智能制造案例分析范文

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中图分类号：G267 文献标识码：A

ANALYSIS OF A NOISE CONTROL PROJECT FOR

A DISTRIBUTED ENERGY STATION

Cao Wei

(IAC Dongguan Acoustics Equipment Company Limited, Dongguan523718, China)

Abstract: Distributed energy station has got widespread attention by community because of efficiency, environmental protection, safety, load shifting and good economic returns. The distributed energy station adjacent to the characteristics of electricity place, making noise standard become the key problems of environmental protection.. this paper briefly describes the industrial park distributed energy station project design of noise control process, through the analysis of noise sources, and establish the acoustic model for the simulation calculation. The acoustic design scheme is put forward in the end.

Key words: Gas turbine generators; Waste heat lithium bromide machine; Distributed energy station; Noise control; Acoustic simulation

0引言

天然气分布式能源站以天然气为原料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式[1]。因为与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源站具有对电网和天然气管网的双重削峰填谷的作用，不仅会增加能源供应的安全性，还具有清洁环保等特点，而受到国际的广泛应用。

某产业园建筑以办公、商业、酒店为主，具有较集中的冷、热、电、生活热水需求，所以建设天然气冷、热、电三联供的分布式能源站是最理想的选择。由于产业园内以高档商住和办公功能为主，所以对环境噪声要求非常严格。产业园响应国家的三同时政策，在设计阶段，已充分考虑分布式能源站的噪声危害，首先将主机构建于产业园地下，将辅助散热和冷却设备安置于办公楼CD座顶楼，并对噪声进行治理，防止噪声对周围环境的影响。本项目由2台GE JMS620燃气发电机组、余热溴化锂机组、直燃机和配套的散热冷却系统组成。本文对项目的噪声治理方案进行分析，可以作为同类型分布式能源站设计的参考。产业园布置如图1所示：

1噪声控制目标

产业园分布式能源站24小时连续运转，因此昼夜执行的噪声控制目标应按照夜间标准来执行，根据当地法规，夜间噪声不得高于50dB(A)。由于该分布式能源站位于产业园内，所以特要求酒店室内，夜间噪声不得高于35dB(A)，办公楼室内，夜间噪声不得超过40 dB(A) [2]。

图1 产业园布置图

A-G：商业办公楼 H、I：酒店

2分布式能源站噪声源分析

分布式能源站所有设备分两部分布置，一部分布置于地下内燃机室和直燃机室内，另一部分布置于CD座楼顶，下面分别予以介绍。

2.1分布式能源站地下部分噪声源

该项目燃气发电机组为2台颜巴赫的JMS620燃气发电机，单台额定出力3.3MW，噪声为宽频噪声，隔声罩外1m处测量，声压级为85dB(A)。其噪声可分为空气动力噪声、燃烧噪声、机械噪声、排气噪声和振动噪声。进、排气、排烟和散热器(CD座楼顶)引起的空气动力性噪声；机械噪声包括气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖、机体向外辐射的燃烧噪声和活塞对缸套的撞击、配气机构、喷气系统等运动部件产生的撞击振动噪声 [3]。机组工作时，废气从排气门高速冲出，沿排气歧管，最后从尾管排入大气，形成排气噪声。其中排气噪声最大，往往比发动机主机噪声高15dB(A)左右，其次分别是燃烧噪声和机械噪声、散热器噪声、进气噪声。

余热溴化锂机组噪声主要由燃气发电机出口的排放噪声和气流穿过锅炉内部受热面产生的卡门涡旋噪声和湍流噪声产生，余热溴化锂机组向外辐射的噪声主要为本体向外辐射的宽频噪声及排气放空产生的高频噪声。锅炉本体噪声为80dB(A)，排气放空噪声在110dB(A)-120dB(A)之间。

各类水泵，燃气电站内主要有给水泵、凝结水泵和循环水泵，噪声值在75-85dB(A)之间，均布置在能源站内。

机力通风冷却塔噪声主要为顶部排风风扇和电机的噪声以及下部的淋水噪声。其中淋水噪声以中高频为主，能量主要集中在1000Hz-4000Hz频率范围内[3]。

变压器，燃气电站变压器噪声相对其他设备较低，1m远测得声压级为70dB(A)。主要是电磁噪声和风扇的空气动力噪声。该部分设置在地下能源站内。

3 噪声控制设计

3.1噪声源识别及厂界噪声测量

首先对厂界及周边敏感点采用声学照相机及声级计进行噪声源识别和背景噪声、厂界噪声及敏感点噪声的测量。由于该项目为新建项目，并且实行三同时制度，并且产业园内建筑环境要求，远高于产业园边界的要求，所以设计中，以达到敏感建筑的要求为准设计。此步骤为改造项目必不可少，在此列出以供设计参考[4]。声学照相机测试及效果如图2所示：

图2 声学照相机噪声源识别

3.2 建立噪声模型并进行预测分析

根据噪声源信息及产业园建筑的信息，建立产业园的建筑和噪声源模型，按照声源声功率级及建筑和周围环境的声学特性进行噪声模拟 (如果是改扩建项目，则需要通过厂界噪声的数据对模型进行校正) 。

图3 治理前噪声地图

采用预测软件计算整个产业园地面部分的噪声等级分布地图，并针对商业办公楼及产业园内各酒店进行绘制立体噪声等级地图。

3.3 噪声平衡计算

根据噪声源对敏感建筑物噪声贡献值和噪声限值进行平衡计算，确定每个声源所需的降噪量如表一所示：

表一 声源所需降噪量

3.4 噪声治理效果预测

根据计算结果，将计算所需的降噪量输入到噪声预测软件中进行模拟，计算噪声控制实施后各敏感建筑室外噪声声压级，如表二所示：

表二 敏感建筑噪声声压级

经过噪声模拟计算和成本分析，确定最优方案可以满足敏感建筑物的噪声标准，产业园区及CD座噪声声压级分布如图4 治理后噪声地图所示，整个厂区周边的噪声均得到了有效控制。

图 4 治理后噪声地图

4 噪声控制措施综述

燃气发电机组配置原厂隔声罩，保证隔声罩外1m处噪声值在85dB(A)以内；燃气发电机组安装一级排气消声器，预热溴化锂机组配置一级排气消声器，以确保综合有55dB(A)的降噪量；能源站内，所有门需要配置隔声门，隔声量不低于50dB(A)；能源站泄爆孔安装隔声板，隔声量不低于50dB(A)；能源站地下室内通风系统安装消声器和消声百叶，降噪量不低于54dB(A)；地下分布式能源站室内墙面铺设吸声体。冷却塔顶部采用排风消声器，电机采用小型隔声罩并选用消声百叶进行通风。底部选用进风消声器，进风消声器消声量为15dB，排风消声器消声量25dB(A)。给水泵，循环水泵等均在能源站内部，仅需要考虑能源站门窗的隔声量以及泵的通风散热即可[4]。

本文对分布式能源站的噪声控制的设计过程进行了简单的介绍，由于分布式能源站布置形式及采用机组不尽相同，站内噪声源也非常复杂，在此不能完整描述，仅提供以上设计过程以供参考。

[1] 发改能源[2011]2196,关于发展天然气分布式能源的指导意见[S]，2011.1

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所谓有效课堂，是指教师通过课堂教学活动提高学生的学习水平，使课堂更高效。为了提高课堂有效性，教师在不断探索和实践中，引入了包括案例分析法在内的不少方法。案例分析法通过具体案例分析，吸引学生的兴趣；案例分析法通过具体案例分析，发挥学生的主体地位；案例分析法通过具体案例分析，营造有效的课堂氛围。下面以高中化学为例，就基于案例分析的高中有效课堂建设做具体分析。

一、基于案例分析的高中有效课堂要激发学生兴趣

高中化学课堂上的案例要能激发学生兴趣，不是随便举几个案例就可以了。只有激发了学生兴趣，学生才能从案例中联系到所学化学知识；只有激发了学生兴趣，学生才能从案例中汲取化学精华；只有激发了学生兴趣，学生才能从案例中思考化学学习方法。

比如：学习《丰富多彩的化学物质》这一章内容时，教师可以用案例引出这一堂课的学习内容，在引入新课时让学生产生兴趣，进而带着兴趣学完整章内容。例如，教师可以从生活中常见的物质入手：同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸袋，上面写着“干燥剂”，那“干燥剂”的主要成分是什么呢？该成分属于哪种类别的物质？是否可以长期持续地做干燥剂呢？通过这个例子引发学生的学习兴趣，让学生进行探索；洁净的空气、食盐水、浮有冰块的水、纯净的盐酸，这些物质哪些是混合物，哪些是纯净物，这个问题通过学生的常识就可以知道；90克水相当于多少摩尔水，学生对“克”已经非常熟悉了，由克引出“摩尔”这个概念，容易激发学生的兴趣，提高课堂学习效率。

二、基于案例分析的高中有效课堂要以学生为课堂主体

高中化学课堂上的案例要以学生为课堂主体，提高学生的课堂参与性，这样才能起到案例分析的效果。只有以学生为主体，学生才能积极思考教师提出的案例；只有以学生为主体，学生才能融入教师的案例中；只有以学生为主体，学生才能通过案例提高化学水平。

比如：学习《含硅矿物与信息材料》这单元内容时，教师可以通过案例分析发挥学生的主体作用，让学生真正参与到课堂中。教师可以让学生讨论生活中哪些物质存在硅这种元素，让学生踊跃发言，学生可能会想到石英坩埚、手表、马桶等，发挥学生的想象力；教师还可以让学生轮流说出硅的用途，类似成语接龙，硅的用途其实非常广泛，这种案例在生活中也很多，硅是良好的半导体材料，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，与信息材料紧密相关；教师也可以给学生几个有关硅的知识的选项，让学生判断对错，例如，二氧化硅溶于水；二氧化硅通入水玻璃可以得到硅酸等。

三、基于案例分析的高中有效课堂要营造有效课堂氛围

高中化学课堂上的案例要能营造有效的课堂氛围，让学生在活跃的课堂氛围中学习，学生才能在快乐中学习。只有营造有效的课堂氛围，学生才能在探索案例的过程中快乐地学习化学知识；只有营造有效的课堂氛围，学生才能抓住案例中的关键点提取课本上的化学知识；只有营造有效的课堂氛围，学生才能在理解案例的基础上掌握化学知识。

比如：在学习《太阳能、生物质能和氢能的利用》这一节内容时，教师可以播放一段环境污染的视频，问学生联想到了什么，肯定会有学生想到利用太阳能等无污染的资源提高经济水平；教师还可以举一些利用太阳能、生物智能、风能的例子，例如风力发电、太阳能发电；教师也可以把太阳能、风能的优点以PPT的形式展示给学生。

四、基于案例分析的高中有效课堂要激发学生的创新意识

高中化学课堂上的案例要能激发学生的创新意识，逐渐培养学生分析案例的能力。只有激发学生的创新意识，学生才能在学习案例的过程中积累经验；只有激发学生的创新意识，学生才能在学习案例的过程中找到正确的学习方法；只有激发学生的创新意识，学生才能把化学知识应用在实际生活中。

比如：学习《化学反应速率与反应限度》这一节内容时，教师可以把同一个化学反应在不同的温度下进行，让学生观察反应速率；教师还可以联系其他方面的速率，例如一辆汽车行驶速率的决定性因素是汽车的性能，影响因素是天气、路况等，那化学反应速率的决定性因素和影响因素又是什么，让学生充分发挥创新能力；我们平时吃的食物都有保质期，原因是什么，让学生自己思考。

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The Second Industrial Revolution Has Come?

The difficult recruitment and rising labor costs have been widespread. Enterprises have kept downsizing, but no one could solve the problem in the long term. The next technological breakthrough is an inevitable trend. The development and utilization of the equipment and software will be the second industrial revolution, just like the era of large-scale production of the machine instead of hand-made period once again. In future, it will be the main trend that enterprises apply the efficient and intelligent software device to save time and manpower costs. Now 3D CLO draping fitting software has been a trend. More details inside.

分享可持续的企业服装管理创新模式

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记者：北自所成功实施了很多制造业物流项目。以你们的经验，制造企业在什么情况下会考虑做物流系统的优化或改善？

匡永江：对于制造企业来说，制造是主业，物流是辅的工作，它的作用是助生产一臂之力。因此，很多制造企业都是在生产技术改造的过程中，“发现”了物流升级优化的需求。以我们曾经实施过的一个项目――某大型板材加工企业生产物流系统为例：该公司由于引进了先进的自动化生产设备，机床能够24小时不间断无人生产，但是原有的生产物流系统不是全自动系统，无法匹配高效的自动化生产，制约了生产效率的提高。我们的解决方案是配合生产需要，在生产车间设立自动仓库系统，与自动化的生产机床对接实现按需自动上下料和信息管理。这样就满足了该公司24小时不间断无人生产的需求，使生产效率大幅提高。

除了被动地改善物流外，制造企业，尤其是一些行业龙头企业，在新建工厂时往往倾向最先进的生产系统，包括物流系统，以保持和扩大自己的竞争优势。例如我们的一个客户，是一家知名的家具生产企业，致力于打造全球知名的品牌。他们在国内外、行业内外调研了好几年，最后下决心建设一个全新的、先进的智能工厂。新工厂具有鲜明的“智能制造，按需生产”的特点：生产从客户需求开始人手，根据客户的房型设计产品，然后客户可以按照房型选择该公司的成熟产品模块，并形成最终方案，工厂定制生产家具。而且整个生产过程实现了不许动、不落地、不返修高效生产。我们给该公司做的生产物流系统规划和建设，具体包括WMS、WCS、智能堆垛机、AGV、RGV、全自动输送线、货架等等。

总结来讲，制造业物流就是把各个生产环节串联起来，物流系统与生产线、生产节拍紧密配合，各种先进的物流装备都是这个综合性大系统的重要组成部分，在先进的信息管理系统的统一指挥下实现高效生产。只有物流合理顺畅，才能提升整个工厂的运作效率和管理水平。如果物流不顺畅，就会影响生产。

记者：制造企业物流系统改善项目的难点是什么？需要注意的关键点有哪些？

匡永江：相比较其他行业的物流建设，制造业物流建设更加复杂，因为制造业包含很多不同的子行业，而且各具特点。这也造成了不同的制造业物流系统都有一些自己的独特性。

从制造方式来分，制造业可分为流程制造业和离散制造业。流程制造业的典型行业如化工业，这种制造的特点是生产与物流融为一体，连续生产必然要求物料配送是连续进行。而且这个行业一般都是高度自动化生产，在生产车间建设规划时，需对生产和物料配送规划得十分充分、到位。因此，这类制造业的物流反而是成熟、清晰的，并没有太大的实施难度。

对于离散制造业，还可细分为产品生产量大的制造业和产品生产量小的制造业。生产量大的典型代表如汽车制造行业、家电制造行业。这些行业由于长期的发展，已经形成成熟的生产模式、物流组织模式，是自动化程度较高的流水线生产。因此，这些行业的物流体系也有了很多成熟的、可借鉴的模式。而对于一些单品产量很少的制造行业，如重型机械加工，这种行业的流程、工艺都十分复杂，而且很多大型或超大型装备的制造还涉及国家的经济安全和军事安全等因素，技术领先的国家往往封锁技术的外泄，因此我们也很难有借鉴、模仿的机会。这都造成这类型制造业物流规划和实施的难度很大，很多时候需要专门立项研究。

制造业物流从制造生产的流程上来分，还可分为生产（线边）物流和通用物流两大部分。制造企业的通用物流建设，也就是建设用于存储原材料、辅料、成品的仓库，和其他行业的仓库建设大同小异，因此也是比较容易规划和实施的。

比较难的部分是生产（线边）物流的规划和实施。不管是全新工厂的生产物流系统建设，还是改造项目的物流优化和改善，都和生产工艺紧密结合，首先要做好工艺分析，按照生产流程先规划设计物流动线，再考虑生产设备布局，采用正确的步骤是非常重要的。但是多数国内制造企业对物流并不了解，因此往往先建工厂，购进设备，再考虑物流。这就造成物流系统建设面临很多限制条件，难以做到最优。这是很令人遗憾的。

记者：您认为造成我国制造企业生产物流系统建设存在问题的主要原因有哪些？如何破解？北自所的优势在哪里？

匡永江：由于我国原有体制的原因，制造企业在建设项目的时候，都是要找各自行业的设计院去做上厂的设计规划。对于这些设计院来说，设计规划的重点不是物流，他们首先会去考虑厂房（土建）和生产工艺等，由于缺少规划意识，物流规划也是他们的弱项。我国长期以来制造业物流水平比较低，和这方面有一定关系。现在各个设计院对物流规划设计的重视程度也在不断提高，而且随着项目的增多也取得了很多经验。但是已经建成的工厂由于企业经营或者市场情况发生了变化，很多都需要进行物流升级优化。

因此我最近就在考虑，北自所能否与设计院强强联合，把物流规划设计纳入设计院的业务范畴，共同提高制造企业物流系统设计建设的能力。其实在国际上，物流规划设计通常由专业的物流咨询公司完成。但是我认为，设计院相比咨询公司的优势是有设计能力，能把概念细化和落地。如果我们能够实现优势互补，就更能满足客户的需求，我们就更有竞争力。

其实在制造业物流领域，北自所还是有一定优势的。首先，我们有深厚的底蕴。北自所创建于1954年，是原机械工业部直属的综合性科研机构，是国内最早从事自动化物流系统集成和自动化立体库建设的单位，国家科技部指定的全国推广应用物流仓储技术依托单位。其次，由于制造业物流与生产工艺、流程管理等密切相关，因此综合能力很重要，而北自所在这方面有优势。我们致力于制造领域自动化、信息化、智能化技术的创新、研究、开发和应用，为客户提供包括开发、设计、制造、安装及服务的整体解决方案。北自所拥有ERP、MES、物流、装配线等一系列项目实施的能力。这就是我们的综合优势。

记者：请您结合典型案例分析一下北自所是如何帮助制造企业优化物流系统的。

匡永江：我们通过对一些行业生产工艺的透彻研究和分析，研发出适合该领域生产特点的物流自动化系统，构建了全新的物流运作模式，大幅提高了企业的生产效率。

我们有很多成功的制造业物流案例。如我们为纺织行业开发的“全自动落丝系统”，由自动落丝机、辅助运转设备、机器人、设备运行调度和信息管理子系统组成，采用了激光定位技术、激光安全防护技术、现场总线技术、无线以太网络技术、计算机信息技术和设备调度优化算法。该系统的主要功能为：自动落丝机与卷绕机自动对接后完成自动落丝，并将丝饼暂存于车体中心棒上，丝饼随自动落丝机运行送往平衡间，并转运到辅助运转设备上，再由机器人直接抓取并放置在丝车空挂架上。该系统以机械化设备完全替代人工实现落丝、装车和转运自动化作业，能够满足同时多品种生产按单一品种装车的需求，并自动完成丝饼产品信息的跟踪及标签打印。这套系统符合制造业“机器换人”的发展方向，为纺织企业减少劳动力人数，降低生产成本，提高产品质量，带动了企业的技术进步，提高了企业的国际竞争力。该系统达到国际先进水平，获得多项国家专利，成功入选2015年度中国十大纺织科学新闻。

记者：制造企业实施物流系统改善项目能收获哪些益处？