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导语：在云计算节能技术的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：云计算 分布存储 关键技术
中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0094-01
进入信息社会以后，各行各业所涉及到的数据信息量都出现了爆炸性的增长，信息资源的地位越来越高，发挥的作用越来越大。一些高尖端行业，比如高能物理、生物学、气候地质监测，涉及到的信息量更大，对信息存储的要求也更高。云计算技术就是在这种背景下产生的。如果数据信息的分布存储出现了问题，比如安全受到威胁，就会对云计算的使用和推广造成阻碍。
1 云计算环境下分布存储结构类型
1.1 交换机
交换机的内部结构分为聚合层、边缘层和核心层三个部分[1]。在云计算技术普及应用之前，用户专用网络与互联网之间的数据传输主要是通过交换机来进行的，交换机是用户进行数据信息存储的主要场所。在云计算技术普及应用之后，交换机仍然在数据存储中占据了重要地位，形成了以交换机为核心的分布存储结构。这种分布存储结构呈一种树形结构，具有操作简便、连接便利、拓展空间大的优点，缺点是存储容量有限，存储技术水平比较低。
1.2 服务器
以服务器为核心的结构，就是通过网线把所有服务器当中的网卡连接起来而形成的分布存储结构。在这种分布存储结构当中，服务器扮演了核心角色，不仅要负责数据的存储和处理，还要承担数据包的转发职责。在以服务器为核心的分布存储结构当中，没有交换机设备，总体结构构成比较简单，具有服务器与网络交互性强、路由算法高效而且实用的优点。但是，这种分布存储结构同样存在这缺点，比如说线路连接经常出现冗余，服务器占用的计算资源数量大，给服务器运行带来了沉重负担等等。
1.3 混合结构
无论是单一的以交换机为核心的分布存储结构，还是单一的以服务器为核心的分布存储结构，都存在着各自的优点和弊端。所以，“交换机――服务器”混合的分布存储结构应运而生。这种分布存储结构能够综合以交换机为核心的分布存储结构和以服务器为核心的分布存储结构的全部优点，消除两者的弊端[2]。在网络结构方面，交换机和服务器可以同时进行数据的路由转发，大大增强了网络结构的灵活性；在可扩展性方面，混合结构的可扩展性受到每个服务器的网卡数量的限制，也受到数据中心节点规模大小的限制；在成本方面，由于混合使用交换机和服务器，能够有效降低花费的成本。
2 云计算环境下分布存储技术的种类
2.1 数据容错技术
数据容错技术技术能够有效提高信息系统的可靠性和数据信息的访问效率。数据容错技术的基本原理是增加数据冗余，利用数据冗余来寻找到已经丢失的数据，或者将已经失效的数据重新恢复效力。但是数据冗余增加的同时，会导致储存资源的消耗增加。所以，为了同时达到降低容错率和降低成本的目的，纠删码容错技术和复制容错技术就成为了常用的技术手段。
纠删码容错技术能够把数据信息分为几段，分别进行扩展和编码，然后储存在不同的位置当中。将数据信息分为不同的片段，在其中一个或者几个部分丢失或者失效以后，仍然不会影响数据信息整体的准确性。但是，这种技术需要进行大量的计算工作，数据修复的成本也比较高，经常用于大量数据的储存。
复制容错技术就是对同一个数据对象进行复制，创造大量相同的数据模块，然后分别存储到不同的节点当中。这样，即使某个数据对象发生了遗失或者失效，仍然能通过其他数据模块来获取数据信息。复制容错技术的实行要点有两个：数据的复制策略和数据的组织结构[3]。总体上说来，复制容错技术具有方法简便、读取效率高的优点，但是由于要复制多个相同的数据模块，对存储空间的占有率比较大。
2.2 节能技术
节能技术分为硬件节能技术和软件节能技术两方面。
硬件节能技术，就是从网络信息存储所用到的硬件设备入手，对硬件设备的安装、运行、维护情况进行改善，达到节约能源的目的。硬件节能技术在数据中心和计算机整体两方面实行节能措施，在数据中心方面，主要是在保持性能不下降的前提下，将高能源消耗的设备替换为地能源消耗的设备；在计算机整体方面；就是要改善硬件结构，降低设备体系的总体能源消耗量。
软件节能技术，就是要降低数据信息存储设备的能源消耗量，同时还要维持数据信息服务系统的正常运行。软件节能技术的实现要点在于改善对节点的管理和对数据的管理，利用各种控制操作行为来降低能源消耗。
3 结语
云计算技术是由于信息时代的发展而产生的。云计算能够按照客户的需求提供客户所需要的服务，包括网络、服务器、存储设备、应用软件、各类数据信息服务，是现代社会普遍采用的一种技术形式。为了确保云计算模式当中海量数据信息的安全，云计算的分布存储技术就成为了新时期的重点科研项目之一。云计算的分布存储技术是否能够保证信息数据的安全，很大程度上取决于数据信息的分布存储结构和相关技术的运用。云计算必须采取合理的数据分布存储结构，尽可能地增加数据分布存储的扩展性，降低消耗的成本，同时利用各种数据容错技术来降低数据出现差错的可能性，从硬件和软件两方面入手降低对能源和计算资源的消耗。
参考文献
[1]赵杨，宋倩，叶少霞，等.云计算环境下的电子商务服务平台构建与运行机制研究[J].情报科学，2014，02：7-10+20.
关键词 云计算；分布存储；数据中心
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0081-02
随着信息技术的进步，社会经济也取得了快速发展，各行各业中产生的数据量在逐渐增加，尤其在高能物理、生物学、气候建模、地震预测等科学计算领域，以及Web搜索等商业计算领域表现的最为明显，为了更好的满足社会对存储以及通信技术的实际应用需求，云计算应运而生，并很快成为社会各个领域普遍关注的话题。
1 云计算环境下分布存储技术面临的挑战
1.1 容错性
传统提升容错性的方法是使用RAID技术、高性能服务器，以及专用的存储设备等，这种方法将会消耗供应商大量的生产成本，尤其云计算出现以后，在数据量与节点规模都不断增加的情况下，数据失效的概率表现出明显上升的趋势，数据失效成为云计算环境下的常态，给云计算服务提供商，以及与计算的使用客户都造成了较大的经济损失。因此，解决云计算环境下的分布存储容错性问题是当前急需解决的重要问题。
1.2 可扩展性
冗余磁盘预留方式是提高可扩展性的传统方法，这种方法在云计算出现以前是能够保证足够的存储空间的，但是由于云计算环境下数据中心的数据已经达到EB级，如此庞大的数据量是不可能通过磁盘预留方式解决可扩展性问题的，如此庞大的数据量要求数据中心网络可扩展性较高的同时，还要求数据的组织结构也具备较高水平的可扩展性。
1.3 成本控制
云计算出现之前的传统的分布存储只涉及小规模的节点和数据，也未对能耗提出特殊要求，所以传统的分布存储成本相对较低。但是，由于云计算环境下庞大的数据存储量与节点规模，造成其能耗成本上升，需要在散热、制冷等设备上投入更多的资金，因此，成本控制成为此时商家面临的又一重要挑战。同时降低能耗，遵循低碳生活理念，有效保护环境，既为商家赢得更多的利润，又为商品树立了一个良好形象。
2 云计算环境下的数据中心网络
2.1 以交换机为中心的结构
这种结构下是由一种三层的树型结构构成的，即聚合层、边缘层与核心层（如图1所示）。边缘层是由一个机架交换机连接一个服务器形成的；为实现带宽汇聚与均衡，边缘层交换机与聚合层交换机实现连接；为了实现用户对外部数据的访问，聚合层交换机与核心层路由设备相连接。
以交换机为中心的结构相对更加直观简单易操作，更容易进行连接，只需在增加机架和相应的交换机的条件下就能实现扩展，但是这种结构依然存在一些弊端，笔者总结为以下几点：一是灵活性差、下层服务器利用率不高，一个服务通常被分配给单一的第二层域，在开始时通常需要在第二层域中预留丰富的资源，从而造成服务器资源利用率不高的情况；二是链路带宽容量有限，由于从服务器向上层的路由器移动，需要的带宽逐渐增加，对交换机的要求也就更高，而即便是下层有服务器空闲，上层链路也会出现由于带宽不够导致的各种问题，从而对了数据中心负载转移能力造成限制；三是由于该结构下有限的聚合层链路，而不能很好的实现通信要求；四是存在交换机资源浪费情况，尽管这种结构具有提高系统可靠性的作用，但是如果其中一个交换机失效，替换的交换机不能明显地降低系统效率，造成交换机资源浪费情况。
图1 以交换机为中心的分层树型结构
2.2 以服务器为中心的结构
该结构通过安装多个网卡实现每台服务器的互联，并不涉及路由器、交换机等数据转发设备，由服务器实现数据转发任务。Libdeh等人提出了CamCube数据中心网络结构（如图2所示），该结构单纯由服务互相连接构成，不需要使用交换机和路由器设备。通过多个网卡实现服务器之间的连接，由服务器实现数据转发任务。在三维的每个方向上，其中一个服务器节点都与其他两个服务器直接相连，从而形成三维的环状结构，该结构中可以向外提供节点坐标空间。这种结构的设计思路是借助与更加灵活的路由接口，避免因为网络不透明性造成的性能损耗问题，并最终证明了这种设计的优势。
这种结构和线路连接并不难，但链路冗余较为严重，因为不适用交换机设备，就避免了传统的以交换机为中心的结构的单点问题，服务器可以实现与网络底层的直接交互，上层应用只需按照需求开发更加高效的路由算法。但是，这种结构下由服务器实现全部的数据转发任务，服务器计算资源被占用较多，造成服务器的负载上的较大压力，从而影响服务器的计算效率不高。而且每个服务器只能安装一定数量的网卡，所以节点规模数目也受到限制，而结构中的路由路径较长，这就会造成性能损失，同时需要投入更多的成本。
图2 CamCube数据中心网络结构拓扑图
2.3 混合结构
混合结构即为上述两种结构相结合形成的混合体，以交换机为服务器连接的节点，在服务器中安装有限量的网卡，数据的路由转发任务在交换机和服务器的共同作用下实现，这种混合结构下实现服务器对数据包的转发任务，但是CPU资源也同时被占用。实验证明，在特定场景网络结构中运用这种混合结构，能够有效的降低成本。
3 数据容错技术
在云计算环境下分布存储技术的研究中，数据容错技术是一项重要技术。容错技术水平的高低对于提高数据的访问效率具有重要意义，对系统可用性与可靠性有着重要影响。数据容错技术通常采取增加数据冗余的方式实现的，其目的是为了实现在部分数据失效的情况下，依旧可以通过访问冗余数据的方式满足需求。尽管冗余对容错性提升起着重要作用，但是同时也使存储资源消耗变多。所以，不仅要满足系统容错性较高的要求，还要最大限度的保证存储资源利用率，以达到减少成本的目的。现在使用的比较广泛的容错技术主要有两种，一是基于复制的容错技术，二是基于纠删码容错技术。其中，前者更加简单易操作，更容易连接与实现，但是其弊端是需要较大的存储空间开销；而后者则很好的解决了存储空间问题，可以将多个数据块的信息在较少的冗余信息中进行融合，但是其弊端在于需要进行编码和解码操作，涉及一定的计算开销。如果出现数据失效的情况，前者若想进行修复，只需从其他副本下载一样大小的数据就能实现；而后者则需要下载更多的数据量进行修复，相比较而言，后者的修复成本更高。
在这两种数据容错技术中，基于复制的容错技术更加简单易操作，在实际中的应用也比较普遍，而相比之下的基于纠删码的容错技术则因为需要进行编码和解码，较为复杂的技术要求造成其实际应用相对较少。
4 节能技术
由于云计算环境下庞大的数据量，造成了分布存储成本的大量增加。为了更好的解决不断增大的能耗，保护环境，目前已经出现了多项研究成果，包含硬件节能技术与软件节能技术两种。其中，前者降低能耗的方式主要是降低构成分布存储的硬件设备的能耗，并以此实现分布存储能耗的最小化；而后者则主要是利用相应的软件，合理的调度存储资源，并以此实现分布存储能耗的最小化。目前，软件节能方式作为一种无污染、节能效果较好的措施，得到了相关人员的更多关注，在这种节能技术下，不需要改变现有的硬件设施，只需改变数据的放置位置等就能达到节能的目的。两种技术相比较而言，软件节能技术的可推广性更强，具有更高的灵活性，同时成本也相对较少。
5 结论
综上所述，云计算环境下数据存储量的增加，分布存储技术是云计算的基础，对容错性、可扩展性及成本控制提出了更高的要求，因此，本文从云计算环下分布存储技术面临的挑战出发，对云计算数据中心结构进行分析，并具体研究了数据容错技术与节能技术，为云计算环境下的分布存储技术的进步奠定基础。
参考文献
[1]U・S・Department ofCommerce.TheNIST definition ofcloud computing.NationalInstitute ofStandards andTechnology. 2011.
[2]Abu―Libdeh H，Costa P，Rowstron A，O’Shea G，Donnelly A.Symbiotic routing in future data centers.In：Proc.of the SIGCOMM 2010.New Delhi：ACM Press，2010.5I-62.
[3]Shvachko K，Kuang H，Radia S，Chansler R.The Hadoop distributed file system.In：Proc.of the IEEE 26th Syrup.on Mass Storage Systems and Technologies（MSST）.Lake Tahoe：IEEE，2010.1-10.
[4]肖侬，舒继武，刘芳，李明强.存储技术的研究发展现状与趋势[J].科技报告，2009.
[5]崇阳.基于云计算下的分布存储关键技术研究[J].计算机光盘软件与应用，2012（12）.
作者简介
【关键词】节能技术 配电变压器 应用
1 引言
社会经济的发展提升了人们的生产生活水平，为了更好地满足当今社会对电力能源发展的需求，电力事业部门必须加快完善电力系统的建设，促进电网安全平稳地运行。受到传统的粗放经济增长方式的影响，在电力系统运行的实际过程中，依然存在着能源消耗高、资源浪费多的现象，从我国电力生产、力供应、电力消费等各个环节运行的情况来看，在电力配输送的过程中有着极大的能源节约的空间。作为电力系统中重要的组成部分，配电变压器是整个输配电设备中使用最为广泛的输配电设备，但是在实际上，配电变压器运行中产生的损耗超过了整个输配电系统损耗的三分之一，在这一背景下，节能技术的作用越来越得到凸显。为了更好地建设电力事业，应当在输配电中配电变压器运行的环节深入应用先进的节能技术，促进我国电力节能的发展，实现高效的电能供应。
2 配电变压器损耗分析
作为一种电气设备，配电变压器主要是通过电磁感应原理进行配电输送工作。在实际的工作过程中，配电变压器的损耗十分常见，但损耗如果过高，会引起电力成本的提升，甚至导致电力安全问题以及经济纠纷等。为降低配电变压器运行中的过高能耗，首先应当结合配电变压器运行状况，充分分析器损耗种类及原因，进而采取相关措施。
2.1 配电变压器有功损耗
配电变压器运行过程中产生的有功功率的损耗即为配电变压器的有功损耗，一般来说，有功损耗也有所区别。常见的有功损耗包括铁损和铜损。其中，铁损是指配电变压器运行时在磁滞、涡流、电阻等方面产生的损耗，主要表现为变压器铁芯发热等。此外，铜损则是由于配电变压器线圈电阻而产生的损耗，在这一情况下变现为变压器线圈发热。
2.2 配电变压器无功损耗
相对于配电变压器的有功损耗，变压器无功损耗则产生于变压与能量传递的过程，这一过程不会产生有功损耗，通常来说，配电变压器的无功损耗主要包括以下两种类型：一是由于励磁电流产生的配电变压器无功损耗。在变压器工作时，为保证运行正常，需要励磁电流稳定变压器状态，从而控制无功功率，这一过程中产生的能源消耗即是励磁电流引起的配电变压器无功损耗；二是绕组阻抗和电流引起的无功损耗，这一损耗形式通常与配电变压器的负载电流有关，配电变压器运行时的负载电流增大时，引起的损耗也就越大，反之，则越小。
3 节能技术在配电变压器中的应用
3.1 通过采用新材料和新工艺减少损耗
在长期的实践和探索中，新材料和新工艺的应用为降低配电变压器损耗发挥了巨大的作用，具体来说，新型导线、新型磁体材料、新型制造工艺等，都是配电变压器的节能技术内容。
3.1.1 新型导线的应用
在配电变压器的实际工作中，可以采用无氧铜作为其导线，以有效降低变压器线圈内的电阻，进而降低这一过程中产生的铁损和铜损，实现降低配电变压器损耗的目的。目前，超导线材已经被应用于高温超导配电变压器，降低了因使用传统铜芯线材而产生的能源损耗，这一新应用还在一定程度上加强了配电变压器的抗短路性能，减少变压器运行故障。
3.1.2 优化磁体材料
通过对配电变压器磁体材料进行一定程度的优化和改进，也能够有效降低磁滞损耗。在目前，非晶合金材料由于具备良好的磁化和消磁作用，被深入应用于配电变压器中的铁芯中，这一新型材料能够有效减少配电变压器运行过程中产生的铁损，并在一定程度上减少配电变压器的无功损耗，从而实现配变变压器的节能，提升变压器运行的效益。
3.1.3 改进制造工艺
制造工艺的合理改进，也能有效减少配电变压器运行过程中产生的损耗。随着计算机技术的广泛普及，数控加工系统对于变压器内部使用的硅钢片的加工处理更加精确，超薄硅钢片的使用使得配电变压器的空载损耗降低。
3.1.4 布置新结构形式
新结构的布置形式主要体现在新型绕组结构和新型线圈的布置。其中，新型绕组结构布置是指依据不同的配电变压器登记选用不同的绕组结构，例如通过自粘性换位导线控制漏次的走向等，以控制绕组损耗。此外，新型线圈布置则是指依据涡流走向，选择横向或纵向的线圈布置方式，从而降低变压器损耗。
3.2 改善运行方式提高配电变压器节能水平
除了采用新型材料和新工艺，降低变压器运行损耗还可以通过改善运行的方式来实现。在实际的运行过程中，可以在电网中安装无功补偿设备，以补充感性负载所消耗的无功功率，进而降低配电变压器由于输送无功功率而产生的电力损耗，即无功补偿，常用的无功补偿设备是并联电容器，无功补偿设备具有减少无功功率在电网中流动的特点，能够有效改善配电变压器运行方式，进而降低能源损耗，提高变压器节能水平。
参考文献
[1]韩凯.对配电变压器节能应用的技术研究[J].科技创业家，2013（24）：86.
[2]陈磊.节能技术在供配电系统中的应用[J].科技创新与应用，2013（18）：162.
[3]王伟，张有礼.节能技术在供配电设计中的应用[J].科技与企业，2016（08）：125.
[关键词]电气节能，无功补偿，节能改造，生态环境，绿色照明
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、引言
随着社会的进步和科技的发展，全世界范围内都掀起了节能减排的热潮。推进节能减排，降低能源消耗，已经成为社会经济发展的必然趋势和重要过程，同时也是建设环境友好型社会的必由之路。在众多能源中，电能是基础类能源，无处不在。而且，世界各地对电能的消耗最为广泛，随着工业发展，电耗水平与日俱增，这对煤炭等其他不可再生能源造成了巨大的压力，同时也给生态环境带来了巨大的威胁。无论是生产工厂等经营类企业，还是市政管理等非经营类单位，降低生产成本、提高产品质量都是这些企业发展的根本之道，因此各类企业都将精力集中在控制企业用电成本这一课题上。近年来，涌现出大量的节能改造实验或尝试，其中大部分取得了较好的经济效益和社会效益，比如：变频器节能改造、无功补偿装置等在工业生产中的广泛应用；再比如说，节能变压器、节能配电电器等节能电气设备设施的大量使用和推广，这些新技术、新产品都推动了电气节能这一课题的发展。本人主要介绍几种常见的电气节能技术相关产品及电气节能技术在建筑领域的应用。
二、常见的电气节能技术介绍
电气节能技术，主要是采用更为科学的电气原理，实现对原有电气元件的改良或优化，进而达到节能降耗的作用，帮助企业和用户降低运营成本，造福社会，造福人类。在此，介绍几种最常见的电气节能产品，这也代表着当今社会最为成熟的电气节能技术：
第一，采用节能型配电器，实现节能型供配电系统。
选用节能型配电器，比如MC1系列交流接触器的应用，其线圈的吸合功率为70VA，其线圈的保持功率为8-20VA，这些数字仅仅是某些传统品牌接触器消耗功率的50%，而且MC1系列交流接触器在吸合时接触紧密、阻抗小，因此降低了电流线损。
第二，采用节能型变压器，实现节能型供配电系统。
在电力系统中，变压器是输变电行业中的耗能大户。据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，通过计算可知，损耗每降低1%，全国每年可节约上百亿度电能，因此推广节能变压器事在必行。这里推荐使用SCB10型干式变压器，其空载损耗降低到原来的20-30%范围之间。
第三，采用无功补偿装置，实现节能型供配电系统。
功率因数的高低对工厂企业来说至关重要，因此必须设法提高工厂供电系统中的各个相关部分的功率因数，以充分利用变、配、用电设备的容量，增加其输电能力，减少功率损耗和电能损耗，达到节约电能、提高供电质量和提高设备利用率的目标。实践证明，在客户端设置无功补偿装置，有利于提高供电品质，达到节能效果。
三、如何选择电气节能设备或设施
目前，各种节能设备或设施都得到了广泛的应用和推广，其中尤以变频器最为引人瞩目，而且确实取得了非常好的节能效果。另外，节能灯具、Y型高效电机等也都得到了广泛的应用，在此进行简要介绍。
第一，使用变频器的推广使用。
通过多年的发展，高压变频调速技术已经日趋成熟，其应用也逐渐推广。变频调速控制技术，既能节约能源，又能软启动，减少启动电流对电网的冲击，有利于电网的稳定运行。工矿企业中，必然要有大量的风机、水泵等大动力设备，这些设备一直在工频状态下运行，这样就需要利用闸阀来控制风量和流量，这一过程中就损失了大量的电能。而改为变频调节后，通过改变电机的转速来调节风量、流量，大大减少了损耗，其节能效果在30%-40%左右，十分可观。
第二，Y型高效电动机。
高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，据估计损耗可降低20-30%左右，而其效率则提高2-7%左右；投资回收期一般为1-2年，甚至数月。
第三，节能型照明电器。
节能型照明电器优点很多：高效低耗，节能环保，驱动电压低，响应速度快安全性高，使用寿命长等。很多工厂开始采用金属囱化物灯、高压钠灯、LED等高效光源，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，创造高效、舒适、安全、经济、有益的环境，体现现代文明的照明。
四、电气节能技术在建筑领域的应用
建筑中电气节能非常重要，它不仅影响建筑过程中的成本和能耗，同时也将影响建筑物后期使用过程中的电耗。笔者认为，建筑中的电气节能要遵守三个基本原则：第一，要满足建筑物的使用功能；第二，要考虑用户的经济利益；第三，要节省无谓的能源消耗。因此，建筑电气节能的途径主要有：（1）减少变压器的有功功率损耗；要首选节能型变压器产品，以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗，同时要将变压器的负载率提高到75-85%范围之间，这样可以尽量减少变压器的线损，有利于变压器经济运行。（2）降低供配电线路上的能量损耗；要选用电导率较小的铜芯材质做导线介质，尽量减少导线长度和增大导线截面积，这样有利于降低导线上的能量损失。（3）提高系统的功率因数，减少无功在线路上传输；通过采用电容器补偿、无功补偿装置就地安装就地补偿等措施，减少系统高低压线路传输的超前无功功率，实现合理的选择无功补偿方式，达到节能目的。（4）实现供配电系统、空调通风系统、电力照明系统等传统设施的智能控制，对其进行计算机管理；提倡户式中央空调，通过节能控制器对冷暖用设备在统一平台进行管理，减少能源不必要的浪费；这一点，尤其是在常年需要开放空调来制冷或加热空气的南方地区，非常具有节能潜力。（5）电动机在运行过程中的节能；电机节能，主要体现在减少电机轻载和空载运行等方面；例如，采用变频调速器，使其在负载下降时自动调节转速，以与负载的变化相适应，提高电机在轻载时的效率，达到节能目标。（6）高效节能电热设备的应用；例如，推广使用蓄热型电热水器、电锅炉等设备，削峰平谷，使电网及发电机运行更稳定、经济、寿命长。（7）照明部分的节能；照明最为广泛，处处可见，因此其节能潜力非常大，目前已经能够采用绿色照明、高效光源、增大采光面积、改善透光率等一系列措施，实现对照明部分的节能降耗。其中，绿色照明最受青睐，它是指通过科学的照明设计，采用光效高寿命长，安全和性能稳定的照明电器产品，以达到高效、舒适、安全、有益于环境保护、有益于人们身心健康的目标，并体现现代文明的照明系统。建筑电气环保除节能环保外，还应减少电器产品对环境的影响，主要针对电器产品从原材料的选用、运行、报废等过程中去控制污染、保护环境、实现资源的循环利用。
五、结束语
当然，企业降低成本的方法有很多，但其中通过电气节能技术的应用可以大大降低企业的用电量，提高企业的核心竞争力。电气节能技术有助于企业降低成本，有利于用户降低能耗，同时实现了对自然环境和基础能源资源的有效保护，推动社会经济的可持续发展。
参考文献
[1] 赵纯禹.工业企业电气节能的主要途径.大众用电.2007年06期.
[2] 李冬保.变频技术在杨庄电厂锅炉引风机上的应用.科技风.2010年01期.
[3] 何庭全.电力网技术降损分析及应用.西北电力技术.2004年01期.
【关键词】：城市轨道交通；能耗；低碳节能技术
1 城市轨道交通耗能分析
1.1 城市轨道交通耗能状况
城市轨道交通的运营主要靠消耗电能，其电能的消耗量是相当巨大的。中国城市轨道交通协会的统计数据表明，截至2014年底，全国22个城市开通建设轨道交通骨干线路101条，运营里程长度达到3155公里。其中，北京地铁的里程数达到527公里，2015年预计增至626公里。以北京轨道交通为例。2012年能耗为13.16万吨标煤，耗电为8.53亿度；到了2013年能耗为16.45万吨标煤，耗电量达到11.24亿度。《中国城市轨道交通年度报告2013》的数据表明，中国54个城市规划了总数超过450条的城市轨道交通线路，总里程超过15000公里。在运营里程数相同的情况下，各地的能耗量与北京处于同一水平。全国轨道交通的里程数越长，能耗量越大，而且能耗量将会是一个惊人的数字。 如果能够通过低碳节能技术的应用将城市轨道交通的能耗降低，这将产生巨大的财富，为地铁运营部门节省大量的能源开销。
1.2 城市轨道交通系统各部分耗能
城市轨道交通系统主要包含车站、运营车辆、车辆段设备和维护车辆等几大部分。通过对上海、 广州等中型城市地铁最新的能耗统计，城市轨道交通系统几大部分的耗能情况[1]如下表1.2所示：
表1.2 城市轨道交通系统几大部分的耗能情况
2降低城市轨道交通能耗的技术应用
2.1 低碳节能设备的应用
2.1.1 地铁站的照明应用环保型LED灯
LED光源具有光效高（110lm/w）和寿命长（3万～5万h）等显著特点，而传统光源中最节能的荧光灯也仅有80lm/w的光效和约5000h的寿命，这种新型光源在城市轨道交通车辆上正逐步开始大批量运用。如深圳地铁5号150节车辆项目中，总共采用4800个20w的LED照明模块替代了36 w的荧光灯管，节能可达40%以上，年节电约超过40万kw・h[2]。近年来的实践证明，采用LED照明的主要效益反映在：地下空间照明效果优良，照度和光均匀度均可达到使用要求；照明灯具可保证3万小时的使用寿命；照明节电（与传统灯具比较）在30%以上；人员对视觉感受和舒适性的反映均满意，各地城市轨道交通均可采用。
2.1.2 屏蔽门系统
屏蔽门控制具有减少噪音、避免冷气流失；能保证乘客的安全，防止卧轨事件的发生；降低车站空调通风系统的运行能耗等优点。据相关数据显示，运营远期时，屏蔽门系统在空调季节的用电量比传统集成式闭式系统节约25%。而在通风季节时用电量将比集成式闭式系统节约12.6%[3]。可见屏蔽门系统既提高了安全性，又具明显的节能优势，适合各地城市轨道交通推广使用。
2.1.3 自动售检票（AFC）系统
票房售票机BOM、车站计算机系统SC以及线路中央计算机LCC，E/S编码分拣系统、清分中心CCHS的计算机系统操作界面考虑采用节电模式，在没有操作时暗屏运行。自动售票机TVM在不影响乘客使用的情况下也可考虑采用本方式。可节电30%。
车站设备SLE应采用高效节能型产品。闸机AGM及导向设备、自动售票机TVM的LED显示设备采用发光效率高及高效节能型LED，可节电40%。闸机AGM转杆操作机构采用节能型的液压操作机构，在静态或挂杆时为节电模式，应考虑降低功率消耗或不耗能，可节电60%。读卡器设备采用低辐射节能型设备，以降低辐射功耗，可节电20%。
2.1.4 变频自动扶梯
采用变频自动扶梯，在空载的情况下行，减小其速度可降到额定速度的1/3左右，可使扶梯处于待客状态，低速运行，这样就使得自动扶梯的机械能耗降低。采取此项措施可能降低能耗10%-30%左右。
2.2 新能源的应用
新能源以其低碳的特点，一直是国内外研究的热点。城市轨道交通也应结合所处的环境条件，采用新能源，来降低能耗达到低碳节能的目的。
2.2.1 开发太阳能光伏发电
在我国青藏高原、西北地区、华北地区、东北地区以及云南、广东、海南的部分低纬度地区，光照充足，太阳辐射总量达到在5000MJ/m2，可充分利用太阳能进行光伏发电[4]。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
在地铁车站附近的广大绿地内各类地下建筑物的上方及其出人口外侧或透光玻璃（天棚的上方，以及地铁车站内设置有“天窗”的地段），铺放太阳能电池板，可建立地铁车站和相邻区间专用的小型光伏电网为试点，在取得成效的前提下，日后更争取并入城市大电网， 使太阳能光伏发电系统能运用于整个地下空间。其装机容量可部分甚至全部满足地下空间内部照明、甚或部分设备的供电量需要。
2.2.2 地热能
地源热泵是利用大地作为热源，由于在一定深度下的地层常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度。因此，地源热泵可以克服以室外空气为热源的空气源热泵在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低的主要技术缺点，又有可省去室外机或冷却塔等优点。
实例有维也纳地铁2号线延伸段的四个地铁车站（U2/1Schottenring站，U2/ 2Taborstrasse站，U2/3Praterster站和U2/4Messe站）的深基础结构如桩、地下连续墙、基础底板以及隧道结构都被当作热交换元件。通过地下结构获得的地热能主要用于地铁车站管理用房、地下商场的供暖和制冷。四个能源车站设计总制热量为449kw，设计总制冷量为231 kw [6]。
3总结
采用相应的低碳节能设备及新能源的应用可以明显降低城市轨道交通的能耗。城市轨道交通的低碳节能措施是需要不断发展前进的，本文所提到的两个方面的低碳节能措施也并不是全部。城市轨道交通低碳节能的发展仍需要国内外专家学者的关注与研究。
参考文献
[1] 杨颖.城市轨道交通低碳技术应用研究[J].机车点传动，2010，（6）：1-15
[2] 吴寿良.LED照明灯在现代建筑中的应用[J].智能建筑电气技术，2014，8（5）：23-25
[3] 苏航.地铁屏蔽门系统与集成闭式系统运营耗能比较[J].制冷与空调，2008，（8）：190-192
[4] 吴兴国.绿色建筑和绿色施工技术[M].北京：中国环境出版社，2013
随着刀片式服务器、融合基础设施、各种绿色节能技术以及智能管理软件的应用，特别是云计算技术的不断成熟和应用，新一代数据中心的主要特征日益清晰起来，那就是更节能、更环保、更智能、按需成长、按需分配等。不过，要构建这样的数据中心并不容易，其中不仅涉及数据中心的规划、设计、部署以及维护，也与云计算的部署和落地存在密切关系。
日前，在由本报联合工业和信息化部电子科学技术情报研究所云计算研究与促进中心主办的“2011云计算暨下一代数据中心大会”上，来自行业用户、厂商代表和业内专家近500人围绕如何顺利实现数据中心的升级、让云计算顺利落地等一系列热点话题进行了探讨。
拥抱云计算
云计算是当今IT界的热门话题。借助基于互联网的一系列创新技术，云计算给我们带来了一种更经济、更高效、更灵活的使用IT的方式。
正是基于此，业界对云计算给予高度关注，国际IT企业纷纷推出自己的云战略，以在云计算生态系统中抢占地盘。据不完全统计，2010年与云计算相关的并购案已达20多例，VMware、CA、SAP、HP、EMC等都先后进行了相关收购。这种关注还延伸到政府层面。美国先后推出了“联邦云计算计划”和“联邦云计算战略”，IT管理改革也明确了“云优先”路线；日本刚刚出台了“智能云战略”来加快推进云计算的应用与研究；韩国也出台了专门的云计算发展战略规划――“云计算活性化”综合规划，计划投入6146亿韩元把韩国建成云计算的最强国。
我国各级政府也加紧了云计算落地的步伐。目前，国家发改委、工信部、科技部等多部委共同参与制订的《加快发展高技术服务业的指导意见》已进入起草阶段，其中，云计算产业将被作为未来高技术服务业的主角。而此前的2010年10月18日国家发展改革委与工业和信息化部联合的《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》更是具有标志意义，宣布将在北京、上海等五个城市先行开展云计算创新发展试点示范工作。各地政府也都纷纷了有关推进当地云计算的战略，北京启动了“祥云计划”，上海启动了“云海计划”，全国各地还悄然掀起了一股云基地建设的热潮。而电信行业更是早早动手，中国移动研究院早就启动了“大云”计划，中国电信去年也分别在上海、四川、广州、江西等四地启动了云计算的试点项目，力求成为云计算管道的主导者、综合平台的提供者、内容应用的参与者。
“在我国，云计算产业整体还处于市场导入阶段，但是发展非常快。比如，我国已实施云计算的企业数占比在亚太几个国家中还是比较低的，大约只有16%，但是计划实施或者对云计算比较感兴趣的企业数量在亚太国家中却领先。”工业和信息化部电子科学技术情报研究所软件与信息服务研究部主任黄鹏在演讲中说。
数据中心升级
云计算并不是一个孤立的市场，它是一个产业链的调整和资源的重新分配，这也正是人们高度重视云计算的重要原因之一。
“云计算服务价值链是以网络运营商、云计算平台运营商为核心，由内容应用运营商、网络运营商、设备供应商、系统集成商、商和最终用户等上中下游多个部分共同组成一条生态链，来共同推动产业链上各个行业的发展。”四川通信科研规划设计有限责任公司总工程师张德良表示。
云计算普及的一个重要影响是数据中心的升级换代。由于云计算本质上是通过集约化、规模化和专业化来提升IT效率，因此，构建大型数据中心的需求日益凸显出来，于是如何构建一个高效率、绿色、环保的数据中心也就成为用户普遍关注的问题。
“现有数据中心的主要问题表现在可靠性和可用性不足，缺乏灵活性，建设周期长，扩展性不强，能耗成本居高不下，资源利用率低等。”北京云立方科技有限公司CEO徐红忠说，“云时代的数据中心需要解决这些问题，它应该是可靠、灵活可扩展、绿色节能、自动化、安全和分布式的。”
徐红忠认为，模块化是下一代数据中心的发展趋势。所谓模块化数据中心是指数据中心的每个模块具有独立的功能、统一的输入输出接口，不同区域的模块可以互相备份，通过相关模块的排列组合形成一个完整的数据中心。这些模块包括机架、制冷系统、不间断电源和电池、灭火系统、配电、冷却系统和远程监测。与传统的数据中心相比，模块化数据中心可以最多节约30%的成本，所占面积也可以减少多达50%。
集装箱式数据中心是模块化数据中心的典型代表。集装箱预装经过测试的组件，可以快速部署，不受建设周期的限制，能满足应用灵活和快速移动的要求。不仅非常适合应急性和临时性的场合，而且很多企业也开始把它作为一种常规的数据中心来使用。据微软软件架构资深顾问曹骏介绍，微软在芝加哥的数据中心就采用了微软自己设计和研发的集装箱模式，每个集装箱内放置了1800到2500台服务器。
绿色环保也是下一代数据中心的主要特征，随着环保意识的增强和能源供应的持续紧张，企业在构建数据中心时都高度重视其用电问题。“云时代的数据中心除了灵活、高效、自动化和智能化以外，还一定是可以实现边成长边投资，是绿色、低碳和环保的。”施耐德电气IT事业部大中华区战略市场总监谢卫刚说，为此需要对数据中心从规划、设计、部署到运维的全生命周期进行监控和管理。
另外，数据中心的升级不仅体现在数据中心的基础设施上，还体现在运行在这些基础设施之上的IT系统的运维上。“在云计算时代，还依靠传统的管理和运维工具来进行IT系统的维护是不现实的，因为跟不上需求的变化。”NOVELL东亚区支持与服务总监李岩表示。而实际上，此类管理工具的升级引发IBM、HP、BMC等公司一系列并购。
带动云存储市场
云计算对IT产业的影响是多方面的，云计算的兴起还推动云存储市场的成熟和繁荣。
“云存储其实是大规模的数据依附于存储介质聚集在一起，按照一定的物理及逻辑关系，实现价值效用的最大化。”西部数据首席行业存储产品总监王啸虎表示。
实际上，缺少了基于云存储系统的资源池的支撑，云计算也根本无从谈起。云计算要在云存储的支持下根据实际业务类型提供不同的应用服务。同时，云存储中各种不同的存储设备之间要能协同工作、备份、调用等，使多个存储设备可以实现对外统一的标准化、能动态调整的服务。
“其中的一个关键环节是存储设备的统一管理和协调，这也是构建云计算系统的必须考虑的一个部分。” 红帽软件（中国）公司首席架构师忽志刚表示。
【关键词】气流缸；溢流缸；节能改造
0.前言
广州锦兴纺织漂染有限公司位于广州市番禺区东涌镇，是一家集纺织、染整、成衣制造和销售于一体的大型港商独资企业。随着节能降耗工作及清洁生产的深入持续开展[1]，公司委托广州烈焰节能技术服务有限公司针对其原染布厂用能进行诊断，挖掘节能潜力。当前，染布厂所用溢流缸浴比为1：8，与目前低浴比（1：4）气流缸相比，消耗蒸汽及水量大，需要时间长。
针对上述问题，锦兴公司计划在2011年～2012年实施《气流缸节能改造》项目，实现降低染布厂染布所需蒸汽及水量，从而降低公司整体能耗及水耗，实现社会效益和经济效益双赢。
本次节能技术改造不仅是企业合理利用能源、降低生产成本的需要，也是响应国家及广东省“十二五”节能发展规划等节能减排政策的积极举措[2]。
1.项目概况
1.1项目内容
本次节能改造主要是对现有设备进行升级改造的，改造后公司产品种类及数量不会发生变化。本项目新增26台气流缸替换原有部分溢流缸，浴比从1：8降到1：4，大大节省蒸汽用量，同时节水量达50%。
1.2项目建设目标
项目建成后，预计实现年节能量折合标准煤2.02万吨，节水120.3万吨，节能收益为2535万元/年。
1.3项目投资估算
本项目总投资全部为固定资产投资，项目总资金为6200万元，其中购置设备费6000万元，公用工程200万元。
1.4项目实施时间
为尽量减少改造对企业生产的影响，技改工作主要根据企业的生产规律穿插安排在正常的检修期间进行，因此，工程实施时间跨度较大，总改造时间为2011年10月～2012年10月。
2.节能改造措施
以气流缸替代溢流缸：以低浴比（1：4）气流缸替换部分原有的高浴比（1：8）溢流缸，对传统染色工艺设备进行升级，在不影响产量和产品质量的前提下，节约蒸汽用量，同时可节省用水量，节省助剂，排放的污水量也相应减少[3]。
气流染色机是新一代染色机。其染色工艺原理与常规染色机工艺原理有很大区别。由于鼓风机离心强气流作用，使绳状坯布得到扩张并前进，同时在喷嘴口和气流口之间形成低压区，使染液迅速汽化成雾状、雾化的染料分子动能增加，渗透力增强，此时，雾状染料分子微粒体积小于液状染料分子体积，染料分子在单位时间内的“泳移”次数增加，提高了坯布的染色匀染度，缩短了上染时间，染色重现性好。
气流雾化染色机的喷嘴溢流区使染色分子均匀、快速上染到织物各点上。鼓风机回气流口为细孔网结构。精细设计的气流管道可保持气流均匀一致。故织物在缸体内运行均匀，从而减少了染色折痕产生[4]。有别于常规喷射溢流染色，气流缸染色技术采用气体动力系统，织物由湿气、空气与蒸气混合的气流带动在专用管路中运行，具有产品质量明显提高、超低浴比、减少化学染料和助剂用量、缩短染色时间、节省能源、降低水耗等的优点，属《国家重点行业清洁生产技术导向目录（第三批）》中的推荐技术。
3.节能分析与计算
根据2012年5月15日-31日作前期试验的2台气流缸每日用水、电、汽记录统计表中染布单耗数据与2011年染布平均单耗比较，进行项目节能量计算。
气流缸改造完成后，磅布综合能源单耗折标煤分别为0.9535和0.43，气流缸染布量占总染布量的50%，以2011年的产量77161792磅布计，气流缸替换部分溢流缸年节能量E1计算如下：
E =气流缸改造前后磅布综合能源单耗折标煤之差*2011年总产量*50%
=（0.9535-0.43）*77161792*50%
=20197099.1（kgce）
=20197.1（tce）
=2.02（万tce）
项目同时具有明显的节水效果：
节水量 =气流缸改造前后磅布水单耗之差*2011年总产量*50%
=（0.0648-0.03362）*77161792*50%
=1202952.3（吨）
=120.3（万吨）
4.经济效益分析
4.1节能收益
项目完成后节能量为2.02万吨标准煤每年，煤价格按900元/吨计算，年节能收益可达1818万元；年节水120.3万吨，按广州市工业用水最新定价3.46元/吨及污水处理厂污水处理费按2.5元/吨计算，总节水收益可达717万元。本项目总节能收益为2535万元/年。
4.2成本费用估算
项目运行成本及费用包括维修费用、固定资产折旧、摊销费用及管理费用等。经测算，正常年总成本640万元。
其中设备及建筑折旧费610万元。设备部分可按10年折旧，公用工程部分可按20年折旧，残值率按5%计算，折余值在期末回收。
4.3利润估算
（1）利润总额。节能收益扣除总成本费用后为利润总额，该项目达产期，每年新增利润总额2535万元。
（2）净利润。新增利润总额扣除所得税后为净利润。本项目不考虑所得税优惠，按所得税率25%计算，年新增所得税为473.8万元。新增净利润为1421.2万元。
4.4项目盈利能力分析
项目静态投资回收期5.4年（含建设期），盈亏平衡点33.77%，总投资收益率30.6%，资本金净利润率22.9%。项目投资效果良好，风险也不大，盈利能力强，而且全部投资为企业自筹资金，没有借债运营，项目完成后，不仅可以增加企业的盈利，而且可以较大地降低能耗水平，社会效益也非常显著，因此，本项目在财务上是可行的。
5.结语
5.1项目技术上具有可行性
本项目实施的气流缸改造方案，应用广泛，技术成熟可靠，风险小。
5.2项目投资回报可观
该项目是基于现有生产工艺进行的设备升级节能技术改造，总投资为6200万元。改造后可实现年节能量折合标准煤2.02万吨标煤，节水量120.3万吨，节能收益2535万元/年，项目运行年总成本640万元，利润总额1895万元，税后利润1421.2万元，税金473.8万元。项目投资回报可观，节能效果显著，对纺织行业节能节水具有一定示范效应。
【参考文献】
[1]刘江坚.气流染色机的应用实践[A].2009全国染整行业节能减排新技术研讨会论文集[C].2009.
[2]陈建军，郭春景.印染企业节能减排状况与对策研究[J].环境污染与防治，2009，（06）.
关键词：船舶；电动机；节能降耗
船舶运行成本较高，运行能耗大，虽然有更多新型技术与设备被应用其中，想要完全实现节能降耗目的，还需要针对电动机运行能耗进行分析，采取有效措施来对其进行节能设计。
1船舶电动机节能分析
电动机为船舶主要直接用电负荷，提高其运行效率，是实现船舶电气系统节能降耗的主要措施之一。就船舶运行特点来看，大部分辅机系统均处于连续运行状态，包括主轴滑油泵、冷却水泵、空调压缩机以及通风机等，为维持各系统正常运行，电动机需要稳定运行，通过对其运行效率的优化，可以在持续运行时间内，节省大量电能。在实际航行中因为工况不断发生变化，电网电压也会不断变动，使得各系统运行输出功率大于额定功率，电动机效率急剧降低，造成更多电能损耗。现在对船舶电气系统进行节能设计，对促进行业的进一步发展具有重要意义，例如近年来迅速发展的永磁同步电动机，可以有效解决上述问题，电动机运行效率更高，在维持各项辅机系统运行的同时，减少电力损耗。
2船舶电动机节能技术要点
2.1电动机变速运转
2.1.1电动机作用
船舶电动机主要用于驱动泵类以及风机等转速稳定的电动机；以及甲板机械类电动机的驱动，包括起锚机、系泊绞车等，且为了可以在低速状态下发出转矩，应尽量选择应用变极式电动机；还可以用于驱动甲板机械类起重机械，以及电力推进装置等转速要求严格的电动机。
2.1.2运转方式选择
（1）变速运转。为达到节能降耗效果，可以设计泵类与风机等应用变速运转方法。船舶电气系统内，使用泵类与风机的设备数量较多，一般应用交流异步电动机提供动力，电动机维持稳定转速持续运行，在负载发生变化，出现低负载或者过负载情况时，能够对风门和阀进行调节满足负载变化要求，但是会造成一定损失。为减少此损失降低电力损耗，便可以选择减速运转方式。根据被驱动机械运转方式和设备为依据进行选择，例如辅助锅炉应用鼓风机，船舶航行与装货时，可以满足风量和风压大幅度变动要求，并且如果选择而应用二级控制方法，还可以应用变极式电动机来提高节能效果。（2）机组控制。驱动甲板机械用电电动机变速运转模式现在已经被广泛的应用到船舶电气系统建设中，选择应用变极式电动机，实现电动机-发电机控制方式。变极式电动机变速模式虽然运行成本低，但是并不适用于大容量电动机，且控制效果不佳，基于起重机种类差别，应选择应用直流电动机来进行细微控制，提高控制效果。直流电动机正常运转状态下，将直流可变电压作为电源，并配置电动机-发动机，实现系统正常运行。并且，现在已经有大功率电子元件的应用，可以更有效的实现从交流电源中产生直流可变电压。（3）其他运转。直流电机在船舶电气系统中的应用，换向器在持续运行过程中，受电刷影响会降低线圈绝缘性，对电动机运行效率产生影响。而同步电动机的应用，完全可以避免此问题，其可硅控整流器运转，并且具有有直流电机相同的控制效果。与电动机-发电机方式相比，可控硅发电机电动机组控制方式效率更高，在节能设计中具有更大优势。
2.2高效率电动机选择
2.2.1电动机效率
船舶电动机需要维持连续运转状态，通过提高其运转效率，便可达到节能效果。现在绝缘技术水平不断提高，元件体积不断缩小，旋转机械也实现了小型化生产，为减少电动机内部损耗，就需要对电工材料特性进行综合分析，保证所选铁芯材料质量优良，同时在原有生产制作工艺上进行更新优化，争取提高各元件制作效率，满足电动机节能优化要求。
2.2.2轴输出功率
对电动机进行节能设计，另一个要注意的问题就是负载选用电动机最佳额定功率的确定，一般电动机效率在额定功率75%~100%负载下运转时最高，如果处于低负载状态下运转，则会导致效率较低，产生较大损失。因此需要对轴输出功率进行分析，选择高效率电动机，保证其即便是处于低负载状态下，也可以保证较高的效率。基于负载容量、最大转矩以及启动转矩等因素进行综合分析，保证所选电动机效率可以满足节能运行需求。
3船舶异步电动机变频调速节能技术
对于船舶动力装置来说，存在大量风机、水泵类负载，基本上均选择用鼠笼式异步电动机拖动，为达到节能效果，其电动机便可选择应用变频调速、转差离合器控制调速以及调压调速等调速方式进行优化。其中，变频调速可以对同步转速进行调整，更适于转速降低时状态，在风机、水泵系统中应用具有良好效果。以某轮舱底水泵为例进行分析，其水泵型号为CB65，流量为68m3/h，压力为0.223MPa，电动机型号为J02-61-2-H/D2，额定功率为18kW，额定转速为2950r/min，额定电压为380V。配备ACS800-01-0003直接转矩控制变频器，不同流量调节方法效率曲线如图1所示。其中水泵型号为CB68，流量为65m3/h，压力为0.228MPa，电动机型号为J02-61-2-H/D2，额定功率为18kW，额定转速为2950r/min。图1不同流量调节方法效率曲线由图可知，流量比小于80%时，应用变频调速方式进行流量控制，与其他调控方法相比，功率损失比最小，具有最好的节能效果。同时，基于流量调节时水泵会有扬程变化，还需要对不同实需流量和实需扬程下节电率数据进行综合分析。其中，将节电率与系统内装设出口调节阀情况进行对比，实需流量百分比数据与实际计算流量和水泵标称流量进行对比，实需扬程百分比数据将实际计算泵扬程与水泵标称扬程进行对比，确定水泵流量与扬程均存在一定富余量时，节能效果更为明显。
4结束语
船舶电气系统需要长时间持续运行，整个航程运行产生的能耗巨大，为实现节能降耗设计，就需要重点做好电动机分析，选择高效率电动机的同时，根据实际情况确定运转控制方法，并应用变频调速手段，来达到节能降耗目的。
作者:卓土墙 单位:中交第三航务工程局有限公司厦门分公司
参考文献
关键词：余热锅炉；节能改造；过热器；省煤器；吹灰器
中图分类号：TE963 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0035-03
1 余热锅炉概述
工业生产耗能巨大，工业设备排出的热能作为一种资源非常丰富，但是若不能够充分有效地利用，这些热能将对环境造成很大的影响。所以对余热锅炉的利用非常重要，是提高企业经济效益、节约国家和地方资源以及保护环境的有效措施之一。某化工公司有100万t/a重油催化制氢装置，为了能够有效地回收利用工业热能，给该设备配套了余热锅炉，该余热锅炉通过对催化制氢装置产生的温度约510℃的高温再生烟气（流量155844Nm3/h）的余热，产出压力可以达到4.0MPa、温度380℃左右的中压蒸气，向外取热器和油浆蒸发器汽包（外蒸发器）提供热水以及对外蒸发器产生的中压饱和蒸汽进行过热。由于锅炉投产至今时间较长，该锅炉出现了较多的问题，很大程度上影响了余热锅炉的热效率以及设备的日常工作。
2 余热锅炉运行现状
2.1 排烟温度过高
余热锅炉从检修维护后运行超过一段时间排烟温度就会迅速上升，从起初的170℃左右升高到了200℃以上，使得锅炉的效率大打折扣。发现余热锅炉的受热面杂质沉积过多，热量向后堆积，是造成排烟温度过高的原因。
2.2 过热器温度低，过热能力不足
由于该余热锅炉的过热面积设计较小，使得余热锅炉的过热器过热的能力不足，锅炉过热出口温度一般要求达到430℃左右，但是余热锅炉会发生实际过热温度只有350℃左右。过热温度明显不足，影响了设备的运行状态，甚至是运行安全。
2.3 省煤器容易被腐蚀
余热锅炉省煤器出口需要给锅炉给水，由于水温和锅炉的温度温差较大，实际运行中会给锅炉省煤器造成低温的露点腐蚀，使得省煤器腐蚀穿孔。再加上吹
灰系统遗留的杂质沉积，会影响锅炉运行的稳定性。
3 节能技术改造方案
为稳定该余热锅炉的运行，提高锅炉的热效率，降低装置能耗，结合锅炉运行过程中出现的问题，对余热锅炉进行节能技术改造。
3.1 过热器部分节能技术改造方案
过热器改造的目的在于处理和解决过热器出口温度达不到要求，过热能力不足影响设备效率和安全的问题。为了能够提高过热器出口的温度，在对流蒸发段出口和省煤器入口这一段距离之间增加一个外来的饱和蒸汽低温过热器。低温过热器采用翅片管作为传热的元件，结构上采用模块化箱体的结构形式，并且安装固定旋转的吹灰装置，从而能更加有效地提高换热的能力和效果。该增设的低温过热器可以将外来的饱和蒸汽的温度过热到310℃左右，在此基础上蒸汽再和余热锅炉自身的饱和蒸汽混合。通过这一改造可以提高流入过热器蒸汽的焓值，可以增加CO余热锅炉的过热能力，保证锅炉有较长的运行周期。特别是在锅炉运行后期，改造后的过热器可以有效地提高平衡过热能力，因为在后期余热锅炉对流受热面上沉积了较多的灰尘和杂质，使得烟气热量位置改变，热量后移，此时改造后的过热器将对提高过热蒸汽温度非常有作用。
为了能够有效地减少管路的露点，方便平时的设备运行和设备维护，可以拆除汽包以及蒸发受热面，简化余热锅炉系统。但是新增的低温过热器必须保证它的工作状态处于较佳的状态，确保过热蒸汽出口温度达到要求。
3.2 省煤器部分节能技术改造方案
排烟温度过高会严重影响余热锅炉的使用效率，为了能够提高余热锅炉的运行效率，拆除以前省煤器高低温的一些炉墙，安装螺旋翅片管做成的积木式箱体模块化结构，这些省煤器的受热面可以较大范围地增加换热面积，从而显著地增加省煤器的导热能力，成功地降低排烟温度，使得温度保持在180℃左右。同时由于在改造时采用的是特殊的积木式模块化结构，不单单对设备的质量和性能有很大的提高，还可以方便施工，对改造施工时间有较大的压缩，节约了时间资本。
省煤器由于锅炉给水的温差较大，会导致省煤器出现腐蚀、穿孔等问题。对省煤器的给水系统根据换热要求，通过省煤器出口的水的高温堆加热锅炉给水，从而保持实际流入省煤器给水的温度可以明显提高，减少与锅炉的温差，有效地避免露点腐蚀问题，保证了省煤器的安全运行。
3.3 吹灰器部分节能技术改造方案
吹灰器工作效率的好坏严重影响着余热锅炉的工作状态和工作效率。如果吹灰器效果不佳，首先导致的是余热锅炉受热面沉积杂质较多，其次是省煤器沉积杂质，影响锅炉的运行稳定性。对于吹灰器的改造通过拆除原有的声波吹灰器，布置PLC自动控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障锅炉的正常运行。
3.4 控制系统改造
为了能够适应锅炉控制的便捷和时效，对余热锅炉本身的控制系统进行升级改造，首先是对新增激波吹灰系统改造所匹配的电气自控控制系统改造，采用独立的PLC控制系统。其次是对锅炉运行原来的DCS控制系统升级，增加相匹配的显示参数，更容易了解和监控运行过程。
4 效果估算
预计余热锅炉改造完成后，排烟温度会从220℃降到180℃左右，余热锅炉的效率也大大提高。表1是一个节能估算表：
从表1中我们可以看到预计余热锅炉改造完成后余热锅炉效率从72.63%提高到81.87%，对于烟气热量的回收利用率也预计上升10个百分点左右，每年预计可节约用于取热器和油浆蒸发器汽包提供热水以及对中压饱和蒸汽过热的标煤3051.43t，每t标煤价格按照1200元计算，每年可以节约人民币3661716元。节约成本效果显著，对于资源节约和环境保护影响也较大。
5 结语
由于余热锅炉存在排烟温度过高，影响锅炉工作效率问题，为了排除这一影响，对余热锅炉采取增加低温过热器的方式，同时对省煤器安装螺旋翅片管做成的积木式箱体模块化结构，增加受热面等节能技术改造方案，能够起到很好的效果。对于省煤器容易被腐蚀这个问题，可以通过省煤器出口的水的高温堆加热锅炉给水，减少与锅炉的温差，有效地避免露点腐蚀问题，保证了省煤器的安全运行。为了能够增加烟尘杂质的处理能力，将吹灰机更换为PLC自动控制的激波吹灰器，提高吹灰能力，保障锅炉的正常运行。为了验证节能技术改造的效果，预估了余热锅炉的热效率以及经济效益。通过估算，热效率可以提高4%，热量回收利用率可以提高10个百分点，每年预计可节约标煤3051.43t。这些数据说明了余热锅炉节能技术改造对于资源节约和环境保护意义较大，但是由于锅炉工作环境难以控制，工作负荷较大，要想余热锅炉的使用效率和使用寿命有较好的保持，对于余热锅炉的维护保养必须有比较科学的方式方法，而且必须形成严格的保养规程。
参考文献
[1] 中华人民共和国劳动部.蒸汽锅炉安全技术监察规程
[M].北京：劳动出版社，2006.
[2] 李新生.谈如何改造锅炉节能设计的分析[J].科技促进发展，2009，（6）.
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