發布時間:2023-10-12 15:36:24
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇工業節能方法,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:TB文獻標識碼:A文章編號:16723198(2013)23019102
1鍋爐監測測試應在正常生產實際運行工況下進行
標準明確規定測試應在“正常生產實際運行工況”下進行,這一規定是和進行節能監測的宗旨相一致的。節能監測是要把鍋爐使用中明顯不合理、明顯浪費能源的現象管住,監測是針對實際用能過程進行的。在整個能源消費管理體系中對用能過程實際狀況的管理和監督,它和能源使用以前(進入終端浪費前)的管理,例如對加工轉換環節的管理和優化,對生產、分配、輸送環節的管理等,具有不同特色,它和能源浪費以后的統計分析、效果檢查考核不同。它和能源使用環節和使用設備在使用能源以前的預計分析、設計計算也不同。監測工作的特點要求監測工作能反應使用過程實際。而監測又是在一個短時間內(一天內)進行的,那如何反映長期使用實際情況呢?這就是標準中提出的要求,即監測應在“正常生產的實際運行工況下”進行。
這就意味著鍋爐在監測時的負荷率應和保證生產系統用汽設備用汽的經常運行負荷一致。這里所說經常只能是指多數情況,對監測單位來說這是可以通過對運行日記的檢查了解到的。
另外標準中還特別強調了正常生產,這是指產品生產、用汽設備和裝置正常工作。生產安排組織長期不合理的影響不能作為排除監測不合格的理由,但某些生產上的偶然因素要排除在監測結果評價影響因素之外,也即生產出現偶然異常情況時不進行監測,這是監測單位應注意到的。
在生產正常的情況下,鍋爐設備不正常如負荷較低、參數配合不當等,在監測時應維持鍋爐使用的本來面貌,不應人為的調整到某種“最佳狀態”。
2監測時間
從熱工況達到穩定狀態開始,監測時間應不少于1小時。除需化驗分析以外的測試項目每隔15分鐘讀數記錄一次,取算術平均值。
關于監測時間的規定首先是考慮到獲得必要可靠的具有權威性測試結果的需要。對小型鍋爐,工況達到穩定狀態的準備時間約需1小時,在穩定后的一小時內各種熱力工況繼續保持穩定一般說是可做到的,這就要求生產用汽在二小時內參數不變負荷不變。對于特殊企業難以維持穩定一小時以上者,將有可能要求采取一些非常措施,如放汽放水維持穩定保證測試條件,對較大型的工業鍋爐4—10t/h以上,根據一般經驗實現的可能性是有的。
從測試的準確性來講,每小時監測四組數據從測量理論的角度說這是數理統計的基本要求,10個樣品的樣本屬于大樣本事件,4個樣品的樣本屬B級和C級之間的樣本,對母體的代表性較好,但又不是很高。
每隔15分鐘測一組數這一規定是由鍋爐熱工參數變化的靈敏性和出現某一干擾使整個負荷達到基本穩定的時間要求決定的。對工業鍋爐來說蓄熱放熱過程,工質變化過程都至少15分鐘。另外從鍋爐監測測試的工作量來看,如果我們認真的去做這些測定的話,完成一組數擾的測試周期也大約要15分鐘,時間間隔太短將使測試工作過于匆忙并影響質量,特別是對煙氣取樣和較大型鍋爐的鍋爐壁面溫度等非自動記錄式的測定更應細致的去作。
3監測所用的儀表應能滿足監測項目的要求
儀表必須完好,并應在檢定周期內,其精度不度低于20級。
所謂滿足監測項目的要求是指適應監測特點,即:要方便能在線進行測量,測頭的安裝拆卸不用大動土木,對原設備不帶來破壞,適應監測人員的技術水平,高級人員可使用復雜儀表。
儀表必須完好,并在檢定周期內,是保證監測結果權威性的要求,保證監測結果在執法爭議中權威地位的要求。
監測用儀表精度的要求,規定不低于2.0級,這是最低要求,可能困難較大的是煙氣分析,但不能再進一步放寬,否則將無法作為監測執法依據。
檢定周期內,不論是進口還是國產儀表,只要所使用的儀表經過了法定的檢驗,符合精度要求,并在檢定周期內,就滿足了標準的規定。
4排煙溫度的測試
排煙溫度的測試應在工業鍋斷面最后一級尾部受熱面后1米以內的煙道上進行,測溫熱電偶應插入煙道中心并保持電偶插入處的密封。
標準規定了排煙溫度的測試,首先是規定了測試地點,即“排煙溫度的測試應在工業鍋爐最后一級尾部受熱面后一米以內的煙道上進行”。鍋爐煙氣離開尾部受熱面后,在煙道上由于散熱,其溫度不斷有所降低,大約每米2℃,隨尾部煙道保溫不同略有不同。為正確反映排煙熱損失的大小,所以要求其測點不能離尾部受熱面太遠。但同時我們也應考慮到煙氣離開尾部受熱面之后有一定混合均勻化的作用。有時在尾部受熱面積灰結垢的情況下,煙氣剛離于尾部受熱面時具有較大的沿截面的不均勻性,測試結果代表性較差,排煙溫度測點也不宜離受熱面太近。
對于小型鍋爐尾部煙道截面不大于1.2m2時我們忽略煙氣成分和溫度沿截面分布的不均勻性,以煙道中心點煙氣溫度代表煙氣平均溫度。
在排煙溫度測試時,測溫熱電偶穿墻測試孔往往由于不嚴密而有冷空氣漏入,尾部煙道煙氣負壓要比爐膛大得多,冷空氣量增大影響煙氣的成分和溫度,這常常被測試者所忽視,所以標準特別指出應保持熱電偶插入處的密封。
對于大于10t/h的鍋爐,排煙溫度應進行多點測量,測量點按煙道截面等面積布置,截面可分為二、四、六個,視容量大小而定。
5空氣系數
煙氣取樣應在工業鍋爐最后一級尾部受熱面后1米以內的煙道中心位置處,煙氣取樣與測溫應同步進行。
空氣系數按公式(1)計算:
α=O2、RO2、CO、CH4、H2(1)
式中:O2、RO2、CO、CH4、H2……干燃燒產物的百分含量,為相應成分在干燃燒產物中的百分含量,%。由燃燒產物取樣化驗分析測得。對于固體和液體燃料不分析H2和CH4。
為了得到具有代表性的煙氣我們要求:(1)取樣和測量溫度應同步進行,即取樣同時測溫;(2)每15分鐘取樣一次,每次不得少于2升;(3)注意取樣管的密封不得有冷空氣漏入。
一般煙道煙氣的溫度都低于600℃,可采用ф(8—12)mm的鋼管作為取樣管,取樣管頂端封閉,測面按間距5—10cm均勻開孔ф(3~5)mm,在煙道深度方向均勻抽取煙氣樣。
取樣時應首先將空氣排出,抽出煙氣后,用球膽接通出氣孔,以煙氣沖洗三次,再用球膽取樣,密封送化驗分析。
煙氣成分分析可用奧氏氣體分析器或其他分析儀器,注意按使用說明要求正確配制試劑和進行操作。
6爐渣含碳量
裝有機械除灰設備的鍋爐,可在出灰口處定期取樣(一般每15—20分鐘取一次),取樣應注意均勻性和代表性。
原始灰渣樣數量應不少于總灰渣量的2%,當煤的灰分大于等于40%時,原始灰渣樣數量應不少于總灰渣量的1%,但總灰渣數在不少于20kg。當總灰渣量少于20kg。當總灰渣量少于20kg時應予全部取樣,縮分后的灰渣樣數量應不少于2kg,1kg送化驗,1kg封存備查。
根據工業鍋爐的熱平衡分析,機械不完全損失是鍋爐的主要熱損失之一,機械不完全熱損失的大小主要決定于爐渣含碳的多少。
爐渣的取樣是測定爐渣含碳量的關鍵,因此鍋爐監測中爐渣取樣是一項十分關鍵的工作。為了減少測試誤差,鍋爐監測期間應盡量避免濕法除渣以保證取樣的方便性和取樣的代表性。標準規定對于裝有機械除灰設備的鍋爐,可在出渣口定期取樣,取樣可在每組測試數據抄讀完后進行,間隔為15分鐘到20分鐘。如果使用小車人工除灰,則每次放灰時在小車取樣,灰渣樣從小車四角和中心位置等量檢取,檢取在適當考慮渣塊的大小和殘碳分布。不能專撿燒不透的或燒得好的。
灰渣原始樣的數量應不少于總灰渣量的2%,當煤的灰分含量大于或等于40%時,原始灰渣樣數量不少于灰渣總量的1%,每次監測原始灰渣樣數量不少于20kg。在實際操作中如在一小時內取樣四次按每次5kg取樣。
灰渣分析樣的制取:原始灰渣塊粒一般較大,應首先破碎至10mm以下,然后在清潔地面(鐵板上)采用四分法縮分,即先混合攪拌均勻,用人工自然堆積成圓錐體,再以頂點為中心進行十字分割,取相對兩部分作為分析樣品。標準規定縮分后的分析用灰渣樣應不少于2kg,取1kg送化驗室進行含碳量化驗,1kg封存備查。從原始灰渣樣到分析灰渣樣一般要經過3次的縮分。
7爐體外表溫度
爐體外表面溫度測點應具有代表性,一般0.5~1平方米一個測點,取其算術平均值,在爐門、燒咀孔、探孔等附近邊距300毫米范圍內不應布置測點。
在進行鍋爐節能監測的情況下,一般要求簡單快捷、直觀又能反映能源浪費(損失)的本質,從傳熱的機理來分析鍋爐的散熱損失根本上說是由于外壁溫度高于周圍環境溫度而引起的,所以由于保溫不好及維修較差使爐壁外表面溫度過高才引起散熱,外壁溫度升高還引起熱污染惡化鍋爐房工作條件。因此監測時只要把外壁溫度控制住就能控制其散熱損失。外壁溫度的測定并不困難,所以標準將其規定為監測項目,而不計算鍋爐外壁散熱損失的絕對值。
外墻壁面溫度的測量可用多點表面溫度計、表面熱電偶或其他溫度表進行。
為使所測表面溫度能反映鍋爐整體保溫狀況,標準規定應在爐壁外表面進行多點測量,大約0.5~1平方米表面積一個測點,取算術平均值作為測量結果。
關鍵詞:工業鍋爐;節能措施;方法
中圖分類號:TB文獻標識碼:A文章編號:16723198(2015)26026602
工業鍋爐節能的方向應當是盡可能地減少鍋爐的熱損失,提高用能裝置的效率,并從熱損失中挖掘能源潛力。根據上述方向,對工業鍋爐節能的主要途徑和措施進行歸納。
1正確選擇鍋爐的型式和容量
(1)要選用適合本地燃料的高效設備。
(2)盡可能按實際用氣量來選用設備,保持鍋爐穩定運行。
2采取措施,提高鍋爐的運行效率
2.1燃料供應要合理、精心調整燃燒過程
目前,我國普遍存在鍋爐用煤與設計煤種差別較大現象,所以選用煤種會直接影響鍋爐的熱效率。一般來說,鍋爐在操作時應注意爐膛溫度、灰渣含碳量、過剩空氣量、排煙溫度等指標,使之符合有關標準。
2.2燃煤鍋爐采用分層給煤
分層式鍋爐給煤裝置是利用重力篩選,將原煤中塊、末煤自上而下松散地分布在爐排上。
分層式給煤裝置使用效果:
(1)使用分層給煤裝置與普通煤斗相比,至少可使爐渣含碳量降低5%,熱效率提高2%。
(2)大幅度減緩老鷹鐵及側密封的燒毀程度;并因爐排漏細煤量的驟減,而使爐排掉片和起拱的可能性大大降低;由于通風條件改善,鼓、引風機的電耗相應降低;還因取消了煤閘板,不必擔心燒壞煤閘板,其綜合效益顯著。
(3)由于燃料充分,使排入大氣中煙塵的濃度及林格曼黑度大幅度降低。
2.3鍋爐受熱面經常清理
鍋爐受熱面積灰垢多,影響傳熱。灰垢的導熱系數約為水垢導熱系數的1/15,是鋼板導熱系數的1/450~1/750,可見灰垢的熱阻是很大的。
2.4加強維修,使設備經常保持良好性能
鍋爐設備的性能如果沒有保持在良好狀態下,就會影響過路的熱效率。
2.5加強保溫、防止漏風、漏水
鍋爐爐墻和熱力管網的溫度總是比環境溫度要高,所以部分熱量就要通過輻射和對流的方式散發到周圍空氣中去,造成鍋爐的散熱損失,同時也使爐膛溫度降低,影響燃燒,使不完全燃燒熱損增大。
中小型鍋爐,爐膛和尾部漏風現象很普遍。漏風即使煙氣量增加,排煙熱損失加大,又使引風機的負荷加重,耗電增加。爐膛漏風使爐膛溫度降低,對燃燒不利。因此,一旦發現“跑、冒、滴、漏”現象必須盡快修復,以維持經濟運行。
2.6鍋爐排污余熱回收利用
鍋爐排污分連續排污和定期排污兩種。連續排污又稱表面排污,要求連續不斷地從爐水鹽、堿濃度最高部位排出部分爐水,以減少爐水中鹽、堿及處于懸浮狀態的渣子物的含量。定期排污主要排除鍋爐爐內水渣及污泥等沉積物,所以其排污口多設置在鍋筒的下部及聯箱底部。
2.7提高入爐空氣溫度
設置空氣預熱器可以提高入爐空氣溫度,有利于縮短煤的干燥時間,促進揮發分盡快會發燃燒,強化燃燒,并可提高爐膛溫度,加強輻射傳熱。這對于劣質煤的燃燒尤為有利。一般入爐空氣溫度增加100℃,可是理論燃燒溫度增高30~40℃,可節約燃料3%~4%。
2.8鍋爐的自動控制
精心調整燃燒過程,一靠司爐工的責任心,二靠司爐工的技術水平,但是無論司爐工如何盡職盡責,由于司爐工無法及時了解爐內過剩空氣量,入爐煤量和煤的發熱量,因而送風量的調節只能憑經驗操作,總不能達到最佳狀況。利用鍋爐自動控制,能很好地解決上述問題。鍋爐燃煤的全自動控制,它包括水的三沖量水位控制和燃燒系統的進風自控、爐膛負壓引鳳自控、燃料量自控、氧量校正、蒸汽壓力校正等。3提高泵與風機運行的經濟性
(1)選用高效節能風機與水泵。
目前國內配套的鍋爐鼓風機、引風機效率約為85%,隨鍋爐配套的GC型鍋爐給水泵的效率為38%~62%,選用高效節能鼓風機和水泵,節能潛力較大。
新設計的鍋爐房應盡量選用高效節能風機和水泵,已經使用的風機和水泵,等到改造時也應該更換成新型風機和水泵。
(2)降低管道阻力。
(3)盡量配用合適的電機,避免大馬拉小車的不合理現象。
(4)提高泵與風機的檢修質量,加強維護管理,是提高泵與風機效率的一項重要措施。
(5)采取變頻調速。
變頻調速是一種常用的調速方式。變頻調速試指改變電動機供電電源的頻率,以改變旋轉磁場的旋轉角度,從而使電動機的轉速得到改變。
4鍋爐煙氣余熱回收利用
在鍋爐能效測試數據表明,排煙損失是工業鍋爐主要熱損失之一。
排煙熱損失的另一個方面是降低排煙溫度。
4.1燃煤鍋爐煙氣余熱回收
中小型燃煤蒸汽鍋爐,一般出廠都裝有鑄鐵省煤器,由于額定蒸發量4t/h(包括4t/h)以下的鍋爐一般都是間斷進水,還由于鑄鐵省煤器外部易結灰,內部易結垢,影響水的傳熱效果,所以,用了鑄鐵省煤器,鍋爐排煙溫度還偏高,一般都在200℃以上,經實踐證明,拆除鑄鐵省煤器改造成余熱水箱,可以明顯降低排煙溫度,效果好的排煙溫度在130℃以下,余熱水箱水溫在70℃左右,節煤效果明顯。
4.2有機熱載體鍋爐余熱回收
對于有機熱載體鍋爐,應該在尾部設計加裝蒸汽發生器,蒸汽發生器按特種設備進行管理。
關鍵詞:節能設計;配電設備;電氣裝置;用電費用
電力資源不足是我國現在面臨的一個重要能源問題,對于廠區而言作為我國的用電大戶,如果廠區能做好節約用電工作就會就能讓我國的用電緊張問題得到很大的緩解,所以在廠房設計中做好電力的節約措施,不僅能讓自身減少生產成本,提高經濟效益,也能為我國電力事業做出一定的貢獻。
1 工業廠房節能設計意義
我國的電力屬于一個階梯式電價,用電量越大,收費越高。所以對于廠區自身來說,減少用電量就能節約工作的成本,提高更大的經濟效益,但是從理論上分析,廠區對主要用電設備是生產設備,生產設備是的經濟價值是遠遠大于節電的意義,廠區的節電等的設計中一般都是在一些附屬設備上,主要在照明、通風、空調以及其他設備上。這些設備有時候加起來還沒有一臺設備的用電量高,但是因為很多廠區的用電設備是24小時運轉的,所以加起來也是一個非常巨大的數字,同時在設備上,有些用電設備的改進空間很大,如國能降低能源消耗的20%,那么廠區的經濟效益可以提升10%左右,其意義非常重要。
2 廠區節能的主要設計內容
2.1 照明系統的設計
在廠區節能改造中,照明節能改造是速度最快的改造之一,同時效果也最好。現在的照明技術發展迅速,節能燈、LED燈等技術能夠實現電能轉換光能的高轉換率,一盞LED燈的光源很好,而用電量是僅為普通燈泡的20%左右,同時光源為白光,照明效果好。
2.2 配電結構的設計
配電結構是用于電力配置工作的,配電共組的合理性直接影響到廠房用電的電量,在配電設計中,首先應該保證的就是設備的穩定,第二點是為施工人員的服務和保護的一些裝置,比如除塵裝置,通風裝置,照明裝置。第三則是設備的一些附屬設備,不如降溫設備、電子控制設備,廠房的監控等。配電是要由主次的順序的,人員的安全保障裝置是應該受到最重要的保護,尤其的廠區的除塵通風裝置需要保障正常運行的,同時對于照明設備也是配電的重點之一。
2.3 電氣設備節能設計
在廠房節能設備中,并不是所有的設備都是需要長時間的運轉的,比如空調系統,排水系統等都是需要可以暫停工作一段時間的,所以在設計這些系統的時候可以做到自動化技術的應用,通過傳感器的信號檢測,實現自動化的的設備管理,讓其自動的開啟功能和關閉能夠能夠實現電力使用的合理化要求。
2.4 能源利用設計
有的時候與節約能源更好的方式不如創造能源,在廠房的中,設備中有很多其他形式的能量是可以被利用的,而廠區外的一些自然環境的能量也是可以被使用的,比如使用風能發電,水能發電,同時也可以把一些能源回收再利用,比如可以在排風的口出增加渦輪機然后實現能量的部分回收,雖然永動機是不可能實現的但是能源的回收是可以做到的。在設計中要發散思維,讓能源得到重復的利用,提高能源的使用率。
3 基于節能角度下的工業廠房電氣設計要點
3.1 配電節能的設計
配電的系統一個的設計之間影響了廠區的用電設備的用電水平,從總體來看設備用電幾乎占到了總體用電的一半以上,而照明用電則在15%至20%之間,所以在配電工作中,各項用電應該在一個合理的區間內,如果配電過度就會造成設備過載運行,浪費大量的電能,溶蝕影響用電器的使用壽命。但是設備的電量不足就會導致設備不能正常工作,所以配電工作要從綜合方向考慮。優選高效節能型變壓器,實現變壓器的經濟運行。工業廠房配電系統中,配電變壓器是重要的電能轉換和分配設備,但其自身又是一個能源消耗設備,不僅為配電系統提供電能,而且變壓器自身也存在空載損耗和負載損耗,在配電變壓器在實際運行過程中會吸收一部分能耗。因此,合理選擇變壓器的容量和型號是提高配電變壓器電能轉換率、降低運行能耗的重要措施。對于高效節能型變壓器而言,其空載損耗和負載損耗也相對較小,變壓器的經濟運行是指變壓器負載最大時,變壓器的有功損耗降到最低,此時負載率成為經濟負載率,變壓器工作最為經濟節能,效率最高。
3.2 照明系統節能設計
進行照明設計要充分考慮對自然光的合理利用。在滿足建筑節能設計的同時,加大建筑外窗和單層廠房屋面安裝采光板就很好地解決了這個問題。對于一些高大的工業廠房可以采用一般照明加局部照明的設計方案,既滿足了建筑對一般照明的基本要求,又能照顧到局部加工作業隊照明的需求。在工業廠房電氣節能設計時,應優選高效節能的照明光源,如T5顯色性能好的新式節能熒光燈和緊湊型熒光燈,并配裝電子鎮流器或節能型電感鎮流器。近些年,LED照明技術發展迅速,其沒有頻閃、顯色性高,同樣亮度下LED耗能僅為普通白熾燈的1/10,熒光燈管的1/2。從已投產的工程案例來看,這種新型的照明設施已取得了良好的經濟效益。常規電感鎮流器其耗電量大約在燈具功率的20%以上,且其功率因數僅為0.4~0.5。新型節能型電子鎮流器不僅其自身運行能耗較低,而且其功率因數高達0.9以上,大大降低了照明燈具線損,同時燈具在運行過程中無功損耗較小,配電系統供電質量得到有效提高。另外,照明控制系統優化設計也是工業廠房電氣節能設計的研究重點,采取智能節能照明控制系統可以根據廠房實際用電需求,靈活控制照明燈具組合方案,按照時控、光控、自控、手控等多種組合方案,達到燈具的合理調節控制,達到降壓限壓幅度,節能效果十分明顯。
3.3 電氣設備節能設計
電機耗電大約占整個工業廠房耗電的90%以上,而且大多數電機其電能利用效率較低,存在很大的節能降耗潛力。對于200kW以下從經濟角度應優選低壓電機,對于355kW以上只有高壓電機;而對于200kW~355kW范圍的電機應從技術、經濟、運行能耗等多個角度進行綜合評估,以選取合適的電機功率。另外,隨著電力電子元器件價格不斷降低以及變頻調速控制技術日趨完善,應結合工業廠房電機拖動系統的實際情況采用變頻調速、軟啟動等先進控制措施對電機拖動系統進行節能降耗技術升級改造,以達到節能降耗的目的。
4 總結
在工廠的節能問題上說,是一項雙贏的工作,既能實現企業的利益效益,另一方面能幫助國家減少缺電現象,在電氣設備的使用上,想要達到節約用電的效果就要在配電、設備、自動化上不斷的發展,通過合理的配電和設備的合理使用,減少電力資源的浪費。同時發展新的技術,用自動化技術改善電氣設備用電浪費的問題。
參考文獻
[1]趙福彥.試析建筑電氣設計中的問題及策略[J].建筑知識,2016(2).
[2]周志明.建筑電氣設計存在問題對工程質量的影響[J].江西建材,2016(13).
關鍵詞:化工企業;節能;變頻調速;變壓器;電動機
Abstract: The chemical industry as a major energy consumption, the production process consumes a lot of electricity, in the situation of the world growing shortage of energy, energy saving can not only reduce the production cost, improve the economic efficiency of enterprises, enhance the competitiveness of enterprises, but also conforms to the modern chemical plant of the energy requirements. This paper discusses several methods of electric energy chemical industry, mainly includes the transformer energy-saving, improve power factor, reduce line energy loss, energy-saving motor, inverter energy-saving, reducing the harmonic, lighting energy saving etc, provide a reference for the electrical energy chemical enterprises.
Key words: chemical enterprise; energy saving; inverter; transformer; motor
中圖分類號:TU994
引言
隨著我國經濟的發展,工業化進程不斷加快,各行業的生產、日常經營都離不開電能,這使得電能供應變得日趨緊張。化工企業是一個電能消耗大戶,其生產過程會消耗大量電能,加重了我國電能緊張的局面。節省能耗,不但可以降低生產成本,提高企業經濟效益,增強企業競爭力,而且符合現代化工廠對能源利用的要求。除了加強生產管理外,節省能耗的關鍵在于改進生產工藝,積極采用新工藝、新設備、新技術和新材料,使生產過程中的水、電、汽及燃料的消耗得到進一步減少,以降低產品的能耗。
本文針對化工企業工廠電氣節能措施方面進行相關探討。在闡述電氣節能設計應遵循原則的基礎上,論述了化工企業中的幾種電氣節能方法,并結合生產提出了電氣節能技術的合理應用。
化工企業電氣節能的原則與措施
一、化工企業電氣節能的原則
化工企業電氣節能既不能以功能為代價,也不能盲目增加投資,為節能而節能。因此,應遵循的原則是經濟性和節能性。經濟性是指充分考慮實際經濟效益,合理選用節能設備及材抖,在較短的時間內收回在節能方面所投入的資金。節能性是指采取措施減少或消除無關的消耗,這應該是節能的著眼點。總之,節能設計應把握“滿足功能、經濟合理、技術先進”的原則。
二、節能措施
2.1 變壓器節能
變壓器被廣泛應用于輸電和配電領域,其容量和數量很大、運行時間長,總損耗很大,因而變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節能潛力。
(1)使用高效節能的新型變壓器,其中加速老變壓器更新換代是降低電網損耗的重要途徑。老變壓器淘汰要劣中汰劣,新型變壓器選型要優中選優。許多化工企業老變壓器數量大,不可能在一年內全部更新掉,必然逐年更新,所以先要淘汰技術特性最劣者,即用相同的投入資金取得最大節電效果。
(2)變壓器的負載率合理選擇
變壓器的損耗由兩部分組成,一部分是空載損耗(PN),它在變壓器一次繞組電壓和頻率恒定的條件下是固定不變的,與負荷大小無關。空載損耗由下式表示:PN=P0+KQ0-P0+ (KI0%·Se ×10-2)
式中:P0-變壓器額定空載有功損耗,近似為鐵損(kW);
Q0-變壓器額定勵磁功率(kvar);
K-無功經濟當量,一般取K=0.1kw/kvar;
I0%-空載電流百分值;
Se-變壓器額定容量(kvar)。
另一部分是負載損耗(PL),它不僅與變壓器的自身特性有關,還隨變壓器負載的增大而增大,是一個可變的損耗。負載損耗由下式表示:PL = (Pf +KQf)β2 =[Pf+K(Ud%·Se×10-2 )]β2
式中:
Pf-變壓器額定負載有功損耗,近似為銅損(kW);
Qf-變壓器額定負載漏磁功率(kvar);
β-變壓器負載率;
Ud %-變壓器阻抗電壓百分值。
選擇變壓器容量和臺數時,盡可能使變壓器負載率設計在40%~60%。在公式中,用微分求它的極值,在β=50%處的負載,變壓器的能耗最小。
另一方面,石油化工行業為連續生產企業(一般為二級負荷)對供電系統的可靠性有極其嚴格的要求,往往采用兩臺變壓器、雙段母線供電的方法來保證生產裝置不至于因供電中斷而停止運行,當一臺變壓器有故障時,可由另一臺變壓器帶全部負荷。從供電可靠性來說,負載率β一般取50%左右也較合適。
2.2 提高功率因數節能
化工企業節約能源可以通過功率因數的提升來實現,它的作用主要是通過輸電線路的電能耗損有效的減少、變壓器的銅損有效的降低、節約電能的同時也實現了電費的節約。
2.2.1 提高功率因數的措施。
(1)提高設備的自然功率因數。
在化工企業中使用大量的電動機,它們的用電占整個工廠用電比例幾乎可以達到60%之多。通過選擇合適的電動機,既能滿足工廠正常的運行需要,也能盡可能降低能源的消耗,同時強化管理,提高其運轉效率,從而提高生產率,降低電能的損耗。按照國家相關的標準規定,根據負載率三相異步電動機具有三個運轉區間:
第一,經濟運行區,負載率在70%到100%之間。
第二,一般運行區,負載率在40%到70%之間。
第三,分經濟運行區,負載率低于40%。
電動機的運行經濟水平主要體現在其功率因數和效率,同時這兩個指標又和電機的負載率具有直接的聯系。若電機要保持較高的功率因數,應在經濟運行區運行。這就要選擇合適的電動機保持較高的功率因數。一般來說,變壓器負荷率不高于50%的時候,就會導致其功率因素的降低,因此應使變壓器的自然功率因數保持在較高的水平,大約在80%左右。
(2)采用人工無功補償裝置。
化工企業用電設備每月平均自然功率因數往往達不到供電部門要求的高于0.9,這就要企業安裝無功補償設備來提升功率因數。當前化工企業一般使用的人工無功補償裝置主要是并聯電力容器,主要采用就地補償和集中補償兩種方式,分別用于比較大型的用電設備附近和在配點所得高壓和低壓側集中安裝電容器來進行集中補償。就地補償的效果好于集中補償,可使輸電線路和變壓器的有功損耗有效的降低。就地補償還可以有效的減小化工車間配電線路的截面面積。但是就地補償投入成本和占用空間大,給維護和保養工作帶來了一系列困難。針對這種情況,很多化工廠都是在配電所里采用集中的方式進行補償。化工企業通過利用這種形式可以有效的提升功率因數,很大的減少了無功消耗,有效的提升供電設備的能力,降低企業能源消耗,使企業的電費支出有效降低。
2.3 減少線路上的能量損耗
在一個工程中,使用的各類導線電纜不計其數,線路上的總有功損耗是相當可觀的,減少線路上的損耗必須引起足夠的重視。線路上的電流無法改變,只有減小線路電阻來減少線路損耗。石油化工企業大量使用銅導線,由線路電阻公式可知,減少線路的損耗只有兩條措施:
(1)減小導線長度。變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離;線路也應盡量走直線,少走彎路,以減少導線長度。
(2)增大導線截面。導線截面增加雖然能降低能耗,但成本也增大,因此在技術合理時,必須按經濟電流密度選取導線截面。
因此,化工企業配電所的位置應接近負荷中心,減少重復的變電容量,縮短供電線路半徑,按經濟電流密度選擇導線截面。
2.4 變頻器節能
變頻器是通過改變定子的供電頻率來改變同步轉速以實現電機的無級調速,變頻器節電主要包括以下幾個方面。
2.4.1 軟啟動
采用變頻調速的方式來啟動電動機可有效的降低電能的損耗。采用冷啟動的方式需要耗費電機額定電流的6到7倍,而軟啟動只要在電機額定電流的范圍之內就可以完成。
2.4.2 節省設計冗余
為了防止出現極端情況,在設計初期往往預留一定空間,這部分冗余設計在日常生產中產生大量浪費。變頻器在節能方面十分優異的表現,用變頻方式對電動機進行調速可有效優化生產工藝,變頻器根據負載的變化進行適當調速,從而有效的對電機輸出功率進行調整,可有效降低這部分能耗,這在很多企業中得到廣泛推廣。
2.5 降低高次諧波
高次諧波產生的根本原因是由于電力系統中某些設備和負荷的非線性特性,即所加電壓與產生的電流不成線性(正比)關系而造成波形畸變。由于電力系統中存在著各式各樣的諧波源,使得高次諧波的干擾成了影響電能質量一大“公害”,因此諧波的治理是十分必要且有實際經濟效益的。
限制電網諧波的主要措施:
(1)變壓器采用/Y結線,可以消除3的整數倍的高次諧波。
(2)增加整流變壓器二次側的相數。
(3)使用無諧波污染的綠色變頻器。
(4)使用無源濾波器或有源濾波器。
因此,化工企業要想節能必須增設諧波濾波裝置,在變壓器低壓側選用帶諧波抑制的電容補償裝置,進行高次諧波防治。目前,部分企業剛剛起步甚至沒有給予足夠的重視,石油化工行業諧波治理工作需要我們共同努力。
2.6 照明系統節能
在化工企業中,除了電機用電之外,還有很大一部分消耗在照明設備中。在確保照明的效果能夠滿足生產順利進行的前提下,盡可能減少照明所消耗的電能,提高電能照明效率。
(1)化工企業使用的照明設備主要是白熾燈,因其具有造價低廉、質量可靠且安裝和維護都十分方便等優點,但是其發光效率較低,電能消耗大,因此很多新的照明設備逐漸開始替代白熾燈。根據使用場所和周圍環境對照度要求及不同電光源的特點,應當經濟合理選擇新的高發光效率電光源,如熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。在化工企業的照明系統設計過程中應該盡可能減少白熾燈的使用,從而提升光效率,節約電能。要充分利用自然光,合理選擇照明方式,消除不必要的照明。
(2)節能燈的附件——鎮流器也是耗能產品,傳統電感鎮流器耗電量為燈具功率的20%以上,功率因數僅0.4~0.5,故其無功損耗和額外線損很大;而新型電子鎮流器不僅自身功耗很低,以36W熒光管用電子鎮流器為例,僅1~3W,且功率因數高達0.9以上,線損也大為降低,電網質量得以提高。因此,照明設計中應提倡采用優質節能電子鎮流器。采用高效燈具與附件,用電子鎮流器替代傳統電感鎮流器可節電20~30%。
(3)智能節能照明控制器是以微處理器技術和現代電力電子技術為基礎開發的高性能產品,它具有靈活的可編程序控制功能,多種控制模式,能實現全夜燈及半夜燈控制,且有后半夜再降壓調流功能,節能效果更理想。
表1 某化工有限公司廠區路燈照明采用與不采用智能節能照明控制器用電量對比
從表1中可以看出采用智能節能照明控制器節能效果顯著。使用該設備不僅節約了電能,還實現了無人值班,提高廠區照明的管理水平。同時,照明最佳運行方式的設定,使燈具使用壽命延長,從而減少維修工作量和設備費用,控制回路和負載回路分開,控制回路采用低電壓,使得人身安全得到了保障。
(4)其它
廠區路燈及廠房內照明采用三相供電,照明負載三相分布的不平衡會造成一定的損耗。因此在照明設計中要盡力做到將負載平均分配到每相工作,使三相負載均衡。
功率在40W以上的氣體放電光源,根據具體情況,分散或集中的安裝電容器,補償無功功率。
總結與展望
盡管化學工業節能工作取得了較好的成果。但能耗水平與國外先進水平相比還有較大差距,國內企業之間的能耗水平也有很大差別。國內在電氣節能設計領域中面臨著新的挑戰,國外的設計公司在設計過程中十分重視環保和節能,如果我們在設計過程中不重視節能,就有可能被淘汰出局。而節電節能工作牽涉的面又十分廣泛,從發電廠開始到線路末端的用戶都應該高效地使用電能以減少損失。對于設計者而言,就是要合理的選用設備,合理確定供電電壓等級以及采用新材料、新技術等。
進一步降低化學工業單位產品能耗,需從調整結構、加強節能管理、技術節能三個方面著手。降低單位化工產品能耗,尤其是高耗能產品的單耗,應采取有效的技術措施。但近年來,化工行業的技術節能成果并不明顯,企業采用先進節能技術還存在許多障礙有待克服。
化工企業節能潛力很大,節能降耗不僅能給企業帶來經濟效益,還能帶來一系列社會效益。在環境效益方面,因節電可降低發電廠CO2的排放量,對環境保護有著巨大的推動意義。可實現高效率地利用能源,最低限度地影響環境,使之成為生態的、可持續的綠色化工企業。
參考文獻
[1]宋萬圣,朱慶斌.高壓變頻器在化工生產中的應用[J].中國科技信息,2009,(20):131-132.
[2]趙純禹.淺談石油化工企業電氣的主要節能方法[J].石油和化工節能,2007,(4):8-12.
1世界多功能林業發展的成功經驗
具有多種功能是林木的自然稟賦,不同功能的重要性及其利用具有時代變化和區域特征,多種功能之間具有對立統一的矛盾關系,而且環境越惡劣和利用壓力越大時表現得越突出,需要通過合理規劃和科學經營才能把多種功能潛力變為實際最優的整體效益。比較和分析美國、德國與澳大利亞多功能林業發展及阿根廷人工林多功能經營的成功經驗,可為我國提供借鑒和參考。
1.1美國森林多功能經營經驗
美國森林面積3億hm2,覆蓋率33%,蓄積量136m3/hm2[7];林業經濟發達,承擔著重大社會職能;林產業年產值約2500億美元,提供150萬個國內直接就業機會,工薪總額近300億美元;木材、木制品、紙漿、紙等出口量居世界前列。伴隨著國民經濟發達和城市化建設,美國森林資源仍保持穩步增長。
1.1.1多功能經營效果好
20世紀后期,美國提出“新林業”理論即“生態系統經營”思想[8]。新林業實踐強調林業的多功能發揮及構建合理的森林結構和森林形態,在大范圍、大框架、長時期內對林業進行綜合規劃和多種經營。美國重視開發與保護的平衡,確立的可持續發展觀深入人心,成為全社會的共識和各方的自覺行為;不僅有社會的呼吁、學界的建言、政府的規制,企業也奉之為圭臬。美國林業多種經營,有木材業、造紙業、非林木產業、森林旅游、休閑、漁獵業等。其中非木產業提供藥食和保健品、花卉及景觀植物和特色木產品,創收數千萬美元[7]。美國人酷愛森林旅游、露營和漁獵活動,平均將年收入的10%花費在這類活動上;包括國家公園、保護區、野營地等在內的各林區每年接待旅游人次數以億計,創造了可觀收入。美國林業重視森林和水、土壤、空氣、生物的關系,強調城市生態系統建設,國家公園和保護區的大片森林營建在城市中間及周邊地區,已取得良好的生態和社會效果。
1.1.2產權明確,法律規范
美國森林原來大部分為聯邦、州和地方政府所有,20世紀初通過準許私人擁有森林法律,以優惠政策將土地轉到私人手中,現在森林以私有林為主,占2/3,公有林占1/3[7]。私有林以商用為主,幾乎所有木材都由私有林提供;私有林主既有個人也有企業,人數眾多,自主經營、自負盈虧,是造林和木材生產的主體,擁有的林地是私有財產并受到法律保護。私有林作為私有財產向政府納稅,政府通過財政金融手段扶持、引導和推動私有林發展,私有林因提供生態和社會效益而受到的損失由政府分擔。各級政府擁有并管理的公有林地產權分明,其中林業局擁有的為國有林,內政部土地管理局、公園管理局、能源部、國防部、州政府、縣政府等也擁有一些林地。不論哪個政府機構擁有,都遵循誰擁有,誰管理,誰投入,誰受益原則,財務各自獨立,實行“收支兩條線”管理政策。公有林不用于商業經營,主要承擔生態和社會責任,出現的虧損由財政補貼。美國通過各項林業法律,州縣市制定了地方林業法規,且立法程序科學嚴謹、體系完備、條文詳盡,具現實可操作性;規定了“國有林社會公開招標制度”規范采伐活動,采伐公司中標后須嚴格按照要求采伐,采伐后再利用招標制度雇請公司植樹造林;還規定國有林須以林區為單位編制“森林管理規劃”,使林業管理得無微不至。
1.1.3政府服務協會促進
美國林業管理理念尊重現實、依照法律、合作共事、運用科技、保護土地、服務國民,并不斷改革以提高工作效率,發揮大區服務站的管理和協調職能、做好林區計劃、環境跟蹤評估、改進財務管理等[7]。聯邦和州林業部門是服務型機構,全部實行雇員制,工作效率很高;主要為林主、企業和公眾提供服務,不干涉林主的生產經營;采取市場導向、自由競爭原則,通過財政、稅收、金融、教育等措施加以引導,既保證了林主經營積極性,也促進了林業的良性循環,還保持了機構精干。美國的各種協會在林業經濟中發揮著巨大作用。協會是非營利組織,由林場主、林業企業、科研人員等自發組成,自愿加入,交納少量會費,遵守協會章程。協會不是官方,也不是商業機構,無管理權利,但在提供市場信息、咨詢、技術交流、業界協商、與政府和議會溝通、與公眾交流、統計、傳達和解釋政府政策等方面發揮著難以替代的作用。協會廣泛活躍在政府、議會、市場、科研和公關舞臺上,構成一個充滿生機的體系。
1.1.4科技支撐政策扶持
美國科研體系給林業經濟的持續高效發展提供了強有力支持。林業科研機構由聯邦政府所屬科研院、校、企業研究機構3部分組成,經費來源于政府撥款、各類捐贈和項目課題經費等;林業科研完全市場化、開放化,除國家實驗室承擔基礎研究外,基本上是直面市場的應用研究。課題來源于生產一線,按三公原則招投標,科研直接轉化為生產力,研究的實效性非常高,一切由市場和生產實踐加以檢驗。利用基因工程培養抗蟲、抗病、材質好、纖維多等優良樹種,采用綜合技術使原木使用壽命增加3~5倍、單位面積森林蓄積比世界均值高30%[7];從木材中提取藥用或特種物質后再加工成普通用材和復合木材技術大大提高了木材利用率;利用天敵、性誘劑和生物農藥替代化學農藥,有效降低了林業污染;高產計劃使輪伐期縮短一半,產量卻相當于天然林的3倍,伐期總獲量達1000m3/hm2[7];在森林防火、資源監測中全面運用3S和計算機網絡等,提高了管理能效。美國林業有財產稅、產品稅、采伐稅、營業稅和所得稅等多種,但通過廣泛的減稅、免稅、退稅、延期付稅等優惠政策支持林業建設和鼓勵林業發展。對國有林經營單位免征財產稅每年達25億美元;對納稅人從事林業投資,可分7a退回其造林費10%的所得稅,最高免稅1萬美元[7];對私有林設立了林業獎勵(FIP)、林業管護(FSP)和管護獎勵(SIP)等項目計劃:FIP鼓勵擁有林地400hm2以下的個體林主在適宜空曠地或已伐地上造林,補貼比例最高為造林成本的65%;FSP鼓勵擁有林地4hm2以上的個體林主充分發揮林木的多種作用,開展造林、更新、觀光、水保、野生動物保護等項目;SIP鼓勵林主進行林業管護[7]。
1.1.5經濟社會整體推動
美國林業多種效益可持續發展得益于經濟和社會的整體進步。①木產品替代物不斷推出,石油和天然氣替代薪柴,金屬和水泥替代建設用木材,并持續開發出新材料以減少木材消耗。②農業生產率提高大大減少了農地占用量,相應增加了林地,有效改善了林業資源狀況。③整體經濟向高技術方向轉化,資源消耗型、粗放型產業大減,促進了自然環境保護和林業集約化經營。④信息產業發展大大提高了林業經營能效,各種協會、企業、政府機構等通過網絡組成了復雜高效的信息系統,可隨時把握在網絡中充分流通的業界動態、市場供求、科技知識等,經營效率飛升。⑤美國生活水平和人口素質的提高導致了高質量生活的追求,人們對旅游休閑、回歸自然、健康和諧方式等普遍關注[7],推動了林業多功能可持續發展。
1.2德國多功能林業發展進程
德國是林學理論發源地之一,也是林業發達國家,森林覆蓋率31%[9],在私有林和國有林可持續經營,特別是保護林地產權、公共政策扶持林業、重視林業合作組織發展、國有林經營體制改革等方面的成功經驗值得借鑒[4]。
1.2.1地權保護森林作用大
早期森林關系到人類生存發展,在工業化和城市化過程中,德國天然林被砍伐殆盡。直到19世紀國家確定權屬后,森林處境才好起來。德國對土地權屬和私有財產的保護,在促進森林經營和林業可持續發展中發揮了重要作用。德國森林所有制形式有3種,一是公民個人所有的私有林地,占全國森林的46%;二是聯邦和各州政府所屬的國有林,共占34%;三是教會、公司團體、市鎮政府所有的社團林,占20%[4,10]。其中,私有林的經營狀況最好,其木材徑級大,人工費用少,企業更愿經營,又增加就業崗位。
1.2.2私有林發展動力強勁
德國森林是許多小私有林主的儲蓄所,平均蓄積達300~400m3/hm2,小型私有林蓄積更高。私有林主認為森林經營很神圣,不得多采多用。例如巴伐利亞州私有林每年生長量1200萬m3,采伐700萬~800萬m3;而州有林每年生長700萬m3,采伐500萬m3。歐盟不允許國有企業經營私有林,主要依靠林業專業合作組織即私有林協會經營,林主與協會簽約,對森林經營提出明確要求[4];協會聘用采伐經理制定森林經營方案,政府免費提供咨詢;國家對私有林經營給予政策扶持,也給予引導和監督管理。
1.2.3公共財政支持效果好
德國林業發展得益于有一套嚴格的法規約束[11~12],對林業生產經營給予完善的公共財政支持,既有聯邦和州政府也有歐盟提供的補貼;科目有退耕還林、造林和種苗培育、林業專業合作組織、森林經營和基礎設施建設補助等[9],補貼標準分別為400~500歐元/hm2、1000歐元/hm2、300萬歐元/hm2、300~500歐元/hm2和林道建設成本的60%(平原)~80%(山區)[4],有力地促進了森林可持續經營。
1.2.4國有林改革成效顯著
德國以前的國有林實行主管部門直接管理,收支兩條線,政府全包攬,2005年開始以州為單位進行林業改革,2009年評估表明,企業經營良好,收入明顯提高,國有林改革取得了成功。國有林改革以公法形式成立公司,企業負責經營31%的州有林,政府不再搞經營;所有權不變,經營權交給企業,州林業主管部門實施監管;改革原則是人員不失業、收入不減少。改革后,既重視經濟成本核算又注重生態保護,生態和經濟效益都很好。改革前生產木材平均虧損18歐元/m3,改革后凈盈利32歐元/m3[4]。德國林業改革實現了森林科學經營,森林資源保護與利用得到有效協調,林業地位更加重要。
1.3澳大利亞多功能林業發展
澳大利亞林業從毀林到分類經營再向多功能經營轉變的發展過程中,形成了多功能林業經營思想,區分不同區域森林主導功能和一般功能,要求人工林集約經營兼顧經濟和生態利益、天然林在保護的同時開發非木質林產品價值和社會文化價值[5,13]以滿足社會對林業的多樣化新需求。
1.3.1分類經營促進林業發展
1788年歐洲殖民以來,澳大利亞森林約一半被消耗殆盡,造成了嚴重的資源與生態危機。為了保護生態、增加木材供給,1970年代澳大利亞實行以保護天然林發揮生態效益為主、以發展人工林提供木材為主的林業分類經營制度,根據是否允許木材生產,把森林分為森林保護區、多用途林和用材林。這在短時間內快速增加了人工林,降低了天然林破壞速度,對澳大利亞林業發展做出了巨大貢獻。
1.3.2多功能經營解決新問題
隨著經濟社會發展,林業又面臨新的挑戰:林產品供需矛盾突出,貿易赤字巨大,1998年木材產品貿易逆差達20億澳元[5];農村及地方經濟發展與就業需要進一步發展林產業,社會發展對生態需求的提高,需要保護森林生態系統可持續經營和快速擴大森林面積,因為以往存在的生態問題未得到治理,人工林集約經營的生態問題又顯現出來。為了解決這些突出問題,要求推動分類經營向多功能經營轉變。澳大利亞先后出臺“2020年人工林發展戰略”(1998)、“可持續森林戰略”(2004)、“國家土著林業戰略”(2005)等政策,著重強調以生態為基礎的林業三大效益一體化經營思想[5],是一種以生態系統可持續經營為指導發展生態經濟的多功能林業。既強化人工林的生態和社會服務,制定中長期人工林發展計劃,農場林業兼顧生態與經濟功能并解決木材供給和農業土地生態問題;又強化天然林非木質林產品的商業開發,對不具有開發木材利用價值的天然林進行以環境保護和娛樂游憩為主的生態旅游開發和長期科學研究利用,對多用途天然林簽訂“地區森林協定”強調森林保護并開發森林全部價值以協調林業生產和自然保護之間的關系。
1.3.3政策扶持林業成效顯著
澳大利亞通過政府投資向林產工業大幅度傾斜、政府資助森林生態服務市場的開發、減免稅刺激私人投資營造林來大力發展林產業,以保證生態經濟發展活力,加強和優化造林、經營與撫育、采伐與更新等森林經營措施來保證森林三大效益的最大化[5],多功能林業發展成效顯著,取得了人工林資源快速增長,森林生態服務功能明顯增強,人工林與林產業發展迅速,出口額快速增長,以及生態旅游行業就業量大幅度增長等重大成就。
1.4阿根廷人工林多功能經營
阿根廷國土面積279萬km2,為拉丁美洲僅次于巴西的第二大國,林業資源豐富,森林面積占1/3,擁有3320萬hm2的天然林和110萬hm2的人工林[14]。1980年國內50%的用材來自天然林;通過實施林業可持續發展戰略,人工林商品材供應率不斷增長,目前90%的林業加工原料來自人工林。阿根廷公司人工林多功能經營、集約化營林和林產工業一體化發展的成功經驗最具代表性[14]:①加強營造林集約化管理。營林過程別注意遺傳材料選擇,保證所選種子、苗木能夠生產出優質原木;并把集約化管理貫穿育苗、幼苗移栽、造林、間伐、管護等各個環節。②注重科技支撐作用。公司與國家農業與動物管理技術研究所合作,在遺傳改良、培育實踐、產品生產、材性改造等方面開展研究,發揮了科技支撐作用。③生產高質量的林產品。利用現代高新木材加工技術生產高附加值產品,盡量使副產品能被循環利用,產品通過了ISO:9001:2000認證和DIN附加標準,主銷巴西、美國、加拿大、德國等地。④強化環境保護。公司營造林和產品生產環節均嚴格遵守FSC認證標準和指標,將環境保護貫穿始終。
2國外多功能森林經營的重要啟示
從歐洲到北美,從澳洲到日本,森林都在由單一功能經營向森林三大效益全面利用過渡。森林作為再生的、綠色的資源庫和能源庫,必將在轉變發展方式、保障生態安全、緩解氣候變化、改善林區民生和減少族群沖突促進地區穩定方面做出積極貢獻。美、德和澳大利亞的多功能林業發展是發達國家森林經營思想轉變和升華的一個縮影。總結和分析他們的成功經驗,可以得出一些重要啟示。
2.1多功能林業是全社會可持續發展的內在要求
發達國家的林業產值比重極小,一般占不到國民生產總值的1%~2%[5],但仍強調林業的物質生產功能,主要基于人類社會可持續發展對原料與資源、能源、環境、生態的特殊要求和天然、可再生的木材產品是最值得使用的原材料:①木材在建筑、家具、紙和包裝材料方面具有環境友好優勢;②木材可再生,加工過程中比金屬、塑料等節能而更具市場競爭力,也是應對氣候變化的最佳選擇;③樹木生長過程中提供木材的同時也提供了各種生態服務。比較材料的可獲得性和環境友好性,木材是最能滿足社會經濟可持續發展需要的原料;同時,林業經濟發展也為農村、地方經濟發展與就業提供了巨大空間,這更是社會穩定的內在需要。因此,多功能林業強調林業三大效益一體化經營[8],是社會發展對林業提出的新要求,也是世界林業發展的新方向,是人類社會可持續發展的內在需求。
2.2生態經濟發展是多功能林業經營的核心動力
發達國家多功能林業發展的成功經驗告訴我們,要解決森林生態系統經營問題,還得靠發展林產業[4~5]。這種森林生態保護式的商業利用屬于生態經濟發展模式,可以較好地解決興林與富民、生態與產業、保護與利用的協調及兼顧問題。這也是林業經營思想的轉變和升華,只要森林能做到生態系統可持續經營,擴大林產品使用范圍和數量反而是森林保護的更好選擇,要摒棄以鋼(塑料)代木的限制木質產品使用的傳統森林保護思維;更要改變把森林經濟效益等于木材生產的思維,生態公益林同樣有多種商業利用價值,不是所有生態公益林非要公共財政長期補助;生態建設需要同步考慮商業利用模式,澳大利亞的農場林業是我國生態建設的很好典范。
2.3公共財政扶持政策是多功能林業的制度保障
林業與農業都是農民的重要載體,需要國家在二次分配中予以重點保護;同時,也是提供公共物品的行業,需要國家公共財政的支持和扶持。發達國家的森林生態可持續經營,以森林經營技術為基礎,分門別類并有針對性地給予政策扶持和措施支持以消化因保護森林而額外增加的生態成本。并且,多功能林業生態經濟發展需要政府扶持政策使生態價值慢慢納入正常經濟活動中,而不是變成長期的公共財政負擔。但是,長期以來我國林業缺乏完善有效的支持、扶持和保護體系。盡管近年來國家對林業的投入大幅度提高,但由于基礎較差加上投資結構性缺乏,森林經營,特別是對成林撫育、服務林業經營的林道、生產灌溉用水電等基礎建設,對林農有效引導的合作經濟組織建設等多年來一直沒有給予足夠重視,缺乏經費支持和政策扶持。因此,借鑒發達國家經驗,我國應盡快建立和完善林業公共財政支持保護體系,從森林經營、保護到利用全過程給予穩定的資金支持和稅收扶持;同時,對于森林調查、經營方案設計以及開展森林可持續經營活動等也適當給予支持,從而形成有效的制度保障體系,促進我國多功能林業快速健康發展。
2.4森林經營技術標準是多功能林業的發展基礎
發達國家在各級政府的林業政策下制定了各類森林的資源管理與經營技術規程,為各地選擇最優森林經營模式和保護森林資源及發揮林業的多種功能奠定了基礎。我國幅員遼闊、地區差異很大,需要分區分類施策,提高林業政策和技術措施在區域和類別上的針對性、在技術和經濟上的可操作性、跨部門間與行業內以及政策與措施間的協調性;更需要宏觀政策指導下的適宜于不同地區的森林資源管理制度及森林經營技術規程。因此,我國應該按照生態系統可持續經營要求,在可測量的現有科學技術認識基礎上制定全國森林資源管理與經營指南,在森林經營技術規程中執行基于減少對環境影響的采伐理念的區域級或國家級的森林采伐作業規程,省級(地市級)根據區域特征制定適合當地林情的資源管理辦法和森林經營技術規程,加強指導多功能森林經營的針對性、可操作性和協調性。
3中國多功能林業發展對策與建議
多功能林業在我國的實踐時間較短,現行林業政策和法制尚不完善,沒有多功能林種分類,缺乏系統性理論、可操作的方法和技術指標體系[2]。目前我國森林覆蓋率20.36%,林業生態建設的任務還十分艱巨。美國林業經濟走過彎路[7],德國林業改革成效顯著[4],澳大利亞林業進程與我國基本相似[5],不失為我國的良好借鑒。發達國家經驗表明,公共財政無法長期支持非商業利用模式的大面積森林保護;處于發展中的我國亟需從目前追求森林單一功能的分類經營向兼顧三大效益的多功能森林經營轉變,充分挖掘林業應有的生態、經濟和社會貢獻潛能,促進多功能林業的可持續發展。
3.1明晰產權,大力推進集體林權制度改革
發達國家私有林的經營狀況非常好,根本措施就是確定權屬并保護私有物權長期穩定不變。這對于我國正在推進的集體林權制度改革具有重要借鑒意義。我國人多地少,農業人口多,在工業化和城市化進程中,土地既是農民的生存資源,也是發展資源。讓農民享有平等的家庭承包經營權,依法保護這一農民賴以生活的物權,是我國的長期政策。集體林權制度改革是農村生產關系的一次重大變革,也是農村生產力的又一次大解放,不僅有利于促進林業發展和農民增收,更有利于改善生態環境。同時,這在國家經濟建設特別是在農業發展和農民致富中,以及應對氣候變化中將產生無可比擬的重大作用。因此,要加快集體林權制度改革,逐步形成現代林業產權制度,充分發揮市場配置林木資源的基礎性作用,從根本上增強林業發展活力,從整體上增強林業發展動力。
3.2政企分開加快國有林的經營體制改革
德國國有林經營體制改革采用“政企分離”模式,林業行政管理機構不直接經營國有林,具有獨立法人地位的林業企業自主獨立地經營國有林,并接受職能機構監督,既提高了行政效率和資金使用效率,又保證了林業職工利益、調動了職工積極性。我國傳統國有經濟結構及產權體制下,國有林所有權、財產權和經營權雖在法律上具有明確的形式和概念,但具體操作形式及相互關系模糊;企業既是所有者,又是經營者,還是行政管理者,缺乏真正的產權主體。政企不分是造成國有林產權界限不清晰、經營管理不善的主要原因。借鑒德國經驗,加快國有林經營體制改革,政企分開,成立獨立公司經營國有林,政府不再搞經營;所有權不變,經營權交給企業,林業主管部門實施監管;解決林地占全國林地面積40%、森林蓄積占60%的國有林經營和發展問題,實現森林可持續科學經營,促進資源保護與利用,達到經濟、社會和生態效益統一。
3.3依靠科技促進多功能林業可持續經營
多功能林業發展需要綜合考慮自然資源、生態環境和技術水平,統籌兼顧、因地制宜,依靠科技進步、政策引導、科學管理、投入拉動等配套措施,顯著提高和持續優化林業對國家、區域和社會可持續發展的整體效益。通過科學研究,盡快形成符合國情和林情的多功能林業理論、發展政策和技術標準體系,不斷鞏固、強化和完善林業的生態、經濟、社會功能及綜合效益;鼓勵和依托多學科融合發展,依靠科技進步和管理創新,不斷加強科技進步和政策支持保障,提高各層次的多功能林業發展科學決策能力;加強多功能林業的基礎和應用研究,大膽創新林業發展規劃和功能利用技術,并注重傳統經驗的收集提煉和集成創新,盡快形成實用模式加以推廣應用,不斷促進多功能林業的可持續經營。
3.4創建專業合作社推動林業可持續發展
森林可持續經營是一項長期活動,經營者短期活動的收益是有限的。建立新的規模經營體制、提高效益和調動農民按照可持續方式經營森林的積極性,是森林多功能經營實現林業可持續發展的關鍵。集體林權制度改革后,對于由農戶分散的、小規模經營的林地,需要推進新型規模經營。農民參加林業合作社可以取得很大的好處和經濟利益,既在生產交易活動中減少中間損失,在融資方面免除債息過高的風險,又在產品加工方面共享增值好處,在大型機械和設施使用方面互通有無,還能相互協調產業內部分工,享受完善的社會化服務,如良種供應、病蟲害防治、衛生防疫、機械維修、技術培訓、信息咨詢等。因此,借鑒美、德等國經驗,集體林權制度改革后,應當順應客觀規律,支持和扶持農民林業專業合作組織的創建和發展,充分發揮其組織林農、落實政策、對接市場的作用。