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[中圖分類號]R197.324[文獻標識碼]B[文章編號]1673-7210(2008)10(b)-076-02
醫院信息系統(HIS)是利用計算機網絡技術實施的現代化醫院管理模式和優化醫療工作流程的一種重大變革。我院也于20世紀90年代中期開始醫院信息化建設工作。經過13年的不斷升級改造,整個醫院信息系統已初具規模??偨Y13年來醫院信息系統得以正常運轉的經驗,深感建立和制定相應醫院信息系統管理制度,用制度保證整個醫院信息系統的建設、維護和管理的重要性,也在此方面做了一些探索,現總結如下:
1結合實際,制定醫院信息系統管理制度
醫院信息系統是把醫院產生的各種信息輸入計算機網絡系統,由計算機完成信息的儲存、處理、傳輸和輸出,在院內形成信息共享,是一個復雜而龐大的工程。但這些最終都是由人來操作和掌握的,醫院信息系統只是得以完成這些任務的工具和手段。而一個好的管理手段必須要依靠健全的制度來保證落實,切不可以為上了醫院信息系統就萬事大吉,存在的問題都可以解決了[1]。要使醫院信息系統安全運行,達到科學管理的目的,一定要有與之相配套的制度來管理醫院信息系統的正常運行。
我院實施醫院信息系統伊始,就將制度的建立作為首要工作,依據醫院信息系統建設的實際狀況,逐步制定了各項規章制度,以制度規范醫院信息系統的安全操作,以制度促進系統醫院信息系統的發展。目前已形成一整套較為完善的醫院信息系統管理制度。
我院醫院信息系統管理制度涉及工作流程、操作規范、崗位職責、工作制度四個大類,每類都有若干種。具體為《醫院信息系統管理總則》、《醫院信息系統安全保護規則》、《醫院信息系統管理各項制度》、《醫院信息系統工作流程》、《醫院信息系統管理獎懲細則》。
1.1《醫院信息系統管理總則》
《醫院信息系統管理總則》是一個公共性的制度,分為四章二十三條。從總則、技術管理、工作站管理等共性管理的角度規范了醫院信息系統的操作,確定了整個醫院信息系統管理的意義及目的,對醫院信息系統的技術管理提出了要求,對所有接入醫院信息系統的工作站點做了統一要求。
1.2《醫院信息系統安全保護規則》
《醫院信息系統安全保護規則》共有五章二十六條。從安全保護、安全監督、相關責任等方面對醫院信息系統中的數據信息及網絡中一切設備的安全進行了詳盡規定,并提出了對違反規定而應承擔的責任。要加強醫院信息系統的網絡安全管理與維護[2]。
1.3《醫院信息系統管理各項制度》
《醫院信息網絡系統管理各項制度》共有九章六十六條,具體針對計算機信息中心工作職責、機房的管理、信息儲存及保管、互連網站、數據備份、應急恢復、網絡設備的購置等方面進行了規定。
1.4《醫院信息系統工作流程》
《醫院信息系統工作流程》涉及到實際操作的各個環節,共有二十四項流程。實踐證明,如果不及時制定相應的流程規范,在醫院信息系統的運行中必然會出現混亂,造成不必要的麻煩。
1.5《醫院信息系統管理獎懲細則》
《醫院信息系統管理獎懲細則》分為十一條,依據上述各項規定及醫院規范化管理的要求,對平時醫院信息系統應用中易出現的不規范操作而造成的各種損害所制定的獎懲辦法,是對上述各種規定的有力補充。
2狠抓落實,確保醫院信息系統管理制度的實施
建章立制并不只是寫在紙上,訂在墻上,而是要落在實處。自制度建立以來,狠抓制度的落實也就成為醫院信息系統成功運行的關鍵因素。只有嚴格執行這些制度,才能保證整個醫院信息系統的安全運行,達到建設和應用醫院信息系統的目的。
2.1組織學習,領會制度的實質
整套規章制度在頒布后,印文下發到各個部門,要求有關人員認真學習。不但對原來在崗人員,而且對新上崗人員更是廣泛宣傳,組織學習,并將其作為崗前培訓的重要方面,列為上崗考核的內容,使之人人知曉,從而強化這些制度的執行意識。
2.2加強監督,促進制度的執行
有了規章制度還必須要有一定的監督機制來督促這些制度的執行。為此,我們將醫院信息系統管理制度的監督執行納入醫院綜合目標責任考核中,形成以制度監督制度執行情況的局面。通過這種方法,促進了制度的執行,使制度的執行成為全院各類人員的自覺行為。
2.3建立記錄,細化制度的管理
可操作性是建立制度的基本要求,也是制度得以落實的前提。為此,我們根據制度內容,建立了各種相應的記錄本,如《服務器維護記錄表》、《網絡系統維護記錄表》、《系統軟件維護記錄表》、《HIS應用軟件維護記錄表》、《計算機及網絡設備維護更新記錄表》、《數據備份日志》、《日常工作日志》等各種表格和日志,從而細化制度的執行,明確各級各類操作人員的職責。
3拾遺補缺,進一步完善醫院信息系統管理制度
醫院信息系統管理制度實施后,取得了一定成效,但并不是一成不變的,而是要根據醫院管理的要求和整個醫院信息系統的運行,做相應的調整,原有的規章制度必然要隨著新的要求的提出而補充和修改。而且規章制度多半是在醫院信息系統建設過程中制訂的,當醫院信息系統運行一段時間后,往往會有一些不適應的地方,也需要補充和修改[2]。如社會醫療保險政策實施后,我院對醫院信息系統中有關費用結算部分做了新的規定,流程也有一定的改動;再者醫院信息系統中增加的一些新子系統上線后,也都對發揮著不可替代的作用,是醫院信息系統能夠正常運轉和有效應用和推廣的重要保證。同時,醫院信息化系統的建設也提升了醫院的管理水平[4]。
[參考文獻]
[1]梁珂.醫院信息化建設成功的關鍵因素.中國醫藥研究,2005,3(2):168-170
(一)BPR的基本思想
BPR即Businessprocessreengineering,業務過程重構之意。源于1993年邁克爾。海默在《企業流程重構—管理革命的宣言》一書。是生產運作系統設計的新思想和新方法。BPR的基本思想是過程導向,即打破傳統的思維方式,不再將精力集中在狹義的任務上。突破企業中部門間的界限,將分散的在各功能部門的任務整合成過程流。過程是一組有界的相互之間緊密聯系和活動集合,每個活動都有明確的輸入和輸出。每種輸入和輸出都是通過特定的轉換機構實現的。怎樣運用BPR的基本思想,重構現代企業的生產要素呢?
(二)現代企業的生產要素重構
傳統的生產要素僅指原材料、機器設備、土地、勞動力等要素,與傳統的生產經營環境相適應。而在今天的知識經濟條件下的信息時代,在企業生產要素中,科學技術的含量和信息要素顯得愈來愈重要。
企業是個生產經營體系。企業為了從事生產或勞務,實現企業的經營目標,就必須具備實現目標的特殊功能,即必須擁有生產某種產品、提供某種勞務需要的人力、物力、財力,以及反映這種要素相互結合運動的各種信息。因此,企業系統主要是由人、財、物、信息、目標等五個要素所組成。(見圖1)
(三)現代企業系統是生產要素輸入和輸出的特定轉換機構
由上述要素組成的企業系統,可以抽象地看作是一個轉換機構。這個轉換機構的功能是將輸入轉換為輸出(見圖2)
企業系統輸入原材料、能源、勞動力、技術、資金、信息等資源,經過轉換機構的加工處理,輸出物質產品、增殖了的資金、局部革新了的技術、以及具有新作用的信息等。企業是社會經濟的基本生產單位。社會經濟、社會環境的發展變化,影響、制約著企業的生產經營活動。例如,國際形勢、社會變動、政府的方針政策、經濟動向、市場狀況等,都會對企業發生直接或間接的影響。企業必須使自己的活動與社會經濟活動協調吻合,密切銜接,以適應環境的要求和變化,并對整個社會經濟體系起積極的推動作用。
(四)現代企業系統的流程重構
現代企業系統的流程包括四大流程:企業的產品流程、企業的價值流程、企業的人事流程、企業的信息流程。
1.企業的產品流程
在商品市場經濟條件下,產品作為商品,具有兩重性:有用性和價值。產品的有用性由三方面組成,一是物質實體,即產品由何種原材料制成;二是效用特征,即產品的用途、性能等,它是根據社會需求通過設計、加工制造而成的;三是外觀,即產品的形狀、涂色、包裝等,使產品不但能用,而且外觀要美。產品形成、生產出來之后,就可投入市場銷售。社會需求不斷發展變化,產品也要不斷更新變革。產品更新變革之后,生產過程也必須相應地進行或多或少的調整、改造,或根本性的改造。這個過程的運動程序是:根據市場預測和企業決策,進行產品的研究、設計和制造,生產出產品;經過銷售供用戶使用和消費;在使用過程中為用戶提供各種必要的服務,并了解和研究使用中的要求,進一步改進產品的設計和制造,以便生產出更好的產品投入市場。這個過程就是企業的產品流程。
2.企業的價值流程
企業的產品流程,同時隨著資金的籌措、投入運用、耗費,獲得資金成果的價值流程。產品在生產過程中,要耗費各種各樣的資源,產品銷售之后,要對各種耗費進行補償,同時要獲得盈利。所以對整個產品流程要用貨幣形式,從價值方面進行核算、監督、控制,使產品在充分利用資源和最經濟、最合算的條件下生產出來。這就需要有一個價值系統、財務系統來表現企業的產品流程。伴隨產品流程,并以貨幣形態來反映、監督、控制產品流程的資金運動過程,就是企業的價值流程。
3.企業的人事流程
生產經營活動的客體是物質產品及其生產經營過程,而主體是勞動者。勞動者的錄用、調配、培訓、考核、工資、福利、獎懲、升遷,以及質量要求、數量控制、各類勞動者相互之間的比例關系等,都應按照企業產品流程各部分的客觀要求合理安排,在勞動過程中,通過建立科學的組織機構和合理的規章制度,協調人事行為,以勞動的數量、質量、管理方式、勞動技能、勞動者的工作效率,來主導產品流程正常、有效地進行,這樣的人事發展變化過程,就是企業的人事流程。
4.企業的信息流程
企業的經營管理活動,都是通過信息進行的。通過信息收集、信息傳輸、信息控制為管理服務。企業的計劃系統也包括在企業信息系統之內。由于它的作用重要,因而在企業系統結構圖中單列出來。反映產品流程、價值流程、人事流程的運動過程,并對上述過程進行調節、控制,保證企業生產經營活動正常進行的管理信息運動過程,就是企業的信息流程。企業作為一個系統,從屬于更大的系統。企業要根據國家法律、法令,根據國內與國際形勢、市場狀況、經濟動向、國家計劃等方面的變化,不斷地進行調整、改革、適應外部需求,滿足社會需要,促進社會發展。
二、現代企業制度下,企業成本控制系統重構
(一)現代企業制度下,企業系統結構的特征
1.企業系統是人機系統
企業是由提供勞動力資源的人和形成勞動手段的機器設備、設施、工具以及資金、信息、其他物質資料等構成的。企業功能的發揮,要通過人的作用,以人為主體實現人機結合。企業系統中的問題主要是人與物、人與人、人與工作之間的關系問題。只有發揮人的積極性、創造性,才能發揮勞動力手段的效能,在人的合理結合中,創造企業效益。
2.企業是動態的開放系統
外部環境的變化,經常影響企業系統正常的生產經營活動。建立內部、外部的信息反饋網絡,就是為了適時調整結構和行為,更好地適應外部環境和內部條件的變化,提高企業自身適應能力。同時,對環境施加影響,爭取更有利于企業發展的外部條件。
3.企業是多層次、多目標的系統
如果企業作為一個系統,它可以劃分為若干個分系統,如科技開發分系統、生產分系統、營銷分系統、財務分系統、人力資源分系統、后勤服務分系統等。分系統又可劃分為若干個更細的子系統等,例如,生產分系統可以劃分為各種產品的生產體系,每種產品的生產可能就是一個分廠,分廠中設有車間、科室、工段、班組等。由上所述,企業是個多層次的系統。企業系統與分系統、分系統與子系統、分系統與分系統、子系統與子系統之間的關聯,表現為總目標、分目標與各項具體目標之間的關聯,因而企業系統又是個多目標系統。根據企業系統的層次和目標,來設計企業的結構和功能,并使其合理化,是企業活動正常運行的必要條件。
(二)現代企業制度下成本控制的特征
現代企業制度的基本特征是產權明晰,企業對出資者資產的保值、增殖負有責任。如何反映和控制這種責任呢?在產品經濟條件下,企業的生產經營環節為:銷,且供銷環節的外部經營環境相對穩定。因而,成本控制僅限于“制造成本”領域。
在市場經濟條件下,生產經營是根據“訂單”進行生產,根據生產任務進行原料采購,其經營環節為:銷產供,且供銷渠道變化,價格波動頻繁。因此對成本控制的研究,應沖破偏狹的“制造成本”領域,在更廣闊的范圍進行研究。
(三)企業成本控制系統功能重構
建立現代企業制度,主要目標是追求投資者資產達到最大的增殖能力,這就要求經營者創造出經營資產的最佳獲利能力。其對策是建立責任成本控制系統。責任成本控制系統不應是封閉系統,更不是孤立系統,應屬于一個環境適應性很強的開放系統。因此,該系統從空間角度分析,不僅包括生產成本而且還應涉及到設計成本和流通成本;從時間角度分析,不僅包括責任成本的事中控制,還應包括事前、事后控制。具體講,該系統應具備如下功能:
1.決策預控功能
系統的決策預控功能是指企業不同層次的經濟責任單位,在該責任單位經營權力所能調節和控制的責任成本范圍內,對各種經營方案進行比較、選擇、把傳統的事后控制轉變為事前預控行為。這種事前預控應包括的內容為:第一,決策風險的預知性。市價的波動性帶來決策的風險,這種風險必須在正式經營生產之前,予以充分揭示。因此,各責任單位的決策者,應充分考慮各種不利因素,擬定出最不利條件下的經營方案。把決策風險,預先控制在正式生產經營之前;第二,決策單位的層次性。責任單位的層次,也許是車間,也許是廠部,也許是某一企業集團。不同的責任單位,有不同的責任預控目標。銜接各個不同類型、不同層次責任單位的利益所使用的計算工具——科學的內部轉移價格;第三,決策方案的可行性。判斷決策方案是否可行所依據的原則只能是經濟評價的原則,即不僅要評價該方案生產技術上的可行性,而且要評價市場上的可銷售性,更要評價經營方案的可獲利性;第四,決策過程的科學性。企業實施責任成本的預警系統。決策過程,正是各責任單位,根據確定的決策目標,不斷發現、補充、優選方案的過程,即科學化決策過程。
2.成本預測功能
企業全面的成本預測,是使企業“內部”生產能力適應于“外部”市場狀況的橋梁和紐帶,是實現資源優化配置的最佳途徑。傳統的責任成本控制理論,對責任成本控制的研究,停留在“制造成本”領域。其責任成本的層次關系。如圖3所示。
傳統的責任成本控制理論與產品經濟條件下企業經營的外部環境是相適應的。這是因為在產品經濟條件下,企業的供、銷環境相對穩定,抓住了“制造成本”,就等于抓住了經濟效益的“源頭”。
當企業的銷經營模式被銷產供模式所取代時,客觀上宣告了傳統的責任成本控制理論的過時。
企業實施現代企業制度所建立的責任成本控制系統,必須從“源頭”控制,即從設備選型、產品設計開始。因為“源頭”控制的缺陷,對于產品制造成本而言,是一種先天不足。“源頭”控制,直接影響“制造成本”的料、工、費、責任成本控制,應以“源頭”控制為起點?!霸搭^”控制,離不開市場調查和成本預測。責任成本“源頭”控制制及成本預測功能如圖4所示。責任成本控制系統的預測功能,是建立在設計、生產,銷售各部門的責任成本預算的基礎上,具有準確性、可信性、全面性的特征。
3.責任預算功能
責任預算是責任目標的具體化,是責任成本控制的分項展開,其實施步驟為:
第一,計算責任成本的預算差異。責任成本預算差異=責任成本實際發生額-責任成本預算成本其中:責任成本預算額=(實際產量×單位變動項目的責任預算成本+固定項目的責任預算成本)
第二,分析責任成本預算差異。按財務分析的“連環替代法”或“差額計算法”分析責任成本預算差異并分析計算出“量差”和“價差”,查找產生差異的各種原因。
第三,追溯責任成本預算差異。責任成本預算差異的追溯過程,是各經濟責任單位所負責任的追蹤過程。例如,銷貨部門反饋的信息是:產品質量差、次品廢品多,退貨、退款頻繁,其追蹤過程,如圖5所示。
第四,責任預算、績效考評。各經濟責任單位的凈收益=該責任單位提供的實物量或勞務量×內部轉移價格-責任成本實際發生額4.產銷預調功能
在市場經濟體制的大環境中企業實施現代企業制度,建立責任成本控制系統的出發點,應是追求投資者資產達到最大的獲利能力,而最大獲利能力的取得,有賴于從“工廠”到“市場”的全方位的銜接平衡。從某種意義上講,企業的產品僅屬于獲利的載體。因此,從生產到流通全方位降低獲利載體的勞動消耗,使產品從“工廠”到“市場”的“驚險跳躍”中,風險最小,獲利最大?!绑@險的跳躍”的全過程,正是產銷預調功能發揮作用的過程。產銷預調功能,如圖6所示。
「參考文獻
1、陳榮秋。生產與運作管理。北京:高等教育出版社,1999.
我院ICU2011年1月—2013年12月收治289例呼吸機使用患者,男175例,女114例;年齡18歲~80歲,平均年齡(44.1±8.3)歲。隨機分為A組男90例,女55例,平均年齡(43.6±7.8)歲;B組男85例,女59例,平均年齡(45.6±8.8)歲。2組性別構成及年齡無統計學差異(P>0.05)。
1.2VAP診斷標準
①使用呼吸機48h后發病。②胸部X線影像可見新發生的或進展性浸潤陰影。③肺部實變體征和(或)肺部聽診可聞及濕啰音。并具有下列條件之一可診斷VAP:①體溫>38℃或<36℃;②外周血白細胞計數>10×109/L或<4×109/L;③氣管支氣管內出現膿性分泌物。需除外肺水腫、急性呼吸窘迫綜合征、肺結核、肺栓塞等疾病。
1.3方法
消化系統強化管理組(B組)在一般管理組(A組)的基礎上,加用枸櫞酸莫沙必利片(生產商:大日本制藥株式會社)5mg/次,3次/d促進胃腸動力,雙歧桿菌乳桿菌三聯活菌片(生產商:內蒙古雙奇藥業股份有限公司)4片/次,2次/d調節腸道菌群。一般管理組參考《呼吸機相關性肺炎診斷、預防和治療指南(2013)》進行。
1.4統計學方法
采用SPSS13.0統計學軟件分析數據,計量資料以均數±標準差表示,采用u檢驗,計數資料采用χ2檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。
2結果
2.12組患者一般資料比較
2組間基線資料(住院時間、呼吸機使用時間及入院時KPS評分)差異無統計學意義(P>0.05)。
2.22組患者3d內VAP發生率比較
B組VAP發生率與A組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。
2.32組患者4d~7dVAP發生率比較
B組VAP發生率與A組比較明顯降低,差異有統計學意義(P<0.05)。
3討論
近年來呼吸機大量使用以及VAP預防經驗的不足,使VAP發生率不斷增高,已經成為國內外ICU和醫院感染控制工作者關注的焦點。VAP患者往往是危重癥患者,受到自身基礎疾病和VAP新發病的影響,病死率很高,國外資料報道病死率為20%~71%。本研究通過加強消化系統的管理,以期降低ICU患者的VAP發病率。本組研究表明,加強消化系統管理(在基礎治療上常規加用胃腸動力藥及調節腸道菌群藥物)能夠降低ICU患者VAP發生率,其中4d~7d時差異有統計學意義。資料顯示,益生菌是活的非致病微生物制劑,有助于保持機體的菌群平衡,應用益生菌預防各種感染包括VAP已得到廣泛認可。益生菌預防VAP的作用可能與其能拮抗口咽和胃部微生物有關,此外,也可能因為益生菌具有免疫調節作用。最近的一項Meta分析認為,對機械通氣患者預防性應用益生菌能有效降低VAP發生率,同時有利于縮短NICU住院時間,并減少呼吸道綠膿假單胞菌定植。國內NICU也有報道支持如此觀點。胃腸道內的細菌逆行被認為是引起VAP的重要因素,VAP患者在遠端氣道和胃內常存在同一種細菌。因此有效的胃腸道管理對減少VAP發生尤為關鍵。胃腸動力藥促進胃腸道蠕動,減少胃腸道內的細菌逆行,從而減少VAP發生。但基于本實驗有限的實驗樣本及某些設計上的局限,此結果需要更大樣本量及設計更嚴謹的隨機對照試驗驗證。
一、引言
近年來,我國大氣污染日益嚴重,人們要求保護環境、凈化天空的呼聲日益增高,而北方冬季城市空氣污染的重要來源是采暖燃煤鍋爐所排放的粉塵和有害氣體。與此同時,許多地區電力出現了相對過剩、電力峰谷差不斷拉大的現象。例如,東北電網系統的最大峰谷差已是最大負荷的37%,而華北電網已達峰負荷的40%[1]。為解決電力系統的這種供需矛盾,電力系統用戶側和發電側均采取了一定措施。在發電方面,一大批初投資巨大的抽水蓄能電站、運行費昂貴的燃油燃氣尖峰電站相繼建成并投入調峰運行,甚至一些高參數的大型火電廠也以被迫降低發電效率為代價而參與電力調峰。同時,電力系統也加強了用戶側管理。例如,采取分時電價,鼓勵用戶在電力低谷時多用電,在電力高峰時少用電。
因此,在環保要求高的城市采暖供熱中,燃煤鍋爐房或燃煤爐灶將嚴格限制使用,取而代之的幾種可能的采暖形式主要有集中供熱的電鍋爐、大型電動熱泵和燃氣鍋爐房以及分散在用戶房間內的家用燃氣爐、電暖器等(見圖1)。同時,為減小電力網發電的峰谷差,也可考慮在供熱系統中設置蓄熱裝置,使得在滿足采暖要求的同時,對電力負荷起到削峰填谷的作用。為此,本文將對上述采暖系統形式的應用作初步的分析與探討。
二、采暖供熱系統能耗和經濟性
1.能耗
傳統采暖系統消耗的能量是燃料,而電動采暖系統所消耗的能量是電能。因此,為更全面分析各采暖系統效率,采用一次能耗率作為所耗能評價指標。一次能耗率即單位供熱量所消耗的一次能源量。圖2為采暖系統在單位供熱量與相應的一次能量之間的能量平衡圖。其中η為采暖系統供熱效率,即供熱量與輸入能耗之比。對于熱泵系統,η為熱泵性能系數與系統管道效率之積,對于鍋爐供熱系統,η為鍋爐采暖系統的熱效率與系統管道效率之積,對于熱電廠,η為熱電廠供熱量與燃料量之比;ηe為熱電廠的發電效率。
對于鍋爐采暖系統,單位供熱量b為:
對于熱電聯產系統,1/η份的燃料在提供1份熱量的同時,又發出ηe/η份電量。如果這些電由電力系統中其他電廠產生,則需耗費的燃料量為為電力系統發電效率。于是,單位供熱量熱電聯產系統的一次能耗為:
對于電動采暖系統,所耗電能由電力系統提供,于是:
實際上,一個采暖季的采暖能耗不僅取決于單位供熱量采暖系統的一次能耗,還取決于采暖系統的運行時間。對于家用采暖裝置,如家用熱泵、家用燃氣爐和電暖器等,由于系統調節靈活,啟停方便,根據需要隨時調整供熱工況,可在房間有人時供熱,而在無人時采暖設備停止運行,從而減小最大采暖負荷時間數,降低單位采暖面積的供熱能耗。對于傳統的集中供熱系統,如鍋爐房或熱電聯產,由于運行調節慣性大,設備啟停不便,一般房間內不單獨進行供熱量調節,系統在整個采暖季不間斷供熱,最大采暖負荷小時數大,造成單位采暖面積能耗的增加。對于北京地區,不間斷供熱的最大采暖負荷小時數h可取為2000。引入采暖系統可調節系數λ的概念,定義為采暖系統實際最大采暖負荷小時數與整個采暖季不間斷采暖的最大負荷小時數之比。對于家用采暖裝置,可調節系數一般為0.5至0.8,本文取為0.65,對于集中供熱系統,可調節系數一般為1。于是,考慮到可調節系數的采暖系統一次能耗率為:
系統一次能耗率表示單位供熱容量的采暖系統單位時間能耗,它反映出在考慮可調節系數后采暖系統的能源利用效率。圖3給出各系統的一次能耗率,其中有關參數的取值見表1??梢钥闯?,設置蓄熱器的電鍋爐采暖一次能耗最大,電鍋爐由于沒有蓄熱損失而一次能耗次之,考慮到可調節系數,電暖器的一次能耗小于以上兩種采暖系統。熱電聯產系統的能耗最小。家用燃氣爐和家用熱泵雖然能耗明顯高于熱電聯產系統,但由于可調節系數的影響,其一次能耗率與熱電聯產系統相近。
2.經濟性
采暖供熱系統的經濟性可從單位供熱容量年運行成本加以評價,年運行成本C由初投資的折舊和運行費組成。為使問題更加簡明,在運行費中僅考慮能耗費。
在經濟分析中,采暖系統消費和產生單位電量的價值在不同時刻是不同的。小時級的單位電能生產和消費的價值可由電能價值當量衡量和反映[2]。電力負荷高峰期和低谷期電能價值當量是不同。圖4給出了我國某電網小時級電能價值當量典型日分布。
對于熱電聯產系統,年運行成本由下式獲得:其中,k為熱電聯產系統初投資,元/kw(熱);r為折舊率;f為燃料費;e為熱電廠發電的電能價值當量,元/kw.h。
而燃氣鍋爐采暖系統,年運行成本由下式計算:
對于電動采暖系統,年運行成本可計算為:
初投資取值如表1所示,其中熱源投資對于集中供熱系統包括設備和土建兩部分,電能價值當量取值如圖4。圖5給出各采暖系統的年運行費??梢钥闯觯姞t采暖的年運行費遠高于其它系統,而熱電聯產的經濟性則是所有采暖系統中最好的。其它采暖形式之間的經濟性差別不十分明顯。對于具體的采暖系統,系統初投資和效率與表1中的值會有所不同,各地的能源價格的制定也存在差別,因此,除了熱電聯產經濟性經濟性明顯偏好、電爐采暖的經濟性明顯偏差外,其它采暖系統經濟性應根據具體情況加以分析和評價。
三、各采暖系統應用分析
1.傳統采暖供熱系統
傳統的采暖供熱系統主要有鍋爐采暖系統和熱電聯產集中供熱系統。
1)鍋爐采暖
包括以鍋爐房為熱源的集中供熱系統和分散在各用戶房間的家用爐灶。按燃料分又有燃煤鍋爐和燃油、氣鍋爐(燃油、氣鍋爐房和家用壁掛氣爐)等。
燃煤鍋爐包括燃煤鍋爐房和家用小煤爐。家用小煤爐由于投資小、燃料價低而在小城鎮的分散住宅使用較多,燃煤鍋爐房則主要應用于一個小區的獨立供熱或承擔大型區域供熱系統的尖峰負荷。燃煤鍋爐運行成本低,在我國城鎮采暖中使用最為普遍。但是,由于能源轉換效率很低,對大氣的污染在所有采暖系統中是嚴重的,因此這種采暖形式在環保要求高的城市,尤其是北京的使用,應嚴格加以控制。
燃油、氣鍋爐包括應用于小區或單個樓宇采暖的集中式燃油、氣鍋爐供熱系統和以壁掛氣爐等形式設置在房間內的家用燃氣爐等。由于天然氣等是清潔燃料,這種采暖系統的環境污染遠小于燃煤系統。目前,天然氣的進京,環保意識的加強,使得燃氣鍋爐在北京的應用和推廣成為可能。另外,燃油、氣鍋爐運行調節靈活,尤其家用以壁掛氣爐,可根據人們的作息情況隨時做啟停和供熱量調整,從而減少了系統運行的最大采暖負荷小時數,節省了燃料量和運行費。但是,當考慮到天然氣管網的追加投資,燃氣鍋爐采暖系統的初投資會明顯增高。在運行費方面,由于油、氣等燃料價格昂貴,系統的一次能耗也較高(如圖3),使得燃油、氣鍋爐的運行費昂貴。因此,燃油、氣鍋爐采暖系統,尤其是集中式燃油、氣鍋爐供熱的推廣和應用,應在深入的技術經濟分析基礎上慎重進行。
2)熱電聯產供熱系統
以熱電廠為熱源的區域供熱系統,常見形式是熱電廠中汽輪機的抽汽或背壓排汽通過熱交換器將熱量傳遞給熱水,并通過熱網輸送到各采暖用戶。熱電廠將高品位的熱能用于發電,低品位的熱能用于供熱,因而能源轉換效率高。如果有關參數取值如表1,對于相同的最大采暖負荷小時數,在所有采暖形式中,熱電聯產一次能耗是最低的。這使得熱電聯產系統的環境污染也很小。同時,在電力短缺時,熱電廠在供熱的同時發電上網,相當于減少了電力系統相應投資。從整體上看,熱電聯產具有很好的經濟性(如圖5)。因此,在保證全年充足熱負荷的前提下,應鼓勵熱電聯產的建設和現有熱電廠的運行。
2.電動采暖系統
1)電爐采暖
電鍋爐屬于集中式的電采暖系統,多用于一幢樓宇或建筑密集的商業小區供熱。與傳統集中供熱方式一樣,在該系統中,熱水被電鍋爐加熱后由熱力管道輸送至各用戶房間。由圖5可知,電鍋爐系統的運行成本明顯高于其他采暖系統。而且電鍋爐采暖系統單位供熱量的一次能耗在所有采暖形式中是最高的。因此電鍋爐采暖的使用應嚴格限制,即使是在電力富裕的時期。因為電力過剩往往使短期性的,隨著經濟的發展,這種過剩將會消失。何況電鍋爐能源轉換效率極低,大量使用是不符合我國可持續發展的能源政策的。
電暖器一般設置在用戶房間內,主要形式有電熱微晶玻璃輻射取暖器、電熱石英管取暖器、電熱油汀等普通電暖器和具有蓄熱功能的相變蓄熱電暖器等。由于省去傳統采暖系統中的熱力管道和散熱器,一般電暖器的投資明顯較低。而且電轉換為熱后可直接用于采暖,轉換效率為100%,避免了電鍋爐采暖中因中間介質(熱水)而造成的熱損失。在運行方面,這種采暖裝置調節靈活,使用方便,用戶可根據需要對采暖裝置的啟停隨時控制,因而可減少采暖季裝置運行時間,進而可減少采暖運行費。因此,電暖器的經濟性要好于電鍋爐采暖系統,見圖5。同時,家用電暖器不需象集中供熱那樣要有專門人員對采暖系統進行管理、運行和維護,也沒有集中供熱中所存在的計量受費難題。而且電暖器不會對使用地區產生污染。但是,電暖器存在著單位供熱量一次能耗大的缺點(見圖3),運行成本也高于一般的采暖系統。由于房間電路容量較小,因而當采暖負荷較大時,存在用戶電路改造問題。在采暖效果上,電暖器采暖的舒適感不如傳統的水暖散熱器。所以,電暖器的使用應根據用戶實際情況加以選擇,不宜盲目推廣。
2)電動熱泵
包括大型電動熱泵和家用電動熱泵。大型熱泵可使用于一幢樓宇的采暖或作為區域供熱的熱源。對于大型熱泵,可在熱源處設置蓄熱器。家用熱泵可設置在各房間內,夏季作為空調冷源,冬季作為采暖熱源,啟停調節靈活方便。
電動熱泵能源轉換效率明顯高于電爐,在外界輸入能量W(電能、熱能)的情況下,機組從低溫環境中吸收熱量Q1,并將這部分低位熱量提升為高位熱量Q2(Q2=W+Q1)而加以利用。如果機組的性能系數(COP)為2,則消耗1個單位的能量可獲得2個單位的熱量,所以單位供熱量一次能耗明顯低于電爐采暖系統(見圖3),使得運行費也低于電爐。對于家用電動熱泵,用戶可根據需要自行調節熱泵的啟停,因而可進一步節省運行費用。
由于對于夏季同時需要空調的地方,如商業建筑,熱泵系統可同時滿足全年的冷熱負荷,熱泵采統用于采暖的投資會明顯降低,可認為是熱泵相對于空調系統所追加的投資(本文取為200元/kW)。因此,兼用制冷的熱泵系統與純采暖相比年運行費要明顯降低。
以上對熱泵的分析中對性能系數的取值較低,適合于風冷熱泵。而水源熱泵在制熱時從水中吸取低位熱能,其性能系數一般要高于風冷熱泵,因而運行成本將會更低。另外,熱泵系統具備電熱爐所擁有的不對使用地產生大氣污染、安裝運行簡便以及占用面積小等優點。電動熱泵采暖供熱系統已在世界許多地方得到應用,尤其在北歐、美國和日本等地區的使用更為廣泛。例如,瑞典許多地區使用了以地下水為熱源的熱泵供熱系統。
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與燃氣鍋爐相比,熱泵采暖在經濟和能耗方面并不占有明顯優勢,但從國家角度看,作為發電主要能源的煤要比天然氣豐富得多、廉價的多,因而從這一角度看,電動熱泵的應用比燃氣鍋爐更適合我國的國情。目前普遍存在的電力過剩也會給電動熱泵的發展起到推動作用。
但是,電動熱泵系統的不足之處是設備運行性能易受環境條件的限制。風冷熱泵對氣候的要求較高,一般不適于冬季氣溫寒冷的城市采暖供熱。隨著氣溫的降低,熱泵的出力反而減小,因而往往需要輔助加熱裝置,如圖6所示。一般環境溫度在-5℃以下后,熱泵的工作狀態明顯惡化,在一定的溫濕度條件下會在空氣側換熱器翅片管的表面結霜。水源熱泵在需要同時制熱制冷的場合使用較為有利,在有清潔的江河湖水的地方也可使用。
由此看來,在環境保護要求高的地方,如果外界條件許可,可以鼓勵使用熱泵采暖。如果擁有可利用水源,可優先考慮使用水源熱泵,當氣候條件合適時,可采用風冷熱泵。目前,電動熱泵作為采暖的一種方式已開始得到應用,如北京的建國門飯店、建行西單分理處等均采用風冷電動熱泵采暖。但是,熱泵采暖在北方的推廣,仍需在技術和運行經驗等方面作進一步的研究和實踐工作。
3)利用蓄熱(TES)的電動采暖系統
電動采暖系統的應用和推廣,應以電力相對富裕為前提。實際上,電力方面最突出的問題是峰谷差的不斷拉大。如果電采暖系統僅在電力低谷期運行,則會削減電力負荷的峰谷差,有利于電力網的安全穩定運行。從經濟上看可使用便宜的谷價電能,使電采暖系統運行成本的大幅度降低。而要實現電采暖系統電力低谷運行,則需要利用蓄熱裝置。
我國蓄熱的應用較少,主要集中在余熱或廢熱利用等方面。蓄熱裝置的作用表現為平衡供熱量和熱負荷之間的關系、減小設備容量和提高系統效率等方面。因此,在采暖熱負荷一定的情況下,改變不同時間電采暖系統供熱量的大小,在電力低谷期多用電供熱,電力高峰期少用電或不用電供熱,供熱量與熱負荷之間的平衡可通過蓄熱裝置實現,從而達到減小電力峰谷差的目的。
蓄熱型式按蓄存介質的不同有直接蓄存和間接蓄存兩種。間接蓄存采用某種中間介質作為蓄存介質來蓄熱。這種蓄熱方式的蓄熱溫度較高,如巖和油組成的蓄存介質蓄熱溫度達304℃,而用一種熔化的硝酸鹽作為蓄熱介質蓄熱溫度可達566℃[3],但間接儲存方式的投資大,而采暖空調所用熱量溫度相對較低,故不宜采取這種蓄熱方式。
直接蓄熱可將待蓄存的熱水或蒸汽直接儲存在蓄熱容器內。直接蓄熱又可分為無壓蓄熱和有壓蓄熱。無壓蓄熱方式最高蓄熱溫度可達95℃,且投資低。有壓蓄熱方式是將蒸汽或高溫熱水直接存蓄在球狀或圓柱形壓力容器內,蓄熱溫度最高可達200℃。但有壓蓄熱方式投資大,相當于無壓方式的2至5倍[4]。
熱水蓄熱裝置由于采用蓄熱,從整體的角度看,電動采暖系統起到了對電網的削峰填谷作用,從局部上講,由于消耗的是低價電能,采暖系統的運行成本會大幅度降低。但是,采暖設備的投資也會相應增加,因為熱源容量與無蓄熱時相比增大了,同時又增加了蓄能設備。從能耗方面看,由于蓄能損失,與無蓄熱相比,系統的能耗增加了。對于熱泵系統,由于提高制取熱量的溫度,熱泵性能系數顯著降低,同樣增大了系統能耗。
表2各蓄熱采暖系統有關指標的對比(采暖面積:1萬m2,采暖指標:35w/m2)
對于電動熱泵采暖裝置,由于熱泵的性能系數COP隨著所制取熱量的溫度升高而明顯降低,因而本文選取熱泵制取熱水的最高溫度為70℃,相應的COP取為2.0,蓄熱器只能采用無壓型式。而電爐采暖系統可采用有壓和無壓兩種蓄熱裝置,而且由于蓄熱介質為水,電爐應以電鍋爐的形式加以應用。設熱水蓄熱效率為85%,一天中電力峰谷各占12小時,由此表2給出了采用蓄熱裝置后采暖系統的有關指標??梢钥闯?,從電力削峰填谷方面講,增設蓄熱器后的電爐采暖系統所起的作用最為顯著。從蓄熱器容積看,有壓熱水蓄熱的容積明顯小于無壓熱水蓄熱,但有壓熱水蓄熱器屬于壓力容器,存在安全問題。
增設蓄熱裝置后,采暖系統的初投資將會增加,包括蓄熱裝置的投資和采暖系統本身因蓄熱而增加的投資等。這部分附加投資的大小與蓄熱裝置的型式、體積、位置以及系統運行方式等有關,圖7給出了隨著這部分附加投資的增加,電鍋爐和熱泵采暖系統的年運行成本的變化情況。對于電動熱泵,只有當單位供熱量系統附加投資小于1500元/kW(熱)時,采暖系統經濟性才會比無蓄熱時好。一般情況下系統附加投資小于該值。但如果蓄熱器空間占用費昂貴,例如設置在市區黃金地段內,則可能使系統的蓄熱附加投資驟增,導致蓄熱不能提高整體系統的經濟性。對于電鍋爐,只要單位供熱量蓄熱附加投資小于4900元/kW(熱),采暖系統經濟性就會比無蓄熱時好,通常系統蓄熱附加投資不會大于此值。因此,對于電動熱泵采暖,是否增設蓄熱裝置,應根據具體情況加以分析論證后決定。而電鍋爐采暖增設蓄熱裝置的效果是很明顯的。
蓄熱電暖器[5]在電動采暖中,可以通過熱水蓄熱實現電力的削峰填谷。但是由于蓄熱器的容積很大,只能用于集中式的電動供熱系統,若與家用電暖器結合,將會占用房間較大空間,這是不現實的。為此,一種電暖器與相變蓄熱相結合的采暖裝置-相變蓄熱電暖器被提出來(工作原理見附錄)。相變材料蓄熱能力大,蓄熱效率高,而作為熱源的電加熱器成本較低,因而可以克服以上熱水蓄熱的不足。
由表2看出,這種采暖裝置的蓄熱容積僅為無壓熱水蓄熱器的約八分之一,是有壓熱水蓄熱器的約三分之一。同時,其初投資也相對較小。另外,相變蓄熱電暖器調節靈活,設置在采暖房間內,即開即用,放熱功率可由風扇或者風門控制,因而可減小最大采暖負荷小時數。由圖5可以看出,這種采暖裝置具有很好的經濟性好于電爐和燃氣鍋爐采暖。同時,這種電暖器可以減小電力峰谷差,對于電網安全高效運行具有積極意義。因此,相變蓄熱電暖器是一種具有良好發展前景的新型采暖系統。
由于相變蓄熱電暖器的耗電功率高,當房間采暖負荷較大時,存在用戶電路改造問題。
3.建議
對于環境保護要求高的城市,不同采暖形式的選擇,應根據具體的用戶特點,以實現最優的社會效益和經濟效益。
對于城市中建筑密度高的大面積采暖地區,應首先考慮熱電聯產區域供熱系統的采暖方式。熱電聯產系統能耗低,經濟性好。同時,由于能源轉換效率高,煙塵集中處理,對大氣污染也很小。但是,熱電廠的建設應當充分考過度季和夏季的熱負荷情況。
商業建筑、高檔住宅等全年需要冷熱負荷的用戶,若無運行限制條件,應首先考慮使用熱泵系統。
在氣候條件或水源條件允許的地區,即使僅用于采暖的熱泵系統,也應作為解決環境污染問題的有效途徑而加以使用。例如,對于遠郊新建住宅小區,城市熱網無法到達,可考慮利用地下水的水源熱泵采暖。
在城市燃氣供應管道較為完善而又不建設熱電聯產供熱管道的地方,可以考慮采用燃氣鍋爐可以作為一種采暖途徑以解決環境污染問題。如果是在已有燃煤鍋爐房基礎上的改造,則可考慮采用燃氣鍋爐房采暖,否則可考慮家用燃氣爐的采暖方式。
對于無熱網的平房改造,熱網建設費用高,不宜采用集中供熱系統,可選用家用燃氣爐或家用熱泵采暖形式。如果一天中采暖時間較短、無燃氣管道而又不需要空調的用戶,可考慮選用電暖器。
電力峰谷差問題突出的地區,應推出相應政策,鼓勵采暖系統增設蓄熱裝置,例如相變蓄能電暖器,以達到電力削峰添谷的目的。
四、結論
在大氣污染日益嚴重、電網峰谷不斷拉大的形勢下,城市采暖供熱應選擇合理的形式和運行方式,在保證供熱效果的同時,為環保和電力作出貢獻,實現整體效益的最大發揮。
在所有采暖供熱形式中,傳統的燃煤鍋爐采暖雖然運行成本低,但會造成大量粉塵和有害氣體的排放,對大氣的污染最為嚴重,因而應嚴格限制在市區的使用。
電爐采暖能源轉換效率低,耗電量大,經濟性最差。所以應嚴格控制使用。但是電暖器啟停調節靈活,可減少最大采暖負荷小時數,在使用區對環境不產生污染,因而對于采暖需求時間短的用戶,可以考慮選擇采用電暖器。電鍋爐系統能耗和經濟性等方面都明顯不如其他采暖系統,不宜鼓勵使用。
以熱電廠為熱源的區域供熱系統有明顯的經濟優勢。當充分保證熱電廠全年擁有足夠熱負荷的前提下,應優先考慮熱電聯產供熱系統的使用。
燃氣鍋爐雖然是解決環境污染問題的一種采暖途徑,但運行成本高,燃氣管道的建設會增加系統初投資。因此,燃氣鍋爐的使用應慎重進行。
熱泵應作為解決環境污染問題的有效途徑,鼓勵在氣候條件或水源條件允許的地區加以使用。熱泵的使用在多數地區剛剛起步,應在試點工程積累運行經驗后再加以推廣應用。
電動采暖裝置增加蓄熱裝置后,可對電網起到削峰添谷的作用,但會導致采暖系統的初投資、能耗和占地面積增加等問題。在電力峰谷差不斷拉大的今天,蓄熱在電動采暖中的應用應該引起充分重視。
參考文獻
[1]汪訓昌蓄冷空調移峰填谷及節電中國能源1996.11
[2]Mao-SongYenTime-of-dayelectricityPricingUsingOptimalMixofGenerationsystemCIRED''''93,Bermingham,May,1993.
[3]G.培克曼等著蓄熱技術及其應用機械工業出版社
[4]S.HORIIetal.,OptimalPlanningofGasTurbineCogenerationPlantsBasedonMixed-integerlinearProgramming.InternationalJournalofEnergyResearchVol.11.1987
[5]張寅平等相變蓄能電暖器專利申請書申請中清華大學熱能系暖通空調實驗室
附錄相變蓄熱電暖器的原理
相變蓄熱電暖器的原理如下圖所示,相變蓄熱電暖器包括溫控、時控的雙重控制開關、電加熱裝置、換熱容器、密閉在其中的相變材料和保溫隔熱外套組成。其特征在于時控開關內固化了時控程序,使電加熱器只能在某一時間段內(電網負荷低谷段)接通。當電加熱裝置接通電源后,相變材料開始升溫融化。當相變材料完全融化時,溫控開關使加熱裝置停止工作,這時熱量主要由相變材料以潛熱方式儲存起來。在室內需要加熱的時候,打開風門或開啟電扇,電暖器開始對外放熱,液態的相變材料逐漸凝固,同時放出凝固熱。由于相變過程為近似等溫過程,相變潛熱較大,故即使在不通電的情況下也能近似等溫放熱較長時間。實際應用中,電暖器外部設置隔熱套,能達到很好的保溫效果。隔熱套保證所蓄熱量存在于電暖器內,需要取暖時,隔熱套部分或者全部打開,換熱容器向外放出熱量。隔熱套的形狀可以做成帶有進出氣門的整體箱式結構,在出氣口可設置排風扇,也可以不設置風扇,完全依靠自然對流和室內空氣進行熱交換。
2、變電站系統的運行管理。變電站系統的運行有人工控制管理的和自動控制管理兩種。人工控制的變電站系統按照8小時交接班制度進行編排,對每一個班組進行人員匹配,制定合理的配租成員,保證每一個班組的整體技術員工的分配。
3、變電站的運行情況分析。變電站的運行以變電設備的運行為主,對運行的相關設備、技術操作、資料設局進行系統的分析,從而確保變電設備的有效運行,及時完成變電站系統運行的相關管理總結,提高變電設備的相關運行質量,更好的加深變電站系統的運行工作過程,對變電站系統設備進行細致的管理人事,防止因設備故障造成變電系統的錯誤,直接影響變電系統的整體工作過程。通過實踐方法認識,提高變電設備內容的有效分析和管理。運行數據的分析和管理,是對變電站相關數據的有效檢測,以合理的運行方式檢測相關存在的問題,及時采用有效的解決方法完成數據的處理,合理的應用相關運行方式完成繼電器的保護工作,保證直流系統的有效化管理,加深變電站系統繼電保護效果工作,進行細致的自動設備運行,認識接線方式中存在的問題,對變電站系統中的電容和電流相關變化進行有效的管理,確保變電接線運行和接地電壓的準確性,檢查變電站的接地設備運行情況。
二、變電系統設備的安全化管理
變電站系統的運行管理工作人員通過合理的操作性管理,對相關的安全設備進行定期檢測,保證安全數據的準確記錄,切實的認識變電設備的安全級別,采用合理化的實施管理規程,對操控、上崗、交接、檢測等工作進行系統的規定,確保變電系統的整體合格效率達到萬無一失,制定合理的設備狀況檢查管理方法。嚴格執行相關變電系統的調查過程,對于發生的問題要以轉變的方式上報匯總,確保事故相關處理原因,明確相關處理職責,保證相關處理過程,更好的完善變電系統的相關問題的處理能力。防止變電裝置誤碰現象,可以通過給變電設備的等級需要對防負荷開關、防電掛接地裝置、防接地閘盒裝置、防止誤碰電源裝置間隔裝置組成。變電站的運行人員應當熟悉相關的防誤裝置原理,掌握相關的操作和維護過程,對變電站系統的運行進行有效的控制,確保電氣設備的相關誤操作形式的產生。在變電設備運行中,確保電氣設備防誤裝置的有效工作,保證裝置設備的狀態良好程度,對運行中發生的防誤裝置進行缺損控制處理,實時的處理防誤裝置產生的停用或解除工作。及時處理變電設備的整體系統維護,保證設備的整體清潔性,合理化完成系統的變電操控,技術處理和解決相關問題,保證變電裝置的誤碰電源裝置問題的產生。
三、變電站系統設備的管理
1、合理的變電設備檢測可以保證變電站系統的整體規劃建設,布局、技術方案和相關檢測維修,實現技術設備的變電管理,對相關變電運行部門進行有效的規范,確保變電設備的整體驗收情況,保證變電設備的合理投入運行,完成電網的有效使用。
2、變電設備的維護管理,是通過對變電設備的年度、月度計劃制定,確保變電設備相關檢測范圍,保證變電技術的有效維護和開展。
3、變電系統的運行以變電站設備的定期維護和保養制定相應的周期,對變電設備進行定期的系統維護處理,保證變電系統設備的有效工作。
在氣象網絡體系中需要規范的制度管理,其中在網絡設備中,進行配套的資料存儲,存儲使用介質軟盤或光盤,對系統文件與資料進行實時備份,以便于系統故障甚至崩潰時能夠制作急救盤防止數據丟失,保證工作正常進行,較常用的備份是通過系統或者第三方軟件進行GHOST備份,但是GHOST數據備份在系統硬盤內,一旦出現硬件損毀無法進行軟件數據恢復,因此需要準備多種備份方式;系統殘余文件是系統軟件在工作后的多余數據,無用且會占用資源,長時間的工作以及龐大的數據信息處理會加劇磁盤碎片與殘余文件的堆積,因此需要定時對殘余垃圾文件進行清理,優化系統運行速率,保證穩定良好的運行狀態。
1.2數據文件管理
氣象網絡的工作離不開時時刻刻的氣象數據采集,采集獲得的數據通過專門的分析推測得到預測結果,大量的數據才采集過程中產生,因此需要根據數據類型與內容進行歸類,從而防止數據使用時間過而使得數據無序堆積,文件分類要求根據測報業務進行有層次的區分,不同氣象天氣的結果需要符合數據進行提煉,因此將構成要素進行分類,方式相同數據的重疊與占用,同時建立索引以便進行單項數據檢查。
2氣象網絡系統安全隱患分析
氣象數據信息量巨大且平臺共享較開放,其信息流動也是龐大的,氣象網絡隨著互聯網技術發展,網絡安全問題逐漸凸顯出來,隨著網絡非法攻擊的與時俱進,基本的系統安全防護措施不足以應對復雜的互聯網形式,安全漏洞的防范措施就顯得尤為重要了?;ヂ摼W在發展中無論網絡技術如何發展,其對立產生的安全漏洞隨之產生,然而對立面的產生,才能更好的推動網絡安全技術的發展。在氣象網絡中常見的安全漏洞也是互聯網網絡的普遍問題:1)非法數據占用是常見的攻擊手段之一,利用了互聯網數據的共享性,極易產生攻擊效果。開放式的互聯網導致氣象網絡數據傳輸中容易被第三方獲取、攔截、篡改,第三方用戶訪問網絡資源同時也對網絡資源進行了非法占用,阻礙了其他數據資源的傳輸,降低網絡通信質量;2)WEP協議屬于基本的保密協議,雖然能夠阻擋低程度的非法訪問,但是在網絡技術發展的同時,較低級的保密協議無法完全保障用戶數據,WEP密鑰的回復較為簡單,進行少量數據收集、分析,就能夠解密WEP密鑰,影響整個氣象網絡安全;3)地址協議(ARP)攻擊。第三方非法用戶操作,通過非法訪問進行網絡監聽,截獲并篡改數據信息,利用信息物理MAC地址,對計算機發送錯誤的偽ARP答文來欺騙主機,導致正確的信息無法到達目標主機出,形成ARP欺騙,妨礙氣象工作的進行;4)AP端攻擊是對氣象網絡造成損害巨大的攻擊方式,AP服務為數據發送提供資源,非法用戶則通過不停對AP服務資源進行轉發,反復占用,消耗資源,使得AP無法對其他端進行服務發送,影響氣象數據的傳達。5)計算機病毒是在計算機數據在非網絡傳輸中,通過U盤等物理硬件從用戶端進入攻擊網絡設備的攻擊方式,在日常工作中,生活中計算機所攜帶的木馬、病毒等通過計算機的交叉使用感染,頑固性較強,目前針對計算機病毒的手段主要還是以防御為主,安裝相應的殺毒軟件,通過病毒庫監控警報防止感染的發生。上述對氣象網絡攻擊主要是針對較基本漏洞,對于較高級的攻擊手段而言,不僅僅針對網絡端口服務信息的截取與篡改,高級攻擊者通過鎖截獲的信息,打破整個氣象網絡體系之間的有機結合,阻礙各縣、市氣象網絡數據的傳輸,甚至造成更嚴重的后果。
3氣象網絡的管理與維護
3.1軟件維護
從深層次安全角度出發,氣象網絡操作系統與氣象網絡數據庫是安全保護的重點,在非法攻擊以及病毒建立預警機制,通過增加保密協議,以及數據地址隱藏來提高安全性。一般在重要數據的訪問中用戶身份認證是在一定訪問條件下控制非法訪問的有效途徑,對敏感數據的訪問進行授權,提高保密性。針對上述氣象網絡攻擊形式,保障網絡環境安全性,在針對以下各方面進行維護:網絡加密,對網絡用戶進行單獨授權并允許訪問,提高加密等級,使得密鑰無法被完整收集,破解難度成倍增長;其次,針對物理MAC地址進行過濾。辦公網絡的單一性,可以通過將氣象網絡工作計算機的物理地址進行統一收集,過濾其他計算機,杜絕了在工作網絡之外的設備訪問,并市場檢查地址內容,通過物理地址的唯一性防止更改后的MAC地址混入;最后,由于氣象網絡的專業性,可與生活網絡隔開,通過雙線網絡,形成內部網絡,隱藏內部網絡數據,只有在特定的內網中才能進行氣象網絡的操作。
3.2硬件維護
氣象網絡站點一般使用大型服務器進行數據存儲與處理,并長時間運行,服務器設備的穩定工作環境溫度一般保持在10—35℃,溫度差太大容易影響電子元件的電阻率與使用壽命;氣象網絡設備工作室的濕度也常穩定在30%—80%,機房空氣濕度過高會導致設備內部電容器短路,造成系統癱瘓影,根據氣象服務站點所在地氣候特點調節機房環境,保證工作正常運行;在斷電時,大型服務器以及網絡設備無法正常工作,需要通過UPS(不間斷電源)進行穩壓,預以保證數據及時保存,方式數據丟失以及設備損壞,UPS在日常使用過程中應進行充放電測試,避免長期不工作導致蓄電池活性下降,工作壽命縮短,因此當非工作日時,將UPS放電處理,負載放電,當剩余電量達到百分之三十左右時,進行充電,如此循環。
3.3操作管理
氣象網絡服務器組一般處于全天候工作狀態,需要實時捕捉衛星所傳遞的氣象數據,并進行分類存儲,時間精確到分鐘。為了保證數據的連續性與完整性一般規定減服務器重啟次數,即使是在例行維護中,關機之前也需按規范操作將相關數據進行保存,防止數據丟失,按照正確操作順序關閉服務器,例如,先保存數據、關閉服務器,再關閉顯示器。但是在重新啟動氣象服務器網組時,由于其他辦公設備功率不同,大功率設備在啟動時由于電源接通瞬間產生較大的電流,容易對其他弱電系統造成損害,因此需要在重啟時優先打開大功率設備;根據氣象數據正點傳輸存儲與數據記錄而決定服務器重啟時間不應設置在正點時刻,避免正點時刻數據的丟失;在氣象網絡是,確認網絡電纜的接頭是否穩定,由于在電纜在拔插過程中會產生瞬間電流影響計算機電路主板,在一定條件允許下,可以在電源處接入繼電保護裝置。
1.1資料來源
資料來源于2003—2012年蘭州市婦幼保健院上報的婦幼衛生年報。
1.2方法
將所得數據輸入SPSS17.0軟件中計算分析孕產婦系統管理率、3歲以下兒童系統管理率、7歲以下兒童保健覆蓋率、嬰兒死亡率、孕產婦死亡率及5歲以下兒童死亡率等指標。首先對蘭州市2003—2012年新生兒死亡率、嬰兒死亡率、5歲以下兒童死亡率及孕產婦死亡率分別做線圖描述發展變化趨勢,定性比較城區和郊縣各死亡率變化趨勢是否一致,并做卡方趨勢性檢驗。對早檢率、新生兒死亡率、孕產婦系統管理率和母乳喂養率等指標計算Spearman等級相關系數,進行相關分析,以定量反映二者是否存在相關性,其顯著性檢驗水平為P<0.05。
2結果
2.1蘭州市婦幼健康基本情況
由表1可知,2012年蘭州市嬰兒死亡率為6.74‰,5歲以下兒童死亡率為7.47‰,孕產婦死亡率為16.76/10萬,與2003年相比較,分別下降了63.19%、62.44%和58.91%。不論是城區還是郊縣,3項指標均有所下降,郊縣降低的幅度大于城區。由圖1可知,2003—2012年蘭州市嬰兒死亡率呈下降趨勢,但是城區和郊縣差距較大,城區嬰兒死亡率明顯低于郊縣,2008年以后城區和郊縣差距逐步縮小。由圖2可知,2003—2012年蘭州市5歲以下兒童死亡率整體呈下降趨勢,郊縣死亡率高于城區,2008年以后其差距逐漸縮小。由圖3可知,2003—2012年蘭州市孕產婦死亡率除2007年城區高于郊縣外,其余各年份均表現為郊縣孕產婦死亡率高于城區,死亡率總體下降,但其間有小幅波動。
2.2蘭州市婦幼保健系統管理率變化情況
由表2可知,經χ2檢驗,蘭州市2003—2012年在孕產婦系統管理率、住院分娩率、3歲以下兒童系統管理率及7歲以下兒童保健覆蓋率等各項指標不同年度間比較均有統計學意義,且呈現隨著年度增加而增加的線性趨勢。從總體來看,蘭州市2012年各項婦幼保健工作指標與2003年相比,孕產婦系統管理率、住院分娩率和3歲以下兒童系統管理率及7歲以下兒童保健覆蓋率分別增長了46.35%、27.69%、95.93%和39.52%。反映出婦幼保健工作狀況的基本指標郊縣增長幅度明顯大于城區。由圖4可知,蘭州市孕產婦系統管理率總體呈上升趨勢,2008年以前郊縣低于城區,自2008年以后,郊縣和城區系統管理率間的差距明顯縮小,呈現上升趨勢。由圖5可知,2003—2012年蘭州市住院分娩率整體呈上升趨勢,在2008年以前,郊縣明顯低于城區,且差距較表12003—2012年蘭州市婦幼健康基本情況大,在2010年以后,郊縣和城區的住院分娩率基本上都達到了100%。由圖6可知,2003—2012年蘭州市3歲以下兒童系統管理率整體呈上升趨勢,2009年以前,郊縣明顯低于城區,且差距較大,2009年以后,管理率差距明顯變小,2012年基本達到一致。由圖7可知,2003—2012年蘭州市7歲以下兒童保健覆蓋率總體呈上升趨勢,2010年以前郊縣7歲以下兒童保健覆蓋率低于城區,且2008年之前差距比較大,2010年以后,郊縣和城區7歲以下兒童保健覆蓋率基本一致。進一步分析了孕婦早期檢查與新生兒死亡之間的關系,經Sperman秩相關分析,早檢率與新生兒死亡率之間呈負相關,即隨著早檢率的提高,新生兒死亡率下降,且二者之間的關系比較密切,r=-0.839;分析孕產婦系統管理與母乳喂養之間的關系,經Sperman秩相關分析,系統管理率與母乳喂養率之間呈正相關,隨著產婦管理率的提高,母乳喂養率也隨之增加,r=0.903,P<0.01。
3討論
摘要:本文簡述了汽輪機的工作原理、結構以及現有的控制技術和手段。根據汽輪機的原理和控制系統特性,利用先進的控制技術改造而成即實用又簡單的控制系統。
關鍵詞:轉速控制功率控制壓力負載
Improvedtocontrolsystemofsteamturbine
Yunnanyunweico.ltdHuangzhaorong
Alstract;Thearticlesynopsisofprinciplestruceturalandcontroltechniqueofsteamturbineaccordingtotheprinciplecodchcvractesticofcontrolsystem;utilizationadvancetechniqueimproredtooldcontrolsystembepracticalbityandsimplification
KeyWoeds;specd.cotrolpowercontrolpressavelocal
-、概述:汽輪機是由本體、汽輪機轉子、油路、蒸汽路等部分組成。蒸汽經電動門主氣閥、自動門主汽閥、調節汽閥到噴嘴沖動葉輪使葉輪轉動。入口壓力與出口壓力之間的差壓越大、轉子的轉速就越快。轉子轉動帶動負載做功。負載的變化會影響轉速,入口和出口蒸汽壓力的變化也會影響轉速的變化,凝結水溫度的變化和真空的變化也會影響轉速的變化。
汽輪機控制系統設計根據是轉子的能量平衡方程式即:
J*dε/dt=MT–MG–Mf
J為轉子的轉動慣量(Kg.m.s2)ε為轉子角速度MT蒸汽轉矩
MG為發電機的電磁轉矩Mf為阻力力矩
MT=4.73*D*H0*η0e/n
D是進汽輪機蒸汽流量(Kg/h)H0絕熱焓降
η0e是汽機相對效率n轉速
發電機的電磁轉矩取主要決于負載的特性數學表示為
Mg=K1+K*n+K3*n
Mf與真空、轉速及油溫等因素有關
從以上可以看出,改變汽輪機的進汽量D就能改變MT,MT能隨Mg的變化,維持轉速在規定的范圍內變化。
汽輪機控制系統的任務是機組做功的功率與外界負載相適應時,保持發電機運行穩定,當外界負載或機組本身變化時,平衡被打破,這時調節系統改變汽輪機的功率使之建立新的平衡。并保持轉速的偏差在規定范圍之內。
從以上的變化中可以看出轉速的變化綜合反映了各個因素變化的情況。因此只要將轉速控制在規定范圍內,其它的因素就容易控制好。
以前的控制系統是全液壓調節系統,由
速度傳感器
壓力變換器液壓調速器
錯油門油動機
油箱、注油器、逆止閥、主油泵、節流孔組成。動作過程方框圖如圖1所示
現有汽輪機的控制系統主要是采用DEH控制系統,主要控制方法是(EH)和數字控制系統(D),而DEH控制系統主要采用磁力斷路油門、錯油門、油動機DDV、OPC、控制器等,這些控制手段完全依靠油來進行控制信號的傳遞,因此對油質的要求很高。而設備內的油長時間使用就會產生油垢、堵塞油孔從而產生安全隱患。
系統的硬件結構 DEH系統由計算機控制部分與液壓控制部分(EH)兩部傷組成。DEH部分完成控制、控制邏輯的運算,通過操作員站等人機接口設備完成運行、操作、監控及系統管理。對汽輪機、發電機運行參數的實時采集,經過各種控制策略、控制回路的運算,最終的閥門控制指令輸出到執行機構,由液壓執行部件驅動調節汽閥完成對機組的負荷、轉速等被調節變量的控制。人機接口是操作人員或系統工程師與DEH系統的人機界面。操作員通過操作員站對DEH進行操作,給出汽輪機的運行方式、控制目標值等各種控制指令,完成各種試驗,進行回路投切等。 EH系統是DEH的執行機構,主要包括供油裝置(油泵、油箱)、油管路及附件(蓄能器等)、執行機構(油動機)、危急遮斷系統等。供油系統為系統提供壓力油。執行機構響應DEH的指令信號,控制油動機的位置,以調節汽輪機各蒸汽進汽閥的開度,從而控制汽輪機運行。危急遮斷系統響應控制系統或汽輪機保護系統發出的指令,當DEH發出超速控制信號時,緊急關閉調節閥;當汽輪機保護系統發出停機信號或機械超速等動作引起汽輪機安全油泄去時,危急遮斷系統緊急關閉全部汽輪機蒸汽進汽門,使機組安全停機。調門的安全油為OPC油,主汽門的安全油為AST安全油。OPC安全油泄去時,調門快速關閉;AST安全油泄去時,同時通過單向閥泄去OPC安全油,所有閥門快速關閉,汽輪機緊急跳閘。因此,必須對原來的控制手段進行改造才能提高汽輪機的工作效率和可靠性。
二,改進方法:在保證汽輪機正常工作的前提下。充分利用現有的控制手段、測量手段和執行機構。如DCS、FCS等控制系統;以及光電式、感應式、霍耳式等速度傳感器;氣動、液動和電動執行機構。并對這些控制設備和控制技術進行適當的改造,就可以提高現有汽輪機的工作效率和可靠性。
DCS控制系統是目前應用最廣泛的控制系統,可靠性高,功能強大,使用方便。它有控制、報警、累積、聯鎖等功能。釆用ABB公司的AC800F。
系統概述
IndustrialIT系統是ABB公司推出的一種全能綜合型開放控制系統,該系統融傳統的DCS和PLC優點于一體并支持多種國際現場總線標準。它既具備DCS的復雜模擬回路調節能力、友好的人機界面(HMI)及方便的工程軟件,同時又具有與高檔PLC指標相當的高速邏輯和順序控制性能。
系統既可連接常規I/O,又可連接RemoteI/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等各種現場總線設備。
系統具備高度的靈活性和極好的擴展性,無論是小型生產裝置的控制,還是超大規模的全廠一體化控制,甚至對于跨廠的管理控制應用,IndustrialIT都能應付自如。
系統分為兩級:操作管理級(操作站OS、工程師站ES及網關GS)和過程控制級(過程站PS及現場控制器AC800F)。在操作管理級上不僅實現傳統的控制系統監控操作功能(預定義及自由格式動態畫面顯示、趨勢顯示、彈出式報警及操作指導信息、報表打印、硬件診斷等),而且完成配方管理及數據交換等管理功能。過程控制級實現包括復雜控制在內的各種回路調節(各種PID、比值、Simith……)和高速邏輯控制、順序控制以及批量間歇控制功能。
組態與調試工具軟件ControlBuildF
ControlBuildF是IndustrialIT系統的工程工具,它是集組態(包括硬件配置、控制策略、HIS即人機接口等組態)、工程調試和診斷功能為一體的工具軟件包。ControlBuildF采用統一的系統全局數據庫和交叉參考工具,不僅能方便地完成控制組態,而且是一個高性能的過程調試工具。IndustrialIT系統過程控制站PS和現場控制器AC800F所需的各種控制算法和策略都是由
ControlBuildF來組態的,并采用圖形化的組態方法(符合IEC61131-3標準)。
ControlBuildF也用于對操作站人機接口(HIS)功能的組態并還可直接對現場總線設備進行組態。
控制算法和策略組態可選用以下IEC61131-3標準組態方法中的一種或幾種:
FBD(功能方塊圖)LD(梯形圖)
SFC(順序功能圖)IL(指令表)ST(結構化文本)
ControlBuildF安裝在IndustrialIT系統工程師站上,完成后的組態結果由工程師站通過系統網絡下載至相應的PS、FC及操作站OS中。
系統提供一個含有190多種功能模塊(標準算法程序)的功能塊庫。用戶還可自定義功能塊。ControlBuildF提供200多個標準圖形符號(靜態和動態)及大量美觀實用的立體圖例可供HIS組態選用。
ControlBuildF在執行組態編譯時能自動查找定位錯誤源,交叉參考功能可幫助工程師迅速查找對應的變量位號、功能塊及操作畫面。ControlBuildF可引入或導出ASCII程序、顯示畫面、變量位號和部分項目樹。ControlBuildF還可輸出包括全部組態結果的圖形化工程文檔。
ControlBuildF還具有如下特點:
使用同一工程軟件完成控制策略組態和HMI組態。(即硬件配置組態、過程控制編程、操作站組態一體化)
功能庫提供190多個功能(算法)模塊
宏庫提供200多個可擴展和定義的圖形符號和大量三維圖例供畫面組態
采用項目樹使得程序生成靈活,程序組織清晰明了
采用統一的系統全局數據庫
Windows下的在線幫助功能
項目文件備份口令保護
操作管理級
操作管理級主要包括操作站、工程師站、數據網關、管理計算機及相應軟件,另外還包括打印機、操作臺等輔助設備。操作站的任務是生產監控,即綜合監視來自過程控制級的所有信息,進行監示、報警、趨勢生成、記錄、打印輸出及人工干預操作(發送命令、修改參數等)。工程師站用于系統軟件組態和調試投運。
操作員站上的操作監控軟件DigiVis及工程師站上的組態調試軟件ControlBuildF是操作管理級必須的軟件(均基于WindowsNT)。另外可選的軟件主要有權限鎖定軟件(DigiLock)、批量控制軟件(DigiBatch)、運行在管理PC機上的生產數據瀏覽軟件(DigiBrowse)及運行在數據網關PC上的開放數據接口軟件(DigiDDE,DigiOPC,DigiAPI)。
速度傳感器用途更加廣泛,可靠性更高。
具體改造步驟:以抽汽式汽輪機帶動發電機的控制系統為例進行說明。調速系統
汽輪機在并網前是進行速度控制,而并網后進行功率控制。并網前的控制是以速度為主控參數、干擾因素有蒸汽壓力、抽出蒸汽壓力、真空等。起動后,汽輪機進入正常運行狀態。產生的機械輸出功率經發電機轉換成電磁功率,提供給電網負載。電網負載經常是變化,電功率變化速率遠比機械功率快得多。機械輸出功率不能及時調節時,汽輪機的轉速便隨著變化,破壞電網頻率的變化。因此,為了保證發電機負荷在空載至滿載的整個范圍內汽輪機總是在額定轉速下穩定運行,汽輪機必須裝設調速系統。其控制圖如圖2所示:
2、并網后,汽輪機是以發電為主,這時的主控制參數是發電量即功率。如果輸出功率等于給定功率時,那么機組的實際轉速也就等于轉速的給定值,控制器的輸出不變,進汽調節汽閥處于相對應的靜止狀態;當電網實際功率變化時,轉速也發生相應的變化,控制器的輸出值發生變化,變化值經電-液轉換器等都有相應的輸出,驅動油動機去調節進汽調節汽閥的開度,以調節發電機的輸出功率。調整給定功率值可以改變汽輪機的負荷能力。在起動升速過程中發電機空載,功率反饋通道沒有反饋信息,這時調節轉速給定值可以改變汽輪機的轉速??刂苹芈穲D如圖2所示。
以上控制回路的控制質量能滿足工藝要求偏差小于1%,為了進一步提高控制質量,對圖2、3控制回路進行改造,改造后的控制回路,控制偏差將小于0.5%。汽輪機的轉速在3000±15轉/分之間。比現有3000±30轉/分偏差小。
3、控制手段采用速度傳感器、速度變送器、DCS控制系統、執行機構。該控制系統對油的質量要求不高。只有執行結構須用油,油路斷開后調節氣閥自動關閉、其時間不到1秒鐘。
4、安全可靠:為提高汽輪機的安全可靠性,將速度傳感器(兩臺)安裝在汽輪機外殼的機頭上,變送器兩臺,AI卡兩塊互為冗余,另外還有三個速度顯示回路。功率變送器釆用三塊,兩塊用在控制系統中、AI卡互為冗余,一塊用于顯示和累積。自動主汽門保留,主蒸汽壓力調節回路也保留。其余一些安全措施也保留。
在速度控制回路中,設置了103%高報警,110%高高報警,打閘停車。使自動主汽門迅速關斷主蒸汽。
三、改進后的控制系統:改進后的控制系統使汽輪機機組抗干憂性更強,運行更穩定,操作維護更方便。使用的元件更少,可靠性更高。
1、速度控制系統如圖4所示
2、功率控制回路如圖5所示
兩個控制回路切換時是無憂切換。
從以上方框圖可以看到,改造后的控制系統省去了壓力變換器,錯油門,調壓器等液動設備。功能不省,只是將液動設備改為電動設備。同時將油動機進行略加改動即可。
四、結束語:壓力控制系統,真空控制系統及油溫控制均釆用單回路控制系統。
五、參考文獻:
1、DEH安裝使用說明書
0引言
自動復疊循環制冷機結構緊湊,可靠性高,操作簡便,在能源、軍工、空間、生物、醫療和生命科學等高科技領域內有著廣泛的應用。國內外學者紛紛對自動復疊制冷技術展開了新的研究。目前,自動復疊制冷循環呈現出新的發展特點[2-3],對其研究主要集中在兩個方面:一方面是對原有的制冷循環流程的改進,包括采用新型換熱器和高效氣液分離器;另一方面則是采用新型的制冷工質,包括二元工質和多元工質,以滿足環保和制取低溫的要求。
1三級自動復疊制冷系統
針對本課題-100℃的制冷溫度,選擇單級壓縮、兩級分凝的制冷循環作為本課題的方案,原理性方案如1所示。
圖1三級自動復疊制冷循環實際系統示意圖
A-壓縮機;B-冷凝器;C-干燥過濾器;D-高溫級氣液分離器;E-高溫級節流閥;F-分凝換熱器;G-高溫級蒸發冷凝器;
H-中溫級氣液分離器;I-中溫級節流閥;J-分凝換熱器;K-低溫級蒸發冷凝器;L-低溫級節流閥;M-蒸發器;N-膨脹容器;P-匯合點;Q-匯合點;1~30-測點
膨脹容器的作用在于降低機組停機后的平衡壓力。低溫、中溫工質(如R14/R23)在常溫下已經超過其臨界溫度,全部以氣態形式存在,這會導致
管道內平衡壓力非常高,平衡壓力過高帶來如下后果:制冷管路破裂的可能性增大。壓縮機啟動時“油擊”的幾率增大。啟動壓力過高。分凝換熱器的主要作用兩個:一是進一步提純低溫組分的純度,另一個是實現油的分離?;旌瞎べ|飽和氣體的組分和溫度的高低密切相關,溫度越低其低溫工質組分含量越高。
2制冷劑的選擇
用于自動復疊循環的非共沸混合工質在循環過程中有其獨特性的一面:自動實現各組分的分凝、分離和混合的過程,這決定了其循環過程完全不同于用于節能和環保目的的一般混合工質。
復疊式制冷循環的高溫部分使用的制冷劑,一般為R134a、R22、R502,也可使用R1270(丙烯)或R290(丙烷)。低溫部分使用的制冷劑有:R23、R14、R1150(乙烯)和R170(乙烷)。對于復疊式制冷循環,R23適用的蒸發溫度范圍是-70~-110℃,R14適用的蒸發溫度范圍是-110~-140℃。綜合考慮結合本文課題-100℃的制冷溫度,選擇了三種工質:R134a、R23、R14,其主要熱物性質如表1所示[4]。這三種工質中均不含對臭氧層有破壞作用的Cl原子,R134a和R23的標準沸點相差55.9℃,R23和R14的標準沸點相差45.8℃。
表1三種工質的主要熱物性參數工質分子式分子量ODPGWP標準沸點℃凝固溫度℃臨界溫度℃臨界壓力MPa等熵指數
R134aC2H2F4102.0000.2-26.2-101.0101.14.061.11
R23CHF370.01014800-82.1-160.025.94.681.19
R14CF488.010N/A-127.9-184.0-45.53.751.22
3實驗臺的搭建
主要部件的設計選型,選用了Danfoss114H5534冷凝機組,在常規冷柜箱體的基礎上,重新設計制作了內膽用于保溫改造,制作了符合實驗條件的低溫箱體。節流設備的選擇與匹配和混合工質的換熱計算是本章的兩大難點,在理論計算指導與前期兩級系統的經驗相結合的基礎上完成了毛細管和套管式換熱器的選型。制冷循環運轉期間需要實時記錄30路溫度數據和2路壓力數據,整個測量系統的設計以實現這32個參數的自動記錄、數據圖像顯示和數據庫保存為目標(圖2)。數據采集系統包含電量參數測量部分。AN7931A本身內置微控制器,可以實現與上位PC的基于RS-232協議的串行通訊。AN7931A儀表通過一根RS-232通訊電纜與主計算機的串行口連接。同樣的,基于VisualBasic6.0語言我們設計了相應的軟件程序。
圖2溫度壓力采集系統硬件圖
4實驗與實驗結果分析
循環系統啟動后,R134a流、R23流、R14流的節流溫度變化如圖3所示和柜內溫度如圖4所示。
圖3R134a流、R23流、R14流的節流溫度變化
圖4低溫箱體的降溫曲線
實驗臺的性能測試在30℃環境溫度下進行,系統啟動4.5h后,柜溫降至-100℃,制冷量為38W,運行COP=0.056。
循環系統中有兩個匯合點P和Q,R134a流和低溫混合流在P點匯合成高溫混合流,R23流和R14流在Q點匯合成低溫混合流,其運行狀態如圖5所示。兩股流體匯合時,如果不發生化學反應,得到的匯合流的溫度介于兩股支流的溫度之間。但是從圖5可以看到,開機運行約90min內,高溫混合流的溫度t24始終低于其兩個支流的溫度t22和t23,90min以后,才介于兩者之間。匯合之后混合物流體的溫度決定于兩個因素:焓值和成分,相同條件下,焓值越高,溫度越高;混合物中低溫組分含量越多,溫度越低。通過圖9來說明這個問題,低溫混合流(t22)匯入R134a流(t23)后,對其溫度的影響有兩個方面:一方面由于增大了其焓值,導致溫度有升高的趨勢,另一方面由于增大了其中低溫組分(R23/R14)的含量,導致溫度有降低的趨勢;而當后者的影響大于前者的影響時,綜合作用結果是降低其溫度。表現在圖上就是高溫混合流的溫度(t24)始終低于R134a流的溫度(t23),并且在前90min內,低于其兩個支流的溫度t22、t23。
圖5匯合點P的運行溫度變化圖
R14流匯入R23流后對其溫度的影響經歷了不同的過程,在啟動后約150min時間內,綜合作用效果表現為溫度升高(t17>t16);之后的運行過程中,綜合作用效果表現為溫度降低(t1716)。因此,匯合后得到的低溫混合流的溫度(t17)始終處于兩支流溫度(t15、t16)之間,如圖6所示。
圖6匯合點Q的運行溫度變化圖
5結論與討論
自動復疊循環能夠實現低溫制冷,并不是單純地依靠降低蒸發壓力,而是利用了非共沸混合工質在各組分沸點相差很大的條件下所表現出來的特性,采用相分離器來實現混合工質的分流,通過特殊布置的流程來實現復疊循環。常規壓縮機完全勝任驅動自動復疊循環,其運行時的啟動工況、排氣壓力、排氣溫度均在常規壓縮機的允許范圍之內,運行相當可靠,這對自動復疊制冷機的商業化生產具有十分重要的意義。
自動復疊循環本身可以實現壓縮機的高效回油。合理布置的中間換熱器流程可以保證油的分離效果,混合工質的多次分流可以保證分離出來的油隨高溫級組分回到壓縮機,避免了可能的在低溫下脫蠟、凝固堵塞系統的問題。
非共沸混合工質在自動復疊循環中的應用中有其獨特性的一面:根據沸點的高低不同而自動實現各組分的分流,這種特性就決定了不同的成分組成和配比組成會表現出不同的循環特性。非共沸混合工質的節流溫度不僅與組成成分、蒸發溫度有關,而且與過冷度有關:相同條件下,節流前冷凝液的過冷度越大,節流后混合物的蒸發溫度越低。
常規壓縮機完全勝任驅動自動復疊循環,其運行時的啟動工況、排氣壓力、排氣溫度均在常規壓縮機的允許范圍之內,運行相當可靠,這對自動復疊制冷機的商業化生產具有十分重要的意義。
參考文獻
1.K1eemenkoAP.Oneflowcascadecycle.Theproceedingoftheinternationalconferenceofrefrigeration,1959,1-a-6:34—39
一、概述
在分戶計量雙管供暖系統中,為充分利用家用電器、燈光和人體等自由熱量,通常是在每一組散熱器上安裝預設定型溫控閥,因此整個系統是變流量運行,作用在溫控閥上的壓差隨著流量的改變而發生變化。當其實際壓差較大溫控閥就可能產生噪音,尤其是在房間熱負荷較小時,溫控閥會頻繁開關,產生振蕩。振蕩除引起不必要的磨損外,還導致回水溫度升高,并影響系統中的其它溫控閥,因此在一個設計良好的分戶計量雙管供暖系統中,一方面應使用系統中每個溫控閥的熱權度總是大于等于1,另一方面溫控閥上所隨的實際壓差還應該保持在它的允許范圍內[1]。
壓差控制閥也稱為自力式壓差控制閥,在變流量系統中,它通過感應供熱管道系統中兩點的壓力,可以使被控環路的壓差保持恒定,保證被控環路中調節閥門的正常工作,那么在分戶計量雙管供暖系統設計時,控制閥應如何布置呢?通常有以下三個方案:a.壓差控制閥僅在設在建筑物供暖引入口,控制供暖引入口的壓差為定值。b.在下供下回式雙管系統中,壓差控制閥設在每組共用立管的起始端,控制立管的壓差為定值。c.壓差控制閥設在每一戶的引入口,控制戶內系統的壓差為定值。
目前,在實際設計中,這3個方案應如何選擇,爭議頗多,僅就保證溫控閥平穩工作而言,方案1最差,但其初投資最少;方案3最好,但其初投資最高;方案2介于方案1和3之間。下面就針對這3個方案進行一些分析,希望為工程人員設計時,方案的選擇提供一些有益的建議。另外應說明的是:本文所討論的雙管供暖系統是指戶內、戶外都為雙管的系統。
二、方案分析
1.方案1:壓差控制閥僅設在建筑物的供暖引入口
由于是雙管系統,因此以戶為單位,供暖系統內各戶之間是并聯關系。每一用戶戶引入口作用壓差ΔPS可以由下式計算:
ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3(1)
式中:ΔP1--建筑物供暖引入口壓差控制閥控制壓差;
ΔP2--所計算用戶隨的自然作用壓頭;
ΔP3--從供暖引入口壓差控制閥的壓差控制點到所計算用戶戶引入口之間供回水管路的阻力損失。
(1)式(1)中各參數的討論
a.建筑物供暖引入口壓差控制閥控制壓差ΔP1在系統運行過程中,ΔP1是定值,它取決于設計工況下,供暖系統最不利環路中,從供暖引入口壓差控制點到最末端用戶戶引入口之間供回水管路的阻力損失,最末端用戶戶內系統的總阻力損失以及最末端用戶所隨的自然作用壓頭。根據式(1)有:
(2)
b.用戶所隨的自然作用壓頭ΔP2
ΔP2取決于用戶所處的樓層以及供回水立管中供回水溫度[2]。在系統的運行過程中,ΔP2是一個不斷變化的量,因此在設計工況下,根據式(1)計算戶引入口作用壓差ΔPS時,其自然作用壓頭ΔP2應取最小值。因為如果取值較大,那么根據式(1)所計算的戶引入口作用壓差ΔPS就較大,在根據ΔPS設計戶內系統時,其管道和溫控閥的阻力損失就可能較大,當實際的自然作用壓頭ΔP2小于所選定值時,戶引入口作用壓差ΔPS就會低于設計值,導致溫控閥上的實際壓差小于設計值,此時,溫控閥即使全開,散熱器所提供的熱量仍不足以維持設計室溫,所以在設計工況下,自然作用壓頭ΔP2應取最小值。這樣,在實際運行時,自然作用壓頭ΔP2總是大于等于最小值,因此能保證溫控閥的熱權度總是大于等于1,房間溫度總是能達到設計值。不過,由于自然作用壓頭ΔP2的影響因素較多,要確定每一用戶的最小值通常都很困難,因此為便于設計,在設計工況下計算戶引入口作用壓差ΔPS時,自然作用壓頭ΔP2可以不考慮。
c.從供暖引入口壓差控制閥的壓差控制點到所計算用戶戶引入口之間供回水管路的阻力損失ΔP3
在變流量系統中,供回水管路的阻力損失ΔP3是一變量,它取決于管路中的流量以及管路的長度。在設計工況下,其值最大,當管路中的流量趨近于零時,ΔP3也趨近于零[1]。同一供暖系統當采用同程式時,其ΔP3一般比采用異程式更大[2],因此根據式(1)可知;各用戶由ΔP3所引起的ΔPS波動,同程式比率經異程式系統更大,由此可見,設計時應選擇異程式系統。
d.戶引入口作用壓差ΔPS
對于雙管系統,在散熱器熱負荷一定的情況下,當戶引入口作用壓差ΔPS大于設計值時,由于散熱器上溫控閥的調節作用,戶內系統各管段的流量會保持不變[1],因此各管段的阻力損失也不變,戶引入口作用壓差ΔPS的增加值會等量地作用在戶內系統每一個溫控閥上。由此可見,在系統設計時,只要保證運行過程中,戶引入口作用壓差ΔPS總是大于等于設計工況下戶內系統總阻力損失,就可以保證在任何情況下,溫控閥上的實際壓差總是大于等于設計工況下的設計值,因此溫控閥的熱權度總是大于等于1,用戶隨時能獲得設計所要求的室溫。那么應如何設計才能使戶引入口作用壓差ΔPS總是大于等于設計工況下戶內系統總阻力損失呢?
根據前面的分析可知:在設計工況下進行設計時,自然作用壓頭可以不考慮,管路的阻力損失ΔP3為最大。而在實際運行過程中,由于存在自然作用壓頭,管路的阻力損失ΔP3又較小,故根據式(1)可知:運行過程中,戶引入口作用壓差總是大于等于設計工況下的戶引入口作用壓差,因此在設計工況下,只要使戶引入口作用壓差大于等于戶內系統的總阻力損失,那么運行過程中,戶引入口作用壓差就總是大于等于設計工況下戶內系統的總阻力損失。而這一點在設計工況下進行水力計算時,可以很容易做到。
另外,由于戶引入口作用壓差ΔPS的波動反映了戶內系統每個溫控閥上作用壓差的波動,因此只要控制戶引入口的作用壓差ΔPS的最大值,就能夠保證運行過程中溫控閥不超過它的最大工作壓差。根據文獻[3~4]可知:在設計工況下,戶內系統包括熱表和鎖閉調節閥的阻力一般不應超過30kPa,因此在運行過程,只要控制ΔPS的最大值不超過30kPa,就能保證溫控閥的正常工作。
(2)方案1分析的小結
通過前面的分析可知:為保證運行過程中,溫控閥上的實際作用壓差不超過其正常工作最大壓差,用戶引入口的最大作用壓差不超過30kPa,因此根據式(1)有:
ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3kPa
從上式可知:當ΔP3=0時,戶引入口的作用壓差ΔPS最大,故根據上式有:
ΔP1≤30-ΔP2kPa
上式中,對于自然作用壓頭ΔP2,在設計工況下,各用戶所隨的值最大[2],并且其最大值可以由下式計算:
ΔP2=gH(ρh-ρg)kPa
式中:H--上供下回式雙管系統中,為建筑物的高度;下供上回式雙管系統中,為建筑物的高度減去建筑物頂層的層
高,m。
ρh、ρg--設計工況下,供回水溫度所對應的水的密度,kg/m3。
故有ΔP1≤30-gH(ρh-ρg)/1000kPa
因此,當僅在供暖引入口設壓差控制閥時,其控制壓差必須小于等于30-gH(ρh-ρg)/1000kPa,才能保證系統運行過程中,溫控閥上的作用壓差能夠小于其正常工作的最大壓差。另外,由于設計工況下進行水力計算時,不考慮自然作用壓頭,故根據式(2)有:
由此可見,只有當設計工況下最不利環路的阻力損失小于30-gH(ρh-ρg)/1000kPa時,才可以采用方
案1。
2.方案2:在每組共用立管上設壓差控制閥
本方案只適應于供下回式雙管系統。參照前面對式(1)各參數的分析,方案2在設計工況下進行水力計算時,其自然作用壓頭同樣可以不考慮,因此壓差控制閥的控制壓差ΔP1等于共用立管上最不利環路在設計工況下的阻力損失,其中為為立管上壓差控制點到戶引入口之間供回水管路的阻力損失,另外,為保證共用立管上各用戶在運行過程中戶引入口作用壓差ΔPS不超過30kPa,ΔP1同樣應小于等于30-gHρh-ρg)/1000kPa,當ΔP1大于該值時,就不應采用方案2。
3.方案3:在每戶引入口設壓差控制閥
對于大型的供暖系統,當無法采用方案1和2時,就應采用本方案。其壓差控制閥的控制壓差ΔP1等于戶內系統最不利環路在設計工況下的總阻力損失,其中包括戶用熱表和鎖閉調節閥的阻力,ΔP1應小于等于30kPa[3~4]。此時,各共用立管上只需設截止閥或閘閥,起關閉作用。
在本方案中,由于壓差控制閥的調節作用,在系統的運行過程中,自然作用壓頭和系統流量的變化,不會對戶內系統溫控閥的工作產生影響。不過,為了在運行過程中保證壓差控制閥的正常工作,其資用壓差應始終大于等于其設計壓差。壓差控制閥的設計壓差應等于設計工況下其本身的阻力與其控制壓差之和,因此在設計工況下進行戶外共用立管和供回水干管的水力計算時,自然作用壓頭可作為安全裕量,不予考慮。因為如果要考慮自然作用壓頭,一方面會使水力計算更復雜,另一方面自然作用壓頭不恰當的取值,會導致運行過程中,壓差控制閥的資用壓差小于其設計壓差,有可能導致壓差控制閥即使全開,通過的流量也不能滿足用戶要求。
另外在設計時應注意的是:供暖系統中所使用的壓差控制閥一般都有最大工作壓差限制,當作用在閥上的實際壓差超過其最大工作壓差時,閥就會被壓壞,因此在使用方案2和3時,如果運行過程中,室外管網在供暖引入口的資用壓差會超過供暖系統中所使用壓差控制閥的最大工作壓差時,就必須在供暖引入口設其它型號的壓差控制閥,控制整個供暖系統的壓差。此時,該壓差控制閥的控制壓差應等于供暖系統最不利環路在設計工況下的總阻力損失。
4.戶內和戶外系統形式
對于戶內系統,根據前面對供回水管路阻力損失ΔP3分析的相同理由,為減少運行過程中,溫控閥作用壓差的波動范圍,應選擇異程式系統。對于方案2和3的戶外系統,也建議采用異程式系統。因為同一供暖系統,當采用異程式時,其系統的總阻力損失一般要比采用同程式更小[2]。這樣,可以減小供暖系統引入口所需要的資用壓頭。
三、結論
(1)分戶計量雙管供暖系統在設計工況下進行水力計算時,其自然作用壓頭可以不考慮,戶內和戶外系統應采用異程
式。
(2)選用方案1時,其壓差控制閥的控制壓差ΔP1應等于供暖系統最不利環路在設計工況下的總阻力損失,并且ΔP1應小于等于30-gHρh-ρg)/1000kPa。
(3)選用方案2時,其壓差控制閥的控制壓差ΔP1應等于立管上最不利環路在設計工況下的總阻力損失,并且ΔP1也應小于等于30-gHρh-ρg)/1000kPa。
(4)方案3適應于大型供暖系統,其壓差控制閥的控制壓差ΔP1應等于戶內系統最不利環路在設計工況下的總阻力損失,并且包括戶用熱表和鎖閉調節閥的阻力,ΔP1應小于等于30kPa。
參考文獻
1戈特·磨擦勒,雷納特·奧貝爾,編著,供暖控制技術,北京:中國建材工業出版社,1998
轄區內自愿接受管理的240例孕產婦中(觀察組),年齡23~39歲,162例為初產婦、78例為經產婦;為接受管理的240例孕產婦中(對照組),年齡22~40歲,161例為初產婦、79例為經產婦;兩組患者在年齡、文化程度及家庭情況等方面無明顯差異(P>0.05),具有可比性。
1.2方法
(1)產前孕婦隨訪指導;(2)產婦家庭護理干預。
1.3統計學分析
兩組患者的統計數據均使用SPSS16.0統計學軟件進行分析,計量資料使用均數±標準差()表示,計數資料使用頻數和率(%)表示。計數資料使用x2檢驗,計量資料和組間比使用t檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。
2結果
2.1兩組產婦產褥期情況比較
經積極護理后,觀察組產婦產褥期問題明顯減弱,與對照組相比數據差異明顯(P<0.05),有統計學意義。
2.2兩組新生兒情況比較
經積極護理后,觀察組新生兒情況:母乳喂養障礙3例(1.25%)、臍部感染7例(2.92%)、病理性黃疸14例(5.83%)、紅臀4例(1.67%)、濕疹12例(5.00%)、消化不良14例(5.83%)、腹瀉6例(2.50%)。對照組新生兒情況:母乳喂養障礙10例(4.17%)、臍部感染25例(10.42%)、病理性黃疸36例(15.00%)、紅臀11例(4.58%)、濕疹24例(10.00%)、消化不良29例(12.08%)、腹瀉8例(3.33%)。觀察組新生兒情況明顯優于對照組,兩組數據差異明顯(P<0.05),有統計學意義。
3討論
對于孕產婦定期查體與產后訪視保健質量,社區護理干預均在其中取到了至關重要的作用。社區護理指的是具備一定技術能力及專業知識的人員以社區作為范疇,并將疾病防治、健康促進作為目的,為社區人群提供科學規范的醫療護理服務的一種手段。對于孕產婦而言,由于產褥期可能會發生各種不良情況,例如子宮復舊不良、產褥感染、皸裂及便秘等;同時,新生兒也可能會引發各種不良情況,例如消化不良、紅臀、母乳喂養障礙及腹瀉等。因此,采取綜合護理干預便顯得極為重要。