碳化钙(cac2)俗称电石。工业品呈灰色、黄褐色或黑色,含碳化钙较高的呈紫色。其新创断面有光泽,在空气中吸收水分呈灰色或灰白色。能导电,纯度愈高,导电性愈好。在空气中能吸收水分。加水分解成乙炔和氢氧化钙。与氮气作用生成氰氨化钙。 电石是有机合成化学工业的基本原料之一。是乙炔化工的重要原料。由电石制取的乙炔广泛应用于金属焊接和切割。 生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石,即生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内,依靠电弧高温熔化反应而生成电石。生产流程如图所示。主要生产过程是:原料加工;配料;通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内,在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右,依下式反应生成电石:gao+3c→cac2+co。熔化了的碳化钙从炉底取出后,经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出:在开放炉中,一氧化碳在料面上燃烧,产生的火焰随同粉尘—起向外四散;在半密闭炉中,一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出,剩余的部分仍在料面燃烧;在密闭炉中,全部一氧化碳被抽出。 (一)电石生产工艺过程 烧好的石灰经破碎、筛分后,送入石灰仓贮藏,待用。把符合电石生产需求的石灰和焦炭按规定的配比进行配料,用斗式提升机将炉料送至电炉炉顶料仓,经过料管向电炉内加料,炉料在电炉内经过电极电弧垫和炉料的电阻热反应生成电石。电石定时出炉,放至电石锅内,经冷却后,破碎成一定要求的粒度规格,得到成品电石。在电石炉中,电弧和电阻所产生的热把炉料加热至1900-2200℃,其总的化学反应式为: cao+3c=cac2+co+10800千卡 (二)电石炉生产工艺 1、配料、上料和炉顶布料 合格的原料由原料加工车间经计量、配料后,由斗式提升机送入电炉车间料仓内,由炉顶布料设施、固定胶带输送机和环形布料机将料送入炉顶环形料仓。炉顶布料设施按需要把炉料布入料仓,由电炉加料管分批加入电炉内。 2、电炉 半封闭电石炉是由炉体、炉盖、电极把持器、电极压放和电极升降装置等组成,是生产电石的主体设备。电炉由变压器供电,炉料在电炉内经高温反应生成电石,并放出一氧化碳气体,生成的电石由出炉口排出,用烧穿器打开炉口,熔融电石流到冷却小车上的电石锅内。 电极的压放为油压控制,采用单层油缸抱紧提升电极锥形环油缸压紧导电鄂板,电极的正常升降由四楼三台卷扬机控制,电极的升降、压放、抱紧、下料控制全部在二楼操作室按电钮控制。 电炉由变压器供电,炉料在电炉内经高温反应生成电石,并放出一氧化碳气体,生成的电石由出炉口排出,用烧穿器打开出炉口,熔融电石流到冷却小车上的电石锅内。 出口炉设有挡屏和电弧打眼架,出炉口的上方设有排烟罩,用通风机抽出出炉时产生的烟气。 3、电炉冷却、破碎及包装 熔融电石在电石锅内用顶车机拉至走廊或包装间进行冷却,电石砣凝固后,用桥式吊车和单抱钳将电石砣吊出,放在铸铁地面上冷却,冷却到适度后将电石破碎到合格粒度,然后分等极进行包装,送入成品库。
氯乙烯的合成:HCL—→HCL缓冲罐—→HCL预冷器+乙炔沙封—→混合器—→石墨冷却器—→多孔过滤器—→预热器—→转化器→除汞器—→冷却器—→水洗组合塔—→碱洗塔—→汽水分离器—→机前冷却器—→单压机—→机后冷却器—→全凝器——→水分离器—→低塔加料槽—→低沸塔—→高沸塔—→成品冷却器—→单体贮槽。包括将乙炔和氯化氢混合后,进入装有氯化汞催化剂的反应器进行反应,在反应中放出的热量被管外的循环冷却剂带走,反应后粗氯乙烯气体经除汞器依次进入水洗塔及碱洗塔,洗去气体中的氯化氢及二氧化碳,碱洗后气体通过干燥塔进行压缩、全凝、液化,得到的液体氯乙烯通过低沸塔及高沸塔除去高沸物和低沸物,得到的精氯乙烯送入储罐。
电石工业诞生于19 世纪末,迄今工业生产仍沿用电热法工艺,是生石灰(CaO)和焦炭(C)在埋弧式电炉(电石炉)内,通过电阻电弧产生的高温反应制得,同时生成副产品一氧化碳(CO)。电石生产的基本化学原理 CaO+3C→CaC2+CO式中可见电石生成反应中投入的三份C,其中二份生成CaC2,而另一份则形成CO,即消耗了1/3 的炭素材料.⑴ 石灰生产生石灰(CaO)是由石灰石(CaCO3)在石灰窑内于1200℃左右的高温煅烧分解制得:CaCO3→CaO+CO2⑵ 电石生产电石(CaC2)是生石灰(CaO)和焦炭(C)于(电石炉)内通过电阻电弧热在1800~2200℃的高温下反应制得:CaO+3C→CaC2+CO电石炉是电石生产的主要设备,电石工业发展的初期,电石炉的容量很小,只有100~300KVA,炉型是开放式的,副产品CO 在炉面上燃烧,生成CO2 白白的浪费。电石行业是一个高耗能、高污染的行业。在原材料的运输、准备过程及生产的过程中都有污染物生成。现在这个行业国家规定比较严格,另外一氧化碳的回收也取得了很好的效果.
首先要选个题目,最好选个拿手点的,不然做起来有点困难题目选好后就要确定方向,即用什么方法去做,大的就类似于电子电路的产品设计和生产准备、精密图形制造、数控加工、电路制造的制程控制、电路制造的测试、电路制造的品管和控制工作,也可以从事电子电路及原辅材料的采购和销售、片式元件装联等的,小的就如微电子技术之类的了至于格式嘛,到百度搜索一下就有了,再按照格式要求去完成了,至于内容就要好好研究了
电子电工能从事各类电子设备维护、制造和应用,电力生产和电气制造、维修的复合型技术人才的学科。下面是我为大家整理的电子电工技术论文例文,希望你们喜欢。
浅谈电子设备的维护
摘要: 本文作者介绍了电子仪器设备的日常维护方法和要求,以及在使用中的注意事项、安全用电等问题。
关键词:电子设备;维护
中图分类号: V443文献标识码:A 文章编号:
电子设备在长期的使用过程中,需要维护。认真做好电子仪器的维护,对延长设备寿命、减小设备故障,确保安全运行以及保证仪器设备精度等方面具有十分重要的作用。仪器保管的环境条件一般为:环境温度: 0~40 ℃;相对湿度: 50%~80%(温度 20 ℃±5 ℃);室内清洁无尘,无腐蚀性气体。电子设备的维护措施大致可归纳为下列几项。
1 防热与排热
因为绝缘材料的介电性能、抗电强度会随温度的升高而下降,而电路元器件的参数也会受温度的影响(例如,碳质电阻和电解电容器等往往由于过热而变质、损坏),特别是半导体器件的特性,受温度的影响比较明显。例如,晶体管的电流放大系数和集电极穿透电流,都会随着温度的上升而增大。这些情况将导致电子仪器工作的不稳定,甚至发生各种故障。因此,对于电子仪器的“温升”都有一定的限制,通常规定不得超过 40 ℃;而仪器的最高工作温度不应超过 65 ℃,即以不烫手为限。通常室内温度以保持在 20~25 ℃最为合适。电子仪器设备说明书中会对使用环境温度作出规定。如果室温超过 35 ℃,应采取通风排热等人工降温措施,也可以缩短仪器连续工作的时间,必要时,应取下机壳盖板,以利散热。但应特别指出: 要禁止在存放电子仪器的室内,用洒水或放置冰块来降温,以免水气侵蚀仪器而受潮。对于内部装有小型排气风扇的仪器设备,应注意其运转情况,必要时应予以定期维护、加油、擦洗等。要防止电子仪器设备受阳光暴晒,以免影响仪器设备寿命。
许多电子仪器,特别是消耗电功率较大的仪器设备,大多在内部装置有小型的排气电风扇,以辅助通风冷却。对于这类仪器,应定期检查电风扇的运转情况。如果运转缓慢或干涩停转,将会导致仪器温升过高而损坏。此外,还要防止电子仪器长时间受阳光暴晒,以免使仪器机壳的漆层受热变黄、开裂甚至翘起,特别是仪器的度盘或指示电表,往往因久晒受热,而导致刻度漆面开裂或翘起,造成显示不准确甚至无法使用。所以,放置或使用电子仪器的场所如有东、西向的窗户,应装置窗帘,特别是在炎热的季节,应注意挂窗帘。
2 防振与防松
小型电子仪器设备的机壳底板上,一般装有防振用弹性垫脚,如果发现这些垫脚变形或脱落,应及时更新。对于大型电子设备,在安装时应采取防振措施。因长期使用运行或环境条件变化引起振动时,应及时报告有关部门,并会同有关部门采取防振措施,予以消除。在搬运或移动仪器时应轻拿轻放,严禁剧烈振动或者碰撞,以免损坏仪器的插件和表头等元件。
对于仪器设备内部接插式器件和印制电路板,通常都装有弹簧压片、电子管屏蔽罩、弹簧垫圈等紧固用的零件,在检修仪器设备时切不可漏装。在搬运笨重电子仪器设备之前,应检查把手是否牢靠,对于塑料或人造革的把手,应防止手柄断裂而摔坏仪器设备,最好用手托住底部搬运。
3 防腐蚀
电子仪器应避免靠近酸性或碱性气体(诸如蓄电池、石灰桶等)。仪器内部如装有电池,应定期检查以免发生漏液或腐烂。如果长期不用,应取出电池另行存放。对于附有标准电池的电子仪器(如数字式直流电压表、补偿式电压表等) ,在搬运时应防止倒置,装箱搬运时,应取出电池另行运送,以免标准电池失效。电子仪器如果需要较长时间的包装存放,应使用凡士林或黄油涂擦仪器面板的镀层部件(如钮子开关、面板螺钉、把手、插口、接线柱等) 和金属的附配件等,并用油纸或蜡纸包封,以免受到腐蚀,使用时,可用干布把涂料抹擦干净。在沿海地区,要经常注意盐雾气体对仪器设备的侵蚀。
4 防尘与防灰
要保证电子仪器处于良好的备用状态,首先应保证其外表的整洁。因此,防尘与防灰是一项最基本的维护措施。
由于灰尘有吸湿性,故当电子仪器设备内部有尘埃时,会使设备的绝缘性能变坏,活动部件和接插部件磨损增加,导致电击穿等,以致仪器设备不能正常工作。大部分的电子仪器都备有专用的防尘罩,仪器使用完毕后应注意加罩,无罩设备应自制防尘罩。防尘罩最好采用质地细密的编织物,它既可防尘又有一定的透气性。塑料罩具有良好的防尘作用,在使用塑料罩的情况下,最好要等待温度下降后再加罩,以免水汽不易散发出去,从而使仪器设备内部金属元件锈蚀,绝缘程度降低。若没有专门的仪器罩,应设法盖好,或将仪器放进柜厨内。玻璃纤维的罩布,对使用者健康有危害,玻璃纤维进入仪器内也不易清除,甚至会引起元器件的接触不良和干涩等问题,因此严禁使用。
5 防潮与驱潮
湿度如同温度一样,对元器件的性能将产生影响,湿度越大对绝缘性能和介电参数影响越大。防潮措施可采取密封、涂覆或浸渍防潮涂料、灌封等,使零部件与潮湿环境隔离,起到防潮作用。电子设备内部的电源变压器和其他线绕元件(如线绕电阻器、电位器、电感线圈、表头动圈等) 的绝缘强度,经常会由于受潮而下降,从而发生漏电、击穿、霉烂、断线等问题,使电子设备出现故障。因此,对于电子仪器,必须采取有效地防潮与驱潮措施。首先,电子设备的存放地点,最好选择比较干燥的房间,室内门窗应利于阳光照射、通风良好。在仪器内部,或者存放仪器的柜厨里,应放置“硅胶袋”以吸收空气中的水分。应定期检查硅胶是否干燥(正常应呈白色半透明颗粒状) ,如果发现硅胶结块变黄,表明它的吸水功能已经下降,应调换新的硅胶袋,或者把结块的硅胶加热烘干,使它恢复颗粒状继续使用。在新购仪器的木箱内,经常附有存放硅胶的塑料袋应扯开取出改装布袋后使用。
6 防漏电
由于电子仪器大都使用市交流电来供电,因此,防止漏电是一项关系到使用安全的重要维护措施,特别是对于采用双芯电源插头,而仪器的机壳又没有接地的情况。如果仪器内部电源变压器的一次绕组对机壳之间严重漏电,则仪器机壳与地面之间就可能有相当大的交流电压(100 ~ 200 V),这样,人手碰触仪器外壳时,就会感到麻电,甚至发生触电事故。所以,对于各种电子仪器必须定期检查其漏电程度,即在仪器不插市交流电源的情况下,把仪器的电源开关扳置于“通”的部位,然后用绝缘电阻表(习惯上称兆欧表) 检查仪器电源插头对机壳之间的绝缘是否符合要求。
7 定性测试
电子仪器使用之前,应进行定性测试,即粗略地检查仪器设备的工作情况是否正常,以便及时发现问题进行检查或校正。定性测试的项目不要过多,测试方法也应简便可靠,只要能确定仪器设备的主要功能以及各种开关、旋钮、度盘、表头、示波器等表面元器件的作用情况是否正常即可。例如,对于电子电压表的定性测试,要求各电压档级的“零位”调节正常和电压“校正”准确即可;如果无“校正”电压装置,可将量程开关扳置在“3 V”档级,并用手指碰触电子电压表的输入端,如果表头有指示,即表明仪器仪表电压功能正常;又如,对电子示波器的定性测试,要求示波管的“辉度”、“聚焦”、“位移”等调节正常,以及利用本机的“试验电压”或“比较信号”能观测相应的波形即可;再如,对信号发生器,要求各波段均有输出指示即可。
8 结束语
综上所述,在电子设备实际使用过程中,应根据设备的具体情况,正确、合理地选择相关的维护措施,使电子设备能够正常的工作。
参考文献:
[1]毛端海,戚堂有,李忠义. 常用电子仪器维修[M]. 北京: 机械工业出版社,2008.
[2]陈梓诚. 电子设备维修技术[M]. 北京: 机械工业出版社,2007.
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全文地址 摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。一、 引言从1962年,Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(PCR)的发展,应用PCR的DNA生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(Psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(Trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌—胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand –BOD)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的BOD测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种SPT1和SPT2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量BOD,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中BOD的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法[4]。除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的BOD值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°C,pH=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(Fe3+、Cu2+、Mn2+、Cr3+、Zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水BOD的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将BOD生物传感器经过光处理(即以TiO2作为半导体,用6 W灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低BOD的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的BOD值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(Pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(NOx-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的NOx-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在pH=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:pH=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(Pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸GF/A,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶G,与自动系统CL-FIA台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°C下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --NP-80E)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(Trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与NP-80E浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(Vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(Alcaligenes eutrophus (AE1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(Saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母CUP1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacZ基因的融合体。其工作原理,首先是CUP1启动子被Cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果Cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定CuSO4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌Alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium Spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(PCR)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用PCR技术的DNA压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的DNA样品进行同样的杂交反应并由PCR放大,产物为气单胞菌属(Aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的PSP毒素[20]。DNA传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化DNA生物传感器,能将DNA识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。
基本化学工业主要产品中的盐酸,烧碱,纯碱,氯化铵,氯气等主要是用工业盐为原料生产的;有机合成工业中需要大量氯化钠,此外,还用于肥皂制造,陶瓷,玻璃生产,日用化工,石油钻探,钻井工作液,完井液,石油化工脱水液,建筑行业早强剂,生产涂料的凝固剂,橡胶行业乳胶凝结剂;造纸工业添加剂及废纸张脱墨,化学工业的无机化工原料及硫酸根脱除剂,褐藻酸钠的凝固剂,防治小麦,苹果,白菜等腐烂及食品防腐剂,制取金属钠及其他钠化合物,钢铁热处理介质等;在水处理,公路除雪,制冷冷藏等方面,盐也有广泛的用途。
工业盐制作如下:基本化学工业主要产品中的盐酸、烧碱、纯碱、氯化铵、氯气等主要是用工业盐为原料生产的。有机合成工业中需要大量氯化钠。此外,还用于肥皂制造、陶瓷、玻璃生产、日用化工、石油钻探、钻井工作液、完井液、石油化工脱水液、建筑行业早强剂、生产涂料的凝固剂、橡胶行业乳胶凝结剂、造纸工业添加剂及废纸张脱墨、化学工业的无机化工原料及硫酸根脱除剂,褐藻酸钠的凝固剂、防治小麦、苹果、白菜等腐烂及食品防腐剂、制取金属钠及其他钠化合物、钢铁热处理介质等。在水处理、公路除雪、制冷冷藏等方面,盐也有广泛的用途。
工业用盐(工业氯化钠)有三个来源:(1)盐场盐,是盐场蒸发海水后得到的:海水泵入沉淀池沉淀---入蒸发池蒸发---入结晶池结晶,得到食盐。(2)湖盐,从盐湖中捞上来的。(3)岩盐,从盐矿中挖出来的。
电石炉气在循环经济的综合利用论文
[摘要] 本文简述了电石炉气的特性和利用价值,从电石炉气成分主要为CO和H2(约90%)可以看出,电石炉气可以作为燃料及化工原料来利用。然而简单地将电石炉气作为燃料使用并没有使其价值最大化,而以其为原料发展高附加值的化工产品则更有意义。因此,本文重点介绍了利用密闭电石炉尾气生产碳一化工产品的工艺,并与煤化工中煤造气工艺进行对比,发现以电石炉气为原料的工艺不仅可以全部利用电石炉气中的有效气体成分,还减少了碳的排放量,减轻了对环境的污染,同时可以有效降低碳一化工产品的生产成本和建设投资。
[关键词] 电石炉气;循环经济;碳一
电石是有机化工的基础原料,由它制得的乙炔可生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭黑等一系列数千种有机产品。在国内电石行业,无论是全密闭式电石炉、内燃式半密闭电石炉还是开放式电石炉,其尾气一直以来没有得到很好的利用,有的甚至直接放空烧掉,造成了资源的极大浪费。
1电石炉气特性及利用价值
电石炉气特性
使用密闭炉生产电石,每吨电石副产炉气量约400Nm3[1-2],其典型组成及物理性质如表1所示。从表1可以看出,炉气中含尘量大,具有黏、轻、细、不易捕集等特点;炉气内含微量焦油,它在温度大于225℃时呈气态,在温度小于225℃时容易析出,会使除尘布袋黏结堵塞;炉气本身温度很高,同时含有难以除净的大量粉尘,治理难度比较大,在利用前需要对炉气进行充分的净化处理。
电石炉气利用价值
从电石炉气成分可以看出,炉气中含有大量的CO和H2,是很好的燃料和化工原料,利用好这部分气体可以产生巨大的经济效益和社会效益。以我国2017年电石产量2500万吨计算,副产的电石炉气总量达到100亿Nm3左右,如能全部回收,可得到约75亿Nm3CO和亿Nm3H2。因此,炉气净化利用对实现能源回收利用、降低生产成本、提高经济效益,都具有重要的意义。
2电石炉气在化工中的利用及经济性分析
目前,部分企业的电石炉气只是经过简单处理后,作为燃料烧石灰、烧锅炉等使用,并没有将炉气价值最大化利用。电石炉气的主要成分是CO和H2,在经过深度净化处理后,可利用CO和H2发展后续高附加值化工产品,可用于生产合成氨、甲醇、乙二醇、二甲醚、甲酸钠等较高附加值的化工产品[4],目前国内已成功建成生产甲酸钠、合成氨、乙二醇的装置,详见表2。
合成氨和甲醇
[3]根据原料气分析以及物料平衡计算,电石尾气中氮气的体积分数约为5%,如单产甲醇,5%的氮气将作为无效气被放空,增加了压缩机的无效功;如单产合成氨,需要向系统中补充氮气,新增制氮装置,增加投资。综合考虑,如果采用以醇-氨联产工艺,即甲醇生产中串入合成氨生产,将炉气中的N2与H2合成氨,避免了合成甲醇过程中排放惰性气体而造成大量有效气体损失。醇-氨联产工艺不仅最大限度地利用了电石炉气,减少了排放量,又创造了经济效益。醇-氨联产工艺的流程示意图1所示。以电石炉气为原料,醇-氨联产工艺有以下几个优点:(1)充分利用了电石炉气中的气体成分,炉气的利用率更高;(2)利用甲醇合成后的尾气副产液氨,既最大限度利用了电石炉气,又创造了经济效益;(3)能耗低,与国内煤头制甲醇工艺相比能耗明显降低;(4)成本低,与国内煤头制甲醇工艺相比成本明显降低。
乙二醇
乙二醇合成气为高纯度的H2(,vol)和CO(99%,vol),且H2和CO的体积比约为。若以电石炉气作为乙二醇合成气,与以煤为原料相比,省去了煤制气的过程,消耗低,原料成本大幅下降,无疑是一种优于单纯以煤为原料的生产乙二醇的原料路线。以电石炉气为原料合成乙二醇的工艺流程见图2。2中可以看出,电石炉气只需要经过适当的变换及分离制氢后即可作为乙二醇的原料,不需要煤造气过程,可以节省大量的投资,具有良好的经济效益和社会效益。从国内电石炉气的在化工产品上的利用情况来看,新疆天业集团已经取得了成功。新疆天业以电石炉气为原料,采用煤制乙二醇技术,于2011年7月在新疆石河子开工建设了25万吨/年煤制乙二醇项目一期工程,规模为年产5万吨乙二醇。一期工程在2013年1月份建成并成功产出优等品乙二醇,产品纯度均超过国标优等品标准。在一期获得成功的基础上,二期工程20万吨/年乙二醇于2013年5月开工建设,并于2015年9月建成投产。
聚氯乙烯
[4]除了在碳一化工中利用外,在烧碱-PVC生产路线中,电石法PVC有两个重要的化学反应过程:(1)氢气和氯气反应合成氯化氢;(2)氯化氢和乙炔反应合成氯乙烯。在合成氯化氢过程中,为了避免氯化氢中的游离氯含量过高遇乙炔发生爆炸,参加反应的氢气一般过量10%左右。但电解氯化钠时,产生的氯气和氢气量是相同的,这样就需要过量的氢资源。而氯碱企业一般靠生产液氯来平衡氢气的不足,或者采用如水电解制氢或天然气制氢来补充氢气,这样都会带来投资增加和生产成本上升的问题。而从电石炉气成分可知,炉气中除含有体积分数80%左右的CO外,还有体积分数5%~10%的H2,这样可将炉气回收后经过等温变换、变压吸附等工艺分离出H2,用于合成氯化氢,剩余的CO可以继续作为碳一化工的原料来利用。炉气回收利用工艺流程如图3所示。在氯碱行业利润普遍不高的情况下,炉气回收利用不仅降低了电石生产成本,而且为PVC生产提供了氢气,具有显著的经济效益。
炉气回收利用的`经济性分析
采用煤与电石炉气为原料生产乙二醇合成气,主要的成本差异体现在合成气的原料气制备上,因此主要比较煤制合成气成本与电石炉气做为合成气处理成本。比较前提(1)生产相同规格和相同量的合成气(H2+CO);(2)煤制气按水煤浆气化工艺考虑;(3)电石炉气按项目外供给,按元/Nm3计价;(4)比较范围截至合成气的原料气,即不考虑后续变换、分离等。消耗比较基于的比较前提,对煤制气和电石炉气生产合成气的过程进行计算和分析,得到两种工艺过程原材料消耗和公用工程消耗情况,如表3所示。从表3中明显可以看出,采用电石炉气为原料,原料气直接由电石厂供应,消耗已计入电石生产中,因此对于化工装置来说原料气是已经制备好的;而采用煤气化,在造气环节要增加公用工程消耗和原料煤消耗,对项目所在地的煤资源保证有要求,同时还需要为煤气化配套建设公用工程。成本比较根据表3的消耗情况可知,电石炉气为原料气只需要计算原料电石炉气的成本,实际上电石炉气是电石生产副产品,因而其成本可认为是0。本比较考虑电石炉气从项目外电石厂外购,需按购买价计入原料气成本。成本比较结果见表4。从表4的比较结果来看,采用电石炉气为原料,每1000Nm3合成气成本可降低200元以上,折每吨乙二醇成本下降500元左右,成本降低非常显著。如果电石炉气能够实现内部供给的话,则电石炉气成本可以忽略,合成气成本下降更为可观。投资比较因合成气来源不同,投资差异会比较大。对煤制气与电石炉气两种原料过程进行了投资差异上的比较估算,其比较结果见表5。从表5可以看出,若煤制气投资基准值为0,以93750Nm3/h(可满足30万吨/年乙二醇生产)合成气规模计算,则采用电石炉气为原料一次性投资可减少约亿。
电石规模的影响
虽然电石炉气作为合成气原料,无论从投资上还是运行成本都较煤制气路线要低很多,但要利用好电石炉气还要看电石装置规模的大小。例如,利用电石炉气生产甲酸钠,10万吨/年电石可配套7万吨/年甲酸钠装置;而利用电石炉气生产合成氨、甲醇、乙二醇等高附加值的化工产品,10万吨/年电石仅能配套万吨/年甲醇或合成氨装置。如此小的化工装置很难产生经济效益,相当于利用了电石炉气的资源,但在配套建设的化工装置上多消耗了能源,使电石炉气回收利用的社会、经济、环保、节能效益大打折扣。因此,利用电石炉气必须要考虑电石装置规模。目前从新疆、内蒙等地电石企业来看,规模一般都在60万吨/年以上,如新疆天业电石产能已达到200万吨/年以上,这样的规模可以为化工生产提供足够的原料气。所以,若新建碳一化工项目无充足的电石炉气,可考虑与周边大型电石企业合作,由电石企业向化工企业提供电石炉气,从而实现资源互补,循环利用。
3结论
综合以上分析,利用电石炉气来生产化工产品,无论从一次性投资还是产品成本上都优势明显。电石炉气的开发利用已经引起了越来越多的关注,尤其是在化工领域已经取得了重大突破。电石炉气在碳一化工产品中的应用,目前行业内已经获得了成功,如果逐步推广到更多的化工产品中将会大大降低相关产品成本和投资,节能减排,提高经济效益,是循环经济发展的一大亮点。此外,除了生产电石外,冶金行业中生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等过程都会产生一氧化碳为主的炉气,且其炉气排放量大约是电石炉气的两倍。如果将电石炉气在化工产品上应用成功的范例,推广到整个冶金行业,将对整个国民经济能源节约、资源利用、环境保护有着重大贡献。
乙炔法生产聚氯乙烯的工艺路线,主要还是用电石作为原料,可以认为乙炔法生产聚氯乙烯就是电石法。这个工艺的路线大致如下:1、焦炭与氧化钙反应生产电石:cao+3c=cac2+co2、电石与水反应生产乙炔:cac2+2h2o=ca(oh)2+c2h2↑3、电解食盐水生产氯气:2nacl+2h2o=2naoh+h2↑+cl2↑4、乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯;5、氯乙烯单体聚合生产聚氯乙烯。生产乙炔的方法不只是有电石法,还可以用天然气法,但是目前国内还是用乙炔法的比较多。
氯乙烯的合成:HCL—→HCL缓冲罐—→HCL预冷器+乙炔沙封—→混合器—→石墨冷却器—→多孔过滤器—→预热器—→转化器→除汞器—→冷却器—→水洗组合塔—→碱洗塔—→汽水分离器—→机前冷却器—→单压机—→机后冷却器—→全凝器——→水分离器—→低塔加料槽—→低沸塔—→高沸塔—→成品冷却器—→单体贮槽。包括将乙炔和氯化氢混合后,进入装有氯化汞催化剂的反应器进行反应,在反应中放出的热量被管外的循环冷却剂带走,反应后粗氯乙烯气体经除汞器依次进入水洗塔及碱洗塔,洗去气体中的氯化氢及二氧化碳,碱洗后气体通过干燥塔进行压缩、全凝、液化,得到的液体氯乙烯通过低沸塔及高沸塔除去高沸物和低沸物,得到的精氯乙烯送入储罐。
铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。
铁路工务技术是铁路提高综合能力、运输效益的重要基础,是确保运输安全、提升服务质量的关键环节之一。我整理了铁路工务技术论文,欢迎阅读!
浅述铁路工务大机施工作业方法
摘要:我国铁路工务线路大修中的清筛捣固以前基本以小型机具养护捣鼓为主,难以保证线路
开通时列车速度限速条件。为了实现开通时速限速要求,提高生产力,我国铁路逐渐发展成了利用
大型清筛捣固机进行捣固的主要作业方法,保证了线路的安全运营,提高了施工质量,取得了较好
的经济效益和社会效益。
关键词:铁路;工务;线路大修;清筛捣固;列车速度;限速条件;方法
中图分类号:F53文献标识码:A
一.利用大机捣固作业施工特点
1.施工简便、工艺程序清晰易懂,减少了以往小型机具及人工施工的人山人海现场,管理者易
于管理;
2.施工速度快,施工精度高,起道精度横向水平差±2mm,前后高低差10m弦量不超过4mm,拨
道精度10m弦量正矢差±2mm,这些都是人工作业很难达到的;
3.清筛干净、废料集中;
4.整道后、道床稳定性好,减少了后期巡道养护工作量;
5.开通时速可达60km/h以上。
二、施工适用范围
1.本工法适用于轨矩为1435mm新建铁路的抄平、起道、拨道、捣固作业和既有线路的维修作业;
2.宽枕线路、整体道床和无碴桥面线路均不能使用本施工工法。
三、施工工艺
1.大型清筛机工作原理
大型清筛机由挖掘电机通过减速装置带动链轮,使挖掘链进行运转,对道床进行挖掘,并由连续
运动的扒板将污碴输入清筛机构。清筛机由电机带动运转,对挖掘机构送来的污碴进行离心筛分。污
土经刮板运送,由污土清扫机构抛到路肩以外。筛网上的净碴由筛带以同等的线速度飞落到回填输送
带上,由回填电机驱动的回填输送带不断地将筛分过的净碴经分碴板分流,均匀地回填到道床。由走
行机构和筛分机构不断的运转前行,使清筛道床作业连续进行。
2.大型捣固机工作原理
大型捣固机通过对各物理量(高低、水平、正矢等)的检测,转换为电信号放大后,控制执行机
构作业,执行机构的动作使原检测的物理量发生变化,反馈给计算机,再操纵执行机构作业,一直达
到预先给定的数值,电信号消失,作业停止。
(1).比例抄平和起道系统
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用于测量和修正轨道几何形状,横向抄平实现要求的超高,纵向抄平实现轨道纵向水平。
(2).拨道原理
为了保证线路的方向在作业后能达到规定范围,设置了一个闭环控制系统,只要输入理论要求,
它就能自动完成线路的拨道。
(3).捣固原理
根据钢轨类型,算定适当的捣固深度,在捣固电路的控制下,液压系统使捣固装置偏心振动轴高
速旋转,使所有镐头在道床中产生同等的压力。各对镐头独立工作,一旦一对镐头达到预定的压力值,
便自动停下来,其余镐头继续工作,直到各对镐头都达到预定压力值为止。
(4).捣固机二号位操作手输入由技术人员提供的起道量、拨道量、曲线要素等数据后由大型捣
固机的操作系统GVA装置按照线路要求自动完成抄平、起道、拨道、捣固和夯实等任务。
四、施工技术
施工前,必须编制详细的施工组织计划,召开各施工协调专题会议,统一布置施工配合、行车组
织等具体事宜。同时,要保证“天窗”时间,这是大机施工的必要条件。
1.大机施工的要求
(1).查清楚道床下是否埋有隐藏物或电缆,道床板结等不可或不利于清筛的地段,并加以标记,
大机清筛时绕过或加强警惕。
(2).轨道高程应低于设计高程10~30mm,距曲线起终点25m范围内的线路不能有拨道量和超高
设计高程的点。轨缝、轨矩、轨枕间距,轨枕方正符合《铁路轨道工程质量评定验收标准》,同时应
补齐配件,拧紧扣件。
(3).道床、道碴应补足、补均匀,使道碴与轨枕面平齐。桥上道床厚度应达到15cm以上。
(4).由于捣固车只能起道不能落道,所以对轨面超过设计高程的点要提前进行处理。
(5).技术人员应在清筛后,将所测量的拨道量,起道量的数据,用红油漆(或红粉笔)顺捣固机
作业前进方向,每5m一个点,标注在左恻轨枕斜坡上,曲线地段只标注起道量,在曲线的起点轨枕
面上标出曲线要素(曲线半径R、曲线全长L、缓和曲线长I、超高值H)并标出ZH(直缓点)、HY(缓
圆点)、YH(圆缓点)、HZ(缓直点)的准确位置。
(6).钢轨接头处和起道量超过50mm的地段,在钢轨内侧‖标记,需加强捣固。道床下埋有隐
藏物或电缆、道床板结,不能捣固地段用红色粉笔画“△”符号标明。
(7).应提前一天拆除桥上的护轮轨和平交道口铺面板、护轨,拆除加强设备如防爬器、轨矩拉
杆、钢筋混泥土防爬支撑和挡墙地段单侧护轨等。
(8).整道作业过程中,技术人员和测量工随捣固机检查标写在轨枕上的数据,并对钢轨进行编
号,验收整道线路,并将测量和验收结果汇集成表以便核对,经过验收合格当班交接,若不合格应及
时提出,立即返工,直到验收合格为止。
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2.清筛作业
(1).办理区间要点封闭手续,并确认区间封闭调度命令后,将清筛机开进作业地点;
(2).在大机前后各800m设置流动防护员进行防护,防护员随清筛机作业前进而移动。
3.整道作业
(1).作业开始前,到达作业地点后停车挂泵,启动柴油机,打开主作业开关。液压阀及气动阀
按正确顺序依次接通,再将各测量小车及弦线放置到位,最后打开左右夹持振动。依据实际情况选定
作业方法,各号位人员相互联络,确认准备工作就绪。
(2).捣固作业
一号位确认拨道表指针回红区内方可接通自动拨道开关,否则,需前后移动捣固机找拨道零点,
并对准镐窝。据线路情况正确选定镐头张开宽度、捣固装置下降速度和夹持时间。作业开始时二号位
应按1‰的比率顺坡至起拨道量。各号位人员随时联系。施工时,一号位监视水平表及指示灯的变化
情况;号位监视各显示仪表、前方线路情况、记录仪等,并进行安全监视;三、四号位监视捣固装置、
夯拍器、起拨道装置是否正常,有无异响,管道有无泄露,来回巡视检查各测量小车夹钳滚轮的位置。
(3).注意事项
①.起道量在501mm以下时捣固1遍,50mm以上时捣固2遍;
②.在变更曲线超高地段,里股轨起道量大于20mm的,分2次进行起道作业;
③.捣固机捣固频率不超过20次�Mmin;
④.对一次拨道量大的区段分次拨道;
⑤.对线路方向严重不良的地段,先用捣固机进行初拨道,然后再进行精拨道;
五、质量要求
1.质量控制
(1).大型捣固机每次前移、下插镐头、抱住轨枕,要求比较准确,以免影响整道质量。
(2).测量数据标注准确,道碴匀实。
(3).捣固机定期进行标定。
(4).捣固机操作人员必须掌握机械的结构原理及性能,了解线路状态及行车规则,严格执行操
作规程和各项规章制度,操作时要准确,熟练后再逐渐提高捣固速度。
2.质量标准
捣固作业必须严格执行《线路大、中修验收标准》
(1).轨距:误差+6,-2mm;变化率不大于2‰;
(2).水平:误差不超过4mm;
(3).轨向:①直线远视顺直,用10m弦量,误差不超过4mm;②曲线方向圆顺,用20m弦量,
现场正矢与计算正矢之差不超过4mm;③曲线始、终端不得有反弯或“鹅头”;
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(4).高低:①目视平顺、前后高低差用10m弦量不超过4mm;②轨顶符合设计标高,误差不大
于±20mm;
(5).三角坑误差不超过4mm。
六、安全措施
1.大机作业范围大,工种多,施工人员多,操作人员必须严格培训,持证上岗,按照安全操作规
程作业。
2.作业地段两端设置安全防护员。
3.作业期间,所有车下作业人员与捣固机的距离不得小于5m,严禁紧跟。
4.捣固机作业时,人员不能随意上下车。
5.对机械经常进行保养维修,严格交接制度,确保捣固机安全运转。
七、效益分析
利用大型养路机械明显比小机具及人工清筛整道效率高,大大减少了作业人员的数量,清筛整道
作业后,道床明显洁净整齐。行车速度在60km/h以上。一次作业合格率达100%,优良率95%以上。
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