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關(guān)鍵詞:煤炭企業(yè);節(jié)能降耗;策略
一、礦井供電與配電系統(tǒng)降耗
對于當(dāng)前煤炭企業(yè)生產(chǎn)而言,電力系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用,對于電力系統(tǒng)的優(yōu)化與完善是企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗的一個主要途徑。具體而言,應(yīng)該從以下幾個方面著手:首先,在對礦井工作中所需的變壓器進(jìn)行選擇的時候,必須選擇具有MA標(biāo)志的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,同時需要該產(chǎn)品具有低損耗的特征。其次,要提高對靜電電容補(bǔ)償設(shè)備的重視程度,根據(jù)企業(yè)電力系統(tǒng)的實際情況,合理安裝補(bǔ)償設(shè)備,確保其作用可以在系統(tǒng)運(yùn)行中充分發(fā)揮出來。最后,配電系統(tǒng)的布局設(shè)計不能存在隨意性,應(yīng)從根本上確保其科學(xué)性和合理性。
二、給排水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保
水資源在煤炭企業(yè)生產(chǎn)中同樣不可或缺,從水資源方面實現(xiàn)節(jié)能降耗也應(yīng)引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)部門的高度重視,此項工作的實現(xiàn)需要通過對給排水系統(tǒng)的完善來完成。給排水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保措施主要體現(xiàn)在對各項系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化方面,首先,可以通過增加泵壓的方式提高防火灌漿的節(jié)能效果,但需要注意的是,在對煤礦生產(chǎn)所需水泵進(jìn)行選擇的時候,必須保證產(chǎn)品質(zhì)量,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。其次是對水泵吸水管進(jìn)行優(yōu)化,通常情況下,水泵吸水管都是在強(qiáng)壓條件下工作的,將該設(shè)備優(yōu)化之后,可以大幅度提高供水的穩(wěn)定性。
三、場地建筑節(jié)能措施
在對煤礦建筑進(jìn)行節(jié)能減排也是非常必要的,可以在一定程度上實現(xiàn)煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。對于煤礦建筑的節(jié)能減排,相關(guān)部門可以從以下幾個方面著手:首先,要根據(jù)礦井的具置、地形特點(diǎn)以及天氣狀況等因素,對建筑物的位置進(jìn)行合理選擇,使其能夠?qū)L(fēng)能、太陽能等自然能源充分利用起來,降低能源的消耗。其次,建筑物的占地面積也盡可能縮小,可以通過提升高度的方法把消耗降低。最后,建筑物的假設(shè)還要充分考慮對生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類氣體的排放,這一要求可以通過使用窗戶和氣樓的方式實現(xiàn),以此來實現(xiàn)節(jié)能與降耗。
四、對于設(shè)備選擇要擇優(yōu)
目前,煤炭企業(yè)在生產(chǎn)過程中涉及了諸多設(shè)備,實現(xiàn)各個設(shè)備的合理優(yōu)化,可以大幅度提高資源利用率。本文主要以通風(fēng)系統(tǒng)中的各項設(shè)備為例進(jìn)行分析。煤炭企業(yè)的通風(fēng)系統(tǒng)都相對來說比較復(fù)雜,若想從根本上優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng),其關(guān)鍵就在于減少礦井的通風(fēng)阻力。這就要求工作人員對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化的措施可以通過安裝風(fēng)機(jī)變頻器來完成,安裝完成之后,通風(fēng)系統(tǒng)就可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速,不僅使用方便,而且還可以大幅度降低對能源的消耗。同時,在當(dāng)前煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中,所涉及的通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房以及抽放泵站都會大量消耗電能,因此,為了切實提高煤炭企業(yè)的節(jié)能降耗效果,工作人員還需在上述設(shè)備的優(yōu)化上下功夫,要根據(jù)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)需求,對與之相匹配的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)化選擇,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
五、煤礦廢棄物的資源化利用
廢棄物的資源化利用也是當(dāng)前煤炭企業(yè)節(jié)能降耗的一項主要措施。就目前煤炭企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀來看,會產(chǎn)生諸多廢棄物,比如說廢棄煤渣、煤矸石以及廢水等,在過去的時間里,企業(yè)對于上述廢棄物的處理通常采用直接排放的方式,這不僅會導(dǎo)致資源浪費(fèi),而且對生態(tài)環(huán)境也會造成污染。在煤礦生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量廢棄物中,煤矸石所占比例最大,其中包括了多種物質(zhì),例如,C、SiO2、MgO、K2O以及TiO等,這些物質(zhì)均可以實現(xiàn)回收再利用,無論是在農(nóng)業(yè)方面還是化工產(chǎn)品生產(chǎn)方面,都有很大用途。此外,廢棄物的利用還包括煤礦生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的生產(chǎn)垃圾,通常情況下,生產(chǎn)垃圾大致可分為三種類型,即可供回收垃圾、有機(jī)質(zhì)垃圾和無機(jī)質(zhì)垃圾,對于可供回收垃圾的處理,我們可以采用袋裝的方式將垃圾分類,然后分揀,最后將其分別處理;對于有機(jī)質(zhì)垃圾的處理,我們可以將其經(jīng)高溫腐熟后制成有機(jī)肥料;而對于無機(jī)質(zhì)垃圾的處理,我們則可以將其直接填坑。將生產(chǎn)垃圾進(jìn)行有效處理,一方面可以提高資源利用率,另一方面也可以為居民提供一個良好的生活環(huán)境。由此可見,對煤礦廢棄物實現(xiàn)資源化利用非常重要,需要引起煤炭企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)部門的高度重視。
結(jié)語:綜上所述,煤炭企業(yè)的節(jié)能降耗是一項全面而又系統(tǒng)的工作,實現(xiàn)節(jié)能降耗,不僅可以有效避免資源浪費(fèi),提高煤炭利用率,而且對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的提升也具有重要意義。從本文的分析我們可以看出,煤炭企業(yè)若想實現(xiàn)節(jié)能降耗,除了可以從配電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)以及建筑節(jié)能幾個方面著手外,還可以通過設(shè)備的擇優(yōu)選擇和廢棄物資源有效利用等途徑來實現(xiàn)??梢灶A(yù)見,在未來的時間里,隨著煤炭企業(yè)的飛速發(fā)展,節(jié)能降耗途徑必然會越來越多,并且在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。
參考文獻(xiàn):
1.1合理選用變壓器
在實際消耗中不難發(fā)現(xiàn),變壓器能源占總消耗量的比例比較大,值得一提的是電能損耗還分為兩種形式進(jìn)行:空載損耗和負(fù)載損耗兩種,因此,在選用變壓器過程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮各方面因素,從容量和負(fù)荷率等角度予以考慮,確保選用的變壓器符合機(jī)房實際情況。
1.2優(yōu)化直流電源系統(tǒng)
在通信機(jī)房中可以通過更換開關(guān)電源設(shè)備的方式,在增加容量的同時能夠減少電源體積,智能化程度的提高直接作用于工作效率,一定程度上還能夠提升工作人員的積極性,使其全身心的投入到工作過程中。再者,對開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行改造過程中要依據(jù)實際情況,例如:電源的容量配置設(shè)置上一定要大于負(fù)載容量,這樣能夠確保系統(tǒng)正常隱形,相反,其設(shè)定值若小于負(fù)載容量比較容易出現(xiàn)發(fā)熱情況,嚴(yán)重時損壞設(shè)備,通過優(yōu)化電源直流系統(tǒng),既能夠減少能源損耗,從某種意義上還能夠降低通信機(jī)房的投資。
2空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能損耗
實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的最主要途徑在于靈活利用外部因素,正確處理好結(jié)構(gòu)和空調(diào)設(shè)備兩者間的關(guān)系,只有以這個為前提條件,才能夠制定出行之有效的節(jié)能方案。在相關(guān)測試中發(fā)現(xiàn),夏季室內(nèi)低于或者冬季室溫高于1度,工程投資會在原有的基礎(chǔ)之上增加6個百分點(diǎn),能源損耗增加8個百分點(diǎn),采取加大室內(nèi)外溫差的方式則不科學(xué)。因此在空調(diào)安裝過程中,首先要進(jìn)行合理規(guī)劃,要保證其有足夠的散熱空間,盡可能避免陽光照射,冷熱負(fù)荷要均勻處理,這樣能夠減少不必要的浪費(fèi)。值得一提的是,通過霧化水來沖擊空調(diào),既能夠達(dá)到清洗空調(diào)的目的,還能幫助空調(diào)散熱和節(jié)能。再者,對中央空調(diào)的變頻改造可以采取多種方式,但是科學(xué)合理的方式是改變壓縮機(jī)的供電頻率,從而控制室溫。盡管變頻器其主要功能是改變供電的頻率,但是在特定條件下其也能調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的正常轉(zhuǎn)速,從深層次上來說能夠降低設(shè)備損壞的機(jī)率。值得一提的是,通信機(jī)房內(nèi)的新風(fēng)系統(tǒng)在特定條件下能夠?qū)⒖諝廪D(zhuǎn)化為冷源,然后將機(jī)房內(nèi)的熱量與冷源對調(diào),在降溫的同時也在散熱。其不僅僅散熱、降溫效果顯著,電能損耗也直線下降。任何事物都具有兩面性,新風(fēng)系統(tǒng)也不例外,采用此種方式進(jìn)行改造不能夠?qū)κ彝獾目諝膺M(jìn)行凈化處理,因此在互換過程中難免會吸入護(hù)城,影響了設(shè)備的清潔度,采用新風(fēng)系統(tǒng)對環(huán)境要求比較高,必須滿足機(jī)房內(nèi)部溫度不小于5度這個前提條件,倘若不具備這個條件,相關(guān)工作就不能夠正常進(jìn)行。
3分析機(jī)房節(jié)能的評估機(jī)制
節(jié)能效果的評估應(yīng)當(dāng)在各方面都得到保障情況下,深層次了解造成能源消耗巨大的原因,根據(jù)實際情況找到節(jié)能改造的切入點(diǎn),以此為前提條件從而得到估算能源節(jié)約量。但是就我國目前形勢來看,我國的能源計量管理體制尚需建立健全,因此很多企業(yè)或者組織只是簡單的通過電表實施管理。倘若要開展效果評估,其首要任務(wù)就是更換電表,采用比較先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備,針對機(jī)房各個部件的能源消耗進(jìn)行詳細(xì)記錄并整理,為制定行之有效的節(jié)能方案提供堅實理論依據(jù)。節(jié)能效果并不是通過仿真實驗就能夠得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),它受外界因素影響比較大,因此必須依據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行,否則出現(xiàn)評估誤差的機(jī)率比較大。新形勢下,比較常用的是國際節(jié)能效果和測量認(rèn)證規(guī)程IPMEP,其主要是綜合考慮各種因素,其設(shè)計的初衷和目的就是研究節(jié)能技術(shù)服務(wù)公司和接收服務(wù)方如何根據(jù)自身實際情況量化節(jié)能措施,以此為節(jié)能效益提供科學(xué)性指導(dǎo)。實際上,考慮到通信機(jī)房節(jié)能其主要是通過有效手段降低電能消耗和減少設(shè)備損壞,參照IPMER規(guī)程能夠得到一個相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。正確處理好年節(jié)能量、節(jié)能效率、單位能耗、用能效益相互之間的關(guān)系,其中年節(jié)能量主要是傳遞出具體節(jié)能的信息,節(jié)能效率指標(biāo)則是節(jié)約能源占總消耗的比例。立足整體,從價值的角度出發(fā)年度純收益和能耗兩者間比例的不同,也是節(jié)能效果的反映,在不考慮外在因素的前提下,用能效益提高節(jié)能效果也就越加明顯,四個指標(biāo)之間相互作用,它們從不同角度出發(fā)詮釋了節(jié)能效果,總體來說科學(xué)合理性高。
4結(jié)語
中國華電集團(tuán)(以下簡稱“華電”)發(fā)電裝機(jī)容量為5004.6萬千瓦,擁有百萬千瓦以上的電廠16家。華電應(yīng)該是最不缺電的單位了,但是據(jù)華電信息中心主任唐義良介紹,他們也在想方設(shè)法實現(xiàn)IT系統(tǒng)節(jié)能降耗,目前正在積極采用基于CPU的虛擬化技術(shù)來整合系統(tǒng)。
IT能耗問題已經(jīng)成為影響全球氣候和環(huán)境的重要因素之一。預(yù)計2007年,中國PC的社會保有量將超過1億臺,服務(wù)器超過200萬臺,還有數(shù)目眾多的路由器、交換機(jī)等其他IT設(shè)備,這些總量驚人的IT設(shè)備大約會消耗300億~500億度電能,等同于向大氣中排放上千萬噸的溫室氣體。
高性能計算(High Performance Computing,HPC)設(shè)備計算能力出眾,與此相對應(yīng),其“耗電能力”也是“首屈一指”,可謂是IT行業(yè)的耗電大戶。北京市氣象信息中心主任劉旭林給記者拿出一份信息中心新的HPC系統(tǒng)運(yùn)行用電情況的報告。報告顯示,空載情況下,HPC設(shè)備加上照明、制冷、安防等設(shè)備的耗電量達(dá)到了327千瓦;滿載情況下,達(dá)到415千瓦,折合成電費(fèi)每年大約需要300萬元。
能耗讓HPC很無奈
北京市氣象部門擔(dān)負(fù)著2008年奧運(yùn)會期間主要的氣象數(shù)值預(yù)報服務(wù)。一流的奧運(yùn)會需要一
流的氣象服務(wù),奧運(yùn)氣象服務(wù)是舉辦有特色、高水平奧運(yùn)會的重要保障。由于全球氣候變化的影響,與往屆奧運(yùn)會相比,北京奧運(yùn)會期間天氣更加復(fù)雜,而賽時、賽場和城市安全運(yùn)行對氣象保障要求更高。因此,北京奧運(yùn)氣象服務(wù)面臨十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而北京市氣象部門是向奧組委立下“軍令狀”的,保證要為2008年奧運(yùn)會提供精細(xì)化的氣象預(yù)報服務(wù)。
具體精細(xì)到什么樣的程度,劉旭林解釋,就是要實現(xiàn)以一平方公里為單位的實時數(shù)值天氣預(yù)報。劉旭林告訴記者,“為此,北京市氣象信息中心專門花費(fèi)4000萬元添置了一套IBM的HPC系統(tǒng),計算能力達(dá)到9.8萬億次/秒,能夠為奧運(yùn)會期間的氣象預(yù)測提供有力的數(shù)據(jù)支持。該系統(tǒng)將提高北京市區(qū)的精細(xì)化天氣預(yù)報業(yè)務(wù)水平,完全滿足奧運(yùn)會要求的場館周邊天氣變化數(shù)值的預(yù)報要求?!?/p>
說到能為2008年奧運(yùn)會提供高質(zhì)量的精細(xì)化氣象服務(wù),劉旭林充滿了自信和驕傲,但是說起整個HPC系統(tǒng)的能耗,一下子他又平添了些許無奈?!拔蚁蝾I(lǐng)導(dǎo)匯報,信息中心的HPC的電費(fèi)要將近300萬元,領(lǐng)導(dǎo)一聽當(dāng)時就急了。根本就沒有這筆預(yù)算,一年要300萬元上哪兒去找?然后趕緊打報告,組織各方討論,協(xié)調(diào)解決。”劉旭林說。
高性能計算起源于科學(xué)計算,我國的高性能計算事業(yè)就是伴隨著“兩彈一星”工程成長起來的。在HPC發(fā)展早期,由于主要以科學(xué)計算為主要應(yīng)用領(lǐng)域,解決面向科學(xué)的重大挑戰(zhàn)性問題,所以人們把注意力更多地集中在了它的計算能力上。
如今,HPC在我國已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、氣象預(yù)報、航空航天、環(huán)境問題、材料科學(xué)、生物科學(xué)等方面。而目前關(guān)系到企業(yè)應(yīng)用的商業(yè)計算正在不斷增加,上海超級計算中心副主任袁俊曾向記者表示,“上海超級計算中心的HPC投入應(yīng)用后,為上海市的氣象、環(huán)保、船舶、汽車、飛機(jī)制造、建筑、鋼鐵、石油、機(jī)電、生物醫(yī)藥、基因研究等各行各業(yè)提供了有力的高性能計算服務(wù),為上海市帶來了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益?!?/p>
正是在上海超級計算中心這樣的單位的帶動下,越來越多的高性能計算中心如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。據(jù)上海大學(xué)計算機(jī)學(xué)院徐煒民老師介紹,光在上海高校系統(tǒng),上海大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、華東理工大學(xué)、華東師范大學(xué)、上海電力學(xué)院等院校就都已經(jīng)或者正在建設(shè)各自的高性能計算中心。
目前,上海大學(xué)擁有一套含197個CPU節(jié)點(diǎn)的高性能計算機(jī),作為校內(nèi)主管高性能計算教學(xué)和科研的負(fù)責(zé)人,徐煒民曾經(jīng)抱怨,HPC的教學(xué)和科研并沒有得到校內(nèi)各方的有力支持。但是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對此卻振振有詞:“還不支持?每年60多萬元的電費(fèi)都交了,這還不叫支持?”對于一個普通高校的計算機(jī)學(xué)院而言,每年60萬元的電費(fèi)已經(jīng)不是個小數(shù)字了。但是如果和北京市氣象信息中心相比,上海大學(xué)的抱怨也只能算是“小巫見大巫”。
賴能和是中國石油集團(tuán)研究院數(shù)據(jù)處理中心的總工程師。據(jù)賴能和介紹,他所在的東方地球物理公司(BGP)主要以地球物理勘探業(yè)務(wù)為主,國內(nèi)業(yè)務(wù)分布在12個省區(qū)15個油田,國際業(yè)務(wù)分布在全球27個國家。BGP在全球地球物理公司排名第四位,陸上地震勘探排全球第一位。
據(jù)賴能和透露,BGP之所以具有如此強(qiáng)大的勘探能力,HPC在其中發(fā)揮了重要的作用。目前,BGP的HPC具有的CPU數(shù)量已經(jīng)從2001年的134個增加到了12270個,其中10722個用于地震處理,1264個用于地震軟件研發(fā),156個用于地震采集,計算能力已經(jīng)達(dá)到了100萬億次浮點(diǎn)計算。2008年之前,BGP的HPC所含的CPU至少要達(dá)到1.5萬個,運(yùn)算能力突破100萬億次/秒;到2010年,預(yù)計CPU總數(shù)將達(dá)到2萬~2.5萬個,處理能力要達(dá)到160萬億次/秒~180萬億次/秒。
“CPU和計算能力的增加,直接給BGP帶來的就是能耗增加?!辟嚹芎徒o記者算了一筆賬:如果增加10000個CPU,考慮到空間、照明、人員等環(huán)境因素和制冷設(shè)備冗余,光是大功率的專業(yè)空調(diào)就需要新增22臺。目前,10240個CPU所耗的電費(fèi)每年大約為970萬元,每天將近2.6萬元。如果將來增加到2萬~2.5萬個CPU,加上機(jī)房制冷空調(diào)、UPS等設(shè)備的能耗,那時的電費(fèi)真可謂是一個“天文數(shù)字”。
賴能和表示,計算能力和能耗的增加也是目前石油勘探行業(yè)的發(fā)展形勢所迫。一方面,要確保國家能源安全,這一任務(wù)非常艱巨;另一方面,近年來隨著油氣勘探開發(fā)的不斷深入,勘探開發(fā)的技術(shù)難度越來越大。油氣公司為了解決復(fù)雜地表及地下地質(zhì)構(gòu)造成像問題,提高地震資料成像精度和勘探開發(fā)效益,減少勘探開發(fā)風(fēng)險,加大了地震疊前偏移處理技術(shù)的推廣應(yīng)用力度,所以勘探公司必須大幅度增加自身的計算能力。
節(jié)能之路曲折蜿蜒
根據(jù)目前業(yè)界的普遍認(rèn)識,HPC所消耗的80%電能都會被轉(zhuǎn)化為熱能。巨大的能耗,不但會直接帶來運(yùn)營成本的增加,同時也會因為設(shè)備工作溫度急劇增加,而對設(shè)備的性能帶來損耗,甚至影響整個計算系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
無論是上海大學(xué)這樣的院校、北京市氣象信息中心這樣的公眾事業(yè)部門,還是BGP這樣的企業(yè),在降低能耗方面可以說是使出了渾身解數(shù),同時也走了不少彎路。
據(jù)徐煒民介紹,作為高校下屬的一個學(xué)院,他們只能采取“土洋結(jié)合”的辦法來設(shè)法降低能耗。一方面,他們?yōu)镃PU設(shè)置了報警溫度,一旦設(shè)備超過63攝氏度,系統(tǒng)就會自動報警。然后采取措施分?jǐn)傆嬎闳蝿?wù),來降低設(shè)備的溫度;另一方面,他們在機(jī)房制冷方面也進(jìn)行了土法改造。“由于當(dāng)初設(shè)計時缺乏經(jīng)驗,我們的機(jī)房還是按照以前老式機(jī)房來設(shè)計的,冷氣送風(fēng)還沒有采用目前流行的下送風(fēng)方式,所以走了彎路。現(xiàn)在,隨著設(shè)備的增多,機(jī)房溫度增加很快。所以我們不得不在限制機(jī)房人員的同時,又將原來四個送風(fēng)口中的兩個封掉,讓剩下的兩個風(fēng)口直接對著設(shè)備送冷風(fēng)。有時甚至還要加上電風(fēng)扇,以增加空氣流通的效果。”
和上海大學(xué)相比,北京市氣象信息中心的經(jīng)費(fèi)相對略顯寬松,但是在降低能耗方面,也是走了彎路。
劉旭林表示,在今年添置新的HPC之前,信息中心還有一臺曙光4000高性能計算機(jī)用于氣象服務(wù),“但是,這臺機(jī)器的機(jī)房現(xiàn)在根本就沒法待。”
在最初設(shè)計機(jī)房的時候,由于沒經(jīng)驗,是按照普通機(jī)房來設(shè)計的。設(shè)備產(chǎn)生的熱量讓機(jī)房內(nèi)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)不了多久就要報警,“所以我們后來只好又增加了兩臺空調(diào),現(xiàn)在機(jī)房內(nèi)的溫度還是不低,在26攝氏度左右。而通常來講,22攝氏度左右應(yīng)該是最合適的。”
“針對新添置的HPC,我們在機(jī)房設(shè)計方面就有經(jīng)驗了,并請來了專業(yè)的機(jī)房公司為我們設(shè)計。設(shè)備的安裝擺放、冷熱風(fēng)排放都經(jīng)過了專業(yè)化的周密考慮?!?/p>
記者在北京市氣象信息中心新的HPC機(jī)房看到,碩大的機(jī)柜一字排開,都采用了同向擺放的方式,以防止冷熱風(fēng)干擾,提高了制冷效率。8臺大功率空調(diào)轟鳴,人與人之間近距離說話都有些聽不清,冷風(fēng)直接從地面上的送風(fēng)口吹向設(shè)備。在機(jī)器后方,通過專門材料隔成了熱風(fēng)通道,從設(shè)備中排出的熱風(fēng)直接通過通道排出,以防止由于冷熱風(fēng)循環(huán)造成空調(diào)效率降低而增加能耗。
節(jié)能降耗是個系統(tǒng)工程
HPC往往擔(dān)負(fù)著超出常規(guī)的計算能力,以2007年BGP所承擔(dān)的10個計算項目為例,最小的數(shù)據(jù)量是1.2TB,最大的為23TB。利用1000個CPU,某些項目的計算時間都要超過50天。劉旭林也表示,雖然北京市氣象信息中心的高性能計算機(jī)達(dá)到了9.8萬億次/秒,但是由于要承擔(dān)奧運(yùn)會氣象服務(wù)這樣數(shù)據(jù)量巨大的任務(wù),9.8萬億次/秒的計算能力還是有些不夠用。
因此,對于HPC的高能耗,很多人會把目光集中在CPU上。的確,CPU不但自身耗電量大,而且由于產(chǎn)生大量熱量,又迫使冷卻系統(tǒng)消耗大量電能。雖然目前Intel、AMD、IBM等廠商都在通過提高設(shè)計和制造工藝來降低CPU的能耗,但是由于HPC的特殊工作性質(zhì),其CPU仍然成為能耗大戶。
與普通的數(shù)據(jù)中心不同,HPC節(jié)能降耗更為艱難?!捌胀ǖ臄?shù)據(jù)中心可以通過降低電壓、動態(tài)平衡負(fù)荷的方式來降低CPU能耗。但是高性能計算機(jī)卻不能如此,因為負(fù)擔(dān)的數(shù)據(jù)量太大,CPU的狀態(tài)可以說就是在零和百分之百之間轉(zhuǎn)換。”清華大學(xué)計算機(jī)系主任助理陳文光告訴記者。
所以,目前一些業(yè)內(nèi)人士表示,HPC的節(jié)能降耗不能只盯在CPU上。
賴能和透露,目前BGP采用了曙光公司開發(fā)的針對整個高性能計算機(jī)的節(jié)能和監(jiān)控軟件,動態(tài)調(diào)整整個計算系統(tǒng)的狀態(tài),節(jié)能效果達(dá)到了35%,單個節(jié)點(diǎn)可節(jié)省60W的功耗。以1000個節(jié)點(diǎn)為例,一年可節(jié)電52萬度。
有資料顯示,奇夢達(dá)、瀾起科技等半導(dǎo)體公司正在另辟蹊徑,針對高性能計算中廣泛應(yīng)用的FB-DIMM內(nèi)存控制芯片AMB進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。目前,已經(jīng)有AMB芯片可以將功耗控制在4瓦以下,相比以前的產(chǎn)品降低了將近3瓦功耗。以一個4 核CPU服務(wù)器為例,如果插滿32條內(nèi)存,就可以降低將近100瓦能耗。如果應(yīng)用到具有上百個、上千個甚至上萬個節(jié)點(diǎn)的HPC中,節(jié)電效果將非常顯著。
APC公司工程師劉勇告訴記者,根據(jù)從客戶中獲得的反饋信息,實際上很多HPC用戶還沒有認(rèn)識到節(jié)能降耗是個系統(tǒng)工程。“很多人認(rèn)為,CPU發(fā)熱量大,那我就再配置一個大功率的空調(diào)來直接對其制冷送風(fēng)。這樣一來,CPU的能耗雖然下去了,但是空調(diào)的能耗卻被忽視了?!?/p>
所以,劉勇在與客戶的交流中,經(jīng)常會向他們提供一些從HPC整個系統(tǒng)的方方面面入手降低能耗的建議,而這些方面往往都容易被用戶所忽視?!拔铱赡軙ㄗh他們安裝更好的散熱通風(fēng)設(shè)備,例如盲板,使空調(diào)冷風(fēng)精確輸送到需要制冷的設(shè)備上,而不是簡單地增加空調(diào)制冷量?;蛘卟捎酶玫木€纜管理方式,使得機(jī)柜后部更有效地利于IT設(shè)備散熱,而不阻擋熱量散出,這都可以在很大程度上節(jié)能降耗?!?/p>
作為“HPC節(jié)能降耗是個系統(tǒng)工程”觀點(diǎn)的支持者,陳文光表示,HPC在CPU層面、操作系統(tǒng)層面、應(yīng)用軟件層面、機(jī)房制冷層面都應(yīng)該具有節(jié)能降耗的解決方案,而且這些解決方案必須相互間有所關(guān)聯(lián)和互動,才能保證整體節(jié)能降耗的效率和效果。
采訪手記
HPC節(jié)能降耗:一聲嘆息
記者的私家車是一輛兩廂的1.6升排量轎車,當(dāng)時購買時就是考慮到兩廂車耗油少一些。2003年購車的時候,北京93號汽油是2.9元/升,現(xiàn)在已經(jīng)是4.9元/升。在這4年中,記者嘗試過各種節(jié)油的方式。
以夏天是否打開車內(nèi)空調(diào)為例,以目前100元的93號汽油為標(biāo)準(zhǔn),在開啟空調(diào)的狀態(tài)下,這些汽油只能維持200公里的行程;若不使用空調(diào),最多可以維持270公里的行程。如何在舒適性和經(jīng)濟(jì)性中尋求一個自己可以滿意的平衡點(diǎn),可以說一直在困擾著我。
在本次采訪中,記者強(qiáng)烈感受到,用戶對高性能計算能力的期望和對電費(fèi)賬單的抱怨正交織在一起。魚和熊掌能否兼得?這正是用戶們正在考慮的新命題。
但是魚和熊掌能兼得嗎?答案是肯定的,不過這個問題還是要由廠商來解決,需要他們承擔(dān)起更多的責(zé)任。
陳文光告訴記者,他們在研究中取得了高性能計算節(jié)能方面的一項專利。就這個專利他們曾經(jīng)和多個廠家探討過合作的可能,但是最后都不了了之,沒有了下文。
一、推進(jìn)目標(biāo)
____年市局機(jī)關(guān)辦公室、后勤服務(wù)中心等責(zé)任處室要通過擴(kuò)大宣傳、強(qiáng)化意識,突出重點(diǎn)、挖潛創(chuàng)新,落實責(zé)任、有效控制等措施和手段,使用電、用水、車均用油及辦公耗材比上年度有明顯下降,在____年基數(shù)上,努力實現(xiàn)節(jié)電、節(jié)水、車均節(jié)油和節(jié)約辦公耗材分別達(dá)到下降_%以上目標(biāo)。
二、工作重點(diǎn)
(一)科學(xué)合理使用電能
節(jié)約照明用電。辦公場所要充分利用自然光照,養(yǎng)成人走燈滅的好習(xí)慣,杜絕“白晝燈”和“長明燈”現(xiàn)象。每晚__時切斷大樓除_樓機(jī)房、_____值班室、傳達(dá)室以外的所有電源,次日早晨_時送電。
辦公室、會議室等辦公區(qū)域,夏季空調(diào)溫度設(shè)置不低于__度,冬季空調(diào)溫度設(shè)置不高于__度,在不影響制冷效果的前提下,提倡每天少開_小時空調(diào),做到“無人時不開空調(diào),開空調(diào)時不開門窗”。
合理使用其他用電設(shè)備。使用電腦終端、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、碎紙機(jī)等辦公自動化設(shè)備時,要盡量減少待機(jī)時間,把辦公室計算機(jī)統(tǒng)一設(shè)置為停用__分鐘后自動進(jìn)入低能耗休眠狀態(tài)。下班后自覺關(guān)閉各類電器設(shè)備電源。除個別未安裝空調(diào)設(shè)備的場所外,嚴(yán)禁使用電暖器等移動式取暖設(shè)備。減少電梯使用,提倡三層樓以下盡可能不乘電梯。嚴(yán)格院內(nèi)照明路燈的開啟(關(guān)閉)時間,除重大活動和法定節(jié)假日外,原則上不使用辦公樓的“亮化工程”。
(二)節(jié)約自來水使用
加強(qiáng)用水設(shè)備的管理。做好日常維護(hù)工作,及時更換老化的供水管線,安裝或更換節(jié)水型龍頭和衛(wèi)生潔具。使用非感應(yīng)式自來水龍頭時,流量要適中,不用時要隨手關(guān)緊,避免“跑冒滴漏、細(xì)水長流”現(xiàn)象發(fā)生。
減少噴灌綠化用水。要根據(jù)天氣變化情況,適時、科學(xué)地噴灌綠地,盡可能利用雨水、井水或廢水養(yǎng)護(hù)綠地,節(jié)約綠化用水。同時,機(jī)關(guān)大樓院內(nèi)空地要多種樹,減少草皮。
節(jié)約使用清洗車輛用水。提倡駕駛員自己清洗車輛,嚴(yán)禁使用高壓自來水沖洗車輛;機(jī)關(guān)院內(nèi)自備的洗車水龍頭要適時安裝洗車刷卡系統(tǒng)。
(三)減少公務(wù)車用油
加強(qiáng)車輛調(diào)控。嚴(yán)格執(zhí)行本局出臺的《車輛管理規(guī)定》。車輛派遣由辦公室統(tǒng)一調(diào)度,處室公務(wù)用車應(yīng)提前與辦公室聯(lián)系。參加同一活動的人員用車盡量集中,不得分別派車。
確保車況良好。車輛維修統(tǒng)一定點(diǎn),駕駛?cè)藛T要注意維護(hù)好車輛,保證行駛安全;車輛燃油,實行一車一卡,加油登記備案。推行單車能耗核算,實行單車百公里油耗統(tǒng)計,定期公布行駛里程和百公里耗油數(shù)。
嚴(yán)格車輛管理。嚴(yán)禁私自調(diào)用公用車輛或駕駛員私自出車,不經(jīng)辦公室同意,視為出私車,駕駛員負(fù)相關(guān)責(zé)任。
嚴(yán)格控制使用高能耗車輛。根據(jù)車型和排氣量,科學(xué)核定單車油耗額,合理確定車輛使用年限,及時報廢、淘汰環(huán)保不達(dá)標(biāo)、油耗高的車輛。
(四)降低辦公用品消耗
加強(qiáng)辦公用品管理。規(guī)范辦公用品申領(lǐng)登記制度,嚴(yán)格控制發(fā)放數(shù)量,盡量少用一次性辦公用品。
減少辦公易耗品使用。堅持無紙化辦公,行政文書實行網(wǎng)上運(yùn)行和審批,逐步減少交換箱運(yùn)作,盡量使用電子郵件方式??s小紙質(zhì)公文的發(fā)文范圍,嚴(yán)格控制會議材料的印刷數(shù)量,領(lǐng)導(dǎo)講話會上印發(fā)材料的,會后不再印發(fā);逐步取消非的紙質(zhì)公文和刊物;充分利用系統(tǒng)專網(wǎng)和政府信息網(wǎng),利用電子政務(wù)信息共享功能。
節(jié)約使用辦公耗材。文印耗材定期實行政府采購或競價購買,減少零星購置,努力降低采購成本。打印機(jī)、復(fù)印機(jī)的油墨、墨粉用完后,要進(jìn)行重新灌裝,再次使用。
提倡辦公用品再利用和使用環(huán)保用品。提倡采用再生紙和雙面用紙,對使用過的信封、復(fù)印紙要進(jìn)行再利用。提倡使用鋼筆書寫和自備茶杯,盡量不使用一次性紙杯和一次性水筆等一次性用品。
三、工作措施
(一)統(tǒng)一思想、提高認(rèn)識機(jī)關(guān)節(jié)能降耗工作取得成效。
(二)加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、落實責(zé)任
市局機(jī)關(guān)節(jié)能降耗領(lǐng)導(dǎo)小組,組長由××擔(dān)任,副組長××,成員:××、××、××、××、××、××。領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在局辦公室,負(fù)責(zé)日常節(jié)能降耗管理工作。辦公室和后勤服務(wù)中心按照
(××公節(jié)_____號)文件規(guī)定,_月__日前做好本局能耗統(tǒng)計調(diào)查工作,并按文件規(guī)定對耗能設(shè)備做好節(jié)能新技術(shù)改造工作。機(jī)關(guān)各處室(中心)、協(xié)會的負(fù)責(zé)人是落實節(jié)能降耗的具體責(zé)任人,負(fù)責(zé)具體貫徹和落實本處室(中心)、協(xié)會節(jié)能降耗工作,并要把節(jié)能降耗責(zé)任納入各工作崗位職責(zé)之中,納入日常管理工作中,做到層層有責(zé)任,人人有義務(wù)。
(三)強(qiáng)化宣傳、營造氛圍
為認(rèn)真做好節(jié)能降耗工作,大力推進(jìn)節(jié)約型機(jī)關(guān)建設(shè),各黨支部要積極主動地做好節(jié)能降耗活動宣傳、發(fā)動工作,教育引導(dǎo)黨員干部職工從自己做起、從身邊點(diǎn)滴小事做起,自覺養(yǎng)成節(jié)約每一張紙、每一度電、每一杯水、每一滴油的良好習(xí)慣。要認(rèn)真查找重點(diǎn)環(huán)節(jié)、重點(diǎn)部位,采取有效措施,全力推進(jìn)節(jié)能降耗工作。要運(yùn)用各種載體活動、采取多種形式,搞好宣傳,樹立先進(jìn)典型,充分發(fā)揮輿論引導(dǎo)和監(jiān)督作用,努力營造建設(shè)節(jié)約型機(jī)關(guān)的濃厚氛圍。
關(guān)鍵詞:電梯 節(jié)能降耗 節(jié)能監(jiān)管 電能回饋技術(shù)
一、引言
節(jié)約資源是我國的基本國策。國家實施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。國家鼓勵、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣,促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。《中華人民共和國節(jié)約能源法》中規(guī)定,“對高耗能的特種設(shè)備,按照國務(wù)院的規(guī)定實行節(jié)能審查和監(jiān)管?!?據(jù)資料介紹,我國僅三星級以上的酒店,空調(diào)和電梯兩項耗電量就占城市耗電量的三分之一,電梯是現(xiàn)代建筑最大的用電設(shè)備之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,電梯的擁有量呈不斷上升趨勢,電梯的能耗也隨之不斷增高。因此,電梯節(jié)能降耗的研究已引起社會各界的關(guān)注。開展電梯的節(jié)能降耗工作已經(jīng)是大勢所趨,是一件利國利民的工作。
二、我國電梯的現(xiàn)狀
1、我國電梯總量及增長狀況
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截止2012年底, 我國電梯數(shù)量已增至245萬臺。目前,我國電梯的生產(chǎn)、安裝和保有量均居全球第一。其中,約有三分之一的電梯為交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速等老舊電梯;節(jié)能電梯不足總量的10%。據(jù)國家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計和預(yù)測,今后幾年我國電梯增長率還將在15%以上。因此,對電梯實施節(jié)能審查和監(jiān)管,采取有效措施降低能耗,是非常必要的,符合建設(shè)資源節(jié)約型社會的基本國策,必將取得顯著成效。
2、電梯的耗電量情況
據(jù)美國和香港權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,電梯耗電要占到大樓總能耗的3~7%;我國電梯的能耗相對來說可能會更高一些,例如國內(nèi)的VVVF電梯系統(tǒng)中大都采用能耗制動方式,即通過外加制動電阻的方法將電能消耗掉,降低了系統(tǒng)的效率。電梯已成為耗能大戶,電梯節(jié)能降耗已引起社會各界的關(guān)注。電梯行業(yè)比以往任何時候都更為努力地為減少電梯的能耗進(jìn)行探索,通過近幾年的研究和開發(fā),一些電梯的節(jié)能技術(shù)也日趨成熟,特別近年永磁同步驅(qū)動技術(shù)與制動電能回饋利用技術(shù)的重大突破,對電梯產(chǎn)品總能耗產(chǎn)生了巨大影響,為電梯節(jié)能帶來了巨大空間。
三、電梯節(jié)能技術(shù)介紹
開展電梯的節(jié)能降耗工作,有以下幾種節(jié)能技術(shù)。
1、改進(jìn)機(jī)械傳動和電力拖動系統(tǒng)
例如將傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速器改為行星齒輪減速器或采用無齒輪傳動,機(jī)械效率可提高15%~25%;將交流雙速拖動(AC-2)系統(tǒng)改為變頻調(diào)壓調(diào)速(VVVF)拖動系統(tǒng),電能損耗可減少20%以上。
2、采用電能回饋器將制動電能再生利用
電梯作為垂直交通運(yùn)輸設(shè)備,其向上運(yùn)送與向下運(yùn)送的工作量大致相等,驅(qū)動電動機(jī)通常是工作在拖動耗電或制動發(fā)電狀態(tài)下。當(dāng)電梯輕載上行及重載下行以及電梯平層前逐步減速時,驅(qū)動電動機(jī)工作在發(fā)電制動狀態(tài)下。此時是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,過去這部分電能要么消耗在電動機(jī)的繞組中,要么消耗在外加的能耗電阻上。前者會引起驅(qū)動電動機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱,后者需要外接大功率制動電阻,不僅浪費(fèi)了大量的電能,還會產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致機(jī)房升溫。有時侯還需要增加空調(diào)降溫,從而進(jìn)一步增加了能耗。利用變頻器交-直-交的工作原理,將機(jī)械能產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)化為直流電,并利用一種電能回饋器將直流電電能回饋至交流電網(wǎng),供附近其他用電設(shè)備使用,使電力拖動系統(tǒng)在單位時間內(nèi)消耗電網(wǎng)電能下降,從而起到節(jié)約電能的目的。據(jù)介紹,用于普通電梯的電能回饋裝置市場價在4千~1萬元,可實現(xiàn)節(jié)電30%以上。
3、更新電梯轎廂照明系統(tǒng),采用先進(jìn)的電梯控制技術(shù)
相關(guān)資料介紹,使用LED發(fā)光二極管更新電梯轎廂常規(guī)使用的白熾燈、日光燈等照明燈具,可節(jié)約照明用量90%左右,燈具壽命是常規(guī)燈具的30~50倍。LED燈具功率一般僅為1W,無熱量,而且能實現(xiàn)各種外形設(shè)計和光學(xué)效果,美觀大方。采用目前已成熟的各種先進(jìn)控制技術(shù),如轎廂無人自動關(guān)燈技術(shù)、驅(qū)動器休眠技術(shù)、自動扶梯變頻感應(yīng)啟動技術(shù)、群控樓宇智能管理技術(shù)等均可達(dá)到很好的節(jié)能效果。
四、電梯節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,電梯耗電主要在電動機(jī)上,約為電梯耗電的70%。因此,對電梯電動機(jī)的節(jié)能改造或節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用尤為重要,也是電梯節(jié)能的主要應(yīng)用空間。
1、新電梯的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
采用永磁同步拖動與制動電能回饋技術(shù)。業(yè)內(nèi)有關(guān)人士認(rèn)為,能源再生技術(shù)和電梯的完美結(jié)合將打破傳統(tǒng)無齒輪電梯從節(jié)能到“造”能的飛躍。 這會是電梯能耗的歷史性突破,應(yīng)用制動電能回饋技術(shù)可在此耗電水平節(jié)電率16%~42%,平均節(jié)電30%左右。
2、在用電梯的節(jié)能改造技術(shù)的應(yīng)用
許多電梯仍是采用傳統(tǒng)的交流變極調(diào)速和交流調(diào)壓調(diào)速技術(shù)。這部分電梯電能損耗極大,這些落后耗電電梯也給用房群眾增加了高昂的電費(fèi),常引起用戶的不滿。對這部分電梯可提倡電梯節(jié)能技術(shù)的使用和改造舊電梯的控制系統(tǒng),采用先進(jìn)的變頻控制技術(shù)和永磁同步電機(jī)可節(jié)能30%~50%左右,同時再采用能量反饋技術(shù)可高達(dá)70%,還能有效提高電梯運(yùn)行的舒適感、穩(wěn)定性和安全性。
五、電梯節(jié)能降耗工作的新機(jī)遇
1、節(jié)能法的實施給電梯節(jié)能降耗工作提供法律支持
《中華人民共和國節(jié)約能源法》第七條規(guī)定:國家實行有利于節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的產(chǎn)業(yè)政策,限制發(fā)展高耗能、高污染行業(yè),發(fā)展節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)。國家鼓勵、支持開發(fā)和利用新能源、可再生能源。第八條規(guī)定:國家鼓勵、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣,促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。
2、安全與節(jié)能并舉成為電梯管理的新舉措
國家質(zhì)檢總局已明確將大力推進(jìn)電梯的節(jié)能審查和監(jiān)管政策,實施安全與節(jié)能并舉的新舉措,將采取制訂規(guī)范、明確指標(biāo)、逐步更新、逐年推動的策略,逐步提升電梯節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍,力爭用5~10年的時間,實現(xiàn)電梯節(jié)能技術(shù)的普遍應(yīng)用。這給電梯節(jié)能降耗工作帶來新的機(jī)遇。國家質(zhì)檢總局已經(jīng)立項組織開展《電梯能源效率評價與檢測技術(shù)研究》,并將陸續(xù)出臺電梯能源效率檢驗檢測、電梯能源效率審查與監(jiān)管等特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范,這給電梯節(jié)能降耗工作帶來了評價的依據(jù),也創(chuàng)造了有利條件。
六、電梯節(jié)能降耗市場潛力巨大
1、良好的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的市場給電梯節(jié)能降耗工作帶來強(qiáng)大動力
近年,圍繞電梯節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新,很多企業(yè)和相關(guān)單位投入了大量的人力物力,不但開發(fā)出一批具有市場價值的節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品,而且也確實在積極推動電梯產(chǎn)品及行業(yè)的良性發(fā)展,巨大的市場空間和良好經(jīng)濟(jì)效益讓眾多的電梯節(jié)能技術(shù)及時推廣應(yīng)用,也將是推動電梯節(jié)能工作的有序快速發(fā)展的動力。
2、開展電梯節(jié)能降耗的必要性
我國是一個耗能大國,同時還是一個能源利用率較低的國家,節(jié)約能源是一項利國利民的大事。根據(jù)國家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計和預(yù)測顯示,我國在用電梯約245萬臺,每年新增電梯均在15%以上,若在新電梯產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用永磁同步電機(jī)、制動電能回饋等節(jié)能技術(shù),單機(jī)可節(jié)電約30%左右,全國僅新增電梯一項每年就可節(jié)電11.75億kW/h以上,具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
七、結(jié)束語
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