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节能减排设计论文范文1
【关键词】太阳光采集;光导管;聚光;照明
“十二五”规划以来，我国节能减排形势严峻，这与我国产业结构优化升级进展缓慢、服务业比重相对较低、一些高耗能、高污染行业增长偏快等因素密切相关。清洁能源的开发使用已迫在眉睫。目前，我国工业化虽发展很快，但是工厂环境的布置却不是很理想。尽管为了达到节能减排的效果，很多工厂将白炽灯换成了节能灯，对于长时间工作的工作人员来讲，他们平时总呆在密封的工厂中工作，缺乏外界太阳光的照射，容易引起一些疾病。因此，如果能够在白天将外界太阳光直接引入室内照明，将节约很多电能，为员工提供阳光照明也有助于增强他们的免疫力。太阳能建筑一体化就是最好的例子[1]，工厂太阳光照明系统的应用将有助于发展节能环保。论文提出了一种应用于工厂照明的太阳光照明系统设计方案，并分析其未来前景。
1.工厂太阳光照明系统设计说明
太阳光是最重要的自然光源，它使整个世界姹紫嫣红，五彩缤纷。当光线随时间的推移以及天气发生变化时，都会直接影响物象的色彩。太阳能建筑的研究与开发，间接成为了各个国家重视的问题。太阳能与建筑结合并非只停留在外立面的结合，更重要的是太阳能要依托于建筑为人类提供更多的实用价值[2]。
图1 工厂太阳光照明系统模拟图
本工厂太阳光照明系统主要由三部分组成（1）太阳光收集装置、（2）光能管道、（3）光纤照明系统。在工厂的顶棚安装一个大型的太阳光收集装置，该装置能够收集太阳光并隔热过滤紫外线，通过横截面积较大的光纤将光从面朝太阳方向延伸到垂直方向。在光能管道的顶部，通过光学透镜来将光纤传递的光聚焦成集中的一束光，利用光沿直线传播的特性，在光能管道拐角处安装平面镜用于反射。当
到达传递高度时，在光能管道的底部设置光学透镜，将较强的一束光分散成平行光，最后通过大量光纤并排设置将光平均分配到每间屋去。图1和图2分别给出了工厂太阳光照明系统模拟图和光线传播模拟图。
图2 光线聚焦模拟图
注：图1中（1）为太阳光收集装置，（2）为光能管道顶部的聚光部分，（3）为光纤，（4）为光能管道，（5）为光能管道底部的分散光束部分，（6）为多根传递光能光纤，（7）为光纤照明部分。
1.1 太阳光收集装置
在太阳光收集中，进行追踪是很有必要的，可以采用闭环控制方式或者开环控制方式，对太阳光实时的捕捉并进行收集[3]。根据太阳光照射能够产生影子的原理，利用光敏传感器来实现感知太阳的方向，以此来驱动相应的二自由度云台来实现追光。太阳光收集装置采用类似于太阳灶的结构，其边面采用反光材料，在其最上端安装聚光装置实现收集聚光，在聚光装置的结构中间加入透明隔热层用于隔热，这样更有利于隔绝热量收集光能。最后从聚光装置的底部延伸出多个光纤用于传输光能。
1.2 光能管道顶部聚光部分及光纤部分
在光能管道的顶端，按照图2的光线聚焦模拟图，通过3个光学透镜来实现，如图2所示，通过这种方式就可以将横截面积较大的平行光聚集成一束横截面积较小的强光，有助于在光能管道中传播。凹透镜可以将发散到不同方向的光转换成平行光，然后通过两个焦距不同的凸透镜将光聚集成强光。光纤部分的使用有助于将收集到不同方向的太阳光转换成垂直方向，便于聚光部分聚光。
1.3 光能管道
在工厂的顶棚，可以安装光能管道用于传递光能。光能管道内部镶嵌反射材料用于反射光束减少损失，在拐角处安装平面镜用于改变强光束的传播方向。平面镜的固定装置采用由双舵机组成的二自由度云台，这样通过pwm波来控制光能传播方向可以更好的减少人为安装失误。根据光沿直线传播的原理，让强光束在管道中传播，从而减少反射降低了光能的损失。在光能管道的底部装有分散光束部分，类似于顶部的聚光部分，将光学透镜的聚焦方式反过来，用于将强光束分散成弱光。同样采用光学透镜来将强光束的横截面积放大，以此来分散成较弱的光。最后多根光纤并排设置成圆柱状，利用光纤的传递光能的作用，平均分配光能。通过多根光纤将太阳光导入到工厂的每一间工作室中。
1.4 光纤照明装置 在光纤将光能引入到工厂工作室后，根据实际工厂工作室灯光布局，采用类似于手电筒原理，利用半球状光学透镜将光散射到室内。在光纤照明装置的内部镶嵌反光材料用于更好的反射光能，将光照射出去。在工厂里，当然也有电灯作为辅助照明，使光纤照明装置和电灯相辅相成。白天使用该装置，将不耗费任何电能用于照明，省去了很多的电能。
2.结论
工厂太阳光照明系统体现了利用绿色能源的理念，其制作需根据工厂实际情况，从光到光，而不是采用常规太阳能电池板的从光到电，再从电到光的太阳能利用形式，大大提高了太阳光的利用率。该系统的使用，将为倡导绿色工厂做出贡献。
参考文献
[1]高军林，刘玉山，吉顶，范国辉.太阳能与建筑一体化的实践[J].节能与环保，2006（11）.
[2]李慧敏，孙培军，俞彤霖.太阳能与建筑结合的发展及新技术应用[J].建筑科技，2008（10）：59-64.
[3]陈维，李戬洪.太阳能利用中的跟踪控制方式的研究[J].新能源及工艺，2003（3）：18-21.
[4] 张耀明.采集太阳光的照明系统研究[J].中国工程科学，2002（09）.
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201310448030）;德州市科技发展计划项目（项目编号：2012B05）。
节能减排设计论文范文2
论文关键词：碳关税，六重，不确定性
碳关税是指对高耗能产品进口征收特别的二氧化碳排放关税。目前虽然世界上没有征收碳关税的范例，但欧洲的瑞典、丹麦、意大利，以及加拿大的不列颠和魁北克已在本国范围内征收碳税。2009年6月22日，美国众议院通过了一项征收进口产品“边界调节税”的法案，拟从2020年起开始实施“碳关税”——对未达到美国碳排放标准的进口排放密集型产品，如铝、钢铁、水泥和一些化工产品，征收特别的二氧化碳排放关税。
碳关税的不确定性，是指碳关税在合理性、合法性、征收标准、操作方法和预期效果等方面存在一些不确定性。一方面这是由于人的有限理性决定的，它包括两个方面的含义：其一，环境是复杂的，且具有不确定性；其二，人的认知能力是有限的。因此，人的有限理性决定了碳关税实行前所设计的目标、实施速度、预期效果与世界贸易发展的实际情况存在出入。另一方面也会受到利益集团博弈的影响。利益集团的博弈，更可能会因为一些偶然的因素，影响进而改变“碳关税”的合理性、合法性、实施进程与实际效果。
一、征收“碳关税”是否合理的不确定性
“碳关税”纷争的核心在于，发达国家认为这是利用市场化手段解决全球性环境问题的必需措施国际贸易论文，而发展中国家则认为“碳关税”是借环境保护之名行贸易保护之实，对发展中国家不公平，同时也违背了WTO关于自由贸易的基本原则。虽然诺贝尔经济学奖得主克鲁格曼对“碳关税”在WTO框架下的合理性提出了明确设想：认为“‘碳关税’本质上是一种增值税，是政府对市场所产生的扭曲——不考虑环境外部性的一种矫正，真正实行市场经济的国家都应该看到这一合理性而对‘碳关税’予以接纳”。但是，在国际分工的固有框架下，国家间碳关税的财富调节机制是将一部分收入从发展中国家转移到发达国家，在没有相应的税收反馈、调节和补偿机制下，发展中国家不但在碳减排方面得不到有效的资金援助，反而会因为碳关税的征收直接影响到出口部门的就业、收入等问题，从而违背了人类公平发展的基本准则，使得碳关税的合理性具有相当程度上的争议。
二、征收“碳关税”是否合法的不确定性
《气候变化框架公约》第4条和《京都议定书》第10条都确立了“共同但有区别的责任”原则，肯定了在保护和改善全球环境方面，所有国家负有共同的责任，但是各国承担的责任并不完全相同小论文。发达国家的碳排放是一种“奢侈排放”，有别于发展中国家的“生存性排放”和“发展性排放”，理应负担主要的减排义务。而碳关税是不区分来源国，对未达到美国国内减排标准国家的进口产品一律征收，无视附录1缔约方和非附录1缔约方国家的区分，有违“共同但有区别的责任”原则。另外，在WTO框架下，从GATT国民待遇原则、最惠国待遇原则来看，征收“碳关税”也有违WTO的非歧视性原则和公平贸易原则。再看GATT第20条环境例外条款，其中（b）款要求该措施可以是“为保障人民、动植物的生命健康所必需的措施”，而有些学者据此认为碳关税的目的是减少温室气体排放，减缓气候变暖，符合“保护人民、动植物的生命健康”条件，但问题在于碳关税也符合“必需性”的措施吗？这一点现在无法证明，仍有其他合理可选择措施的存在。此外，碳关税是否适用第20条（g）款也存在争议。从以上分析可知，碳关税有不合法的理论依据，而实践中国际贸易论文，又有曾经著名的“小虾——海龟案”，当环境和贸易冲突时，在WTO法律框架下以保护环境为由而胜诉的先例，理论与实践的反差导致了碳关税的合法性具有不确定性。
三、“碳关税”征收标准及其是否一致的不确定性
虽然美国和欧盟都没出台具体的碳关税征收方案，但文献中提到的碳关税都是直接基于进口产品的所谓“碳含量”或者“内涵排放”的标准进行征收。“内涵排放”是指产品自此上溯到各个生产阶段所排放的温室气体总和。如果碳关税的征税基础是贸易产品的内涵排放，则影响内涵排放的因素很多，比如能源结构、资源禀赋、技术水平等等，此相关信息需要根据各国采取的减排政策措施，定量计算出国家间政策的具体差距，这都需要获得出口国政策的大量信息，这种信息还要细分到各行业、各产品，计算其内涵排放来确定税基，同样需要出口产品生产过程中的大量信息，需要出口国政府的大量合作。而出口国政府是否愿意配合具有不确定性，就是即使愿意配合，征收碳关税如此之高的信息要求能否真正做到也是未知之数。因此，征收标准的确定是个技术难题。最后即使碳关税合理的征收标准确定下来，发达国家可能仍有权选择自己的征税标准，就像普惠制一样，可以任由发达国家自己制定不同的普惠制方案，对发展中国家采取不同的政策待遇。碳关税征收标准的实施是否也会如此，同样具有不确定性。
四、“碳关税”操作方法的不确定性
如果碳关税的征收标准确定下来，随后面临的问题就是实际中应该采取怎样的方法去操作。不论怎样的标准，都需要对国内产品和进口产品制定排放标准并计算排放成本，且进口产品的排放标准或排放成本不能高于本国成本，这需要统计各国工业部门细分行业的能源消耗和二氧化碳排放的所有数据，上文提到了这样高要求的数据几乎难以获得，而且如何计量和监测二氧化碳排放也需要标准和方法的统一。目前碳排放的计量方法日益多样化，国内外碳排放相关标准大致有ISO/EC207/SC7、IEC/TC111、GHG Protocol、黄金标准、PAS 2050等等，这些标准虽然极大地提高了其核算的准确性、精确性和时效性，但是究竟选择哪种计量标准和方法能更准确地加以统计，且不会引起各国的争议国际贸易论文，仍需要较长时间的技术探索。
五、征收“碳关税”能否达到预期效果的不确定性
作为实现《联合国气候变化框架公约》所规定的减排计划的必要保障，在国际贸易中征收碳关税是一种行之有效的措施。由此看出，碳关税的目标是以征税为名达到保护气候安全之实。然而，在履行《京都议定书》协议的实践中同时却会产生碳泄漏的问题，即指在只有部分成员参与的国际联盟下，承担减排义务的国家采取的减排行动导致不采取减排义务的国家增加排放的现象。碳泄漏的产生主要源于国际贸易和投资构成的经济传导作用，通过能源产品的国际贸易、碳密集型产品的国际贸易和能源密集型产业的国际转移三种渠道产生，进而增加了非减排国的温室气体排放。因此，碳关税的实施有可能偏离最初的减排设想，不同程度的破坏了全球减排合作机制，造成碳关税目标与预期效果的偏离。
六、利益博弈影响“碳关税”能否征收的不确定性
能否征收碳关税还取决于各种经济体之间的博弈，首先来自发展中国家和发达国家的利益博弈。发展中国家和发达国家处于不同的发展时代，虽然发展中国家产业的碳密集度普遍高于发达国家，但这主要是源于国际产业转移及分工的结果。而且，近年来发展中国家一直致力于节能减排和开发推广清洁能源技术。因此，发达国家欲征碳关税，发展中国家当然不会坐以待毙，相反会结成“反碳关税同盟”，争取国际舆论，利用有关国际贸易准则，共同反对美国等发达国家对进口商品征收碳关税的企图，捍卫自身合法权益小论文。碳关税可以成为惩罚少数不履行温室气体强制减排义务国家的措施，但不能成为限制发展中国家发展的手段。2010年在哥本哈根世界气候大会召开前夕，12月3日，中国、印度、南非、巴西四国明确表示拒绝接受东道主丹麦提出的要求2050年减少全球一半的温室气体排放的草案。由此可见，新一轮博弈刚刚开始。其次，在欧美等发达国家内部，碳关税能否征收还取决于国内利益集团的博弈。其内部分歧主要表现在：碳关税是否是牺牲其他行业和消费者的利益而保护部分行业的一种做法，征收碳关税是否显然是安抚有关利益集团的一剂良药。因此，欧盟内部少数发达国家一直在推动碳关税议题，而许多其他成员国却一直表示强烈反对。无独有偶，2009年6月28日美国总统奥巴马在对众议院法案获得通过的消息进行评论时国际贸易论文，也明确表示反对碳关税。他说：“在当前整个世界经济仍深陷衰退之中而我们已经看到全球贸易大幅衰减之时，我想我们对于发出任何保护主义的信号都应该非常谨慎地考虑。”“我想存在其他方式，最好有一个国际的方式来解决这个问题”。因此，碳关税能否最终实施仍具有不确定性。
历史是向前发展的，世界经济长期来看会转向新的经济增长点，对稀缺资源的角逐也会促使经济走向低碳化发展的轨道。因此，“碳关税只是贸易保护主义壁垒”的解释不应成为中国对外贸易沉迷的理由。碳关税将是大势所趋，尽管最终能否开征还具有不确定性，但中国外贸沿着低碳化道路发展的选择应是明确的，可持续发展的外贸战略仍是当前的最佳选择。为此，我们应改变粗放式的贸易增长模式，调整贸易政策向竞争力导向转变；提高利用外资质量并引导外资向第三产业倾斜；引导加工贸易转型升级，淘汰部分落后产能；优化贸易结构，大力发展服务贸易；努力开拓新兴市场，以绿色技术创新为核心，实施绿色贸易增长战略；积极参与国际碳交易，努力减少污染物的排放。
节能减排设计论文范文3
关键词：钢铁；污水处理；运行管理
中图分类号：U664文献标识码： A
1、钢铁工业污水来源分析及其分类
钢铁企业在生产过程中的多个环节均能够产生工业废水。总的来说包括循环冷却水系统产生升的排污水，在产生脱盐水、软化水和纯水的设施中产生的浓盐水，以及在钢铁生产的各个运行过程中产生的生产废水等。弄清钢铁企业工业废水的来源就能为合理的处理好工业废水奠定基础。
一般说来，钢铁企业的循环冷却水系统包括了敞开式的净水循环系统，密闭式的纯水或软化水循环系统以及敞开式的浊水循环系统。循环冷却水系统的部分和结构稍复杂但是在密闭式的纯水和软化水循环系统中除了一般性渗漏之外基本不会产生其他废水。敞开式的净水循环水系统的排污水可以直接用于浊水循环冷却系统，这样看来整个循环冷却水系统产生的工业废水集中于敞开式的浊水循环水系统的排污水。脱盐水、软化水以及纯水是钢铁企业在生产过程中十分重要的冷却剂，然而在企业生产这些脱盐水和软化水的过程中也会产生大约40%左右的浓盐水，目前浓盐水的处理常常是串级使用或者直接排放，浓盐水也没有被当做工业废水的范畴进行处理。除了以上介绍的两种废水之外，钢铁生产的各个工序中也会产生一些废水，包括冲洗地坪和输送皮带产生的废水、自湿式除尘器产生的废水、冷轧水等。这些废水中主要的污染物为夹带的固体悬浮物，含铬废水等。
2、污水处理过程中的主要设备
污水处理过程中涉及很多专业性的设备，大体可划分为专用设备、电器设备和通用设备三类。其中，离心脱水机、提升泵、转刷、搅拌器是最主要的设备。
2.1、专用设备
包括污泥泵、污水泵、计量泵、存水泵、螺旋泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、离心鼓风机、自动取水样机、表面曝气机、格栅清污机、刮泥机、刮砂机、消化池污泥搅拌机、污泥浓缩刮泥机、刮泥吸泥机、热交换机、污泥脱水机和药液搅拌机等。
2.2、电器设备
包括变速电机、交直流电动机、照明设备、启动开关设备、避雷设备和变配电设备等。
2.3、通用设备
包括离心机、电动葫芦、烘箱、冰箱、恒温箱、手动和电动闸阀、阀门启闭机、蝶阀、止回阀、手推和电动割草机、绿化药水喷洒车、运输车辆、桥式起重机、铣床、刨床、车床、卷扬机等。
3、污水处理厂主要设备的运行特点
由于不同的设备在污水处理过程中担负着不同的任务，故不同的污水处理设备的运行特点也是不同的。（1）离心脱水机在运行时的生产压力较大、附属设备较多、自动化程度较高、受到各种影响因素较多，并且价格贵、维修较难。（2）提升泵长期在水下运行，但运行时的工况条件较差且监控手段方法也较少。（3）转刷的数量比较多，如果运行时发生故障，将会对水质产生比较大的影响，另外，转刷安装时需要露天进行，故对密封性的要求就较高。（4）搅拌器长期在水下运行，所拥有的工况条件比较差。
4、污水处理厂主要设备运行中存在的问题
4.1、设备管理力度较弱
由于污水处理厂排放标准的提高，污水工艺流程也比以往复杂，污水处理的设备系统也越来越复杂，因此设备的运行管理难度也越来越大，不仅需要进行长期稳定地对设备进行管理和维护，同时随着生产运营的需要还要进行工艺和设备的技改，进一步提高了对设备管理维护的要求，而污水处理设备的专业维修管理人员也非常缺乏，从现阶段污水处理厂的实际运营情况来看，特别是新建的中小型污水处理厂，大约有一半以上的污水运行企业在管理人员的配备方面特别是专业设备维护管理人员的配备严重不足，在设备管理过程中只安排2个维修工进行日常巡视，很难发现设备运行中存在的安全隐患问题。根据以往的经验，污水处理设备在刚投入1a～2a内属于磨合期，经常发生一些小故障，这些故障虽然都是一些小问题，但是由于很多运行企业的维修人员技术水平有限，不能够及时预防或排除，造成运行存在着隐患，最后出现大的故障而不得不进行关键部件的维修和更换，并且极大地缩短了设备的实际使用寿命。例如：污水处理厂运营过程中使用的1台格栅除污机的电机发生了故障，由于受到维修人员技术水平的限制，无法将其从减速机上拆下，只能通过更换减速机的方式来确保污水处理厂的正常运营，极大地增加了污水处理厂的设备维护成本。
4.2、缺乏设备维护规程
污水处理厂的例行工作中涉及到设备的维护、检修等工作，例如定期给设备加油、清洗、换油，严格监测和检查设备的运行状态，及时修复并更换零部件，提高设备运行性能等，只有严格执行上述维护检修内容才能够保证设备的安全稳定运行，有利于及时发现故障并采取有效措施消除故障。但是实际上很多污水处理厂对这方面的重视度不足，维修人员缺少专业知识培训和技能，缺乏设备维护与检修计划制度，日常工作管理松懈，工作积极性不高，最终在设备出现故障以后才采取措施进行抢修。
4.3、没有对设备备件进行合理储备
为了提高污水处理厂日常运营效率，降低运营成本，尽可能地缩短污水处理设备的修理时间，对设备的关键零部件以及易损备件进行有计划的储备，例如接触器、密封圈、轴承、保险、齿轮以及液压阀等。但是目前绝大多数污水处理厂在这方面的工作也缺乏意识，在急需某备件时才想起来去采购，不仅影响设备维修工作，更直接影响设备的正常运行。还有的企业在建设期间随设备采购大量备件，造成储备量过多、长期闲置，增加了企业资金的占用率。
5、钢铁污水处理的设备运行管理
5.1、根据污水处理厂的规模和工艺流程选择相匹配的设备，提高设备的使用率。(a)在选择设备提供商时一定要注重对生产厂商的技术、服务及价格等进行综合评价，在满足污水处理厂日常生产需求的基础上，选择技术成熟、能耗低的设备，尽可能在最短的回收期内收到最多的经济效益，提高企业的投资效率；(b)应考虑到设备的实际使用寿命以及维护保养周期等因素，选择具有良好耐用性的设备，注重设备运行过程中的安全性，防止出现人员及财产的损伤；(c)要求针对设备复杂程度高、维修难度大（如进口水泵、曝气设备、脱水机等）、备件生产周期长的设备做好备用设备和备件的采购及存储工作，确保污水处理厂生产运营的持续性；
5.2、制定相关人员的工作职责
(a)要明确设备管理工作人员的职责，要求其制定年度检修计划和备品配件等的购置计划，并通过编制完善的设备管理及维修方案，对设备的选购、调拨以及报废等进行统一管理，同时负责制定设备更新以及改造技术方案，积极参与设备的调试、检查，及时对设备事故进行分析和处理；(b)应明确运行人员的工作职责。要求所有工作人员严格遵循岗位责任制，按照设备操作规程合理使用设备，并认真遵守交接班以及巡查等制度，同时还要求运行工作人员根据设备运行情况制定相应的设备调度规程等；
5.3、做好设备维修管理人员的技术培训工作
对污水处理厂的关键设备要安排设备厂家售后服务人员进行专业培训，特别是日常维护保养的技术要求和要点及基本故障的判断和排除，做好污水厂设备日常基本保养和维护，对于设备严重故障应及时通知设备供应商专业售后人员及时到场解决；
5.4、做好设备档案管理工作
(a)应将各种设备的安装使用说明书、合格证以及调试资料等进行归档整理，并安排专门人员进行存放保管。如有国外资料应先将其翻译成中文，按照用途及类别整理成册；(b)要求设备操作人员做好设备运行状态的检查和记录工作，具体记录内容主要包括设备的开机时间、运行状况以及存在故障等，同时要将故障排除方法、维修方法、处理时间以及更换设备的具体情况全部记录归档，保证设备档案的完整性，提高档案管理工作效率。
总之，钢铁是支撑一个建筑，一部机械的根本材料，钢铁行业也是支撑一个国家国民经济建设的支柱行业。改革开放以来，我国的钢铁企业经历了一个高速发展的时期，钢铁企业的快速发展与经济建设的热火朝天相互呼应，然而近年来，随着人民生活水平的提高，经济建设应当走可持续发展的道路逐渐的深入人心，这就要求我们改进传统的钢铁生产工艺，不断的提高资源的利用率，减少污染。钢铁企业的工业废水的处理问题更是处理这些问题中的重中之重。
参考文献
[1]王炜.钢铁企业污水提标处理工程及运行管理[A].中国环境保护产业协会水污染治理委员会.全国城镇污水处理厂提标改造技术交流研讨会论文集[C].中国环境保护产业协会水污染治理委员会:,2012:6.
