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隨著“雙碳”政策的落實與推動，能源結構、產(chǎn)業(yè)結構等都在進行綠色低碳轉型。水、油、氣、液態(tài)氫等流體及其裝備是國民生產(chǎn)重要的能源及耗能裝備，其高效能無污染利用以及裝備的高效運行、精準管控是助力國家“雙碳”戰(zhàn)略的重要舉措。
在“雙碳”背景下，工業(yè)流體行業(yè)如何實現(xiàn)低碳智能發(fā)展？5月17日上午9:00-12:00，在2023視環(huán)會春季展火熱進行期間，工業(yè)流體低碳智能發(fā)展高峰論壇在線上隆重召開。
本次論壇由青島國際水大會、江蘇大學、國家水泵及系統(tǒng)工程技術研究中心主辦，江蘇大學鎮(zhèn)江流體工程裝備技術研究院(江蘇省產(chǎn)業(yè)技術研究院流體工程裝備研究所) 、環(huán)保在線承辦。論壇邀請了多位專家學者圍繞“前沿技術、行業(yè)應用、工廠案例”進行交流，為各界精英人士提供一個政產(chǎn)學研用交流融合的平臺，以科技資源帶動各種生產(chǎn)要素和創(chuàng)新資源集聚，形成以科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化推廣為主體的建設發(fā)展模式，打造流體低碳智能技術創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈。
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長三角國家創(chuàng)新中心船舶與海工裝備技術創(chuàng)新中心主任 江蘇科技大學教授 徐立新
碳中和與海洋工程技術發(fā)展的思考
海洋工程裝備及高技術船舶制造業(yè)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是發(fā)展海洋經(jīng)濟的先導性產(chǎn)業(yè)。海洋裝備也是我國海洋強國戰(zhàn)略的基礎。
徐立新教授介紹了我國船舶與海工裝備行業(yè)發(fā)展的廣闊前景，詳細講解了“雙碳”背景下能源結構的轉型升級，海洋可再生能源的開發(fā)利用，包括深遠海風電發(fā)展關鍵技術、風電制氫產(chǎn)業(yè)鏈和核心技術，以及深海采礦技術發(fā)展現(xiàn)狀等。
氫是宇宙中最豐富的物質之一，且零污染性排放。當下技術的進步及大規(guī)模生產(chǎn)帶來了制造成本下降，同時以燃料電池的應用形式成為能源革命中的焦點，因此氫能發(fā)展前景良好。徐博士認為，聚焦于新能源、新材料、新生態(tài)及綠色環(huán)保，碳中和背景下海洋工程技術將朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，基于零碳、風能、綠色經(jīng)濟等綠色海洋也將得到進一步開發(fā)。
江蘇大學博士/教授 王秀禮
水力空化誘發(fā)空泡潰滅特性研究及應用
廢水處理的目標是改善凈化廢水質量，達到排放標準，并在去除無機成分方面尋求更有效的方法。水力空化作為一種新的污水處理技術，已成功應用于化學、環(huán)境等領域。
在本次高峰論壇，王秀禮教授針對水力空化誘發(fā)空泡潰滅特性研究及應用進行了匯報。
王教授認為，水力空化誘發(fā)的空泡潰滅會引起機械效應、熱效應和化學效應等各種沖擊能量的作用，水力空化誘發(fā)的空泡潰滅會對螺旋槳、船用泵等水力機械產(chǎn)生嚴重的破壞作用。對水力空化進行有效控制，也可以用于軍工、清洗、強化及污水處理等領域。
空化射流應用在污水處理領域時，利用空泡潰滅誘發(fā)的機械效應、熱效應和化學效應等各種沖擊能量對絡合態(tài)重金屬進行破絡，或使大多數(shù)污染物直接降解為無機物。也以聯(lián)合其它方法協(xié)同處理有毒有害或難降解污染物。
王教授通過分析空泡潰滅對污染物壁面的作用規(guī)律，認為以空泡潰滅速度為依據(jù)，壓力應變率的影響大，而溫度和空泡初始半徑的大小影響小，且影響程度大致相同；以苯甲酰胺上、下壁面受到的壓力為依據(jù)，溫度和空泡初始半徑的影響大，且影響程度大致相同，壓力應變率的影響較小。
712研究所電氣室主任/教授級高工黃海
永磁驅（傳）動在節(jié)能技術中的應用
長期從事永磁電動機和永磁調(diào)速器的712研究所電氣室主任/教授級高工黃海介紹了永磁驅(傳)動在節(jié)能技術中的應用。
黃主任首先介紹了永磁電機的優(yōu)點：由于沒有轉子勵磁損耗，所以效率高；平滑的起動特性，對電網(wǎng)沒有沖擊；額定轉速內(nèi)100%的速度調(diào)節(jié)；在很寬的轉速范圍內(nèi)，維持高的效率；在很寬的轉速范圍內(nèi)，功率因數(shù)高，減少附加損耗；與傳統(tǒng)的異步電機和同步電機相比，功率/體積比、功率/重量比高。
永磁電機為何成為了熱點？黃主任介紹，電費上漲，使得購置成本在全壽命周期成本(LCC，Life-Cycle Cost)中的比例降低。效率提升帶來的效益比較顯著。根據(jù)統(tǒng)計，一臺電動機假設購置費為1元，則在全壽命周期內(nèi)(假設按照10年計算)的電費超過300元。如果效率提高1%，則10年可節(jié)省3元電費；若效率提高2%，則可以節(jié)省6元電費。對于小電機，永磁電機的效率可提高2%~3%；對于大電機，永磁電機的效率可提高1%~2%。永磁電機功率因數(shù)高，節(jié)省的附加損耗折算為效率，通常可提高1%~2%。如果綜合效率提高達到3%，則通?？梢栽?年左右的時間收回投資，遠遠高于巴菲特的投資回報率。同時，目前永磁電機技術和控制技術也已經(jīng)成熟，且市場接受度在進一步提高。
黃主任還介紹了能量回饋式繞組永磁調(diào)速器，由永磁轉子、繞組轉子以及控制系統(tǒng)組成的非接觸永磁傳動技術。通過控制繞組中感應電流的大小，實現(xiàn)調(diào)速、離合及軟起的功能，并將轉差功率轉變成電能引出反饋再利用，徹底解決了其他轉差類調(diào)速設備的溫升問題，高效節(jié)能。
江蘇大學鎮(zhèn)江流體工程裝備技術研究院副院長/研究員 全國泵標準化技術委員會委員、中機標協(xié)排灌分會委員 陳進
基于“雙碳”目標下給排水泵站“智改數(shù)轉”實踐
給排水泵站及系統(tǒng)應用于化工、鋼鐵等生產(chǎn)制造的全流程，數(shù)量巨大，用電量占全廠18%左右，按20%的節(jié)電潛力計算的話，全國泵站及系統(tǒng)每年可節(jié)電680億度。“碳中和、碳達峰”賦予化工、鋼鐵等行業(yè)重要的歷史使命，任重而道遠。陳進副院長認為，給排水泵站“智改數(shù)轉”實踐作為重要節(jié)能技術，其實施和推廣有效助力“碳中和、碳達峰”。
當前，給排水泵站普遍存在技術水平低，交互能力差，運行時不節(jié)能等缺陷，跑冒滴漏等造成嚴重的安全隱患，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源不能助力生產(chǎn)、經(jīng)營精準決策，人工維護維修強度大，急需智能化產(chǎn)業(yè)變革，缺頂層設計，無統(tǒng)一標準，軟件智慧化功能不強。因此給排水泵站急需智能化、數(shù)字化解決方案。
陳進老師的給排水泵站“智改數(shù)轉”解決方案，通過為工廠做泵站智能化節(jié)能改造，可達到節(jié)電25%以上、節(jié)水5%以上，生產(chǎn)效率更為明顯，最終實現(xiàn)智能化、數(shù)字化、綠色化效果。
陳進老師介紹，“智改數(shù)轉”解決方案是國內(nèi)首創(chuàng)的為循環(huán)水系統(tǒng)提供一種高效、可靠、徹底的泵裝置及系統(tǒng)綜合節(jié)能解決方案，形成市場主導、標準引領和技術支撐的鮮明特色，技術水平國內(nèi)領先。
通過虛擬網(wǎng)絡與實際生產(chǎn)相結合數(shù)字孿生技術實現(xiàn)輔助液體智慧供給；根據(jù)不同工況開發(fā)了能效比、比能耗及偏離率等三種能耗評價方法；提供了低成本、高可靠的基于聲學指紋的設備及系統(tǒng)故障診斷方法；循環(huán)水系統(tǒng)關鍵動力設備離心泵的節(jié)能研究及個性化定制。同時，從泵裝置及系統(tǒng)實際需求出發(fā)，在解決行業(yè)或企業(yè)本身存在的運行、管理難題基礎上，深度挖掘大數(shù)據(jù)價值，通過管控系統(tǒng)軟件和管理軟件的高度融合，實現(xiàn)整體智慧化運營。
陳進老師還介紹了實踐案例，如濟鋼發(fā)電凝汽機冷卻水系統(tǒng)節(jié)能改造，現(xiàn)場安裝了流量、壓力、電量傳感器及數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)中心通過GPRS定期采集相關數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進行了優(yōu)化，更換了泵及電動機，更改了管路，最終實現(xiàn)節(jié)電率為29.5%(合同要求15%)。
浙江永發(fā)機電有限公司技術部副部長 夏耀
踐行綠色發(fā)展 引領智能運行
電機是我國用電量最大的終端用能設備，廣泛應用于泵、風機、壓縮機等領域。相關數(shù)據(jù)顯示，截至2021年，中國電機的保有量約為29.5億千瓦，年耗電量占全社會總用電量的60%以上，其中工業(yè)領域電機用電量約占工業(yè)總用電量的74%左右，具有較大的節(jié)能潛力。加快高效節(jié)能電機推廣應用，持續(xù)提高能源資源利用效率，不斷提升電機系統(tǒng)能效，對實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標具有重要作用。
浙江永發(fā)機電有限公司技術部副部長夏耀在論壇上帶來《踐行綠色發(fā)展 引領智能運行》的主題演講，介紹了永發(fā)電機相關產(chǎn)品和節(jié)能技術。
浙江永發(fā)機電有限公司始建于1967年，是集設計、金工、沖壓、線圈制造為一體三相電動機、發(fā)電機的專業(yè)制造廠家，年生產(chǎn)能力500萬KW；擁有十一個系列一萬多種規(guī)格產(chǎn)品，配套覆蓋于風機、水泵、礦山機械裝備等主機行業(yè)，廣泛應用于水利、水務、軍工、印染、紡織、造紙、熱電、水泥等多個領域。
據(jù)夏部長介紹，永發(fā)TYC三相永磁同步電動機，其效率指標高于國家標準GB30253-2013《永磁同步電動機能效限定值及能效等級》中規(guī)定的1級能效值，高于國際標準IE4能效值。三相永磁同步電動機具有以下特點：由于永磁同步電機的磁場是由永磁體產(chǎn)生的，無勵磁電流產(chǎn)生磁場而導致的勵磁損耗；另外永磁電機在20~125%的負載率范圍內(nèi)均保持較高的效率和功率因數(shù)。
夏部長還介紹了永發(fā)智能電機+互聯(lián)網(wǎng)智慧運行。包括互聯(lián)網(wǎng)用戶-手機、電腦、大數(shù)據(jù)存儲及終端監(jiān)控；internet網(wǎng)、指令發(fā)布、記錄運行參數(shù)等；internet網(wǎng)、接受指令、調(diào)整運行狀態(tài)、現(xiàn)場顯示、返回運行參數(shù)等。永發(fā)電機在智能化運行方面，一是用計算機設定分塊化運行，利用互聯(lián)網(wǎng)進行遙控和遠動；二是用永發(fā)自己研制的模塊加真空斷路器，把數(shù)據(jù)傳送到互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遙控和遠動。
永發(fā)TYG系列超高效滾筒用三相永磁同步電動機可根據(jù)用戶設計皮帶傳輸、礦用提升、碼頭用滾筒永磁同步電動機；功率等級從37KW—500KW；頻率：基本頻率50Hz和60Hz兩種，也可根據(jù)用戶需求設計不同基頻的電機；可根據(jù)用戶對轉速的不同要求設計各種頻率。
結語：自“雙碳”目標提出后，各行業(yè)、各領域都加快了追求節(jié)能降碳、綠色發(fā)展的步伐。由于工業(yè)生產(chǎn)中會大量采用流體系統(tǒng)提供水、風、氣、液等能介，流體系統(tǒng)常年運行，能耗巨大，因此工業(yè)流體低碳智能發(fā)展是行業(yè)關注的重點問題。本屆視環(huán)會高峰論壇各位專家學者圍繞工業(yè)流體低碳智能發(fā)展紛紛各抒己見，共商行業(yè)發(fā)展大計。
論壇雖已結束，但2023視環(huán)會•春季展精彩仍在繼續(xù)中，從5月16日持續(xù)到19日，連展4天，延展1年，24小時不間斷，歡迎持續(xù)關注~
