第一篇：農業裝備系統優化論文(李德舉)

農 業 裝 備 系 統 優 化

學院：機電工程學院

班級：06農機（1）班 姓名：李德舉 學號：0604107006

淺談農業裝備系統

摘要：農業裝備系統通過合理的配置農業機器來降低作業成本，給農民帶來了大量的經濟利益。同時，優化農業裝備系統，使得效益得以最大化，也是新階段農業技術人員面臨的一項重大任務。本人對農業裝備帶來的成果以及今后的發展方向做了簡要闡述。關鍵詞：農業裝備，農業裝備科技，優化，創新

農業機械化農業現代化的重要標志，農業裝備系統優化程度是衡量一個國家和地區農業發展水平的重要標準。只有發展農業裝備實現農業機械化，提高農村勞動生產力，才能有效的推進農業產業化和現代化建設。農業裝備是實現農業產業結構調整和農村勞動力轉移的根本保證。

今年，各地政府高度重視農業機械化的發展，提出了農業機械化要實現追趕跨越式發展，各地農業局提出了，發展農業機械化必須緊緊抓住中央“購置補貼”政策這一歷史機遇，加大裝備力度實現跨越式發展，全國農業機械化事業獲得了很大的發展，促進了農業生產力迅速發展和農民增產增收。全國部分縣實現了村村有農機。通過農業購置補貼的項目，農業機械發展空白鄉大中型拖拉機、微耕機、手扶拖拉機、起壟機等各型耕耙作業機械。農業機械化跨越式發展迅速提升了農機裝備水平，極大地提高全市農業勞動生產力，新增的農機裝備、農機具需要大量的農機操作手，農機化的發展將轉移出大量農村勞動力，我國許多地區致力于不斷拓展勞動力轉移等技能培訓，保證農民能科學、規范操作使用農機具，提高農機具的作業效率，使農村人力資源通過技術技能培訓成為全市技術技能型勞動力產業。

建立現代農業裝備優化體系有利于合理配置產業發展各個環節的科技資源和研發力量，形成完善的產業鏈，提高資金使用效益。

農業裝備科技進步是發展現代農業的決定性力量，農業發展的根本出路在科技，最大的潛力也在科技。今后要深入推進農業裝備科技體制機制創新，強化現代農業裝備技術體系建設，加快農業裝備科技創新與應用，促進農業裝備科技成果加快向現實生產力轉化。加強農業裝備科技自主創新，強化技術集成配套，力爭在農業高產、優質、專用等品種培育方面取得突破。

農業裝備是為農業生產發展服務的，農業不僅具有食品保障功能，而且具有就業增收、生態保護、觀光休閑、文化傳承等功能。發展現代農業裝備，必須把發展糧食生產放在現代農業裝備系統建設的首位，同時注重開發農業裝備的多種功能，積極發展農業特色經濟，向農業的廣度和深度進軍，促進農業裝備系統不斷優化升級，構建現代農業產業體系，促進農業增產和農民增收。與此同時，要鼓勵農民和社會力量投資現代農業裝備，充分發揮農民在建設新農村和發展現代農業中的主體作用，引導農民發揚自力更生精神，增加生產投入和智力投入，提高科學種田和集約經營水平。要綜合運用稅收、補助、參股、貼息、擔保等手段，為社會力量投資建設現代農業裝備系統創造良好環境。

另外，加快農業裝備系統創新，大力提高農業裝備系統創新與推廣水平，也是新時期的一項新任務。科技創新是突破資源和市場對我國農業雙重制約的根本出路。必須著眼增強農業裝備系統自主創新能力，加快農業科技成果轉化應用，提高科技對農業增長的貢獻率，促進農業集約生產、清潔生產、安全生產和可持續發展。要順應世界科技發展潮流，著眼于建設現代農業，大力推進農業裝備系統科技自主創新，加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新，不斷促進農業裝備系統集成化、勞動過程機械化、生產經營信息化。要加大農業裝備系統科技投入，建立農業裝備系統科技創新基金，支持農業基礎性、前沿性科學研究，力爭在關鍵領域和核心技術上實現重大突破。大力普及節水灌溉技術，擴大測土配方施肥的實施范圍和補貼規模，提高農業資源和投入品使用效率。要適應農業規模化、精準化、設施化等

要求，加快開發多功能、智能化、經濟型農業裝備設施，重點在田間作業、設施栽培、健康養殖、精深加工、儲運保鮮等環節取得新進展。要依托重大農業科研項目、重點學科、科研基地，加強農業裝備系統科技創新團隊建設，培育農業科技高層次人才特別是領軍人才。要穩定和壯大農業科技人才隊伍，加強農業技術推廣普及，開展農民技術培訓，積極探索農業裝備科技成果進村入戶的有效機制和辦法，形成以技術指導員為紐帶，以示范戶為核心，連接周邊農戶的技術傳播網絡。要加快農業裝備科技成果轉化，促進產學研、農科教結合，支持高等學校、科研院所同農民專業合作社、龍頭企業、農戶開展多種形式技術合作。優化農業機械化區域布局，促進農業機械裝備結構優化。根據農業生產實際情況，以地貌形態、農業氣候、土地利用結構、區域生產專業化為主要指標，依據發展農業的自然經濟條件的相對類似性、現代化農業發展方向的相對一致性，堅持農業區劃原則，按照因地制宜、分類指導、經濟有效、保護環境的原則，進一步優化區域布局，促進農業機械化發展，進一步優化農機裝備結構，積極轉變農業機械增長方式，堅持農機裝備結構調整與農業產業結構調整相適應，以增量調整帶動存量優化，以存量優化促進結構升級，走數量、質量和效益并重、協調發展的道路。堅持在發展中調整優化結構，在結構調整中保持快速發展。在確保農業機械總量穩步增長的前提下，著力調整大中型機械與小型機械、動力機械與配套機械、種植業機械與農村其他各業所需機械的比例。這樣才能更好的發揮農業裝備系統最大的效能，促進農作物種植結構調整，針對糧食作物、經濟作物和飼料作物的區域種植特點，所提供的先進適用的耕作、種植、植保、管理和收獲加工的機械與裝備；促進農業結構調整、發展畜牧、水產養殖業，所提供的先進適用的飼養加工成套技術裝備；為促進農村經濟結構調整，大力發展農產品加工業，所提供的先進適用的成套技術裝備；為促進農村勞動力就業結構的調整、推進高新技術與勞動密集型產業相結合的現代農業的發展和提高我國農產品國際競爭力，所提供的果蔬、花木等種養、加工、保鮮、儲運等設施與設備；為促進農業產業化經營和推動農業機械專業化服務所提供的先進適用的技術裝備。

世界上先進的現代化農機裝備為世界各地的糧食供應做出了突出貢獻，農機裝備的作用是有目共睹的。黑龍江墾區建立健全的以深松為主，壟、平、卡相配套，松、旋、耙相結合的蓄水保墑的現代耕作制度取代了傳統的連年平翻。按照現代農業發展的需要，近年來，全墾區重點推廣應用了與現代農業裝備相適應的土壤深松、精密播種、秸稈還田、水稻插秧、側深施肥、航化作業，以及節油、節水、節肥、節種、節藥等20多類100多項農機新技術和新機具，徹底變革了傳統的農業生產方式。

北大荒最大的紅星現代農機服務中心為我們又一次呈現了農業裝備優化的豐碩成果。這里以“立足精準農業，發展現代農機”為理念，通過采用GPS全球衛星定位系統、GIS全球地理信息系統和RS衛星遙感系統，利用網絡信息技術，實現所屬全部機車統一標準，統一計劃，統一調度，統一核算，使農機管理由原來的分散式、粗放式管理轉變到現在的“集中化、信息化、網絡化”管理。網絡成為種植戶、有機戶、管理人員三方共享的信息源，在第一時間將當日農業生產動態、信息以手機短信的方式傳遞給每一個駕駛員。

農業裝備為增產增收立下了汗馬功勞，而對農業裝備系統優化這個復雜的工程問題進行研究的工作人員，更是在幕后做出了卓越的努力。但是放眼我國，農業裝備的程度與世界發達國家相比還較低，農業裝備系統優化的道路還很長。作為一名即將走出校門的大學生，積極參與農業裝備的研究與開發，形成新的農業裝備系統的優化方案，也是我們農機專業的學生的責任。

第二篇：精細農業及智能農業裝備論文

湖南農業大學課程論文

學 院：科學技術師范學院

班 級：12級教育技術學一班 姓 名：嚴一平

學 號：201240922133 課程論文題目：精準農業在農業生產中的作用與發展前景 課程名稱：精細農業及智能農業裝備 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名： 日期：

****年**月**日

精準農業在農業生產中的作用與發展前景

學

生：嚴一平

（科學技術師范學院12級教育技術學一班，學號201240922133）

摘 要：精準農業是20世紀80年代中期開始的，利用最新技術，通過改變利率和混合領域內的需求以提高化肥應用。目前，這一概念已經適應于各種領域，作物和國家。這一措施使其在不同的種植制度，地區和國家中有很大差別，但它是逐步實施或被世界各地評價的。目前我國關于精準農業的研究應用還處于起步階段，精準農業技術的引進和應用會給我國農業發展帶來新的機遇,為我國推廣、應用和發展現代化農業起著示范和推動作用。其最重要的價值和意義就在于能夠實現農業的科學化、標準化、定量化、高效化。可以說，精準農業將會成為農業史上一場偉大的革新。

關鍵字：精準農業技術、遙感系統、地理信息系統、全球定位系統、技術變革

精準農業是當今世界農業發展的新潮流,是以信息為基礎,利用傳感器及現代先進的監測技術,完整、準確、及時的了解土地和作物的詳細數據,結合精確時空統計分析,及時迅速的做出決策的一種農業管理系統。精準農業是當今世界農業最富有吸引力的前沿課題之一,代表了21 世紀全球農業發展的方向,是農業的一場革命,是面向21 世紀農業的新技術,對我國農業生產產生了深遠影響。

一、精準農業的定義與技術基礎

精準農業是由信息技術支持的根據空間變異,定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統,其基本涵義是根據作物生長的土壤性狀,調節對作物的投入,即一方面查清田塊內部的土壤性狀與生產力空間變異,另一方面確定農作物的生產目標,進行定位的“系統診斷、優化配方、技術組裝、科學管理”,調動土壤生產力,以最少的或最節省的投入達到同等收入或更高的收入,并改善環境,高效地利用各類農業資源,取得經濟效益和環境效益。

（一）精準農業主要依靠3s（GPS、GIS、RS）技術來開展各項操作

1.全球定位系統(GPS)

GPS 是利用地球上空的通訊衛星、地面上的接收系統和用戶設備等組成的高精度、全天候、全球性的精確定位系統。GPS 是精準農業的基礎,主要用于實時、快速地進行田間信息的采集和田間操作的精確定位,在精準農業中發揮了重要作用,為農田信息定位,指揮農機行走和農機作業,同時對周邊環境進行不定期

監測定位,為農業專家系統提供有益的空間信息。2.地理信息系統(GIS)是基于計算機、數據庫技術的數據管理技術。人們使用的地形圖、專業圖和文字表示的各種地理要素,儲存在計算機內,通過計算機及數據庫管理軟件,可以對有關內容進行快速查詢、評估、分析、更新、修改、存檔、傳輸等。通過GIS 可快速檢索各點的土壤、空氣等農業狀況,再據此采取措施,有針對性的運用精準農機進行操作。3.遙感系統(RS)

由傳感器、載體和指揮系統等3 部分組成。農業遙感技術是現代航空技術、計算機技術等相結合的產物,是人類從空間對地球進行觀察的手段。RS 對各種物體如土地、河流水系、農作物等進行觀測,使人們快速獲得相關農業信息,其準確性比人工預報大大提高。

（二）精準農業的實施過程主要分為三步

1、信息獲取

包括農田地理要素、環境信息、作物信息幾大方面的獲取。2.分析決策

主要包括GIS管理、變量施肥灌溉噴藥、產量數據處理等一系列的操作過程。3.變量實施

主要分為變量施肥、變量噴藥、智能測產等幾個步驟。

二、精準農業在中國的應用研究進展

我國農業發展歷史悠久,經歷了原始農業、傳統農業、石油農業等階段。近年來,我國農業吸取“石油農業”的教訓,正向知識高度密集型的現代農業發展,相繼出現了“有機農業”、“生態農業”、“持續農業”、“精準農業”等替代型現代農業,而精準農業的出現也為現代農業的發展指明了方向。我國“精準農業”技術的應用較發達國家要落后20 年以上,甚至有些地方還是一片空白。近年來,信息技術飛速發展,其在農業上的應用也得以重視。

[1]

目前,我國北京、上海等地已開展了精準農業的研究應用,例如,在京郊小湯山精準農業基地,由北京師范大學遙感與地理信息系統研究中心、中國科學院地理科學與資源研究所熱紅外遙感實驗室以及北京市農林科學院聯合實施的大型定量遙感聯合試驗和北京農業信息技術研究中心,根據國家973 項目與精準農業示范項目的總體要求,在小麥病

害的高光譜遙感檢測和預測預報試驗等方面,都取得了大量試驗數據。但目前我國關于精準農業的研究應用還處于起步階段。

三、精準農業在中國農業生產中的作用

我國是一個農業大國,自然條件十分復雜,自然災害頻繁,由于種種原因,目前農業生產技術仍然處于相對傳統、經驗型的水平上,與世界發達國家相比,較為粗放、浪費大、效率低,還沒有充分挖掘土地資源和其他自然資源的潛力實施精投入,存在成本高及破壞生態環境等問題。因此“精準農業”技術的引進和應用會給我國農業發展帶來新的機遇,為我國推廣、應用和發展現代化農業起著示范和推動作用。

精準農業相對于傳統農業的一個最大特點,就是通過高科技投入和管理,獲取資源的最大節約和農業產出的最佳效益,其最重要的價值和意義就在于能夠實現農業的科學化、標準化、定量化、高效化。

（一）加速提升農業科技水平

我國農業的整體科技水平較低,與世界發達國家還存在較大差距,如傳統的灌溉、施肥技術和農藥、除草劑的大量施用,不但造成生產成本的提高和資金的浪費,而且直接危害人畜健康,污染農產品、環境和水質。因此需要利用能夠根據作物生長需求、田間雜草及病蟲害分布情況,實現精確噴灌、施肥及定點噴藥,減少成本和環境污染的自動控制機械與技術。例如用于除草的噴藥機械要求較高的控制精度,能夠利用計算機視覺技術進行雜草識別,進而控制噴藥的地點與用量。精準農業是以高科技帶動的農業科技創新技術體系,對于加速提升我國農業科技水平,促進我國農業現代化進程具有十分重要的意義。

（二）進一步增強農產品競爭力,實現高效農業

精準農業是質量效益型農業,以優質高效為目標,追求以最少的投入實現優質、高產、高效。我國化肥利用率相當低,僅為30 %～40 %,且氮、磷、鉀肥施用比例不合理,中、微量元素缺乏的情況沒有得到及時糾正,氮肥損失率高達70 %～80 %,浪費十分嚴重,肥料的增產效益未能充分發揮,養分管理和施肥技術方面的研究基礎更是薄弱。實施精準農業,可在作物田塊內,依據特定小區的作物生長潛力投入不同水平的管理(變量播種、施肥、噴藥等),提高化肥、農藥的有效利用率,降低農用成本和作物中有毒物質的殘留量,從而提高作物的產量和品質,增強農產品的競爭力,實現高效農業。

（三）有效地保護環境,實現農業可持續發展

從我國近幾十年的農業發展來看,環境保護與農業發展間存在著一定的矛盾,且日益嚴重。目前中國農村化肥、農藥、除草劑、農膜的大量使用已經造成了嚴重的面污染,例如過量的化學氮不__僅形成大氣污染源,且同過量的磷向水體淋溶,形成水體富營養化。實施精準農業可以減少因農業化學物質濫用造成的環境污染,是保持農業可持續發展的有效途徑。

（四）有利于促進農民生產觀念轉變、生產技術和素質的提高

精準農業使農業勞動力的就業結構發生變化,從事密集型農業生產的勞動力逐漸減少,農民的知識結構也將從根本上得到改變,這是突破千百年來形成的傳統耕作觀念的關鍵之一。我國農民幾千年來在小塊土地上經過密集型勞動生產的投入和豐富生產管理經驗的積累而形成的“傳統精耕細作”技術,也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量,只是沒有現代科學方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規模的生產力。現代農業技術與電子信息技術的發展,使定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異信息、實施基于知識和現代科技的分布式調控、達到田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經濟產量成為可能。精準農業技術可顯著提高耕地的生產潛力,節約良種、化肥農藥、能源和勞力的投入,并獲得良好的經濟效益。

（五）有利于促進研究開發高新技術在農業領域的應用

精準農業的關鍵技術是實現采集地塊作物收獲量分布狀況,生成小區產量分布圖；根據田間作物生長條件的差別,以及田間土壤類型、水分、肥力、實測的產量分布圖、作物栽培模型等,并綜合專家知識決定如何操作處理地塊內小區間的條件差別,對地塊小區產量分布圖進行分析,定義需要進行特殊處理的區域,分析形成決策方案,生成決策圖；根據地塊決策圖生成控制指令,對變量作業機械進行調節與控制。農業機械的精確定位與變量作業,需要空間信息技術的支持,由于GPS、GIS、RS 與其他傳感控制技術的發展,使變量機械的設計成為可能。如帶有谷物產量傳感器的聯合收割機能繪制產量分布圖,帶有GPS 與測量谷物產量傳感器的聯合收割機能繪制小區產量分布圖,這些產量分布圖反映了地塊小區的差異；用于除草的自動監控噴藥機械,能夠利用計算機視覺技術進行雜草識別、進而控制噴藥的地點與用量；用于滅蟲的噴藥機械,需要相對定位,可以利用帶GPS 數據采集器繪制地塊的病蟲害分布圖,作為噴藥的依據;變量施肥播種機具,能根據土壤肥力的不同,自動調節施肥量,同時也能根據土壤水分、土壤溫度的不同,自動調節播種深度。

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四、精準農業的發展前景

精準農業已成為合理利用農業資源、提高農作物產量和品質、降低生產成本、改善生態環境及農業可持續發展的前沿性農業科學研究熱點之一。目前,我國農業仍處于由傳統農業向現代農業轉變的過程中,與國外精準農業條件比較,還存在諸多不利因素。例如地形復雜,機械化和集約化水平不高,信息技術及其裝備薄弱,農民素質不高等；此外,實施精準農業,前期的儀器、設備、裝置等的成本投入相對過高,也影響了精準農業在我國的發展。因此,我國發展精準農業必須分步推行,從應用較為成熟、投資較小的階段性成果開始,逐步配套提高精準程度。為此在技術上,可先發展3S集成技術,開發應用軟件,再研制智能控制的裝備和農機具,在技術實施過程中,可先進行人工采集信息,常規機械操作,逐步過渡到半自動化、自動化作業；在推廣上,應先在受自然條件影響小、時空差異不大和工業化程度較高的設施農業生產中應用,在大規模的農場和農業高新技術綜合開發試驗區實踐,然后才向有條件的農村和農戶滲透。這樣,既可使我國的精準農業與國際接軌,又符合我國的國情,逐步形成自身特點。

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五、結束語

精準農業目前已經形成一種高新技術與農業生產相結合的產業,被認為是農業可持續發展的重要途徑。雖然我國信息化建設的基礎設施還比較薄弱,但從未來農業發展趨勢看,中國也需要利用信息技術改造傳統農業,促進中國農業的現代化和信息化。因此,依據目前我國農業的現狀,在充分了解國際精準農業發展的理論基礎和技術原則上,結合我國的具體情況,研究發展適合我國情況的精準農業技術體系,將成為今后我國農業發展的重要方向。

參考文獻

[1]刁承軍、胡偉，關于精準農業發展的探討[J ].農機市場,2003(8):16 [2]劉愛民、封志明、徐麗明.，現代精準農業及我國精準農業的發展方向 [J ].中國農業大學學報,2000 ,5(2):20-25.[3]薄曉鷗，具有中國特色的精準農業初探[J ].科技情報開發與經濟,2001 ,11(2):50-60.

第三篇：液壓系統優化設計論文

1液壓泵站的液壓原理

新的系統選用2臺37kW電機分別驅動一臺A10VSO100的恒壓變量泵作為動力源，系統采用一用一備的工作方式。恒壓變量泵變量壓力設為16MPa，在未達到泵上調壓閥設定壓力之前，變量泵斜盤處于最大偏角，泵排量最大且排量恒定，在達到調壓閥設定壓力之后，控制油進入變量液壓缸推動斜盤減小泵排量，實現流量在0～Qmax之間隨意變化，從而保證系統在沒有溢流損失的情況下正常工作，大大減輕系統發熱，節省能源消耗。在泵出口接一個先導式溢流閥作為系統安全閥限定安全壓力，為保證泵在調壓閥設定壓力穩定可靠工作，將系統安全閥調定壓力17MPa。每臺泵的供油側各安裝一個單向閥，以避免備用泵被系統壓力“推動”。為保證比例閥工作的可靠性，每臺泵的出口都設置了一臺高壓過濾器，用于對工作油液的過濾。為適當減小裝機容量，結合現場工作頻率進行蓄能器工作狀態模擬，最終采用四臺32L的蓄能器7作為輔助動力源，當低速運動時載荷需要的流量小于液壓泵流量，液壓泵多余的流量儲入蓄能器，當載荷要求流量大于液壓泵流量時，液體從蓄能器放出，以補液壓泵流量。經計算，系統最低壓力為14．2MPa，實際使用過程中監控系統最低壓力為14．5MPa，完全滿足使用要求。頂升機液壓系統在泵站閥塊上，由于系統工作壓力低于系統壓力，故設計了減壓閥以調定頂升機系統工作壓力，該系統方向控制回路采用三位四通電磁換向閥，以實現液壓缸的運動方向控制，當液壓缸停止運動時，依靠雙液控單向閥錐面密封的反向密封性，能鎖緊運動部件，防止自行下滑，在回油回路上設置雙單向節流閥，雙方向均可實現回油節流以實現速度的設定，為便于在故障狀態下能單獨檢修頂升機液壓系統，系統在進油回路上設置了高壓球閥9，在回油回路上設置了單向閥14。該液壓站采用了單獨的油液循環、過濾、冷卻系統設計，此外還設置有油壓過載報警、濾芯堵塞報警、油位報警、油溫報警等。

2機械手機體閥臺的液壓原理

對于每臺機械手都單獨配置一套機體閥臺，機體閥臺采用集成閥塊設計，通過整合優化液壓控制系統，將各相關液壓元件采用集約布置方式，使全部液壓元件集中安裝在集成閥塊上，元件間的連接通過閥塊內部油道溝通，從而最大限度地減少外部連接，基本消除外泄漏。機體閥臺的四個出入油口(P－壓力油口，P2－補油油口，T－回油油口，L－泄漏油口)分別與液壓泵站的對應油口相連接。壓力油由P口進入機體閥臺后，經高壓球閥1及單向閥2．1后，一路經單向閥4給蓄能器6供油以作為系統緊急狀態供油，一路經插裝閥3給系統正常工作供油。為保證每個回路產生的瞬間高壓不影響別的工作回路，在每個回路的進出口都設置了單向閥，對于夾鉗工作回路因設置了減壓閥16進行減壓后供油，無需設置單向閥。對于小車行走系統，由比例閥12．1控制液壓馬達21的運動方向，液壓馬達設置了旋轉編碼器，對于馬達行走采用閉環控制，以實現平穩起制動以及小車的精準定位。為避免制動時換向閥切換到中位，液壓馬達靠慣性繼續旋轉產生的液壓沖擊，設置了雙向溢流閥11分別用來限制液壓馬達反轉和正轉時產生的最大沖擊壓力，以起到制動緩沖作用，考慮到液壓馬達制動過程中的泄漏，為避免馬達在換向制動過程中產生吸油腔吸空現象，用單向閥9．1和9．2從補油管路P2向該回路補油，為實現單臺機械手的故障檢修，在補油管路P2上設置了高壓球閥8，為實現檢修時，可以將小車手動推動到任意檢修位置，系統設置了高壓球閥5．2。對于雙垂直液壓缸回路，由比例閥12．2控制液壓缸22的運動方向，液壓缸安裝了位移傳感器，對于液壓缸位置采用閉環控制，實現液壓缸行程的精準定位，液壓缸驅動四連桿機構來完成夾鉗系統的垂直方向運動;為防止液壓缸停止運動時自行下滑，回路設置了雙液控單向閥13．1，其為錐面密封結構，閉鎖性能好，能夠保證活塞較長時間停止在某位置處不動;為防止垂直液壓缸22因夾鉗系統及工件自重而自由下落，在有桿腔回路上設置了單向順序閥14，使液壓缸22下部始終保持一定的背壓力，用來平衡執行機構重力負載對液壓執行元件的作用力，使之不會因自重作用而自行下滑，實現液壓系統動作的平穩、可靠控制;為防止夾鉗夾持超過設計重量的車輪，在有桿腔設置了溢流閥15．1作為安全閥對于夾鉗液壓缸回路，工作壓力經減壓閥16調定工作壓力后由比例閥17控制帶位置監測的液壓缸23的運動，來驅動連桿機構完成夾鉗的夾持動作，回路設置了雙液控單向閥13．2，來保證活塞較長時間停止固定位置，考慮到夾鉗開啟壓力原小于關閉壓力(液壓缸向無桿腔方向運動夾鉗關閉)，在液壓缸無桿腔回路上設置了溢流閥15．3，調定無桿腔工作壓力，當比例換向閥17右位工作時，壓力油經液控單向閥13．2后，一路向有桿腔供油，一路經電磁球閥18向蓄能器19供油，當夾鉗夾住車輪，有桿腔建立壓力達到壓力繼電器20設定值后，比例換向閥17回中位，蓄能器19壓力油與有桿腔始終連通，確保夾持動作有效，當比例換向閥17左位工作時，蓄能器19壓力油經電磁球閥18與有桿腔回油共同經過比例換向閥17回回油口。緊急情況下，電磁換向閥7得電(與系統控制電源采用不同路電源)，將蓄能器6儲存的壓力油，一路經單向閥9．11供給夾鉗液壓缸23，使夾鉗打開，同時有桿腔回油經電磁球閥18，單向閥9．9回回油T口;一路壓力油經節流閥10，單向閥9．3使液壓馬達21帶動小車向爐外方向運動，液壓馬達回油經比例換向閥12．1，單向閥9．5回回油T口。以確保設備能放下待取車輪，退出加熱爐內部，保護設備安全。

3結論

全液壓裝出料系統經優化設計，系統的裝機容量由100kW下降到37kW，大大降低能源消耗，適應了當今綠色發展的要求。由于系統采用備用泵設計，確保了系統的長期穩定運行;蓄能器的大量使用，保證了系統的流量和壓力滿足生產實際的要求;集成閥塊的設計方式，減少了系統下泄漏的幾率，降低了油液消耗，保護了環境;緊急回路的設計，可以有效保護設備的使用安全。該技術成果具有向同類加熱爐裝出料機構推廣應用經濟價值。

第四篇：空調系統優化設計的論文

1工程概況

該工程是集客房、餐飲、宴會、會議辦公為一體的多層公共建筑，地下一層、地上五層，建筑體總高度22.46米，總建筑面積13735平方米。本建筑各層平面主要功能為:地下1層為廚房、庫房及設備用房等，首層為餐飲、會議功能，二層～四層為客房層，五層為設備層。該工程的酒店級別定為五星級標準。

2空調系統設計

2.1冷熱源設計

該工程空調計算冷負荷為1058kW，計算熱負荷為423kW。由于該項目的功能特性決定了其空調設備同時開啟的情況極少，故在冷熱源裝機容量的選擇上取同時使用系數為較小值，制冷時的同時使用系數約為0.8，制熱時約為0.6。由此，該工程選用了2臺60冷噸(211kW)的螺桿式水冷冷水機組(其中有1臺為熱回收型機組)、1臺120冷噸(422kW)熱回收型螺桿式水冷冷水機組作為冷源，集中放置于地下一層空調主機房。熱源選用2臺額定制熱量為130kW模塊式風冷熱泵機組作為熱源，同時該風冷熱泵機組可兼作過渡季節或夜間的極低負荷以及高峰負荷時的冷源。冷源系統的冷卻塔及風冷模塊式熱泵機組放置于二層露天平臺處，水泵則統一置于地下一層主機房內，方便集中統一管理。如圖1所示為空調冷熱源系統流程圖。

2.2空調水系統設計

結合本工程業主方的要求及整體管理水平，該空調水系統以方便有效的管理為原則，以合理的節能運行為目的進行設計。空調水系統采用分區兩管制，按照建筑功能，分為客房區域、餐飲區域及辦公會議區域。各區供冷/供熱轉換在主機房內分集水缸的各環路總管上設手動蝶閥實現手動切換。空調冷卻水、冷凍水、供暖熱水系統均為水泵與主機一對一的一次泵定流量系統。冷凍水/冷卻水/供暖水系統均采用二管制異程式系統。冷凍水供回水溫度為7℃/12℃;冷卻水供回水溫度為32℃/37℃;供熱系統供回水溫度為45℃/40℃。

2.3熱回收系統設計

為了降低能耗，酒店建筑一般需要設計空調熱回收系統，利用回收其冷水機組的冷凝熱來獲得免費的生活熱水，而廣東地區明確規定采用集中空調系統的大面積酒店建筑應當配套設計和建設空調廢熱回收利用裝置［1］。本工程空調熱回收系統分別由1臺制冷量為60ＲT(211kW)的熱回收型螺桿式冷水機組和1臺制冷量為120ＲT(422kW)的熱回收型螺桿式冷水機組、2臺熱回收循環水泵以及2個梯級蓄熱水罐組成。空調熱回收熱水系統主要為該工程的客房區及廚房區提供生活熱水，同時綜合考慮了熱水管網的回水加熱循環。空調熱回收系統的設計熱水供/回水溫度為60℃/35℃。如圖2、圖3所示分別為冷凝熱回收系統流程圖(空調主機側)及冷凝熱回收系統流程圖(水專業側)。

3系統節能性分析

3.1冷源系統節能分析該空調系統的冷源具有大小主機搭配、并且與風冷熱泵機組互為備用，基本可以滿足該項目的各種不同運行工況，同時有效避免了冷源容量配置過大，可降低初投資成本，其運行也比較節能。

3.2空調水系統節能分析空調水系統根據項目特點設計為分區兩管制系統，實現客房區及餐廳區不同時段冷熱負荷需求，在滿足實際需求的同時運行更加節能。冷凍水泵、冷卻水泵及熱水泵與主機采用一對一的連接方式，以達到合理的流量分配及穩定的運行效果，同時采用定流量系統運行，減少了系統控制的復雜性，運行更加可靠，但是系統節能性相對變流量系統會差一些。

3.3熱回收系統節能分析

3.3.1熱回收的基本原理本工程的空調熱回收系統采用了回收冷水機組的冷凝熱。冷水機組冷凝熱回收系統就是把制冷循環中制冷工質冷凝放熱過程釋放的熱量利用來制備生活熱水。所示為冷水機組排氣熱回收系統原理圖。由文獻［2］及相關廠家的實際測試數據可知，標準測試條件下(熱水供回水溫度一般為55℃/30℃)冷水機組的顯熱回收量約為制冷量的12.5%～15%范圍內，很多時候可按照15%計算。當熱水的供回水工況與測試工況不一致時則需根據實際情況分析，具體方法可按照文獻的分析方法計算得出總熱回收量。

3.3.2熱回收系統設計分析由于傳統熱回收系統存在一系列的問題，故本文在文獻的熱回收系統基礎上進行了以下幾點的優化設計。

(1)為了減少熱水罐的蓄水時間以及為了避免進水溫度對主機性能系數產生較大的影響，設計工況下的進出水溫度為35℃/60℃，溫差25℃。

(2)蓄熱水罐采用立式水罐，更好的實現了水溫分層作用及熱水的梯級利用。

(3)本工程的熱回收系統考慮了熱水管網的回水加熱循環，更加充分地利用了冷水機組的冷凝熱，更加節能。

(4)控制方面，在熱回收系統的回水管上設置溫度傳感器，當回水溫度超過58℃時，輸出信號關閉熱回收水泵，同時在用水點最遠段的回水管上設置溫度傳感器，當回水溫度低于55℃時，輸出信號開啟水專業的回水循環水泵。按照一臺120ＲT(422kW)的熱回收機組來分析，由文獻］的計算方法可得，該熱回收機組的顯熱回收量為63.3kW，熱回收水流量為2.47m3/h，從而根據此水流量及25℃的設計供回水溫差即可求出總熱回收量為71.8kW，熱回收系統設計的總熱回收量為制冷量的17%左右。由此可知，供回水溫差越大，同等制冷量的情況下的熱回收量就越大，但相應的對冷水機組的性能系數影響也就越大。由以上分析可知，熱回收系統的實際供回水工況是一直在不斷變化的，其熱回收量也是一個變數，嚴格來說分析一個工況范圍內的熱回收量才更有參考價值，這部分還有待于下一步做更詳細的分析計算。

4總結

冷熱源系統是中央空調系統的核心部分，其能耗情況的關注應當放在首要地位，在實際工程的設計中應該著重優化設計。在酒店類型的建筑中，因有穩定的熱水需求量，其中央空調系統中冷水主機側的熱回收設計是硬性要求，也是重要的節能手段，必須重視和落實。

第五篇：油氣集輸優化系統設計論文

一、油氣集輸現存問題

1.老油田的油氣集輸系統中，在實際集輸過程中，最初的油氣設計與實際集輸不匹配，并且在集輸過程中會大量浪費能源，提升處理成本。

2.集輸站內設備老舊，能耗較高，部分嚴重老化，降低了集輸效率。

3.老油田中集輸管道設備老化、腐蝕嚴重，易造成對環境的污染。

4.老油田的檢測系統存在誤報問題，對其使用效果造成嚴重影響，并使用戶對其信任程度有所降低，同時無形之中增大了工作人員的工作強度。

二、對集輸系統優化整治方案方法

1.對油氣集輸設計進行調整改造

在對老油田進行整治改革中，應重視對油氣集輸系統的設計與調整。在該方面，主要應重視以下三點：

（1）優化設計脫水系統結構，并對放水站的工藝進行適當改進。油田中脫水系統的主要任務是將其中的放水系統與油田的實際脫水相互結合，并注意外輸系統的設備運行率及運行生產狀況，將老油田中傳統的脫水結構進行重新的合理設計，使其滿足日常生產需要

（2）對于新型高科技的集輸要大力推廣應用，逐步實現脫水區域與外輸系統的全面合理優化。在實際集輸過程中，大部分油田要面對在生產高峰期后的系統運行效率大幅度降低和脫水系統負荷失衡問題。針對出現的該類具體問題，應及時對脫水處理系統進行適當調整和設計。為此，可通過以下方法進行整治：首先，要將前兩段中脫水系統負荷較低的、不能維持正常運行的脫水站改為放水站，同時將管內原油輸送到下一脫水站內進行脫水；其次，對于脫水站負荷不高只能將近維持運行的，要依據不同區域對原油裝置的布局及輸送方案，采用不同的化學處理手段對容器進行脫水處理。在區域內部，要以在脫水站進行穩定的原油結合得到最大的凈化油量為最終目的。

（3）調整優化過渡性的集油外輸系統，對集油管網重新合理規劃設計，達到減級性布站目的。通過大量實踐研究表明，對過渡性的布站進行合理的區域減級規劃，對于老油井的集油半徑適當增大，并提升井口回壓，借此可將傳統“三級站”升級為“兩級站”，使其規模減小，維護費用及其運行成本大大降低。

2.具體優化措施

（1）混合泵的使用。相比雙螺旋桿混合泵來說，單螺旋桿混合泵具有更多優點，如單螺旋桿混合泵的抗砂石和雜質的能力更強，在運行過程中，不需再安置其他的過濾器及除砂裝置；單螺旋桿混合泵運行過程中所需較低電功率即可，運行費用低廉；混合泵軸封部位在低壓區域，與出泵口壓力相差不大，均為0.2Mp，密封可靠，不易泄漏。螺旋桿混合泵的投入使用可使流程簡化，設備量減少，同時可是場地占地面積縮小，減少對廠房的投資，所以，在對外輸設備進行選擇時，單螺旋桿混合泵是最適宜的。

（2）集輸系統中的節能方案。當前形勢下，我國各油田和企業的主要任務即是研究調查目前國內油田集輸系統高能耗的原因，并大力開發新技術，達到節能降耗的目的。在當前，大多數企業和油田開始采用的節能新技術主要有：利用熱泵對污水進行余熱的回收利用；對加熱爐進行節能改造；對集油采用低溫或不加熱的方式進行。

其中熱泵技術即是根據逆卡諾循環原理，促使載熱物可從具有低溫余熱的物質中吸收熱量，增加自身內能，同時可以在具有高溫度區域釋放自身熱量的回收系統。因熱泵可把處于低溫處的熱能變換成為高溫處的熱能，以此使能量利用效率得以提高，這時當前主要采取的一種余熱回收方式。根據實際經驗，部分油田采用壓縮式熱泵，還有一部分油田則主要采用吸收式的熱泵，在對含油污水進行余熱回收時，可將其出水溫度升高20攝氏度左右，其節能的效果異常明顯。加熱爐是一個集油井脫水、摻水、供熱采暖的重要設備，所受主要的影響因素即為爐體的散熱損失、空氣系數、燃燒器參數及排煙溫度。為使加熱爐能耗降低，應重點考慮如下幾點：加熱爐能否達到高效節能；新技術的采用是否有效，燃燒器的選擇是否為優質產品，能否保證燃料充分燃燒，加熱爐的維護能否定期進行等。為保證油氣集輸系統能夠安全可靠的開展工作，通常采用雙管摻水技術，傳統的雙管摻水技術具有可靠安全、方便管理的優點，但該技術往往需要以天然氣和電量的大量消耗為代價，這在無形之中使系統的能耗有所增加。因此，為減少摻水耗氣，常采用低溫集輸的方式。

（3）采用先進的計算機技術對其進行監視和控制，使事故發生幾率降低，使得油氣集輸的自動化水平得以提高，在計算機的實時監控技術中，主要包括以下幾方面內容：實時監測三相分離器的加熱爐中干氣壓力及進口溫度，對其變化情況要及時掌握，以此保證集輸設備的運行安全有效不出故障；使用先進的雷達導波技術自動檢測油罐內的原油液面的高度，防止因原油液面過高或過低導致冒罐和頂罐現象發生，在生產過程中，提高計算精度和安全性能，并使不必要的勞動力有所節省，減輕石油工作者的工作強度；在該技術運用過程中，可全天候的對外輸油泵房、電脫水器及原油穩定塔等重要設備區進行監控，監視整個原油站的工作運行情況，同時使問題原因得到方便查找。

3.參考實例

61號集油區是新疆油田公司采油二廠早已開發的老油田區，它所轄包括六東區、六中區和七中區三個油田區。該油田集輸系統存在較大的安全隱患，例如：系統適應性差、能耗高、生產瓶頸等。為了消除安全隱患，降低運行成本，該油田進了一系列改進。首先，對油氣集輸系統進行適應性分析，優化布站，使用單井兩相流流量計，停止計量配水戰的使用。其次調整地面油氣集輸網管布局，理順集輸流向，井口能量充分利用，在一部分的集輸干線中安裝混輸泵，停止使用61號轉油站。這些措施的應用，成功降低了伴生氣放空量5×104m2/d，從而使天然氣的銷售收入增加，減少了油田老化的調整改早投資20%～30%，有效的控制了老油田的操作成本和生產能耗。

三、技術系統優化意義

對油田來說，提高集輸系統的效率，主要以提高站庫效率為主，尤其是對于其中的重要設施，如加熱爐、轉油泵、鍋爐等單體效率的提高，形成的新型節能策略要以熱能為主，動能次之，電能為輔；與此同時，要兼顧各管線的效率，做好管路保溫工作。對新工藝、新技術要積極推廣，并對高效設備要嘗試使用。對集輸系統開展效率調查研究，能促進油田事業的發展，并能夠對油田進行二次開發起到積極促進作用。

在油田開發后期，對集輸系統進行效率研究的意義越來越明顯。在研究過程當中，首先要使工作思路清晰明確：要對原始能量予以保持，減少投入無用功，并將主要設備效率最大程度提高。同時，要對常溫下的輸送技術加以推廣，改進傳統設備技術，并在運行上所出現的問題及時改進。