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乙烯存儲過程中產生的BOG主要來自卸船時管道吸熱產生的BOG,儲罐吸熱產生的BOG,大氣壓變化產生BOG以及液體充裝時產生的BOG。前兩者的BOG量可以通過保冷措施來降低。通常管道保冷有聚苯乙烯泡沫、泡沫玻璃、聚乙烯泡沫、硬質聚氨酯泡沫(PUR)、聚異氰脲酸酯(PIR)、酚醛泡沫等。由于PUR和PIR具有導熱系數低,絕熱性能好的特點,比較適用于低溫管道的保冷。PIR的使用溫度范圍廣,PUR最高使用溫度在-65~80℃,因此低溫管道做雙層保冷,內層為PIR,外層為PUR。保冷厚度計算可采用表面溫度法、最大允許冷損法和經濟厚度計算法。儲罐保冷一般內罐采用泡沫玻璃等支撐,罐壁夾層采用珠光砂和彈性玻璃棉氈;吊頂采用玻璃纖維或礦棉絕熱。保冷厚度計算以儲罐日蒸發量不大于0.08%為設計基礎。
2冷量回收
傳統的低溫乙烯流程見流程圖1,即系統產生的BOG通過BOG壓縮機壓縮,冷凍機冷凝后進行減壓閃蒸,閃蒸氣體回BOG壓縮機二段,閃蒸液體回低溫乙烯罐。當下游需要氣相乙烯時,通過改變工藝流程來降低系統的能耗。下面以某項目為例,比較5種工藝流程下的能耗。
2.1乙烯直接蒸汽汽化
低溫乙烯經輸送泵加壓后,進入汽化器加熱至20℃后,送至下游裝置。
2.2乙烯換熱器交換(有閃蒸)
BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換,冷凝后的壓縮液體進閃蒸罐閃蒸后氣體回壓縮機二段入口,液體回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。
2.3乙烯換熱器交換(無閃蒸)
BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換,冷凝后的壓縮液體直接回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。
2.4換熱器、節能器交換
泵出口的低溫乙烯分別經過乙烯節能器及乙烯冷凝器進行熱交換后,再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。
2.5乙烯空溫汽化器
低溫乙烯在進入汽化器之前,先經過乙烯冷凝器和空溫汽化器汽化后,直接進入乙烯過熱器升溫至20℃后送至下游裝置。
3能耗分析
輸油站是石油系統中的能量供應站,在石油的儲存和運輸中,發揮著重要的作用,在石油儲送中,輸油站提供能量,但是輸油站的提供能量的同時也消耗著大量的能量。針對石油系統中的輸油站進行分析研究,其消耗的能量占其輸送消耗的50%以上,有嚴重的能量浪費現象。為了節約能源,促進輸油站的節能發展,對其進行能量分析,制定節能措施。輸油站的能量分析,主要是按照能量傳遞、能量轉換的方法,對輸油站能量使用過程中的有效性、合理性進行分析。其中針對輸油站能量使用的有效性進行分析,主要是針對輸油站能量被使用的有效程度進行分析,其合理性分析,主要是指輸油站能量使用的科學性和合理性進行分析。為了促進輸油站的節能發展,需要對其使用的能量進行分析,當前的輸油站能量分析中采用的分析方法有兩種,一種是焓分析法,另一種是火用分析法。焓分析法是采用的熱力學第一定律的熱平衡原理,在輸油站的能量分析中,以熱效率為基本的準則,然后對其能量的消耗、使用進行分析、評價設備,以及能量的有效利用狀況。焓分析法又稱為熱平衡法,又叫做熱力學第一定律法,通過這種分析方法,可以將輸油站為油品儲送中的能量供應中消耗最大的部位找出,為輸油站設備的更新、節能發展提供依據。火用分析法,則是以火用值為能量計算的單位,從輸油站能量質量的角度,對輸油站的設備、石油系統的能量使用情況進行評價,并找出其中火用損耗最大的設備或者是部位,并通過使用火用效率,對輸油站的石油系統、設備的整體能量使用現狀作出一個準確的整體分析評價。
2輸油站的能量消耗分析
從輸油站的工作內容和工作性質上進行分析,輸油站在生產和石油輸送中消耗的能量非常大,輸油站一般情況下,使用的都是高能量、高熱值的原油,其主要是對100℃以下的原油進行加熱,在加熱的過程中,熱與動力學兩部分消耗能量,熱量由加熱爐、加熱鍋等加熱設備消耗,而動力學的能量消耗由電力系統、電網等供應,并且會產生大量的動力能力損耗。在輸油站的生產工作中,需要消耗大量的電能,1000kW以上的大電機其消耗的能量占輸油站總消耗能量的60%以上,而輸油站的加熱設備的火用效率較低。
3輸油站的能量節能發展的措施
在石油系統中,輸油站的能量消耗非常大,產生了嚴重的能量浪費,為了實現輸油站、石油系統等發展中的節能,需要針對輸油站的能量消耗制定一系列的措施:
3.1降凝降粘
輸油站的加熱爐和輸油泵是最大的能量損耗設備,為此可以采用降凝降粘的措施,降低輸油泵和加熱爐的能量消耗。
3.2改造設備的結構
輸油站工作中產生的能量損耗主要來自加熱爐,為了實現輸油站的節能發展,可以將加熱爐的結構進行改造,將其吸熱的平均溫度提高,可以采用預熱助燃等方法,將加熱爐的爐膛中的空氣系數降低。
3.3合理配置
輸油站的工作任務就是上輸油管道內輸送的油品提供能量,但是輸油管線的長短,與輸油站能量的消耗和損失有較大的關系。為了促進輸油站的節能發展,需要合理的配置,為其制定一些節能技術,促進其發展。
3.4定期清理輸油管線
輸油站的石油系統中,輸油管是必不可少的組成部分,但是因為輸送原油自身的特性,以及輸油中原油溫度的變化,會在輸油管道的管壁上形成一層結蠟,增加輸油管道管壁的厚度,進而增加原油輸送中的阻力,造成輸油量和輸油效率的降低。為了減少輸油站的能量消耗,實施節能發展,需要減少輸油管道的阻力,為此需要定期對輸油管道進行清理,使用清管球,在油壓的作用下,將輸油管道壁上的蠟質清除,提高輸油量和輸油效率,進而減少能量的損耗。在輸油站的實際工作中,實施的技能技術還有很多種,例如調整輸油速度、輸油管節能技術、其他設備的節能技術等,在這些節能技術的支持下,輸油站的能源損失將會減少,能源的利用率會得到提升,促進其節能發展。
3.5變頻器的應用
變頻器節能主要表現在輸油泵電機、輔助泵電機等設備的應用上。為了保證生產的可靠性,各種生產機械在設計配用動力驅動時,都留有一定的富余量。
4結語
一幢節能建筑與一幢普通建筑相比,從理論上講可以節約用電50%以上,在建筑中應用節能型技術,是建設資源節約型、環保友好型社會的要求。近幾年來,人們對節能建筑的關注度越來越高,要實現建筑節能的預期效果,關鍵在于建筑設計和施工。這就要求我們不斷更新思維,適應社會的發展,采用先進的設計理念和節能施工技術去建造我們的綠色家園。
2節能技術的應用
2.1建筑墻體的保溫節能墻體的類型一般分為單一材料墻體自保溫和復合墻體兩大類。1)單一材料墻體包括粉煤灰砌塊墻、輕骨料混凝土墻、燒結多孔磚墻、加氣混凝土砌塊墻,這些材料都具有保溫性能好、施工效率高、輕質、隔熱、隔聲等優點。砌筑時一般從頂層開始逐層施工,防止因結構變形量向下傳遞而造成下層先砌墻體開裂。如因各種原因必須從下往上砌筑時,墻體連接處待全部墻體砌筑完成后再行施工。砌筑前必須進行排磚設計,不夠整磚時用實心磚補砌。砌筑砂漿應飽滿,含水率宜控制在10%~15%之間。在墻面上鑿槽埋設線管時,應使用專用工具,不得亂砍亂刨,管道表面應低于墻面5cm,與墻體固定后用砌筑砂漿補平。墻體砌筑完成后,要注意成品保護。2)復合墻體主要包括外墻外保溫和外墻內保溫兩種類型。a.外墻外保溫常用材料有EPS板(阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫塑料板)、擠塑聚苯板、聚氨酯發泡板、膨脹珍珠巖板等各種板采用粘結的方法施工;硅酸鹽保溫材料、陶瓷保溫材料、泡沫玻璃、礦物噴涂棉等采用噴涂的方法施工;膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、各類輕骨料預拌干料保溫砂漿等采用抹灰的方法施工。采用粘結方法施工最常用且保溫效果最好的是EPS板施工工藝,它可準確無誤的控制隔熱保溫層的厚度和導熱系數,使用水泥基聚合物砂漿作為粘結層和抹面層,具有較高的強度和韌性,能吸收多種交變負荷,粘結力強、施工中無需錨固。還有很好的抗裂、防水、防潮、抗沖擊、耐老化性能,能有效的在建筑物上形成堅固可靠的保溫隔熱系統。所采用的聚合物砂漿具有很好的和易性、鏝涂性和較長的凝固時間。易于施工,耐久性好,砂漿硬化期間嚴禁撞擊和震動。施工環境溫度不應低于5℃。用于外側時嚴禁在雨中施工,遇雨或雨期施工應有可靠保證措施,避免陽光暴曬和5級以上大風天氣施工。EPS板外墻保溫經濟效益明顯,值得推廣。采用噴涂的方法施工的材料常用膠粉聚苯顆粒保溫漿料,保溫漿料的防護層為嵌埋有耐堿玻璃纖維網格布增強的聚合物抗裂砂漿,屬薄型抹灰面層。施工時要做到配合比準確,同種材料同配比沖筋。采用水樹脂和水溶性高分子添加劑,解決一次性抹灰太厚的通病,不墜落、不干裂、不起泡。基層墻體表面應清理干凈平整,無結塊和孔洞,并涂刷界面處理劑。對于保溫有特殊要求的建筑和高層建筑還應掛鍍鋅鋼絲網與基層墻體拉結牢固。b.外墻內保溫材料不受室外氣候溫度因素的影響,無須采用特殊的防護,施工較為簡單,能用于外墻的保溫材料在內墻大多都適用。常用的材料有玻化微珠保溫砂漿、擠塑聚苯板、陶瓷保溫板、巖棉板等。
2.2屋面節能1)保溫屋面的保溫層可采用松散材料、板塊類材料或整體保溫層。保溫材料應具有吸水率低、表觀密度和導熱系數小,且有一定強度的特性。松散材料常用爐渣、水渣、水泥焦渣等。板塊類材料常用飾面聚苯板、硬質聚氨酯泡沫塑料板、泡沫玻璃保溫板、酚醛樹脂保溫板等。整體保溫層常采用現澆膨脹珍珠巖和現澆水泥蛭石等。2)屋面節能施工中,應及時對屋面基層、保溫層敷設方式、厚度、板材縫隙填充質量、屋面熱橋部位、隔汽層等進行檢查。采用噴、澆、抹等工藝施工的保溫層,配合比應計量準確,攪拌均勻,分層連續施工,表面平整,坡向正確。3)采光屋面的傳熱系數、遮陽系數、可見光透射比、氣密性應符合設計要求。安裝應牢固,坡度正確,封閉嚴密,嵌縫處不得滲漏。4)架空隔熱屋面適用于通風較好的平屋面建筑,架空板的鋪設應牢固,平整,縫隙處采用水泥混合砂漿填充,出風口應當設在負壓區,進風口宜設置在當地炎熱季節最大頻率風向的正壓區。5)金屬板保溫夾芯屋面應鋪裝平整、錨固牢固、坡向正確、接縫嚴密,夾芯層的容重和阻燃性必須符合設計要求。6)采用倒置式屋面,可采用干鋪法。其防水層要平整,不能有積水現象,保溫層采用憎水性膠結材料,機械攪拌均勻,對于檐口抹灰等必須在找平層前完成。
2.3門窗節能外門窗是建筑物能耗散失最多的部位,根據其性價比目前最常用的是單框雙玻中空門窗,窗墻比也是相當重要的一個方面,窗墻比越低隔熱效果也就越好。門窗節能措施應注意以下幾點:1)嚴格按照設計要求選擇門窗,對門窗的抗風壓性、空氣滲透性、雨水滲透性等指標進行測評。2)門窗框、副框和扇的安裝必須牢固,拼樘料內襯增加型鋼的厚度和尺寸必須符合設計要求。兩端須與洞口固定牢固,密封條不能脫槽,旋轉間隙均勻,開啟靈活。3)門窗框四周與墻或柱、梁、窗臺等間隙大的交接處,須用彈性材料填充間隙,例如閉孔泡沫塑料、發泡聚苯乙烯等。其具備較好的粘結、固定、隔聲、隔熱、密封防潮、填補結構空缺等作用。4)密封條與玻璃和玻璃槽口的接觸應緊密,用橡膠墊鑲嵌玻璃時應與裁口、玻璃及壓條緊貼,鑲嵌平整。5)推拉門窗在搭接量確定時應注意所用塑鋼型材框凸筋、扇槽深的尺寸變化以及所選用的滑輪、密封塊的尺寸的配套性,以保證保溫效果。
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智能建筑的能耗主要集中為各類設備系統能耗,而設備集成控制系統作為建筑物節能的檢測工具和實施手段,與整個智能建筑的節能關系密切。研究顯示,智能建筑的能耗主要集中在空調設備系統、給排水系統、照明系統以及電梯運行系統,其中空調設備系統能耗占整個系統能耗總和的2/3左右,因此研究空調設備的控制技術尤為重要。
1.1空調設備節能控制分析供給空調系統的能量由熱源和冷源系統產生,經水系統傳遞給風系統,再由風系統將能量傳遞給被調節的房間,以達到所要求的室內溫度與濕度。能量傳送過程中,水系統輸送能源所耗的能量為泵的電能,風系統輸送能源所耗的能量為風機的電能;冷熱源系統工作所消耗的電能與泵和風機所消耗的電能之和即空調系統總耗能量。空調設備的節能控制主要就是對上述三部分能量消耗的有效控制。空調系統供給房間的冷量主要有7方面的熱量消耗,包括照明散熱量、人體散熱量、透過外窗的日射得熱量、人體/物料以及設備的濕負荷、滲透空氣散熱量、物料與設備散熱量、通過圍護結構傳入室內的熱量。其中,透過外窗的日射得熱量、通過圍護結構傳入室內的熱量以及滲透空氣散熱量的大小由室外溫度決定;照明、人體、物料以及設備散熱量共同組成了房間的熱負荷,空調的制冷負荷就由這幾部分決定。空調耗能系數(CEC)是分別從建筑物的節能性能以及設備的能源利用效率兩方面來進行綜合評價的,它是通過在全年假想負荷的前提下計算設備系統的全年能源消耗量,來評價設備能量利用效率的指標。根據CEC的計算公式以及相關研究表明,基準型空調系統的CEC大約在1.6左右,節能型空調系統的CEC大約在1.1左右。CEC的值可用于判斷空調系統的節能性,根據這個值對節能措施適當調節,從而降低智能建筑的總體能耗。PAL是一個評價公共建筑護結構保溫、遮陽等其他設施保溫性能的指標,可以作為評價公共建筑中央空調系統的輔助指標。建筑物圍護結構的保溫性能直接決定了空調房間的冷、熱負荷,若要節約空調系統的能耗,就必須改善圍護結構的保溫性能。
1.2給排水設備節能控制分析智能建筑給排水能耗主要來自設備用水損耗和用電損耗。用水損耗包括生活給水能耗與消防給水能耗。生活給水系統供給烹飪、洗滌、沐浴以及日常飲用水,消防給水系統供給消防栓以及自動噴水滅火給水系統用水。影響智能建筑用水損耗的因素有2點:(1)給水管網的滲漏損耗。給排水管網在建筑物內以暗埋方式進行鋪設,給水壓力、給水管材的質量、水管鋪設方式及其受腐蝕程度等都是造成積水管破損的原因所在,滲水問題也是目前給排水系統的主要能耗所在,因此加強對上述幾點因素的控制,是有效降低用水損耗的關鍵措施。(2)用水終端設備損耗。用水終端設備包括所有房間用水設備,如馬桶、洗碗龍頭、洗漱龍頭等,這些終端設備的損壞往往也給整個給水系統帶來大量的用水損耗,而影響用水終端設備的因素又包括設計、制造質量及受腐蝕程度等,因此加強對這幾方面因素的控制也能有效降低用水損耗。用電損耗包括水泵用電損耗以及消防系統自動噴淋系統用電損耗。水泵運轉損耗的影響因素有2個,即建筑物高度以及用水量。當建筑物高度超過30m時,要采用二次水泵供水,二次水泵本身已經增加了電能的消耗,且二次水泵與一次水泵的轉接也免不了有電能的耗損。同時用水量越大,水泵電機消耗的電能就越多。自動噴淋系統用電損耗主要來自于長期供電的損耗,由于消防供水系統必須保持一直有水可供,所以噴淋系統必須長期保持備用狀態,這里的電能損耗取決于噴淋系統的設計功率。
1.3照明設備節能控制分析隨著建筑業的迅速發展,電力的需求量也在不斷攀升,電力供應緊張的局面將在相當長的一段時期內一直存在,所以節能減排刻不容緩。智能建筑照明設備能耗包括大樓照明系統耗電與用電設備耗電。在大樓這種人員比較多的地方,我們設計的照明系統需要做到能源的合理利用,在有人的地方必須設計有足夠的照明;在人員活動較少的區域可以采用間斷性照明,比如現在比較流行的聲控、溫控、紅外傳感器控制等;在沒有人的區域,嚴格熄燈滅光,以節約能源[3]。
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基于我國所處地理位置因素,在同緯度的國家中我國冬季比較嚴寒,夏季溫度偏高,這也給我國建筑領域提出了新的要求,即加強建筑的節能保溫技術的研究,滿足人們宜居生活環境的需要。但由于我國對建筑節能技術等方面的研究起步較晚,許多有關建筑節能方面的理論體系和技術體系尚未健全,使得我國目前的多數建筑物在節能效果和保溫效果方面都不盡人意,難以滿足人們對和諧生活環境的要求。通常,我國建筑領域在建筑保溫方面都采用傳統的以消耗能源實現保溫為主導思想,使得我國的能源消耗較為嚴重,出現資源短缺問題,為了能夠促使我國建筑行業的可持續發展,即滿足人們對宜居生活環境需求的同時,又不過多的消耗的能源,那么就需要我們加大對建筑節能技術的研究力度,通過引進新技術、新材料,改進建筑圍護結構和保暖系統等方式來實現。
2建筑圍護結構節能技術
建筑墻體結構傳熱所產生的熱損失較大,約占總體耗能的一半以上,所以為了降低建筑耗能,對建筑結構采取保溫措施是建筑節能工作所研究的重點。一般而言,建筑圍護結構節能技術包括:外墻內保溫技術、夾心復合墻保溫技術和外墻外保溫技術。
2.1外墻內保溫技術外墻內保溫節能技術是通過在建筑物外墻承重墻內部覆蓋保溫材料以起到保溫節能的技術。
2.1.1外墻內保溫的優點和缺點(1)優點.該種施工技術工藝比較簡單,對保溫材料的覆蓋要求相對較低,施工速度快,保溫材料廉價。(2)缺點.基于外墻內保溫施工實在墻體內側覆蓋保溫材料,墻體外側部分并未覆蓋保溫材料,墻體外側部分在溫差影響下容易出現結露、淌水、冷凝現象;此外,用于外墻內保溫的保溫材料,尤其是板材在工程實踐中發現容易出現裂縫等問題,這將降低建筑物的保溫效果。
2.1.2外墻內保溫工藝(1)粉刷石膏聚苯板.在外墻保溫施工前,應先將墻面清理干凈后粉刷石膏聚苯板。外墻內表面相鄰的墻面、地面、屋頂以及門窗部位彈出控制線;按照工程設計石膏拌合比例拌制粘結石膏;按照工程設計的粘結點要求涂刷石膏在聚苯板上,粘貼石膏聚苯板應按照從下而上的順序依次進行;粘貼石膏聚苯板前應檢查墻面的垂直度和平整度,避免石膏聚苯板粘貼到墻面上出現鼓包或凹坑。在施工過程中如遇到較寬的拼接縫可采用聚苯條填充;聚苯板粘貼完后在其表面涂抹石膏砂漿。(2)涂抹保溫砂漿.保溫砂漿是以膠粉和聚苯顆粒為原材料按照一定的比例摻水拌合,待砂漿拌合均勻后將其涂抹在基層墻體上,形成保護層。涂抹保溫砂漿一般至少要涂抹兩遍以上。待保溫砂漿凝固后再涂抹一層一定厚度要求的抗裂砂漿。為了防止墻面上的保溫砂漿出現開裂現象,可采用鐵抹子在剛涂抹后的砂漿上均與壓入玻纖網格布。
2.2夾心復合墻保溫夾心復合墻由混凝土結構內墻、混凝土外裝飾墻體、保溫板以及內外墻的連接件構成。
2.2.1夾心復合墻保溫的優缺點(1)優點。夾心復合墻的保溫材料設置在外墻中間,即可以保護保溫材料,又能起到保溫的雙重效果。(2)缺點。夾心復合板墻體內容易產生空氣對流,發生熱橋現象。在保溫施工中工序比較多,施工難度大,并且保受墻體內外溫差影響較大,外墻容易出現溫度裂縫,外墻結構整體性和穩固性下降。
2.2.2夾心復合墻保溫的工藝要點首先按照工藝程序將混凝土模板安裝固定好,然后將飾面材料按照工程設計規范要求安放到位;按照工程設計配筋要求綁扎墻體鋼筋,待鋼筋綁扎完畢,對關鍵綁扎部位進行檢查,(墻體內外兩道鋼筋)然后將擠塑泡沫板放入墻體中,接著將保溫板插入到兩道鋼筋中間,最后混凝土澆筑成型。
2.3外墻外保溫外墻外保溫就是在外墻的外側設置保溫隔熱體系,使建筑物達到保溫效果。
2.3.1外墻外保溫的優缺點(1)優點.外墻外保溫施工技術之所以在建筑工程領域廣泛的推廣及應用,其主要優勢在于,可以保護建筑物主體結構,延長建筑物的使用壽命;避免熱橋對建筑物的影響使建筑物墻體受潮。另外,該種施工技術和方法所投入的保溫材料相對較少,經濟性強。(2)缺點.外墻外保溫對保溫材料的耐候性、耐久性有要求比較嚴格,所選用的保溫材料必須要符合外墻外保溫的設計要求;同時,外墻外保溫施工對保溫體系的防火、抗震以及抗裂能力要求高,需要施工單位要具有專業素質強的施工隊伍來完成。
2.3.2外墻外保溫施工方法外墻外保溫墻體施工技術要求高,保溫材料各性能指標要求嚴格,在施工前應嚴格按照工程設計要求選用施工技術及保溫材料。通常保溫施工是在建筑物主體結構穩定后再進行施工,避免主體結構應力變形期發生變形影響保溫施工。同時在外墻外保溫施工時還需采取必要的防雨水措施,避免保溫材料經雨水侵泡保溫性能下降。
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