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废钢铁就是使用钢铁材料制成的各种机械设备、交通工具、农用机械、机具、建筑物铃材、军事用品、生活用品等经过一定使用年限后的报废品;或者是在生产这些产品当中产生的废品、边角余料及含铁废弃物;再者因技术进步及经济指标落后而更新替代下来的淘汰品。像报废的机动车、各种报废的铁路器材、废船、损坏的机器设备、废旧自行车、各种超旧家电、拆毁的建筑物钢材、各类工程下来的钢材下脚料等，其范围之广、数量之大、品平之多不胜枚举。但是，它们都有一个共同特点那就是失去了原有的使用价值。所以，换句云说，失去原有使用价值的钢铁制品，就是废钢铁。废钢铁按其产生的来源可以划分为两大类，一是社会上各行各业因报废折旧产生的废钢铁(简称折旧性废钢铁)。另一类是在各种生产过程中产生的废钢铁(简称生产性废钢铁)。细分的话可分为七大类：1、生产性废钢铁生产性废钢铁一部分是各个使用钢材制造终端使用商品的边角余料;这一部分通过市场交易回到钢铁企业进行再次冶炼。另一部分是各钢铁企业自产的返回废钢铁，是企业内部各个生产单元诸如，车间、分厂在生产过程中下来的边角余料例如:切头、切尾、铸余、废品、试样、钢屑、下脚料等。生产性废钢铁的特点是:质量很好，钢水收得率高，钢种明确，化学成分清楚。管理好这部分废钢铁对于降低生产成本有着重要愈义。但是，随着各个行业的技术进步和对节能降耗降低成本的追求，以及钢铁企业实现转炉(电炉)+全连铸以来，成材率提高，自产返回废钢铁减少，生产性废钢铁趋于减少趋势。2.农业废钢铁农业废钢铁来源于损坏的各种农业设施如闸、坝、桥、具、工器具等，由于我国农业现代化起步较晚，尚不发达，少。农业废钢中废铸铁、工具钢较多。3.基本建设业废钢铁来自于基本建设业的废钢铁数量较大，特别是近几年，随着铁路建设、公路建设、市政建设、工业与民用建设的发展，这方面的废钢铁越来越多，预计在未来的20年内将会保持着较高的产出量。来自这方面的废钢铁质量较好，品种有拆下来的各种型号的钢筋、角、槽、板，工程用角、槽、板的下脚料，淘汰报废的建筑设备和工器具。近几年来随着拆迁量的加大，各种建筑物拆下来的废钢铁越来越多。这部分废钢绝大部分是普通碳素钢。一般来说，砖混结构的建筑物用钢量较小，每平方米用钢量在}0}-30kg之间;框架结构建筑物用钢量较大，每平方米用钢量在40^-50kg之间。4.铁路废钢铁目前我国的铁路建设发展很快，随着高铁、动车组、铁路提速的大发展，原有的铁路设施与之越来越不相适应。因此，淘汰报废了许许多多的铁路设施，如机车、车厢、道轨等。这部分废钢铁质量优越，绝大部分是重型料。且化学成分清晰，钢水回收率高。这部分废钢铁是各钢铁企业的抢手货。随着铁路事业的发展，这方面的废钢铁会越来越多，应当引起废钢铁经营者和使用者的关注。来自铁路的废钢有碳素钢和合金钢。5.矿山废钢铁我国矿产资源丰富，特别是煤的产量居世界第一，煤的贮存量位居世界第三，产煤的历史较长，因此，这方面淘汰下来的废钢铁很多。煤矿是高风险行业，设备淘汰更新较快，同样也是废钢铁产生较多的地方。例如，各种液压支架、巷道支架、运输车辆，各种采掘机械工器具等。这类废钢铁也是优质废钢铁。矿山废钢的特点是重型料多、合金钢多。6.民用废钢铁民用废钢铁在整个废钢铁市场中占有相当大的比重。但是，质量参差不齐，绝大部分是轻薄料和小型料，易氧化生锈，钢水回收率较低。例如，家电的外皮、钢铁制桌椅家具、办公家具、灶具、厨具、上下水管道、钢制门窗、脚踏工具、健身器材、饮料容器。要较好地回收使用民用废钢铁就必须对民用废钢铁进行加工。例如，使用打包机、剪切机、破碎机，以增加堆密度。另外，尽快使用以减少氧化，变不利为有利。民用废钢要注意各种含有锌、锡的废钢，如易拉罐、罐头盒、各种筒体。7.军用废钢铁军用废钢铁数量较少。在我国一些淘汰报废的军事武器装备在销毁时必须有军事人员监管，并到指定的钢铁企业销毁。
好宽的范围，就只讲转炉炼钢的发展也不止5000字啊
引言 随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高,钢厂普遍采用了炉外精炼工艺流程,它已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。由于这种技术可以提高炼钢设备的生产能力,改善钢材质量,降低能耗,减少耐材、能源和铁合金消耗,因此,炉外精炼技术已成为当今世界钢铁冶金发展的方向。对于炉外精炼技术存在的问题及发展方向有必要进行探讨。 1 国内外炉外精炼技术的发展历程和现状 随着炼钢技术的不断进步,炉外精炼在现代钢铁生产中已经占有重要地位,传统的生产流程(高炉→炼钢炉(电炉或转炉)→铸锭),已逐步被新的流程(高炉→铁水预处理→炼钢炉→炉外精炼→连铸)所代替。已成为国内外大型钢铁企业生产的主要工艺流程,尤其在特殊钢领域,精炼和连铸技术发展得日趋成熟。精炼工序在整个流程中起到至关重要的作用,一方面通过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微合金化和夹杂物变性处理;另一方面,精炼又是一个缓冲环节,有利于连铸生产均衡地进行。 日本在20世纪70年代为了降低炼钢成本,提高钢的纯净度和质量,率先将炉外精炼技术应用于特殊钢生产中,随后西欧的钢铁企业也加入到推广和使用这项技术的行列中。据资料报道,日本早在1985年精炼率达到65.9%,1989年上升到73.4%,特殊钢的精炼率达到94%,新建电炉短流程钢厂100%采用炉外精炼技术。80年代连铸技术发展迅速,原有的炼钢炉难以满足连铸的技术要求,更加促进了炉外精炼技术的发展,到1990年为止世界各主要工业国家拥有1000多台(套)炉外精炼设备。 我国早在20世纪50年代末,60年代中期就在炼钢生产中采用高碱度合成渣在出钢过程中脱硫冶炼轴承钢、钢包静态脱气等初步精炼技术,但没有精炼的装备。60年代中期至70年代有些特钢企业(大冶、武钢等)引进一批真空精炼设备。80年代我国自行研制开发的精炼设备逐渐投入使用(如LF炉、喷粉、搅拌设备),黑龙江省冶金研究所等单位联合研制开发了喂线机、包芯线机和合金芯线,完善了炉外精炼技术的辅助技术。现在这项技术已经非常成熟,以炉外精炼技术为核心的“三位一体”短流程工艺广泛应用于国内各钢铁企业,取得了很好的效果。初炼(电炉或转炉)→精炼→连铸,成了现代化典型的工艺短流程。 2 炉外精炼技术的特点与功能 炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程,是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来,出钢前尽量除去氧化渣,在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量,以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物,降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。这些工作只有在精炼炉上进行,其特点与功能如下: 1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体,精炼可以在真空条件下进行,有利于反应的正向进行,通常工作压力≥50Pa,适于对钢液脱气。 2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢,精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动,加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。 3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置,搅拌过程中可以使钢渣乳化,合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应,通常1吨钢液的渣钢反应面积为0.8～1.3mm2,当渣量为原来的6%时,钢渣乳化后形成半径为0.3mm的渣滴,反应界面会增大1000倍。微合金化、变性处理就是利用这个原理提高精炼效果。 4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用,精炼炉具有灵活性,使作业时间、温度控制较为协调,与连铸形成更加通畅的生产流程。 3 炉外精炼技术在生产中的应用目前得到公认并被广泛应用的炉外精炼方法有:LF法、RH法、VOD法。 3.1 LF法(钢包精炼炉法) 它是1971年由日本大同钢公司发明的,用电弧加热,包底吹氩搅拌。 3.1.1 工艺优点 1)电弧加热热效率高,升温幅度大,控温准确度可达±5℃; 2)具备搅拌和合金化的功能,吹氩搅拌易于实现窄范围合金成份控制,提高产品的稳定性; 3)设备投资少,精炼成本低,适合生产超低硫钢、超低氧钢。 3.1.2 LF法的生产工艺要点 1)加热与控温LF采用电弧加热,热效率高,钢水平均升温1℃耗电0.5～0.8kW·h,LF升温速度决定于供电比功率(kVA/t),而供电的比功率又决定于钢包耐火材料的熔损指数。因采用埋弧泡沫渣技术,可减少电弧的热辐射损失,提高热效率10%～15%,终点温度的精确度≤±5℃。 2)采用白渣精炼工艺。下渣量控制在≤5kg/t,一般采用Al2O3-CaO-SiO2系炉渣,包渣碱度R≥3,以避免炉渣再氧化。吹氩搅拌时避免钢液裸露。 3)合金微调与窄成份范围控制。据试验报道,使用合金芯线技术可提高金属回收率,齿轮钢中钛的回收率平均达到87.9%,硼的回收率达64.3%,钢包喂碳线回收率高达90%,ZG30CrMnMoRE喂稀土线稀土回收率达到68%,高的回收率可实现窄成份控制。 3.1.3 LF法在生产实践中的应用 2000年6月,鞍钢第一炼钢厂新建的连铸车间正式投产,精炼设备由两座LF钢包精炼炉,年处理钢水200万t;一座VD钢水真空处理装置,年处理钢水80万t组成。LF炉最大升温速度为4℃,LF炉平均处理周期≤28min;处理效果:平均[H]≤0.0002%;最低[H]≤0.0001%。 我国现有家重轨生产厂(攀钢、包钢、鞍钢和武钢)生产典型的工艺路线如下:LD→LF→VD→WF→CC,钢包吊到LF处理线的钢包车上后,由人工接通钢包底吹氩的快速接头,根据要求的钢水成分及温度确定物料的投入量(含喂丝)重轨钢含碳量较高,因而增碳显得很重要,转炉出钢时钢水含碳量控制为0.2%～0.3%(wt),炉后增碳至0.60%～0.65%(wt),在LF炉处理时再增0.10%～0.15%(wt)个碳至标准成份的中上限,经VD处理后即可达到钢种成分要求。 3.2 RH法(真空循环脱气法)这种方法是1958年西德发明的,其基本原理是利用气泡将钢水不断的提升到真空室内进行脱气、脱碳,然后回流到钢包中。 3.2.1 RH法的优点 1)反应速度快。真空脱气周期短,一般10分钟可以完成脱气操作,5分种能完成合金化及温度均匀化,可与转炉配合使用。 2)反应效率高。钢水直接在真空室内反应,钢中可达到[H]≤1.0×10-6,[N]≤25×10-6,[C]≤10×10-6,的超纯净钢。 3)可进行吹氧脱碳和二次燃烧热补偿,减少精炼过程的温降。 3.2.2 RH法工艺参数 1)RH循环量。循环量是指单位时间内通过上升管或下降管的钢水量,单位是t/min。有关资料给出的计算公式为: Q=0.002×Du1.5·G0.33,式中:Q———循环流量,t/min;Du———上升管直径,cm;G———上升管内氩气流量,L/min。 2)循环因数。他是指在RH处理过程中通过真空室的钢水与处理量之比,其公式为:μ=w·t/v式中:μ———循环因数,次;w———循环量,t/min;t———循环时间,min;v———钢包容量,t。 3)供氧强度与含碳量的关系。向RH内吹氧可以提高脱碳速度,即RH-OB法。当[C]/[O]>0.66时钢包内氧的传质速度决定脱碳速度,其计算公式为: QO2=27.3×Q·[C]式中:QO2———氧气强度,Nm3/min;Q———钢水循环量,t/min;[C]———含碳量,Nm3/t。 3.2.3 RH法在生产实践中的应用 日本的山阳钢厂将LF与RH配合生产轴承钢形成EF-LF-RH-CC轴承钢生产线,钢中总氧量达到5.8×10-6。LF-RH法首先利用LF炉将钢水升温,利用LF搅拌和渣精炼功能进行还原精炼,是钢水脱硫和预脱氧,然后将钢水送入RH中进行脱氢和二次脱氧。经过这样处理大大的提高了钢水的清洁度,同时钢水的温度达到连铸需要的温度。 宝钢炉外精炼设备有RH-OB、钢包喷粉装置、CAS精炼装置,RH-OB的冶炼效果较理想,脱氢率为50%～70%,脱氮率为20%～40%,一般情况下,经RH-OB处理后[H]≤2.5×10-6,[C]≤30×10-6,去除钢中非金属夹杂物一般能达到70%,钢中总氧量≤25×10-6,而且在RH中合金处理可以提高合金的收得率和控制的精确度,[C]、[Si]、[Mn]的控制精度能达到±0.01%,铝的精确度可达到1.5×10-3,取得了较好的炉外精炼效果。 3.3 VOD法(真空罐内钢包吹氧除气法) 3.3.1 VOD的特点VOD法是1965年西德首先开发应用的,它是将钢包放入真空罐内从顶部的氧枪向钢包内吹氧脱碳,同时从钢包底部向上吹氩搅拌。此方法适合生产超低碳不锈钢,达到保铬去碳的目的,可与转炉配合使用。他的优点是实现了低碳不锈钢冶炼的必要的热力学和动力学的条件-高温、真空、搅拌。 3.3.2 VOD法在生产实践中的应用 20世纪90年代初,上海大隆铸锻厂从德国莱宝(leybold)公司进口1台15tVODC的关键设备和技术软件。采用电炉初炼钢水经VODC炉外精炼的工艺方法,精炼了超低碳不锈钢、中低合金钢和碳钢,取得了很好的冶金效果,钢中非金属夹杂物减少,氢含量小于3×10-6氧含量小于6.5×10-6,不锈钢中铬回收率达98%～99%,精炼后的钢具有十分优越的性能。VODC精炼工艺成熟,控制容易,适应中小型钢厂和铸钢厂的多钢种、小吨位精炼生产需要,对发展铸钢行业的精炼生产会起到很大积极作用,具有广阔的发展前景10。 抚顺特殊钢有限公司有30tVOD炉,采用EAF+VOD技术精炼不锈钢,可使[H]≤2.58×10-6,T[O]≤41.9×10-6,铬回收率达到99.5%,脱硫率64.2%,精炼高碳铬轴承钢T[O]≤12.13×10-6 。 4 发展炉外精炼技术需解决的问题及发展方向炉外精炼技术已经应用40年,对提高钢的纯净度、精确控制成分含量及细化组织结构等方面都起了重要作用,使冶炼成本大幅降低,同时提高了钢的品质和性能。但在发展的过程中也出现了一些问题,有待于解决,使这项技术更加完美。 1)实现炉外精炼工艺的智能化控制,根据来料钢水的各种技术参数,利用信息技术,制定最佳的精炼工艺方案,并通过计算机控制各精炼工序。精炼工位配备快速分析设备,实现数据网络化,减少热停等待时间。 2)炉外处理设备将实现“多功能化”。在水钢精炼设备中将渣洗精炼、真空冶金、搅拌工艺以及加热控温功能全部组合起来,实现精炼,以满足超纯净钢生产的社会需求。 3)开发高纯度、高密度、高强度的优质碱性耐火材料,以适应不同精炼炉的需要,注重产品质量的稳定性。耐火材料的使用条件应尽可能与炉渣相适应,最大限度地降低侵蚀速度。要根据精炼设备的实际情况形成不同层次的配套材料,研究开发保温和修补技术,提高炉衬的使用寿命。 4)减少精炼过程的污染排放,精炼过程会产生大量废气,其中含SO2、Pb、金属氧化物、悬浮颗粒等,在真空脱气冷却水中含有固态悬浮物、Pb、Zn等,这些污染物须经企业内部的相关处理,把污染程度降低到符合排放标准后再排放,加强环境保护意识。 5 结束语 炉外精炼技术是一项提高产品质量,降低生产成本的先进技术,是现代化炼钢工艺不可缺少的重要环节,具有化学成分及温度的精确控制、夹杂物排除、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等冶金功能。只有强化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。
要不你去维普网上自己找资料查询，或者你上万方数据库那边也有。
你也要写科技小论文把,,,,,,,,
聚氨酯硬质泡沫塑料是一种性能优良的绝热材料和结构材料。在聚氨酯各类制品中 ,产量仅次于软质 泡沫塑料 。聚氨酯硬质泡沫塑料是一种高度交联的热固性材料。泡孔结构大部分是闭孔型 ,少量开孔结构硬泡用 于特殊场合。硬质聚氨酯泡沫塑料的主要特性是其硬 韧 ,另外 ,由于其起始剂、发泡剂、催化剂等助剂的用量 及品种的不同 ,也赋予了聚氨酯硬泡不同的性能。其可发泡性 、弹性 、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物 老化性等优良性能使其广泛应用于冷冻冷藏设备 、汽 车、火车、屋顶、硬泡空心砖、聚氨酯硬泡混凝土、贮罐 管道绝热 、包装 、办公用品等领域 。由于广泛的使用也 导致了大量废弃物的出现 ( 废料与边角料) ,污染了环境 ,因此对聚氨酯硬泡的回收和处理成为迫切需要解 决的问题 。一般说来 ,硬质聚氨酯泡沫塑料的回收处理有如 下几种方法 :粉碎法、物理回收、化学回收以及燃烧回收热能法[ 1 ] 。1 粉碎法处理聚氨酯边角料及旧废料在应用前首先切割或者粉 碎、筛分得到所需粒度的小块或者细粉 。一般说来硬质的聚氨酯泡沫粉碎比较容易 ,所以其粉碎技术也比较成熟 , 大多已经投入商品化 , 如 : 精密切割技术、 Flac h mat rit se n 挤压等技术。都能够将其粉碎为粒度 小于 1 mm 的颗粒。2 回收利用2 . 1 物理法回收利用 物理方法回收利用聚氨酯废旧料是指改变废旧料的物理形态后直接利用的方法 。物理回收利用方法有 热压成型 、粘合加压成型 、挤出成型和用作填料等 ,而以粘合加压成型为主[ 2 ] 。2 . 1 . 1 粘合加压成型 此法是废旧聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要点是 :先将废旧聚氨酯硬质泡沫粉碎成细片状 ,涂撒聚氨酯粘合剂等 ,再直接通入水蒸气等高温气体 ,使聚氨酯粘合剂熔融或溶解后对粉状的废旧聚氨酯粘接 ,然后加压固化成一定形状的泡沫[ 3 ] 。 硬质聚氨酯泡沫废料主要有两类 :一类是以冰箱、冷库为代表的聚氨酯废旧硬质泡沫 ,不含其他混杂物 ; 一类是绝热夹心板产生的废旧硬质聚氨酯泡沫 ,含有 较多的纤维或金属面材 ,是掺混物。他们的回收利用工艺有一定的差别。 冰箱等用的硬质聚氨酯泡沫废旧料是单一的聚氨酯 ,回收利用比较简单 ,常用多苯基多亚甲基多异氰酸 酯做胶粘剂。胶粘剂必须均匀分散于废旧泡沫碎片之 间 ,可在连续或者非连续的混合器中进行 ,最好用无空气喷雾法将胶粘剂喷雾到废旧泡沫碎片上 ,胶粘剂用 量约为废旧料质量的 5 %～10 % ,混合均匀后 ,预制成 疏松的坯垫 ,置入涂有脱模剂的模中 ,在高压和加热下 压制成泡沫碎料板或者制件 ,一般模温在 120～220 ℃ 之间 ,模内压力根据预制坯垫的密度及制成品要求的密度决定 ,一般在 01 5～5 M Pa 范围 ,模压时间与模温 和废旧料的导热因数有关。模温为 180 ℃时 , 每毫米 厚的硬质聚氨酯碎料板需模压约 0 . 5 mi n 。由于硬质 聚氨酯废料碎料板耐水性优良 ,常用来制作舰船用家 具。此外 ,聚氨酯碎料板有很好的回弹性 ,广泛用作体育馆地板 。废旧绝热夹芯板聚氨酯泡沫粉碎后约含 70 %聚 氨酯泡沫 ,25 %纤维 ( 如房顶绝热板面层) ,3 %铝箔和2 %玻璃纤维 ,难于筛分。若直接加到聚醚多元醇中用 作填充料 , 则多元醇的粘度急剧增大 , 添加量仅 4 %时 ,已变成膏状物 ,不能使用。采用胶粘工艺是可行的 方法。将硬质聚氨酯泡沫夹心板废旧物料粉碎为约121 7 mm 碎片后加入约 6 %的多苯基多次甲基多异氰 酸酯 ( PMD I) 胶粘剂 ,在转动式混合器中混合 ( 即将定 量的胶粘剂连续喷雾到碎泡沫片上) ,然后在约 176 ℃经约 6 mi n 模制成厚约 12 . 7 mm 板。板的内部粘接强 度、弯曲强度、硬度、拨螺纹强度优于木质碎料板 ,耐水 性及尺寸稳定性远超过所有木质板材。在密度相等的 情况下 ,硬质聚氨酯碎泡板的刚度比木质碎料板差 ,可 以添加价格低廉的木纤维、回收废纸碎片、木材碎片来 增加刚度 ,满足标准要求 。实例 : 白杨树碎片和 3 %的PMD I 胶粘剂混合制成芯 ,外层用硬质聚氨酯泡沫碎 片与 6 %的 PMD I 胶粘剂一步法制成板 ,完全可以符 合标准的要求。模塑板表面光滑 ,耐湿性很好 ,是室外 室内用家具所需的理想板材 ,有很好的潜在市场[ 4 ] 。这种方法最大的缺陷是再生后的泡沫制品性能下降 ,只适用于做家俱及汽车衬里等低档部件 , 应用面 窄 ,而且工艺繁琐、劳动量大、经济价值也不高[ 5 ] 。2 . 1 . 2 用作填充料废旧硬质聚氨酯泡沫塑料粉常用作聚氨酯建筑材 料的填料 ,如作屋顶的绝热层 ,将水泥、砂、水和废硬质 聚氨酯泡沫粉混合铺于房顶面的底层 ,材料的绝热性能优良 ,质量轻 (几乎是不加废硬质聚氨酯泡沫的水泥 层密度的 1/ 2) ,材料可以锭钉 。另外 ,据美中化学公司报导 ,废聚氨酯可作为填料 用于生产 R IM ( 反应注塑) 制品 , 吸能泡沫和隔音泡 沫。文献报导 ,如果将得到的废聚氨酯粉末投加到生产原部件的原料中 ,再次生产相同部件 ,则由于粉末具 有与原料相同的结构 ,用量可达 20 % ,而最终制品的 机械性能没有明显的削弱 。在日本 ,已将废硬质聚氨 酯泡沫塑料用作灰浆的轻质骨料 。2 . 1 . 3 挤出成型挤出成型是通过热力学作用把分子链变成中等长 度链 ,将 PU 材料转变成软塑性材料 ,这种材料适合作 强度高 、硬度高 ,但对断裂伸长率要求不高的塑料件。 对于软质微孔 PU 泡沫废料 ,可以将其粉碎成粉末 ,掺 混到热塑性聚氨酯中 ,在挤出成型机中造粒 ,采用注射成型方法制造鞋底等制品 ,德国 Bayer 公司曾做过这 方面的研究[ 7 ] 。2 . 2 化学方法的回收利用 由于聚氨酯的聚合反应是可逆的 ,控制一定的反应条件 ,聚合反应可以逆向进行 ,会被逐步解聚为原反应物或其它的物质 ,然后再通过蒸馏等设备 ,可以获得 纯净的原料单体多元醇、异氰酸酯、胺等。用化学方法 处理聚氨酯废旧料 ,回收多元醇等作为原料再制备聚 氨酯的工艺路线 ,已有多套装置投入试运行 ,是当前回 收利用废旧聚氨酯的主要努力方向之一。化学回收技术归纳起来有 6 种 : 醇解法、水解法、 碱解法 、氨解法 、热解法、加氢裂解法。各种方法所产 生的分解产物不同 。醇解法一般生成多元醇混合物 ; 水解法生成多元醇和多元胺 ;碱解法生成胺、醇和相应 碱的碳酸盐 ;氨解法生成多元醇、胺、脲 ;热解法生成气 态与液态馏分的混合物 ; 而加氢裂解法主要产物为油和气。在 20 世纪 70 年代 ,人们发现用热水蒸汽在一定 压力下可以将 PU 软泡降解成二胺和聚醚型多元 醇[ 8 ] 。直接水解是用水蒸气水解聚氨酯废旧料或水和二元醇混合物作混合水解剂回收二胺及多元醇 ,水解产物组成复杂 ,难于分离和醇化 ,所以在此不再赘叙。2 . 2 . 1 二元醇醇解法 在所有化学法回收利用聚氨酯废料的研究中醇解法研究得最多 ,技术比较成熟 ,且已形成了一定的工业 规模。以醇类化合物为分解剂 ,在加热的情况下 ,聚氨酯废料被分解为聚醚多元醇的方法 ,即为醇解法。 聚氨酯废旧料用乙二醇类二元醇为醇解剂 ,在中等温度或中等温度/ 催化剂和有惰性气体保护下反应 降解为低分子齐聚多元醇等 ,降解产物稳定 ,组成较简 单 ,易于分离和纯化。乙二醇醇解聚氨酯主要发生两种键断裂 ,即 C - N 键断裂和 C - O 键断裂 ,生成多元 醇或多元醇和端胺基2端羟基聚合物。对于硬质的聚氨酯泡沫塑料 ,比较适宜于用醇解 法工艺处理 ,其特点是醇解条件温和 ,反应速度比水解 法、热解法低 ,允许废旧料含其他杂质 ,如聚氨酯或聚酰胺纤维 、聚碳酸酯和聚甲醇等。 醇解反应与所用催化剂有关 。醇解反应用的催化剂有二月桂酸二丁基锡、四丁基钛、三乙烯二胺、氢氧 化钠、乙酸钾等碱性催化剂 ,其催化效力高 ,有利于氨 酯键解离生成胺和二氧化碳。醇解速度与废旧料的化学组成、催化剂 、反应温度、反应时间 、醇解剂的类型和 用量有关 。在相同条件下催化剂用量多醇解速度快。 醇解剂的用量多醇解速度快 ,但醇解剂用量与废料的 比达 1 ∶1 时再增加醇解剂反应速度增加不多 。醇解 剂用量增加 ,醇解产物的平均分子量下降。醇解反应也与醇解时间和反应温度有关 。 硬质聚氨酯泡沫塑料废旧料醇解时 ,氨酯键醚键断裂生成多元醇及少量的芳胺 TDA 或者 MDA 。其 中芳 胺 是 可 以 引 起 癌 症 的 有 害 物 质 , 特 别 是4 ,4′2MDA ,美国 O S H A ( 美国职业安全与健康管理局) 规定任何多元醇中 4 ,4′2MDA 的含量不允许超过01 1 % 。为了符合要求 ,回收多元醇需经过很多的分离 过程。Shi n 等将冰箱用硬质聚氨酯泡沫废旧料用 10 %～30 %丙二醇或乙二醇作醇解剂回收的多元醇同多元 醇混合时 ,泡沫的性能优良 ,热导率较不用回收多元醇制泡沫的小。2 . 2 . 2 碱降解法碱降解法是以 MO H ( M 为 L i 、K、Na 、Ca 之一或 多种混合物) 为降解剂 ,在 160 ～200 ℃左右下将聚氨酯硬泡降解成低聚物 。当在降解产物中加入非极性溶剂 (酯类或卤代烃) 和水时 ,降解产物分成两层 ,上层经 蒸馏得多元醇 ,可直接用于再次生产聚氨酯泡沫 ,下层 经浓缩 、结晶 、重结晶或真空蒸馏的二胺 ,加光气可生 成异氰酸酯。缺点是由于反应是在高温强碱条件下进行 ,对设 备要求高 ,生产成本高 ,工业化较为困难[ 9 、10 ] 。3 燃烧回收热能聚氨酯主要含碳、氢、氧、氮 ,与空气中氧燃烧时 , 产生大量的热能 ,每千克聚氨酯约产生 25～28 mJ 。聚 氨酯废旧料常与城市固体废料一起作燃料 ,可取代部 分煤 ,作锅炉的燃料 ,聚氨酯是洁净燃料 ,燃烧产生的 气体只含少量的 N O2 ,不含 SO2 ,远优于煤 、燃油等燃 料。但需要指出的是 ,如果在焚烧过程中燃烧不完全 将会产生有毒气体 ,对大气造成污染 ,所以人们对焚烧 法的反对呼声不断高涨[ 6 ] 。4 总结由于聚氨酯硬质泡沫塑料性能优良和用途广泛 , 其发展与日俱增 ,因此对其废旧制品的回收利用不仅 能有效地保护环境 ,减少污染 ,而且能节省资源 ,变废 为宝。对于聚氨酯硬质泡沫废料的利用 ,从产前投入 的经济角度看 ,以直接回收利用好 ,但是 ,制品的性能 较差 ,只能作低档用品使用。从最终产品的使用性能 看 ,还是化学回收法中的醇解、碱解和水解较好 ; 能量 回收法不适合 PU 废料的利用。与此同时 ,选择不同 的处理方法还要结合实际的情况 ,具体问题具体分析 , 以获得最好的投入产出比。
摘要：系统总结国内外废旧塑料的主要回收利用技术，针对目前我国回收处理废旧塑料的现状，指出提高分类筛选水平，吸收开发关键技术，是我国回收处理废旧塑料的必要途径。由于治理白色污染是个庞大的系统工程，政府部门须在制定法规和加强管理的同时，提高全社会的科技意识、环保意识和参与意识，这样才是减少和消除白色污染，提高资源综合利用水平的根本途径。 关键词：废塑料，白色污染，回收，再生，热解，技术进展 废旧塑料通常以填埋或焚烧的方式处理。焚烧会产生大量有毒气体造成二次污染。填埋会占用较大空间；塑料自然降解需要百年以上；析出添加剂污染土壤和地下水等。因此，废塑料处理技术的发展趋势是回收利用，但目前废塑料的回收和再生利用率低。究其原因，有管理、政策、回收环节方面的问题，但更重要的是回收利用技术还不够完善。 废旧塑料回收利用技术多种多样，有可回收多种塑料的技术，也有专门回收单一树脂的技术。近年来，塑料回收利用技术取得了许多可喜的进展，本文主要针对较通用的技术做一总结。 1 分离分选技术 废旧塑料回收利用的关键环节之一是废弃塑料的收集和预处理。尤其我国，造成回收率低的重要原因是垃圾分类收集程度很低。由于不同树脂的熔点、软化点相差较大，为使废塑料得到更好的再生利用，最好分类处理单一品种的树脂，因此分离筛选是废旧塑料回收的重要环节。对小批量的废旧塑料，可采用人工分选法，但人工分选效率低，将使回收成本增加。国外开发了多种分离分选方法。 1.1 仪器识别与分离技术 意大利Govoni公司首先采用X光探测器与自动分类系统将PVC从相混塑料中分离出来[1]。美国塑料回收技术研究中心研制了X射线荧光光谱仪，可高度自动化的从硬质容器中分离出PVC容器。德国Refrakt公司则利用热源识别技术，通过加热在较低温度下将熔融的PVC从混合塑料中分离出来[1]。 近红外线具有识别有机材料的功能，采用近红外线技术[1]的光过滤器识别塑料的速度可达2000次/秒以上，常见塑料（PE、PP、PS、PVC、PET）可以明确的被区别开来，当混合塑料通过近红外光谱分析仪时，装置能自动分选出5种常见的塑料，速度可达到20～30片/min。 1.2 水力旋分技术 日本塑料处理促进会利用旋风分离原理和塑料的密度差开发了水力旋风分离器。将混合塑料经粉碎、洗净等预处理后装入储槽，然后定量输送至搅拌器，形成的浆状物通过离心泵送入旋风分离器，在分离器中密度不同的塑料被分别排出。美国Dow化学公司也开发了类似的技术，它以液态碳氢化合物取代水来进行分离，取得了较好的效果[2]。 1.3 选择性溶解法 美国凯洛格公司和Rensselaser工学院共同开发了一种利用溶剂选择性溶解分离回收废塑料的技术。将混合塑料加入二甲苯溶剂中，它可在不同的温度下选择性溶解、分离不同的塑料，其中的二甲苯可循环使用，且损耗小[1，3]。 比利时Solvay SA公司开发了Vinyloop技术，采用甲乙酮作溶剂，分离回收PVC，回收到的PVC与新原料密度相差无几，但颜色略呈灰色。德国也有溶剂回收的Delphi技术，所用的酯类和酮类溶剂比Vinyloop技术少得多。 1.4 浮选分离法 日本一家材料研究所采用普通浸润剂，如木质素磺酸钠、丹宁酸、Aerosol OT和皂草甙等，成功地将PVC、PC（聚碳酸酯）、POM（聚甲醛）和PPE（聚苯醚）等塑料混合物分离开来[4]。 1.5 电分离技术[5] 用摩擦生电的方法分离混合塑料（如PAN、、PE、PVC和PA等）。其原理是两种不同的非导电材料摩擦时，它们通过电子得失获得相反的电荷，其中介电常数高的材料带正电荷，介电常数低的材料带负电荷。塑料回收混杂料在旋转锅中频繁接触而产生电荷，然后被送如另一只表面带电的锅中而被分离。 2 焚烧回收能量 聚乙烯与聚苯乙烯的燃烧热高达46000kJ/kg，超过燃料油的平均值44000 kJ/kg，聚氯乙烯的热值也高达18800 kJ/kg。废弃塑料燃烧速度快，灰分低，国外用之代替煤或油用于高炉喷吹或水泥回转窑。由于PVC燃烧会产生氯化氢，腐蚀锅炉和管道，并且废气中含有呋喃，二恶英等。美国开发了RDF技术（垃圾固体燃料），将废弃塑料与废纸，木屑、果壳等混合，既稀释了含氯的组分，而且便于储存运输。对于那些技术上不可能回收（如各种复合材料或合金混炼制品）和难以再生的废塑料可采用焚烧处理，回收热能。优点是处理数量大，成本低，效率高。弊端是产生有害气体，需要专门的焚烧炉，设备投资、损耗、维护、运转费用较高。 3 熔融再生技术 熔融再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质，可分为简单再生和复合再生两种。简单再生主要回收树脂厂和塑料制品厂的边角废料以及那些易于挑选清洗的一次性消费品，如聚酯饮料瓶、食品包装袋等。回收后其性能与新料差不多。 复合再生的原料则是从不同渠道收集到的废弃塑料，有杂质多、品种复杂、形态多样、脏污等特点，因此再生加工程序比较繁杂，分离技术和筛选工作量大。一般来说，复合回收的塑料性质不稳定，易变脆，常被用来制备较低档次的产品。如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等。 4 裂解回收燃料和化工原料 4.1 热裂解和催化裂解技术 由于裂解反应理论研究的不断深入[6-11]，国内外对裂解技术的开发取得了许多进展。裂解技术因最终产品的不同分为两种：一种是回收化工原料（如乙烯、丙烯、苯乙烯等）[12]，另一种是得到燃料（汽油、柴油、焦油等）。虽然都是将废旧塑料转化为低分子物质，但工艺路线不同。制取化工原料是在反应塔中加热废塑料，在沸腾床中达到分解温度（600～900℃），一般不产生二次污染，但技术要求高，成本也较高。裂解油化技术则通常有热裂解和催化裂解两种。 日本富士循环公司的将废旧塑料转化为汽油、煤油和柴油技术，采用ZSM-5催化剂，通过两台反应器进行转化反应将塑料裂解为燃料。每千克塑料可生成0.5L汽油、 0.5L煤油和柴油。美国Amoco公司开发了一种新工艺，可将废旧塑料在炼油厂中转变为基本化学品。经预处理的废旧塑料溶解于热的精炼油中，在高温催化裂化催化剂作用下分解为轻产品。由PE回收得LPG、脂肪族燃料；由PP回收得脂肪族燃料，由PS可得芳香族燃料。Yoshio Uemichi等人[13]研制了一种复合催化体系用于降解聚乙烯，催化剂为二氧化硅/氧化铝和HZSM-5沸石。实验表明，这种催化剂对选择性制取高质量汽油较有效，所得汽油产率为58.8%，辛烷值94。 国内李梅等[14]报道废旧塑料在反应温度350～420℃，反应时间2～4s，可得到MON73的汽油和SP-10的柴油，可连续化生产的工艺。李稳宏等[3]进行了废塑料降解工艺过程催化剂的研究。以PE、PS及PP为原料的催化裂化过程中，理想的催化剂是一种分子筛型催化剂，表面具有酸性，操作温度为360℃，液体收率90%以上，汽油辛烷值大于80。刘公召[15]研究开发了废塑料催化裂解一次转化成汽油、柴油的中试装置，可日产汽油柴油2t，能够实现汽油、柴油分离和排渣的连续化操作，裂解反应器具有传热效果好，生产能力大的特点。催化剂加入量1～3%，反应温度350～380℃，汽油和柴油的总收率可达到70%，由废聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯制得的汽油辛烷值分别为72、77和86，柴油的凝固点为3，-11，-22℃，该工艺操作安全，无三废排放。袁兴中[16]针对釜底清渣和管道胶结的问题，研究了流化移动床反应釜催化裂解废塑料的技术。为实现安全、稳定、长周期连续生产，降低能耗和成本，提高产率和产品质量打下了基础。 将废料通过裂解制得化工原料和燃料，是资源回收和避免二次污染的重要途径。德国、美国、日本等都有大规模的工厂，我国在北京、西安、广州也建有小规模的废塑料油化厂，但是目前尚存在许多待解决的问题。由于废塑料导热性差，塑料受热产生高黏度融化物，不利于输送；废塑料中含有PVC导致HCl产生，腐蚀设备的同时使催化剂活性降低；碳残渣粘附于反应器壁，不易清除，影响连续操作；催化剂的使用寿命和活性较低，使生产成本高；生产中产生的油渣目前无较好的处理办法等等。国内关于热解油化的报道还有很多[43-54]，但如何吸收已有的成果，攻克技术难点，是我们急需要做的工作。 4.2 超临界油化法 水的临界温度为374.3℃，临界压力为22.05Mpa。临界水具有常态下有机溶液的性能，能溶解有机物而不能溶解无机物，而且可与空气、氧气、氮气、二氧化碳等气体完全互溶。日本专利有用超临界水对废旧塑料（PE、PP、PS等）进行回收的报告，反应温度为400～600℃，反应压力25Mpa，反应时间在10min以下，可获得90%以上的油化收率。用超临界水进行废旧塑料降解的优点是很明显的：水做介质成本低廉；可避免热解时发生炭化现象；反应在密闭系统中进行，不会给环境带来新的污染；反应快速，生产效率高等。邱挺等[17]总结了超临界技术在废塑料回收利用中的进展。 4.3 气化技术 气化法的优点在于能将城市垃圾混合处理，无需分离塑料，但操作需要高于热分解法的高温（一般在900℃左右）。德国Espag公司的Schwaize Pumpe炼油厂每年可将1700t废塑料加工成城市煤气。RWE公司计划每年将22万吨褐煤、10万吨塑料垃圾和城镇石油加工厂产生的石油矿泥进行气化。德国Hoechst公司采用高温Winkler工艺将混合塑料气化，再转化成水煤气作为合成醇类的原料。 4.4 氢化裂解技术 德国Vebaeol公司组建了氢化裂解装置，使废塑料颗粒在15～30Mpa，470℃下氢解，生成一种合成油，其中链烷烃60%、环烷烃30%、芳香烃为1%。这种加工方法的能量有效利用率为88%，物质转化有效率为80%。 5 其他利用技术 废旧塑料还有着广泛的用途。美国得克萨斯州立大学采用黄砂、石子、液态PET和固化剂为原料制成混凝土，Bitlgosz [18] 将废塑料用作水泥原材料。解立平等[19]利用废旧塑料与木料、纸张等制备中孔活性炭，雷闫盈等[20报道应用废旧聚苯乙烯制涂料，李玲玲[21]报道塑料可变成木材。宋文祥[22]介绍了国外用HDPE作原料，通过一种特殊的方法，使长度不同的玻璃纤维在模具内沿着物料流向的轴向同向，从而生产高强度塑料枕木。蒲廷芳[23]等使用废旧聚乙烯制高附加值的聚乙烯蜡。李春生等[24]报道，聚苯乙烯与其他热塑性塑料相比，具有熔融粘度小，流动性大的特点，因此熔融后可以很好地浸润所接触的表面而起到良好的粘接作用。张争奇等[25]用废塑料改性沥青，将某一种或几种塑料按一定比例均匀溶于沥青中，使沥青的路用性能得到改善，从而提高沥青路面质量，延长路面寿命。 结束语 治理白色污染是个庞大的系统工程，需要各部门，各行业的共同努力，需要全社会在思想上和行动上的共同参与和支持，有赖于全民科技意识、环保意识的提高。政府部门在制定法规加强管理的同时，可把发展环保技术和环保产业作为刺激经济和扩大就业的重要渠道，使废塑料的收集、处理及回收利用产业化。目前我国回收和加工企业分散，规模小，很多国内外塑料回收与加工的新技术和新设备无法推广实施，回收加工产品质量低下，因此对塑料回收企业应进行规范化管理，以提高其科技含量和经济效益。在回收利用的同时，更需研究开发可环境消纳塑料，寻求切实可行的替代品。
照相机成像原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。补充知识：照相机是如何成像并得到相片的？来自物体的光经过照相机的镜头后，会聚在胶片上，形成被照物体的像。胶片上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上，经过显影、定影后成为底片，再用底片冲印就可以得到相片。
新课程资源的随着基础教育课程改革的持续深入推进.课程资源建设与利用的重要性日益凸现出来。保证物理课程的有效实施.离不开物理课程资源的支撑。等及实施物物理课程资源则指形成物理课程的直接因素来源如物理知识与技能、探求物理知识的过程与方法、科学态度与价值观理课程时的一些必备条件如学生、物理教师室、教室、物理教学环境。同时同时随着信息化教学、网络教学的不断增多，好的实用的教学资源成为急需，很多老师根据教学问题制作和开发了一些很好的课件、课例，而且还有意识地从生活中挖掘的物理教学素材，生活中诸如照相机、遥控器、自动复位的水龙头、电饭锅、电视机等都能成为教学的课程资源。这些资源直接来源于生活，真正体现了从生活走向物理的理念。一些老师创造性地利用生活中的一些废旧物品制作了一些简易的实验器材。如：让学生用废可乐瓶做罩子、驱蚊香制造烟雾，成功显示了光的传播路径等。再如讲大气压强时如果没有马德堡半球可以找一个医用针筒，用眼药水瓶上的小橡皮帽把针头堵塞起来针筒活塞下而拉不下来，可以证明大气压的存在；在引导学生认识磁化现象时，可以在一个试管内装满铁屑，塞上胶塞，用蹄形磁铁的一个极在试管壁上沿同一个方向轻轻滑动，使试管内的铁屑被磁化，便可以吸引铁钉、铁片，振动试管后磁性便消失，从而直观地演示铁磁性物质被磁化和退磁现象等等。教学资源需要教师不断创造性开发和整合。要精心制作、整合一个好课件，从构思到收集素材到制作到修改到完成需要很长的时间，而在一线工作的教师教学任务繁重，时间有限；同一课题多人赶制、质量不高，没有统一部署，教师的保贵时间和精力是一种极大的浪费。为了合理使用宝贵的人力资源，避免不必要的重复劳动，物理教研组应该把教师组织起来，进行课程资源的整合，进一步把这些小规模、零散的宝贵教学资源保留、优化并加以利用，共同享用这些优质的教育教学资源，全面提高教育教学质量。物理资源的开发、整合过程中，除了需要发挥专家、学校和教师的主体作用外，还必须充分发挥学生及学生家长在课程资源开发的主体作用。学生是课程资源开发的主体和学习的主人，要学会自觉、自发地利用可用资源，为自身学习、实践、探索性活动服务；家长由于与社会接触面广，有其自身优势，他们可以带领孩子进行课程资源开发活动。教师可以鼓励学生和学生家长发挥自身优势，积极参与课程资源开发实践。如：让学生分组收集生活中的声现象、声音的利用、噪声的危害；让学生调查、分析马路灯为什么用红、绿、黄三种颜色；让学生自制照相机等。为配合浮力、弹簧测力计、杠杆原理、电磁等教学，可以让学生制作土密度计、橡皮筋测力计、杆秤、指南针电铃等。教师也可以结合物理课的教学内容，布置相应的调查、探究活动。如学习《功能的利用和环境的保护》后，可开展农村环境污染的调查活动，学习《生活用电》后，可开展农村照明问题的调查活动；学习《压力和压强》后，可开展农村公路损坏原因的调查活动。学生在资料的收集、归类、重组、优化的过程中得到提高，这样不仅可以充分利用学校内外的现有资源，还给学生创造了一个主动学习的环境，培养学生收集信息、筛选信息、分析信息和整合利用信息的能力。从适应教育教学改革和时代发展的需要，从促进教师的专业发展、提高教师自身素质的需要，从培养学生的创新意识和全面发展的需要来说，都迫切要求强化教师的课程资源整合意识，提高教师的课程资源整合、利用的能力。怎样进行校园课程资源的整合和利用呢？首先学校要创设有利于教师积极参与课程资源整合的导向制度。建立促进这项教研活动开展的激励措施，形成对话机制，为教师之间进行信息交流、经验分享和专题讨论提供平台。其次，教师要注意各项资源的整合和利用，积极地进行教科书内课程资源的整合。教材中有“探究实验”、“演示实验”、“想想议议”、“想想做做”、“动手动脑学物理”、“科学世界”等内容，穿插相关的图片、表格、资料来呈现教学内容。第三，课组老师要实现教科书的外课程资源的课内整合。在课堂教学中，教师既要根据教学目标和教学重难点，适当介绍一些家用电器等的结构、实施原理及其发展史，联系学生的“生活世界”，走进生活，讲一些有趣神奇的物理现象，以充实课堂，激发学生的求知欲，又要把现代信息技术前沿科学的物理渗透其中，实现外课程资源的课内整合。还要加强物理、化学、地理、数学等学科之间的联系、交叉和渗透，加强学科内外老师之间的联系，实现校内课程资源的整合。 对课程资源的整合和利用是每个教师、学生的责任，也应该纳入学校的课程改革计划，应该得到学校的政策鼓励和经济支持。课程资源整合得越好，教学未来的教学工作越省力，教师的素质越能得到相应的hg.
2006年3月30日，韩国颁布关于电力/电子产品与汽车资源回收利用的建议法案。该法案规定了关于危险物质使用的限制和材料与结构等相关方面的改进要求； 将促进资源节约和循环利用法案管理中的电力/电子产品扩展生产商责任(EPR)并入该法案之中；允许政府征税/收取汽车制造商/进口商或所有者的循环利用税。将于2007年7月后生效。汽车产品回收利用技术政策 公告2006年第9号 ( 2006-02-06实施) 2006-02-06 第一章 总则 第一条 为保护环境，提高资源利用率，落实科学发展观，实现社会经济的可持续发展，特制定本技术政策。 本技术政策是推动我国汽车产品报废回收制度的建立的指导性文件，目的是指导汽车生产和销售及相关企业启动、开展并推动汽车产品报废回收工作。国家将适时建立本政策中提出的有关制度，并在2010年之前陆续开始实施。 第二条 本技术政策所称汽车，是指《机动车及挂车分类》（中华人民共和国国家标准GB/T15089-2001）中规定的M类和N类机动车辆。 第三条 本技术政策的适用范围，包括在我国境内销售、注册的新车型的设计、生产，以及在用汽车的维修、保养、报废拆解和再利用等环节。 第四条 要综合考虑汽车产品生产、维修、拆解等环节的材料再利用，鼓励汽车制造过程中使用可再生材料，鼓励维修时使用再利用零部件，提高材料的循环利用率，节约资源和有效利用能源，大力发展循环经济。 第五条 汽车的回收利用率，是指报废汽车零部件及材料的再利用和能量再生比率，通常以可回收利用材料占汽车整备质量的百分比衡量。 回收利用率参见《道路车辆可再利用性和可回收利用性计算方法》（GB/T 19515－2004/ ISO 22628:2002）等有关标准。 第六条 国家逐步将汽车回收利用率指标纳入汽车产品市场准入许可管理体系。 第七条 加强汽车生产者责任的管理，在汽车生产、使用、报废回收等环节建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系。 第八条 政府主管部门将适时制定、修订配套政策、标准，加强指导和监督管理，引导我国汽车产业根据科学发展观，制定科学有效的发展规划，促进材料的高效利用，降低能耗。 建立报废汽车材料、物质的分类收集和分选系统，促进汽车废物的充分合理利用和无害化处理，降低直至消除废物的危害性，不断完善再生资源的回收、加工、利用体系。2012年左右，建立起比较完善的报废汽车回收利用法律法规体系、政策支持体系、技术创新体系和有效的激励约束机制；建立回收利用经济评价指标体系，制定中长期战略目标和分阶段推进计划。 第九条 国家对从事报废汽车处理业务的企业实行核准管理制度，从事收集、拆解、利用、处置报废汽车的单位，必须申请领取许可证。禁止无许可证从事报废汽车收集、拆解、利用、处置活动。 第十条 汽车产业链各环节要加强开发、应用新技术、新设备，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，实施符合可持续发展理念的经济增长模式，力争在2017年左右使在我国生产、销售的汽车整车产品的可回收利用率与国际先进水平同步。 第一阶段目标：2010年起，所有国产及进口的M2类和M3类、N2类和N3类车辆的可回收利用率要达到85％左右，其中材料的再利用率不低于80％；所有国产及进口的M1类N1类车辆的可回收利用率要达到80％，其中材料的再利用率不低于75％；同时，除含铅合金、蓄电池、镀铅、镀铬、添加剂（稳定剂）、灯用水银外，限制使用铅、汞、镉及六价铬。 自2008年起，汽车生产企业或销售企业要开始进行汽车的可回收利用率的登记备案工作，为实施阶段性目标作准备。 第二阶段目标：2012年起，所有国产及进口汽车的可回收利用率要达到90％左右，其中材料的再利用率不低于80％。 第三阶段目标：2017年起，所有国产及进口汽车的可回收利用率要达到95％左右，其中材料的再利用率不低于85％。 低速载货汽车、三轮汽车、摩托车以及挂车等车辆，也应参考M类和N类机动车比照执行，具体目标及实施日期另行确定。 汽车生产、使用、报废各环节应注重对环境的保护，产生的废物的处理和处置要符合国家环境保护标准及相关政策法规要求，减少直至避免对人类生存环境造成损害。 第二章 汽车设计及生产 第十一条 在我国销售的汽车产品在设计生产时，需充分考虑产品报废后的可拆和易拆解性，遵循易于分捡不同种类材料的原则。优先采用资源利用率高、污染物产生量少，以及有利于产品废弃后回收利用的技术和工艺，提高设计制造技术水平。 第十二条 尽量采用小型或质量轻、可再生的零部件或材料，生产用材的选择要最大限度地选用可循环利用的材料，并不断减少所用材料的种类，以利于材料的回收利用。 汽车产品的所有塑料材料的回收及再生利用率要持续增加。 禁用散发有毒物质和破坏环境的材料，减少并最终停止使用不能再生利用的材料和不利于环保的材料。 限制使用铅、汞、镉和六价铬等重金属，上述重金属需依据一个定期复核的清单只在某些特定情况下使用。 企业要对含有害物质和零部件进行标志、编码。 第十三条 汽车零部件配套企业需向汽车生产企业提供其供应配件的材料构成、结构设计或拆解指南、有害物含量及性质、废弃物处理方法等相关信息，以配合整车生产企业核算其产品的可回收利用率。 第十四条 条件成熟时国家将推进汽车生产企业或进口汽车总代理商选择其品牌销售商或特约维修店进行旧零部件的翻新、再制造等业务，翻新、再制造零部件质量必须达到相应的质量要求，并标明翻新或再制造零部件。 第十五条 2010年起汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责回收处理其销售的汽车产品及其包装物品，也可委托相关机构、企业负责回收处理其生产、销售的汽车及其包装物品。 汽车产品包装物的设计、制造，应当遵守国家有关清洁生产的规定，符合标准要求。 电动汽车（含混合动力汽车等）生产企业要负责回收、处理其销售的电动汽车的蓄电池。 第十六条 汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责其产品回收并进行符合环保、回收利用要求的处理或处置，或按规定缴纳相关回收处理费。 不同类型汽车的回收处理费由有关部门根据我国不同时期报废汽车回收处理技术水平、再生能力、物价、委托处理业务等因素确定、调整。汽车价格因承担回收处理费而调整的，其增长部分不能超过规定的数值或比例。 回收处理费的管理、收支、用途等以公开、公正、公平的原则进行运作，并接受政府、企业及公众监督。 第十七条 汽车生产企业要积极与下游企业合作，向回收拆解及破碎企业提供《汽车拆解指导手册》及相关技术信息，并提供相关的技术培训，共同促进报废汽车回收利用率的不断提高。 第十八条 汽车生产企业要与汽车零部件生产及再制造、报废汽车回收拆解及材料再生企业密切合作，共享信息，跟踪国际先进技术，协力攻关，共同提高汽车产品再利用率和回收利用率。 汽车生产企业或进口总代理商要积极配合政府部门开展课题研究、政策制定等相关工作，主动开展提高汽车产品可回收利用率的科研攻关、技术革新、设备改造等工作。 第三章 汽车装饰、维修、保养 第十九条 汽车装饰、维修和保养过程中，要与汽车生产过程一样，选择和使用可回收利用率高、安全和环保的产品。 第二十条 拆卸及报废零部件，要分类收集存放，妥善保管，在政策允许的前提下，鼓励合格的拆卸零部件重新进入流通，作为维修零部件装车使用； 对报废汽车零部件及维修更换的旧零部件，鼓励有技术、设备、检测条件的企业进行再制造，作为维修备件用于汽车修理； 对已不具备原设计性能，又无再制造价值的拆解及报废零部件，应分别交给相应的材料再生处理企业进行再生利用，不应以倾倒、抛洒、填埋等危害环境的方式处置。 第二十一条 汽车保养、维修过程中产生的蓄电池、催化转化器、废油、废液、废橡胶（含轮胎）及塑料件等要按规定分类回收、保管和运输，交给相关企业进行加工处理、改变用途使用，或作为能量再生使用。 第二十二条 对含有有毒物质或对环境及人身有害的物质，如蓄电池、安全气囊、催化剂、制冷剂等，必须交由有资质的企业处理。 危险废物的收集、储存、运输、处理应符合《危险废物贮存污染控制标准》、《危险废物填埋污染控制标准》、《危险废物焚烧污染控制标准》等安全和环保要求。 第二十三条 对处理污染废物及有毒物质的企业实行严格的准入管理，加强监督检查，减少进而避免对环境和人身健康造成损害。 取得环境保护部门颁发的经营许可证的单位，方可从事危险废物的收集、利用、储存、运输、处理等经营活动。 第四章 废旧汽车及其零部件进口 第二十四条 除允许进口车用发电机、起动机及微电机进行再制造用于汽车维修外，不得进口废旧汽车零部件直接或经过再制造用于汽车组装生产或维修。 进口旧电机应符合《进口可用作原料的固体废物环境保护控制标准-废电机》（GB 16487.8–2005）的要求。 第二十五条 在不违反相关环保要求的条件下，材料生产企业可按规定进口报废汽车（已经成为切屑）及其零部件作为生产原料，但禁止以此类进口件装车及进入流通环节。 禁止从进口废旧汽车上拆卸零部件直接或经过再制造用于汽车组装生产或维修。 第二十六条 禁止进口加工能耗高、效率低、污染重或成本高，以及有毒、损害环境的汽车材料。 第二十七条 在发展资源再生产业的国际贸易中，严格控制汽车废物和其他废物进口。 在严格控制汽车废物和其他有毒有害废物进口的前提下，充分利用两个市场、两种资源，积极发展资源再生产业的国际贸易。 第五章 汽车回收及再生利用 第二十八条 回收拆解及再生利用过程中，要本着程序科学、作业环保、再生高效、低耗的原则，提高再生质量，扩大再生范围，减少废弃物数量。 相关企业要科学进行报废汽车的预处理、拆解、切割、破碎、非金属物处理（可证实的再循环和以后有可能用于能量再生的物质），提高报废汽车零部件及各种物质的再利用、循环利用和回收利用率。 第二十九条 汽车材料、物质生产企业应积极开发可循环利用且环保的新材料，尤其要加大对再生材料和替代材料技术的开发应用，扩大回收材料的再生领域，提高再生产品质量，促进循环经济的快速、健康发展。 回收拆解、材料再生及其它回收利用企业应不断提高技术与管理水平，与汽车产品生产企业协力实现我国汽车产品回收利用率分阶段目标，保证社会效益和经济效益。 第三十条 报废汽车回收拆解及再生利用企业要满足第三章对拆解零部件、废油液、贵金属材料、固体废物等的要求。同时，企业制定的操作规范应符合我国法律、法规、技术标准和法规等要求。 第三十一条 回收拆解企业应有必要的专业技术人员，具备与处理能力相适应的专门设备、场地等。 回收拆解及再生企业要通过结构调整、产业优化、技术改造等措施建立必要条件，增强节约与环保意识，完善处理设施，提高处理能力，逐步实现专业化、规模化作业。 第三十二条 为防止环境污染，实现汽车生产企业或进口总代理商承诺的可回收利用率，报废汽车回收拆解企业应与汽车生产企业或进口总代理商签定协议，提高废旧汽车产品的拆解、再利用能力。 对不能达到或不再具备回收处理协议要求条件的回收拆解企业，汽车生产企业或进口总代理商可依法废止协议。 第六章 促进措施 第三十三条 为有效实现报废汽车产品的回收利用，对提前达到产品可回收利用率或超过当时政策规定限值的企业、在生产中使用再生材料达到一定数值的企业、开发并应用回收利用技术及设备的企业和引进专用处理技术及设备并进行国产化开发的企业，国家将给予必要的优惠政策，以鼓励汽车产品生产和回收利用企业提高汽车产品的回收利用率，主动使用再生材料。 第三十四条 鼓励相关企业通过合资、合作及技术引进等措施，消化、吸收国外先进的产品设计、新型材料及环保产品生产、报废车拆解、旧零部件再制造和材料回收再生技术，开发应用先进的检测试验装置及设备，建立新型、高效生产技术体系，提高汽车回收利用技术与设备的国际竞争力。 第三十五条 政府主管部门将组织研究、开发和推广减少工业固体废物产生量的生产工艺和设备，公布限期淘汰产生严重污染环境的工业固体废物的落后生产工艺、落后设备的名录。 生产者、销售者、进口者或者使用者必须在国务院经济综合主管部门会同国务院有关部门规定的期限内分别停止生产、销售、进口或者使用列入前款规定的名录中的设备。生产工艺的采用者必须在政府有关部门规定的期限内停止采用列入前款规定的名录中的工艺。依照前款规定被淘汰的设备，不得转让给他人使用。 第三十六条 政府主管部门将适时制定汽车限用材料时间表，引导企业积极采用环保、有利于回收利用的材料。 产品在一定时间内达不到可回收利用率要求的汽车生产企业或进口商，将受到相应的处罚，并对其加收环保处理费。 第三十七条 提倡有利于节约资源和保护环境的生活方式与消费方式；鼓励使用绿色产品，如环境标志产品、能效标识产品等。 政府采购汽车产品时，要优先选择可回收利用率高的产品。 报废汽车车主、回收拆解企业等要严格按照国务院2001年颁布的《报废汽车回收管理办法》（第307号令）等相关政策法规交付、回收、拆解、处理报废汽车。 第三十八条 支持汽车发动机等废旧机电产品再制造；建立垃圾分类收集和分选系统，不断完善再生资源回收、加工、利用体系。 第三十九条 汽车生产主管部门及工商、环保等部门应依法加强监管力度，有效提高我国汽车产品的实际回收利用率。 第四十条 完善报废汽车回收利用网络，明确回收处理技术路线，制定促进报废汽车再生利用的法规、政策和措施。 政府有关部门将针对我国汽车产品回收利用情况，组织相关机构、企业等对有关政策、法规进行深入研究，制定、完善各项配套政策，力争如期实现我国汽车产品分阶段回收利用率目标。 附 录： 术语和定义 本技术政策及工作指南中的术语和定义参考《道路车辆可再利用性和可回收利用性计算方法》（GB/T 19515－2004/ ISO 22628:2002）。 1 车辆质量 vehicle mass GB/T 3730.2-1996中规定的整车整备质量。 2 再使用 re-use 对报废车辆零部件进行的任何针对其设计目的的使用。 3 再利用 recycling 经过对废料的再加工处理，使之能够满足其原来的使用要求或者用于其它用途，不包括使其产生能量的处理过程。 4 回收利用 recovery 经过对废料的再加工处理，使之能够满足其原来的使用要求或者用于其它用途，包括使其产生能量的处理过程。 5 可拆解性 dismantlability 零部件可以从车辆上被拆解下来的能力。 6 可再使用性 reusability 零部件可以从报废车辆上被拆解下来进行再使用的能力。 7 可再利用性 recyclability 零部件和/或材料可以从报废车辆上被拆解下来进行再利用的能力。 8 可再利用率 recyclability rate 新车中能够被再利用和/或再使用部分占车辆质量的百分比(质量百分数)。 9 可回收利用性 recoverability 零部件和/或材料可以从报废车辆上被拆解下来进行回收利用的能力。 10 可回收利用率 recoverability rate 新车中能够被回收利用和/或再使用部分占车辆质量的百分比（质量百分数）。 11 危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。 12 处理，是指对废旧物品及物质采用物理、化学等方法进行分解、清洁、组合、加工、再制造、再生等作业，达到再利用、无害化或减少危害程度、环保化要求的活动。 13 处置，是指将固体废物焚烧和其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其危险成分的活动，或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的场所或者设施并不再回取的活动。 14 汽车产品包括汽车整车、零部件及其它车用物质；汽车指汽车整车。 15 汽车生产企业指汽车整车（含改装）生产企业；汽车产品生产企业包括汽车整车、零部件及其它车用物质的生产企业。
金属材料再生技术、塑料材料再生技术、玻璃材料再生技术 、橡胶材料再生技术 、旧设备翻新再利用以上就是报废材料再生技术。
锅炉温度控制策略的应用研究 摘要:针对锅炉汽温控制的特点,设计了过热汽温串级模糊控制系统,介绍了系统的构成、原理 及该系统的优越性,并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。 关键词:汽温;串级模糊控制;系统仿真 0 引言 过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要 指标。假如过热蒸汽温度过高,若超过了设备部件 (如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片 等)的允许工作温度,将使钢材加速蠕变,从而降低 使用寿命。严重的超温甚至会使管子过热而爆破。 可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损 坏。过热蒸汽温度过低,会引起热耗上升,引起汽轮 机末级蒸汽湿度增加,从而降低汽轮机的内效率,加 剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中,必须保持过 热汽温稳定在规定值附近。通常允许变化范围为额 定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导 前汽温的微分作为补充信号的系统。其系统原理如 图1所示。 系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟 大、被调量反馈慢的特点,从对象调节通道找出一个 比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充 信号,以改善对象调节通道的动态特性。动态时调 节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在 静态时(调节过程结束后)θ1不再变化,则dθ1/dt= 0,这时过热器汽温必然恢复到给定值。实际使用 中,中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控 制系统的动态特性,但是,影响蒸汽温度的因素很 多,除减温水流量的扰动外,负荷的变化,工况的不 稳定,过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波 动。这些波动是无法预知的,无法用精确的数学模 型来描述。由于模糊控制不依赖被控对象的精确数 学模型,它主要是根据人的思维方式,总结人的操作 经验,完成控制作用,特别适合于大滞后、时变、非线 性场合,因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模 糊控制系统。 1 控制方案的研究设计 串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节 质量的最有效方法之一,所以设计的控制方案采用 串级模糊控制,其控制系统如图2所示。 图2中F为减温水流量调节阀。P为副调节 器,采用比例调节;FC为主调节器,采用混合模糊控 制器,即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联 而成,除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校 正汽温偏差,保证汽温控制的精度。 汽温调节对象由减温器和过热器组成,减温水 流量Wj为对象调节通道的输入信号,过热器出口汽 温θ2为输出信号。为了改善调节品质,系统中采用 减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号(称为导前 汽温信号)。当调节机构动作(喷水量变化)后,导 前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很 多。由于从调节对象中引出了θ1信号,对象调节通 道的动态特性可以看成由两部分构成:①以减温水 流量Wj作为输入信号,减温器出口处温度θ1作为 输出信号的通道,这部分调节通道称为导前区,传递 函数为G01(s);②以减温器出口处汽温θ1作为输入 信号,过热器出口汽温θ2为输出信号的通道,这部 分调节通道称为惰性区,传递函数为G02(s),显然 导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小 很多。系统结构如图3所示。 图3中有两个闭合的调节回路:①由对象调节 通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送 器Gm2(s)组成的副调节回路;②由对象调节的导前 区G01(s)、主控制器(PI+混合模糊控制器)、主检 测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。 引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作 用,从而使过热汽温保持基本不变,因此可以认为副 回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的 给定值,主要由主控制器(PI+混合模糊控制器)来 严格保持。只要θ2不等于给定值,主控制器就会不 断改变其输出信号σ2,并通过副调节器去不断改变 减温水流量,直到θ2恢复到等于给定值为止。可 见,主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变 给定值。稳态时,过热汽温等于给定值,而导前汽温 θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。 当扰动发生在副回路内,例如当减温水流量发 生自发性波动(可能是减温水压力或蒸汽压力改 变),由于有副回路的存在,而且导前区的惯性又很 小,副调节器将能及时动作,快速消除其自发性波 动,从而使过热汽温基本不变。当扰动发生在副回 路以外,引起过热汽温偏离给定值时,串级系统首先 由主调节器(PI+混合模糊控制器)迅速改变其输 出校正信号σ2,通过副调节回路去改变减温水流 量,使过热汽温恢复到给定值。由于主调节器(PI+ 混合模糊控制器)的惯性迟延小,故反应迅速。 因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中,副回路 的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他 进入副回路的各种扰动,对过热汽温的稳定起粗调 作用。主调节器的任务是保持过热汽温等于给定 值。系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的 PI调节器相结合,使控制系统既具有模糊控制响应 快、适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。 2 模糊控制器的设计 模糊控制是一种基于规则的控制,在设计中不 需要建立被控对象的精确的数学模型。 2.1 模糊控制器的结构设计 该系统以过热蒸汽的实际温度T与设定值Td 之间的误差E=Td-T和误差变化DE作为输入语 言变量,系统控制值U为输出语言变量,构成一个 二维模糊控制器。其结构如图4所示。 Ku为模糊控制器比例因子,Ke,Kec为量化因子。 Ke:在输入量化等级确定之后,算法中改变误差 输入论域大小即改变了Ke的值,Ke增大,相当于缩 小误差的基本论域,起增大误差变量的控制作用。 若Ke选择较大,则上升时间变短,但会使系统产生 较大超调,从而过渡过程变长;Ke很小,则系统上升 较慢,快速性差。同时它还直接影响模糊控制系统 的稳态品质。 Kec:Kec选择较大时,超调量减小,但系统的响应 速度变慢,Kec对超调的抑制作用十分明显。但在 Ke,Kec和Ku中,系统对Kec的变化最不敏感,一般Kec 可调整范围较宽,其鲁棒性较好,给实际调试带来很 大方便。 Ku:比例因子Ku实质上是模糊控制器总的增益, 它的大小对系统输出的影响较大。Ku增大,系统超 调量随之增大,动态过程加快;反之,Ku减小,系统超 调量减小,动态过程变慢;Ku选择过大将会导致系统 震荡。由于Ku的敏感性,故可调范围较小。 模糊控制器可调参数Ke,Kec和Ku对系统性能 的影响各不相同,改变这3个参数可使控制器适用 于不同系统的性能要求。 2.2 模糊概念的确定及模糊化过程 对输入变量E进行模糊化,选择语言集为{负 大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择如下 [-n,-n-1,…,-1,0,1,…, n-1, n],E的实际 变化范围为[-x,x],则量化因子为Ke=n /x。对偏 差变化率DE进行模糊化,选择合适的模糊论域和 偏差变化率范围,同理可以计算出相应的模糊量化 因子Kec,在这里为了方便起见,选择偏差e、偏差变 化率DE具有相同模糊论域。 对于输出量U,调节范围为[-R,R],语言集为 {负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择为[- m,-m-1,…,-1,0,1,…,m-1,m ],输出比例 因子为Ku=R /m。 在设计过程中,选取各变量的模糊论域,E= {-3,-2,-1,0,1,2,3};DE={-3,-2,-1,0,1, 2,3};U={-3,-2,-1,0,1,2,3},输入量E,DE 及输出量U模糊集的隶属函数选择为三角形,如图 5所示。 2.3 模糊规则的确定 模糊决策一般都采用“选择从属度大”的规则, 在过热蒸汽温度调节过程中,当系统的偏差较大时, 系统的快速性为主要矛盾,系统的稳定性控制精度 却是次要的,这时应使系统快速减小偏差;而当系统 偏差较小时,则要求以保证系统的稳定性及控制精 度为主。因而模糊控制规律应遵循:过热汽温上升 速度快,汽温偏高,则汽温的控制量应向下浮动;过 热汽温下降速度快,汽温偏低,则汽温的控制量应向 上浮动。因此采用的模糊控制器的模糊控制规则具 有以下的形式: if {E=AiandDE=Bi}thenU=Ci, i=1, 2,...,n 其中Ai, Bi以及Ci分别为E, EC、和U的模糊子 集。控制规则的多少可视输入输出物理量数目及所 需的控制精度而定。由于模糊控制器采用两个输入 E, EC,每个输入分为7级共有49条规则。 按模糊数学推理法则选则表1所示控制规则。 2.4 逆模糊化过程 文中采用的模糊推理方式是常用的Mamdani 的Min-Max-COA法,即前项取小,多规则取大合 成结论,然后取重心得出非模糊化结论的算法。在 上述规则中,Ai,Bi, Ci分别为论域E,DE,U的模糊 子集,根据上述规则可推出模糊关系Ri=ExDE,这 里采用的最小运算规则,在按最大—最小合成(max -min composition)推理算法求得控制器输出的模糊 子集为U=(ExDE)·Ri,其中“·”为合成运算,非 模糊化后的结论即为输出U的修正值。逆模糊化 方法采用重心平均法(centroid of area)。 3 系统仿真 为了说明串级模糊控制系统在锅炉过热蒸汽温 度的控制上有更好的调节效果,分别搭建具有导前 微分信号控制系统和串级模糊控制系统的仿真框 图。在保持相同输入信号条件下设置两系统被控对 象为相同的参数,以利于比较。 考虑到在实际应用中,各种随机扰动的影响及 过程的复杂性,被控对象有着大惯性、纯滞后的特 性,设系统的主副被控对象的数学模型分别为: 两系统仿真方框图搭建分别如图6、图7所示; 过热汽温响应曲线分别如图8、图9所示。 从仿真曲线可以很清楚的看到:串级模糊控制 系统应用在锅炉过热蒸汽温度控制上能够获得比具 有导前微分信号控制系统更好的调节效果。具有导 前微分信号的控制系统仿真曲线有振荡,有超调,动 态过渡时间长,误差大。而串级模糊控制系统仿真 曲线基本无振荡,无超调,动态过渡时间短,误差小, 有较好的控制品质。 根据现场锅炉运行情况,为了能 更好地说明问题,在保持两个系统中 各调节器、控制器参数不变的情况下, 同时改变两个系统的被控对象的参 数。 W02=e-5s12s+1 观察仿真曲线,如图10、图11所 示。 由于被控对象在电厂中各种设备复杂的运行环 境下,一直处于波动状态,改变主被控对象参数后而 其他参数保持不变时,具有导前微分信号的控制系
轮机工程技术论文范文篇二 燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析 摘要： 燃气轮机是21世纪乃至更长时间内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.介绍了燃气轮机的发展现状及其在热电联产工程中的应用，简述了联合循环和简单循环燃气轮机电厂的基本组合方式，并列举了目前应用在热电联产工程中的几种主要的燃气轮机.阐述了燃气轮机相对于常规火电机组的优点，分析了影响燃气轮机在热电联产工程中推广的因素，并对我国燃气轮机的发展前景进行了展望. 关键词： 燃气轮机; 联合循环电厂; 热电联产 中图分类号： TK 479文献标志码： A Analysis of the application of gas turbines in heat and power cogeneration projects SUN Peifeng， JIANG Zhiqiang (1. China United Engineering Corporation， Hangzhou 310022， China; 2. China Huadian Corporation， Beijing 100031， China) Abstract： The gas turbine is the core equipment of highefficiency clean energy systems in the 21st century and even longer period of time. The current situation of gas turbine development and its application in heat and power cogeneration projects were showed in this paper. Two types of application of gas turbines in heat and power cogeneration projects were briefly introduced， namely， the simple cycle gas turbine power plant and the combined cycle power plant， and gas turbines widely used at present in heat and power cogeneration plants were enumerated. The advantages of the gas turbine plant compared with conventional coalfired power units were described and factors which could influence the application of the gas turbine were analyzed. In addition， the prospects for the development of gas turbines in China were evaluated. Key words： gas turbine; combined cycle power plant; heat and power cogeneration 燃气轮机由压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助设备组成.燃气轮机的设计是基于布莱顿循环.压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气送入燃烧室，与喷入的天然气混合，并点火燃烧;燃烧后产生的高温烟气随即流入燃气透平中膨胀做功，推动透平带动压气机叶轮一起旋转.加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因此，透平在带动压气机的同时，还有余功作为燃气轮机的输出功输出. 由于燃气轮机的工质是高温烟气而不是水蒸气，故可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备.因此，燃气轮机电厂附属设备较少，系统简单，占地面积较少. 燃气轮机可分为重型燃气轮机、工业型燃气轮机和航改型燃气轮机三类.重型燃气轮机的零件较为厚重，大修周期长，寿命可在10万h以上，主要用于满足城市公用电网需求，例如日立的H25和H80系列燃气轮机、通用电气的F级燃气轮机、西门子的SGT-8000系列燃气轮机、三菱的M701系列燃气轮机和阿尔斯通的GT系列重型燃气轮机等.工业型燃气轮机的结构紧凑，所用材料一般较好，燃气轮机的效率较高，例如索拉的T130燃气轮机和西门子SGT-800燃气轮机，常用于热电联产工程.航改型燃气轮机是由航空发动机改装而成的燃气轮机，在航空领域运用较多，但也有应用于发电及相关工业领域，例如通用电气的 LM 系列航改型燃气轮机等.航改型燃气轮机的结构最紧凑，最轻巧，效率最高，但寿命较短[1-2]. 燃气轮机自上世纪30年代诞生以来发展迅速.当今国际上最新型的G型燃气轮机和H型燃气轮机，单机功率已达到292～334 MW，发电热效率已达到39.5%.其中，由G型燃气轮机组成的联合循环单机功率可达489 MW，发电热效率可达58.7%;由H型燃气轮机组成的联合循环机组的发电热效率可达60%[3-5].H型燃气轮机组成的联合循环机组是目前已掌握的热-功循环效率最高的大规模商业化发电方式.不仅如此，燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比，它具有重量轻、体积小、效率高、污染少、启停灵活等优点.燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速启动，机动性好.在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用电源，还能携带中间负荷，能较好地保障电网的安全运行，所以得到广泛应用[6]. 国内外科技界与产业界已经认识到燃气轮机将是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备. 1燃气轮机在热电联产工程中的应用方式 燃气轮机在热电联产工程中的应用形式主要有两种：一种是燃气轮机联合循环热电厂;另一种是燃气轮机简单循环热电厂. 燃气轮机联合循环热电厂由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机(背压式、抽背式或者抽凝式)和发电机共同组成.燃气轮机排出的做功后的高温烟气通过余热锅炉回收烟气中的热量而得到高温水蒸气，水蒸气注入蒸汽轮机发电.蒸汽轮机的排汽或者部分在蒸汽轮机中做功后的抽汽用于供热，形式有：燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环;燃气轮机、蒸汽轮机推动各自的发电机的多轴联合循环.单轴的燃气轮机联合循环电厂规模较大，例如通用电气的9F系列机组.而多轴的联合循环机组常见于中小型的燃气轮机联合循环电厂.因此，对于电厂规模相对较小的热电联产工程来说，常选择多轴的燃气轮机联合循环机组. 燃气轮机简单循环热电厂由燃气轮机和余热锅炉组成.该类型燃气轮机热电厂不配置蒸汽轮机，通过余热锅炉直接对外供热.因此该类型燃气轮机热电厂发电热效率相对联合循环燃气轮机热电厂较低，约为30%～35%之间;热电比和供热成本的指标方面，简单循环燃气轮机热电厂也低于联合循环燃气轮机热电厂[7]. 由此可见，燃气轮机联合循环可大大提高发电厂整体发电热效率.即使只有燃气轮机和余热锅炉组成的不配置蒸汽轮机的简单循环燃气轮机发电厂，其发电效率也高于常规的小型燃煤热电厂. 2热电联产工程中燃气轮机机型选择 热电联产工程遵循“以热定电”原则，首先满足外界对蒸汽负荷的需求，一般对发电量的需求相对较少.因此，对于热电联产工程来说，大功率的重型燃气轮机使用相对较少，常配置一些中小型的燃气轮机. 世界主要的中小型燃气轮机有：索拉的T130燃气轮机;日立的H25和H80燃气轮机;通用电气的6F和LM系列的航改型燃气轮机;西门子的SGT-800燃气轮机.各机型的主要技术参数如表1(见下页)所示(表中数据来自各个燃气轮机厂家产品宣传手册，且会因计算的天然气热值等参数变化而发生微小的变化). 表1各中小型燃气轮机相关性能参数 Tab.1 Performance parameters of some gas turbines 表1中，H25，H80 和6F为重型燃气轮机;SGT-800和T130为工业型燃气轮机;LM6000为航改型燃气轮机.从表1可知，工业型和航改型燃气轮机单机发电热效率相对重型燃气轮机的单机发电效率明显更高，但燃气轮机的排烟温度相对较低.由于排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较少，因此对于整个联合循环热电厂，工业型和航改型燃气轮机联合循环热电厂的整体发电热效率反而低些[8-9].简单循环的燃气轮机热电厂若选择工业型燃气轮机及航改型燃气轮机，其热电厂发电热效率会较高. 对于配置蒸汽轮机的燃气轮机联合循环，重型燃气轮机因其排烟温度较工业型燃气轮机和航改型燃气轮机高，排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较多，余热锅炉产出的供蒸汽轮机发电用的高温高压的蒸汽也更多.因此，重型燃气轮机联合循环整体发电热效率比工业型燃气轮机和航改型燃气轮机联合循环的发电热效率高.燃气轮机联合循环热电厂中大多选择重型燃气轮机. 从能量的充分利用和逐级利用角度讲，相比于燃气轮机简单循环热电厂，燃气轮机联合循环热电厂更具有优势.目前我国燃气轮机热电联产工程中，大多选择重型燃气轮机组成的联合循环燃气轮机热电厂，如浙江省的某热电厂，采用6F级燃气轮机匹配余热锅炉和蒸汽轮机组成燃气轮机联合循环机组对外供热供电，燃气轮机联合循环热电厂整体发电热效率约60%. 但是对于某些对占地面积有严格要求的场合，如海上油气平台井等，一般可选择结构紧凑、效率高的工业型燃气轮机或者航改型燃气轮机机. 具体燃气轮机机型的选择可根据各工程的实际情况进行分析、计算、确定，如热电厂的对外供热参数和供热量、装机容量、机组数量、占地面积、整体热效率等. 3燃气轮机联合循环热电联产工程相对于常规火力发电热电联产的优势[10] 相对于常规燃煤的小型火力发电的热电联产电厂，燃气轮机联合循环热电厂的优势主要有： (1) 高效：燃气轮机联合循环的发电热效率已经达到甚至突破60%，这是一般常规火电机组无法比拟的，甚至高于目前最先进的超超临界机组而稳居各类火电机组之首. (2) 单位造价低：燃气轮机联合循环机组单位容量造价约400美元·kW-1，而常规火电机组造价为600～1 000美元·kW-1;若我国国产燃气轮机的制造加工水平进一步提升，燃气轮机联合循环机组单位容量造价还有非常大的下降空间. (3) 低排放：燃气轮机联合循环不排放SO2以及飞灰和灰渣;NOx的排放量也非常低，一般都可以达到49.20 mg·m-3以下，甚至可以根据需要达到小于30.75 mg·m-3的水平，CO2的排放量可以做到11.25 mg·m-3;环保性能居于现有各种火电机组之上. (4) 节水：燃气轮机联合循环机组以燃气轮机发电为主，燃气轮机发电机功率占总容量的70%，联合循环机组所需用水量约为常规燃煤机组的1/3.这在某些缺水的地区显得尤为重要.若选择燃气轮机和余热锅炉配置的简单循环，整个电厂对机组冷却水量的需求相对于常规火电厂的冷却水量更是大幅度减少. (5) 省地：燃气轮机联合循环机组因附属设备较少，无需储煤场、输煤设施，占地面积仅为加脱硫装置的常规火电厂的1/3.这在城市边缘及城区的供热电厂显得尤为重要. (6) 建设工期短：燃气轮机联合循环机组最适合模块化设计，燃气轮机各部件模块可工厂化生产，运至现场吊装，因而大大缩短了燃气轮机电厂的建设工期. (7) 调峰性能好：通过余热锅炉的旁路烟囱，不运行蒸汽轮机及发电机组的情况下，一般在20 min 内就能达到燃气轮机及发电机组的100%负荷，而燃气轮机及其发电机组负荷占整个燃气轮机联合循环电厂额定负荷的70%左右，这保证了燃气轮机联合循环的良好调控性能，实现机组的日启夜停和调峰功能. (8) 操作运行和维护人员少：因为燃气轮机联合循环电厂自动化程度高，采用先进的控制系统，电厂对员工数量的需求大幅下降.一般情况下占同容量常规燃煤电厂人员的20%～25%就足够了. 4影响燃气轮机在热电联产工程中推广的主要因素 燃气轮机联合循环电厂在国外已经得到了普遍发展，近几年已占据美国电力市场的重要地位，欧洲的燃气轮机联合循环电厂也获得了长足的发展.目前我国燃气轮机联合循环电厂能否获得大力推广和发展，主要受制于如下三个因素： (1) 我国能提供多少天然气资源供燃气轮机发电工业使用;当前国内已有部分燃气轮机联合循环电厂因受制于燃料供应，每年运行的时间远远少于常规燃煤机组. 2012年，随着“西气东输”二线最后几条干线的建成投产，整个输气管道实现每年输气300亿m3.未来中国甚至有可能规划修建“四线”或者“五线”，进一步便于西部地区的天然气输送到东部地区开发利用. 另外，海上(东海、南海)天然气的开发、沿海港口城市液化天然气(LNG)的进口，也为联合循环发电扩充了气源供应条件.国内已经探明了华北、东北、西北三大煤层气资源储量，并将逐步开采. 随着天然气来源渠道的扩大，燃气轮机联合循环电厂的应用范围将大大突破西气东输管网和海上天然气所能影响的地区. (2) 如何合理确定天然气价格，使燃气轮机联合循环发电成本能够与严重污染的以煤为燃料的常规火电相竞争. 必须指出，天然气的价格对燃气轮机及联合循环的运行成本有着决定性的影响.在燃气轮机三项发电成本的组成中(设备折旧成本、机组运行维护成本、燃料成本)，燃料成本的比例高达60%～65%，即使在天然气的产地，运输过程费用大为降低，天然气价格相对东南沿海地区更加便宜，其成本占燃气轮机发电成本的比例仍然是非常高的[4].在天然气价格居高不下的今天，燃料成本高已经成为制约燃气轮机发电大力推广的一个关键性因素. 当前，作为工业企业及城市基础设施的重要组成部分的许多中小型燃煤热电厂，通常地处城市之中或者城市郊区，因此不可避免地会对当地大气环境质量产生很大影响.中小型燃煤热电厂改造为燃气轮机联合循环热电厂，对当地环境质量的改善效果非常明显，也最容易得到人民群众的接受和支持. 热电厂的燃料从煤炭改造为天然气，虽然合理调整了能源结构，提高了能源利用效率，减少了煤炭运输环节的损失和浪费，但是对燃气轮机联合循环热电厂来说，燃料成本必然要增加，能源代价必然会提高，因此争取群众和企业的理解和参与，合理分担部分天然气成本因素，是解决天然气市场和成本关系的一条合理途径. 政府在制定燃气轮机联合循环热电厂上网电价和外供蒸汽价格时，应考虑到燃气轮机的环境效益，适当提高上网电价和外供蒸汽价格，这也是对天然气成本过高的一种消化. (3) 从长远的角度看，我国燃气轮机整体行业水平的提高是决定我国燃气轮机及联合循环电厂能否大力推广的一个重要因素. 燃气轮机的发展水平代表着一个国家的重大装备制造业的总体水平.当前我国的燃气轮机技术水平与世界先进水平之间的差距还很大，燃气轮机的核心部件依赖于进口，燃气轮机的每次大修花费很大.若某些燃气轮机的大修只能运回美国等发达国家进行，则其费用更大. 近年来，为了推动燃气轮机工业的发展，按照“市场换技术”的原则，我国对规划批量建设的燃气轮机发电站工程项目采取“打捆”式招标采购模式，由国外先进燃气轮机制造企业与国内制造企业相互结合组成联合体，进行燃气轮机联合循环电站工程项目的竞争投标，以吸收和引进国外先进技术.在这一过程中，我国同时引进了世界三大动力集团(通用电气、西门子、三菱)的F级重型燃气轮机.在实现燃气轮机设备制造本土化和国产燃气轮机技术开发方面都取得了良好的成果.在吸收和引进国外先进燃气轮机技术的基础上，逐步实现了燃气轮机联合循环电站设备研发和制造的国产化、本地化和知识产权自主化[11-12]. 2008年，我国具有完全自主知识产权的110 MW级R0110燃气轮机进行了点火及实验验证，其性能已经接近于目前国际上先进的F级燃气轮机，对我国的燃气轮机设计、制造和加工的整体水平是一个巨大的提升[13-14]. 目前，我国燃气轮机技术水平与国际先进水平之间的差距正在不断缩小，我国的燃气轮机自主研发、生产制造等方面取得了重大进展.2012年9月12日，上海市科委重大专项课题“高温合金叶片制造技术研究”通过专家验收，这标志着我国在燃气轮机核心部件国产化、自主化生产的道路上迈出了坚实的一步. 从制约燃气轮机联合循环电厂发展的三个因素及我国目前的相应情况可知，我国大力发展燃气轮机联合循环的条件已经具备，燃气轮机联合循环电厂的快速发展在近期将成为可能. 5总结 实现节能减排，提高能源利用率是我国能源结构调整的目标.随着我国天然气资源的开发、利用及液化天然气资源的引进，我国燃气轮机联合循环机组将不断增加.燃气轮机联合循环以其高效、清洁和灵活的特点，必将成为我国未来大力发展的电厂类型. 目前可用于热电联产的中小型燃气轮机容量和整个热电厂供热能力与我国广泛使用的蒸汽轮机热电机组的规格十分接近，因而可在不改变外部系统，不增加发电容量和不间断供热、发电的前提下，以较短的时间、较低的投资和较合理的电、热成本实现对热电厂以气代煤的改造.这也是燃气轮机联合循环热电厂可获得大力推广的现实条件. 总之，燃气轮机联合循环机组在我国电力工业中的作用将逐渐增强，发展燃气轮机联合循环热电厂任重而道远，但是前景是非常光明的. 参考文献： [1]李孝堂.燃气轮机的发展及中国的困局[J]，航空发动机，2011，37(3)：1-7. 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