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《酒店冷热源设计多种节能技术综合应用》
多种节能技术在酒店冷热源综合应用
海南中电工程设计有限公司 陈玮吉
摘 要：对比分析部分热回收型冷水机组和全热回收型水源热泵机组的不同特点。针对某酒店的建筑特性、使用特点和冷热负荷需求，联合设计改酒店的冷热源供应系统 —— 合理搭配全热回收型水源热泵机组、离心式冷水机组及锅炉系统，使冷热源供应系统达到最佳配比，尽量保证各机组能长时间在最佳效率状态下运行，即能达到酒店五星级服务的设计要求，又尽可能降低冷水机组和锅炉设备的装机容量，同时做到节约能源，减少排放。并在对比经济性的基础上得出设备选型结论。
关键词：酒店 全热回收型机组
锅炉 冷热源组合 节能
Abstract ： Analyzing the different characteristics of partial heat recovery
chillers and Full heat recovery chillers. According to the construction
characteristics and the characteristics of cooling and heating load, we
combining designed the cooling and heating source supply system of this hotel
.With the best load ratio of the full heat recovery chillers 、 centrifugal chillers and boilers
systems, we can not only meet the design requirements of the five-star hotel
service, but also to minimize the capacity of chiller and boiler equipments at
the same time saving energy and reducing emissions.
Keywords ： Hotel Full heat recovery chillers boiler cooling and heating
resource
1 洗衣房负荷特点
2 、洗衣房热水量
在酒店、医院等公共建筑的暖通设计工作中，通常空调冷源系统的冷凝热都排放到室外环境中，而建筑的采暖、生活热水、蒸汽又全部需要消耗燃料获取。因此，如何有效合理的利用冷凝器散热于采暖和生活热水以节约能耗，同时又不影响其制冷效果，一直是暖通节能设计研究探讨的重要课题。
然而，对于不同地区、不同功能的建筑，其冷、热源的需求有着各自不同的特点。本文着重介绍三亚某五星级度假酒店的冷热源系统联合设计的设备选型：采用全热回收型水源热泵机组，回收冷凝器热量来加热生活热水，通过仔细分析耗冷量及耗热量的数值，合理搭配离心式冷水机组及锅炉系统，使冷热源达到最佳配比，尽量保证各机组在最佳效率下运行，并达到酒店五星级服务的设计要求。
2 全热回收型冷水机组工作原理
冷水机组的热回收形式包括两种：部分热回收型和全热回收型。
部分热回收是在压缩机与冷凝器之间增加部分热回收换热器，利用制冷剂从压缩机排出的过热蒸汽冷却到饱和冷凝温度时的冷却显热。一般为总的冷凝热的 15 － 20 ％左右。这种方式的特点是：热回收换热器有冷凝器的预冷器作用，提高冷却效果；基本不用改变原有控制系统；热回收量有限，仅为过热冷却显热量；仅在制冷时候才能有热回收，在不制冷时，不能单热回收 [1] 。
全热回收型区别于热回收型的是：把热回收器与冷凝器复合在一起，热回收水路和冷却水路独立但都与同一制冷剂回路进行热交换，单个水路均满足冷凝冷却要求，故可实现 100 ％的热回收，从水路上看是两个相当于并联的水盘管，分别接至储热水箱和冷却塔，从制冷剂回路来看就是一个冷凝器 [2] 。
全热回收型机组的特点是：制冷 + 全部热回收时机组综合能效 COP 高达 8~10 。对冷凝器的热回收量更高。一机多用，可降低投资、减少运行成本、减少污染。系统共有 3 个工作模式，分别为：
（ 1 ）与常规机组一样的制冷模式：冷却水流向 ② — ⑤ ，冷冻水流向 ③ — ⑥ 。
（ 2 ）以全热回收模式运行，在供热的同时提供空调冷冻水。冷却水流向 ② — ④ ，冷冻水流向 ③ — ⑥ 。
（ 3 ）以热泵的形式运行，单独供热，蒸发器的冷水通过冷却塔吸热。热水流向 ② — ④ ，冷水流向 ③ — ⑤ 。
管路间的切换均可通过电动密闭阀实现自动远程控制。
3 工程概况
本酒店位于三亚海棠湾，属于五星级休闲度假型酒店，建筑面积 108279.15 平方米。客房总数 740 间，主要包括：客房区、公共区（会议、餐饮、大堂等）及后勤区。游客人数年分布呈现明显的峰谷特点：在春节、国庆等长假期间，游客数量达到高峰，入住率一般在 80% 以上，在其他时间则保持在 60% 以下。酒店对空调系统、生活热水系统的要求都属比较高端。
4 冷热源设计要求
4.1 冷源需求特点
酒店满负荷运行，逐时计算的最大冷负荷为 2140RT 。而其在几种常见经营状态下的冷负荷情况如表 1 所示：该酒店在下述几种运营状态下，冷负荷占最大计算负荷的比例值有： 13% ， 21% ， 67% ， 80% ， 89% ， 100% 这几种。
表 1 冷负荷综合分析表
入住率 100% 时
高峰期
宴会厅、会议室等部分不开时
夜间
室外温度
25℃ 时
客房部分负荷（ KW ）
4102
4102
1603
2666
公共及后勤部分负荷（ KW ）
3609
2581
0
2346
合计（ KW ）
7527
6683
1603
5012
占最大负荷比例
100%
89%
21%
67%
入住率 60% 时
高峰期
宴会厅、会议室等部分不开时
夜间
室外温度
25℃ 时
客房部分负荷（ KW ）
2461
2461
962
2666
公共及后勤部分负荷（ KW ）
3609
2581
0
2346
合计（ KW ）
6070
5042
962
5012
占最大负荷比例
80%
67%
13%
67%
注：经过调查，公共及后勤部分的冷负荷通常不随入住率变化而变化。
由表 1 分析可知：宴会厅、会议室为酒店不长久运行的区域，这部分冷负荷占最大设计值的 11% 。酒店入住率最高的时候通常为春节，室外温度 25℃ 左右，需要长时间运行区域，如客房、后勤区及公共区的总冷负荷日间只达到最大设计值的 67% ，夜间达到 13% 。在夏季时候，入住率平均达到 60% ，此时冷负荷日间通常维持在最大设计值的 67% ，而夜间仅为 21% 。
由图二分析，可知在凌晨到黎明时段，酒店总冷负荷约占最大冷负荷的 21% 。
因此冷冻机组在选型时，需要保证在 67% 、 21% 区间，机组能高效运行，方能取得最佳的节能效果。
2.2 热源需求特点
因该酒店地处热带海滨，常年需要空调。不设计采暖系统，热源主要用于生活热水。
根据设计要求，生活热水设计供水温度为 60℃ ，主要用于客房区及公共区。其中，客房区热水采用与冷水同源的闭式供水系统，公共区热水采用开式供水系统。
根据给排水专业计算，入住率为 100% 时，最大小时耗热量 2698KW ，折合蒸汽量 3.86 t/h ，其中客房部分热量为 2.2 t/h 。入住率为 60% 时，最大小时耗热量 1618.8KW ，最大小时耗蒸汽量 2.32 t/h ，其中客房部分热量为 1.32t/h
根据相关专业提资，厨房需要最大蒸汽量 1.9t/h ，洗衣房用蒸汽量 2.55t/h ；合计 4.45 t/h 。
5 设备选型
5.1 方案概述
酒店冷源为全热回收型水源热泵机组和水冷式离心机组，并联运行；生活热水热源选用全热回收型水源热泵机组作为生活热水的常用热源，利用洗衣房的蒸汽锅炉作为备用热源。
酒店通常在全热回收模式下运行。可在为酒店空调提供冷冻水的同时，将产生生活热水储存在热水箱中。当热水箱温度已达到设计要求，自动切换到制冷状态，制冷产生的热量由冷却塔散发。
5.2 冷水机组选型
选用水冷式离心机组及 2 台全热回收型水源热泵机组共同制冷。离心机组制冷量 750RT ，螺杆机单独制冷时冷量 400RT ，全热回收状态下冷量 300RT 。如表 2 所示。
表 2 ：冷冻站机组选型
机组型号
机组工况
冷凝器温度 ℃
制冷量（ RT ）
制热量（ kw ）
提供冷量比例（取整）
数量
全热回收型水源热泵机组
热泵
50
300
1466
15%
2
制冷
40
400
20%
离心机
制冷
40
750
35%
2
根据表 2 数据，并结合表 1 分析：
1 、当螺杆机单独制冷时，系统提供总冷量为 2300RT ，超过最大计算负荷 7.5% ；而热泵状态下运行时，系统提供总冷量为 2100RT ，基本满足酒店最大冷负荷需求。
2 、春节期间，开启 1 台离心机组及 2 台全热回收机组（全热回收模式），提供的制冷量为最大设计值的 65% ，即可满足日间的主要空调要求。同时可提供 2932KW 的热量，完全满足酒店生活热水热量需求。夜间仅开启 1 台全热回收机组（全热回收模式），即可满足空调要求， 并能满足客房部分的生活热水热量需求。
3 、在夏季平均入住率 60% 时，开启 1 台离心机组及 2 台全热回收机组，一台为全热回收模式，一台为制冷模式，可提供的制冷量为最大设计值的 70% ，即可满足日间主要的空调要求。同时可提供 1466KW 的热量，也基本能满足酒店生活热水热量需求。夜间仅开启 1 台全热回收机组（制冷模式），即可满足空调要求。
4 、上述两种模式为酒店主要的运行模式。在其他运行时候，机组可灵活搭配，使机组大部分时间能接近满负荷运行，以保证机组的运行效率。
5.3 热源选型
如果单独按照热量计算，需要最大供热量为 8.31t/h 。需要采用三台锅炉，额定蒸汽量为 1 台 2 t/h 及 2 台 4 t/h 。方能满足其中一台检修时，其他两台能至少能满足最大蒸汽用量的 60% 。
现采用了全热回收型机组后，生活热水可完全由冷冻站提供。锅炉选型可大大降低。采用三台锅炉，每台额定蒸汽量为 2 t/h 。基本满足酒店需求。这样也减少了锅炉设备的投资，减小了锅炉房的面积。
锅炉系统还需设计汽 —— 水换热系统，以便在电力系统出现故障时能充分保障酒店客人的生活热水需求。同时锅炉采用油气两用，也保证了锅炉在其中一种燃料暂缺时的热量供应。这都在最大程度上保证了酒店服务品质。
6 运行成本分析
6.1 常规方案 —— 方案一：水冷式冷水机组加燃气锅炉系统方案
此方案为酒店冷热源常见设计方案。采用水冷式冷水机组作为空调冷源，机组为变频式，并联运行，根据表 1 数据，按 20% 、 40% 、 40% 的比例关系选择冷水机组；采用燃气锅炉制备生活热水，根据表 2 数据，选用 2 台热水锅炉。燃气锅炉和冷水机组的选型详见表 3 。
表 3 方案一冷热源机组配比
机组型号
制冷量（ kw ）
制热量（ kw ）
电功率（ kw ）
天然气耗量（ Nm3/h ）
数量
离心式冷水机组
3059
530
2
螺杆式冷水机组
1582
299
1
燃气锅炉
1400
140
2
6.2 设计方案 —— 方案二：全热回收型水源热泵机组加水冷式离心机组系统方案
设备选型见表 2 。机组运行的耗电量如表 4 所示。
6.3 两种方案的经济性分析
表 4 方案二冷热源机组配比
机组型号
机组工况
冷凝温度
电功率（ kw ）
全热回收型水源热泵机组
热泵
50
303
制冷
40
250
离心机
制冷
40
485
根据表 1 的数据，每天酒店所需总热量： 6.54 万 MJ 。选用全热回收机组时，同时还可以利用的冷量为： 5.0 万 MJ 。
现以此数据为依据，计算两种方案分别耗能量及运行费费用（根据海南当地能源收费标准，电费按 0.8 元 / 度计算；天然气费用按 3.73 元 /m3 计算，天然气燃烧值按 36MJ/Nm3 计算，不考虑系统热损失）。
日耗电量计算公式：
N=Ne×Q/(3600Qe)
其中， Ne— 制冷机组额定电功率，见表 3 ，表 4 ；
Q— 每天制冷量， 5.0×107 kJ ；
Qe— 制冷机组额定制冷量表 3 ，表 4 ；
日消耗天然气量计算公式：
N= Qr / 36
其中， Qr— 每天制热量， 6.54×107 MJ ；
计算两种方案年耗费用差时，空调时间按每年 10 个月计算，该酒店年平均入住率按 50% 计算。
表 6 两种方案运行费用比较
平均日耗能量
方案一
方案二
制冷量 (MJ)
6.54 万
6.54 万
制热量 (MJ)
5.0 万
5.0 万
耗电量 (KWh)
2406.4
3754.8
电费（元）
1925.1
3003.8
消耗天然气量 (Nm)
1816.7
0
消耗天然气费用（元）
6776.3
0
日耗总费用（元）
8701.4
3003.8
两种方案日耗费用差（元）
5697.6
两种方案年耗费用差（万元）
171
注：空调年运行时间按 300 天计算。
综上计算可得，如果该酒店满负荷运行，由于可同时利用冷量及热量，采用方案二每天可节省 5697.6 元。 每年节省 171 万元。按平均入住率 60% 计算，每年可节省 103 万元。经济效益比较可观。
7 结论
冷热源设计不能单从冷源或者热源角度考虑，而尽量使二者达到较好的配置，最大程度达到节能效果：虽然单从冷水机组角度考虑，存在设备超配问题，但是全热回收型水源热泵机组基本保持在热泵运行状态，从冷、热源综合角度考虑，仍然是节能的。
在满足冷热量需求下，采用全热回收型水源热泵机组加水冷式离心机组系统的冷热源方案，虽然比水冷式冷水机组加燃气锅炉系统初投资高，但是每年运行成本节省的费用可观，因而具有更好的经济性，在系统选型中更具有优势。根据实际调研，该酒店投入运行 1 年多后收回了投资。
参考文献：克莱门特官方网站关于部分部分热回收型机组和全热回收型机组的说明。
[1] 本段节选自克莱门特官方网站的相关介绍。
[2] 本段节选自克莱门特官方网站的相关介绍。
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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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简析框架结构梁柱节点抗震区施工要点
钢筋混凝土框架结构梁柱节点也称节点核心区，是主体结构的重要组成部分。框架结构的震害大多发生在柱和梁柱节点核心区，节点破坏主要是剪切破坏和钢筋锚固破坏，严重时会引起整个框架的倒毁。我国新、老规范均强调了 “ 强节点 ” 的设计要求，对节点的箍筋和砼强度做了比较严格的规定。设计上一般是按照规范要求取节点区箍筋与箍筋加密区相同，包括箍筋的规格、直径和间距等；纵筋锚固也要求满足规范规定，包括伸入支座的直段及弯钩长度。实际在施工中常常出现的问题是：节点区箍筋缺少绑扎、数量不足、间距不分，或者几个箍筋全堆在一起，或者空空的一长段没有箍筋；而纵筋则可能会因弯钩被烧短烧断导致锚固长度不够。究其原因，一方面是部分施工管理、监理人员素质较低，对节点区的重要性缺乏认识，质量意识比较淡薄；另一方面则是施工所采取的工艺流程限制，使得要做到节点区钢筋（尤其是箍筋）完全符合设计及规范要求十分困难，甚至是根本不可能。但是，在工程实践中却往往对节点的施工重视不够，对节点施工质量控制不严。下面谈谈节点施工的一些问题，探讨如何保证节点区的施工质量。在节点区钢筋绑扎过程中，主要应注意箍筋的间距和纵筋的锚固。
1 、常见施工方法
工程实践中最常见的框架梁柱施工做法有两种：
1.1 柱梁分开浇筑法
将每层柱包括柱身、加密区和节点区的箍筋一次全部按要求绑扎好，然后安装柱模板、在梁底下 5 ～ 10 ㎝处留施工缝浇灌柱砼，柱侧模拆除后接着装柱头节点模板和梁底模（或者包括梁一边侧模），然后绑扎框架梁钢筋。这种做法节点箍筋影响了柱砼的浇灌作业，砼工往往不得不解开扎丝，从侧面敲打已绑好的节点箍筋以打开一个大口子让砼比较顺利地流入柱内。这样一来，节点区的箍筋就被打乱了，要恢复原状很不容易，而且要多费工时。在浇灌柱砼时部分钢筋还会被水泥浆污染，影响与砼的粘结。此外，节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋将会很麻烦，尤其是穿带弯钩（如在边支座）的底筋十分困难。这时是钢筋工不得不敲打已绑好的节点箍筋，甚至会擅自烧断弯钩造成纵筋的锚固不够。
1.2“ 沉梁法 ”
即在绑扎柱箍时留下节点区箍筋不绑，等木工将节点模板、梁模板和楼板底模都安装好后，再在楼面上绑扎梁钢筋，绑完后拆除临时支架将梁钢筋骨架落到梁模内。这种做法很容易漏掉节点区的柱箍筋，就是放了也往往是无法绑扎、数量不足、间距不分又难以调整。实践中，也有些项目提出采取改进的办法在箍筋四个角设导筋，将节点区箍筋按要求间距绑在导筋上固定成短钢筋笼，然后再随梁骨架沉入模板内；或者采用两个 “U” 形开口箍套叠，再焊成封闭箍。实际上，只要是先把模板都安装好了再沉梁，无论是使用导筋还是 “U” 形开口箍，都难以很好地解决问题，尤其是高层建筑当柱比较大采用的是比较复杂的复合箍筋时，就根本不可能做到满足设计及规范要求。
实践中常见的情况是：在验收梁、板钢筋时，有关方面才发现和提出节点区箍筋问题要求施工班组整改。但是，此时往往模板都已安装完毕，如果不拆除节点区模板，根本是不可能整改到符合规范要求的。遗憾的是：实际上不少工程最后都是在 “ 尽可能整改中马虎过去。
2 、施工控制要点
2.1 合理安排工艺流程
实践证明只有细分工艺流程，合理安排工作顺序，木工和钢筋工紧密配合，才可能保证节点区钢筋符合设计及规范要求。做法是将柱的箍筋分段绑扎：首先先将柱箍绑至梁底下；其次在穿好框架梁底筋后绑扎节点区箍筋；最后在绑完框架梁钢筋后再在梁面上加一道节点（定位）箍筋。具体的施工流程可以是：绑扎框架梁以下柱箍安装柱模浇灌柱砼（顶层边柱要注意留够梁筋的锚固位置）拆除柱模安装框架梁底模安放框架梁底筋绑扎节点箍筋绑扎框架梁钢筋梁面处加节点（定位）箍筋一道安装节点区模板安装框架梁侧模及楼板底模。这样的安排可能要增加绑扎框架梁钢筋使用的操作架，这时可以用工具式脚手架来解决。如果楼板底模是用钢管做顶撑，也可以先搭顶撑架，利用它来做绑扎梁钢筋的操作架。
2.2 改进施工方法
节点区的模板安装梁柱节点支模一般都比较麻烦，工效低。施工实践中最常见的是采用现场临时散装的做法，容易出现尺寸偏差过大、拼缝不严密、表面平整度及接驳垂直度较差等通病，要拆除再重装往往十分麻烦，不便于进行节点内的杂物清理和节点箍筋的调整处理。结合节点箍筋的绑扎顺序，在装梁底模、穿梁底筋再绑扎节点箍筋后才安装节点模板，可以采取框架梁宽度范围以外（框架梁端头梁底以下的节点模板作为梁底模的支承在装梁底模时已一起安装）的节点模板采用工具式定制模板的改进做法。其具体要点如下：
（ 1 ）在弄清每个节点处的梁柱、楼板的几何尺寸及相互位置关系后，对节点进行分类编号。
（ 2 ）根据各个编号节点的相关几何数据确定节点模板的制作方案。矩形节点框架梁宽度范围以外的模板一般由四个侧面的各一至两片矩形板组成，模板下部与柱的搭接长度取 40 ㎝便于固定。结合节点模板的组合方式确定每片模板的具体尺寸并编号后，绘制出各节点的模板制作图。
（ 3 ）安排熟练木工根据各节点的模板制作图预制节点工具式模板，并做好相应的标识。模板可用 18 ㎜厚夹板制作，用 40 ㎜ ×50 ㎜（柱截面大于 1000 ㎜时可用 50 ㎜ ×100 ㎜）木方做背楞，背楞间距不超过 300 ㎜ . 装模专用的夹具也预先加工好，矩形柱采用钢管夹具，圆形柱采用扁铁圆箍夹具，紧固对拉螺栓采用 Ф12 圆钢。
（ 4 ）随施工进度，现场安装节点模板。先用铁钉将相应的模板在柱身初步固定，检查安装标高及垂直度，调整合适后安装夹具并初步收紧螺栓，再复查无误后用力收紧螺栓完成安装。另外，视情况可将节点模板与梁板模连结加固。
采用工具式定制节点模板体系，节点模板一般可以周转使用 10 次左右，可节省人工和材料；提前制作，又可节省现场作业时间，加快进度；工具式定制模板尺寸准确、接驳垂直、拼缝严密、不易变形，质量比较有保障，可减少或杜绝节点装模的通病；而且，模板装拆比较灵活简便配合了节点箍筋的绑扎。
2.3 、保证节点区混凝土强度
节点区的砼浇灌框架梁柱节点作为梁的支座本身属于柱的一部分，所以节点砼强度等级应与柱相同。在工程实践中，多层框架设计上一般都取梁板砼与柱砼强度等级相同；若原设计图纸上标明的柱与梁板砼强度仅相差 5MPa ，一般也会在图纸会审时将梁板砼强度等级改为与柱相同。这种情况的节点区砼施工只需与梁板一起浇筑并注意振捣密实即可。
而在高层框架结构的抗震设计中，为了满足框架柱的轴压比要求又避免柱子截面尺寸过大，往往需要取框架柱的砼强度等级比梁板砼高出 2 个或 2 个以上的 5MPa. 这种情况，施工时就要采取特别措施保证节点砼的质量。比较成熟有效的做法是：在梁柱节点附近离开柱边 ≥500 ㎜，且 ≥1/2 梁高处，沿 45° 斜面从梁顶面到梁底面用 5 ㎜网眼的密目铁丝网分隔（做为高低等级砼的分界），先浇高标号砼后浇低标号砼，即先浇节点区砼后浇节点区以外的梁板砼。应注意的是：
（ 1 ）节点区砼与梁板砼应连续浇筑，不得将高低强度等级砼交界处留成施工缝或出现冷缝。
（ 2 ）应确定合理的砼配合比，严格控制施工配料，并在现场测控砼坍落度，加强对砼的养护，以防梁端高低等级砼交界附近出现砼收缩裂缝。节点区高强度等级的砼宜采用坍落度比较小的非泵送砼配合比，使用塔吊运输，可减少水泥用量和用水量，降低砂率，从而减小砼的收缩量。节点和梁的砼浇筑宜采用二次振捣法，以增强砼的密实性，减少收缩。
总之，框架结构梁柱节点的施工质量不容忽视，应该在施工过程中提高对抗震节点重要性的认识，加强管理，采取合理的施工措施，才能确保施工质量能达到设计及规范的要求。
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10kV 线路施工论文：论 10KV 配网工程施工质量、安全和进度管理
论 10KV 配网工程施工质量、安全和进度管理
摘要：随着科学技术的进步和经济的迅速发展以及城市化进程的加快，电网配电工程发展迅猛。 10KV 配网工程是电力网络系统配电工程中一项重要工程，因此对其进行分析和研究具有重要的意义。鉴于在 10KV 配网工程的施工建设实际过程中，会受到外部客观环境以及社会和人为等诸多因素的影，因此，要保证 10KV 配网工程的施工质量、安全及其进度，就必须做好工程施工安全管理的相关工作。基于以上实际，下文将主要分析和探讨在 10KV 配电工程的施工建设过程中面临的主要问题以及其安全管理措施和策略。
关键词： 10KV 配网工程；施工质量；安全；进度管理；
近年来，随着我国经济的迅速腾飞以及城市建设进程的加快，给电力基础设施建设工程带来了许多机遇，当然，也同时面临着管理、技术等方面的挑战。 10KV 配网工程是电力基础设施建设工程中主要针对用户所开展的的经典项目和重要工程，是关乎经济基础建设发展和关乎民生的重要工程，因此，对其在项目施工建设实际过程中的施工质量、安全和进度管理有着十分重要的意义。
一、 10KV 配网工程的施工质量、安全和进度管理方面存在的主要问题
1.1 配网工程自身功能导致其施工面临的主要问题
1.1.1 10KV 配网工程建设施工范围广、线路长、工期长
鉴于配网工程是电力输送网络中供电系统的最后一个环节，配电工程的主要功能就是利用变电站和输电线将电力资源输送到电力用户处供其使用，所以配电站的输电线是要将配电站和各个用户通过输电电线连接在一起的。因此， 10KV 配网工程的功能也是一样的。基于以上情况，在 10KV 配网工程的建设施工过程中，其建设施工的区域广阔、且用户分散庞杂的，这也就导致了工程项目变电站距离用户的实际距离是相对比较远的，其配网输电线的工程建设线路非常长，所以其建设施工的工期会相对较长，工程量大而且工期紧张。
1.1.2 施工建设的安全要求高
鉴于由于 10KV 配电网是为用户配送电力资源的，结合其输电线路主要通过设置在道路的两旁的具有一定高度的电线杆来进行连接形成网络的实际，因此对于 10KV 配网工程的施工建设的安全方面的要求会比较高。如果在施工过程中，安全意识淡薄或没有严格施工规程进行施工，极其容易发生安全事故。
1.1.3 10KV 配网系统受地形、天气的影响导致其施工难度大
在实际的建设施工过程中，由于 10KV 配电网所覆盖的区域面积非常广大，而且其施工建设所涉及的地形复杂多样，除了平原之外，还有高原、山区甚至森林等地形地貌，复杂多样的施工地形直接导致了 10KV 配网工程的施工难度增大。此外， 10KV 配网的建设施工还会受到天气因素的重要影响。由于 10KV 配网工程的施工大多都是在室外，因此其建设施工受天气因素的影响较大，比如在施工过程中天气出现了雨雪霜雾沙尘等恶劣天气的状况，会极大地影响到 10KV 配网工程施工建设的施工质量、安全和进度 [1] 。
1.2 因管理、监督和误操作等人为因素造成的问题
在 10KV 配网工程的实际建设施工过程中，存在着管理、监督不力等方面的问题。因为管理不严、监督不力以及误操作等一些人为因素的影响，会造成 10KV 配网工程建设存在管理漏洞和安全隐患，进而对工程建设的施工质量、安全和进度造成消极影响。
二、 10KV 配网工程施工安全管理的技术措施
2.1 充分调查研究，合理设计施工网络
在 10KV 配电网络施工的实际过程中，需要通过对配网工程所涉及到的区域进行充分的调查、分析和研究，通过对建设施工的区域进行实际的地形勘察，对施工地点周围的地质结构、植被覆盖、建筑分布以及地下管道等诸多方面进行严格细致的深入调查，然后进行论证和分析。在设计施工之前要结合实际调查的结果，将地形、天气等因素充分考虑到设计的设计预案里，以便能够制定出科学合理、可操作性强且具有针对性和指导性的施工方案，对建设施工过程中存在的潜在问题做好防范和应对措施。通过对配电网络的合理设计和优化，通过对施工工序的合理安排和设计，减少建设施工过程不必要的施工环节，切实提高 10KV 配网工程的施工质量、施工安全和施工进度 [2] 。
2.2 施工中保证定期检查和维护
采用相对先进的施工技术
在 10KV 配网系统的建设施工过程中，鉴于其施工区域广泛、施工时间长和施工点相对分散等特点，所以要定期检查和维护建设所涉及区域的配网线路和临时施工用电设备，防止出现意外情况的发生而导致施工建设质量和进度受到影响。比如，在实际的 10KV 配网建设施工过程中，结合施工和人员的实际情况，可以制订出合理的巡查方案，建立有效的检查机制，对于在检查过程中所出现的问题进行及时处理和改进，切实做到检查和维修的实效性，确保建设一段，检查一段，维修保养一段的效果，减少和消除安全隐患，以此保证对后续的建设施工不会造成不良影响，不会影响后续施工的施工质量、安全和进度。
2.3 加强宣传安全工作，采取有效措施，提高员工的安全意识
在 10KV 配网系统的实际建设和施工过程中，电力公司和施工方要加强对安全工作的宣传力度，让企业和员工切实认识到安全的重要性，树立安全至上的工作意识。同时，电力企业还要通过制定行之有效的方式和措施，比如在实际工作中设置安全奖项，如果在配网工程的建设施工过程的整个或某一阶段，对没有发生安全事故的单位和员工进行奖励，以此来调动施工单位和员工的安全工作的积极性。此外，电力公司和施工单位还可以通过明确施工步骤和操作规程，细化工程责任的方式，切实保障 10KV 配网工程建设施工的质量、安全和进度。
2.4 强化对施工人员的技能培训，提高其专业技能
在 10KV 配网工程的施工建设过程中，电力公司和施工企业可以通过强化对施工人员的技能培训，提高施工人员的技术能力和整体素质以及其应对紧急情况的能力，以此来提高其工作效率，保证施工的质量和安全，确保工程进度能够按时完成 [3] 。
结语
随着经济的迅速发展和城市化进程的推进以及对用电需求的增大，在给电力配电工程带来发展机遇的同时也带来了挑战，电力公司和施工企业要积极应对这些发展中的机遇和挑战，通过合理设计和优化施工方案、加强检查和维修、提高员工安全意识和技能培训等方式，提高施工质量和效率，保证施工进度如期完成。
参考文献：
[1] 彭云峰 . 10KV 配网工程施工安全管理的技术措施 [J]. 经贸实践 ,2017,(18):206.
[2] 李欣欣 . 探讨 10KV 配网工程施工质量、安全及进度管理 [J]. 电子制作 ,2015,(09):141.
[3] 刘志星 . 论 10KV 配网工程施工质量、安全和进度管理 [J]. 通讯世界 ,2014,(17):45-46.
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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
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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智能变电站运行维护管理措施探析
智能变电站运行维护管理措施探析
摘要：随着我国经济的不断发展，科技在不断的进步，智能变电站已成为电力系统中非常重要的一部分，被广泛的运用到国家电力系统的各个环节中。但由于我国使用智能电网的时间较短，在智能变电站的运行和维护方面还存在一定的问题。本文将通过了解智能变电站的优势以及目前存在的问题，探讨智能变电站运行维护的有效管理措施，为我国电力系统的稳定保驾护航。
关键词：智能变电站 ; 运行 ; 维护 ; 措施
引言
从现阶段发展而言，智能变电站在当前社会中的应用率越来越高。基于这一情况，加强维护以及管理工作成为了当前系统管理的主要内容。工作人员理应针对当前存在的不足进行分析，尽可能将所有问题风险扼杀于萌芽之中，以此确保变电站运行的质量，减少事故造成不必要的经济损失。
1 智能变电站的技术特点
智能变电站的一次、二次设备都实现了自动化、智能化，并且站内的通信规范也逐渐的达到了 EC61850 的要求，并且变电站的连接方式也逐渐的由电缆连接变为了光纤连接，这样过程层和间隔层设备间的通信联系也得到了加强，并且变电站的后台也实现了实时监测。对二次设备来讲，传统变电站采用的硬压板也逐渐的被功能软压板替代，并且二次设备的压板检修也发生了改变，上述这些改变都给智能变电站的安全运行、检修提出了新的要求，传统变电站的运行、检修方法已经不再适应于智能变电站的要求，因此必须重新探讨智能变电站的运行、检修的安全措施。
2 智能变电站运行维护管理中存在的问题
2 ． 1 设备的内部运行问题
智能变电站与传统变电站不同，他是由新型构建材料组成，不管是信息的采集还是信息的传送或者处理，均明显区别于传统变电站。同时，智能变电站拥有更加先进的设备与技术，技能化水平、系统运行水平均明显更高。结构上，智能变电站拥有三层结构，性能更加优异。但是，在实际使用过程中，由于与传统设备结构上的差异，可能会出现与传统设备不兼容的情况，导致光线与设备之间连接不稳定，从而使高压电子设备处于不稳定状态，影响电磁感应场，降低设备的可靠性与信号传输性能。甚至，由于设备内容运行的问题，还能导致在信息传输过程中，信号中断，造成数据丢失。因此，想要更好的做好智能变电站的运行维护管理，还需要做好光纤的连接，解决设备内部运行问题。
2 ． 2 信息保密性低，传递过程中存在安全隐患
在智能变电站当中，想要实现数据传输，就需要通过数据模型来实现。同时，通过智能设备产生数据信号，将信号传输出去，利用当地的局域网数据信号进行分析。通过这种方式，能够有效保证智能变电站设备的安全与稳定。但是，这种信息传递的过程保密性比较低，且存在安全隐患问题，数据信号在传输过程中，一旦受到攻击，整个自动化系统将会面临崩溃，严重影响变电站的正常工作。
2 ． 3 压板操作环境设备的运行问题
原始设备会在智能变电站压板维护运行时进行状态控制，而且，设备在运行过程中产生的状态控制不可以随意更改。因此，目前智能变电站当中，存在严重的压板操作环境设备运行问题。压板操作一旦出现问题，智能变电站只能通过更换设备在处理问题，严重影响智能变电站设备正常运行，对信息的收集处理也会产生极大的而影响，从而智能变电站难以满足基本用电需求，设备产生多余的热量而造成老化、损坏现象，影响设备使用年限。
3 智能变电站运行和维护的有效管理措施
3.1 加强安全的管理
首先要不断的完善安全责任制度，任务责任到个人，同时，设立奖励制度，增强员工安全意识，激发员工积极性。严格遵守工作票和操作票的填写规范以及工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度的有效执行，从而提高变电站的稳定性，保证人身以及设备的安全。
3.2 加强基础设备的管理
智能变电站内有很多的设备，如终端、互感器等，要定期的对这些设备进行管理。首先要确保电子互感器的外观完整，确保接线的正常，及时的对传感器进行清理，同时还要定期的对电线电缆进行巡视检查，不仅要保证电缆之间完整稳固的连接，还要保证各个仪表数值在正常范围之内，确保各种设备的正常运行。
3.3 加强巡视力度
巡视是智能变电站运行的一个重要环节。第一，运维人员一定要加强巡视力度，确保能及时发现存在的各种问题，并采取针对性的解决方法。第二，运检人员也要加强联合巡视工作，由于智能变电站的各项设备都比较复杂，每个运维人员的能力和知识也存在一定的差别，因此，加强联合巡视能够起到监督的作用。第三，企业还应该加强和设备的联系，以确保能够及时发现设备中存在的问题，以此来延长设备的使用寿命。
3.4 有效处理各类运行事故
再者很多智能变电站进行运行维护的时候，如果有突发情况出现，则需要从以下四点入手进行处理：其一，在运行维护时，单套设备出现故障，将会对保护正确动作出现故障，此时应当退出运行开关。其二，在运行维护时，单套设备出现运行故障无法操作时，工作人员应当立即向相关单位进行通报，同并将智能终端完全切断。其三，在进行合并单元的运行维护工作时，如果单套设备有异常情况出现，工作人员应当立即对其保护装置的电源完全切断。其四，在进行双套配置终端运行维护的时候，如果单有异常情况出现，将会发生跳闸现象，工作人员应当及进行汇报，在获得允许之后，退出出口位置的压板。
3.5 做好设备的保护
关于设备的保护以及自动装置的运行维护管理，工作人员应当将工作重心放在后台监控之中。在能确保保护设备与自动装置的正常与安全运行的前提下，对其进行是否出现警告信息的检测。与此同时，还需要检测光纤熔接是否发生断点，以此确保警告通讯信号灯可以正常进行闪烁。有些问题可以在后台监控上发现，所以工作人员在日常工作中必须将后台监控作为工作的中心。在对于保护装置的管理工作中，应当注意以下两点：其一，因为保护装置在其正常工作状态下是定值区进行的，所以当工作人员进行切换工作时，需要注意先退出其保护出口的压板，在对其切换定值区后首先要检测更换的定值，并检测定值的准确性。在检测无误之后，才可以进行后续操作。其二，在启动保护装置之前，首要先对其进行全面检测，在保护装置完成之后，也必须先进行验收工作。必须检测保护装置的状态是否正常，确认保护装置不会出现故障，电流是否正常等。只有在完成以上检测，确认每项检测都合格之后，才可以退出保护装置检修状态压板。
3.6 加强软压板运行维护的管理
现在智能变电站中软压板被广泛的使用。首先要设专人专管，其次专管人员在操作前，要先确认软压板的工作状态，保证智能变电站运行的稳定性。同时软压板的工作状态不得随意更改，若智能组件在正常运行，不能投入到检修状态。最后还要配备专业的人员定期及时的对软压板进行检修，检修完毕后，要重新启动软压板，及时处理无法正常使用的软压板的问题。
结语：
总而言之，智能变电站有其特殊的优势，并且智能变电站具有广阔的发展前景。要想推动智能变电站的可持续发展，就应该加强智能变电站的维护工作，尤其在安全管理方面，要不断地更新设备和技术，加强对电力员工的培训。此外，企业还应采取多种多样的巡视制度，加大巡视力度，以此来保证智能变电站的安全的运行。
参考文献：
［ 1 ］李霖．智能变电站运行维护管理探讨［ J ］．硅谷， 2015 ， 8(04):196-197 ．
［ 2 ］刘章华．智能变电站运行维护管理探讨［ J ］．中国高新技术企业， 2014(27):161-162 ．
［ 3 ］肖梁．智能变电站运行维护管理探究［ J ］．中国高新技术企业， 2016(22):128-130 ．
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锚杆支护智能化无损检测技术研究与应用
为验证应用锚杆支护无损检测技术进行锚杆锚固参数无损检测的可行性和检测结果的准确率，项目工程应用选择在潞安环能股份公司王庄煤矿实施。通过与现场技术人员协商，选择在已受采动影响、巷帮顶煤体酥软的 5204 风巷进行锚杆锚固参数无损检测。检测中，不仅对刚施工的顶锚杆、帮锚杆、锚索进行动测，而且对已施工 3 个月以上的顶锚杆、帮锚杆、锚索进行测动，检测锚杆、锚索的锚固参数变化情况。
1 巷道工程概况
1.1 工程地质条件
本项目现场检测巷道为 5204 风巷，沿煤层底板施工，巷道设计总长度约 1526 米，巷道地表相对位置在常村疗养院南侧。 5204 风巷位于 52 盘区，沿东西方向布置，北侧为 5206 工作面，南为 F114 断层及保护煤柱，东接 52 皮带、 52 轨道巷，西临井田边界。受 5206 工作面回采影响，该巷帮顶煤体酥软。该工作面所掘煤层为沁水煤田 3# 煤，赋存于二叠系山西组中下部地层中，属陆相湖泊型沉积，煤层厚度稳定，平均厚度 6.75m ，普氏硬度 1—3 ，煤层倾角一般为 2—5 度，容重 1.35t/m3 ，含加矸 0—2 层。 3# 煤层直接顶为粉砂岩，厚度在 1.69—3.29 米，平均厚度 2.36 米，普氏硬度 3—8 ，其上覆老顶为中砂岩及细砂岩，厚度在 1.29—12.32 米，平均厚度 5.04 米，普氏硬度 3—8 。
1.2 巷道支护设计
5204 风巷采用全锚支护方式，支护断面 4.0*3.0 米矩形断面。
1 、顶板支护
每排采用 ø20L2400mm 的高强度螺纹钢锚杆 5 根，间距 900mm ，排距 800mm ，树脂药卷锚杆，每根锚杆采用双速 2360 、 Z2360 各一支，锚固长度 1400mm ，铺设金属网和 ø14mm 圆钢焊制的长 3700mm 钢筋梯子梁。
锚索加强支护为每隔 2.4m 布置两根 15.24mm 的小孔径预应力锚索，锚索孔深度为 8.0m ，锚索长度为 8.3m, 每根锚索采用的树脂药卷为双速 2360 一支， Z2360 二支，锚固长度 2.1m ，每根锚索采用一块 400mm 长的 18# 槽槽钢，一块规格为 100*100*8mm 的钢板，锁具一套。
2 、两帮支护
内帮支护采用 ø20L2000mm
高强度螺纹钢锚杆 4 根，间距为梁头往下 300mm 、 800mm 、 800mm 、 800mm 、 300mm ，排距 800mm ，树脂药卷加长锚固，每根锚杆采用 CK2335 、 Z2360 各一支，锚固长度 1000mm ；外帮支护采用 ø20L2000mm 高强度螺纹钢锚杆 5 根，间距为梁头往下 200mm 、 650mm 、 650mm 、 650mm 、 650mm 、 200mm ，排距 800mm ，树脂药卷加长锚固，每根锚杆采用 CK2335 、 Z2360 各一支，锚固长度 1000mm ；两帮均铺设金属网和 ø14mm 圆钢焊制的长 2800mm 钢筋梯子梁。
3 、质量要求
（ 1 ）顶螺纹钢锚杆锚固力不小于 100KN 。
（ 2 ）帮螺纹钢锚杆锚固力不小于 70KN 。
（ 3 ）锚杆间排距误差 ±50mm 。锚索间距误差 ±50mm 。
（ 4 ）锚杆外露长度：螺母以外大于 20mm ，且小于 50mm 。
（ 5 ）钻孔深度与锚杆有效长度（钻孔内锚杆长度）误差不大于 30mm 。
（ 6 ）锚杆安装扭矩不小于 150N·m 。
（ 7 ）锚杆角度：顶角锚杆角度不小于 20 度，上帮锚杆角度不小于 20 度，其余锚杆角度不超过设计的 ±3 度。
（ 8 ）巷道超高 300mm ，两帮各补打一根帮锚杆；巷道超宽 300mm ，顶板补打一根顶锚杆（与改位置的顶锚杆在同一排），补打锚杆的位置与帮的距离、锚杆角度和原设计相同，并用钢筋梯子梁与同一排的其它锚杆相连。
表 1 巷道支护参数表
杆体
锚垫
紧固装置
锚固力
锚固剂
网片
钢筋梯子梁
网丝
材质
规格
材质
规格
材质
规格
型号
支 / 孔
材质
规格
材质
规格
顶板支护
螺纹钢锚杆
ø20L2400mm
钢板
100*100*10
A3 圆钢
HYB 型快速安装器
100KN
双速 2360
1
小格型金属网
1000*4000
ø14 圆钢
70*
3700
16# 铅丝
Z2360
1
两帮支护
高强度螺纹钢锚杆
ø20L2000mm
M22
70KN
CK2335
1
1000*3000
70*
2800
Z2360
1
2 检测方法
为了实现对锚杆锚固系统的锚固长度、锚固位置、预应力以及锚固力进行
无损动力测试，建立如图 2 所示的检测系统。其主要工作原理是用力锤或超磁激振器敲击锚杆、锚索外露端正面，使锚杆、锚索产生一微小的纵向振动，由安装在传感器连接装置上的加速传感器采集锚杆、锚索微振动加速度，加速度传感器采集到的加速度信号过导线传输到 KM-1 型锚杆无损检测仪上，锚杆无损检测仪将该加速度信号转换成数字信号并存储，最后通过分析软件分析计算锚固长度、锚固位置、预应力以及锚固力。
① 预应力计算
首先打开分析软件，调出所测锚杆波形，选择波形中两条相似波形中的任一条波形，读取波形中入射波波峰值与反相反射波波峰值；计算反相反射波波峰值与入射波波峰值的比值。最后由式（ 1 ）计算预应力。
N=-74.27η+61.27 （ 1 ）
② 锚固极限力的计算
打开分析软件，调出任一锚杆波形，选择波形中两条相似波形中的任一条波形，读取波形中入射波与反相反射波之间的传播时间以及反相反射波与同相反射波之间的传播时间。先由入射波与反相反射波时间差的 1/2 乘以 5175 （锚杆杆体纵波波速）求得未锚固段长度，将锚杆长度减去未锚固段长度就得锚固段长度；然后由 2 倍锚固段长度除以锚固开始反相反射波与锚固结束同相反射波之间传播时间求得锚固段纵波波速；最后由式（ 2 ）计算锚杆（或锚索）的锚固极限力。
锚固极限力 （ 2 ）
式中： 为未端锚固长度；
为锚杆长度； 为锚固体纵波波速； 为动静对比系数，由动力测试和拉拔试验确定； 为杆体密度；
为树脂密度； 为树脂泊松比； — 为杆体树脂锚固体直径； — 杆体直径； — 锚杆工作载荷。
3 现场检测数据处理与分析
3.1 锚固位置、锚固长度检测
为了对潞安王庄矿的锚网梯、锚索联合支护进行支护质量评价，本项目随机抽取 5204 风巷中最近施工的顶锚杆、帮锚杆和锚索进行无损动力检测，其动力检测波形如图 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、 10 、 11 、 12 、 13 、 14 、 15 、 16 、 17 、 18 、 19 、 20 、 21 、 22 、 23 、 24 、 25 、 26 、 27 所示；同时又对施工 3 个月以上顶锚杆、帮锚杆和锚索进行了无损动力检测，其动力检测波形如图 28 、 29 、 30 、 31 、 32 、 33 、 34 、 35 、 36 、 37 、 38 、 39 、 40 、 41 、 42 、 43 、 44 、 45 所示。
（一）最近施工的锚杆、锚索
表 2 最近施工的锚杆、锚索长度参数表
编号
48
49
50
51
61
62
63
64
36
37
40
41
42
锚杆（索）长
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
锚固位置
1.06
0.65
1.14
0.94
1.26
1.00
1.03
1.14
1.10
0.82
1.11
0.71
0.71
锚固长度
1.34
1.35
1.26
1.46
1.14
1.40
1.37
1.26
0.90
1.18
0.89
1.29
1.29
编号
43
44
39
52
53
54
55
56
57
58
59
60
锚杆（索）长
2.0
2.0
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
8.3
锚固位置
0.79
1.00
5.67
5.31
5.73
5.22
5.70
5.83
6.12
5.92
5.99
5.86
锚固长度
1.21
1.00
2.58
2.33
2.52
2.13
2.55
2.13
2.13
2.33
2.26
2.39
从表 2 可以看出：顶锚杆除 50 号、 61 号、 64 号锚杆的锚固长度较设计长度短 90 ％以外，其余锚杆的锚固长度基本上达到要求；帮锚杆除 36 号、 40 号锚杆的锚固长度较设计长度短 90 ％以外，其余锚杆的锚固长度基本达到要求；锚索的锚固长度基本达到要求。锚杆中只有 49 号锚杆锚固剂未锚固在端部，但有 52 号、 54 号、 55 号、 56 号锚索锚固剂未锚固在端部。
（二）施工３个月的锚杆、锚索
表 3 施工 3 个月的锚杆、锚索长度参数表
编号
1
3
7
8
11
12
15
16
19
锚杆（索）长
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
锚固位置
0.84
0.90
0.71
0.68
0.72
0.71
1.10
0.81
0.87
锚固长度
1.56
1.27
1.69
1.72
1.50
1.48
1.12
1.59
1.53
编号
75
76
77
78
79
80
69
70
71
锚杆（索）长
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
8.3
8.3
8.3
锚固位置
0.97
0.79
1.10
0.77
0.76
0.84
6.15
6.11
5.95
锚固长度
1.03
1.21
0.90
1.23
1.24
1.16
2.10
2.14
2.30
从表 3 可以看出：顶锚杆除 3 号、 15 号锚杆的锚固长度较设计长度短 90 ％以外，其余锚杆的锚固长度基本上达到要求；帮锚杆除 77 号锚杆的锚固长度较设计长度短 90 ％以外，其余锚杆的锚固长度基本达到要求；锚索的锚固长度基本达到要求。顶锚杆中有 3 号 11 号、 12 号、 15 号锚杆锚固剂未锚固在端部，帮锚杆、锚索均正常。
3.2 锚固力检测
为检验上述锚杆的锚固力是否达到设计锚固力要求，我们在 5204 风巷随机施工了两根锚固长度分别为 0.4 米、 1.0 米左右的锚杆，先对这两根锚杆进行无损动力检测，测得其实际锚固长度和计算锚固长度，动测波形如图 46 、 47 所示；最后对这两根锚杆进行拉拔试验测得其锚固极限力，具体如表 4 。
表 4 动静对比锚杆长度、锚固极限力参数表
编号
锚杆长度 /m
锚固位置 /m
实际锚固长度 /m
动测锚固长度 /m
实际长度与动测长度比值
锚固极限力 / KN
25
2.40
1.43
0.57
0.53
1.08
50.00
28
2.40
0.82
1.18
1.03
1.14
150.00
理论分析可知自由锚固锚杆的波速计算公式为
（ 3 ）
由式（ 3 ）计算锚杆直径 20mm 、孔径 28mm 的自由锚固体的波速为 4853.2m/s ；锚索直径 15.24mm 、孔径 28mm 的自由锚固体的波速为 1524.3 m/s 。由表 1 的实际长度与动测长度比值可得 25 、 28 号锚杆实际锚固体波速为 5241.5 m/s 、 5532.6 m/s ，将 25 锚杆锚固体波速和实际锚固极限力代入式（ 2 ）可得 为 2.2*10-7 ，最后将该 值和 28 号锚杆实际锚固体波速代入式（ 2 ）可求得 28 号锚杆的锚固极限力为 162.0KN ，误差 8% 在 10% 以内。则按照此 值和式（ 2 ）计算上述检测锚杆的锚固力为表 5 。从表 5 中可以看出：顶锚杆的锚固力极限在 93—179KN ，锚固极限力低于 123 KN 的只有 15 号锚杆；帮锚杆的锚固极限力在 84—164 KN ，锚固极限力低于 100 KN 的只有 44 号、 77 号锚杆；锚索的锚固极限力在 175—359 KN ，锚固极限力低于 120 KN 的只有 39 号 /57 号锚索。
3.3 轴向工作载荷评价
轴向工作载荷主要根据入射波波峰值与反相反射波波峰值的比值来进行评价，在前面第四章的实验室试验中发现，直径 20mm 的锚杆的轴向工作载荷载 60KN 以上时，其反射波比值均在 0.2 左右，从前面波形分析知：新近施工的锚杆中 48 、 50 、 51 、 62 、 63 、 36 、 41 、 42 的轴向工作载荷可能小于 60KN ；施工 3 个月的锚杆中顶锚杆只有 12 号的轴向工作载荷可能在 60KN 以下，而 77 、 78 、 79 、 80 等锚杆的轴向工作载荷可能小于 60KN 。按式（ 1 ）计算轴向工作载荷如表 6 ，显然帮锚杆的轴向工作载荷（或预应力）偏低的比例较大，应在施工中采取措施提高帮锚杆的预应力。
表 5 锚杆、锚索锚固力计算表
编号
48
49
50
51
61
62
63
64
36
37
40
41
42
实际锚固长度 /m
1.34
1.35
1.46
1.14
1.14
1.4
1.37
1.26
0.9
1.18
0.89
1.29
1.29
动测锚固长度 /m
1.07
1.06
1.09
1.22
0.9
1.13
1.15
1.03
0.71
0.95
0.71
1.03
1.04
锚固极限力 / KN
171
178
133
169
149
174
157
153
118
148
113
164
161
编号
43
44
39
52
53
54
55
56
57
58
59
60
实际锚固长度 /m
1.21
1
2.58
2.33
2.52
2.13
2.55
2.13
2.13
2.33
2.26
2.39
动测锚固长度 /m
0.97
0.97
2.23
1.58
1.89
1.58
1.67
1.55
1.87
1.7
1.67
1.81
锚固极限力 / KN
153
84
220
331
336
250
359
261
175
285
268
270
编号
1
3
7
8
11
12
15
16
19
75
76
77
78
实际锚固长度 /m
1.56
1.27
1.69
1.72
1.5
1.48
1.12
1.59
1.53
1.03
1.21
0.9
1.23
动测锚固长度 /m
1.37
1.1
1.53
1.51
1.42
1.34
1.09
1.32
1.34
0.89
1.03
0.8
1.01
锚固极限力 / KN
162
136
164
179
132
144
93
187
160
111
135
92
148
编号
79
80
69
70
71
实际锚固长度 /m
1.24
1.16
2.1
2.14
2.3
动测锚固长度 /m
1.00
0.98
1.55
1.53
1.75
锚固极限力 / KN
155
131
250
273
264
表 6 小于 60KN 锚杆工作载荷计算表
编号
48
49
50
51
62
63
36
位置
顶
顶
顶
顶
顶
顶
帮
比值
0.37
0.6
0.71
0.5
0.38
0.38
0.7
轴力 /KN
51
38
32
43
50
50
31
编号
41
42
12
77
78
79
80
位置
帮
帮
顶
帮
帮
帮
帮
比值
0.86
1.12
0.7
1.01
1.03
0.77
0.64
轴力 /KN
23
14
31
16
15.5
28
36
4 结论
通过对 5204 风巷中的顶锚杆、帮锚杆及锚索进行锚固位置、锚固长度、锚固力、轴向工作载荷进行检测， 5204 风巷中施工的锚杆大部分达到设计要求，但仍有少部分锚杆未达到设计要求，如部分顶锚杆的锚固长度未达要求，较个别的锚杆的锚固力相对其它锚杆较低，施工的个别锚杆出现锚固在端部的现象；一个较为普遍的现象是：锚杆在施工中施加的预应力大多数较低，尤其以帮锚杆最为突出；施工后的顶锚杆的工作载荷普遍大于 60KN ，而帮锚杆的工作载荷一般较低。以上事实表明，将锚杆支护智能化无损检测技术应用于煤矿锚杆支护检测与效果评价是可行的，值得全面推广应用。
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