时间：2023-05-30 09:04:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇节能改造，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】燃煤；锅炉；节能；问题；措施
中图分类号：TE08文献标识码： A
一、前言
锅炉是重要的工业生产设备，在使用过程中会浪费巨大的能源。面对当前节能减排的国策，必须有效降低锅炉能耗。
二、锅炉节能减排现状及实现锅炉节能减排目标面临的困难
1、锅炉节能减排现状堪忧
随着我国国民经济的发展，工业锅炉制造业取得了较大的进步，表现为锅炉行业标准在日益规范，技术水平逐步得到提高，经济规模也显著扩大，且产品的品种也在不断增加。然而在该行业的发展过程中，资源浪费和环境破坏现象也是十分令人忧心的。为节约能源、保护环境，我国对生产安全、节能、环保方面的要求越来越高，节能减排工作得以开展。然而我国锅炉节能减排工作现状仍令人堪忧：一是行业中存在生产分散、生产厂家多但多数生产能力低下、生产集中度不高、企业发展不均衡等问题，行业整体技术水平仍有待提高；二是我国工业锅炉面广量大能源消耗多、运行利用效率低于国际先进水平问题的存在使得能源浪费现象严重。
2、实现锅炉节能减排目标面临的困难
在实现锅炉节能减排目标的过程中还面临着一系列的困难，主要有四个方面。
首先，一些企业不重视对锅炉管理工作人员的节能技术培训，管理工作人员的综合素质不高。锅炉在运行过程中需要专业管理工作人员的管理与指导，锅炉使用单位不注重对锅炉管理工作人员的节能技术培训、工作人员的素质不高，这样根本不能实现经济运行和节能降耗。
第二，一些锅炉单位使用的锅炉燃烧系统较为陈旧落后。在锅炉实际运行中使用的燃料与设计所选燃料不符，使得燃烧状况不佳、燃料不能充分燃烧，这样不仅浪费了燃料资源，而且也会加剧温室效应。
第三，是锅炉运行控制系统和节能燃烧系统的自动化水平较低。多数中小型工业锅炉装置的功能不够齐全，缺乏基本的自动控制，运行和调整状态都不佳，致使运行使用效率受到较大的限制，也造成了浪费和环保问题。
最后，是锅炉水质处理工作形同虚设，蒸汽与排污水得不到充分利用。对于锅炉水质的处理工作，有的企业单位根本没有相关的设备和工作人员，这导致了锅炉严重结垢，影响了传热及热效率，进而不利于节能减排。另外，蒸汽在使用后冷凝水直接排放、污水未经回收利用直接排放的现象多有发生，这既浪费燃料资源，又不利于节能减排。
三、锅炉节能改造措施
1、降低排烟温度
在锅炉的热损耗中，锅炉排烟损失约占据总热损耗的10％左右，影响损耗的主要因素是排烟温度的高低，锅炉排烟温度每升高13度，热损耗将会降低1％，具有十分明显的节能效果。首先，可以采用省煤器来降低锅炉的排烟温度，对于工业锅炉来说，在尾部烟道处增加省煤器效果很不错，利用高温烟气对锅炉给水实现预加热。一方面降低了排烟温度，另一方面将锅炉给水温度提高，使燃料消耗量降低，从而达到提高锅炉效率的目的。
第二，可以采用空预器来降低锅炉的排烟温度，对于工业锅炉来说，在省煤器出口烟道上加装空预器也是一个很好的节能方式，利用省煤器出口的烟气对锅炉鼓风进行预热，提高锅炉送风温度，提高炉膛温度，改善燃烧环境，从而提高锅炉效率。
第三，在锅炉的工作中避免受热面出现积灰、结焦的现象，积灰通常出现在受热面稳步，一旦积累量达到1mm，就需要增加2％~3％的燃料，可采用热蒸汽、惰性气体以及压缩空气等定时吹灰；定期投入适量的锅炉清洁剂，是进入炉膛内的清灰剂的高温下升华，产生微爆反应，使微粒分解，进而达到除灰、焦的效果，此方法可使锅炉的热效率提高5％，效果十分明显；在锅炉的运行中避免锅炉的低负荷运行，尽量减少锅炉的启停次数，锅炉在低负荷运行时，会形成大量积灰，粘附在受热面上，降低锅炉热效率，而停启次数过多也会造成受热面低温结露，形成酸腐蚀，降低锅炉的热效率。
2、改进配风方式方法
改进配风方式从炉膛内部改造入手，首先对锅炉前后拱进行功能材料改造，把原来拱砖改成耐火砼材料拱砖，拱砖向火面有多个配风孔， 非向火面为配风道与配风孔连接；在水冷壁管外侧砌筑异型功能炉墙砖，功能炉墙砖向火面有多个配风孔，非向火面为配风道与配风孔连接；功能炉墙砖和功能拱砖的大小和形状与原锅炉耐火砖相同，配风孔数量可根据砖的大小设置，对于中小型链条炉，一般横向配风孔眼数量为 3～12 个，横排配风孔排数为 1～3 排，竖向配风孔眼数量为 6～20 个，竖向配风孔排数为 2～6 排，配风孔直径一般为5～50mm； 把锅炉鼓风风量的 5%用风管引出至锅炉烟道，用烟气余热对引出鼓风加热，经过尾部烟气预热，配送到主燃区的功能炉墙砖和拱砖的配风道，通过功能炉墙砖和拱砖的配风孔，向炉膛火焰上中下配风，从改善锅炉燃烧，在炉膛内实现高效燃烧和洁净燃烧，达到节能、环保的目的。
3、合理使用燃料资源
首先应选取合适的煤种，对于链条炉排锅炉来说，主要采用的煤种为烟煤，受到结构的限制，不宜采用粘性大的煤炭。应保证使用二类以上的烟煤，为防止炉排被烧坏，熔点需要控制在1250℃ 以上。煤炭颗粒适中，最大不超过40mm，在煤中还必须保证适当的水分，减少飞灰量，但是含水量也不能过大，以免降低炉温，一般含水量控制在8~12％。空气是物质燃烧的必要条件，在锅炉的运行中应严格控制空气的含量，合理配风。在链条炉排上煤炭时依照长度进行划分，因此配风也需要依照链条进行调整，各个风室之间必须保证严密不漏风，在沿炉排方向上，炉排要求均匀配风，防止出现不正常燃烧现象。通过调整送风量、煤层厚度以及炉排速度等措施来实现燃烧的调节，保证着火稳定，并减少燃烧未尽的灰渣数量。
4、提高保温效果
通过加厚保温材料以及绝热材料的质量等加强保温，在使用中要注意维护设备，锅炉热损耗还与锅炉负荷有关，因此在运行时应尽量避免锅炉在低负荷下运行，在锅炉负荷发生变化时，可以先后调解通风量以及炉排速度。
5、锅炉用煤措施
目前工业锅炉以燃用散煤为主，清洁燃料比重小。煤炭工业能够提供的经过洗选和筛分的燃煤比例不到原煤供应的 20%，而且主要用于炼焦行业，用于工业锅炉的动力配煤的比例极低。 目前，不同类型的工业锅炉基本上都适合于燃烧特定尺寸的粒煤。 但链条炉排锅炉燃用的散煤是由不同粒度的煤混合而成的，许多粘结性、结焦性很强的煤也被用于链条锅炉。这些煤在入炉过程中受热膨胀，随即粘结在链条上，阻碍了空气畅通。基于此，应该从国家能源战略管理和技术管理的角度规范各行业的燃料消费政策，具体来讲可从以下几方面入手：
（1） 城市生活锅炉以燃用清洁燃料为主，新能源为辅， 如燃用油品和天然气、 煤气、 液化气等清洁燃料， 辅之以太阳能等新能源；
（2） 城镇生活锅炉以燃用生物质可再生燃料为主， 如燃用生物质颗粒燃料， 推广应用太阳能等；
（3） 城市工业锅炉以燃用动力配煤 (按粒度分级供应) 为主；
（4） 大容量的集中供热热水锅炉允许使用炉前筛分和成型的混煤配煤；
（5） 根据本地区资源条件推广洁净煤技术的应用， 目前型煤、 水煤浆、 煤炭液化、 煤炭气化等加工技术已基本成熟。
四、结束语
总之，锅炉节能减排是降低能耗、减少污染、实现可持续发展的有效策略。各单位和人员要提高重视程度，采取有效措施降低锅炉能耗。
参考文献
关键词：注塑机；伺服改造；节能
前言
近年来，从事塑料玩具生产的企业逐渐增多，以汕头市澄海区为例，在塑料玩具、塑料工艺、塑料日用品、塑料建材等方面一直居国内领先地位，著有“塑料城”之称。然而生产过程所使用的注塑机仍以耗能耗电的定量泵系统为主，不利于企业自身及社会的整体发展。因此，注塑机伺服节能改造将成为未来塑料行业发展的重要内容。
1.传统注塑机使用的现状及改造方式对比
1.1传统注塑机使用现状
注塑机是一种将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的成型设备。传统注塑机是三相异步电机驱动叶片泵，油泵往往以固定的转动速度输出恒定不变的流量，主要通过流量阀门进行调节，多余的液压油会通过溢流阀排入油箱，这个过程就造成能量的大量损失，浪费了过多的电能。设想汕头市澄海区企业如果全部或大部分都使用定量泵系统，那么电能浪费的情况将极为严重。
1.2定量泵注塑机改造方式对比
对定量泵注塑机的改造一般可采用可控硅调压、变频以及伺服三种。其中可控硅调压成本较低，改造设施比较简单，但节能比例过小，而且回收期过长。而变频调节，在成本方面比较适中，但产品周期较长，尤其更换模具时，变频器参数需要重新调整，加大操作的难度性。另外一种伺服改造方式，成本较高，但节能效率极高，而且对产品周期没有任何影响，在提高产品精度以及延长设备使用寿命方面有很大的帮助。由此可见，伺服节能改造应为注塑机节能改造方式的最佳选择[1]。
2.伺服节能改造的必要性
注塑机的能耗系统主要包括驱动液压系统与电热系统，其中驱动液压系统在耗电方面占很大的比例。在工艺过程方面主要分为锁模、射胶、溶胶、保压、冷却、定型、开模等阶段，每个阶段对压力与流量有不同的要求。如前文所提，传统定量泵液压系统中，油泵均以固定的转速提供衡定的流量，多余的液压油会通过溢流阀排入油箱，这个过程所产生的能量损耗高达36%-68%。
另外，传统注塑机噪音过大、液压油泄漏过多、油温高、用电成本高以及维护繁琐等特点，尽管很多企业在引用变量泵或变频器之后，节省部分电能，但仍然无法弥补定量泵中的很多缺点。
而且，现今社会对环保方面，如节能、减噪等许多方面提出了严格的要求，传统的注塑机无法适应市场经济发展的要求。
因此，无论从注塑机耗能系统方面以及定量泵使用过程中存在的弊端，还是从社会环保角度，传统注塑机以无法满足当前发展需要，必须加强伺服节能改造的实践应用。
3.伺服系统节能原理分析
由于注塑机耗能主要体现在液压部分，因此改造工作主要集中在此耗能点。目前节能方案主要以电液伺服系统代替定量泵系统。电液伺服控制系统的构成主要指异步电机由伺服电机取代，叶片泵由螺杆泵或齿轮泵取代，同时增加伺服驱动器。另外，电液伺服控制系统也淘汰了传统的PQ阀控制，将生产中的流量与压力以闭环控制方式为主。
电液伺服系统使用过程中，伺服电机与伺服驱动器会对注塑机的压力型号形成闭环控制，而且利用伺服电机快速启停的特点，在30毫秒之内可进行启动与停止，所以在保压或冷却阶段几乎不会产生电耗。因为伺服节能系统对压力与流量采用闭环控制方式，使压力重复精度也得到保证，即使压力很低也能正常工作。另外，伺服节能系统采用数字信号对输出的流量进行控制，具有良好的线性以及低速可控性，提高了流量的重复精度。因此，从伺服系统节能原理中分析，在节能减耗方面，发挥着重要的作用[2]。
4.伺服系统优点分析
从以往学者研究理论以及实际应用过程中产生的数据分析，其优点主要表现在：第一，节能率较高，能够完全消除高压节流，相比变量泵节能10%-30%，相比定量泵节能30%-60%；第二，响应速度较快，0-100%压力变化可达30ms，0-100%升速与降速时间可控制在0.1秒内，所以使生产效率大大提高；第三，控制精确，由于系统流量与压力的PID是在PQ控制卡下进行调整，其抗扰动能力极强，将系统重复精度控制在0.3%以内，使制品质量与制品精度得以保障；第四，高过载能力较强，从以往研究中可发现，伺服力矩过载倍数可达200%以上；第五，伺服系统状态转换比较灵活，在速度与力矩控制方面可灵活切换；第六，设备寿命的延长，伺服系统的使用，使开模、锁模的冲击大大减轻，有利于模具、机械以及液压油泵使用寿命的延长；第七，液压油温降低，伺服系统的使用可使冷却水的用量减少到30%以上，甚至在很多场合下不需要水冷；第八，工作环境的改善，伺服系统的应用使工作环境中的噪音降低很多，运行过程中其声音一般低于68db。以广东奥飞动漫文化股份有限公司为典型代表，通过对注塑机改造进行一系列实验过后，与传统注塑机进行对比，改造后的设备运行更为可靠，主、控制线路敷设、端点、油管以及箱体内整洁等良好。另外在节能节电方面也得到了认可。所以，伺服系统的优点决定其应用范围将越来越广[3]。
5.结论
注塑机伺服节能改造无论从其必要性、原理分析、优点分析以及与其他改造方式对比方面都有明显的优势，其高节能节电率可帮助企业在经济效益与社会效益方面得到显著提高，在响应国家注重环保号召的同时，顺应市场发展趋势。因此，供电企业应注重对新技术与新设备的使用，将节能减排工作应用与实践中，提高企业的综合实力。
参考文献：
[1]朱冬啸.企业常用注塑机节能措施及应用实效[J].上海节能，2013（11）：35-37.
【关键词】空压机；变频；节能
一、概述
随着生活水平的提高，人们保健意识的也随之逐渐加强，特别是改革开放以来，我国人民的物质生活变得愈加丰富，为此我国人口的平均寿命也有显著提升。然而，人们已经开始意识到人的寿命虽然延长，而其咀嚼器官中最为主要的牙齿的耐用程度却并没有相应地提高。近些年越来越多的人开始注重口腔健康，口腔医学技术也在日新月异的发展。近来在我国随处可见各类口腔专科医院、口腔诊所，其在数量与质量上也有了长足的进步。然而不论大到一个口腔医院，还是小到一个口腔诊所，要想正常开展口腔诊疗业务都离不开其中一个核心动力元素---压缩空气（一般为0.5MPa）。那么压缩空气是如何成为口腔诊疗业务中的动力元素呢？首先我们通过一个流程图简单介绍下其工作情况：通过一台空压机工作产生低压气体，其中另外一台为备用机，压缩后的气体经过单向止回阀输送到储气罐中，储气罐中保持压力值在0.5-0.8MPa值之间。压缩空气从空压机出来后进入气罐,空气可以在这里冷却降温,初步析出空气中的油、水等杂质。由于医疗行业的特殊性，所选用的空压机大多为医疗级的无油空压机。因为排出的压缩空气温度很高,使空气中的水分、油分与灰尘混合,形成了水汽、油气和灰尘等混合杂质，所以储气罐出来的气体需经过一个油水过滤器。压缩空气从气罐出来进入油水过滤器,油水过滤器精密的滤芯滤去大部分空气中的油、水及尘埃。经油水过滤器过滤后的气体经单向止回阀进入冷干机，冷冻干燥机可以将流过的温度低于80℃,压力小于1MPa的压缩空气的温度降至0～10℃,从而使压缩空气的油雾和水分达到饱和,绝大部分分离出并凝成水滴和油滴,经机内的排水器排出。冷冻干燥机出来的气体再次经过一个精密过滤器，除去直径0.01μm的尘埃及浓度0.01ppm的油滴。从二级过滤器过滤后出来的气体相对较为纯净，经院内预设的管网将气体送到各个科室的口腔综合治疗椅，即平时所说的牙椅。牙椅再通过设备内部复杂的管路将气体定量的输送到各个牙科设备终端，如高速涡轮手机、低速马达手机、三用气枪等。而高速手机或马达手机的转速又是由供气压力决定的，为此，维持管道压力的稳定性对高速涡轮手机能否正常使用至关重要。鉴于压缩空气对口腔诊疗的重要性，空压机运行的稳定性对口腔业务正常开展起着举足轻重的作用。因此，如何让空压机平稳、高效、低能耗、长时间运行成为了医疗设备维护人员的日常工作关注的重点。为此，对口腔科大多数供气系统进行节能改造具有重大的意义。
二、节能改造的方式
1、集中控制方式。多台空压机组工作时可用集中控制方式运行，空压机开启台数根据负荷波动进行调整，而不是改造前工作台数固定不变的。当气体需求量降低到一定程度，空压机会自行减少加载时间以降低产气量。若气体需求了进一步减少，自动化程度高的机型便会自动停止运行。在这种工作模式下，空压机即使在卸载情况下，也会继续消耗电能。通过集中控制改造后，便会根据负载变化停止相应数量的机子运转，运转机子数量的减少，耗电量自然也就随之降低了，进而达到节能的作用。2、空压机热能回收的方式。空压机在运转时会产生大量的热能，热能通过热交换器把热量传导到冷却水中，冷却水被加热后流到保温储油桶中，这样就达到热能的回收目的。热能回收装置的出水温度被控制在根据不同需要而设置的合适范围内，比如用于取暖、洗澡等职工生活需求。3、采用变频调速方式。变频调速方式是降低空压机的轴功率输出，改造之前，空压机出口压力达到预设值，就会自行卸载；经过变频改造，空压机没有卸载，而是通过降低电机转速减少出气量，以达到维持管网压力的目的。改造后有两个方面节能：1、电机运行至工频以下，电机轴输出功率也降低了。2、减少了空压机从卸载到加载这一突变过程产生的电能消耗。结合我院实际情况，集中控制和空压机热能回收的这两种节能方式都不是很适用。因为我院规模的限制，正常工作时，只需启动一台产气量为3m3/min空压机就可满足日常需要。出于安全考虑，采用一用一备的工作模式，两台机组轮流开机使用，所以集中控制方式不适用于我院供气系统。我院可利用空间有限，外加地处我国东南沿海地区，现有的职工宿舍区前期并未铺设供暖管网。此外，热能回收装置也需要一定的空间区域，在现有本就紧凑的机房里的确难觅空间，很难安放。为此，最终选择变频调速方式进行节能改造。
三、变频控制原理
对电机的变频控制方式有多种多样，比如V/F开环控制、PID闭环控制、无PG矢量控制、PG矢量控制、力矩控制等。由于就诊患者的随机性，造成管道的用气量不确定性，进而造成空压机的负荷不稳定，对比各自变频控制方式的优缺点，口腔科供气系统宜采用PID闭环控制算法，控制对象为管道压力，控制方式为通过调整电机运行频率，达到改变电机转速，进而达到控制输出压力。由于口腔科供气管路所需的工作压力为0.5Mpa，故可选用工作范围为0-1Mpa的压力变送器，变送器输出信号为4-20mA的电流型号。通过PLC模拟量输入端，经过PID计算，在PLC输出端输出0-5V的电压信号，进而将该型号传送给变频器。变频器随之做出变频判断，最终达到改变电机转速的目的。
四、变频改造节能效果
与传统定频空压机工作原理不同，变频空压机是以监测输出压力来时刻调整工作频率，进而达到调整转速，最终实现恒压供气目的。由于流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速的二次方成正比，所以才采用变频控制器控制转速就能到达节能的作用，由公式1-1可知：电机在80%转速下，扣除电机铜损、铁损及机械损耗外，节能效率在40%；40%转速下，电机能耗为6.4%，扣除电机自身损耗，节能效率几乎可忽略不计。所以，调速是节能的本质所在，但并非转速越低越好。同时，空压机不允许在低频状态下长时间运转，因为转速太低，电机工作的稳定性不佳，容易引起电机烧毁，正常情况下非变频电机的变频下限20-25Hz为宜。
五、结束语
【关键词】热工测试；炉拱改造；炉体大修；合理配风；节能效益
1 锅炉改造前后热工测试主要基本情况
该20t蒸汽链条炉，从1985年投运以来一直没有进行炉体整体大修；在2001年12月份大修前，经节能监测中心测试，锅炉热效率只有46％，并且2台设备均存在炉墙裂纹、炉顶保温脱落、表面温度高，漏烟、漏灰，烟道隔墙脱落，煤层燃烧工况差、煤种适应性差等问题，经过认真研究后，对其中的一台锅炉进行节能改造，取得了显著成效。锅炉改造前后节能监测中心测试报告中的主要测算结果如表所示。
测算结果表明：
(1)锅炉热效率(以正平衡为准)从46．65％上升到72．24％，达到国际≥72％的要求；蒸汽用煤单耗从0．2678t／t(当锅炉蒸发量在lOt时，煤单位耗为0．23t／t)大幅下降到0．177t／t，节煤率提高近5O％ ；
(2)各种热损失有较大幅度减少；
(3)排烟过剩空气系数和炉渣含碳量的指标也有较大改进，但没有达到国标。
2 炉拱方面的改造
2.1锅炉基本要求
该型号链条炉设计用燃煤要求为：基低位发热量QYw=5190kcal／kg，挥发份VY=35％，灰份A =27．1％，灰熔点>1250℃ ，硫S=0．45％。因此，需要使用优质煤方能确保炉子正常燃烧。自2001年下半年以来，受国家关闭小煤窑的影响，优质煤采购困难，煤的到货质量也一直欠佳，加上对流管上结焦负重大，影响了传热；锅炉出力不足额定负荷70％，常常有“拉红火”现象，老鹰铁也容易烧毁，严重影响锅炉安全、经济和连续运行。通过对锅炉结构分析，要改善该炉型煤种适应性差问题，顺利着火和稳定燃烧，首先要改造好锅炉的前、后拱，以改善煤的引燃和提高燃烧区的燃烧强度。
2．2 炉拱的实际工作机理
锅炉的前拱其作用在于蓄热保持高温，增强对刚进炉的新煤的辐射加热促使其及时着火燃烧；后拱其作用是改变自然层上升的烟气流动方向，使炉内可燃气体、悬浮的焦粒子与空气能够良好混合，同时，延长他们的行程，使之有充分的时间达到燃尽。炉拱实际工作机理是：以再辐射为主、镜反射为辅的方式，将燃料区火床面的辐射热和部分火焰的辐射热传到新的着火区，用于引燃，而且依靠燃烧区火床面辐射热也可促进燃烬。即煤引燃的主要热源来自于后拱将大量的高温烟气和炽热碳粒输送到燃料的燃烧区，提高那里的温度，强化那里的燃烧，使之发出更多的热量，并以此形成更高的温度，从而大大地增强了前拱的辐射引燃作用。
2．3 改造前后炉拱结构
由炉拱的实际工作机理可知：前后拱的搭配是否合理，决定了烟气中可燃成分能否迅速燃烬，新煤能否顺利引燃。因此对该锅炉的前后拱结构进行了改造。改造后该形式的辐射对流拱具有如下优点：
(1)前拱覆盖率由改造前的28.6% 增至33.3% ，后拱覆盖率由53.85%增至57%，前后拱覆盖率达到90.3%；
(2)在炉前拱3800mm 的标高处的翻火口，最大限度的呈弧状伸进炉内，尽可能地使炉膛空间变小，中间燃烧旺盛区的高温烟气及后拱对前拱的辐射亦加强，形成了一个高温高效燃烧区；前拱点火拱部位从原来的350mm高，压低至250mm，减少了热散失和进冷风的缺点，提前了着火线，同时避免了火焰燃至煤斗烧坏煤闸板的弊病；
(3)后拱加高拱的高度。后拱向前伸进500mm，高度≤1200mm，高温烟气不会被直接抽走，而是合理地导向前拱，前拱的弧面均匀地反射至炉排前部与中部，平衡了炉膛前后的空气过剩不均的问题，对可燃气体、碳粒和氧气的充分混合燃烧创造了十分有利的条件，使煤充分燃烧，同时降低了炉渣含碳量；
(4)在前拱上部设置凸型单曲拱具有二次风作用。高温烟气在火床面上形成烟气旋涡，延长烟气流程及煤粒的燃烧时间，气体和固体的不完全燃烧损失显著减少；
(5)依靠旋涡的分离作用，把未燃烬的炭粒甩回火床复燃，从而降低飞灰含碳量，飞灰量的减少又降低了对尾部受热面的磨损。
3 炉墙等方面的改造
3．1 问题提出
改造前，锅炉存在炉膛工况差，温度升不上，低于700℃ ；排烟温度达189℃(有关标准为≤180℃)，排烟处空气过剩系数airy为3．21(有关标准≤2)。经分析可知其使燃烧恶化的重要原因之一是炉墙裂纹、炉顶保温脱落、表面温度高，炉子漏烟、漏灰，造成引风量增大，加大排烟损失，尤其不利于挥发物的燃烧，容易产生黑烟和加大除尘器负荷；导致炉膛内过剩系数大，破坏了炉膛的燃烧工况，不利于燃烧。施工中发现炉顶内积灰1米多高，增加了吊梁额外负载，钢梁锈蚀严重，存在严重设备故障隐患。针对这些问题，对炉顶、炉墙进行全面更新改造。
3．2 炉顶改造
(1)炉顶也采用浇注的方法，用热轧钢筋组成框架，采用高铝钒土耐火浇注料浇注，再用膨胀可塑材料捣打，该材料在高温状态下产生微膨胀，有效地克服耐火层与金属构件、管道间产生的裂缝缺陷。
(2)水冷壁管从炉顶穿过的地方是密封的难点和要点，管与墙之间的膨胀可塑材料严格按规程要求厚度敷设，用人工夯打结实；
(3)保温层采用硅酸铝纤维毡和粘结剂重叠错缝粘贴200mm厚，然后拉上铁丝网，再用石棉绒制成的抹面料进行抹面，以提高其密封的质量和效果，杜绝三漏问题。
3．3 炉墙改造
炉内墙均采用了T一1型耐火砖，用新型高温胶泥进行炉墙砌筑，此种胶泥常温固化时以硅氧烷结合，高温时靠陶瓷烧后产生粘结力，粘结强度高、使用温度范围宽等特点；中间隔热保温层采用为硅酸铝纤维棉，外表用红砖配以水泥沙浆进行砌筑，提高其密封的质量和效果，降低了能源损失。
3．4 合理配风进一步燃烬残余焦碳，该改造后的锅炉测算表中结果：过剩空气系数(2．47)，炉渣含碳量(14．25％) 根据相关标准均没有达标。经分析研究，其中主要原因之一是，煤质不稳定；而至关重要的因素是锅炉运行过程中没有执行科学配风方法。分析研究表明：劣质煤(相对锅炉煤质标准)在链条炉上燃烧，必须有良好的炉拱结构，以保证引燃和烟气混合良好；此外还必须有合理的配风才能取得较好的使用效果。链条锅炉的新煤从落煤斗落到炉排上，依次完成预热、着火、燃烧和燃烬各个阶段；而其煤层的变化里随着炉排的移动，而逐渐减薄；合理配风的正确方法是：
(1)第一风仓基本不送风，第二风仓少送风；因在此阶段，新煤在预热阶段煤层最厚，通风阻力最大，但所需空气量接近于零，可不供或供极少量的空气；
(2)主要送风在第三、第仓；在本阶段，煤开始着火燃烧后，进入氧化区，煤层开始减薄；当挥发物含量较多，易粘结煤着火后，还要产生膨胀，煤层微增厚，通风阻力因水分的蒸发而减小，此时，所需空气风压最高，风量最大；而第五、第六风仓送少量风只为燃烬用；本阶段，焦炭大部分燃烬后，煤层仅剩下灰渣，此时厚度最薄，通风阻力大减，为了维持少量焦炭继续燃烧和冷却炉排，所需空气量较少，故供入的空气也减少。这样配风主要是保证从后拱来的高温烟气能够深入前拱区，同时还能将大量炽热的碳粒向前吹送，并在前拱区产生强烈的卷吸回流作用，有利于提高燃煤预热段的温度，促进煤尽早着火燃烧；而且这样的配风方式为中部旺盛燃烧区提供了充足的空气，又能促进新燃料的着火和尾部残余焦碳的进一步燃烬，使q3、q4降低，提高锅炉的热效率。
4 改造后的效益
4．1 锅炉改造前后运行情况
(1)在改造施工过程中发现处理二项重大的事故隐患，即：更换了锈蚀严重的4根横向钢梁(共有8根钢梁)；增补已脱落的水冷壁管吊钩18根。
(2)炉膛测温点的温度由原来700℃提高到900多℃ ；锅炉的蒸发量(出口压力0．35MPa)可由原来的12t/h左右，稳定在18t/h，最高可达23t/h；
(3)炉拱燃烧工况明显改善，前拱区形成明显的扰动，燃烧火焰由原暗红色变成发亮的金黄色，着火点前移约lm；
(4)炉的漏烟、漏灰问题基本得到解决。
4．2 节能效果
改造后的锅炉在近3个月的运行中，每吨蒸汽的煤单耗由0．225t／t(改造前的上年度同期煤单耗)下降至0．195t／t(改造后的煤单耗)，实际节煤率达15.38%；煤价按230元/t，日产汽量408t，年平均运行按150天计算，每年可节约燃煤费用约42．22万元。改造前，由于单位锅炉的出力满足不了负荷需求，2台设备必须同时启用，1台锅炉的电力消耗费用约30多万元，该改造项目的投资金额54万元，锅炉运行不到150天收回改造的投资费用，效果十分明显。
5 结束语
据统计，全国平均工业锅炉热效率仅为55％左右，与国标72％相比差距甚大，存在着较大的节能潜力。监测锅炉实际运行效率，查明各项损失的分配、找出工业锅炉热效率偏低的症结所在，合理调整运行，针对性地进行节能技术改造，将会显著提高锅炉热效率，大量节约燃煤。这是提高企业经济效益重要措施之一，也是贯彻“节能法”的具体体现。
【参考文献】
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[3] 孙军如．抛煤机锅炉的燃烧分析及消烟除尘措施[J]．节能，2000．4．
【关键词】裂解炉；节能；措施
【 abstract 】 with the rising of the price of crude oil, to the production enterprise to bring a lot of pressure, strengthen the energy saving renovation of cracking furnace is very important.
【 key words 】 cracking furnace; Energy saving; measures
中图分类号：F407.45 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、前言
乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，主要作用是把天然气、炼厂气、原油及石脑油等各类原材料加工成裂解气，并提供给其它乙烯装置，最终加工成乙烯、丙烯及各种副产品。乙烯裂解炉的生产能力及技术的高低，直接决定了整套乙烯装置的生产规模、产量和产品品质，因此乙烯裂解炉在乙烯生产装置乃至整套石油化工生产中都起到龙头作用
二、裂解炉节能措施
1、改善裂解选择性
对相同的裂解原料而言，在相同工艺设计的装置中，乙烯收率提高1%，则乙烯生产能耗大约相应降低1%。因此，改善裂解选择性，提高乙烯收率是决定乙烯装置能耗的最基本因素。通过裂解选择性的改善，不仅达到节能的效果，而且相应减少裂解原料消耗，在降低生产成本方面起到十分明显的作用。
2、优化工艺操作条件。通过优化裂解炉工艺操作条件，不仅能使原料消耗大幅度降低，也能够使乙烯生产能耗明显下降。不同的裂解原料对应于不同的炉型具有不同的最佳工艺操作条件。对于一定性质的裂解原料与特定的炉型来说，在满足目标运转周期和产品收率的前提下，都有其最适宜的裂解温度、进料量与汽烃比。如果裂解原料性质与原设计差别不大，裂解炉最优化的工艺操作条件可以参照设计值。反之，则需要利用SPYRO软件或裂解试验装置对原料重新评价，以确定最佳的工艺操作条件。
3、延长裂解炉运行周期
采用在线烧焦。裂解炉在线烧焦是在炉管蒸汽-空气烧焦结束后，继续对废热锅炉实施烧焦。与传统的烧焦方式相比，在线烧焦具有明显的优势。一是裂解炉没有升降温过程，可以延长炉管的使用寿命，并可节省裂解炉升降温过程中燃料与稀释蒸汽的消耗；二是由于在线烧焦，裂解炉离线时间短，可以提高开工率，并可增加乙烯与超高压蒸汽的产量。目前BASF在线烧焦程序已在国内外乙烯裂解炉上成功应用了多年。
三、裂解原料优化
乙烯生产成本中裂解原料费用所占比例很大，以石脑油和柴油为原料的乙烯装置原料费用占生产总成本的70%～75%。优化裂解原料，不仅可降低乙烯生产成本，而且对装置能耗也有较大的影响。
1、原料对产品方案的影响
对不同乙烯裂解原料，产品方案是不同的，市场对乙烯装置下游衍生物的需求也是有变化的。采用石脑油、AGO等液相进料的乙烯裂解能满足多种产品的要求，而以乙烷等为原料的裂解装置主要产品是乙烯。原料对乙烯生产的技术经济影响，综合反映在对乙烯生产成本起决定性的作用，一般原料费用在乙烯生产成本中约占70%。
2、裂解原料的优化
不同原料裂解的乙烯收率不同，总体来说，原料越轻，则乙烯收率越高。
目前我国的裂解原料以石脑油为主，加氢裂化尾油、轻烃和轻柴油作为补充。从近10年原料结构发展来看:石脑油用量呈现上升趋势，但最近几年已趋于稳定(约65%);加氢裂化尾油比例相对较稳定(约10%);轻柴油用量逐步下降，轻烃用量逐年增加。
例如燕山乙烯装置原料原始组成为石脑油、柴油、加氢裂化尾油、循环乙烷以及轻烃。2007年为保证市场需要，炼厂产重柴油不再做裂解料，同时也相应对加氢裂化尾油送裂解量进行限制，致使裂解料组成出现较大的变化，即原料组成为石脑油、加氢裂化尾油、循环乙烷以及轻烃。石脑油收率低，且自2010年以来油质变差，投料比例反而加大，加氢裂化尾油收率高，投料比例反而降低，循环乙烷以及轻烃裂解料收率高，比例却维持不变，造成2011年度乙烯收率大幅下降。为此车间先后优化了裂解炉工艺操作参数，开展原料攻关项目，在一定程度上提高了乙烯收率，但相比2006年，收率仍达不到理想要求。为此2012年10月份开始运行3台气体炉，增大轻烃裂解料量投料比例，改善现有原料结构，成功提高了乙烯收率。
四、新区裂解炉(BA1101)改造
1、改造背景
燕山乙烯装置新区SRT－Ⅳ－HC型炉采用6组8－4－1－1型炉管，设计能裂解NAP、AGO，每台炉均有1组炉管既可裂解原料油又可裂解循环乙烷，对流段采用二次注汽技术。每台裂解炉配备3台Schmidt急冷锅炉，每两组炉管出口合并后进入1台急冷锅炉。在决定对BA1101炉改造前，新区4台裂解炉均存在生产负荷、炉膛负压偏低的状况，风机转速已达设计上限，裂解炉负荷已无提升空间。
2、BA1101炉油改气的可行性
目前老区仅投用了2台气体炉(BA110、BA111)。为有效地提高乙烯装置的乙烯收率，如果能保证乙烯装置经常处于3台气体炉的运行工况，对于提升乙烯装置经济技术指标和提高燕化公司资源利用率都有深远意义，经过研究和分析决定将BA1101改造为气体炉。
3、BA1101炉改造方案
根据燕化乙烯裂解原料的特性，BA1101炉拟采用如下改造方案:改造后工艺流程与改造前的区别主要是增加了5组气体原料的进料管线。原设计中，仅有1组乙烷管线进入对流段，与石脑油或轻柴油分组裂解。经过改造，气体原料分为6组，分别经过流量计及调节阀进入对流段原料预热段预热。其后的流程与原设计相同。
具体工艺流程如下:由界区外来的原料，包括气相原料及石脑油，分别经6组流量调节阀进入裂解炉对流段上部的上原料预热器(UFPH)进行预热。由界区外来的稀释蒸汽分两次注入，一次稀释蒸汽经6组流量调节阀后与来自下原料预热器(LFPH)的液体原料在一次混合器中混合，使其部分汽化。
裂解全气相原料时，原料从上原料预热器直接进入一次混合器，将下原料预热器旁路。然后进入上混合过热器(UMPH)过热，二次稀释蒸汽经6组流量调节阀后进入对流段稀释蒸汽过热器过热与来自上混合过热器、蒸汽在第二混合器中混合，再进入下混合过热器(LMPH)过热之后经文氏管流量分配器，使油汽混合物均匀分配到每组8－4－1－1型辐射炉管中。
油汽混合物在6组8－4－1－1型辐射炉管中进行热裂解反应，裂解炉炉管出口温度(COT)为830～850℃，裂解气进入急冷锅炉。高压蒸汽流程与原设计相同。在三段超高压蒸汽过热器之间设置2台减温增湿器，通过调节注入减温增湿器的锅炉给水量，控制超高压蒸汽过热后的温度为525℃。
4、裂解炉BA1101改造后运行状况分析
（1）产品收率分析
SRT－Ⅳ－HC型裂解炉原设计裂解原料为轻柴油与石脑油，近年来主要以石脑油为原料，改造后投用LPG。由于原料烃组成、结构族组成、含氢量等特性发生明显变化，裂解气组成随之也发生较大变化，直接导致裂解产物分布不同。
BA1101炉投用LPG与投用NAP相比，产物收率变化较明显的是甲烷、乙烯、丙烯、丙烷。其中甲烷收率提高了约10个百分点，乙烯收率提高了约11个百分点，同时丙烯收率降低了约3个百分点，丙烷收率提高了约3个百分点，另外丁二烯降低了约1个百分点。
（2）改造前后裂解炉能耗的计算
（一）改造前的能耗计算
精EDC在40℃经进料泵GA401送至裂解炉中，在2.1MPa的压力下，经过预热、蒸发、过热、裂解4个阶段，出料温度510℃，裂解率为55%。进料量按每台裂解炉38t/h计算。由此可以得出，原来使用的裂解炉单台理论上的热量消耗为11622kW。
（二）改造后的能耗计算
精EDC(40℃)经预热器EA412加热到156℃，进入裂解炉对流段进一步加热到195℃，然后进入汽化器进行汽化。EDC汽化后的温度为2660C,进入裂解炉进行裂解，裂解率为55%，裂解炉的出口温度为480℃。由以上计算可以看出，改造后的裂解炉单台理论上热量的消耗8892kW。
五、结束语
在实际的生产过程中，裂解炉的节能技术还处于不断的摸索过程当中，只要我们不断坚持，就一定能够找到一套行之有效的方法降低生产成本，创造更多的经济利益。
参考文献
关键词：既有住宅建筑；节能改造；问题与建议
Abstract: As China's socialist construction and the development of economy, both residential building and energy saving transformation become a matter of national development strategy event. Implement energy saving renovation project, is not only improve both residential building use quality and residents living environment of the key way, at the same time is also improving energy efficiency, ease the strain energy of the important means. Therefore, the national related department personnel to carry out actively both residential building energy saving transformation hope can put forward effective energy saving renovation measures. This article mainly aims at both residential building energy saving transformation of discussed, puts forward some reform proposal, the hope can provide some references for work.
Key Words: Owned residential building; Energy saving transformation; Problems and suggestions
中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号：
在我国，既有住宅建筑的节能改造初始于90年代初，那时仅仅是进行个别既有住宅建筑节能改造示范工程，并没有将这个节能改造工程真正当成影响国家发展与人们生活的大事来看待。随着国家建设与发展，在2005年的“十•一五”规划中，终于将既有住宅建筑的节能改造问题提到国家必须进行的大事日程表中，规定了既有住宅建筑节能改造的任务与目标，以国家文件的形式确定了既有住宅建筑节能改造的重要性。
一、既有住宅建筑进行节能改造的必要性
国际方面：随着人们对环境保护与能源危机认识的提高，国际环境组织提出了“节能降耗”的口号，希望可以通过有效的节能降耗技术与措施，缓解全世界能源紧张的局面。作为大耗能项目的既有住宅建筑，是实施节能降耗技术的重点工程，所以，对既有住宅建筑的节能改造是全球环境、能源保护的要求。
国内方面：我国人口众多，地域辽阔，人居环境南北差异较大，这就造成了我国既有住宅建筑在能源消耗上的增加。尤其是北方冬季采暖、南方夏季空调制冷，都无疑在大量地消耗能源。另外，我国大部分的既有住宅建筑都没有节能措施，利用燃煤取暖以及空调制冷，不仅大量消耗能源，而且向环境中排放大量的二氧化碳等有害气体，严重污染了大气环境，而随之而来的其他环境问题也危害着人们的生活环境质量。由此可见，对我国既有住宅建筑的节能改造已经势在必行。
二、既有住宅建筑进行节能改造中存在的问题
我国既有住宅建筑的节能改造工程还在初级阶段，各项工作虽然取得了初步的进展，但还是存在着一些问题，需要相关工作人员积极研究、解决，以提高既有住宅建筑节能改造的效率，继而提高人们生活环境的质量，促进国家建设与经济发展。
首先，行政管理问题。在我国，对既有住宅建筑进行节能改造，首先要取得住宅建筑拥有者或者物业公司的许可，这就涉及到了国家房产的行政管理问题。一些住户不是房产的拥有者，他们无法决定住宅的改造问题；一些建筑在节能改造中需要与供热、供电、供气等企业进行沟通与协调，以促进各企业与改造技术人员之间的配合，提高节能改造工程的质量；还有一些居民或者建筑使用者对节能改造工程的满意程度不同，改造之后的后续管理问题也是需要全面考虑的。这些都是行政管理部门在既有住宅建筑节能改造工程实施之前，就需要认真思考的，以防在真正实施改造工程时，出现不必要的麻烦。
其次，资金投入问题。我国既有住宅建筑的节能改造是一项长期的、艰巨的工程，同时也是需要大量资金的投入的，那么，这笔资金到底是谁来投资，资金如何管理与使用等问题，都是需要提前解决的。对既有住宅建筑进行节能改造工程，涉及到许多的部门，这些部门对资金的利用状况需要严加管理，以防出现资金困难的情况。
最后，改造技术问题。我国既有住宅建筑节能改造技术还不是很纯熟，还需要相关技术人员加紧研究的脚步。但是在实施节能改造技术的同时，一些施工企业一味地追求技术的创新，忽视既有住宅建筑的实际施工情况，致使改造之后不符合国家标准或者不能满足居民的需要，造成既有住宅建筑重新改造的情况发生，增加了对施工资源的消耗量，这是不利于企业经济效益的提高，也是不复合“节能降耗”理念的。
三、既有住宅建筑进行节能改造的几点建议
我国进行既有住宅建筑的节能改造工程，是国家发展、环境保护等多方面的需求，所以，在改造过程中，相关部门与工作人员应该提高节能改造工程的认识，积极宣传既有住宅建筑节能改造的现实意义，提高所有人的节能降耗意识，全面协调各个企业单位之间的工作，促进改造工程按时、按质完工，真正实现既有住宅建筑的节能降耗发展。
首先，积极宣传，树立节能降耗意识。我国既有住宅建筑节能改造发展较晚，人们群众对此的认识还不高，有的人甚至还没有听过“节能改造”，这就提高了节能改造工程的难度。因此，相关部门应该积极进行既有住宅建筑节能改造工程现实意义的宣传工作，使所有人员树立节能降耗意识，积极配合节能改造工作，共同参与到节能改造工程中来。另外，积极进行宣传还可以调动社会各界的资金投入，解决节能改造工程的资金问题。
其次，加强管理，协调各部门工作。实施既有住宅建筑的节能改造，需要很多企业、单位、部门的共同努力，所以国家应该对涉及与参与节能改造工程的企业、单位、部门加强组织管理，积极沟通，对彼此的意见进行全面的思考与分析，共同建立节能改造工程“双赢”的施工模式。这样，既提高了企业单位的经济效益，又保证了既有住宅建筑节能改造工程的顺利进行。另外，加强行政管理，严格规定既有住宅建筑的使用权、拥有权问题。
再次，多方融资，建立资金管理组织。对既有住宅建筑进行节能改造，单凭国家建设部门的拨款与建筑施工企业的投资，是远远不够的，所以，相关工作人员应该积极研究各种融资方法，以提高节能改造工程的资金储备量。最有效的方法是集资社会民用闲散资金，对投资的民营企业或者社会个人给予一定的政策优惠，比如减免所得税等。另外，国家建设部门应该将目光放长远，统筹考虑既有住宅建筑的节能改造问题，从财政经算中设立节能改造专项资金，并建立资金管理组织，有效管理资金，提高资金的使用效率。
最后，创新技术，提高节能改造效率。节能改造技术的应用应该是以既有住宅建筑的实际情况决定，一些住宅建筑由于环境、内部结构等原因，需要创新节能改造技术。所以，相关工作人员必须以创新的思路、结合实际情况研究节能改造技术，以提高节能改造工程的技术含量，实现改造工程的节能降耗目标。
结束语：
综上所述，在我国，对既有住宅建筑实施节能改造战略措施，是国际环境保护、降低能源消耗的关键，也是我国国家建设、经济发展的要求。对既有住宅建筑进行节能改造是一个长期的、艰巨的工程，需要相关人员以热情饱满的态度，积极向上的心态，全面考虑既有住宅建筑的耗能状况，以创新的节能改造技术，使既有住宅建筑改造工程达到节能降耗的目标，提高既有住宅建筑的质量。相信随着相关工作人员对既有住宅建筑节能改造技术研究的深入，我国对既有住宅建筑节能改造工程也将全面发展起来，真正为国家建设、经济发展与人们生活水平的提高起到积极的促进作用。
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关键词：既有居住建筑；节能改造；浅析
目前，我国建筑能耗占社会总能耗的30%左右，是能源消耗增长最快的领域，特别是北方地区建筑能耗比较大，占全国城镇建筑用能的40%以上，许多北方城市冬季采暖煤烟型污染比较严重。因此，对北方既有居住建筑的节能改造是我国推进节能减排、改善民生的重要内容和措施。
1石河子既有居住建筑节能改造现状及存在的问题
石河子既有建筑节能改造按照节能50%设计标准进行改造，改造范围为20世纪80年代以后建设的结构完好、符合安全要求的既有非节能建筑。“十二五”期间，石河子完成既有居住建筑供热计量及节能改造面积约324万m2。改造工作主要包括以下内容：①建筑护结构节能改造，其中包括外墙、屋面、地下室顶板、外门、外窗、外挑阳台底板等构件的节能改造；②热源及供暖管网改造，其中包括热源(换热站)水泵变频、气候补偿改造、热计量表和自动调节控制设备安装，供热管网水力平衡改造，供热系统监测改造等；③建筑室内供热计量及温度调控改造，其中包括建筑物热力入口安装楼栋热量表、水力平衡装置、过滤器、关闭阀等设备，室内安装计量温控设备等。笔者对供热公司及石河子市区1~34号住宅小区的既有居住建筑进行了现场调研，通过调查发现，石河子冬季供暖热源及供暖管网改造投入资金大、改造进度快、效果好，仅2015年投入资金2800万元进一步对老旧二次管网和换热站进行改造,改造管线长度约16km，改善了市区近26个小区的供暖质量。同时，通过对既有居住建筑的调查，发现既有居住建筑节能改造存在以下问题：a.建筑护结构节能改造不彻底。根据现场调查，已改造的既有居住建筑中，约70%的建筑只对外墙、屋面进行了节能改造，其外窗、地下室顶板、外门等构件均未进行节能改造，改造工作不彻底。b.绝大多数既有建筑在进行节能改造时没有进行室内供热计量及温度调控改造。根据调查，对既有建筑进行节能改造设计时，都进行了供热计量及温度调控的改造设计。但在实际施工过程中，受到改造成本和施工进度的限制，绝大多数既有建筑在进行节能改造时没有进行室内供热计量及温度调控改造。这些建筑由于没有计量设备和调节手段，住户无法进行自主调节，冬季取暖费无法采用按照用热收费，仍然实行的是按采暖面积收取。因而不仅造成了用热浪费的现象，也无法解决节能不节钱的问题，无法调动广大居民节能改造的积极性。c.节能居住建筑与非节能居住建筑共存的小区浪费了大量的热能。通过调查发现，在一个供热区域既存在节能居住建筑又有非节能居住建筑，在采暖期内，供热单位为保证非节能建筑室内温度不得不通过提高供暖温度来满足这些建筑的需要，而节能建筑只能通过冬季开窗来降低室温，从而造成节能建筑不节能的现象，同时也造成了供暖热量的浪费。
2石河子既有居住建筑节能改造措施浅析
2.1以换热站负责的供暖区域为单位，合理规划改造区域目前，石河子绝大多数小区采用冬季集中供热，由城市集中供热热源产生热量，经由各换热站进行热量交换，最终将热量传递到用热端。对既有居住建筑进行节能改造时，首先要合理规划改造片区，应以换热站负责的供暖区域为单位，区域内所有既有居住建筑应一批次全部进行节能改造，以避免出现一个供热区域既存在节能居住建筑又有非节能居住建筑，为了保证非节能居住建筑的室内温度，从而造成节能建筑不节能的现象以及供暖热量的浪费。
2.2全面、彻底地对既有居住建筑护结构进行节能改造，最大程度降低围护结构能耗对既有居住建筑护结构的节能改造，主要包括外墙、屋面、外门窗、非采暖地下室顶板等围护结构的保温改造。建筑的能耗中，围护结构的热传导和冷风渗透是造成建筑能耗的主要原因。由于建筑外窗和非采暖地下室顶板所处的位置及作用，其能耗占建筑总能耗的40%左右。节能改造时，对建筑外窗和非采暖地下室顶板进行节能改造，降低其传热系数，对建筑能耗的控制具有重要的作用。因此，对既有居住建筑护结构进行节能改造时，改造工作一定要全面、彻底，这样才能够最大程度降低围护结构能耗。
2.3既有居住建筑供热计量改造必须与护结构节能改造同时进行，以实现最大节能效果既有居住建筑供热计量改造是将热量进行了商品化，运用价格杠杆作用，解决节能不节钱的问题，调动居民节能的积极性，全面关注和参与供热节能的实施。因此，对既有居住建筑护结构节能改造的同时，必须对室内供热计量及温度调控进行改造。通过供热计量和温度调节的控制，使建筑节能效果真正反馈到热源端，在保证经济、舒适、高效的供热基础上，最终实现居民节约供暖费用、供热单位节约能源的双赢目标，以实现最大的节能效果。
2.4建立适合本地区既有居住建筑节能改造的融资模式，从根本上解决既有居住建筑改造不彻底地问题从目前石河子的既有居住建筑节能改造现状来看，根本问题还是缺乏改造资金。目前，石河子进行既有居住建筑的供热计量及节能改造的资金绝大部分来自国家和地方财政，供热企业、产权单位及个人出资较少。庞大的改造资金是导致既有居住建筑的供热计量及节能改造工作不彻底、不全面的重要原因之一。因此，通过借鉴和分析具有代表性和参考价值的国内外既有建筑节能改造融资模式，扩大融资对象、增加融资渠，建立适合本地区既有居住建筑节能改造的融资模式，调动全社会积极参与到融资中来，是推进既有居住建筑改造的根本途径之一。
3结束语
既有居住建筑的节能改造，不仅节约了能源，减少了污染物排放，而且延长了建筑物的使用寿命，增加了建筑的附加值，提高了居住环境的舒适度，是我国推进节能减排、改善民生的重要内容和措施。在实施改造过程中，要充分挖掘建筑节能潜力，调动改造相关主体积极性，全面、彻底地实施改造工程，使既有建筑节能改造工作真正取得明显成效。
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（西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055）
（School of Civil and Architectural Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，China）
摘要： 当前，日益严重的能源与环境危机迫使我国必须加快节能减排的步伐。但是，占社会总能耗比重大的既有建筑能耗却逐年攀升，迫切需要通过建筑节能改造来降低社会总能耗。然而我国的建筑节能改造发展缓慢，一个重要的原因是缺乏适合我国国情的节能改造模式。因此，研究适用于我国国情的既有住宅节能改造EPC运作模式是必要的、也是迫切的。
Abstract： The increasing serious crisis of energy and environment currently forces that China have to speed up the pace of energy saving and emission reduction. But the energy consumption of existing residential building which accounts for a substantial part of the total social energy consumption rises year by year， China urgently needs to reduce the total social energy consumption by building energy-saving reconstruction. However， one of important reasons that the Chinese building energy-saving reconstruction develops slowly is the lackness of energy-saving reconstruction model that suits to Chinese national conditions. Therefore， it is essential and urgent that we should study the EPC operation model for energy-saving reconstruction of existing residential building which suits to Chinese national conditions.
关键词 ： 节能改造；EPC；间接分享型；建议
Key words： energy-saving reconstruction；energy performance contracting；indirect-share model；suggestion
中图分类号：TU20 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）25-0003-05
摘要： 当前，日益严重的能源与环境危机迫使我国必须加快节能减排的步伐。但是，占社会总能耗比重大的既有建筑能耗却逐年攀升，迫切需要通过建筑节能改造来降低社会总能耗。然而我国的建筑节能改造发展缓慢，一个重要的原因是缺乏适合我国国情的节能改造模式。因此，研究适用于我国国情的既有住宅节能改造EPC运作模式是必要的、也是迫切的。
关键词 ： 节能改造；EPC；间接分享型；建议
中图分类号：TU20 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）25-0003-05
收稿日期：2015年4月15日。
作者简介：刘亮（1988-），男，河南信阳人，西安建筑科技大学在读研究生，研究方向为施工技术。
0 引言
我国已进入工业化、城镇化的快速发展时期，能源需求旺盛，但世界能源危机使得我国能源状况不容乐观。与此同时，不断席卷全国的雾霾天气让环境污染成为亟待解决的焦点问题。能源与环境危机已成为我国发展道路上的绊脚石，因此，通过节能减排、提高能源利用率来控制社会能耗成为我国发展的必由之路。在我国，由于建筑能耗占社会总能耗的比重很大，而且还呈现逐年上升的趋势，所以进行建筑节能改造是必要的、也是紧迫的。
1 研究背景
1.1 既有建筑节能改造情况
在我国社会能耗中建筑能耗所占比重大，预计2020年城镇建筑能耗占到社会总能耗的比例将到35%以上[1]，并存在建筑能耗持续增长，用能系统效率低，既有住宅能耗占比高等问题。我国的建筑节能工作开展始于20世纪80年代初期，相对于发达国家起步较晚。在20世纪90年代末，我国开始加大对既有建筑节能改造的研究，在哈尔滨、唐山、乌鲁木齐、北京、天津、上海等城市陆续启动了既有住宅节能改造的试点工程。其中哈尔滨嵩山小区节能改造项目，在第一阶段实现建筑节能30%[3]，乌鲁木齐市操场小区节能改造项目，在节能改造后实现总体节能60%[2]，通过工程实践，我国在建筑节能改造技术和政策方面积累了经验。我国既有住宅节能改造集中在我国北方地区的主要城市，没有形成大范围的改造，这与居住建筑的能耗地位不符，应尽快打破这一僵局，缓解建筑能耗居高不下的矛盾。
1.2 既有建筑节能改造模式
既有建筑节能改造模式按照实施的主体不同，可分为：
①政府主导模式。
各国政府在建筑节能改造中都是先驱带头者，该模式依靠政府强大的执行能力、严格的考核标准，能够促使既有建筑节能改造在短时间内规模化实施[1]，同时便于统筹协调改造中的矛盾和当地发展的要求。但是这种模式容易产生资金筹措渠道单一、市场相关主体积极性不足、投资主体与收益主体分离等问题，同时政府在节能改造中，既充当实施者又是监管者，使得监管效果差强人意。
②产权单位主导模式。
产权单位主导的建筑节能改造，一般以大型的产权单位为主，如学校、医院、大型企业和大型商场等。在能耗成本居高不下的情况下，这种模式通过节能改造降低其整体的运营成本，实现节能改造收益和提高生活质量[1]。该模式中产权主体改造意愿强烈，对改造工作的顺利进行十分有利。但是该模式具有局限性强、普遍适用难度大的缺点，同时产权主体在节能改造的管理、技术和资金等方面也存在着困难。
③供热企业主导模式。
供暖地区的建筑节能改造是改造的重点，供能企业进行既有建筑的节能改造一般以供热计量改造、管网改造及热源改造等方式进行，其改造目的是通过提升管理水平、降低供热成本等方式提高自身收益[1]。该模式的改造优点在于，保证了资金投入链和收益链的一致性，有利于节能改造市场化的推动。但该模式限于在供暖地区进行，同时存在供热企业对供热系统外的改造技术和管理水平有限等问题。
④能源服务公司主导模式—合同能源管理模式。
合同能源管理模式（即EPC模式）的节能改造实施主体是能源服务公司（Energy Service Company，简称ESCO，指提供用能状况诊断、节能项目设计、融资、改造、运行管理服务的专业化公司[4]）。ESCO通过合同形式，为能耗主体进行节能改造，并从中分享节能收益[5]。该模式具有很好的市场化运作效果，能够大力吸引市场上的资金、技术、管理等先进因素参与到建筑节能改造中来，具有很强的专业性和广泛的适用性，并能把传统模式中政府的被动角色和资金压力等给予很好的解决。
2 EPC及其运作模式的研究
2.1 合同能源管理（EPC）
合同能源管理（Energy Performance Contracting，简称EPC）：是指节能服务公司（Energy Service Company，简称ESCO）与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，ESCO为实现节能目标向用能单位提供必要的服务，用能单位以节能效益支付ESCO的投入及其合理利润的节能服务机制[6]。
EPC实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为工厂和设备升级，以降低运行成本；或者ESCO以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务[6]。
EPC项目一般具有两个特征：一是ESCO必须投入（资金、设备、技术和管理等），并承担风险；二是用能单位向ESCO付出的代价不大于合同期内的节能收益。而随着合同能源管理的不断发展，如图1所示，在其结构本质上，越来越广泛的社会各方参与进来。
如果有更多的社会机构参与EPC，ESCO可以通过调用市场上更专业的技术、管理和资金，来实现自己的利润并分担风险。同样，由于EPC的本质是通过节能并分享节能收益，所以ESCO也可以由多个主体共同组成，参与各方整合各自优势来更好的实现节能服务，获得收益。图2为一般的ESCO业务流程，可做为多方参与的业务流程参考。
2.2 EPC运作模式
在合同能源管理的发展中，形成了节能效益分享型、节能保障型、节能费用托管型、融资租赁型四种基本的运作模式[6]。下面对这四种基本模式进行介绍，给出无社会其他参与方的基本构架图，即只考虑能耗用户和ESCO的运作关系图。
①节能效益分享型运作模式。
节能效益分享型运作模式是：在项目期间能耗用户和ESCO双方分享节能效益。节能改造工程的投入按照ESCO与用户的约定共同承担或由ESCO单独承担。项目建设完成后，经双方共同确认节能量后，双方按合同约定比例分享节能效益。项目合同结束后，节能设备所有权无偿移交给能耗用户，以后所产生的节能收益全归能耗用户[7]。
②节能量保证型运作模式。
节能量保证型运作模式是：以ESCO承诺保证节能量为前提，能耗用户事先支付一定年限的节能效益或者费用，作为节能项目的全部投资以及ESCO的服务费用，委托ESCO实施节能项目。项目完成，经双方确认达到承诺的节能效益，用户一次性或分次向ESCO支付服务费，如达不到承诺的节能效益，差额部分由ESCO承担。节能量保证型合同适用于实施周期短，能够快速支付节能效益的节能项目，合同中一般会约定固定的节能量价格[7]。此种模式在发达国家政府机关节能改造中比较常用。
③节能费用托管型运作模式。
节能费用托管型运作模式是：能耗用户委托ESCO出资进行能源系统的节能改造和运行管理，并按照双方约定将该能源系统的能源费用交ESCO管理，系统节约的能源费用归ESCO。项目合同结束后，节能公司改造的节能设备无偿移交给能耗用户使用，以后所产生的节能收益全归能耗用户[7]。
④融资租赁型运作模式。
融资租赁型运作模式是：ESCO或融资租赁公司把节能设备租给能耗用户，能耗用户以设备生产的节能效益支付租金。合同期满，ESCO或融资租赁公司可以将设备转让给能耗用户，也可以收回。如果采用融资租赁公司的设备，则ESCO负责对能耗用户的能源系统进行改造[8]。
2.3 EPC模式在我国节能改造中应用分析
2.3.1 应用EPC模式的必要性
国外在住宅改造中EPC模式有一定的应用，在我国的应用却十分困难，经过深入分析研究，在我国采用EPC进行既有住宅的节能改造是非常必要的，主要原因有：
①改造资金的需求。
节能改造技术在国外发展已经非常成熟，我国节能改造技术也迅速发展，对既有住宅改造的整体技术门槛不高。相对改造资金来源成为能否顺利进行节能改造的关键点，在有技术没资金的情况下节能改造是无法推进的。
②政府资金的局限。
现阶段既有住宅的节能改造资金中各级政府的出资占据了非常大的比例，而这种政府占大比重出资甚至全资的改造项目，即使在技术应用、节能效果和节能收益上都取得了成功，但由于政府财政的限制，在进行大规模节能改造的推广中往往力不从心。所以政府的财政情况决定了，资金问题成为推广既有住宅节能改造的最大障碍，想进一步扩大资金来源、真正解决对财政出资的高依赖，必须通过调动市场的资金进入节能改造中来，才能真正实现节能改造的快速发展。
2.3.2 应用EPC模式的障碍
EPC模式调动市场资金的能力是巨大的，但在我国既有住宅节能改造推广应用的过程中遇到了巨大障碍，其根源是：
①我国住宅高私有化率。
与非居住建筑的产权结构单一的情况（如学校、私人企业、政府机构等）不同，既有住宅的产权结构更加复杂，而这种涉及多位产权人的结构在推进EPC应用中产生了巨大的障碍。
②我国多业主住宅形式。
我国私有住宅的形式也与发达国家不同。20世纪20年代，西方发达国家的大城市开始出现郊区化，大量兴建独栋式住宅，50~60年代，郊区化达到。如美国在二三十年代初期，单体或双体别墅所占居住建筑的比例比较低，随着郊区化的发展，独栋住宅的比例不断上升，在1960年有68.8%的住宅为独栋式住宅，到2006年上涨到70%左右[9]。这种独栋的单业主私有产权在节能改造中所面临的沟通难度小，也能通过节能改造收回直接的经济效益，而我国大部分为多业主的整栋住宅，在协调改造和出资问题上难度极大。
③其他障碍。
在推进EPC模式中我国还存在其他的障碍，如：虽然EPC企业数量不断增长，但是发展很不均衡，根据国家发改委2010年到2013年先后公布的五批ESCO备案的名单中[10]，共3210家公司（不包括取消的32家）各省统计分布情况可以看出这种分布不均匀的情况，具体统计情况如图3所示，从中可以看出在建筑能耗比较大的东北地区ESCO并不是很多，西部地区ESCO很少。
政府在推广EPC模式时不够深入，体系不够健全，使得ESCO公司成长速度比较慢，且存在ESCO公司用各种手段骗取财政补贴的现象。我国相关法律法规支持力度也不够，居民的建筑节能改造意识不够强烈、认识不深刻、需求不迫切，这些也增加了EPC推进的障碍。
3 EPC模式优化研究
针对能耗用户出资难度大和节能效益分配难的核心问题，对EPC运作模式进行优化，本文设计了一种间接分享型模式。间接分享型运作模式是：由ESCO与供能公司签订节能合同，对能耗用户进行节能改造，供能公司向能耗用户提供能源，收取不高于改造前的总能耗费用，因节能改造使得实际能耗降低，故供能公司多收取了节能部分的费用，并拿出这部分费用与ESCO进行分享。间接分享型运作模式的基本构架见图4。
该模式发展初期，需要政府进行协调、监督、政策支持和一定的资金支持等工作，在市场模式运作成熟，节能改造效益分享顺畅后，政府可逐步退出。间接分享型模式运作构架详图见5。
间接分享型运作模式不需要居民直接出资，资金由ESCO所代表的投资方承担，或初期政府给予一定的财政支持。这样就避免了居民协调难的问题，在资金的落脚点上找到了出路。同时实现了投资回收，通过供能公司对能耗主体多余供能费用的收取，来实现节能的经济效益，并与ESCO进行节能效益分享。这形成了投资回收点，开拓了利润渠道，吸引了市场资金的投入。
4 基于EPC模式既有住宅节能改造的对策建议
4.1 广泛采用合同能源管理调动市场力量
由于EPC模式可以在既有建筑节能改造的资金、技术、管理等方面进行更好的优化配置，结合间接分享型等运作模式，可以对我国既有建筑节能改造市场起到巨大的推动作用。所以政府应该积极引导市场，针对我国不同地区的情况和改造主体，鼓励采用EPC相应的运作模式，充分调动市场的节能改造力量，最终实现市场的运作良性循环机制，使得节能减排与经济效益更好、更和谐的发展。由于现阶段政府在我国既有住宅节能改造的主体地位，所以政府广泛采用EPC模式进行节能改造示范尤为重要。
4.2 财政和金融政策支持
在既有建筑节能改造EPC模式推广初期，虽然EPC模式能更好的提高政府财政的利用率，但是不代表政府在支持节能改造财政总量上的缩减，相反政府应该在这种高利用率的模式下，进一步加大财政支持总量，特别对采用EPC模式的节能改造行为给予大力的财政支持。相应制度上，完善财政支付的流程，针对不同的节能改造模式指定更加详细的财政支付计划，如针对间接分享型EPC运作模式，可以在初期给予一定额度的资金支持，后期再通过财政补贴逐步实现政府出资额度比。
4.3 相关标准和法规完善
建立完善的既有建筑节能改造标准体系是推进既有建筑节能改造工作开展的重要环节。由于既有建筑节能改造范围广、任务重，管理工作涉及资金测算及使用、工程立项及招投标、项目验收及备案等多方面管理，工作复杂，应给出相应的节能改造项目管理办法，针对不同地区和不同改造主体进行编制，以减少管理不利造成的成本和运行等问题，更好的实现节能改造的标准化。
4.4 提高参与度
针对能耗用户以及社会各方对节能改造认识不深和参与度不够的问题，应该采取更广泛的宣传手段，如广播、电视、网络媒体、纸媒等方式对既有建筑节能改造带来的经济效益、环境和社会效益进行宣传，并介绍政府相关的政策信息等，宣传给出具体的效果数据，增加节能改造效果的说服力。通过宣传和教育，提高市场的整体参与度和社会关注度，为节能改造创造良好的气氛，调动市场的活力，关键是释放节能改造的需求。
4.5 信息平台共享
政府应充分利用互联网技术，建立相关既有建筑节能改造的信息平台，使得节能改造的参与各方能通过该平台获取信息、进行交流。各参与方在信息平台上可以学习和了解节能改造的管理、技术和需求等信息，这样不仅提高了建筑节能改造行业的整体水平，更快的匹配市场需求信息，让更多的人充分了解建筑节能改造，而且还促进尚未进入节能改造领域的主体积极参与到节能改造中。同时，信息平台公平、公开、公正的分享政府的信息资源，能有效的促进建筑节能改造市场化的健康发展。
4.6 采取全面完善的节能改造措施
在节能改造中不仅对建筑围护结构进行节能改造，分别针对热源、热网、热用户等进行全面整体的节能改造，因地制宜采用新技术、新能源，使得既有建筑节能改造效果更好。其中对热源的节能改造技术包括；采用热电联产的方式、采用热转化率高的先进锅炉和采取其他技术手段减少热源的发热损失等。热网的节能改造技术主要是采用计量控制系统的节能改造，对能耗用户进行热量计量的硬件改造，这样配合供热计量收费的改革，能更有效的从人为控制方面减少能耗用量，也避免一些“节能建筑不节能”的怪象。热用户系统的节能改造，包括了建筑外围护结构的节能改造及因地制宜的利用新能源等措施。积极开发利用新技术和再生能源等也是节能改造不可或缺的技术发展趋势。
5 结论
①通过研究发现，我国住宅私有化率高，且主要住宅形式为多业主结构，导致我国能耗用户出资可行性低、难形成节能效益分享机制等问题，所以现有的EPC运作模式在我国既有住宅节能改造中难以应用。因此，针对这一问题对EPC模式展开研究。
②设计EPC的优化运作模式—间接分享型EPC运作模式。间接分享型运作模式采用ESCO与供能公司合作进行节能改造的形式，由供能公司在收取不大于改造前总能耗费用的基础上，与ESCO进行节能收益分享。该模式避免了居民成为出资主体并形成了效益分享机制，有效地解决了我国EPC应用面临的核心障碍。
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我国幅员辽阔，地域宽广。从北到南分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区的部分城镇冬季都需要采暖，采暖燃煤对大气造成严重污染。与此同时，我国大部分地区夏季炎热，空调又日益普及，建筑空调能耗正在迅速增加。至2000年，我国城市既有建筑面积达76.6亿m2，城乡新建筑竣工面积18.2亿m2，其中建成的节能建筑面积累计仅1.8亿m2.由此可见，节能建筑面积所占比例很少。
每平方米建筑面积年耗能量，我国与气候条件相近地区的发达国家相比，要高出约2倍以上。问题的关键在于，大量没有任何节能措施的既有建筑，其保温隔热性能差，设备系统效率低，导致采暖和制冷能耗浪费严重。我国各地建筑围护结构保温隔热性能普遍很差，传统外墙一般为实心粘土砖，其厚度严寒地区1.5-2砖；寒冷地区1-1.5砖；夏热冬冷地区1砖；夏热冬暖地区3/4砖；寒冷地区及其以南均用单层窗，严寒地区用双层窗。再者，我国建筑采暖基本上以燃煤为主，对环境的影响也比用油、天然气采暖的发达国家更加严重。
我国大量的既有建筑在采暖季节和空调期间继续不断地浪费着越来越有限的能源，并且向大气中排放着二氧化碳等污染物，增加温室气体浓度。随之而来的是自然灾害如沙尘暴、水灾、旱灾、土地荒漠化等，使人类的生活环境加剧恶化。由此可见，对既有建筑物的节能改造应该及早开展。否则，既有建筑的数量将越积越多，我们国家更难以承受对节能改造的经济支出，使人民生活在越来越不良的大气环境中。因此，对既有建筑进行节能改造，以避免能源资源的浪费，提高建筑热舒适度，还我们一个清澈的蓝天，已成为我国当前紧迫的、必须尽快解决的重大问题。
建设部第76号部长令的颁、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的出台、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的开始编制，对我国建筑节能工作的深入发展无疑起到了强有力的推动作用。随着建筑节能步伐的不断推进，新建建筑正在从设计开始抓紧；住房制度改革后，北方采暖地区供热体制改革正在紧锣密鼓地开始。在供热体制改革方案近期出台后，既有建筑节能改造的问题就会越来越突出，成为摆在我们面前的艰巨任务。
二、对节能改造的总体顺序安排建议
既有建筑数量巨大，改造工作要经历一个长期的复杂的过程，必须有计划、有步骤地推进。
既有建筑节能改造应按照建设部《建筑节能“十五”计划和2010年规划》的部署，从政策、法规和标准的研究、编制和落实入手，由易到难，从居住建筑到公共建筑；从大中城市到城镇、乡村；经济发达地区先行，从有条件的建筑着手，逐步推进。
既有建筑节能改造，特别是宾馆、写字楼、商场等可以结合装修改造进行，也可以结合平屋顶改斜屋顶以及建筑加层工程同时进行；还可结合供热计量收费体制改革、供热管网的改造进行，在室内管网改造的同时，对围护结构加强保温，才能收到很好的节能效果。
既有建筑节能改造，无论北方或是南方，只要是条件允许，就应该抓紧进行。结构质量不好的危旧建筑则应该逐步拆除，不宜改造。
三、国内外节能改造实例
1、我国既有建筑的建筑节能改造
80年你末、90年代初，我国已经开始了个别既有建筑节能改造示范工程，总结了不少有益的确经验。从这些经验中可以看出，改进建筑围护结构热工性能是节能改造的关键。而提高围护结构热工性能的有效途径，首推外墙外保温技术。与外墙内保温相比，外墙外保温的优越性在于：我国传统建筑大多为砖混结构，这种结构热容量大，有较好的蓄热能力，使室内温度保持稳定。旧房改造时，外墙加外保温层，阻隔了热量通过墙体向外散热的渠道。在外保温施工时，不影响住户的日常生活，不减少室内居住面积；并阻断冷桥，提高了供热效果，改善了室内热舒适度。外墙外保温材料主要使用聚苯乙烯板，这种材料保温性能好，施工方便，造价较低，在我国既有建筑节能改造中可以普遍使用。但值得注意的是：聚苯乙烯板的密度应该在18kg/m3以上。板的厚度应符合节能设计标准的要求。增加聚苯乙烯板的厚度，其造价的增加不多，但保温效果会大大提高，更适应建筑节能对墙体热工性能不断提高的要求，长远效益会更可观。
北京南苑某住宅楼的既有建筑节能改造，就是在1993年进行的，此住宅楼是一栋三个单元的砖混建筑，建筑面积1320平方米，层高2.7米，37厘米实心砖墙，单层玻璃木门窗。节能改造的技术为：外墙用50毫米的聚苯乙烯板作外保温：对原有平屋顶改造成坡屋顶，并在天棚顶上填充20厘米厚的袋装膨胀珍珠岩；在除厨房外的所有窗框外安装了毛刷密封条，并将北向卧室窗改造成单框双层玻璃窗；进户门内加3厘米厚的聚苯板，门的四周也安装毛刷密封条，阳台门的门芯内加反射铝薄膜并留空气间层；楼梯间墙加贴3厘米厚的聚苯乙烯板保温。改造后，对此建筑的外围护结构进行热工测试，其节能效果很明显。外墙、窗户和屋顶的传热系数（W/m2K）。节能改造前与节能改造后的结果分别是：外墙从1.59减至1.53；窗户从4.96减至2.85；屋顶从0.97减至0.28.实践证明，采取以上一系列的节能措施后，可以达到节能50%的要求。
哈尔滨煤炭研究院7层住宅楼于1997年进行了节能改造，也达到了节能50%的要求。
2、国外既有建筑节能改造
发达国家自70年代爆发的石油危机以来，一直重视建筑节能，并在改造中提倡采用外墙外保温技术。既有建筑改造方面的法规、规范等不断完善，已积累了丰富的经验。这些经验证明，外墙外保温是既有建筑节能改造的一项最佳途径。他们的做法多是使用聚苯乙烯板，或挂、或粘、或用固定件固定在外墙表面，再贴耐碱玻纤网络布，并抹面层。聚苯乙烯板使用厚度10-20厘米，造价提高不多，节能效果大大提高，居住舒适性大为改善。
2.1.国外几种节能做法
1）德国冬季多以燃油取暖为主。未进行节能改造的住宅，其燃油量在20升/m2以上。路得维希港的一栋示范建筑，主体为砖墙的住宅，外墙贴上20厘米厚的聚苯乙烯板做外保温，层顶则采用29厘米聚苯板保温，还采用了其他一些措施。改造的结果，在提高室内热舒适度的情况下，采暖燃油降到3升/m2.
2）窗户。外窗采用了三层玻璃密封窗，用Low-E玻璃，内充惰性气体，外设卷帘或窗板
3）德国最近研制出了一种加石墨的聚苯乙烯板，即在聚苯颗粒生产中加进石墨后发泡制出的，提高了保温隔热性能
4）将石蜡制成分散的极小颗粒掺入保温材料中，抹于外墙内侧，利用石蜡相变吸收或放出热量的特性，起调节室温的作用。
5）外保温与装饰一体装配化。对于既有建筑的节能改造成来说，施工速度快、没有湿作业、对住户影响很小。在聚苯乙烯保温层外贴面砖，在工厂预制成块体，在现场用锚固件固定在外墙上，修补好预留的、错开接缝后，外保温与外饰面即可一次完成。这种技术，可用于我国既有建筑的节能改造。
四、可供考虑的节能的改造技术方案
1、窗门窗是建筑围护结构的重要组成部分，有1/3强的热能是经过门窗损失掉的。对门窗的改造更为简单易行。
1）门居住建筑的门多为木门，在木门中间或内外贴置聚苯乙烯板，可以提高保温效果。
2）窗户对于钢窗框和铝合金窗的窗框要避免冷桥。应按照规定，设置双玻或三玻窗、并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的建筑还可以采用低发射玻璃。对于双玻或三玻，两层玻璃之间的密度一定要做好，否则经过不长时间的使用后，玻璃之间因密封不好而进入灰尘，无法擦洗，影响玻璃的透明度。
3）窗帘内置帘固然有装饰效果，但低垂的窗帘把散热器挡住，使热量更易从窗玻璃处损失掉，就浪费了能源。室内还可使用镀膜窗帘。冬季，镀层使热量在室内循环以减少供热用能；夏季，可防止强烈的太阳辐射而减少制冷用能；发达国家早就重视室外遮阳或室外窗帘。历史久远的木质窗板，有单扇和对开的，有全木板和百叶式的，设在窗外。使用时关上，不用时打开，并有牢固的固定设施，对建筑物的外观没有任何影响。现在发达国家在这方面又发展为集遮阳、保温、隔热与防盗为一体的外窗帘板，有的是铝质或塑料百叶，有的用钢卷帘或布卷帘，也有横向推拉式的。
2、外保温技术
1）外墙外保温我国的外墙外保温技术经过多年的发展现在已经成熟。主要的做法是在外墙外表面粘贴或钉固聚苯乙烯板，或将聚苯板浇筑在混凝土墙外表面，或抹上保温浆料，外贴加强网布并用聚合物浆料抹面，可以作出质量良好的保温墙体。
如果在装修改造的同时在外墙上做外保温，所增加的造价较少，但经过保温改造的建筑，日后的运行费用（如采暖、空调用能量）会大大降低。时间越久，其经济效益越明显。
2）外墙内保温内保温施工简单，在外墙内表面贴岩棉或聚苯板，再贴石膏板抹饰面材料，也可贴预制保温板。此法与外保温相比，有占用建筑面积、存在冷桥和施工时影响住户正常生活、工作等缺点。
3、屋顶
1）平改坡
在过去的经济条件下，我国大多数居住建筑采用平屋顶，这种做法防水较为困难，且耗能较多，将平屋顶改为坡屋顶（斜屋顶）并内置保温材料，不仅提高了屋顶的热工性能，还有可能提供新的使用的空间，也有利于防水。
2）屋顶绿化
屋顶绿化，在我国南方地区是改善顶层住户的生活，提高室内舒适度的有效的办法，但要考虑屋顶荷载，注意做好屋面防水处理，并选择适当的植物，以防后患。
4、阳台
对阳台的节能措施现象在住是密封阳台，其实，如有空地，对于有些没有阳台湾的建筑，在旧房改造时可另加阳台。这种技术在国外已有应用。另设的阳台与单独设置的支柱配套建成，并与原有建筑物连结。这种做法既扩大了使用面积，又给建筑物添加了保温层。
5、采暖系统及其运行管理
在供热方式方面，可采取集中供热、热电联产等措施，并提高锅炉效率，准确计算需用锅炉的大小，避免“大马拉小车”的现象，提高能源利用率。对于供热系统的改造，是实现计量收费的关键。既有建筑的采暖系统，由于传统的福利供热的体制，均为单管系统，这种系统不便于用户根据自己的需要调节室温，更不利于节能。如果有条件，可改为双管系统，并安设热计量表；一般情况，可在单管系统上加旁通管，并安设热量分配表，也可以满足要求。还可先考虑安设栋用热表，公共建筑也可用栋用热表进行热计量。在有地热资源的地方，也可利用地热水供暖或地热水辅助供暖。
6、太阳能利用
太阳能是可永续利用和无污染的能源，我国冬季日照时间相对较长，有利用太阳能的有利条件。节能改造时，有条件的低层建筑物的南面，如有空地，也可设置阳光间。还应努力探索太阳能集热器与建筑结合。如在平改坡时，结合太阳能集热器采集能量的最佳坡度确定坡屋面的坡度，使二者结为一体。太阳能不仅可提供生活热水，还可采用光伏电池，为建筑的照明系统提供光源。
7、空调节能
选用高能效即能效比高或能效系数都高的节能空调器，合理布置，避免设在阳光直射的地方，选择合理的安装方位。出风口附近不应有障碍物。如果既有建筑的围护结构得到改善，空调负荷会大大降低，不仅节约了能源，还会提高建筑物的舒适性。无动力换气扇在密封好的建筑物中使用，会给在此环境中工作或生活的人们提供机关报鲜的空气，并且不使用能源，有利于改善室内的空气质量。
8、照明节能
照明系统的节能也应随既有建筑节能改造的同时进行。如节能灯具的选用、智能布线、室内灯光亮度的合理配置、与自然光的结合等等，均是节能的具体手段。尤其是公共建筑的灯具和灯光配置，更应引起重视。我国一些公共建筑的灯具选择和灯光配置不当，浪费能源，应予改造。
9、使用侧行为节能
建筑节能是群众自己的事业，使用侧行为节能在建筑节能中是一个重要组成部分，要大力作好宣传工作，提高人们的建筑节能意识，增加建筑节能知识，也能取得良好的节能效果。
五、支撑节能改造的政策建议
1.建议国家计委、国家以贸委、建设部等部委共同研究，将既的建筑节能改造列为我国国民经济发展的一项必要的工作，作为专项计划、争取像抗震加固那样得到资金支持，从国债中拨出专款，有计划有步骤地推进节能改造。这样做，有利于启动内需，增加就业机会，并推进建筑节能事业的发展。
2.积极创造条件，搞试点示范工程和示范小区。国家和地方应有政策的支持、给予一定的优惠条件。地方可先可先从某一栋建筑或某个试点小区开始，采用多项改造技术，总结经验，逐步铺开。
关键词：农牧区；节能改造；加强保温；太阳能
Abstract: Rural and pastoral areas in Tibet autonomous region, the existing residential building indoor environment of poor quality, high energy consumption. In order to improve people's living environment in rural and pastoral areas, reduce energy consumption, in addition to consider the construction of energy-efficient new housing, according to the situation of the transformation of existing buildings for energy saving is also worthy of our discussion.
Keywords: agricultural and pastoral areas; energy saving; strengthen insulation; solar energy
中图分类号：TU201.5
当地农村牧区的居住建筑大都属于自建房，没有任何相关的建筑建造标准和建筑节能标准。大部分牧民在建造房屋的时候没有考虑建筑节能问题。牧区现在的情况是，居住建筑能耗高，牧民以畜粪为燃料炊事取暖，采暖结构单一，热量消耗过量，燃料燃烧速度快恨热量低。针对农牧区现状，提出适合当地住宅特点的节能改造措施。
1 农牧区住宅现状分析
1.1 环境气候分析
自治区位于我国西部边陲，平均海拔 4 000 m 以上，总面积 120 多万 km，总人口 273 万，素有“世界屋脊”之称。地形地貌可分为四大片：东部藏东三江峡谷、西北部羌塘高原、藏南谷地和喜马拉雅山。全区地形地貌复杂，生态环境恶劣的地域面积大，砂地、冰川、沼泽、裸地、戈壁等面积约占土地面积的 30.7%。可再生能源主要有水能、太阳能、地热能、风能、林草和畜粪等能源资源。石油、天然气和煤炭等不可再生能源资源发现较少。高原具有较明显的季风气候性质，夏季高原为热低压中心，高原内部温凉少雨，其东南部则温暖多雨；冬季，高原受西风带控制，寒冷而干燥。
1.2 农牧区住房常见结构形式
传统农牧区住宅大多数就地取材，比较简陋。近年来政府陆续实施了一系列的农房建设补助政策，包括旧房改造工程、游牧民定工程、扶贫搬迁工程等，农牧民的居住条件得到了很大改善。当前农牧区住房户均建筑面积一般在100~200㎡之间，主要结构形式包括土结构、木结构、砖混结构及砖木结构等。其他结构包括毛石—土木结构房屋、石木结构房屋等。生土结构为农牧民住宅赏常见的形式，表现为主要由土坯砌筑墙体，房屋承重大梁、檩条直接架在土墙上，搭接处一般没有构造加强措施。屋盖主要采用木结构承重，表面覆土。
1.3农牧区村落规划现状分析
在农牧区，很多自由村落是没有规划的，只有移发村和新农村建设的村子在建设初期进行过规划。依据牧区生活生产特点，在村落建设中，住宅建筑通常与牧业生产统筹规划，同步建设。住宅居西，牲畜棚圈在东，草料库位于北侧。生活、生产地连成一片，户均占地面积亦较大。由于牧业生产的需要，与农区村庄相比，牧区居住分散，建筑密度低，主次干道宽，宅基面积比较大，没有遮挡。
2农村牧区建筑节能改造技术策略
对农牧区建筑的热工性能改造,主要是房屋的保温改造,这不同于新建房屋,应该是在最大限度地不破坏原有结构的基础上进行改造,同时又要使施工方法尽可能简单,使用的保温材料性能优良,便于操作。下面是根据相关研究得出适用于农村牧区建筑节能改造的一些基本策略:
2.1墙体节能改造技术
根据气候特点以及大部分农牧区既有建筑的结构、构造,可采用直接加设保温层的方式进行建筑外墙保温构造改造。在原有建筑结构墙体的基础上设置保温层,可以采用内保温和外保温。其中内保温施工简单,在外墙内表面贴岩棉或聚苯板,再贴石膏板抹饰面材料,也可贴预制保温板。由于农村牧区一天内采暖时间集中,内保温技术有较快的蓄热能力,能使室内温度短时间升高,提高室内热环境的舒适度。同时也可以进行简单的室内装修,改善室内居住环境。如果进行外墙外保温改造,就必须在保温层外侧加强保护层和设勒脚,以防止牲畜或生产设备对墙体的破坏。如在外墙外侧粘贴60毫米聚苯板,在外层加设保护层,外墙腰线抹1:3水泥砂浆,腰线勒脚为水刷石罩面。还可以在外墙内侧涂抹复合硅酸盐保温材料,也能达到理想的效果。其实在北墙外堆砌牛羊粪便,也可以达到保温的效果。加强保暖,牧民还可以在室内墙壁安装清洁的生态墙,即由麦秸秆、芦苇或亚麻秆做的墙裙。
2.2建筑屋顶节能改造技术
在农牧区建筑建造和改造建筑当中,屋顶保温问题易被忽视。传统屋面的热工性能极差。平屋顶和坡屋顶都普遍存在，其中平屋顶不仅容易漏雨,而且保温隔热效能差,能源浪费严重,很多居民深受冬寒夏热之苦。对于坡屋顶的房屋,屋面节能改造一般可采用室内加吊顶的方法,在石膏板吊顶上层架设保温层,在天棚顶上填充20cm厚的玻璃棉或岩棉等保温材料。在屋面能改造中,建筑屋面的渗漏是一个难题,一般住宅建筑所依靠的仅是材料防水,一旦产生细小裂缝,在水压力作用下就会出现渗漏,所以,屋面的节能改造技术必须同其防水修缮结合起来。
2.3门窗节能改造技术
门窗节能改造相应措施:
(l)减少传热量:窗户朝向以南向为主,窗户大小满足采光和通风要求即可。
(2)采用双层窗或单层双玻璃窗:目前,这样的窗户在城市中己被普遍采用,其原理是利用两层玻璃中间的空气间层来增加窗户的热阻,减少热传递。这类窗户在农村中比较容易普及,并且能大幅度降低建筑能耗。虽然窗框部分占整个窗户面积的比率较小,但是也不能忽视其节能作用,应选择传热系数小的材料。
(3)采用保温窗板和窗帘:给窗户加上一层保温窗板或窗帘,是既简单易行,保温效果又不错的有效措施。充填泡沫珍珠岩的保温窗板效果良好,内蒙古地区可用棉窗帘。另外,可利用多层度铝薄膜窗帘,这种窗帘拉开时会形成多层空气间隙,减少了对流热损失。由于每层镀铝薄膜表面发射率都很小,所以又能减少热辐射损失,窗帘收起时,会自动收拢,占用空间很小。
(4)提高密闭性能:对于已有建筑的窗户节能改造,还可以在旧窗户上设置密闭条。设置密闭条是达到气密、隔声的有效措施。密闭条使用具有断面准确、质地柔软、压缩性比较大、耐火性较好等特点的密封条。
2.4新能源的利用改造
太阳能是可永久利用和无污染的能源,日照充足，是中国太阳辐射能最多的地区，年日照时间长，每天日照6小时以上年平均天数在275-330天之间，是利用太阳能的有利条件。节能改造时,在原有建筑物的南面加设阳光间是最适合农村地区利用太阳能的方法。利用太阳能采暖的房屋可以采取直接受益和快速集热墙两种形式。附加阳光间是直接受益的方式。利用集热墙式的房屋是南墙面内装集热板,即双层玻璃太阳能采暖系统;其他三面可设为保温夹心墙,内装厚度20cm的岩棉。南墙壁上设循环孔,使集热墙面的热空气和室内的冷空气循环流动,从而保证室内温度。太阳房建筑热工措施可以使房间在冬季有尽量多的太阳热量、尽量少的热损失及必要的热稳定性。
3 结束语
改善自治区农村牧区住宅人居环境是建设新农村的重要内容。提高农村建筑的节能降耗，做好科学规划布局、合理功能分区；提高建筑的外墙和屋顶等围护结构的保温性能，提高设备和管线的节能。合理控制窗墙比，增加墙厚，采用保温性能好，抗压强度大的材料，推广使用塑钢窗、太阳能热水器等节能设施。
参考文献：
关键词：城市 既有建筑 节能改造 关键技术
中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0122-02
近年来，科学技术不断进步，太阳能、风能以及地下热能等可再生能源的利用率不断提升，为实现节能和人类的长期可持续发展奠定了良好的基础。而在这一过程中，节能改造技术、低能耗护材料等也迅速占领了市场，各种先进的节能材料、节能技术被有效应用于建筑领域，为绿色建筑的构建和既有建筑的节能改造奠定了良好的基础。在这种情况下，该文从城市既有建筑节能改造设计要求入手，对包含门窗结构改造、墙体温度保持能力改造、楼地面能源低消耗改造在内的城市既有建筑节能改造关键技术展开了探讨，希望对我国建筑业的健康发展起到促进作用。
1 城市既有建筑节能改造设计要求
近年来，科学和信息技术不断进步的过程中，各个领域的发展速度加快，其在对节能技术展开研究的过程中，各个领域呈现出了不同的特点，这些技术能够适用于多种环境条件。从节能的角度出发展开建筑工程设计和构建，是绿色建筑产生的基础，也是建筑业健康发展的重要途径。值得注意的是，在绿色建筑设计中，零污染、能源节约以及绿色化应当是建筑设计的关键出发点；在建筑材料的使用方面，多数原材料都应当具有可再生以及可降解的功能[1]。然而，自改革开放以来，我国的城市建设已经取得了一定成就，城市建筑已经形成规模，这些建筑同现有的绿色建筑相比，能耗率相对较高，这严重制约了我国节能理念的深入贯彻落实，不仅影响着人们生活质量的提升，也不利于建筑业的健康可持续发展。在这种情况下，积极加大城市既有建筑节能改造技术研究具有重要意义。在这一过程中，必须将以人为本的理念融入到城市既有建筑的改造中，即在建筑节能改造的过程中，将建筑使用者的舒适度放在首位，并确保城市既有建筑在经过改造以后，能够同周边环境以及城市整体形成和谐的格局，并为城市居民的日常出行和生活提供舒适和便利[2]。
2 城市既有建筑的节能改造关键技术
对既有建筑物能耗开展工作，对建筑的外窗进行改造、层面保温隔热处理，能够有效改善能耗问题。
2.1 门窗结构改造
建筑物在使用过程中，门窗是能源消耗的一个重点部位，采取有效措施，减少建筑内外温度的交流，能够实现节约能源的目的。例如：针对北方建筑来讲，寒冷的冬季下，如果门窗密实度较低，会导致内外温度交流几率加大，最终会导致建筑内部大量热能的流失，不仅影响居民的生活质量，还将提升建筑能耗。在这种情况下，现阶段在积极进行城市既有建筑的节能改造过程中，应努力提升门窗气体密封度，并使用热阻滞度较强的门窗，从而减少风雨渗入建筑内部的概率，有效保护建筑内部能源[3]。同时，现阶段也可以将传统的一层玻璃窗替换成两层玻璃窗，对于减少冬冷夏热地区建筑的能源消耗量具有重要意义。与此同时，在积极采取有效措施、对建筑门窗结构进行改造的过程中，还应当努力增大窗墙面积，通过扩大其光照面积实现对电能的节约等。在窗玻璃改造中，可以应用镀膜双层真空玻璃窗，该玻璃窗拥有较小辐射。
2.2 墙体温度保持能力改造
促进绝热系数的增大对于墙体保温能力的提高具有重要意义。现阶段要想加大对城市既有建筑的墙体温度保持能力改造力度，在围护环节使用的材料应拥有较小的传热系数和较轻的质量，在此基础上，还应当综合考虑外墙承担荷载的能力，才能够提升改造的科学性[4]。并且，应加大资金投入力度，使用先进保温材料，努力促进导热系数的降低，实现削减能源消耗的目的。在墙体中应用复杂材料构筑持温层，能够有效加大墙体温度保持的能力，通常情况下，墙体保温过程中包含3种方法，即夹心保温、内保温和外保温。
2.3 楼地面能源低消耗改造
在建筑的护围中，一个重要的组成部分就是楼地面，加大楼地面能源低消耗改造对于实现城市既有建筑的节能目标具有重要意义。在城市的部分既有建筑中，首层地面是地下室的顶板，该部位没有采暖措施，因此会在建筑使用过程中产生较高的能耗[5]。在这种情况下，新时期，可以对预制复合保温楼地板进行应用，挤塑聚苯板在使用的过程中，拥有较低的长期吸水率，同时，其抗压抗变形性能极佳，因此将其作为楼地面板使用，能够起到良好的保温效果，有助于建筑节能的实现。在实际改造的过程中，需要将水泥砂浆与无机颗粒或者低密度有机材料进行调和，调和比例为1∶1，并将调和而成的材料在地板表面进行涂抹，厚度应保持在4 cm左右。同普通的抹面砂浆相比，该材料在使用过程中拥有更轻的质量，在提升城市既有建筑楼地面隔热功能的过程中具有不容忽视的重要作用。
3 结语
综上所述，在社会经济不断进步的背景下，随之而来的是严重能源消耗和环境污染，为了实现长期可持续发展，人们的环保、节能意识不断提升。在带动相关新型建筑墙体与采暖空调等产业发展的同时，增加新的经济增长点，是实现社会可持续发展的有效措施，而当前建筑工程在构建以及使用的过程中，通常会产生较高的能耗，在这种情况下，针对城市既有建筑，积极展开节能改造至关重要。该文针对建筑门窗、墙体、楼地面等高能耗部位的节能改造技术展开了探讨，从建筑本身出发，对其进行探究，能够有效深化我国建筑节能工作，推动建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1] 仓盛.夏热冬冷地区既有居住建筑围护结构节能改造研究[J].新型建筑材料，2014，41（4）：11-14.
[2] 黄胜岚.既有建筑节能改造实践――重庆市渝中区人民村居住区综合整治工程[D].重庆大学，2015.
[3] 王宝玉，李晓莲，王海，等.A级不燃无机活性墙体隔热保温系统――既有建筑节能改造适用技术研究与应用[C]//既有建筑综合改造关键技术研究与示范项目交流会论文集.2014.
【关键词】 能耗 在用电梯 途径 节能技术 应用
1 引言
随着社会的进步，人们生活水平逐步得到改善，写字楼、酒店、宾馆、高层住宅小区等成了人们日常进出的场所，电梯也随着在这些场所被广泛使用，成了人们出入这些高层建筑物不可缺少的工具。同时，电梯的耗能也十分惊人的，在电力资源的短缺，电能供需矛盾日益突出形势下，对在用电梯进行节能改造的显得迫在眉睫。
2 不同类型的电梯能耗探究
下表1是对不同型号电梯进行了1000kg货物运送1000m的试验，并采用相同的测试方法测出能耗。
测试结果表明，完成相同的运送量，不同类型的电梯耗能电量相差很大。
3 电梯节能改造途径
电梯节能改造主要从两个方面开展：第一，降低“拖动用电工况”的能耗，主要从驱动系统、控制系统、拖动系统三个方面提高电梯的运行效率；第二，对电梯“制动发电工况”运行过程中产生的再生能源储存和再利用。
3.1 降低“拖动用电工况”的能耗
（1）驱动系统节能。电梯的驱动系统节能改造主要是对原有的曳引机蜗轮蜗杆变速箱的传动方式进行更新改造，采用行星齿轮、永磁同步无齿轮、同步行星齿轮等传动替代设备。这些先进的传动设备较原有的蜗轮蜗杆传动设备相比，具有体积小、性能高、控制稳定、可节能20%以上等特点。
（2）控制系统节能。控制系统节能改造主要有群控系统优化、待机与自动停机节能。群控系统是电梯群的调度系统，群控系统优化主要任务是减少乘客的等待时间和提高电梯的利用率。优化的主要方法有鲁棒优化模型法、滚动优化算法等。待机与自动停机节能是指电梯不运行时的能耗控制技术。
（3）拖动系统节能。拖动系统节能改造的主要方法是将原有的电梯交流双速及调压调速（ACVV）设备改造为调频调压调速（VVVF）设备。
交流电机的转速计算公式为：n=60f（1-s）/p，式中f为定子的供电频率，s为电机转差率，P为电机极对数。调频调压调速技术就是通过改变f来调节电机的转速，从而获得电梯承载的最佳舒适度。电梯采用的恒转矩拖动系统，电机的转矩计算公式为：M≈K（U/f）2，K为常数，从而为了获得电机恒定转矩，需保持U/f值不变，因此在改变f时，需同时比例改变电机的定子电压。
调频调压调速（VVVF）设备与调压调速（ACVV）设备相比具有显著的节能效果，主要反映启动、均速、制动三个阶段。
电梯启动时，调压调速（ACVV）设备在50Hz频率下启动，启动电流大，转矩特性差，乘坐舒适度差，能耗大；而变频变压调速（VVVF）设备在低频下启动，随着电梯速度上升，f不断升高，直到额定速度，大大降低了能耗。
电梯均速运行时，如果电梯处在重载向上运行或轻载向下运行“拖动用电工况”下，（VVVF）与（ACVV）耗能基本相同；如果电梯处在轻载向上运行或重载向下运行“制动发电工况”时，调压调速（ACVV）电机需要消耗电能产生制动能量，而变频变压调速（VVVF）电机则再生发电状态，不需消耗电能产生制动能量。
电梯制动过程中，调压调速（ACVV）一般采用能耗制动方式，即从电网中获得能量形成制动电流。对于有较大惯性轮的电机，制动电流高达60～80A，对电网的冲击较大，制动能量变成热能，消耗在电动机的转子中，电动机发热现象比较严重。变频变压调速（VVVF）因调速性能好，在正常情况下基本做到“零速抱闸”。
因此在电梯节能改造过程中，通常采用调频调压调速技术改进老旧电梯的拖动系统，大大降低能耗，同时也提高了电梯乘坐舒适度。
3.2 制动工况耗能利用
电动机驱动曳引轮旋转，通过曳引轮绳槽与钢丝绳摩擦传动，实现钢丝绳两端轿厢与对重的上下相向运动。在轿厢的上下运行过程中，根据轿厢侧与对重两侧产生拉力差及运行方向的不同可分为4种情况（见表2）。驱动电动机经常在“拖动用电工况”与“制动发动工况”短时交替工作，在“拖动用电工况”电梯驱动电动机需消耗电能，在“制动发动工况”电梯驱动电动机要发出电能。
（1）采用逆变器将再生能量回馈电网。
如图l所示，当电梯处在拖动用电工况下，与传统的变频器工作方式相同，即由电网向曳引机供电；当电梯处于制动发电工况下，通过左边的变流器将电梯的再生电能回馈到电网。由于电能反馈目前没有得到供电部门的普遍认可，回收电费在实际操作中很难兑现，影响了这项技术的推广。
（2）采用蓄电池吸收再生电能。
如图2所示，电池组通过双向DC―DC与电频器的直接母线相连，当电梯处在拖动用电工况下，电池处于恒流放电状态；当电梯处于制动发电工况下，并且直流母线电流达到某一特定值时，电池开始充电，充电电流可根据回馈的再生能量进行控制。目前电池的寿命有限，并且需定期更换，成本较大，推广应用有待新型电池的研制。
（3）采用超级电容吸收再生电能。
超级电容是20世纪60、70年代率先在美国出现，到了80年代作为储能器件走向市场，2010年上海世博会，超级电容公交汽车得到了成功的应用。超级电容作为储能器件与电池相比优点在于：
1）充电时间短。最快可在几十秒内充电完毕，最长充电不过十几分钟，而蓄电池则需8-l2h；2）充放电具有很长的循环寿命（可循环充电10万次），而蓄电池只有数百次；3）贮存寿命长，因充放电过程中没有发生化学反应或电化学反应，没有生成新的物质；4）高可靠，低维护，因充放电过程中没有部件运动，维护工作少。超级电容与铅酸电池性能，如表3所示。
采用超级电容吸收电梯再生电能原理与电池吸收再生电能相同（如图3）。由于超级电容器硬件成本较高，且应用在电梯上的实际经验少，有待进一步的推广。
4 电梯节能改造技术的应用情况
目前，采用变频调压调速技术对交流双速、调压调速老旧电梯的改造得到了广泛的应用。经变频调压调速技术（VVVF）改进后的电梯结构紧凑，噪音低，提高了传动效率。因调压调速技术（VVVF）为无级调速，从而大大提高了乘客的舒适度。某单位使用调频调压调速技术改造一台调压调速电梯，对改造前后的用电量进行了统计。改造前1年的总用电量为15366.5kwh，日平均用电量为42.1kwh，改造后总用量8979.0kwh，日平均用电量为24.6kwh，节能可达41.6%。
在已采用了先进的变频调压调速技术（VVVF）的电梯，节能的空间依然很大。据某省特检院提供的23台普通变频变压调速（VVVV）电梯增加能量回馈装置，测试能效指标，与未增加能量回馈装置相比，平均节电率达23.38%。
5 电梯节能工作推广
通过上述分析可知，目前我国电梯节能空间很大，对于如何进行推广和应用，我们认为应该从以下几个方面着手：
（1）在法律、法规上需明确电梯等特种设备节能监管部门的职责，对能耗大或超出规定能耗标准的电梯设备，有权提出停用或改造的行政指令，否则不得投入运行。
（2）检验检测机构在对电梯等特种设备进行年度检验时。应同时对能耗进行检测，出具设备安全和运行经济性的检验意见，并明确只有两项检验结果均合格时才能再投入使用。
（3）有关技术监督部门应制定电梯能耗等级标准，明确能耗等级，鼓励优先购买达标的电梯设备，对能耗超标电梯规定使用年限或淘汰时间。
（4）政府和主管部门应加大激励机制，对生产、使用节能电梯的单位在用电价格上给予特别优惠或补贴，鼓励使用先进的节电技术和储能设备；对电梯的节能改造费用，允许企业列入研发费用进行加计扣除；对节能效果特别优秀的单位，由政府给予特别奖励。
6 结语
随着高层建筑的不断涌现，电梯使用量将不断增加，其用电量也会随之增长。因此，对在用电梯的节能改造工作已被提上日程，电梯节能改造不仅是节能减排的重要组成部分，还可以提高经济效益和社会效益。
参考文献：
