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        油田大中型工程復(fù)印機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造

        2022-05-09 02:30:24孫文波大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司
        石油石化節(jié)能 2022年4期
        關(guān)鍵詞:復(fù)印機(jī)顯示器端口

        孫文波(大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司)

        油田是產(chǎn)能大戶,也是能耗大戶。企業(yè)開展節(jié)能減排既是一種社會責(zé)任,也是企業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的一種必然要求[1-3]。大中型工程復(fù)印機(jī)主要用于油氣田地面工程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、特種設(shè)備設(shè)計(jì)、勘測設(shè)計(jì)等單位,并在油田企業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。工程復(fù)印機(jī)與常見的辦公型數(shù)碼復(fù)合機(jī)的原理是一樣的,但小型的辦公型數(shù)碼復(fù)合機(jī)只能復(fù)印最大A3幅面的文稿,而工程復(fù)印機(jī)能夠復(fù)印0#、1#等設(shè)計(jì)圖紙。在設(shè)計(jì)上也與辦公型數(shù)碼復(fù)合機(jī)有很大的區(qū)別,特別是在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)是完全不一樣的。由于大中型工程復(fù)印機(jī)的運(yùn)行功率相對較大,一般在3~10 kW,存在能耗高、運(yùn)行效率低和能源利用不合理的問題。為此,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,提出油田大中型工程復(fù)印機(jī)節(jié)能技術(shù)改造課題,并取得良好的節(jié)能改造效果。

        1 現(xiàn)狀

        目前,油田企業(yè)大中型工程復(fù)印機(jī)主要品牌有精工(日本)SEIKO、奇普(日本)KIP、施樂(美國)XEROX、理光(日本)RICOH、瑞網(wǎng)(德國)ROW等。從使用情況來看,這些大中型工程復(fù)印機(jī)的質(zhì)量基本能滿足油田生產(chǎn)要求。

        2 存在問題

        工程復(fù)印機(jī)使用過程中主要存在以下問題:

        1)設(shè)備空載率高,設(shè)備資源利用率低,系統(tǒng)能源利用效率低。

        2)設(shè)備能耗高,存在著節(jié)能潛力。電源使用控制方案不合理,存在著優(yōu)化空間。

        3)設(shè)備故障頻繁,設(shè)備開關(guān)電源可靠性差。

        4)供電電源質(zhì)量差,存在諧波干擾信號,影響工程復(fù)印機(jī)的正常使用,且增加能耗。

        3 節(jié)能技術(shù)改造措施

        3.1 設(shè)計(jì)電源使用控制方案

        將工程復(fù)印機(jī)設(shè)置為不使用時(shí)自動進(jìn)入低能耗休眠狀態(tài)。設(shè)置關(guān)閉顯示器時(shí)間為30 s,定時(shí)自動關(guān)閉顯示器。短暫休息期間,可使設(shè)備自動關(guān)閉顯示器;較長時(shí)間不用(超過1 min),使設(shè)備自動啟動“待機(jī)”模式;更長時(shí)間不用(超過20 min),自動啟用設(shè)備的“休眠”模式,定時(shí)自動關(guān)閉顯示器。

        3.2 開關(guān)電源

        對于ATX開關(guān)電源控制電路,按其組成功能分為交流輸入整流濾波電路、脈沖半橋功率變換電路、輔助電源電路、脈寬調(diào)制控制電路、PS-ON和PW-OK產(chǎn)生電路、自動穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路[4-6]。使用更可靠的ATX開關(guān)電源,替代原設(shè)備的開關(guān)電源。

        3.3 控制顯示器亮度

        將設(shè)備顯示器亮度調(diào)整到一個合適值,顯示器亮度過高既會增加設(shè)備耗電量,也不利于保護(hù)操作人員視力。

        3.4 設(shè)計(jì)安裝電源濾波器

        為了解決其他大型用電設(shè)備對工程復(fù)印機(jī)使用的干擾問題,采取了在工程復(fù)印機(jī)前安裝電源濾波器的方法,以確保電源供電質(zhì)量[7-8]。電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路,又名“電源EMI濾波器”,或是“EMI電源濾波器”。它是一種無源雙向網(wǎng)絡(luò),其一端是電源,另一端是負(fù)載。電源濾波器輸入、輸出側(cè)與電源和負(fù)載側(cè)的阻抗適配越大,對電磁干擾的衰減就越有效。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除,得到一個特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率后的電源信號。

        3.5 設(shè)計(jì)USB端口的外圍設(shè)備供電電路

        在設(shè)計(jì)的供電電路中,可從USB端口源獲得可調(diào)穩(wěn)定的電源,其電壓值介于1.25~3.75 V。在沒有其他恒壓源時(shí),USB端口可以給外圍設(shè)備供電,為500 mA、(5±0.05)V的電源。USB端口組成為:GND(地線)返回路徑和兩個信號電源線的VBUS(USB電壓)。如果只需要5 V時(shí),可以直接連接至USB端口的VBUS,在VBUS和GND之間加一個10μF的濾波電容。

        若應(yīng)用可調(diào)式電壓調(diào)節(jié)器,可得到1.25~3.75 V的穩(wěn)定輸出電壓值,其USB端口用于外部電路供電電路見圖1。穩(wěn)壓輸出電壓值計(jì)算見公式(1)。

        圖1 USB端口用于外部電路供電電路

        式中:VOUT為穩(wěn)壓輸出電壓,V;R2為電阻,Ω;R3為微調(diào)電阻,Ω。

        同時(shí),該供電電路具有保護(hù)電源短路或過載作用,其限制電流為500 mA,濾波電容不大于10μF,可以抵消浪涌電流。

        3.6 其他節(jié)能減排配套方法

        1)加強(qiáng)設(shè)備用電管理。對不需要運(yùn)行的設(shè)備要及時(shí)關(guān)機(jī),并拔掉電源插頭。若下班后不關(guān)電源,每天至少待機(jī)10 h,1臺工程復(fù)印機(jī)將增加耗電200 k Wh。

        2)加強(qiáng)工程復(fù)印機(jī)的定期保養(yǎng)。做好設(shè)備日常防塵、防潮工作,設(shè)備集塵過多將影響其散熱效果,顯示器集塵將影響亮度。

        3)工程復(fù)印機(jī)與打印機(jī)應(yīng)避免同時(shí)使用1個電源插座,防止兩者之間相互干擾影響。

        4)提升設(shè)備的利用效率。同一辦公區(qū)域共用1臺工程復(fù)(打)印機(jī),減少設(shè)備閑置,提高設(shè)備利用效率,節(jié)約能源[9]。

        5)合理選擇打印模式。運(yùn)用草稿模式打印,在打印非打印正式文稿時(shí),將標(biāo)準(zhǔn)打印模式改為草稿打印模式,既省墨又省電。根據(jù)不同需要,打印盡量小字號,既可節(jié)省打印材料,又可省電。

        6)合理選擇打印復(fù)印方式。當(dāng)打印的文件需要兩份以上時(shí),最好選擇打印一份底稿后,再進(jìn)行復(fù)印,這樣的組合比直接打印多份文稿更省電。

        4 應(yīng)用情況及實(shí)施效果

        4.1 應(yīng)用情況

        2020年10 月,對某采油廠1臺中型工程復(fù)印機(jī)實(shí)施了節(jié)能技術(shù)改造。該臺工程復(fù)印機(jī)額定功率為5 kW,使用時(shí)間已達(dá)10年,采取的技術(shù)改進(jìn)措施主要有應(yīng)用新的電源使用控制方案和ATX開關(guān)電源,安裝電源濾波器,控制工程復(fù)印機(jī)的顯示亮度等,并實(shí)施相關(guān)的節(jié)能減排配套方法。工程復(fù)印機(jī)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造前后測試數(shù)據(jù)對比見表1。

        從表1可以看出,該臺工程復(fù)印機(jī)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造后,其負(fù)荷率提高了41.6%;有功功率下降了1.86 k W;無功功率由改造前的4.69 kVar下降到改造后的2.36 k Var,日耗電量下降了44.64 k Wh,節(jié)能效果明顯[10]。

        表1 工程復(fù)印機(jī)實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造前后測試數(shù)據(jù)對比

        4.2 實(shí)施效果

        1)節(jié)能效果顯著。該臺工程復(fù)印機(jī)按年有效運(yùn)行時(shí)間200天計(jì)算,則每年可節(jié)電8 928 kWh。按0.653 kWh價(jià)格計(jì)算,則可節(jié)省電費(fèi)5 829.984元。

        2)提高了工程復(fù)印機(jī)的設(shè)備資源利用率和能源利用效率,提升了工程復(fù)印機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。

        3)降低了設(shè)備的無功功率,減小了無功損耗。

        4)采用先進(jìn)的ATX開關(guān)電源,有效降低了設(shè)備故障率,提高了設(shè)備的安全運(yùn)行可靠性。

        5)采用電源濾波器,解決了其他大型用電設(shè)備對工程復(fù)印機(jī)使用的干擾問題,并保證了供電電源質(zhì)量。

        6)采取節(jié)能減排配套措施,不僅確保了每臺工程復(fù)印機(jī)安全高效低能耗運(yùn)行,而且顯著改善了其作業(yè)辦公環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了工程復(fù)印機(jī)綠色低碳環(huán)保運(yùn)行。

        5 結(jié)束語

        通過實(shí)施油田企業(yè)大中型工程復(fù)印機(jī)節(jié)能技術(shù)改造,采取設(shè)計(jì)電源使用控制方案、選用ATX開關(guān)電源、控制工程復(fù)印機(jī)的顯示亮度、安裝電源濾波器,以及其他節(jié)能減排配套方法等節(jié)能技術(shù)改造措施,提升和改善了設(shè)備的能源利用效率,優(yōu)化了工程復(fù)印機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量,降低了設(shè)備運(yùn)行成本,達(dá)到了節(jié)能減排的目的。這些節(jié)能技改措施具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

        參與文獻(xiàn):

        [1]辛思維,林海洋,周立嬌.大慶油田節(jié)能減排措施探究[J].電子測試,2015(6):157-158.

        [2]李越冬,江紋.論政府開展節(jié)能減排審計(jì)的責(zé)任與意義[J].湖南財(cái)經(jīng)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2010,26(2):36-37.

        [3]朱益飛.利用測試分析提高中央空調(diào)運(yùn)行效率降能耗[J].石油石化節(jié)能,2014,4(12):38-39.

        [4]陳柬,陳棋.基于臺式ATX開關(guān)電路故障檢測裝置的設(shè)計(jì)與調(diào)試[J].貴州電力技術(shù),2014(6):68-70.

        [5]劉偉儉,陳潔利.一種利用ATX電源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)的方法[J].中國科技博覽,2011,21(27):260-261.

        [6]李興寧,劉永勝.電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)新模式探索[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,20(3):11-13.

        [7]黎慶錦.探討如何提高供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量的相關(guān)措施[J].信息通訊,2014,12(5):276.

        [8]曲濤,任元,林海雪,等.電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波:GB/T 14549—1993[S].北京:標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008:2-6.

        [9]劉磊,李波,周勝利,等.油田電網(wǎng)中諧波的危害與電能質(zhì)量測試[J].電能質(zhì)量,2011,1(8):57-58.

        [10]徐秀芬,余績慶,王學(xué)文,等.油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試與計(jì)算方法:GB/T 33653—2017[S].北京:石油工業(yè)出版社,2017:5-6.

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