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水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范-理工论文-免费论文

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

【论文摘要】水泥生产企业余热发电是利用烧制水泥熟料过程中产生的高温烟气来进行热力发电的，在发电过程中，他的生产运行特点是随窑工况的变化而变化，是一个动态且及不稳定的运行工况，所以，水冲击事故是余热发电生产过程中最易发生的生产安全事故。

汽轮机水冲击是造成汽轮机设备严重损坏的最恶性事故之一。为防止水冲击事故的发生，参考有关专业资料、热电厂汽轮机运行规程及本公司汽轮发电机组运行规程，结合我厂实际情况编写本措施。教育运行人员认识水冲击的严重危害，认真学习和执行技术措施中的各项规定。技术措施中未尽事宜执行运行规程中规定。

【论文关键词】汽轮机水冲击事故 危害 防范措施

一、汽轮机水冲击的概念

汽轮机水冲击，是蒸汽带水或冷蒸汽（低温饱和蒸汽）进入汽轮机而引起的事故，是汽轮机运行中最危险的事故之一。此类事故时有发生，会造成严重后果，因而要求余热发电运行人员予以高度重视。一旦发生此类事故，必须正确、迅速、果断地处理，以免造成汽轮机设备的严重损坏。

汽轮机发生水冲击事故的现象有：

（1）主蒸汽温度10分钟内下降50度或50度以上。

（2）主气门法兰处汽缸结合面，调节气门门杆，轴封处冒白汽或溅出水珠。

（3）蒸汽管道有水击声和强烈振动。

（4）负荷下降，汽轮机声音变沉，机组振动增大。

（5）轴向位移增大，推力瓦温度升高，差胀减小或出现负差胀。

二、水冲击的危害

①动静部分碰磨

汽轮机进水或冷蒸汽，使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩，产生很大的热应力和热变形，使相对膨胀急剧变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨。径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。

②叶片的损伤及断裂

当进入汽轮机通流部分的水量较大时，会使叶片损伤和断裂，特别是对较长的叶片。

③推力瓦烧毁

进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，气流不能按正确方向进入动叶通道，而对动叶进口边的背弧进行冲击。这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大。实际运行中，轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍，使推力轴承超载而导致乌金烧毁。

④阀门或汽缸接合面漏气

若阀门和汽缸受到急剧冷却，会使金属产生永久变形，导致阀门或汽缸接合面漏汽。

⑤引起金属裂纹

机组启停时，若经常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的热应力作用下，会出现裂纹。如汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，就会出现裂纹并不断扩大。

三、水冲击的原因及预防

汽轮机发生水冲击的原因总结下来主要有以下几个方面:

1：锅炉方面

①窑工况突然大范围变化，造成锅炉蒸发量过大或不均。

②锅炉过热器减温减压阀泄漏(紧急排汽阀)或调整不当，气压调整不当。

③并网升负荷过程中，升负荷操作过快，造成锅炉运行工况失调。

④锅炉启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。

⑤化学水处理不当引起汽水共腾。

⑥运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。

⑦蒸汽管线过长，疏水阀装置故障，不能有效地排除管线内的积水，导致蒸汽带水。

2：汽轮机方面

①汽轮机启动过程中，主蒸汽管线和并汽缸暖管时间不够，疏水不净，运行人员操作不当或疏忽，使冷水汽进入汽轮机内。

②启动时，轴封管道未能充分暖管和疏水，也可能将积水带到轴封内。

③停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。

3：其他方面

①炉水取样分柝不准确，使炉水含盐量超标，引起汽包水位居高不下并未及时排污，导致蒸汽带水。

②设备缺陷，导致在开停机过程中汽机进水。

四、防止汽轮机水冲击的防范措施

（一）设计方面

①正确设置疏水点和布置疏水管。在锅炉出口至并汽缸间的主蒸汽管道上，每个最低点处均应设置疏水点。

②汽封供汽管应尽可能短，在气封调节器前后以及汽封供汽联箱处均应装疏水管。

③疏水管应有足够的通流面积，以排尽疏水。

④凝汽器设置可靠的水位监视和报警装置。

 （二）运行维护操作方面

①在机组启、停过程中要严格按规程规定控制升(降)速、升(降）温、升(降)压、加(减)负荷的速率，并保证蒸汽品质合格且过热度不少于50℃。

②锅炉主蒸汽管道和主汽门前蒸汽系统投用前，应充分暖管，疏水，严防低温水汽进入汽轮机。

③启机前，要加强轴封供气管道，和导汽管疏水。

④生产运行期间，要加强与窑中控的协调沟通，及时了解窑生产这行工况，严密监视锅炉汽包水位，注意调整汽压和汽温。

⑤运行时，注意监视除氧器，凝汽器水位，防止满水。

⑥定期检查高水位报警装置，确保设备正常可靠。

⑦定期检查蒸汽管线疏水阀是否正常并按规程规定进行定期疏水。

⑧机组热态启动前应检査停机记录和停机后汽缸金属温度记录。若有异常应认真分析，查明原因，及时处理。

⑨启、停机过程中，应认真监视和记录各主要参数。包括主汽温，压力，各缸温度，法兰、螺栓温度，缸差，轴向位移，排汽温度等。

⑩机组冲转过程中因振动异常停机而必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因，严禁盲目启动。当机组已符合启动条件时，应连续盘车不少于4h，才允许再次启动。

当汽轮机发生水冲击时，应立即破坏真空、停机。在停机过程中应注意机内声音、振动、轴向位移、推力瓦温、上下缸温差及惰走时间，并测量大轴幌度。如无不正常现象，在经过充分疏水后，方可重新启动。在重新启动过程中，若发现汽机内部或转动部分有异音，或转动部分有摩擦，应立即拍机，并进入人工盘车。

 （三）汽轮机发生水冲击的处理措施

①启动润滑油泵，打闸停机。

②停射水泵，破坏真空。

③联系窑中控，全开锅炉旁路，隔离锅炉。

④全开所有疏水门。

⑤上报凋度和部门主管领导。

⑥停机过程中，倾听机内声音，测量振动，记录惰走时间，盘车后测量转子弯曲数值，盘车电动机电流应在正常数值且稳定。

⑦惰走时间明显缩短或机内有异常声音，推力瓦温度升高，轴向位移，差胀超限时，不经检查不允许机组重新启动。

⑧待主管领导和专业技术人员确认机组状况，按规程进行处置。

五 结束语

汽机水冲去事故时有发生，其造成的后果是设备损坏和机组非计划停运，企业生产成本增加。事故产生的原因是多方面的，但并不是不可预防。除必要的监控和保护系统，运行人员的监控和采取及时且正确的处置措施，将很大程度上防止事故的发生或降低设备的损坏程度。

提升运行人员的专业技能和知识，加强责任心，严格遵守各项章制度，按规操作才能避免事故的发生。

 

  

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HPLC法测定紫参胶囊中芍药苷的含量-理工论文-免费论文

HPLC法测定紫参胶囊中芍药苷的含量

HPLC法测定紫参胶囊中芍药苷的含量

摘要：建立紫参胶囊中芍药苷的测定方法，采用高效液相色谱法，色谱柱：Kromasil C18柱，流动相：乙腈-1%磷酸溶液（30：70），流速：1.0ml·min-1,检测波长：270nm。芍药苷在之间线性关系良好，r=0.9998；平均加样回收率为98.9%，（n=5,RSD=0.8%）。该方法操作简单，分离效果好，重复性好，可以用于紫参胶囊的质量控制。

关键词：紫参胶囊；芍药苷：含量测定；HPLC

 紫参胶囊是在中医理论指导下研发的新中药复方制剂，由紫河车、太子参、白芍、酸枣仁、茯神等十味中药组成，具有温肾填精，双调阴阳的功效，用于绝经期综合症，闭经，月经不调，不孕症等。芍药苷为方中主药白芍中主要有效成分，但原标准中仅对其定性鉴别没有含量测定方法。为控制产品质量，保证疗效，我们建立了制剂中芍药苷的含量测定方法。

Determination of Paeoniflorin in Zishen Capsules by HPLC

 Cheng Shi-Yun1 ,Hao Zi-Xin2

(1.Anhui Provincial Institute for Food and Drug Control,hefei,230051 ;

2.Anqing Institute for Drug Control,Anqing,Anhui)

ABSTRACT A HPLC method for the determination of paeoniflorin in Zishen Capsules was established.A Kromasil C18 column was uesd with acetonitrile and water and phosphoric acid(30:70:1) as the mobile phase.The flow rate was 1.0ml·min-1.The detection wavelength was 230nm.The linear range was(r=0.9998)and the average recovety was %( n=5,RSD=0.8%).The method is simple and sensitive with good separation efficiency .It can be used in the standard of Zishen Capsules.

KEY WORDS HPLC;Zishen Capsules;paeoniflorin;determination

1 材料与仪器

 高效液相色谱仪，紫外检测器。

芍药苷对照品（中国药品生物制品检定所，批号：）；紫参胶囊（某医院提供）；甲醇、乙腈为色谱纯，重蒸水，其它试剂为分析纯。

2 方法与结果

2.1 色谱条件

色谱柱：Kromasil C18柱（4.6mm×250mm,5μm），流动相：乙腈-0.1%磷酸溶液（15：85），流速：1.0ml·min-1,检测波长：230nm，柱温：25；进样量：20μl。理论板数：大于。分离度：。

2.2 溶液的制备

2.2.1 对照品溶液的制备

精密称取芍药苷对照品mg，置ml量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，作为对照品贮备液。精密量取对照品贮备液ml置ml量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液。

2.2.2 样品溶液的制备

取本品20粒的内容物研细混匀，取约g,精密称取，置具塞锥形瓶中，精密加入甲醇50ml，称定重量，超声处理（功率250W,频率5kHz）30分钟，放置至室温，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，滤过，取续滤液即得。

2.2.3 阴性对照溶液的制备

取缺白芍的处方药，按样品溶液制备方法制备阴性对照溶液。

2.3 线性关系考察

分别精密量取对照品溶液（浓度）4，8，12，16，20μl注入液相色谱仪，按上述色谱条件在230nm波长处测定，以进样量为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，经回归处理，方程：结果表明，芍药苷进样量在范围内线性关系良好。

2.4 精密度考察

精密吸取同一对照品溶液连续进样5次，每次20μl，测定峰面积，RSD为0.6%，表明精密度良好。

2.5 重复性试验

精密称取同一批号（）样品5份按供试液制备方法制备，依法测定。结果芍药苷平均含量是mg·g-1,其RSD为1.2%，表明本品测定方法重复性良好。

2.6 稳定性试验

取同一供试品溶液分别在配制后0，2，4，6，8，12，24进样20μl，测定峰面积，RSD为1.6%，结果显示，供试品溶液在12小时内基本稳定。

2.7 阴性对照试验

取对照品溶液、样品溶液、阴性对照溶液，按本文条件各进样20μl，色谱图见图1，在本文条件下，阴性对照无干扰。

2.8 加样回收率试验

精密称取已知含量的同一批（批号：，含量：mg·g-1）的样品9份，分别精密加入芍药苷对照品ml，按上述含量测定方法测定，结果见表1。

 表1 加样回收率试验结果

样品中含量 加入量 测得总量 回收率 平均回收率 RSD

（mg） （mg） （mg） （%） （%） （%）

1.5013 0.4096

1.4980 0.4096

1.4902 0.4096

1.5031

1.5122

1.5072

1.4950

1.5168

1.5036

2.9 样品含量测定

分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各20μl，注入液相色谱仪，测定峰面积，按外标法计算含量，结果3批样品（批号：）含量分别为mg·g-1。

3 讨论

对供试品溶液提取条件进行了考察，分别采用甲醇50％甲醇作为溶剂，结果以甲醇提取效果较好；另外对提取时间进行考察，结果发现超声提取30分钟即能将芍药苷提取完全。

对芍药苷甲醇液进行光谱扫描，在波长230nm处有最大吸收，根据2005年版药典，本文选择测定波长为230nm。

芍药苷的含量测定方法已有多篇文献报道[],本文建立的方法具有样品处理简单，本品含量测定理论板数按淫羊藿苷峰计算应不低于时，样品分离良好，重复性好，阴性无干扰，加样回收率高，为完善质量标准提供了方法和依据。

[1] 国家药典委员会.中国药典（一部）[S].北京：化学工业出版社，2005：.

[2] 顾海霞. 高效液相色谱法测定孕康口服液中芍药苷的含量[J].安徽医药，2008，12（11）：1051.

[3] 李 红，胡 静. 高效液相色谱法测定固本益肠胶囊中芍药苷的含量[J].中国药事，2007，21（2）：738.

[4] 陈世虎，陈志成. HPLC法测定保胎无忧片中芍药苷的含量[J].中成药，2005，27（4）：470.

[5]王 玉，魏英勤，王 伟等. RP-HPLC法测定四物汤中芍药苷的含量[J].中成药，2005，27（8）：910.

[6] 孙景卫，丁吕成，贾善学. RP-HPLC法测定胃肠舒片中芍药苷的含量[J].中国药师，2005，8（12）：1007.

 

  

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ATM系统分析与设计-理工论文-免费论文

ATM系统分析与设计

 ATM系统分析与设计

摘要：结合软件工程相关理论，采用OMT方法对银行网络系统ATM（Auto Trade Machine）进行分析和设计。

一． 问题需求分析

银行网络系统包括人工出纳和分行共享的自动出纳机；各分理处用自己的计算机处理业务；各分理处与出纳站通过网络通信；出纳站录入账户和事务数据；自动出纳机与分行计算机通信；自动出纳机与用户接口，接受银行卡，发放现金，打印收据；分行计算机与拨款分理处结账。

要求系统能正确处理同一账户的并发访问；网络费用平均摊派给各分理处。

分行计算机

分理处计算机

分理处计算机

分理处计算机

 

账户

账户

账户

自动取款机

自动取款机

自动取款机

 银行网络系统的示意图

二． 软件工程相关理论

u OMT是Object Modeling Technology的缩写, 意为对象建模技术. 　　面向对象建模方法有很多种，也都在进一步的发展和完善中。OMT法是目前最为成熟和实用的方法之一。它从三个方面对系统进行建模，每个模型从一个侧面反映系统的特性，三个模型分别是：对象模型、动态模型和功能模型。

主要的概念包括：类、属性、操作、继承、关联（即关系）、聚集

动态模型描述系统那些随时间变化的方面，其主要概念有：状态、子状态和超状态、事件、行为、活动。

功能模型描述系统内部数据值的转换，其主要概念有：加工、数据存储、数据流、控制流、角色。该方法将开发过程分为四个阶段：

1分析。基于问题和用户需求的描述，建立现实世界的模型。

分析阶段的产物有：问题描述、对象模型＝对象图＋数据词典、动态模型＝状态图＋全局事件流图、功能模型＝数据流图＋约束

2系统设计。结合问题域的知识和目标系统的体系结构（求解域），将目标系统分解为子系统。该阶段的主要产物是：系统设计文档：基本的系统体系结构和高层次的决策

3对象设计。基于分析模型和求解域中的体系结构等添加的实现细节，完成系统设计。主要产物包括：细化的对象模型、细化的动态模型、细化的功能模型

4实现。将设计转换为特定的编程语言或硬件，同时保持可追踪性、灵活性和可扩展性。　

u 类的识别方法

常用的识别类的方法有：名词识别法、系统实体识别法、使用重用、从用例中识别类等。

1. 名词识别法

访方法的关键是识别问题域中的实体，实体的描述通常以名词、名词短评、名词性代词的形式出现。首先对系统进行描述，从系统描述中标识名词、名词性代词，在列出系统可能的类的基础上，进一步识别类。

2. 系统实体识别法

该方法只考虑系统中的人员、组织、地点、表格、报告等实体，经过分析将它们识别为类。被标识的实体有：系统需要存储、分析、处理的信息实体，系统内部需要处理的设备，与系统交互的外部系统，系统相关人员，系统的组织实体。

在确定类时，常使用两类技术：

1) 分解技术：将整体类和组合类进行分解，可控制单个类的规模。

2) 抽象技术：根据一些类的相似性建立抽象类，并建立抽象类与这些类之间的继承关系。抽象类实现了系统内部的重用，很好地控制了复杂性，并为所有子类定义了一个公共的界面，使设计局部化，提高了系统的可修改性和可维护性。

三． 建立对象模型

1. 确定类

采用名词识别法，检查问题陈述中的所有名词、名词短语，列出所有可能的类，现根据以下原则进一步确定类：

1) 去掉冗余类

2) 去掉不相关的类

3) 删除模糊的类

4) 删除独立性不强的类，而应该是类的“属性”的类。

5) 所描述的操作不适宜作为对象的类

 最终确定的类为：

分行计算机 分行 出纳站 出纳员 分理处 分理处计算机 自动出纳机 账户 银行卡 顾客 事务

2. 为每个建模实体准备数据

3. 确定关联

两个或多个类之间的相互信赖就是关联，实现关联的方式有多种。关联通常用描述性动词和动词词组表示。银行网络系统问题中的关联：

l 银行网络包括出纳站和处动取款机

l 分行共享自动取款机

l 分理处提供分理处计算机

l 分理处计算机保存账户

l 分理处计算机处理账户支付事务

l 分理处拥有出纳站

l 出纳站与分行计算机通信

l 出纳员为账户录入事务

l 自动取款机接受银行卡

l 自动取款机与用户接口

l 自动取款机发放现金

l 自动取款机打印收据

l 系统处理并发访问

l 分理处提供软件

l 费用分摊给分理处

4.使用下列标准去掉不必要的和不正确的关联。

1) 若某个类已被删除，那么与它有关的关联也必须删除或者用其他类来重新表述。

2) 不相干的关联或实现阶段的关联。删除所有问题域之外的关联或涉及实 现结构中的关联。如“系统处理并发访问”就是一种实现的概念。

3）动作。关联应描述应用域的结构性质而不是瞬时事件。因此应删除“自动取款机接受银行卡“，“自动取款机与用户接口“。

4） 派生关联。省略那些可以用其他关联来定义的关联。

5.确定类属性

属性通常用修饰性的名词词组来表示。可按下列标准删除不必要的和不正确的属性： 1）限定词。若属性值固定下来后，能减少关联的重数，则可考虑把该属性重新表述为一个限定词。

2）内部值。若属性描述了对象的非公开的内部状态，则应从对象模型中删除访属性

3）细化。在分析阶段应忽略那些不可能对大多数操作有影响的属性。

6.使用继承来细化类

有两种方法：自底向上和自顶向下。1）自底向上：将现有的类的共性一般化为父类。2）自顶向下：将现有类细化为更具体的子类。

7.完美对象模型

在软件开发的过程中，需要不断的完美对象模型。可以从以下几个方面考虑。1）检查是否有缺少的对象。2）查找多余的类。3)查找缺少的关联4）系统的改进。由于“分理处”与“分理处计算机”之间的区别不影响分析，可将其合并为“分理处”。同理，将“分行计算机”并入“分行”。

四． 建立动态模型

动态分析从寻找外部可见的模拟和响应事件开始，确定各对象的可能事件的顺序，在分析阶段不考虑算法的执行，它是实现模型的一部分。通常动态模型有事件跟踪表和状态图。

建立动态模型的步骤为：

1. 准备典型的对话脚本

脚本是事件序列，每当系统中的对象与外部用户发生互换信息时，就产生一个事件，所互换的信息值就是该事件的参数。对于各事件，应该确定触发事件的动作对象和该事件的参数，包括正常脚本、例外脚本。

自动出纳机与用户交互的正常脚本如下：

1) 自动取款机请求用户插入银行卡，用户插入银行卡

2) 自动取款机接受银行卡并读出它的卡号

3) 自动取款机要求密码，用户输入

4) 自动取款机与分行确认卡号和密码，分理处检查并反馈兑现

5) 自动取款机要求选择事务类型（取款、存款、转帐或查询），若用户选择取款

6) 自动取款机要求输入现金数量

7) 自动取款机分发现金并要求用户取现金，用户取现金

8) 自动取款机查问用户是否打印收据，若选择“是”

9) 自动取款机打印收据，请求用户取出它

10) 自动取款机询问是否继续，用户选择“不继续”，自动出纳机退出卡

11) 自动取款机退出卡并且请求用户取卡，用户取卡

12) 自动取款机请求用户插入银行卡

自动取款机与用户交互的例外脚本如下：

1) 自动取款机请求用户插入银行卡，用户插入银行卡

2) 自动取款机接受银行卡并读出它的卡号

3) 自动取款机要求密码，用户输入

4) 自动取款机与分行确认卡号和密码，分理处检查并反馈拒绝

5) 自动取款机指示密码错并要求重新键入；用户输入并成功

6) 自动取款机请示用户选择事务类型，用户选择取款

7) 自动取款机请求键入现金数量，用户改变选择并输入“取消”

8) 自动取款机退出卡并且请求用户取卡，用户取卡

9) 自动取款机请求用户插入银行卡

 2．画出事件跟踪表

 把脚本表示成一个事件跟踪表，即不同对象间的事件排序表

2. 构造状态图

对各对象类建立状态图，反映对象接收和发送的事件，每个脚本或事件跟踪表都应对应于状态图中的一条路径

DO:处理分理处事务

DO:确认分理处代码

DO:确认卡

事务处理 分理处事务成功

 分理处事务失败

确认账户 确认账户 错误代码/错误分理处代码

 错误分理处账户/错的密码

 分理处密码/账户OK

 “分行”类的状态图

五． 建立功能模型

功能模型描述了值之间的信赖关系，通常用分层的数据流图描述。数据流图有助于表示功能信赖关系，其中的处理对应于状态图的活动和动作，其中的数据流对应于对象力中的对象或属性，具体的步骤：

1. 确定输入、输出值

先列出输入、输出值，输入输出值是系统与外部世界之间的事件的参数。检测问题陈述，从中找出遗漏的所有输入、输出值。由于所有系统与外部世界之间的交到都经过自动取款机，因而所有输入、输出值都是自动取款机事件的参数。

2. 建立数据流图

数据流图说明输出值是怎样从输入值得来的，数据流图通常按层次组织。最顶层由单个处理组成，也可由收集输入、计算值及生成结果的一个综合处理构成。

银行卡

读输入

执行事务

账户

 

用户

产生输出

 卡号

 事务类型

 账户类型

 自动取款机顶层数据流图

3. 描述处理

当数据流图已细化到一定程度后，对各处理进行描述，描述方法用自然语言、伪码及判定树等。描述可以是说明性的或过程性的。说明性描述确定了输入、输出值之间的关系。说明性描述优于过程性描述，因为它隐含实现的考虑。过程性描述确定一个算法来实现处理功能，算法只能用来确定处理干什么，过程性描述实现起来较为容易。

 

  

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新加坡预制构件经验总结-理工论文-免费论文

新加坡预制构件经验总结

新加坡预制构件经验总结

[摘要]预制技术的应用标志着建筑业中的一项重大转折，其优越性是：更短的施工工期，更少的对现场劳工的依赖，更便捷的现场检验，以及大大改善施工详图的设计和工程质量、安全控制。本文将简要介绍预制和装配技术在新加坡工程建设中的应用，然后对上述研究计划的主要课题作简单介绍,随着我国建筑业的持续高速发展，将为预制在建筑业中的应用提供借鉴意义。

[关键词]预制技术、建筑业、应用

1 前言预制技术的应用标志着建筑业中的一项重大转折，其优越性是：更短的施工工期，更少的对现场劳工的依赖，更便捷的现场检验，以及大大改善施工详图的设计和工程质量、安全控制。预制技术及其广泛应用的标准化和模数化，已成为新加坡建筑业设计和施工的基本原则。举例来说，在上世纪的整个九十年代，预制混凝土立面墙板和楼梯构件，以及半成品预制混凝土楼板，就已经广泛应用于标准的公营住宅建设。同样，在私营的建设项目中，也可以看到日益增长的采用预制技术的趋势。

新加坡建筑业一直经受着要提高生产力，降低成本和改善建筑设施质量水准的紧迫压力，所有这些要求，都已成为建筑业改革的主要动力。为此，新加坡成功地在建筑服务项目中得到应用。

本文将简要回顾一下预制和装配技术在新加坡住宅建设中的应用，然后对上述研究计划的主要课题作简单介绍。预制技术更广泛的应用将有助于克服传统现浇结构的许多痼疾，从而使施工技术的可行性更大，安装成本的经济性更佳。

20多年，新加坡政府承诺提供大量廉价的租屋，以满足其所规划的对住宅的需求。为了应对如此规模浩大的廉价房的开发，“重复设计建造法”的理念已被应用于这些住宅项目。其中特别需要进行重大改善的是：施工工期和施工成本，但是，工程质量又不能降低。为此，引进了对提高总体施工生产力和成品质量最有影响的创新设计和施工技术。本文涉及的创新预制技术包括：1）预制混凝土立面墙板构件；2）预制混凝土主体结构；3）各种应用广泛的建筑结构构件。新的设计原则和施工工艺，对加快公营住宅项目的交付使用、大幅度降低施工成本、设计多样化和确保工程质量等方面,都相当成功。

预制技术提高了可营造性，并在工期、成本、质量、安全和环保等方面都得益匪浅。

其优越性归纳如下：

1）使各施工专业工种的生产力水平更高；

2）由于大规模生产，可以节省各供应链的成本，诸如劳工和材料成本；

3）加快业主的投资回报；

4）缩短装修和吊装作业工期；

5）由于在作业层的施工作业内容简化，可减少对现场劳工的需求；

6）节省现场的材料堆场；

7）更佳的质量控制，使构件的外形和尺寸更精确；

8）由于产品次品少，可降低材料的浪费；

9）在预制厂具有更安全的工作环境；

10）在一个重复性的生产环境下，提高了员工的团队精神和生产氛围；

11）产品在工厂内生产的检测有效性比在施工现场更高；

12）恶劣天气条件对现场施工作业的影响更小；

13）可根据大规模预制和装配技术，重复设计项目的交付使用体系和材料供应链体系；

14）通过建筑业与政府联手合作，把预制技术应用于公营和私营住宅，商业建筑和道路等建设项目。

2 主要预制构件的介绍2.1预制混凝土立面墙板构件多年来，预制技术已逐步发展成为建筑业中最引人瞩目的施工技术之一。预制结构的优越性是：更短的施工工期，更少的对现场劳工的依赖，更便捷的现场检验，以及大大改善施工详图的设计和工程质量控质。当前，随着建筑业劳工短缺日益普遍，对于公寓楼建设项目，更广泛地采用标准化和模数化设计的预制技术，已成为新加坡地区标准公营住宅楼宇设计和施工的基本原则。

自上世纪八九十年代以来，新加坡租屋的建设，就推荐使用预制混凝土立面构件。为了获得更好的装修产品，立面构件通常在现场的预制场地上浇筑生产，并完成铝合金窗框的预埋和马赛克的贴面。虽然，采用预制立面构件必然会增加承包商最初的资金投入，但是，从长远来看，该项投入可以通过节省现浇立面板所需的模板和更优质的混凝土构件而得到补偿。目前，在有些公营建筑合同中，已强制性地要求使用预制立面构件。

在预制立面构件中安装窗框有两种方法，一种是先装法，另一种是后装法。先装法与施工计划中的关键线路同步，因此，对楼层施工工期有影响。而后装法，虽然不在关键线路上，但是，墙板和楼板之间的连接必须做得相当好，以确保水宓性和克服渗漏问题。预装的预制立面构件必需与其他墙板和楼板同步定位浇筑，并与结构同步上升。

1).外墙立面图：

                        2).剖面图

3)．上下部节点图

2.2 预制混凝土主体结构1).预制钢筋混凝土楼板

混凝土楼板通常都采用临时性的模板体系进行浇筑施工。但是其支拆模作业会严重影响施工进度。为此，就开发成功了一种半成品预制楼板，并逐步取代了传统楼板施工所需的模板。这种半成品预制楼板是一种永久性的模板体系，并成为永久性结构体系的一个组成部分。楼板下部是由预制厂生产的预制楼板，通过施工吊装设备将其吊装在结构墙体、立面墙体构件或梁上，然后在安装就位的预制楼板上埋入管道和钢筋，再浇筑混凝土，构成上部楼板。

预制楼板四边都预留插筋，用于与其他结构构件必要的连接。预制楼板的吊钩设在楼板的上表面，供楼板的吊装运输之用。这些吊钩也可用作剪力连接件，确保与上部现浇顶板的紧密连接。半成品预制楼板仅可用在模数化公寓建筑和居室部位，走廊和电梯厅部位的楼板则必需采用现浇混凝土。因此，需一套专供走廊和电梯厅楼板之用的模板和脚手架，进行整体楼板的现浇作业。除了取消大量使用楼板平模板体系外，这种施工方法具有很好的底板装修质量，而且，最重要的是：无需进行楼板拆模作业，从而大大缩短了施工工期。当前，这种新的施工方法已被广泛应用于几乎所有的公营住宅建设合同中。

2).预制钢筋混凝土梁

以新加坡老年公寓项目为例，柱子基本为300*900mm扁柱，梁沿着柱子长方向布置，梁的钢筋直径设计≤28mm。梁的钢筋在柱子内锚固长度满足，因此梁直接按柱子净间距+2×20mm长度预制，两端预制在柱子内的锚固长度。

若梁的钢筋在柱子内的锚固长度不满足，则预制会对施工带来一点困难，市场上一般的处理方法有两种，一是直接缩短预制梁的长度来满足钢筋的搭接长度，一是在预制梁端预留凹槽，钢筋搭接后灌浆。

3).预制钢筋混凝土柱

以新加坡老年公寓项目为例，工程总共13层，层高2800mm。柱子基本按一层一根或两层一根来预制，预制样式如下：

预制柱示意图

连接节点图

连接示意图

灌浆示意图

2.3 预制建筑结构构件的广泛应用为了加快施工进度计划，提高成品混凝土制品的质量等级，对湿作业装修行业的依赖已明显下降。自上世纪九十年代以来，为了确保主要装饰装修材料标准的稳定性，用于标准化住宅楼宇的大规模工厂化生产的建筑构件已日益增长。除了立面构件和结构主体外，其他各种预制产品也已得到了广泛的应用，其中包括楼梯构件，轻质混凝土隔墙、垃圾槽、管道井、排水渠等。最近，一个试点工程中，还采用了预制合子式卫生间，现已被确认是一个成功的范例。

1）垃圾槽

垃圾槽平面图

垃圾槽节点连接图

模数化组合部件也得到更广泛的应用，诸如在许多情况下，设计成预加工成型的钢筋，直接运至工地交付使用，从而加快了现场绑扎速度，它具有下述优点：

l 更高的生产力和更佳的质量控制

l 使钢筋获得更精确的混凝土保护层间距和尺寸

l 对现场劳工的要求更低

l 在预制场具有更良好的（更安全的）工作环境

l 简化了施工层面的作业内容

l 缩短了装修和吊装工期

一般来说，预制构件的质量比现场现浇构件的质量更好。但是，现场装配对不合格的质量控制更为敏感，比如构件接缝处的装配质量。通常，几乎所有预制工作都在工厂内完成，现场几乎不需要再加工，因此，提高了现场施工的效率，缩短了施工工期，并且使工程质量更加稳定，较短的施工工期，不仅减少了直接费用和管理费用，而且还加速了住宅的交付使用，这对于新加坡大规模租屋建设计划具有深远的意义。

新加坡政府对于有能力生产这些建筑构件的供应商都给予严格的监督检查，只有那些通过预制资质审核的供应商，才被允许对标准化公营住宅项目提供预制构件。只有产品达到检测要求，供应商及其材料的品牌才会被考虑列入认可的产品名单中。只有质量信得过的建筑材料和构件，才能用于标准的公营住宅中。与传统的施工方法相比，这些预制构件具有更好的内在品质，更精确的外形和尺寸，因此，这种加快施工工期并不是以牺牲质量为代价的。

“传统和劳工密集型施工方法”是困扰新加坡建筑业主要问题之一。其中一项改革战略就是通过更广泛地采用与全球发展趋势并驾齐驱的一种生产加工途径－预制和装配技术，使建筑业成为一种既有效益，又有创新精神的高生产力产业。目前，新加坡已在建筑业积累了预制和装配技术的应用经验。目前，在已竣工的公营和私营住宅开发项目中，采用预制技术的数目也与日俱增。

3 结语本文浅析了预制构件在新加坡建筑业中的应用。从而对公司在以后采用预制结构构件和建筑构件提供借鉴经验。

公共建筑的业主应大力带头倡导采用预制技术，并在其工程中，增加预制构件的使用率，加速推行这种预制技术在建筑中的实施步伐。

 

参考文献

[1] 新加坡老年公寓（N1C4）项目施工图。

[2] 新加坡科技与设计大学（SUTD）项目施工图。

[3] 新加坡建屋局（HDB）设计标准。

 

  

理工论文优秀范文5

浅析山岭重丘区公路改建工程项目施工-理工论文-免费论文

浅析山岭重丘区公路改建工程项目施工

（李 东 淮南市公路工程有限责任公司）

摘要：该文以安徽省霍山县境内S318改建公路K13+300~K23+200段项目为例，通过对该项目工程施工过程中的各项总结进行分析，对山岭重丘区公路的主要特点等进行浅析。

关键词：山岭区重丘公路； 改建工程

S318五显至三板桥段02标工程起讫桩号为K13+300~K23+200，全长9.754Km。工程技术标准为：山岭重丘区二级公路扩宽改造；设计行车速度,40公里/小时；路基宽12米,路面宽9米；荷载等级为:汽-20、挂-100；设计洪水频率为:路基及小桥涵1/50,中桥1/100。本合同段于2004年2月，2005年10月竣工，总工期20个月。

1 山岭重丘区公路改建工程的特点

以本项目为例，对山岭重丘区公路的特点给予阐述。

1.1老路损毁严重

本项目原有老公路建设年代较早，虽然经过不断养护和多次大修，但道路线形未能彻底改善，很多路段线形指标仅能满足四级公路标准。而且，穿镇路段街道化日益严重；路面等级底，排水设施等不够完善，路面损坏严重；现有桥梁基本上为上世纪60年代修建，荷载等级底；涵洞孔径偏小，结构上已有不同程度破坏。道路现状已不能适应交通量不断增长的需要。

1.2客观原因多

（1）地形条件。山区地形条件复杂，山峦重叠，高差大，沟壑多，纵坡陡，公路布线困难，路线多依山傍水，而设计要求尽量利用老路，路基大多大填大挖或半填半挖。本项目于2004年3月出施工图设计，采用的方案有：老路的裁弯取直；单侧加宽；两侧加宽；对能利用的桥梁，进行充分利用。

（2）地质条件。皖南山区土质以风化石、腐殖土、砂性土、砂砾土石居多。

（3）水文气候。由于处在北亚热带向暖温带转换的过渡带，暖冷气流交会频繁，极端最高气温43.3℃，极端最低气温-12.5℃。山区降水比较集中，地表水丰富，年际间降水量过大等特点，2004年底施工的路基和部分底基层本已经验收合格，但经过年间雨雪渗透和反复冻融，以及大吨位超载超限车辆的碾压（当地砂石资源丰富），造成来年施工前的路基弯沉检测中大部分路基不能满足设计弯沉要求，最后只能通过补强变更来处理。

1.3施工难度大

本项目老路路段路基宽度不等，纵坡起伏频繁，最大纵坡10.7%，平曲线最小半径15米，在改建施工中施工控制难度较大；工程量大：挖土方（坚石）27.5万m3；清淤2.1万m3；利用方9.5万m3；借方回填17.9万m3；圆管涵55道；盖板涵7道；老桥加宽1座；防护及排水0.37万m3；路面水泥稳定层9.4万m2；级配碎石11.1万m2；砂砾石底基层11.8万m2，路肩土1.7万m3；同时，山岭重丘区海拔高差较大，而本项目穿越霍山——九井盆地，高程最高处156.97m，最低处78m，许多施工点处于山坡上，又是半封闭施工，施工异常困难。

1.4设计把握不足

在实际施工中，我们发现平、纵线形和桥梁、涵洞等方面与施工图严重不符，而后提请了建设单位要求设计单位对施工图中的错误、局部路段线形进行了重新设计和部分优化，整个路段等于边施工边设计，施工图设计到2004年10月才出来。当然由于目前山岭区改建公路设计经验还不丰富，而山岭区条件的艰难和地形的复杂性，也决定了使用常规的勘察手段和设计方法将导致设计上的把握不足。

2 山岭重丘区公路改建工程施工过程分析

2.1 项目组织机构

山岭重丘区施工项目较平原地带在人员、生产设备上投入量大，生活办公环境艰苦。

2.2 重视质量管理

本段无重大质量事故发生，单位工程优良率100%，达到“工程总体质量目标确保优良”的要求，我们主要从以下几个方面进行质量控制：

1、项目部设立质量保证机构：按照改建公路质量控制和管理特点，建立以项目经理和技术负责人为核心的质量保证体系，制定质量控制办法，及各施工队管理办法、奖罚措施。把质量责任分解到每个技术人员头上，每个施工队长身上，明确了每位参建人员的责、权、利，使得人人头上有目标，人人身上有重担。

2、试验质量控制措施：经六安市质量监督站批准成立了工地中心试验室，配备了专职试验工程师和相应的试验仪器设备，由专业试验人员负责质量检查与监督。结构物施工中项目部有专职结构工程师每天在各个结构物之间巡视、检查、发现问题及时解决，严格控制好砂浆配合比、砼配合比，各原材料的质量，由项目部试验室自检不合格的项目坚决不允许施工下道工序，对不合格材料坚决不准进入工地。并在大量试验数据上分析、研究、总结，最终以科学的数据来指导生产，指导施工。到竣工为止，已完成素土击实试验34组，CBR值试验18组，环刀法测素土压实度10660点，灌砂法测水稳677点，无侧限抗压试验120组，砼配合比25组，砂、石、钢筋、水泥等原材料试验270组，砼抗压试验220组。这些数据的积累让我们在今后的施工中得到了宝贵的经验。

3、施工管理、施工操作的质量保证：针对工程进展及各项措施落实情况，项目部领导采取在现场跟班作业制。针对道路施工线长，施工点多的情况，项目部要求道路工程师和质检人员做到手勤、腿勤、嘴勤，对各自负责的施工段内的一切质量问题都必须上传下达，严格控制。严格进行质量管理，进一步加大项目部的自检频率，严把质量关，对不服从管理、不按规范施工人员加大处罚力度。在进行已完成的工程交验时，严格执行规范验收程序。

在质量管理制度上，项目部教育全体施工人员树立“百年大计，质量第一”的工作思想，使大家认识到“质量就是我们的生命”、形成以项目经理管质量，项目总工抓质量，全体参建人员搞质量的良好风气。在施工中推行“质量不行，推倒从来”的方针，项目部与各施工队签订责任状，用经济、行政手段来保证质量目标的实现，对质量不符合优良标准的坚决返工，决不姑息迁就。例如：K20+656圆管涵左侧基础强度经检测不合格，坚决进行了返工处理，并对该涵洞队进行了罚款。在质量管理上，充分发挥项目部试验室的作用，作好现场检测的第一手资料，为施工提供科学依据。值得可喜的是：2005年7月份省公路局质检中心对水稳基层钻芯取样和平整度等项目的抽检结果中，成型率、厚度、平整度全都达到了设计要求，这样优良的数据是严格的质量管理下取得的成绩。

4、由于是老路改建，新老路结合部、施工纵横缝等施工细节的处理显得尤为重要，项目部为此制定出不同结构、不同部位的质量要求及施工技术要领，对重点、难点工程组织技术攻关小组，研究具体施工方案。例如：7月初的水稳施工中，压路机碾压太靠边导致局部路段塌边等现象，技术负责及时组织项目部全体技术人员及监理工程师研究分析，并下发了[2005]11号文件，对可能出现质量问题的环节作了统一要求，塌边现象被彻底消除。

K16+614空心板桥为石拱桥加宽利用，项目部多次组织技术人员对老桥结构进行观测，发现老桥结构基本上良好，但在两孔的拱圈下部多处有渗水情况，且有几处因砂浆脱落，造成部分空洞现象，除面层之外，下部结构均不能与老桥进行良好的衔接，考虑到地基应力的因素，项目部主动从合肥购买环氧树脂胶采用植筋对衔接部位进行施工。

2.3 施工进度控制

在工程进度计划上，项目部把“以质量求生存，向效率要利益”、把按质按时按量完成计划任务作为奋斗目标，多次开展百日劳动竞赛活动。特别是工程后期，为了完成全线通车的要求，在机械少、人员少、阴雨天气多、拌和设备每天只能出料几百方、施工多次受阻等一系列不利条件下，我们没有坐、等、靠，全体人员发扬“不待扬鞭自奋蹄”的拼搏精神，调整进度计划，实行24小时工作，不分日夜、争分夺秒地工作，水稳施工比计划进度提前完成，完成产值近500万元，于2005年8月比要求工期提前完成主体工程施工。

2.4 施工安全、文明施工和环境保护情况

由于地处山区，项目部十分注重安全施工组织，要求抓好安全教育，工前、工中都要进行不间断的安全教育，成立安全领导小组，设安全科，由项目部经理来亲自抓安全，并层层分解，一级抓一级，每一级的施工负责人同时也是安全负责人，签订安全生产责任状，来加强安全防护，定期召开安全生产例会，不定期进行现场安全检查，要求运输车辆在场内遵守安全规章制度，场外行驶车辆遵守当地交通安全规则和有关规定，做到文明行车。成立文明施工及环保领导小组，加强与当地村镇的联系，认真听取他们的意见，接受其监督。施工废料不随便堆弃，做到工完料净，对天热过往车辆扬的灰尘，通过增加洒水车，在街道和沿线村民居住区采取不间断洒水方式来满足环保要求。后勤管理上：宿舍做到清洁卫生，食堂内外每天消毒一次，生活垃圾集中堆放、统一处理，食堂、宿舍、办公室每天清早消毒一次，并派出由后勤组成的检查小组进行评比，细到厕所，项目部也派专人打扫，用药水消毒。到工程竣工止，无违反治安条例和刑事案件发生，未发生火灾、盗窃、破坏环境等事件，确保了工程进度的顺利进行。

3 施工体会

通过本项目的施工，我们感受最深的是：

1、设计中对沿线地质、地形、水文等条件考虑尤为重要，不能单单为了降低工程造价而采用低限指标设计，甚至闭门造车，与山抗衡，与水争路。

2、对于大型土石方工程施工，施工机械的配套非常重要，为整个工程进度和质量提供保证，同时增强了企业的战斗力和信誉度。

2、实践也证明：一把手抓与不抓不一样；真抓实干，真变样；大抓大干，就大变样。作为项目部负责人要亲自抓工程，负总责，项目部的各项工作就一定能够圆满完成。客观条件大家都是一致的，主要还是人的因素，也就是管理问题，管理也是生产力。

3、建立一个合理的管理体系来有效指导施工管理工作，另一方面必须拥有技能较高的各项技术工人。

4、扼抓关键工程，确保主体工程按时完工，工程一开工，项目部就要制定详尽可行的施工方案，应考虑到工程量大、工期紧的特点，需提前了解当地主汛期时间及水量等情况，提前将施工重点放在桥梁下部构造和涵洞工程施工上，上部梁板预制并行。另外，根据路基分布特点划分为几段平行施工，将人力、机械资源充分合理利用。

5、监理、业主工作指令，应作到有书面记录，如果是口头指示，亦尽快安排专人负责，补齐手续，严格按监理程序办事。

6、施工企业属劳动密集型企业，劳务物价上涨、廉价劳动力不复存在，施工成本中人工费比例加大，造成施工成本加大，施工企业利润空间越来越小，劳资矛盾时有发生。

项目工程要克服方方面面的困难、要战胜一系列不利工程进度的客观因素。面对困难和问题，项目全体人员要发扬积极的主观能动精神，发扬吃苦耐劳的自强精神，大公无私的奉献精神，一切从实际出发、一切为工程着想，才能圆满完成预定目标。一个工程项目的顺利完成要得益于各级领导的高度重视，建设单位正确引导，监理单位的大力支持，同时也凝聚了一大批施工人员的血汗。通过本工程的施工实践，我获得了很多宝贵的施工管理方法；虽然工作中存在着这样那样的不足，但都是前进中的不足，能够克服的不足，同时也是今后工作中可以借鉴的经验总结。

作者简介：

李东，男，2003年7月毕业于江苏徐州建筑职业技术学院工程监理专业，现为淮南市公路工程有限责任公司工程师，从事公路工程施工管理等工作，公路工程二级建造师。

 

  

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BIM在建筑设计中的应用与实践-理工论文-免费论文

BIM在建筑设计中的应用与实践

BIM在建筑设计中的应用与实践

摘要通过对BIM在建筑设计中的应用分析，以及结合自身的一些实践，指出BIM在建筑设计行业的应用前景，并总结了设计人员在BIM实践过程中所学到的经验。

关键词BIM应用 建筑设计 经验

BIM的概念

所谓BIM，英文全称为Building Information Modeling，是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息等。实际上，BIM就是通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟建筑，一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。

BIM的应用

BIM应用不仅仅局限于设计阶段，而是贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段：设计、施工和运营管理。BIM电子文件，能够在参与项目的各建筑行业企业间共享。建筑设计专业可以直接生成三维实体模型；结构专业则可取其中墙材料强度及墙上孔洞大小进行计算；设备专业可以据此进行建筑能量分析、声学分析、光学分析等；施工单位则可取其墙上混凝土类型、配筋等信息进行水泥等材料的备料及下料；开发商则可取其中的造价、门窗类型、工程量等信息进行工程造价总预算、产品定货等；而物业单位也可以用之进行可视化物业管理。BIM在整个建筑行业从上游到下游的各个企业间不断完善，从而实现项目全生命周期的信息化管理，最大化地实现BIM的意义。

在传统设计中，各个专业的设计协调过程是相对复杂的过程，存在识图理解及重建过程，缺乏真实立体空间的直观性，对于复杂空间来说，各专业间所带来的冲突在二维图纸上很难反映出来，协调设计耗费了大量时间。BIM设计平台使三维设计协同成为可能，工作方式由传统的抽象二维图形过渡到具体的三维空间，对应目前的审核体制，二维图形只是三维模型的副产品，可轻松的从模型中得到，而模型的联动性对于设计修改来说极其便捷。BIM使建筑、结构、给排水、暖通、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，各专业设计自己的模型，其它专业不需要等待提资，就可以立刻看到其他人的修改，并能直观的看到设计中的问题，及时沟通解决，从而在真正意义上实现三维集成协同设计。

BIM在概念设计中的应用

BIM可从概念设计开始，全程参与设计整个过程，直观的体量模型对于推敲建筑与城市环境的关系尤为重要，同时可用于性能分析以得出合适的建筑方案。基于BIM技术的高度可视化、协同性和参数化的特性，建筑师在概念设计阶段可实现在设计思路上的快速精确表达的同时实现与各领域工程师无障碍信息交流与传递，从而实现了设计初期的质量、信息管理的可视化和协同化。在业主要求或设计思路改变时，基于参数化操作可快速实现设计成果的更改，从而大大提高了方案阶段的设计进度。BIM在概念设计中的应用主要体现在空间形式思考、饰面装饰及材料运用、室内装饰色彩选择等方面。

BIM在方案设计中的应用

方案设计阶段应用BIM技术进行设计方案必选的主要目的是选出最佳的设计方案，为初步设计阶段提供对应的设计方案模型。基于BIM技术的方案设计是利用BIM软件，通过制作或局部调整的方式，形成多个备选的建筑设计方案模型，进行必选，使建筑项目方案的沟通、讨论、决策在可视化的三维场景下进行，实现项目设计方案决策的直观和高效。

BIM系列软件具有强大的建模、渲染和动画技术，通过BIM可以将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得业主等非专业人员对项目功能性的判断更为明确、高效，决策更为准确。同时基于BIM技术和虚拟现实技术对真实建筑及环境进行模拟，并且可出具高度仿真的效果图，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，知道满意为止。这样就使设计者各设计意图能够更加直观、真实、详尽地展现出来，既能为建筑的投资方提供直观的感受也能为后面的施工提供很好的依据。

BIM在初步设计中的应用

初步设计阶段是介于方案设计阶段和施工图设计阶段之间的过程，是对方案设计进行细化的阶段。在本阶段，推敲完善建筑模型，并配合结构、设备建模进行核查设计。应用BIM软件构建建筑模型，对平面、立面、剖面进行一致性检查，将修正后的模型进行剖切，生成平面、立面、剖面，形成初步设计阶段的建筑、结构、设备模型和初步设计二维图。初步设计阶段BIM应用主要包括结构分析、性能分析和工程算量。

BIM在施工图设计中的应用

施工图设计是建筑项目设计的重要阶段，是项目设计和施工的桥梁。本阶段主要通过施工图纸，表达建筑项目的设计意图和设计成果，并作为项目现场施工制作的依据。

施工图上设计阶段的BIM应用是各专业模型构建并进行优化设计的复杂过程。各专业信息模型包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业。在此基础上，根据专业设计、施工等知识框架体系，进行节点大样设计、碰撞检查、三维管线综合等基本应用，完成对施工图设计的多次优化。针对某些会影响净高要求的重点部位，进行具体分析，优化机电系统空间走向排布和净空高度。施工图设计阶段BIM应用主要包括各协同设计与碰撞检查、结构分析、工程量计算、节点大样深化、三维渲染图出具等。

BIM 在设计中的实践

在推广BIM过程中，设计单位时常会遇到这样的矛盾：在该项目组团队中仅有少数建筑师掌握BIM，且工作经验丰富的建筑师在掌握新的软件和完成从二维到三维的思维方式转换方面很困难，而年轻建筑师工程经验又不足。经过探索实践我们认识到，BIM的工作方式将改变传统项目管理的设计人员构成和推进模式。在初期搭建模型的过程中，由一批年轻建筑师（甚至是绘图员）一起工作，他们的脑海中尚没有施工图的图纸概念，其工作是虚拟建造一个三维的全信息模型。而资深建筑师则负责检查已建成的模型，指导修改并亲自绘制其中较复杂的部分，如对某些详图进行二维深化，解决特殊部位的构造难题等。这样的分工协作提高了效率，团队得以快速绘制大量图纸并保证图纸之间的一致性，把建筑师从重复绘图和大量校对中解放出来，并可以方便地体验自己的设计成果，并不断改进，同时Revit的运用还帮助年轻建筑师以直观的方式了解建筑设计。

在设计大型综合项目时，不仅在信息管理与统一上存在难度，同时也使BIM对硬件和网络方面要求甚高，即使项目组全部采用现在最快的PC机，在项目后期模型量达到顶峰时，电脑的运算能力仍处于临界状态。我们采用的应对措施是以中心文件和工作集的方式来组织设计，主服务器上存有中心文件，并根据功能分成多个工作集，单机上打开的是模型副本文件，建筑师定期将自己负责修改的内容上传到中心文件，同时同步下载其他成员修改的内容，保证了所有人的信息一致。

施工图设计一般历时3个月完成，建筑专业全部图纸由 Revit完成，一致性非常好，图面表达方式，制图标准统一控制。BIM作为一种新工具在使用初期并不能直接提高绘图效率，甚至会降低效率，但是图纸质量会得到提升。针对大型项目复杂的管线综合，我们将设备专业图纸建造成三维模型，并应用NavisWorks软件进行了管线碰撞检查，将设备专业的管线碰撞问题解决在施工之前。利用虚拟建造的方式，不仅提高了传统人工管线综合中的工作效率，而且避免了可能出现的疏漏所引起的施工现场拆装调整。

BIM 在设计实践中的经验分享

相对于目前被房地产开发商压缩至不合理的设计周期，BIM会要求正常的设计周期。用与传统方式相同的时间，BIM会越做越快、更详细、高度一致性。BIM节约未来的时间，相比传统二维方式，BIM在设计初期进展会相对较慢，但随着时间的推移，速度会越来越快。

BIM改变了传统的分工模式，不再以图纸张数计算工作量。基于对模型剖切的出图方式，参加项目人数可以将至70%。成员结构的变化：年轻建筑师逐渐成为团队主力。BIM直观的方式是对年轻建筑师最好的培训，他们能够随时检验自己的工作，加深对建筑空间、建筑构造的理解。有经验的建筑师只需掌握BIM软件的基础部分，他们的工程经验和控制能力将在BIM团队中发挥重大作用。

对于培训和投资回报率，经过多次尝试，我们认为最有效的培训方式是实战。经过2~3个项目之后，团队的BIM技术能力会得到显著提升，每个小的成功都将成为进一步提升的驱动因素。在培训初期，培训外包也是选择之一，这种方式可以将培训成本清晰化，即培训费+培训期间员工工资。根据美国研究机构的一份报告，设计企业投资BIM转型的第一年的投资回报率在61%，这个数字有些过于乐观，根据我们的经验以及国内的行业特性，企业转型BIM在最初的两年应做好持续投入的准备。能否达到首年的盈利，重点在于转型BIM后生产效率提升的程度，软硬件、培训投入的成本对回报率的影响不大。

 

  

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钻井液除气工艺技术-理工论文-免费论文

钻井液除气工艺技术

钻井液除气工艺技术

时志国

***钻井公司

一、引 言

在钻井过程中，钻开天然气层后，气体有可能侵入钻井液；振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后，会造成钻井液密度降低；会增加钻井液上返速度，引起循环罐过满或外溢；会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作，甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。

人们一直在探索去处气侵钻井液中气体的方法，最初人们发现，向气侵钻井液中加水，会使钻井液密度上升（钻井液密度回复说明气体离开了钻井液），于是产生了最原始、最简单的除气办法；向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后，人们发明了除泡剂代替水除气，并一直沿用至今。

在没有发明除气设备之前，一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气，这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪40年代产生了除气设备，发展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备，并形成了成熟的除气工艺流程。

二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂

 

无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采用的除气原理怎样不同，所有除气设备的基本除气原理都是一样的，就是使气泡浮至钻井液表面破裂。

侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中，要想去除这些气体，必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态（如图1），根据阿基米德定律，气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量：

其中，F——气泡浮力, g

 r——气泡半径，cm

 γ­——钻井液的密度，g/cm3

可以看出，在同一钻井液中，气泡的浮力与气泡半径成正比，也就是说：大气泡比小气泡更容易浮上液面（见图2），

图1、气泡上升过程 图2、在高粘度钻井液中的小气泡

不能浮起来

图3 气泡在钻井液中的状态 图4 紊流将气泡带至液面破裂

但由于钻井液是高粘度、高切力的液体，气泡浮到液面需要很长时间，直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以，处在钻井液中的气泡有两种状态（见图3）：一种是气泡能浮到钻井液液面，并最终破裂；另一种是气泡被裹在钻井液中，既不能浮动，也不能聚集在一起形成大气泡。

产生气侵后钻井液中的小气泡特别多，要想去除钻井液中的气体，必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液，所增大的钻井液液面是有限的，而且效率很低。要想清除全部气体，必须使所有的钻井液都搅到表面，并且分布很薄，才能释放出气泡。于是产生了除气设备。所有除气设备的设计原则都是增大钻井液液面面积，使钻井液产生紊流，将气泡带至钻井液表面、使之破裂（见图4）。

三、除气设备布置方案

根据现用除气设备清除气泡直径的大小，可将除气设备分为两类：液气分离器和真空除气器。

循环罐内的气侵钻井液含有很多很多的小气泡，直径很小（≤1/16英寸），它们被裹在钻井液中，既不能浮动的，也不能聚集。所谓的大气泡是指起钻抽吸气或地层气体气侵形成的，大部分或全部充满井眼的环形空间某段钻井液的膨胀性气体，大气泡将造成环空排量增大，使钻井液管线过载，使钻井液从钻台钻盘喷出。当在循环罐内采用浅没式泥浆枪或搅拌器充分搅拌时，通常这些大气泡（直径在1/9～1英寸）会浮到钻井液表面。

液气分离器用于清除环空钻井液中的大气泡，处理量大于井口出口管线钻井液的排量。经液气分离器处理后的钻井液，还含有小气泡，可先经过振动筛除掉部分气泡，然后流入循环罐内。处理循环罐内气侵钻井液中小气泡的任务由真空除气器来完成。

液气分离器不属于正常循环系统的设备，一般只有当发生井涌时才使用。液气分离器安装在振动筛之前，进口管线同井口出口管线或防喷器的节流管汇连接，从液气分离器分离出的钻井液进入振动筛或直接流入沉砂罐；分离出的气体通过排气管线引到安全距离顺风排掉，或引入火炬管线燃烧。在设计液气分离器时，应保证能够处理可能产生的最大气体流量，为防止未除气的钻井液再次循环到井中，需在液气分离器上装一根旁通管线，一旦出现实际气体流量超过液气分离器处理能力的危险情况，就将未经除气的钻井液直接排入废浆池丢弃。

图 6 吸入口、流量平衡器的正确安装位置

图 5 除气器从沉砂罐后的第一个罐吸浆

真空除气器属常规除气设备，安装除气器时应使除气器从沉砂罐后的第一个钻井液罐中吸取气侵钻井液（见图5），经除气器处理过的脱气钻井液排入下游排浆罐中。 除气器的吸入口应位于吸入罐的下部（见图6），并且需在吸入罐中安装搅拌器，以保证真空除气器吸入的是搅拌均匀的气侵钻井液，需在真空除气器的吸浆罐和排浆罐之间需安装流量平衡器，安装位置要高一些，接近罐的顶部，这样来自排浆罐的脱气钻井液从上部进入吸浆罐，保证位于吸浆罐底部除气器的吸浆口吸入的是气侵钻井液。

图 7 流量平衡器在底部

液气分离器的安装位置是固定的，应在井口和振动筛之间；而真空除气器是撬装设备，安装的灵活性比较大，在现场中出现了一些安装错误：

图8 用钻井液枪搅拌钻井液

有些井队将流量平衡器安装在罐的底部（见图7），这样脱气钻井液由底部进入吸浆罐，由于脱气钻井液较气侵钻井液密度高，容易沉在罐底，使吸浆口吸入密度高、含气量小的钻井液，而含气量高、密度低的钻井液在罐内的上部，很难被吸入，使除气器的工作效率降低。

不安装搅拌器，用泥浆枪搅拌气侵钻井液（见图8）。除气器的处理能力是根据钻井液的循环量来设计的，用泥浆枪搅拌气侵钻井液，会使吸入罐中的钻井液量增加，超过除气器的设计处理量，使除气器不能正常工作。

有些井队将真空除气器安装在除砂器、或除泥器之后（见图9），这是非常不可取的。气体侵入钻井液，会使钻井液密度降低、体积膨胀，将真空除气器安装在振动筛之后可尽快清除气体，减少钻井液溢出循环罐的可能。除砂器、除泥器、离心机、钻井液枪等固控设备都要求用离心泵供给钻井液，而气侵钻井液可能造成离心泵叶轮气锁，使钻井液无法进入到离心泵中，造成由离心泵供浆的固控设备无法工作。

四、常用除气设备

1、液气分离器

一般常用的液气分离器有两种类型：封底式和开底式。

（1）、封底式（见图10）

图10、封底式液气分离器

除气罐底部封闭，钻井液通过一根U型管线回到循环罐内。除气罐内钻井液面的高度，可通过U型管的高度增减来控制。

（2）开底式（见图11）

图11、开底式液气分离器

分离器除气罐无底，下部半潜入钻井液中。罐内的液面依靠底部潜入深度来控制，这种分离器国外俗称“穷孩子”，说明其简易性。

目前最简单、最可靠的液气分离器是封底式的。开底式分离器次之，因为它的钻井液柱高度受到循环罐内液面高度的限制。

2、常压除气器（见图12）

图12 由阀控制的钻井液冲击层

 常压除气器出现于上世纪70年代初，它通过浸入气侵钻井液中的泵将气侵钻井液送到罐内，在阀板的作用下，使气侵钻井液产生足够高的速度，形成钻井液薄层冲击罐的内壁，使气泡脱离钻井液破裂，钻井液与气体的分离。

图 13 卧式真空除气器

3、卧式真空除气器(见图13)

卧式真空除气器有一个长的卧式罐，在罐内有两块较长的向下倾斜的挡板，进口管线将气侵钻井液引至罐上部的槽内，两块挡板将钻井液分布开形成很薄的钻井液层（1/8英寸到3/8英寸），大部分气泡都能从薄层钻井液表面逸出并破裂。

4、立式真空除气器(见图14)

图14 立式真空除气器 图15 罐内锥体结构和钻井液薄层

 立式真空除气器有一个矮的立式大直径的罐，罐内的锥体结构非常有特点(见图15)，它由几个层叠在一起的圆锥体组成，结构紧凑，能提供较大的分离面积，气侵钻井液流经层叠的圆锥体表面形成钻井液薄层，气泡溢出破裂。

5、离心真空除气器(见图16)

图16 离心真空除气器

离心真空除气器利用真空泵的抽吸作用，在真空罐内形成负压，钻井液在大气压的作用下，通过吸入管进入旋转的空心轴，再由空心轴四周的窗口，呈喷射状甩向罐壁，在碰撞、真空及气泡分离器的共同作用下，浸入钻井液中的气泡破碎，气体逸出，真空泵抽出气体并将之排往安全地带，除气后的钻井液则由于自重进入排空腔，经旋转的叶片排出罐外。

五、结束语

通过以上内容我们了解到：所有气侵钻井液都必须经过脱气处理，必须保证提供给每台离心泵不含气体的钻井液，以确保离心泵的正常可靠运转，坚决杜绝再次将气侵钻井液循环至井内的情况发生。

要去除钻井液中所含气体，必须使钻井液中的气泡浮至钻井液液面破裂。所有的除气设备，无论它有什么样的外形、有什么样的内部结构，运用什么样的原理，它们的目的只有一个：将气泡带至钻井液表面破裂。产品的不断开发和性能的不断提高是永无止境的，研制出处理能力强、除气效率高、性能稳定、易于维护操作的除气设备，永远是研发人员追求的目标。

参考文献：

龚伟安著《钻井液故乡控制技术与设备》石油工业出版社；

 

  

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配电网无功补偿方案比较-理工论文-免费论文

配电网无功补偿方案比较

配电网无功补偿方案比较

摘要：无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。配电网规模巨大，负荷情况复杂，使用环境条件差，合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大，补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。本文重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案的特点，由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用，因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和减少发电费用。

我国配电网的规模巨大，因此配电网无功补偿对降损节能，改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题，重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点。

[关键词]：配电网 无功补偿 补偿方案 无功优化

1 配电网无功补偿方案比较

配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。

1） 变电站集中补偿

变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步补偿器等，主要目的是平衡输电网的无功功率，改善输电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10KV母线上，因此具有管理容易、维护方便等优点，但这种补偿方案对10KV配电网的降损不起作用。

为实现变电站的电压/无功综合控制，通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明，投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命，增大运行维护工作量，通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大，因此变电站高压电压/无功控制技术仍有待进一步改善和研究。

鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数，维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用，因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量，运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下，尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。

2） 配电变低压补偿

配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大，通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿，总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数，实惠无功就地平衡，降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高，降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散，因此补偿工程的投资圈套，运行维护工作量大，也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本，提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大, 影响电容器和接触的使用寿命; 用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题，但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗，需要安装风扇和散热器来通风与散热，而散热器会增大装置的体积，风扇则影响装置的可靠性。低压补偿装置安装地点分散、数量大，运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题；另外，配电系统负荷情况复杂，系统可能存在谐波、三相不平衡，以及防止出现过补偿等问题。

3 ）配电线路固定补偿

大量配电变压器要消耗无功，很多公用变压器没有安装低压补偿装置，造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担，大量的无功沿线传输使得配电网损居高难下，这种情况下可考虑配电线路无功补偿，线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站，因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此，线路补偿的补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护也要从简，可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要是提供线路和公用变压器需要的无功，工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量，线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿，因此存在适合能力差，重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。

4） 用电设备随机补偿

在10KV以下电网的无功消耗总量中，变压器消耗占30%左右，低压用电设备消耗占65%以上。由此可见，在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明，低压设备无功补偿的经济效果最佳，综合性能最强，是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备，故对于油田推油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机，应该实施就地无功补偿，即随机补偿。与前三种补偿方式相比，随机补偿更能体现以下优点：

a) 线损率可减少20%；

b) 线损率可减少改善电压质量，减小电压损失，进而改善用电设备启动和运行条件；

c)释放系统能量，提高线路供电能力。

由于随机补偿的投资大，确定补偿容量需要进行计算，以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因，目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此，对随机补偿需加强宣传力度，增强节能意识，同时应针对不同用电设备的特点和需要，开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。

根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论，我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表 1 所示。

表1 四种无功补偿方法的特点比较

补偿方式

变电站集中补偿

配电变低压补偿

配电线路固定补偿

用电设备随机补偿

补偿对象

变电站无功需求

配电变无功需求

配电线路无功基荷

用电设备无功需求

降损范围

主变压器及输电网

配电变及输配电网

配电线路及输电网

整个输配电系统网

调压效果

较好

较好

较好

最好

单位投资

较大

较大

较小

较大

设备利用率

较高

较高

很高

较低

维护方便性

方便

较方便

方便

不方便

『参考文献』

[1]赵登福，司哲，杨靖等，新型变电站电压无功综合控制装置的研制[J]，电网技术。

 [2]刘连光，林峰，姚宝琪，机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用[J]，电力自动化设备。

 [3]张勇军，任震，廖美英等，10kV长线路杆上无功优化补偿[J]，中国电力。　　

 [4]曹光祖，应系统地重视分散和终端无功补偿[J]，低压电器。

 

 

 

  

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