找平層一環氧玻璃鋼(二底二布)隔離層~smm環氧膠泥結合層~30mm耐酸磚面層(2一3mm環氧膠泥擠縫)如下圖2所示:2.2施工方法
2.2.1基層處理清潔混凝土或水泥砂漿表面,保持基層干燥,然后進行下道工序的施工。
2.2.2隔離層施工表面處理達標后,進行環氧玻璃鋼隔離層施工,先在混凝土表面涂刷兩遍環氧稀薄料(透滲層),固化后進行膩子層施工,然后進行襯布與面層料施工,施工環境溫度宜為巧℃,相對濕度不大于80%。環氧樹脂膠料的配機將稀釋劑及環氧樹脂按需要量稱取并加入容器內,攪拌均勻后冷卻至室溫待用。使用時稱取定量樹脂,加入固化劑及細骨料攪拌均勻即制成環氧樹脂膠料,配制環氧玻璃鋼打底料(稀薄料)時,可在未加入固化劑前加一些適量稀釋劑。打底:用毛刷或滾筒蘸上打底料在基層上進行二次打底,其間自然固化24小時,打底厚度不應超過0.4mm,不得有流淌,氣泡等。嵌刮膩子:基層表面或層間凹陷不平整處,須用刮刀嵌刮膩子,予以填平,24h后再貼玻璃布,膩子不宜太厚,否則熱處理時易出現龜裂現象。襯貼玻璃布二層:(l)玻璃纖維布的質量直接關系到它在玻璃鋼中所起的骨架作用,對于玻璃鋼的性能具有十分重要的影響,本工程選用無堿無捻平紋方格布,并要求經緯密度較小。施工時先溝道、孔洞、設備基礎,后地面,其搭接應順物料流動方向。(2)二層玻璃鋼隔離層:采用間斷手糊法施工,用毛刷蘸上膠料縱橫各刷一遍后,隨即粘貼第一層玻璃布,并用滾筒反復滾壓使充分浸透膠料,擠出氣泡和多余的膠料,將玻璃布貼緊壓實,貼好后再在布上涂刷膠料一層,待其自然固化24h、不粘手時,再鋪貼第二層。依次類推,在鋪貼每層時均需進行質量檢查,清除毛刺、突邊和較大氣泡等缺陷并修理平整。搭接縫寬度大于scm,襯貼時玻纖布不宜繃得過緊,必須做好密實處理,貼好后的層內應無氣泡,無流淌,無折皺。(3)在轉角處、管、孔、預埋件、設備基礎的周圍,均須把布剪開鋪平,并多鋪一層,予以增強。(4)玻璃鋼貼襯完畢后,須在表面稀稀撒一層小0.7一1.2石英砂作錨固作用,增加塊料面層與玻璃鋼的符力作用,等徹底固化48h后(必要時須作熱處理),再將表面浮砂徹底清除干凈,方可進行面層施工。
2.2.3塊料面層施工環氧樹脂膠泥的配制:稱取事先配制好的環氧樹脂膠料(其配制方法同隔離層中環氧樹脂膠料的配制),攪拌均勻后加入耐蝕粉料(石英粉150~200),再進行攪拌,就配制成膠泥,如固化速度快或初凝期限短,也可在環氧樹脂中先加粉料攪勻,使用前再加固化劑,以免來不及使用造成不必要的材料浪費。塊材鋪砌(耐酸磚):鋪貼施工采用揉擠法,錯縫搭砌,因塊材間的縫隙較小,采用單一膠泥,既做結合層又做塊材縫隙間的防腐材料。鋪貼前先在玻璃鋼表面涂刷一遍環氧膠料,然后將配制好的環氧樹脂膠泥用灰刀在其表面輕輕刮上1一3Inln,再在瓷磚背面刮一層薄薄的環氧膠泥,且在磚的兩側刮上膠泥,灰縫寬度2一3lllln,將磚輕輕壓在表面,用力揉擠,或用橡膠錘敲擊,直至平整,橫平豎直,再將擠出的余灰刮清擦凈,依次鋪貼,并應采取防止塊材滑移措施。同時,因車間內在生產中須經常沖洗,故在各層地漏處須保證不少于500llun范圍內波向地漏,且地面須平整,不得出現積水現象。
3.耐酸磚墻裙及設備基礎立面施工技術
3.1施工工藝
3.1.1耐酸磚墻裙基層處理一1:3水泥砂漿打底掃毛(10mm)一環氧砂漿(10mm)一20mm耐酸磚面層(墻裙高度1500)
3.1.2設備基礎立面基層處理一1:3水泥砂漿找平層(10mm)~環氧玻璃鋼(二底二布)隔離層一smm環氧膠泥結合層~20lllln耐酸磚面層(2~3厚環氧膠泥擠縫)如下圖3所示:
3.2施工方法
3.2.1耐酸磚墻裙基層處理:將水泥砂漿抹灰面拉毛,并將抹灰表面的浮砂用軟毛刷清理干凈,抹灰表面必須平整,無凹凸不平和起砂現象,不允許有裂紋存在。基層含水率的要求:水泥砂漿抹灰面表面20mm深度內的水分含量不得超過6%。結合層施工:(l)結合層為環氧樹脂砂漿,做環氧樹脂砂漿前應在基層表面(撒石英砂),涂刷一層膠料,再將環氧樹脂砂漿攤鋪在基層表面,攤鋪可用塑料或鋼條控制攤鋪厚度,鋪好的樹脂砂漿應立即壓實抹光,整體樹脂砂漿面層不宜留施工縫,必須留施工縫時,應留斜搓,當在近縫處施工時,應將留縫處理干凈,邊涂刷打底料,邊進行攤鋪施工。耐酸磚墻裙施工要點:(l)環氧樹脂砂漿的配制稱取一定數量的環氧樹脂膠料,攪拌均勻后按一定級配加入粗細骨料,再進行攪拌,就配制成砂漿,如固化速度快或初凝期限短也可在環氧樹脂中先加細骨料攪勻,使用前再加固化劑。環氧樹脂砂漿的自然養護固化期為7一10天。(2)在環氧樹脂砂漿層上鋪貼耐酸磚墻裙施工要求同樓地面。并應在樓地面耐酸磚鋪貼施工完成后自下而上進行鋪貼,同時須采取防止塊材滑移措施,采用在水平灰縫內墊放楔子片,后再取下堵孔。轉角處和立面搭砌如4圖所示:
3.2.2設備基礎立面基層處理、隔離層、結合層的施工同樓地面施工方法,且轉角處的搭接寬度須調整為不小于IOcm。面層耐酸磚的施工同墻裙面層施工,同時采取防止塊材滑移措施,密縫、錯縫、自下而上排列鋪貼。
4.質量控制標準及相關措施
(1)耐酸磚的品種、規格、等級應符合設計要求及規范要求,塊材結合層的膠結料應飽滿密實,粘結牢固,不得有疏松、裂紋、起鼓等現象。對色差較大的耐酸磚鋪貼前需進行挑選,分區鋪貼。(2)塊材和灰縫表面應平整無損,塊材灰縫內的膠結料應飽滿密實,灰縫飽滿度直接影響防腐效果,施工中除采用擠縫方法外,須同時采用原漿擦縫的方法施工,以確保擠縫寬度一致,灰漿飽滿無空鼓。(3)為便于車間內清掃,在所有耐酸磚面層施工完畢后,采用與結合層同配合比的環氧膠泥對所有耐酸磚面層的陰角處抹成約Zcm的“小八字”,同時在墻裙頂部與墻面涂料相交處采用同種做法,雖然這是一項很小的技術措施,但使用后的情況證明,這項措施即簡便可行,又可起到預期的效果,值得推廣。
5.結語
耐酸磚防腐工程施工的關鍵環節在于隔離層及塊料面層的施工,對膠泥、膠料的配制須嚴格計量,確保防腐工程質量,同時因該工程采用了部分易燃、易爆的揮發性材料,在施工過程中要安全生產,制定完善的安全預控措施,并進行通風、隔離、防護、看管、標識等工作。確保工程施工順利完成,該工程在投產后己得到實踐證實效果良好,同時目前在建的500t/年泰樂菌素項目中的提煉、發酵車間樓地面防腐工程也將采用此工藝施工。
一、原材料工業技術創新存在的問題
(一)技術創新投入不足。2014年,我國規模以上工業企業研發投入占銷售收入的比重為2.88%,而原材料工業研發投入強度均不到1%,其中石化只有0.28%。與發達國家特別是與一些著名跨國公司相比,我國原材料工業研發投入存在的差距明顯。以石化產業為例,目前,世界石油化工公司的研究開發經費一般占其銷售額的4%以上,有的高達10%。而我國即使具有較強競爭力的石化企業研發投入占銷售收入的比例也不超過1%。而且,我國原材料工業尚有75%以上的石油與石化企業、80%以上的化工企業、90%以上的建材和鋼鐵企業、85%以上的有色金屬企業沒有R&D活動。(二)技術創新效率低。2014年,我國原材料工業規模以上企業參與R&D的科技人員59.42萬人,占工業規模以上企業R&D人員總數的16.4%,而申請的專利數僅占工業規模以上企業專利申請總數的10.3%;原材料工業規模以上企業新產品銷售收入28581.83億元,占總銷售收入的10.4%,低于工業規模以上企業同一指2017年11月中41標2.51個百分點;新產品出口2297.6億元,占工業規模以上原材料工業企業新產品銷售收入的7.91%,低于全部規模以上工業企業同一指標10.92個百分點。總的來看,原材料工業技術創新效率低于整個工業,更低于發達國家的產出效率。(三)原始技術創新能力弱,關鍵優秀技術受制于人。我國原材料工業企業原始創新能力不足,現有技術不能完全適應產業發展的需要。應用基礎性研究和前瞻性研究薄弱,已開發的技術大多是跟蹤創新,缺乏擁有自主知識產權、國際領先的優秀技術和主導系列產品,關鍵優秀技術受制于人,原材料工業總體上尚未擺脫關鍵優秀技術追隨者的角色,原始創新較少,沒有起到引領產業發展的作用。我國鋼鐵產業的自主創新大多屬于模仿創新,尚未形成在世界鋼鐵界具有影響力的重大專有技術和產品優勢;石化產業的大型生產裝置仍需引進關鍵技術;建材產業中的高端設計、節能減排、智能化\自動化、產品品牌影響力等與國際領先水平相比還有明顯差距,一些關鍵部件和材料還需要依賴進口。(四)研發資源分散,行業共性關鍵技術攻關缺少聯手合作的平臺。目前,我國原材料工業的科技創新支撐體系在隸屬關系上事各有其主,且主要宗旨是為所在企業服務。加上市場經濟條件下各研發主體都需要保護知識產權,因此從體制上客觀造成了資源的分割和機制的個性化。一些產業發展創新的關鍵技術靠單個單位單打獨斗是難以完成的,從而導致了關鍵技術的大項目拿不動,只得面對現實,局限于現有技術層面的完善提高,結果導致重大的專項和真正帶動產業發展的技術裝備研發缺乏合力,難以形成協同創新效應。
二、推動原材料工業邁上中高端亟需突破的關鍵優秀技術
要推動我國原材料工業從世界產業鏈和價值鏈的中低端邁上中高端,亟需加強自主創新能力建設,突破制約我國原材料工業轉型升級、邁上中高端的關鍵優秀技術缺乏和關鍵成套裝備依賴于人的局面,大力提高我國原材料工業的低碳生產技術(如直接還原煉鐵新工藝、新技術)、資源綜合利用技術、高效、節能、節材綜合技術、關鍵品種市場的工藝技術、高端成套裝備生產和系統集成技術、面向全流程質量穩定控制的綜合生產技術、信息化、智能化的綠色產業升級技術。具體到產業來說,應重點突破以下關鍵優秀技術:石油石化產業:頁巖氣等非常規油氣資源和深海、極地等新領域勘探開發技術、高效定向催化、先進聚合工藝、材料新型加工和應用、催化氣化、加氫氣化等定向氣化和新型煤氣化技術的工程化技術、通用樹脂高性能化產品技術、高端通用合成橡膠及高端通用合成纖維專用牌號及合成新技術、特種纖維高端產品及工程化關鍵技術、陶瓷納濾膜材料工業技術、環保透明抗沖聚丙烯技術、雙向拉伸聚乙烯產業化關鍵技術等。建材產業:大型節能粉磨技術與裝備、支撐戰略性產業發展的新材料技術、高性能綠色節能建材及其先進制造技術、非金屬礦物材料開采及深加工技術、建材窯爐煙氣脫硫脫硝除塵、煤潔凈氣化以及建材智能制造、資源綜合利用技術等。鋼鐵產業:復雜難選鐵礦石預富集—懸浮焙燒—磁選技術、低碳煉鐵技術、煉鋼二次資源高效利用技術、先進鋼鐵全流程一體化組織控制技術、改進型熱帶無頭軋制短流程工藝、裝備及產品、薄帶鑄軋短流程工藝、裝備與產品、無酸洗涂鍍制備熱軋涂層板技術、新一代鋼包噴射冶金工藝、高品質連鑄坯生產工藝與裝備、熱軋鋼材組織性能控制技術、極限規格板材先進熱處理裝備及工藝技術、高精度冷軋板形控制技術與裝備技術、先進連續退火與涂鍍技術、真空制坯軋制復合板技術等。有色金屬:一步煉鉛和閃速煉鉛成套工藝裝備、鋅冶煉清潔生產新裝備、濕法(原子經濟法)再生鉛技術、離子吸附型稀土礦原地浸礦及氨氮無組織排放控制技術、短流程煉銅、水資源高效利用技術、合金相圖技術、深井高應力誘導破碎及礦山數字化技術、深海礦產資源開采技術、硅酸鹽礦物分離科學、生物提取金屬、熔鹽電解直接提取稀有金屬新技術、二硼化鎂(MgB2)超導材的研究、高效能源材料成礦理論研究等。
三、提高原材料工業邁上中高端的技術支撐能力的政策建議
(一)加強協同創新,建立官產學研用戰略聯盟,提高原材料工業整體創新能力。技術創新是一個鏈條、一個網絡,從科學研究、實驗開發到推廣應用是一個“三級跳”,哪一個環節跳不好,就會出現木桶效應,讓整個體系都運轉不暢。當前,對原材料工業來說,要解決創新活動中存在的分散封閉、交叉重復等碎片化現象,避免創新中的“孤島”現象。既要加強企業內部研發、設計、生產環節的協同,又要加強企業之間、科研院所和下游用戶之間的協同,建立健全各主體、各方面、各環節有機互動的創新體系,形成創新鏈和產業鏈的協同效應。在這個過程中,政府要積極引導科研院所、大專院校與企業建立緊密聯系,培育產學研用創新聯盟,通過完善利益分享、風險分擔等相關政策措施,深化產學研用協同創新,促進創新主體多元化發展;企業要充分發揮技術創新的主體作用,自覺加大產業技術創新投入,加強與有關科研院所的戰略合作,與有關科研院所建立聯合共建實驗室、工程研究中心,重視與下游用戶的合作,聯合相關下游用戶共建產品研發應用中心或實驗室,建立跨行業的“產—研—用”平臺,使企業創新能夠及時響應用戶需求。科研院所要以市場需求為導向,以科研項目落地為標準,提高創新鏈對接產業鏈的能力。(二)科學統籌創新資源,加大產業技術創新投入。加大對原材料工業現有國家重點實驗室、國家工程(技術)研究中心、企業技術中心以及行業認定的科技創新平臺建設的支持力度和監管力度,科學統籌科技資源,提高資源的利用率。發揮公共技術服務平臺在各行業各領域共性技術研究方面的紐帶和橋梁作用,帶動相關領域科技創新水平的提高。通過組織實施一批重大科技專項,進一步加大對原材料工業具有全局性、帶動性、影響面大的關鍵共性技術的研究布局和投入,推進原材料工業自主創新。(三)加強知識產權保護,健全科技成果轉化機制引導有關單位重視和加強專利和標準化工作,結合國家經濟發展、科技重大計劃積極開展戰略研究,培育和提升行業、企事業單位運用知識產權的能力和水平。健全科技成果轉化機制,研究促進新技術新產品應用的需求引導政策,鼓勵社會資源參與產業技術創新成果轉化。(四)加強創新人才培養,打造高質量的人才隊伍。加快建立多層次的適合產業技術創新能力提升的人才支撐體系,加大創新人才培養力度,積極牽引大企業集團和科研單位與高校合作,共同打造一支與產業發展和創新需求相適應的、技術全面的高技能人才隊伍,為原材料工業可持續發展提供人才資源保障。重視對在崗科技人員的培養,打造以科技領軍人才為首的創新團隊。鼓勵有創新實踐經驗的企業家和企業科技人才到高等學校和科研院所兼職。積極開展專業培訓,支持人才的知識更新和技能提升以滿足技術發展的需求。根據發展需要,積極引進海外人才,吸引產業發展所需的高層次人才和緊缺人才。
作者:周維富 單位:中國社會科學院工業經濟研究所