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关键词:二甲醚 液化烃 储存 装车
二甲醚作为新型清洁能源,近几年在研究与生产应用领域获得快速发展。其主要应用领域集中在城镇燃气与汽车燃料。国家与行业相继出台了《城镇燃气用二甲醚》(GB25035-2010)、《二甲醚》(HG/T3934-2007)、《二甲醚民用燃料》(NY/T1637-2008)等标准,又于2008年下调了二甲醚增值税,为其发展提供了政策保障。国内多个企业建成了规模最大达20万吨/年的生产装置,随之二甲醚的储存与装卸环节重要性凸显。
一、二甲醚储存
1.二甲醚性质
二甲醚,分子式CH3OCH3,为易燃、易爆液化气体。常温常压下为气体,临界温度126.8°C,临界压力5.37Mpa。常温下液化,20°C时饱和蒸汽压0.53Mpa。爆炸极限3.5%~26.7%(V)。气体相对密度1.592,常温下液体密度668kg/m3。
2.二甲醚储存方式
在生产企业设置专用罐区储存二甲醚。作为与烃类类似的液化气体,二甲醚按液化烃处理,采用球罐或卧罐在常温下储存。根据国家标准《石油化工企业设计防火规范》,在15°C时二甲醚饱和蒸汽压为0.45 Mpa,其火灾危险性为甲A类。生产企业的年产量在10万t至20万t规模,即每年产品在15万到30万m3,因出厂运输方式的不同,罐区规模达5000到15000 m3之间,将需要多台上千立方米的球罐。目前国内生产企业储存二甲醚的球罐最大已达6000m3。
3.储罐设计压力
二甲醚在50°C时的饱和蒸汽压为1.167Mpa,在《工艺系统工程设计技术规定》(HG/T20570)及其它有关规范中均要求,常温储存下烃类液化气体,当介质50°C时的饱和蒸汽压小于1.57Mpa(表)时,设计压力为1.57Mpa(表),因此二甲醚球罐设计压力应确定为1.57Mpa(表)。球罐设计应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求。
4.罐区工艺、布置及消防
二甲醚由生产装置用泵经管道输送至罐区储存,再用装车泵将储罐内的二甲醚输送至装车设施,灌装火车、汽车罐车或钢瓶运输出厂。
储罐上需设置进出介质接合管、气相平衡管、气体放空接合管、放水管,开口接管或阀门的压力等级不应低于2.5Mpa。储罐上应设置人孔,顶部中心和底部中心各一个。罐组可共用一个气相平衡管,不论介质进罐区还是介质装车,均需通过气相平衡管将介质的气相空间连通,实现压力平衡。
储罐应成组布置。如果生产厂有火炬设施,球罐的安全阀放空接至火炬系统,两个相邻球罐的间距按一个最大球罐的半径布置;如果无火炬设施,两个相邻球罐的间距按一个最大球罐的直径布置。二甲醚罐组中球罐布置不能超过两排,一个罐组储罐个数不应多于12个,个数与单罐容积大小无关。罐组周围设置高度不超过0.6m的防火堤,防火堤内堤脚线距储罐距离不小于3m。储罐组的总容积大于8000m3时,罐组内还应设隔堤,隔堤内储罐容积之和不大于8000m3,单罐容积等于或大于5000 m3时应每1个罐一隔,隔堤高度不高于0.3m。
罐区消防应设置消防冷却水系统,用于在火灾事故时对储罐进行水冷却,避免罐内压力升高,使事故不致扩大。罐区也应配备一定数量的干粉灭火器。对于二甲醚,配置的泡沫灭火系统应选用抗溶性泡沫灭火剂。
5.储罐安全设施
二甲醚储罐上应设置安全阀、液位计、压力计、温度计等安全附件。并应设置高液位报警器和高高液位联锁。在储罐液相进出口还应设紧急切断阀,位置靠近球罐。
在全压力液化烃储罐上一般设置防止液化烃泄露的注水措施,这一设施的设置目的是当储罐发生泄露时,向储罐注水使液化烃液面升高,将破损点置于水面以下,以减少液化烃泄露。从二甲醚的性质可知,二甲醚溶于水。二甲醚储罐注水后还会有介质与水一同外泄,达不到阻隔介质目的,因此二甲醚储罐设置注水设施意义不大。在《液化烃球形储罐安全设计规范》(SH3136)中明确提到的也只有丙烯、丙烷、混合C4、抽余C4及液化石油气储罐设注水设施。
二、二甲醚装车
1.装车泵选择
目前二甲醚运输以公路运输为主,用于运输二甲醚的汽车罐车容积在30m3~60m3之间,以40m3容积居多。装车时设专用装车设施,并采用定量装车控制系统。
二甲醚以装车泵灌装槽车,液相介质进入槽车,槽车气相空间与储罐气相空间连通,气相介质返回储罐,实现压力平衡。
在装车泵选型上,采用离心泵即可,其中以屏蔽泵和筒袋泵最为适合。二甲醚常温下饱和蒸汽压较高,一般离心泵输送容易产生汽蚀,而屏蔽泵的泵和驱动电机密封在被介质充满的压力容器内,完全无泄漏,其逆循环型不易产生汽蚀,特别适用于易气化液体。筒袋泵的结构特点,使储罐最低液位与泵中心的位差增大,增大了泵净正吸入压头,有效避免离心泵汽蚀,输送二甲醚效果更佳。
2.装车管道流速
装车管道内的流速应从防静电和经济性两个方面考虑。在设计资料中一般均推荐液化烃管道内流速在3m/s以下,交通部《石油化工码头装卸工艺设计规范》规定,液化烃设计流速不宜大于3m/s。
目前,二甲醚装车普遍采用DN50装车鹤管。对于充装40m3槽车,按装量系数0.9,如果鹤管流速控制在3 m/s,完成一辆车的充装时间约100min,如果车辆容积再大,时间更长,显然购买方是不愿看到这种情况的,因此装车时间应尽量缩短。那么既要加快装车时间又要保证安全性,还要保证经济运行,只能分别通过加大输送管道管径,提高鹤管口流速实现。
针对二甲醚,在鹤管上采取有效的防静电措施,可将鹤管口流速提高至7m/s,这样装车流量可达到50m3/h。如果输送管道流速控制在3m/s以下,直径将在DN80至DN150,整个装车系统的配置是比较合理的。
参考文献:
[1]城镇燃气用二甲醚.国家标准GB25035-2010.
[2]石油化工企业设计防火规范.国家标准GB50160-2008.
[3]吴江涛,刘志刚,潘江,何茂刚.293~347K温度区间二甲醚饱和蒸汽压的实验研究.西安交通大学学报.第37卷第3期,2003年3月.
[4]固定式压力容器安全技术监察规程.TSGR0004-2009.
[5]液化烃球形储罐安全设计规范.行业标准SH3136-2003.
[6]石油化工码头装卸工艺设计规范.人民交通出版社.JIS165-8-2007.
关键词:服装设计教育;高校;办学特色
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-06-0-01
一、发达国家服装设计教育特点
(一)法国重视实践教学环节和学生动手能力的培养
法国是现代服装设计教育的摇篮。法国的服装教育分为初、中、高三个等级, 是世界上最早将设计和制版并在一起进行教学的国家。由于服装设计是门实践性很强的工作,所以法国的高等服装学校十分重视实践教学环节,让学生了解品牌灵魂并与世界和国内企业建立了紧密的关系,给学生提供实习、工作机会,并举行学生服装设计展,使学生有机会将自己的作品推向大众。
法国服装设计教学,强调对学生动手能力的培养,学生每学年都要经过严格的专业考核才能过关。为了适应这样的教学要求,担任该校服装设计专业的老师,都是具有多年设计工作经验,曾在多家法国知名时装公司和设计工作室工作过的设计师担任的。相比之下,国内高校四年本科的服装设计专业课程体系中,专业基础课约占50%的,设计理论多于设计制作。
(二)美国专业特色突出培养应用型人才
办学形式的多样性是美国高等教育的一大特点,直接导致了在学科建设思路方面的多样性。由于美国的服装教育已经经历了上百年的历史,无论是服装设计、服装营销还是视觉艺术等方面,都经历了多年的市场考验,并且针对企业的实际需求延伸出了许多应用性很强的边缘学科,比如商品企划,采购学等,这些专业教育也的确为企业提供了更多可应用型的专业人才。学生毕业后,主要从事服装设计、服装造型、服装打版、纺织品设计、服装企划、陈列设计、经营企划、服装生产管理以及在流行搭配、流行报导、国际贸易等领域方面的工作,成为引领服饰流行风潮的先驱。
(三)日本善于对外学习和保护传统
善于学习的优良传统是日本服装设计教育的灵魂。如三宅一生、川久保龄、山本耀司等设计大师先后赴巴黎学习服装设计,收集欧美设计经验,并将最先进的设计理念带回日本,促进了日本服装产业的发展,使日本的服装设计水平达到了一个全新的高度。日本服装设计教育的理念和方法,它不刻意强调学习者的创意,却十分注重对学生创造力的培养,这个创造力来自对文化的吸收、对基础理论的感悟和纯熟的实践能力。
日本服装设计教育还有一个为人称道的优点,那就是对日本传统文化的尊重和继承。日本的服装设计教育不但没有因为学习西方而抛弃本民族的文化艺术传统,反而将两者有机的融合到一起,使服饰成为文化沟通的语言。从历届日本服装设计大赛获奖的学生作品来看,虽然各个时期的设计都紧随时尚潮流,但其中却散发着浓郁的日本风格,日本文化背景和日本式的设计手法在作品中展现充分,抑或自然流露,抑或刻意设计,都会使人感受到日本设计教育的力量,它植根于日本民族文化,又不断向上伸展,吸收世界当代先进文化思潮。
二、中外高校服装设计教育的启示
(一)学校办学要有特色
在高校服装设计教育色就是优势,如何抓好特色教育是各学校应该考虑的问题。首先服装院校在教学当中应该结合当地特色,从本地的人文、消费市场出发,进行教学改革。其次,可以借鉴国内外优秀的服装院校办学模式制定教学计划和学生培养方案,并结合自己所在地区的产业、文化特点及学校专业优势等实际情况来考虑,使高校的服装设计教育从模式、形式到内容有自己的特色。
(二)注重实践教学环节与市场相结合
服装设计是一门实践性很强的专业,在国内高校一直以艺术类人才的模式进行着培养,设计课程很多,但课程设置上倾向于理论性科目,与市场实际需求相关联的却不多。不少学生毕业之后进入企业工作,以前所学的知识完全用不上,主要原因就是服装高校实践教学环节与市场结合相脱节。所以,课程教学的目的和过程,不应该脱离社会和服装产业发展的潜在需要,而应以市场需求为其发展导向,课程内容应服从于市场的需求,紧跟时代步伐。例如可以让学生选择喜欢的品牌,根据这个品牌的风格定位,进行服装的设计与制作。由于成熟的服装品牌在市场上都有相对独立成熟的客户群,被市场所接受,那么学生在进行设计的同时会考虑市场接受情况。
(三)提高服装专业教师综合素质
随着通信技术、网络技术的飞速发展,对教师的综合素质提出了更高的要求。要知道国外高校的许多教师本身就是著名的艺术家和设计师,高水平的教师是培养出高素质学生的必要条件。一方面教师的知识要更新,教师要通过再学习、参与社会实践等一系列方式来加强理论与实践的联系,并不断更新教学内容;另一方面学校对教师的培训要重视,在教师参与社会实践的教学活动中,学校应为教师社会实践创造条件。
(四)加强校企合作,引导学生参与企业产品的设计与开发
校企合作,应该是学校和企业都投入相关的人力、物力、财力,利用学校的科研优势对企业的产品进行"研发外包"。但在实际教学中,我国的高等服装院校缺乏与企业的实际合作,比如参与企业新产品的设计开发、新技术新工艺的革新等等。服装院校应该积极探索校企合作的切合点,引导学生参与企业产品的设计开发,才能加快学生进入市场的步伐。
三、结语
与发达国家相比中国高校服装设计教育方面在办学特色、、教学理念、教学模式、师资队伍建设等方面存在许多问题,发达国家的一些做法给我们提供了很好的启示。在探索的过程中敢于面对不足、反思不足、改正不足,中国的高等服装设计教育也将迎来崭新的一页。
参考文献:
[1]刘元风.服装设计教程[M].浙江:中国美术学院出版社,2002:103.
【关键字】建筑装饰;家具设计;装饰设计;一体化模式
现代社会的进步与人民群众生活水平的提高,使得人们越来越意识到生活中的质量与品位的重要性,现在的住宅区大多都重视空间要求,尤其是居住的室内设计以及家具的陈设都要求有一定的协调性,住户不仅仅注重实用性与功能性,最重要的是这些舍内的物品以及设计理念要兼具一定的审美特征,能够在室内营造一种生活情趣,使人们感受到一种放松、自由的气氛,将“家”这个笼统的概念无限放大,作为普通的业主而言,住宅居室的空间一般而言大都是将装饰设计与家具设计分开来进行的,这种两者孤立的设计理念越来越达不到设计风格与内涵的统一性,这说明造成住宅局势空间设计失败的主要原因就是违背了现代人们对于高品质生活的追求。
1 建筑装饰设计与家具设计的分离
1.1 先室内设计后家具设计
现在市场上的家装公司大都只注重在室内环境上做些建筑上的装饰设计与施工,这些完全不涉及家具摆设的技巧与家居饰品的挑选,这是针对衣柜、电视柜等做一些普通的传统式样的现场制作,在建筑装修完成后,业主就会根据自身的喜好以及家具的装修风格到市场上的家具店进行选购,完全没有做到建筑装饰设计与家具设计的组合效果。
1.2 先家具设计后室内设计
近年来比较流行的就是先家具后装修,人们认为只有将居室内的部分填充完成后,那么室内的装修部分就很好说了,首先业主会到市场上挑选大件的家具,然后在要求家装公司的设计人员根据这些家具的分割、样式、尺寸进行室内的建筑装饰设计与施工。
总之,无论是两者谁先谁后,都从根源上表现出了彼此之间设计的脱节,一方面这两部分的设计都是有不同的人员来完成的,虽然都是在业主的要求下进行设计的,但是业主并不都是这些方面的精通者,只是根据自身的喜好来表达设计理念,没有建筑装饰方面的专业知识很难达到最初的设计期望和需求;另一方面就是许多的厂家为了提高生产的效率,节约部分的装修成本,通常在设计出一款家具产品之后就进行批量的生产,这样不仅导致了家具的设计仅仅着眼于家庭的需求,而忽视了个别用户的品质追求,因为不同的家庭有着自身的环境需求,达到居室的户型、朝向,小到居室内的家具颜色、饰品挂件等,这些都是业主对于自身居室所设计的期盼。
2建筑装饰设计与家具设计的一体化模式
现代社会的一体化设计理念已经普遍的存在,并逐渐的成为一种潮流趋势,这种设计手法广泛的应用在各个领域,例如现在比较常见的打印、复印、彩印、扫面功能一体化的影音设备等,都体现了一体化设计理念逐渐地被广大居民所接受,另外就是现在普遍采用的整体的橱窗设计理念将以往的橱柜设计与厨房内电器的购买相分离的做法转换成整体的厨房内的所有设备(包括:橱柜、抽油烟机、微波炉、电气灶、消毒柜等)以及物品集合起来形成统一的布局设计形式,将微波炉、消毒柜等器具以一种镶嵌的方式设计到橱柜之中,这样不仅节省了一定的空间,而且在外观上达到了一种整体的美观感。
这种与以往不同的厨房设计是近年来许多业主比较喜欢的设计形式,主要有两种不同的形式,一种是将厨房内不同的组成部件按照其使用性的不同或者按照厂商的不同彼此分离开来进行设计和制作,而这种做法往往出现在非专业的业主身上,另一种方式就是业主完全的把装饰设计与家居设计交给专业的设计组织,让他们根据自己的专业知识和经验将厨房内的厨具以及橱柜完美的结合在一起,形成一种一体化的设计布局格式,这种方式不仅能够将厨房捏的所有部件合理的设置,而且还从整体上看,厨房内形成了一种合理的布局格式。从家装公司的角度看,这种方法的采取类似于将建筑装饰设计与家居设计融为一体一样,达到了住宅居室风格与格局的统一。
2.1 家装公司可以设置专门的家居设计部门,与自家家具厂合作形成一体化的设计模式
随着现在家装公司规模的不断扩大,一些具有前瞻意识的企业开始进行家装设计一体化的尝试,即自身拥有的家居设计师与家具厂,这样的设计理念不仅做到了建筑物方面的装饰设计,而且按照业主的具体需要把家具上的一些饰品一起纳入其中的设计中,这种家具设计师与家装设计完美的携手合作的过程使得居室的整体空间营造了一种协调统一的感觉,这是为业主量身打造的设计方式。
2.2 家装公司的整体设计与家具部件等系统产品的生产一体化的设计模式
现在的家装公司成功的打破了传统的家具生产与装饰设计的模式,采用整体设计的理念开发出了装饰与家具部件等系统产品,可以通过厂家的批量生产一起供货,将舍内装修从现场的单一化操作向整体化的高效率、高质量操作转变,做到了居室空间的各个板块相协调统一,避免了以往对吊顶、电视墙等现场操作方式下浪费材料的情况。另外一体化的设计理念主要是将原来的家装公司与设计厂等各个不同的厂商相互协作才能完成的,这其中将多元化与专业化的理念相结合,充分考虑了家装公司如何扬长避短、协调统一的原则。
3 结束语
一体化的设计理念是一种全新的家具环境营造的方式,在这个一体化的设计的过程中家装公司聘用的家具设计师如何与家装公司的装饰设计师相互配合,协调的完成统一的设计风格是一个难点,因为不同的设计有着各自的特点,如果设计的效果达不到协调统一,并且两者的思想观念、审美理念没有契合点,那这种一体化的设计就没有实施成功的可能。总之,装饰设计与家具设计的一体化是今后家装业务演化的一种必然趋势。
【参考文献】
[1]徐文.建筑装饰专业融合型家具设计教学模式探索[J].科协论坛,2011,08:169-170.
关键词:家装;设计;装修;问题
我们人类大部分时间是在室内度过的,因此,人们设计创造的室内环境,必然会直接关系到室内生活、安全、健康等等。因此现代家装设计,应该以人为本,把保证安全和有利于人们的身心健康作为前提。家装设计从构思、施工、选材、设施,必须和当时的物质生活水平、社会文化氛围、当地民俗民风和个人的精神状态、哲学思想、美学观点、家庭经济等密切相关。具体的家装作品与设计者水平高低、专业素养、文化素养、艺术品位、施工技术、选材质量、设施配置有直接关系。因此家装设计很关键。
一、家装设计中的不良现象
目前在家装设计中,存在着很多不良现象,使最后的家装作品达不到预期的效果。
1.互相抄袭的倾向,室内设计没有创新
因为每个人的审美观点、个人情趣爱好不尽相同,家庭经济状况各有差异,因此装修模式也必然各有不同。但是目前存在彼此校仿照抄照搬的倾向,这不仅缺乏个性,同时也不符合时代要求。室内设计可以借鉴国内外已有的设计成果,但不应是简单的“抄袭”或“套用”,应倡导创新。
2.片面追求豪华和档次的倾向
某些家庭装修为了片面追求豪华和档次竟搬用豪华宾馆中的设计手法和材质,而没有注重设计质量,这样使装修效果事与愿违。因为宾馆是公共场所,使用功能与家庭不同,不可能存在家庭气氛,大吊灯、大灯池等虽然金碧辉煌,但并不能体现家庭的温暖。
3.盲目购买大尺寸家具的倾向
一般标准住宅的开间进深尺寸都不会太大,摆放家具应考虑交通空间,绝不能为了摆阔气讲气派而购买许多大型高挡家具,最后挤得水泄不通,行动不便。我们应尽量利用居室上部空间,多做一些吊柜和壁柜,既增加储藏面积,又减少占地面积,室内才宽敞通透。
4.忽视使用功能的倾向,环境和建筑功能意识薄弱
室内设计倡导的是适用、经济、美观的原则。我们首先得满足使用功能,然后再追求美观。但豪华的大吊灯及磨砂灯泡,既费电又昏暗,非常压抑。地面分割依据各种材质所拼贴出来的图案令人眼花缭乱,并没有起到功能分区的作用。餐厅铺设地毯,沾满油污,难以清洗。室内空间环境应根据使用功能来进行设计和构思。
5.随意堆砌装饰成品的倾向
室内装修往往需要一些装饰性的线脚、贴脸、花饰等来增加美感、提高品位,但选材的质量、颜色、尺寸一定要与房间协调,不要挤占居室空间,否则失去大方,产生负面效应。
6.对技术、经济、管理、法规等问题注意不够
建筑是艺术和技术的结合体。现代室内设计与主体结构、设备构造、施工工艺等技术因素结合非常紧密,科技含量高,我们要有更高的艺术修养,还得掌握现代建筑装修的技术和工艺,同时认真执行合同法、招投标法及消防、环保、工程监理等相关法规。
二、家装设计的创意与构思
把居室各个角落塞满装饰材料,会使优美的居住环境遭到不同程度的精神污染和损伤。如何体现居室的典雅大方、朴实无华、返朴归真、民族特色、现代气息等,重要的就是创意。没有好的创意,就会华而不实、庸俗不堪。家装中追求优美的构思,可以陶冶情操、净化心灵。例如在洁白的墙壁上,挂幅“知足常乐”的书法条幅,再配以阴生植物绿色盆景,在适宜的光照下,会显得格外的大方。构思方案一旦确定,选择材料饰物、卫生洁具、家具花色、灯具类型、厨房设备等就有的放矢了。但是由于人们的职业性质不同、文化层次不同、审美观点不同、个人爱好不同、家庭组成不同、风俗习惯不同、经济水平不同,所以存在差异。此外,还应重视“绿色设计”的问题。如:充分利用阳光,有利于创造明窗净几的气氛,有利于紫外线消毒杀菌,还避免了电能的浪费。良好的通风,可摄取新鲜空气,还可有机的借进室外景观,有益于身心健康。
三、家装设计的内容与形式
装修风格和形式与审美情趣有关,艺术形式是装修的灵魂。在家装设计创作中,不能让某种固定的形式束缚住活跃的思路。例如在追求清新淡雅的居住气氛时,就应大胆地摒弃繁琐的装修纹样:在组合上采用简洁的线、面、体构成的装修空间,以显其简;在色彩上选用中间色调,以显其雅;在质感上选择其光与粗,以显其爽;再加上合适得体的如窗帘、盆景、雕塑、壁画、灯具等饰物,以显其韵。这些使家装设计的内容与形式达到了高度的统一,同时符合当代人的行为心理。
目前我们家装设计中存在着严重的形式主义。这就要求我们:不要随意套用固有的形式,应注重设计观念的新颖、空间体型的组合、新型材质的选用、先进技术的采纳,结合各自的兴趣爱好,探求既有文化历史底蕴、又具时代特色的家庭装修作品。在家庭装修中不懈地追求真正美的创作思想源泉。
四、家装设计必须充分利用空间
经济的发展,生活的提高,推动着人们居住环境的变化。如何做到装修的实际效果与空间的充分利用,存在着矛盾。然而,当进入装修或购置家具时,却又盲目地追求大尺度、大体量的所谓“气派”和“辉煌”,侵占了应有的活动空间。要突出空间变化,把握空间尺度。一般住房家具所占使用面积和空间的比例是很高的,因此家具买大了、摆多了,不但损失掉可贵的使用空间,而且还会造成无益的浪费。尤其是现在大客厅小卧室的居室,更需要注意人与家具及装修之间的合理距离(即人在其中的可活动量),切不可单纯地追求家具和装修的表面形式与所谓的“气派”,因此我们反对缺乏审慎的设计和盲目的装修。我们自己创造出来的环境,能体现出人工环境的理性素质和艺术品味。
五、如何提高家装设计和装修质量
首先要提高设计者的自身素质,把握正确的设计思想,结合实际克服片面追求形式、片面追求豪华、忽视使用功能等倾向。对我国优秀的传统和地方特色、民族风格等精华于以借鉴、吸收和运用。对业主应作好协调、说服工作,使之摒弃一切不利于家庭装修的世俗偏见,争取其与设计者共同合作,为达到预期的装修目标而一同努力。这样才能提高装修的品位和质量,创造出完美的室内空间,使人们在其中得到真正的艺术感受。
参考文献
[1] 张文忠.论析我国当代住宅室内设计与装修的问题[J].室内设计,2004.
关键词:岩沥青;输送;计量;自动化
中图分类号:U41 文献标识码:A
1 岩沥清青能及用途
岩沥青是由于石油亿万年的沉积和在各种物质作用之下所产生沥青类物质,其物理性能近似于煤,工业上使用成品一般为粉粒状或粉状,在常温下不易结块,而且具有一定的流动性。只有当温度高于160度以上时,才软化粘连。它具有很好高低温性能,在工业应用于铺路沥青的添加剂等,大大地改善铺路沥青的理化性能和使用性能。
2 本添加装置的特点
根据沥青混凝土搅拌站实际情况,该装置采用螺旋系统。螺旋系统的原理,这里简单描述一下:
螺旋输送机旋转轴带动螺旋叶片旋转将物料推移而进行输送。螺旋系统由3部分组成:第一部分是计量模块。第二部分是料仓。第三部分是螺旋输送管。计量模块直接装在料仓上,料仓为圆筒状,其下部与螺旋输送管相连。螺旋输送管出口在搅拌机桶上方。 值得注意,料仓下部有两个特点。第一个是它与螺旋传输管相接部分具有不规则性,以减少物料起拱架桥不流动的现象。第二个是装有震动装置,也是居于同样的目的。
3 本装置结构透析
3.1 计量模块
计量模块采用常规粉粒物计量法。
3.2 料仓
料仓整体为圆筒状,其下部为不规则状。在这里采用楔形出口与下端螺旋输送管相连。料仓的大小根据搅拌站的规模设计。实际应用中,加入的岩沥青量是成品的8%左右,不考虑其他因素一般设计为1立方。材质用304不锈钢桶,其厚度在3mm-5mm。下端出口用同样的材质。楔形出口是其亮点。它具有很好的防起拱架桥作用。另外连有震动系统,该系统与计量模快,螺旋输送系统均由计算机控制。
楔形出口。其形状为楔形,斜面与水平面成45度角。出口端面为长方形。
料仓楔形出口与螺旋输送管的连接,采用软连接。主要目的是减少相互干扰。软连接的距离也要考虑,便于设备的维修保养。软连接的材质要耐磨,柔软,密封性好,还要便于更换。基于这些问题,使用特制的配件。
3.3 螺旋输送管
为什么要采用螺旋输送管传输而不是其它方法?一方面取决于岩沥青的理化性能,其物理性能近似于煤,工业用成品为粉粒状或粉末状。输送要环保卫生。另一方面要考虑下一道工序的延续性。螺旋输送平稳匀速,不会像气动传输产生不利的气压等问题。同时便于下一道工序搅拌均匀。还有一方面的原因是螺旋输送成本较低,设备的造价低,生产使用成本低等。
螺旋输送系统:其主部件为电机,滚筒,螺旋叶片,轴承及座子。电机不必多述,功率匹配就行。
滚筒:不锈钢材质,直径按上述生产规模25公分左右。有效长度0.8-1.0m。.进口与料仓相连,进口处一端有密封装置防止物料污染轴承。出口处直接进入搅拌池,同样靠轴承座端有密封装置,保证物料全部流入下一工序,也保障物料不污染轴承座。进口尺寸基本与滚筒直径一致或者稍小。出口尺寸约大于滚筒直径,便于物料下落。进口与出口都要接一节,进口处便于与料仓连接,出口处接一节是减少物料污染。
螺旋叶片:采用无中心轴叶片,不锈钢优质材质。其外径大小视滚筒内径来定,保证0.2-0.5cm的间隙。螺距为滚筒内经的三分之二,有效长度0.8-1.0m。为什么要采用无中经轴的螺旋输送?岩沥青的比重不是太大,输送过程中负荷就不太大,无中经轴螺旋也不会变形。同时传输更流畅。更重要的是大大减少物料的黏糊,两者都减少生产负载动力,节能降耗。
轴承及轴承座:前文所述提到过滚筒两端都有密封装置,轴承座装在密封装置外端。螺旋叶片两端各有一节轴,端轴穿过密封系统固定在轴承上,轴承当然由轴承座支撑。叶片端轴有一端穿过轴承座后通过铰接与电机相连。设备设计还要考虑轴承的保护。在这套系统中搞好轴承的保护,其维修量是很小的。怎样保障其使用寿命呢?滚筒两端的密封装置是相当重要的。至于轴承座采用密封性好的SN系列,减少轴承污染磨损,提高设备优良运转率。
这里还要剖析一下滚筒,螺旋叶片端轴,轴承之间的装配。螺旋端轴穿过密封系统,再穿过滚筒端面(滚筒两端也要密封,起到防尘防污染作用),之后装于轴承上。在滚筒两端要有便于维修密封系统的设计。由于滚筒是固定的,两端开口是便于维修不错的选择。
4 使用注意事项
(1)巡检时必须正确穿戴好劳动防护用品,认真细心。
(2)该设备加料时应该注意搅料的速度,一次性加料不宜过快,发生堵塞会导致整个设备的瘫痪。
(3)设备要在没有负荷下启动,启动之后再加料,不可本末倒置。
(4)设备使用过程中,要经常检查各种固件的完好性,固件的完好性保证设备的正常运作。
(5)设备经常保持,关键部位要做到日常检测。
备注:该系统在沥青搅拌站实验情况:由于时间问题,对该系统只进行了一年的跟踪,根据各种数据显示,设备在使用过程中没用出现故障,计量准确,投料均匀,100%完好率。这不仅解决了现有市场设备的原有问题——原先手工投料拌合不匀和不合理问题,还同时大大减少了操作人员的劳动强度,并减少了对环境污染,大大加强了绿色环保的概念。
参考文献
[1]张西良,李萍萍,顾建.混合式定量称量系统研究[J].农业机械学报.2004(06).
[2]杜明芳,刘起霞,蒋志娥,高新南.储料的密度对立筒仓压力影响的颗粒流数值模拟[J]. 郑州工程学院学报.2004(03).
【关键词】热力管道;支架设计;安装
一、热力管道设计中存在的问题
对热力管道设计的时候,尤其需要注意热胀冷缩的情况,为保证热力管道在平稳运行中的安全性,并且控制热力管道在热胀冷缩的情况下所产生的应力,就需要充分考虑到补偿管道由于受热所出现的伸长情况。但是在设计的过程中经常会出现规范不明确的情况,并且还可能出现细节描述不详细的情况,这样情况的出现也给热力管道的设计人员对热力管道应力的计算以及布置造成了一定的困难。下面具体分析热力管道设计中存在的问题:
1、固定热力管道之间的跨距问题。在进行热力管道设计的过程中需要注意固定管道之间的跨距需要执行管道固定支架间距确定的原则,即:管道的热伸长量要在补偿器允许的补偿量的范围内;要尽量避免热力管道出现纵向弯曲的情况。
2、不同补偿器的选用。在对某热电厂原有管道进行设计的过程中,通常选用的补偿器为1.6兆帕的轴向型补偿器,并且按照间隔43.88米使用固定支架,同时,所使用的补偿器一般都是1.6TN300X6型的,其轴向补偿量仅仅为1.50cm,所以需要做一个非常长的补偿器,但是所选用的补偿器其内压推力就为140160牛顿,这个推力很大,这就造成对支架的要求有所提高。
二、分析影响热力管道支架位移的因素
1、膨胀弯的设置。通常,为了吸收管道在受热过程中的膨胀量,热力管道在安装时会设置大量的膨胀弯(文中所提膨胀弯均指π型膨胀弯),其设置方案在管道应力计算时统一考虑。一般情况下,在直管段以30~50m的间隔设置一个膨胀弯为宜,间隔过小则浪费材料,增加施工成本,也容易造成压力及温度的损失;间隔过大则导致支架位移量较大,容易造成支架受力较大甚至滑落。
2、固定支架的设置。固定支架的设置是热力管道安装的重中之重,若设置不当或未设置极易导致管道支架滑落等事故的发生。固定支架起到将管道膨胀量分段控制的作用,避免整段管道的膨胀量集中到一起,它与膨胀弯共同控制管道的热位移,两者相辅相成,缺一不可。在管道投用前,必须严格检查固定支架的设置是否合理,安装和固定是否严格遵循要求,否则极易导致管道支架整体滑落的事故。
3、导向支架。导向支架是控制管道位移方向的一类支架,通常在蒸汽管道进汽轮机前的一段上使用,用于控制管道向指定方向膨胀,避免机组与管道间产生过大的应力,引起机组振动过大。
4、滑动支架。滑动支架主要用来支撑管道,并随着管道膨胀做自由运动。支架预偏移量的控制就是针对滑动支架而言的,因为它随着管道移动,所以一旦其位移量过大,就会导致支架从管廊上滑落,酿成事故。
5、不同材质管道的热膨胀。管道支架的位移主要受管道热膨胀的影响,不同材质的管道,其在不同温度下的热膨胀系数均不同,因此热膨胀量也就不一样。
三、热力管道安装的基本要求
1、 热力管道通常采用架空或地沟敷设,为了便于排水和放气,管道安装时应设坡度,室内0.002,室外0.003,蒸汽管道的坡度应和介质流向相同,以避免噪声。每段管道最低点应设放水装置,最高点应设排气装置。与管道共设的蒸汽管道,常年或季节性连续供热的可不设坡度。但应装疏水装置,疏水器应装在管道的最低点,冷凝水容易集结的地方,流量孔板的前面。
2、补偿器竖直安装时,如管道输送的是热水,应在补偿器的最高点安装放气阀,最低点装放水阀,如果输送的是蒸汽,应在最低点装疏水器或防水阀。
3、两个补偿器之间(一般20--40m)以及每一个补偿器的两侧,应设置固定支架,两个固定支架之间应设导向支架。补偿器第一个支架应为活动支架,不设置导向支架和固定支架。
4、管道的底部应用点焊的形式装上高滑动托架,托架高度稍大于保温层的厚度。安装托架两侧的导向支架时要使滑槽与托架之间有3--5mm的间隙。
5、安装导向支架和活动支架的托架时,应考虑支架中心与托架中心一致,不能使活动支架热胀后偏移,靠近补偿器两侧的几个支架安装时应装偏心,其偏心的长度应是该点距固定点的管道热伸量的一半。偏心的方向都应以补偿器的中心为基准。
6、弹簧支架一般应装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处,安装时必须保证弹簧能自由伸缩,弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处,吊架安装时,应偏向膨胀方向相反的一边。
四、热力管道支架设计与安装的要点
1、固定支架的设置。固定支架设计的最基本原则是:两个膨胀弯之间有且仅有一个固定支架。一般来说,固定支架的位置设置在两个膨胀弯的中间,其安装必须保证与管道紧密连接,不得发生相对运动。
2、滑动支架的位移方向。膨胀弯、固定支架均确定以后,需要判断各个膨胀弯之间的管道支架的位移方向。
3、热力管道支架间距与安装方式
3.1滑动导向支架。滑动导向支架用于只允许有轴向位移的场合,其对水平摩擦力无严格限制。热力管道滑动导向支架安装时,管托中心应向管道膨胀方向相反的方向偏移1/2位移量;支架采用焊接制作,其中:管托与管道间满焊级指示;支架在管道中安装时应严禁在距离支架50mm以内的管道上设置焊口;管架制作安装完后,涂二道防锈底漆,二道面漆。
3.2滑动支架。滑动支架属活动支架中的一种,用于承受管道垂直荷载并允许有水平位移,其对水平摩擦力无严格限制。各材料规格、要求可按照上述滑动导向支架中的规定;其安装参考图与滑动导向支架相同,仅没有其中的导向角钢C。
3.3固定支架。固定支架用于管道不允许有任何位移的的场合;采用焊接制作,管托与管架、管托与管道间均满焊;管架制作安装完后,涂二道防锈底漆,二道面漆;
3.4波纹膨胀器
3.4.1波纹膨胀器的选用:波纹膨胀器的强度较弱,补偿能力小,轴向推力大 。一般在管径较大,压力较低的场合采用;波纹膨胀器只发生轴向变形,所受应力两头大、中间小,中部随时有向侧面变形的倾向。每个波的补偿量一般只有5―20mm左右,故膨胀器的波一般为4个左右,最多不超过6个。波纹膨胀器管口的周长允许偏差:
当DN>1000mm时,为±6mm;
当DN≤1000mm时,为±4mm;
波顶直径偏差为±5mm;
3.4.2波纹膨胀器的安装:波纹膨胀器在安装时应进行预拉或预压,其值为管道补偿量的一半。波纹膨胀器的预拉,应分2-3次进行,作用力应逐渐增加,尽量保证波节的园周面受力均匀。
结束语
随着社会的进步、经济的发展,我国石油、化工、火力发电和冶金等工业均迅速发展,在实际工程中,作为管道支撑结构的管道支架使用越来越普遍。作为使用数量多、分布范围广的特种结构,管道支架结构设计的合理性、安装的科学性均具有重要意义。在设计中需要按照具体情况选用合适的管架型式并合理计算其预偏移量,以保证热力管道的安全使用。
参考文献:
[1]王振华.管道热应力及热补偿[J].林业科技情报,2013(25):148-151.
关键词:撬装式;加注站;LNG;储罐压力
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)35-0289-03
The Research and Design of the Control System of the Skid Mounted Filling Station
ZHANG Wei-chao
(Hebei University of Engineering, Handan 056038, China)
Abstract: This paper introduces the principle and control requirements of LNG skid mounted filling station, and designs the monitoring system for the process requirements. The system selects S7-1200 SIEMENS series PLC as the main controller, according to the requirements of the control process, the upper computer and lower computer of the system are designed. Aiming at the typical nonlinear, time varying and random disturbance characteristics of the tank pressure of the LNG skid mounted liquid storage tank, this paper intends to use the fuzzy controller to adjust the pressure. At present, it has been successfully applied to the actual skid mounted station, which provides successful experience for the development of LNG skid mounted filling station control system.
Key words: skid mounted; filling station; LNG; tank pressure
每到冬季全国各地将出现严重阴霾天气,空气严重污染,影响了居民生活,引发大面积流感和呼吸道疾病。其中汽车尾气是雾霾产生的罪魁祸首之一,雾霾的治理一直以来都是困扰着我国乃至世界其他各的一个难题,尽管不断出台治理措施和办法,但都未能从根本上治理雾霾。为此,各国均在积极寻找清洁燃料,设法从根源上解决传统燃料汽车尾气而造成的空气污染问题。液化天然气(liquefied natural gas)作为一种清洁能源,凭借着其燃烧后无污染物排放的优势,越来越受到人们的欢迎。现在,公交车、出租车等公共交通工具以及部分私家车都以液化天然气为燃料[1],可从一定程度上有效缓解城市的空气污染问题,对传统汽车行业的转型带来了很大的影响,同样也促进了LNG撬装式加注站的大力发展。建设LNG撬装式加注站是治理机动车辆排放污染,改善空气环境质量的有效举措,到目前为止,LNG撬装式加注站在我国已得到广泛的应用。本文将对 LNG 加注站控制系统的设计做进一步探讨。
1 撬装式加注站概述
LNG撬装式加注站是集潜液泵、汽化器、气体管道、加注机以及控制柜等设备于一个撬块上,拥有机动灵活、自动化程度高、集成程度高、高可靠和低隐患等优势,安装以及运输都比较方便,解决了偏远地区的用气不方便的难题,突破了传统建设工期过长问题,有效降低建设成本[2],这更加快了LNG撬装式加注站的发展速度。
LNG撬装式加注站主要有6种模式,分别为待机模式、卸车模式、升压模式、加注模式以及紧急停车模式[3],当系统出现故障后,将处于紧急停车模式。工艺流程图如图1所示。
1) 待机模式
待机模式为潜液泵停止状态,此时仅LNG储罐与泵池之间的气相阀门开启,其余阀门均关闭,以平衡储罐和泵池的压力。本系统大部分时间运行于待机模式。
2) 卸车模式
卸车方式主要分为3种,分别为自增压卸车、泵卸车和自增压与泵联合卸车。自增压卸车的工作原理是经卸车增压口流出的LNG通过卸车增压器,将气化后的气态天然气送入LNG槽车,使槽车压力增大,利用压力将槽车内的LNG压入LNG储罐。泵卸车的工作原理是首先将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通,平衡压力,然后启动潜液泵,由 LNG低温泵将槽车内的LNG卸入LNG储罐。自增压和泵联合卸车方式是将前两种卸车方式相结合,利用此方式卸车效率最高。
3) 升压模式
在运行加注模式之前,给储罐进行升压是必不可少的环节。储罐升压主要有增压器升压和增压器与泵联合升压两种方式。增压器升压方式是把液态天然气经汽化器转换为气态天然气,然后由气相管进入储罐,对储罐进行增压。增压器与泵联合升压方式是由潜液泵将液化天然气输送到增压器中,转化为气态天然气后输送至储罐,对储罐进行增压,可见此种增压方式效率较高。
4) 加注模式
正常情况下,在没有车辆加注时,系统和LNG加气机处于待机状态。加注前,若加注条件不满足,需要向泵池内输送液化天然气进行预冷[4],LNG泵达到预冷设定温度后,工作指示灯亮起,表示可正常工作。将加液枪与汽车真空瓶接口相连接,打开有关阀门,同时启动潜液泵,完成加注过程。加注结束后,系统再次进入待机状态
5) 紧急停车模式
按下紧急按钮,将停泵并关闭除LNG储罐与泵池之间的气相阀门之外的所有的气动阀门。当故障排除后,松开紧急按钮,按下复位按钮,系统恢复到自动运行状态。
2 控制系统总体设计
LNG撬装式加注站控制系统由下位机PLC控制站和触摸屏监控站组成二级控制系统,包括压力液位数据采集、超压及低压报警、USP不间断供电系统、LNG泄露检测报警等功能,将采集到的实时数据传至上位机,可24小时全天候监控整个系统的运行状况,将历史报警数据储存,方便排除系统故障点。系统整体布局,如图2所示。
下层PLC硬件输入输出(I/O)配置如下:
本系统的主要开关量信号输入变量12个。数字量输入变量分配情况。
系统总览界面即总流程画面,为该系统主界面,可查看LNG储罐压力及液位、泵池的温度及液位、气动阀门集气罐压力和各气动阀门的开闭状态等数据,实时监控撬装站的整个工作流程的运行状况。通过参数设置界面,可根据实际需要来设置LNG储罐的压力及液位、泵池的温度及液位等参数的报警上下限值,当超出设定范围时系统会第一时间产生报警,避免事故的发生。将历史报警记录储存起来,便于及r有效地排除故障点,保障了整个撬装站控制系统的高可靠,无隐患运行。触摸屏的系统总流程图。
5 结语
本文完成了所在撬装式加注站的数据采集、连锁保护、漏气报警、切断控制、储罐压力控制等设计任务,达到了高可靠、无隐患、精准的控制目的,完全符合工艺控制要求。该LNG 撬装式加注站控制系统已被成功运用于实际撬装站,自系统运行以来零故障产生,且高稳定性、高实时性,自动化程度高,操作简单,方便用户使用。对中小型撬装式加注站控制系统的设计与开发具有一定的参考价值。
参考文献:
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[2] 张志. LNG气化储配站自控系统[D].南昌大学,2009.
[3] 杨大志,孙祥国,柳忠彬. 基于S7-200PLC的LNG气化站控制系统[J].化工自动化及仪表,2012,39(6):731-734.
【关键词】热力管道;支架设计;安装探究
在进行工程设计的过程中,只有正确地设计与安排适宜的固定支架,才能够从根本上保证供热管道的稳定与安全。一旦在施工过程中不正当地使用,就很容易出现严重的安全问题,所以在实际的施工过程中要确定固定支架所能承受的荷载,保证热力管道的正常运行。
1 热力管道支架中的应注意问题
(1)明确施工图纸与现场的管道统一排列时所需要的支吊架的结构形式。
(2)管架是支撑热力管道的结构,热力管道在一定程度上也相应地支撑着管架,所以两者形成一个统一协调的空间体系。
(3)柱顶就相当于支撑在一个有限的弹簧座上,热力管道在柱顶起着支撑的作用,所以热力管道柱架的计算长度要小于独立的悬臂柱。
(4)要按照支吊架结构形式与热力管道荷载的实际需要,选择适宜的材料进行备料。
(5)在制作支吊架的过程中,下料要准确到位,对于支吊架的拼接部位要平直。在下料与钻孔的过程中严禁使用焊割、气烧工艺。对于每一个支吊架来说,尺寸要精确,形状要规矩。
(6)对于同一个规格的支吊架来说,尺寸要一致,大小要相同。
(7)在进行支吊架的拼缝连接的过程中,除了设计者注明以外,焊缝的的宽度均不能低于4毫米,应该要注意全长焊满。
(8)支吊架设计完成后,要及时进行清洁工作,将支吊架表面的灰尘、污垢、锈斑与焊渣等污物除净。在后期涂抹油漆的过程中要注意油漆的涂抹厚度,要达到厚度均匀,不能出现脱皮、褶皱、气泡、流滴与漏刷的现象。
(9)经过防腐处理后的支吊架要经过批准后才能被运到现场进行安装作业。
2 支架产生位移的原因
热力管道在安装过程中涉及到大量的管道元器件,通常将影响支架位移的因素分为以下四种:膨胀弯出现问题、固定支架安装不稳、导向支架与滑动支架移动。
2.1 对于膨胀弯的设置
一般情况下,为了能够有效地吸收热力管道在受热过程中的膨胀量,在热力管道设计与施工过程中会相应的设置大量的膨胀弯。对于膨胀弯的设计方案在进行管道应力设计的过程中要统一考虑。通常直管段为30~50m的距离设置一个膨胀弯为最佳设置,一旦间隔过短就会造成材料的浪费,不仅会造成成本的增加,还会造成压力与温度的浪费;如果间隔过大则会导致支架位移过大,就很容易造成支架受到较大的力而滑落。
2.2 对于固定支架的设计
在热力管道的安装过程中安装固定支架是尤为重要的,一旦发生安装不当或是没有安装就很容易导致热力管道支架发生滑落,导致事故的发生。安装固定支架时对热力管道的膨胀量进行分段控制,这样就可以有效地避免整段热力管道将膨胀量全部集中在一起,这与膨胀弯的效果共同控制着热力管道的位移。在热力管道投入使用以前,应当严格检查固定支架的安装是否合理,固定位置设置是否符合要求,最大限度地减少管道支架发生滑落。
2.3 导向支架的控制
导向支架是控制热力管道位移的一类支架,正常情况下是使用在蒸汽管道进汽轮机前面的,主要用于控制热力管道中指定方向的热膨胀,这样就可以避免与机组管道间产生一定的应力,产生机组振动。
2.4 滑动支架的控制
滑动支架的作用是用来支撑热力管道,并随着热力管道而运动的。支架偏移量其实就是根据滑动支架进行设计的,它随着热力管道的移动而移动,一旦发生较大的位移,就会使滑动支架从管廊中掉落,造成安全事故。
2.5 不同材质的热力管道所产生的热膨胀
热力管道的位移其实主要是受到热力管道的膨胀所产生的,对于不同材质的热力管道来说,在不同的温度下所产生的热膨胀系数也是不同的,同时所产生的热膨胀量也是不一样的。
3 对支架安装进行位移控制
3.1 对于固定支架的安装设置工作
固定支架作为一种承重支架,对承重点的管线有着全面的要求,它作用于热力管道中,限于安装在不允许有任何移动的部位,除了承受热力管道以及其他附件、流体与保温材料以外,固定支架还要承担热力管道中各个方向的位移推力与力矩,所以,这就要求固定支架的本身要具有充足的强度与刚性。安装固定支架要本着最基础的原则,两个膨胀弯之间只能有一个固定支架。一般情况下,固定支架基本应该设置在两个膨胀弯的中间部位,在安装上要保证与热力管道间紧密连接,禁止发生相对的运动。
3.2 注意滑动支架发生位移的方向
滑动支架可以作用于水平管线中,比较靠近弯头的部分,它是承重管道中用来支撑自重的,对于管线只有一个方向是有限制的作用,对于热力管道其他两个方向的热位移往往不加限制,所以在热力管道支撑面上就可以进行自由的移动。安装好膨胀弯与固定支架之后,就需要对各个膨胀弯间的热力管道支架进行一个判断,在发生膨胀的过程中,热力管道支架以固定支架为中心,向膨胀弯的方向发生自然膨胀,同理在膨胀弯的另一端,热力管道的热膨胀也向着膨胀弯的方向发生自然膨胀,在膨胀到最后的阶段中,两个膨胀弯之间的热力管道的全部热膨胀由膨胀弯的变形进行吸收,而滑动支架则随着热力管道的热膨胀向着相应的方向进行位移。滑动支架热力管道中应用最为广泛的一种支架。它的作用同样是热力管道自重的一个支撑点。且滑动支架限制管子径向的位移,这样就使得管子在支架上进行位移的过程中,不会发生偏移的状况。
3.3 注意吊架的安装
热力管道中的吊架常被作用于常温管道、无垂直热位移、热位移值很微小的热力管道的吊点,它除了承受热力管道所分配的重量以外,还允许管道进行少量水平方向的位移,对于热力管道的向下位移方向有着限制的作用。一般情况下,吊架的实际荷载是不容易准确进行测定的,所以在热力管道中不常被使用。
3.4 热力管道支架的安装
支架的安装位置应当要精确,且平整与牢固,与热力管道的接触紧密。且支架的标高应当要准确,对于特殊要求的管道,如有坡度要求的热力管道所安装的支架高度要满足坡度的相关要求。而对于不发生热移动的热力管道,吊架的吊竿应当要垂直安装,对于有发生位移的热力管道吊杆的安装位置要在与之相反的部位。
4 结束语
随着社会的不断进步与发展,我国在石油领域、化工领域与火力发电领域等等均得到了迅速的发展,而在实际的工作过程中,作为热力管道的支撑结构的管道支架已经越来越普及,而管道支架的设计合理性、安装的科学性均有重要的意义。且对于不熟悉高温蒸汽管道的安装与设计工作的人员来说,最难以掌握的部分其实就是支架管道的安装过程与在使用过程中发生位移的现象。一但固定支架发生位移或安装不当或是在安装的过程中没有充分考虑到热位移量,甚至就会就出现预偏移量与位移量相反,就会造成管道支架从管廊上掉落,从而产生安全事故。所以要完善热力管道支架的设计与安装工作,保证热力管网的质量,对于发展我国的社会生产力也有着重要的影响。
参考文献:
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通过对工业产品装配阶段和拆卸及回收利用阶段进行的简要分析,说明了在产品开发设计阶段采取装配设计和拆卸设计对于简化生产工艺、节约产品成本以及对产品维修和回收再利用的重要生态意义。同时简单介绍了拆装家具的起源与发展,分析了家具拆卸性能设计存在的主要问题以及人们对拆装家具存在的一些错误认识,并提出了通过拆装设计提高现代家具生态水平的,从而提高产品竞争力的建议。
Abstract
Through brief analysis of the processes of assembly, disassembly and recycle of industrial products, the significance for the techniques, cost, maintenance and recycle are introduced when DFA&D was utilized at the beginning of industrial design. In addition, the present situation of DFA&D furniture and some misunderstanding about it are also referred. At the end, improving the ability of competition though DFA&D design is offered for modern furniture.
关 键 词:家具;拆卸;装配;设计;回收
Key Words: Furniture; Disassembly; Assembly;Design; Reclaim
随着工业的快速发展和人们生活水平的提高,每年的废弃产品数量在不断增加,根据统计的结果,全世界制造业每年大约生产55亿吨无害废物和7亿吨有害废物[1]。图1是德国每年的汽车、家庭器具、消费电器、控制设备及信息系统的废弃物数量分布情况。工业产品废弃物的数量每年都在增加,而有效的回收利用率却不是很高,这些废弃物不仅造成资源和能源的巨大浪费,同时也对地球的环境造成了极大的压力和危害。要使废弃产品的零部件经过修配或其它处理以后可以再次利用,那么这些零部件就应该能够被方便地拆卸下来。可见产品的拆卸性能是产品能够再生的重要前提,直接影响着产品的可回收和再利用的程度。面向拆卸的设计就成为解决产品回收和再利用的有效设计方法。同时,这种设计方法也是生态设计的重要途径之一。
现代的工业制造中,装配工作量大约要占整个产品生产工作量的20%,装配费用占制造总费用的20~30%,在装配中若发现了问题,费用就会增加50%[1]。法国对355家公司的调查结果表明,通常产品设计是面向功能而不是面向装配的,结果导致产品的装配难度很大,生产周期长,产品成本高,装配质量难以保证,从而使产品的装配性成为制约生产的瓶颈。解决的办法通常是增加装配工人,增加装配机械和检测设备。而这些方法无疑都会导致产品成本的上升。
在目前的产品设计过程中,人们普遍对产品的可制造性关注较多,而对产品的可装配性和拆卸性则考虑的相对较少。因而经常出现设计出来的产品结构不完善或可拆装性能差,从而导致制造出来的零件无法进行安装或拆装难度大,需重新返工的情况。因此,在产品的设计过程中采用拆卸和装配设计,对提高拆装零部件的效率,降低拆装费用和提高产品的回收利用率具有十分重要的意义。
1、 拆卸设计与装配设计概述
装配与拆卸设计(Design for Assembly and Disassembly, DFA&DFD)的基本含义是:在产品设计阶段就同时考虑到产品的可装配性能和可拆卸性能,从装配和拆卸的观点提供一套理论和方法,在产品的设计过程中利用各种技术手段如建模、分析、评价、规划、仿真等,充分考虑产品的装配与拆卸环节以及其相关的各种因素的影响,以便在保证产品功能要求的前提下,使产品装配与拆卸的成本最低。
1.1 DFA 与DFD之间的关系
拆卸与装配正好是相反的两个过程,所以装配设计(DFA)与拆卸设计(DFD)之间既有相同点又有不同点。它们的实质不同:装配的实质是建立零件之间的某种约束关系;拆卸则是解除这些关系。目的不同: DFA针对的是产品的装配阶段,通过简化产品的设计达到减少产品装配费用的目的;DFD则主要是针对产品的维修、报废处理阶段,使产品能够方便地拆卸、循环利用和安全地进行报废处理。而它们的相同点就在于:DFA与DFD可以共享相同的产品设计模型,运用相似的分析和评价方法。
单纯依照装配设计(DFA)设计原则设计出来的产品不一定便于拆卸,反之,依照拆卸设计(DFD)原则设计出来的产品也不一定便于装配,二者之间的不同点使得它们的结合(集成)很必要,而那些共同点使得它们之间的集成也具有可行性。可见,产品的拆卸过程与装配过程是密切相关的,在产品设计的初级阶段同时进行装配设计和拆卸设计,特别有助于产品设计的集成和产品综合质量的提高。
1.2 实施装配与拆卸设计的意义
在产品设计阶段实施装配与拆卸设计具有重要的意义,主要表现在以下几个方面:
(1)有助于提高整个产品开发过程与拆装环节自身的效率,降低生产成本
有关资料表明[1],产品总成本的70%是在产品设计开发阶段决定的,而设计开发的费用在产品的总成本中只占5%,运用DFA&DFD方法对产品的整个结构进行优化,可以使错误在早期得到改善,避免后续环节中可能产生的不便,从而提高了整个产品的开发效率和成本;
(2)同时研究DFA&DFD,有利于产品设计集成和综合质量的提高,同时对产品进行DFA&DFD的设计,可以有效的协调产品对可装配性能和可拆卸性能的要求,从而系统的提高产设计的综合质量;
(3)DFA&DFD中对可拆卸性能的研究,能够方便产品的维修和回收处理,符合可持续发展要求产的品可拆卸性是产品维修和回收利用的前提条件。良好的可拆卸性将方便产品的维修,延长产品的使用周期,从而推迟新的废弃物产生的时间;另外,良好的可拆卸性能还方便废弃物的处理,既可节约资源又有益于环境保护。
家具制造业需要消耗大量的自然资源和能源。近年来家具产业迅速发展,根据意大利米兰CSIL工业研究中心调查,世界家具业目前的年产量是2000亿美元[10],每年要消耗大量的能源和资源。家具产品随着建筑业的迅猛发展和人们住宅条件的不断改善,淘汰率大幅增长。目前西方国家的富裕阶层每年要扔掉数百万张写字台、椅子、餐桌、橱柜、床垫等家具。但是目前废旧家具的回收利用率很低,其中原因之一,就是设计产品时没有考虑其拆卸回收性能,零部件和材料缺乏必要的标识,结果使有用的和无用的材料及零部件难以拆卸分离,使很多可重复利用的零部件无法有效地再利用,即使有些产品能够拆卸回收,但花费的代价已使其失去了回收利用的价值。
在环境保护已经成为人类迫在眉睫的任务的时代,这些被扔掉的东西不能再被看成是个人的私有财产,而应该看成是人类共有的有限的自然资源。有关研究表明,产品设计中良好的装配设计,可以减少20-40%的制造费用,同时可以提高100-200%的生产率[1]。在这种情况下,通过拆装设计对于提高家具产品的拆装性能、降低成本、节约资源,减少污染、增强家具的循环利用就显得尤为重要了。
2. 拆装家具的发展与主要问题分析
人们一般将用各种连接件或插接结构将零部件组装而成的、可以反复拆卸和安装的家具称为拆装家具(Ready To Assembly,RTA )。拆装家具在设计上应用工业设计的原理,把部件的标准化、通用化、系列化放在首位,进而简化了产品零部件的规格、数量,从而也相应地简化了设计工作;在生产上,由于简化了零部件的规格数,便于质量控制,提高了加工精度和生产率,相应地延长了设备的使用寿命,降低了产品的成本;在包装贮运上,可采用标准规格的包装,以便堆放,这样不仅有效地利用了空间,还减少了搬运工作的麻烦和可能对产品造成的损坏;在销售上,通过产品说明书使消费者参与到设计中来,真正地实现了以人为本的设计理念。
2. 1 拆装家具的起源与发展概况
家具制造业早在1900年就出现了拆装设计的雏形,当时德国的一家家具公司利用几种基本的板块设计书架,并方便地组装成顾客所需的书架,开辟了家具模块化设计的先河[2]。二战以后,重建欧洲迫在眉睫,各个工业领域都在寻求快速和创新的方式来满足需求,同样,家具业为能在短时间内给重建家园的人们提供充足的家居设施,也十分需要生产效率高、标准化、系列化、便于装配且具有良好结合性能的家具结构,在这种情况下,32mm系统应运而生。20世纪70年代,欧洲又开发出了32mm系统的专用设备,从生产工艺方面保证了32mm系统的有效实施。32mm系统的逐步成熟与生产设备、五金件及原材料生产的模数化、系统化使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。随着技术的发展,拆装设计已不仅仅限于在板式家具中应用,实木、金属等材料的家具也开始采用这种设计方法。如设计师大卫·奎克(Davod Kawecki)设计的“迷题“扶手椅,就是将椅子分成七个部件,通过在部件上设置精确的接口进行连接,这些不连续的部件可以用激光切割工具从一块平板上切割下来,再由消费者亲自组装。
2.2 拆装家具的优点
拆装家具不仅在设计、生产、储存、运输、销售、安装等方面有许多适应现代化大工业生产的优点,而且从生态设计的角度讲,它对环境保护也具有重要的意义,具有传统框式家具难以相比的优点:
(1)产品结构模块化、统一化,使产品有较大的可预测性;
(2)减少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量;
(3)拆卸分离简单快捷;
(4)拆下的零部件易于手工或自动化处理;
(5)回收材料及残余废弃物易于分类和处理。
拆装家具是家具工业进步的反映。它要求有高精度加工手段的支持,要求有成熟应用的新材料、新工艺和新方法的支持,还要有发达的零部件及接口所用配件工业的支持。拆装设计的目标就是用最简单的工具快速拆装符合质量要求的成品家具。意大利设计师马士莫·莫罗兹(Massimo Morozzi)设计的“干燥“椅,只用一个简单的翼形螺栓就将椅子的各个部分连成一体,可以自由的拆装而不需胶粘。
2.3 现代家具拆装设计存在的主要问题
设计一种易于装配又易于拆卸的产品是一个复杂的过程,需要解决材料选择、易分离性、模块化设计以及连接件等诸多问题。目前无论从制造商、设计者还是消费者的角度来讲,都更强调对时尚和精神需求的追求,追求DIY的自由随意,而对其中蕴涵的环保理念很少顾及,也因此对有关装配性因素的考虑多于对拆卸性因素的考虑。而从生态设计的角度来看,家具能够拆卸是其回收再生的前提,要想使废弃家具的零部件或材料经过维修或其它处理方法后被重新利用,就必须使其零部件能够被方便地拆卸;否则,不仅会造成大量可重复利用材料的浪费,而且因废弃物不好处置,还会严重污染环境。可见,家具的拆卸性会直接影响到产品的回收性,进而影响到产品生命周期评估的效果,所以,在拆装家具的设计中,拆卸设计具有更重要的社会意义,要想使拆装家具真正的具有环保性能,成为生态产品,就必须将家具的拆卸设计放到与装配设计同等重要的位置。
2.4 拆装家具认识上的误区
误区一:拆装家具都是生态家具
目前,人们对生态家具的认识还很模糊,有的企业甚至在广告中将拆装家具直呼为生态家具,但是拆装家具就一定是生态家具吗?认为拆装设计就是生态设计、拆装家具就是绿色家具的观点是狭隘的和片面的。生态设计是针对产品的整个生命周期的设计,它在产品的整个生命周期中都要将环境保护作为设计目标,所以必须从系统的高度对产品的原材料获取、生产制造、包装运输、销售管理、使用及回收处理等方面对环境的影响进行具体的分析,在有序的状态下,使产品达到整体的“生态化“。在产品的整个生命周期中,如果只有一个环节符合生态设计的要求,或者只有一个环节不属于生态设计的要求,这种产品都不是生态产品。所以说,拆装设计只是生态设计的一个环节,拆装家具也未必是生态产品,具体的评价要根据对产品整个生命周期的评估而定。
误区二:拆装家具一定能100%的回收
在强调拆装设计的同时,需要注意的是一种产品要做到100%的回收是不现实的,也是不经济的,生态设计也只是在设计中寻求技术与艺术、功能与形式、环境与经济、环境与社会等联系中的最佳平衡状态,回收利用的目的是最大可能的利用这种回收资源,尽量减少产品的剩余量和污染。所以部分回收可能是最好的办法。宝马公司生产的Z1型和BMW3251型汽车,许多零部件都是由可回收利用的塑料制成的,在拆卸时,公司首先将注意力放在适合重新使用的、最有价值的零部件的拆卸上,从而以较低的成本获得了较好的拆卸效果。
3. 加强拆装设计 增强产品竞争力
拆装家具因为设计精巧、款式多样、规格类别齐全、搬运方便、拆装简易等优点,广受消费者们的青睐,且有经久不衰的发展趋势。多年来一直行销世界的瑞典IKEA家具奉行的就是“模块化设计“的理念,经营的产品大部分是可拆装的,这种方法使顾客在DIY(自己动手做)的过程中获得了对生活的享受和心理的满足,并同时亲自创建了属于自己的个性化 空间。家具拆装式设计不仅有利于产品的回收和再利用,对环境保护具有重要的意义,同时也为追求个性的现代人提供了挖掘自我潜力的机会,因而已成为一种时尚。
另外,随着人们环保意识的提高,生态消费已经悄然兴起,消费者宁愿花多一些的钱来购买生态产品。有专家预言:生态产品将成为21世纪的主导产品,拆装家具因为具有较多的生态特征也将成为世界家具设计和制造的主流。拆装式家具目前在美国和欧洲的市场分额占到15%,而且每年以8%的比率增长,具有良好的发展势头[10]。目前家具行业在32mm系统设计、加工设备、等拆装设计配套技术方面日趋完善。家具五金的发展,包括隐形连接系统的问世无疑又为拆装家具的发展提供了良好的机会。所以有条件的家具企业要尽量利用这些条件,并按照生态设计的要求进行产品开发,将产品逐步过渡到拆装家具上,提高产品的生态性能,增强产品的竞争力,争取实现经济、社会与环境保护的同步发展。
参考文献
1 常向青,面向装配与拆卸的设计理论方法研究,北京理工大学,博士论文,2001
2 刘志峰,刘光复, 绿色设计,北京,机械工业出版社,1999
3 胡景初,戴向东,家具设计概论,北京,中国林业出版社,1998
4 许柏鸣, 家具设计,北京,中国轻工业出版社,2000
5 张帝树,现代家具工业几项深有影响技术的开拓与发展,林产工业,第26卷第1
期,P14~16,1999
6 胡景初,开发生态家具促进绿色消费,家具与室内装饰,第6期,P12~14,2000
7 胡景初,家具产业的发展与绿色思维,林产工业,第28卷第2期,P3~5,2001
8 文嘉,从KD到RTA,家具,第89卷第1期,P4~6 ,1996
9 韩维生,王宏斌,扬创创,板式家具的绿色特征,陕西林业科技,第1期,P66~68