DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. WinCC交互界面设计 WinCC flexible是德国西门子(SIEMENS)公司开发的面向机器的HMI (Human Machine Interface)人机接口设计软件。用于设计组态用户界面以控制监视设备与机器，实现用户与PLC的交互平台。设计的界面通过RS232接口下载到西门子700 IE触屏显示器，触摸屏通过RS232接口与西门子PLC连接，实现人机实时交互控制。 绞车测控系统人机交互界面分为以下五部分： 1) 绞车参数监控界面。如图2所示，本界面可以实时监控绞车运行张力值、张力差分值、速度值和深度值。界面下方有绞车监控报警指示灯，在绞车发生超载、遇卡遇阻、超速、深度到达井口或井底时进行红灯闪烁报警，提醒监控人员注意，以防发生事故。 2) 深度速度参数设置界面。在参数监控界面点击菜单键，输入管理员密码后进入此界面。在此界面可以实现设置编码器脉冲数与绞车高度的比例参数a、微调比例参数、设置深度报警与速度报警值，校正当前深度值等功能。点击数据保存键即可保存修改后的参数。 3) 张力参数设置界面。在此界面可以实现设置张力量程值、设置张力报警值与设置遇卡遇阻报警值等功能。点击张力零点校正按钮可以对张力零点进行校正，减小重力等因素对压力传感器测量值的影响。 4) 张力曲线界面。点击张力曲线按钮进入此画面，在此界面可以观察一段时间内的张力变化曲线，可以为监控人员判断绞车运行情况与事故发生原因提供依据。 5) 报警信息界面。点击报警界面按钮进入此画面，在此画面中可以查询近期所有报警信息，可为监控人员查询事故发生原因提供直接依据。 图2. 绞车参数监控界面
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user: 5. 结论 通过对绞车测控系统的研究设计，完成了以下工作： 1) 实现绞车钢丝绳的测控。通过对采集模块、控制模块和显示模块的模块设计，实现了对绞车运行参数的实时测量、监视、控制等功能。 2) 进行了PLC编程。使用STEP 7 MicroWIN V4.0 sp9编程软件设计了主控PLC运行程序，可对系统整体进行实时在线控制。 3) 设计了人机交互界面。运用WinCC flexible设计了人机接口组态界面，通过触摸显示屏实现人机交互控制，操作方便，界面友好，监控界面直观。
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user: 摘 要 按照功能划分的基本方法，给出了油田修井机、通井机的基本功能与主要功能元，在此基础上，给出了修井设备的命名方法，这对于规范油田修井设备的命名和提升油田设备的管理水平，有一定的意义。 关键词 :功能划分，修井设备，命名
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user: 1. 引言 目前油田常用的修井作业设备有通井机、修井机等多种类型，在油田的使用习惯中，通井机主要是指井架与绞车分离，滚筒安装在拖拉机上，井架通过背车运输到作业现场的履带式通井机，并特制驱动滚筒的部分。修井机泛指井架与滚筒安装在同一台运移设备上，一起运移到作业现场的设备。这里不仅包含即有起升，又有旋转作业功能的大型修井机，其不仅可以完成修井，而且还可以与其他设备配合，完成钻井作业。而且也包含品种繁多，主要只能完成起升作业的小型修井机，即普通意义上的通井机[ 1 ] 。随着履带式通井机 [ 2 ] 逐渐退出油田作业设备市场和新型修井设备的发展，上述命名习惯已经不能满足油田现场的需要，给油田管理和设备分类，带来了诸多不便，从作业设备管理现场的实际出发，我们建议，重新对油田修井设备进行分类，并给出其命名和定义，规范设备的命名，这对于油田设备的采购、管理和检测，均有重要意义。
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user: 2. 油田常用修井作业的分类 我们知道，修井是油田应用最多的增产措施，从修井作业的类型上分，可以分为改变举升设备的工作参数(换泵)、检泵(杆)、侧钻、钻塞、油井清洗、冲砂、小型钻井等作业类型；上述作业类型中，换泵、检泵、油井清洗、冲砂等作业，仅主要通过起升作业就能完成，这类作业，也一般有油田厂级负责小修的作业队进行，油田称为小修作业，是油田量大面广的作业形式 [ 3 ] [ 4 ] ，如图1。侧钻、钻塞、小型钻井等作业不仅需要提升，而且还需要旋转作业才能完成，这些作业，油田一般通过较大型的作业机械完成，由油田级的专门大修队伍完成，如图2 [ 5 ] 。即：从对作业设备性能的要求上，可以分为主要使用起升作业就能够完成的作业类型和必须通过起升、旋转两种作业方式才能完成的类型，与之对应，油田所使用的作业设备，也被区分为两类，一类是只提供起升能力的修井设备，一种是既提供起升能力，又提供旋转能力的修井设备。为了区分两种作业的类型所使用的设备，我们建议，把前者称为通井机，后者称为修井机，前者主要完成油田小修作业，后者主要完成油田的大修作业。
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user: 3. 油田常见小修设备的类型划分与命名 按照上述分类方法，目前，只是以完成起升作业为目的油田在用通井机有如图3~6四种。图3所示为传统的履带式通井机，其主要特征为滚筒与驱动滚筒的动力系统一起，安装在拖拉机底盘上，行走靠履带方式，绞车与行走使用同一动力，井架与绞车分离，需要单独的背井架车将其运到现场，组合安装后，完成修井作业的要求。图4所示为通常油田所说的轮式通井机(b)和轮式修井机(a)，其主要特征是都是使用汽车底盘完成移动，绞车的动力与行走的动力为一体，同为柴油机。油田通常将自带井架的叫做轮式修井机，不带井架的称为轮式通井机。图5所示为油田所述的网电修井机，其特征也是采用汽车底 图1. 作业中的轮式通井机 图2. 在进行侧钻作业中的轮式修井机 图3. 履带式通井机 图4. (a) 携井架的轮式通井机，(b) 不携井架的轮式通井机 图5. 网电通井机 图6. 液压通井机 盘完成行走功能，自备井架，采用网电驱动电机带动绞车，完成起升功能。图6为油田所述的液压修井机，其特征是采用汽车底盘完成行走功能，通过电机驱动液压缸，完成起升功能，从结构上，省去了井架与绞车。这四种作业设备，油田习惯称为修井机，其基本功能都只有起升作用，与履带式通井机、轮式通井机的区别只是其是否自备井架，对于作业的基本功能并无本质的改进。因此，从分类上讲，我们认为，还是称作通井机更为合适。这样，按照目前油田的通常使用习惯，油田常用的通井机就有履带式、自背井架轮式、无井架轮式、网电驱动轮式、液压起升轮式等五种，由于无井架轮式通井机目前的油田应用较少，因此，通常又可简称为履带式、轮式、网电、液压等四种 [ 6 ] [ 7 ] 。
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user: 4. 通井机的功能分析与主要命名特征 按照前面的叙述，通井机的主要特性是具备起升作业的能力，不具备旋转作业的能力；按照其功能划分，区分通井机的主要特征如下几点：1) 是否自备井架；2) 运移方式；3) 完成起升的动力方式；4) 是否配备小型泵组，具有一定的循环和冲砂能力；5) 采用的刹车方式等。按照上述功能特征，据设计方法学的基本观点，通井机的主要功能和求解的功能元如图7所示。 按照上述的功能元求解分类原则，则通井机的标志特征，应该是其完成起升的能力，应该包括起升的最大重量、长期工作的起升重量，起升的高度三个主要参数。其他辅助参数，应该至少说明井架、行走、起升方式、驱动起升的动力方式、刹车结构等的组成形式，才能相对全面的给出该通井机的结构，避免使用和采购上的发生误判。其命名中，应该包含起升方式、行走方式、采用动力等特征。这样，油田上目前使用如图5所示的，实际上是使用轮式行走，用绞车–井架方式完成举升，滚筒采用网电电机驱动，自备井架，采用钳式刹车系统，不配备小型泵组的通井机，可以命名为自背井架网电电机驱动钳式刹车轮式通井机，简称为网电通井机。当然，我们也可以设计使用带式刹车的网电通井机，同样，随着高强度蓄电结构的发展，也不排除将来会有带有发电机的网电通井机等结构形式。只是笼统的把目前的结构形式，就定义为网电通井机，有可能对将来的命名和技术的发展，带来阻碍。 目前油田使用的通井机，某些参数已经相对固定，如：井架的高度，需要满足最少起升一根油管高度的需要，即不小于10米，井架的高度，一般选择18米左右，如果选择了这一通用原则，则可以不进行说明。但对于新设计的通井机，或采用新型起升结构的通井机，如果其最大起升高度有所变化，就应该在产品的说明书中明确的给出，这对于油田下泵作业时选择设备，具有显著的意义。
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user: 5. 修井机的功能分析与主要命名特征 从引言中，我们可以看到，修井机与通井机的主要功能差别，在于增加了旋转功能，为了实现这一功能，需要新增加底座和旋转两个分功能，目前，能够实现旋转分功能的功能元有转盘、动力水龙头、顶驱等功能元。这样，常用修井机的功能分类，如图8所示。如果对于修井机进行命名，则需要给出起升、旋转两个系统的能力与特征。 图7. 通井机的功能元 图8. 修井机的功能元
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user: 6. 结论 通过上面的分析，我们可以得出如下的结论： 1) 将油田常用的修井设备，按照其功能进行重新命名，是可行的，也是符合油田使用、管理习惯的。 2) 在通井机的命名中，应该对通井机的主要功能，进行规范性描述，避免相同名称的通井机，其功能上有较大的差距。 3) 本文给出的修井设备命名方式，较目前的习惯命名方式，更符合有关国家标准的定义。
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user: 摘 要 非接触式流体静压密封环是轴封式核主泵核心零部件。采用预变形平面研磨加工技术可以实现密封环低成本高效加工，但在变形以及加工过程的材料去除控制对最终面形精度非常关键。本文通过平面研磨实验对硬质合金环的材料去除特性开展了研究。研究发现，磨粒粒径、研磨压力及研磨盘转速对材料去除率和表面粗糙度都有显著的影响。当选用2 mm的金刚石磨粒且抛光盘转速为30 r/min时，材料去除率和表面粗糙度分别可以达到2.27 mm/min和21.3 nm。此外，通过偏心研磨实验，证明重心位置变化确实可以影响密封环上各点的材料去除率变化。 关键词 :流体静压密封环，预变形，研磨，材料去除率
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user: 1. 引言 核主泵是核电系统的关键装备之一，需要满足在极端恶劣工况下连续、超长、稳定的使役要求。轴封式核主泵的密封性能是决定核主泵安全与可靠性的重要指标，对于整个核电站的安全运行十分关键[ 1 ] 。 核主泵轴封组件一般采用多级串联密封，其中最为重要的一级主密封多采用非接触式流体静压密封，这种密封结构形式具有承受高压、大载荷、磨损小等特点，使役寿命较长。在核主泵运转过程中。核主泵正常工作时，高压流体流入静环圆锥面与动环平端面处的收敛间隙，形成具有一定静压刚度、厚度的流体液膜，产生沿轴向的开启力，使两密封面隔开而不直接接触，密封端面间为全膜润滑状态，摩擦力较小、表面磨损较小，同时对摩擦副起到冷却作用；但在启停或者异常工况下，流体液膜未能完全充满密封面，开启力不足，由于核主泵内部压力较大，此时两密封面之间会产生剧烈碰撞接触，摩擦磨损严重[ 2 ] -[ 4 ] 。因此，核主泵密封环材料必须具备一定的强度、硬度，来满足耐磨性、耐温性、耐蚀性、耐冲击和抗疲劳性能，一般选用碳化硅、氧化铝陶瓷和碳化钨硬质合金等陶瓷材料。核主泵密封环尺寸较大，要求高面形精度、低表面粗糙度、低亚表/亚表面损伤，而正是因为陶瓷材料本身高硬度等特性，使得密封环超精密加工十分困难。 目前，核主泵密封环加工主要方法是采用超精密磨床结合金刚石砂轮磨削加工，可以获得较高的加工精度以及表面质量，但是，陶瓷材料韧性较低，工件表面极易产生裂纹，对机床精度要求较高，同时由于陶瓷材料硬度较高，砂轮磨损严重，对金刚石砂轮磨损的在线测量及补偿修整及其困难 [ 5 ] 。采用激光加工密封环，由于陶瓷材料多为烧结而成，激光作用于异质表面，会造成材料表面去除不均问题，加工表面粗糙度较大 [ 6 ] 。Young等 [ 7 ] 人提出了基于过盈配合的预变形研磨加工思想。周平等[ 8 ] 人提出了周向波度动密封环的预变形平面研磨加工方法。 针对核主泵密封环高精度要求以及材料高硬度难加工特点，提出了流体静压密封环预变形平面研磨方法；通过改变研磨工艺参数，对WC硬质合金表面进行摩擦试验，并根据实验结果分析研磨转速、磨粒粒度、法向压力对材料去除率的影响，优化硬质合金研磨加工工艺；设计了一种可调偏心加工夹具，通过调节配重块位置改变加工时夹具与硬质合金圆环的重心，分析重心对材料去除率的影响。
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user: 2. 预变形平面研磨加工原理 流体静压密封环结构如图1所示，宏观上是一个矩形截面圆环，微观上其端面可以分为靠近内径处平的密封坝面区和靠近外径的锥度区。沿径向的锥度主要提供静压效应，坝面区提高抗泄漏能力。 图1. 流体静压密封环示意图 流体静压密封环预变形平面研磨加工技术基本原理与变形加工过程如图2所示。图2(a)是密封环截面和预变形夹具的初始状态，在密封环坝面区外径处建立直角坐标系，通过夹具的预紧力，使密封环产生绕截面中心的周向旋转变形，变形后的密封环上端面与x轴形成一个夹角α (如图2(b)所示)。然后对变形后的密封环端面进行平面研磨加工，直至锥度区研平(如图2(c)所示)，释放预紧力，密封环弹性变形恢复，被研磨掉的区域形成了与图2(a)所示变形后的状态反对称的锥角β，没有研磨到的区域形成了坝面区。 密封环端面面形精度要求十分重要，一般要求在1~2个氦光带以内。预变形平面研磨方法加工流体静压密封环，密封环最终面形精度取决于两个方面：一是加载后的预变形；二是平面研磨过程材料去除。在密封环周向等距分布一定数量的加载点，通过对加力点位置以及加力大小的模拟计算，可保证变形过程锥角的一致性。在平面研磨过程中，需要通过试验确定最优工艺参数，严格控制材料的去除。此外，如果研磨面发生倾斜，则无法保证材料去除的均匀性。本文设计一种调偏心夹具(见图3)，分析偏心量与去除率之间的关系，可以通过偏心位置调整，以实现密封环研磨时周向材料去除率的一致性要求。
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user: 3. 平面研磨实验 3.1. 实验方法 本次研磨试验所使用的设备为沈阳研佳科技生产的ZYP400往复直推/旋转重力式研磨抛光机。使用铸铁材料研磨盘，直径为Φ380 mm，铸铁硬度适中，具有良好的嵌砂性能与耐磨性，研磨盘盘面刻有均匀分布的菱形沟槽，用来溢流磨料和排屑。试件采用WC硬质合金密封环，具有特殊的高硬度、耐蚀性以及优良的抗压强度和断裂韧性，有现代工业牙齿之称[ 9 ] 。实验时，试样连同载物盘靠重力放置在研磨盘上，并依靠支架固定载物盘中心位置，研磨盘由电机带动做匀速圆周运动。在研磨盘与工件的摩擦力作用下，载物盘绕其轴线均匀旋转。研磨液采用金刚石、去离子水按质量比1:5混合，加工过程模型如图4。 3.2. 实验设计 本次实验共分为两部分：1) 使用电火花线切割制备试样尺寸为为10 mm × 6 mm × 3 mm，3片硬质合金为一组，均布在金属载物盘上。通过控制变量法，固定两个参数，改变第三个一个参数，分别研究研磨盘转速、磨粒粒度和法向压力对加工试样材料去除率的的影响，材料去除率通过测厚度的方法获得；2) 将密封环装夹在可调偏心夹具上，通过配重块上的滑槽调整底座与配重块的相对位置，实现重心的小范围调整，通过加减配重块的数量实现重心的大范围调整，在夹具上周向依次标记6个采样点，第一次研磨时不加配重；第二次研磨在1点和6点中间处加六块配重；第三次研磨在3点和4点中间处加六块配重，将1点和6点中间的配重去掉。采用实验一所确定的最优工艺参数，对密封环进行平面研磨。 图2. 预变形平面研磨加工原理示意图 图3. 偏心夹具 图4. 研磨加工模型
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user: 4. 结果和讨论 4.1. 法向压力对材料去除率的影响 研磨转速恒定为30 r/min，磨粒粒度为W2的情况下，分别使用铝配重块(法向应力60 kPa)，钢配重块(法向应力152 kPa)，铝配重块加刚配重块(法向应力217 kPa)，钢配重块加钢配重块(研磨应力314 kPa)进行研磨实验，研磨时间均为1 h，研磨后，加工结果如表1所示。 从图5中可以看出材料去除率与法向压力大致呈线性关系单调递增力越大，表面粗糙随法向压力增大而减小，但并不完全呈线性关系。研磨加工主要依靠工件与研磨盘之间磨粒的划擦与滚轧作用。当法向压力较小时，研磨盘、磨粒与工件之间的法向作用力较小，单颗粒磨料嵌入研磨盘深度较浅，对工件表面的切削力较小、切削量小，去除率非常低；材料的去除主要是依靠三体磨损，为脆性去除，工件表面形成数十纳米级的凹坑，表面粗糙度较大。随着法向压力的逐渐增大，工件与研磨盘之间的相互作用力增大，磨粒受到挤压作用增大，单颗粒磨料在研磨盘上嵌入深度逐渐增大，研磨盘对磨粒的把持力增 Table 1 Relationship of the pressure with the material removal rate and surface roughnes 法向压力(kPa) 60 152 217 314 去除率(mm/min) 0.80 2.27 3.07 4.32 表面粗糙度Ra (nm) 53 21.3 19.84 17.94 表1. 压力与材料去除率与表面粗糙度的关系 图5. 压力与材料去除率与表面粗糙度的关系 大，进而增大了磨粒对工件的切削作用。当作用力逐渐增大达到材料的屈服极限甚至是断裂极限时，随着磨粒对工件的挤压形变和材料裂纹的扩展，工件表面微观变形增大，磨粒的滚动作用受到其运动轨迹前后方材料堆积的影响，逐渐变为滑动并以划刻形式作用于工件，即由三体磨损[ 10 ] ，切削作用增强，参与切削的有效磨粒也增多，加工后的工件表面平整，表面粗糙度低。 4.2. 磨粒粒度对材料去除率及表面粗糙度的影响 使用不锈钢配重块，研磨盘转速恒定为30 r/min的情况下，分别选择磨粒粒度为W0.5、W2和W5的磨料进行研磨实验，研磨时间均为1 h，研磨后，加工结果如表2所示。 由图6可以看出，随着磨粒粒度的增大，材料去除率大致呈线性关系单调递增，而加工后的工件表面粗糙度呈线性关系单调递减。磨料质量相等时，磨料粒度越大，单位质量的研磨液中，所含磨料颗粒数量越少，在研磨过程中加载一定法向压力，单颗粒大粒度的磨粒所承受的应力大、挤压作用强烈，因此嵌入研磨盘较深，研磨盘对磨粒的把持作用大，对工件的划擦作用大，切削力大，同时单颗大粒度磨料与工件的接触弧较长，切削能力强；同时随着磨粒粒度的增大，工件表面材料塑性去除量减少，脆性去除量增加，加工后表面质量较差，粗糙度增大。加载相同大小法向压力，磨料粒度小，单位质量研磨液中所含磨料颗粒数量多，实际参与磨削过程的有效颗粒数量多，对工件表面的平均接触面积大，切削作用比较均匀，材料的表面粗糙度低，表面质量好。 4.3. 研磨盘转速对材料去除率及表面粗糙度的影响 在研磨应力恒定为152 kPa、磨粒粒度为W2的情况下，分别选择研磨转速为15 r/min、30 r/min和45 r/min进行研磨实验，研磨时间均为1 h，研磨后，加工结果如表3所示。 图7是研磨盘转速与材料去除率和表面粗糙度的关系。从图可以看出，随着研磨盘转速的增大，材 Table 2 Relationship of the size of the abrasive with the material removal rate and surface roughnes 磨料粒度 W0.5 W2 W5 去除率(μm/min) 0.90 2.27 4.15 表面粗糙度Ra (nm) 4.49 21.3 33 表2. 磨料粒度与材料去除率与表面粗糙度的关系 Table 3 Relationship of the speed with the material removal rate and surface roughnes 研磨盘转速(r/min) 15 30 45 去除率(μm/min) 0.90 2.27 4.15 表面粗糙度Ra (nm) 52.64 21.3 26.51 表3. 转速与材料去除率与表面粗糙度的关系 图6. 磨料粒度与材料去除率与表面粗糙度的关系 图7. 转速与材料去除率与表面粗糙度的关系 图8. 偏心研磨各标记点的材料去除率 料去除率大致呈线性关系单调递增，而表面粗糙度随着转速的增大先减小后增大。由于加载恒定法向压力，因此单颗粒磨料切削力不变。当转速较低时，单位时间内，单颗粒磨料与工件表面的接触次数较少，总的磨料对工件表面的划擦次数少，切削轨迹短，磨粒自身的更新速度慢，材料的去除率低；磨粒与工件表面凸峰碰撞的速度较低，作用力也较小，不足以将工件表面去平，表面粗糙度较大。随着研磨盘转速增大，单颗粒磨料与工件表面的接触次数多，增大了总的磨料切削轨迹，磨粒自身更新较快，有效磨粒多，提高的工件表面的材料去除率；磨粒与工件表面凸峰碰撞的速度也在增大，磨粒与工件划擦次数增多，磨削更均匀，表面粗糙度降低。因此，适当增大转数有助于提高材料的去除率，降低加工后工件的表面粗糙度。但是，转速并不是越大越好，当转速提高到45 r/min时，工件表面粗糙度反而增大，这是因为，虽然磨粒与工件表面的碰撞进一步加剧，但是研磨液会在离心力的作用下被甩出研磨盘，有效磨粒减少，此时Ra值反而增大。 4.4. 偏心对材料去除的影响 图8是偏心研磨各标记点材料去除率变化图，从图中可以看出，当不加配重块时，各点材料去除率大致呈均匀分布，当出现偏心时，各点材料去除率发生变化。偏向重心的一面材料去除率大于另一面，调节偏心位置，出现同样情况。偏心研磨平均去除率为0.22 μm/min，按照实验一中，按照实验一中法向压力与去除率成正比的关系，推算出，当偏心研磨平均法向压力为152 kPa时，材料去除率为2.08 μm/min，与实验一的误差为8.2%。因此，重心位置确实可以影响各点材料去除率变化，但是材料去除率的变化并不严格按照线性关系变化。因此，重心位置与各点材料去除率变化的关系有待进一步研究。
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user: 5. 结论 1) 通过对碳化钨试样的研磨试验，分析实验数据得出了不同研磨工艺参数对工件材料去除率及表面质量的影响：法向压力越大，材料去除率越高，表面粗糙度越低；磨粒粒度越大，材料去除率越大，表面粗糙度越大；随着研磨盘转速的增大，材料去除率逐渐增大，表面粗糙度先减小后增大。 2) 通过偏心研磨实验，证明重心位置变化确实可以影响密封环上各点的材料去除率变化，但是材料去除率的变化并不是严格按照线性关系变化的，具体变化规律有待进一步研究与证明。
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user: 摘 要 针对屏蔽门产品在传统设计中缺乏可靠性定量分析和验证的不足，研究了指数寿命拟合优度检验方法及确定屏蔽门可靠度模型的一般程序，提出了确定可靠性定量指标的基本方法，分析了不同故障次数、不同置信度水平对可靠性验证结果的影响，从而给出了屏蔽门在特定时间和特定条件下可靠工作的预期。研究结果表明：屏蔽门在一定时间内的可靠度与其使用频率有较大关系，工程设计中应根据屏蔽门的应用特点，确定屏蔽门可靠性以及单台屏蔽门的故障率。 关键词 :轨道交通，屏蔽门，可靠性，故障率，置信区间
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user: 1. 引言 轨道交通屏蔽门(以下简称屏蔽门)作为城市轨道交通的重要组成设备，安装于地铁、轻轨等轨道交通站台边缘，将轨道与站台候车区隔离，具有节能、安全、美观等功能[ 1 ] 。在平时使用过程中，屏蔽门承受活塞风压、人为挤压和撞击等载荷，因此工作环境非常恶劣。同时，又要求屏蔽门具有非常高的可靠性，一旦发生故障，轻则影响交通正常运行，重则可能危及乘客人身安全。因此，屏蔽门的可靠性不仅是屏蔽门产品设计的重要指标，也是轨道交通系统建设中关注的重要因素。 但目前国家标准对屏蔽门可靠性的定量指标并没有严格规定，CJ/T 236-2006《城市轨道交通站台屏蔽门》中与屏蔽门可靠性相关的指标是型式试验中的加速寿命测试，规定“屏蔽门在设定的速度曲线下运行10 6 次无重大故障发生”。该指标存在以下不足： 1) 该指标只是对屏蔽门寿命指标进行了定义，并不能定量表述产品的工作可靠度，也就是说即使产品满足该指标要求，也无法确定屏蔽门在一定时期内(例如1天、1月或1年)的工作可靠性； 2) 验证该指标采取的是抽样检验方法，并没有描述个体抽检合格后整批产品合格的概率，也就无法确定使用方所承受的批产品性能不满足要求的风险。 研究屏蔽门的可靠性定量指标，阐明产品在特定时间、特定条件下的工作可靠度是非常必要的；同时，也需要确定产品抽样检验中给使用方带来的的风险，这对使用方综合考虑产品性能与成本具有重要意义。
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user: 2. 屏蔽门可靠度分布形式 对某一产品开展可靠性分析，首先需要确定其可靠度分布形式。从理论上讲，假设一个产品由很多部分组成，不论各组成部分的可靠度是什么分布，只要产品的任一部分出现故障后，能及时予以修复后并再次投入使用，则在较长时间后，产品的可靠度基本上服从指数分布。但是这个假设能否应用于屏蔽门产品，还需要通过对试验数据进行检验，以确定其可靠性是否服从指数分布。 可采用指数寿命拟合优度检验方法来确定屏蔽门可靠性是否服从指数分布，所谓拟合优度是指描述观测值与假定的分布(模型)之间符合程度的具体数值[ 2 ] ，该方法的具体步骤如下： 1) 投入n个屏蔽门产品进行试验，按定时截尾方法，规定到某一时间试验截止； 2) 记录到试验截止时出现故障的每个时刻，故障时刻从前到后依次记录为： (r为试验期间故障总数)； 3) 计算统计量 (1) 式中： 为总试验时间， ，令 ； 为出现第i次故障时的累积试验事件， 4) 给定显著性水平 ，若 ，则不能以显著性水平 拒绝产品寿命服从指数分布的假设，此时可结合一定的物理分析，接受该产品的指数寿命假设。
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user: 3. 可靠性定量指标的确定与分析 屏蔽门加速寿命测试中要求屏蔽门在设定的速度曲线下运行10 6 次无重大故障发生，可将此试验看作是定时截尾的可靠性鉴定试验，据此数据开展可靠性定量指标的确定和分析。根据IEC的建议，当试验子样较多而试验过程中无故障时，故障率的点估计值按式(2)计算[ 3 ] ： (2) 计算可得，通过10 6 次无故障试验屏蔽门的故障率点估计值为 。 在给定置信水平 条件下，屏蔽门故障率的单侧置信上限按式(3)计算： (3) 令 ，将 带入式(3)，并查GB4086.2-83，计算可得 ，因此屏蔽门一次工作的可靠度为 。 但在更多情况下，使用方关注的并不是屏蔽门一次工作可靠度，而是在一定时期内的工作可靠性，例如1天、1个月甚至1年。由于用于不同场合屏蔽门的工作频率相差较大，因此在一定时间内，相同状态屏蔽门的工作可靠性差别也非常大。图1表示了屏蔽门1年工作的可靠性与其使用频率之间的关系。屏蔽门按每天工作15 h，每年工作365 d计算，当屏蔽门每2 min工作一次时，其1年工作可靠度只有0.820；而当屏蔽门每30 min工作一次时，其1年工作可靠度可达0.987。因此不考虑屏蔽门的工作特点，笼统地规定屏蔽门开展10 6 次寿命试验存在一定的不合理性。 可靠性指标合理的确定方法应是根据屏蔽门工作场合的重要程度、维修便捷程度、全寿命周期费用等特点，提出屏蔽门在一定时期内的工作可靠性[ 4 ] ，然后根据屏蔽门的使用频率，反算求出屏蔽门故障率要求，作为单台设备鉴定或验收的指标。若屏蔽门工作场合重要性强，维修困难，故障后带来的相关费用高，则可靠性应适当取高，反之则可适当降低。 图2给出了不同使用频率下，屏蔽门1年可靠性与故障率的关系。由图2可知，当屏蔽门使用频率较小时，故障率的降低对可靠性的影响并不明显；但当屏蔽门使用频率较高时，故障率的变化对可靠性作用非常明显，也就是说，当屏蔽门使用频率较低时，可适当降低故障率要求，从而实现产品可靠性和成本之间的平衡。其次，屏蔽门在一定时间内的可靠性与故障率基本成线性关系，而使用频率则是决定该直线斜率的主要因素。
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user: 4. 屏蔽门可靠性的验证 确定屏蔽门故障率后，需要对屏蔽门产品开展可靠性试验，以验证其故障率指标是否满足设计要求。 图1. 屏蔽门可靠性与使用频率关系 图2. 屏蔽门可靠性与故障率的关系 设一批屏蔽门产品中投入n个样品开展试验，到达一定时间试验截止。当出现第k个故障时，全体产品累积试验次数为： (4) 式中： 表示出现第 个故障时的，全体受试产品的累积试验次数，因此 是一个按式(4)迭代计算的过程； 表示参试品m在故障 与故障 之间的试验次数。 由式(4)可知试验次数为： 根据试验次数 、故障次数k，可计算屏蔽门故障率的点估计值： (5) 点估计值仅仅是对产品可靠性的初步估计，没有考虑样本数量大小对评估结果的影响，也不能从概率角度给出产品可靠性的分布。因此，如果需要更加准确、全面地评估可靠性，应采用区间估计的方法。计算产品的可靠性区间估计，首先需要明确相应的置信水平 ( 表示真值在评估区间的概率大小， 也就是接受该评估结果风险的大小)；此外，还需考虑的是采用单侧置信区间估计还是双侧置信区间估计，所谓单侧置信区间估计只考虑产品的可靠性下限值，而双侧置信区间估计则同时考虑产品的可靠性上、下限。当给定置信水平 时，屏蔽门故障率可靠性单侧置信上限按式(3)计算，双侧置信区间按式(6)计算： (6) 考虑屏蔽门产品特点，本文按单侧置信区间分析可靠性。在一定置信水平 条件下，不同故障次数，试验次数与故障率之间的关系如图3所示；在故障次数 条件下，不同置信水平，试验次数与故障率之间的关系如图4所示。 从图3可以看出，屏蔽门进行可靠性定量指标验证时，在置信度一定条件下，试验次数、故障次数两个因素决定了最终的评价结果。例如当k = 0，即试验过程中时未出现故障时，进行8 × 10 5 次试验可得出屏蔽门的故障率置信上限为1.5 × 10 −6 ；但如果在试验过程中出现1次故障，则需进行1.62 × 10 6 次试验才能得出相同的评估结果，试验中故障的出现将会导致试验周期的大大延长。此外，在一定试验次数范围内，故障率会随着试验次数的变化而发生较大变化，但是当超过一定试验次数范围时，故障率随试验次数的变化便不再明显，这也是统筹考虑可靠性指标、试验周期和成本中需要重点考虑的因素。 此外，如图4所示，可靠性结果的验证还与选取的置信水平有很大关系，以试验中出现1次故障为例，当 = 0.7时，需进行1.62 × 10 6 次试验可得出屏蔽门故障率置信上限为1.5 × 10 −6 的评估结果；但如果 取0.8，则需进行2.0 × 10 6 次试验才能得到相同结果。置信水平实际表征的是可靠性评估结果的置信程度，因此子样数越多，评估结果就越可信；反之，若希望对可靠性评价出可信性更高的结果，就需要更多的子样。 图3. 不同故障次数，试验次数与故障率之间的关系(置信水平γ = 0.7) 图4. 不同置信水平，试验次数与故障率之间的关系(故障次数k = 1)
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user: 5. 结论 采用可靠性定量指标能够从概率角度给出屏蔽门产品可靠工作的定量描述，对屏蔽门可靠工作的预期更加科学、直观。通过采用指数寿命拟合优度检验方法，能够分析确定屏蔽门产品是否服从指数分布寿命模型。此外，通过计算分析表明，屏蔽门在一定时间内的可靠度与其使用频率有很大关系，因此应根据屏蔽门工作频率、重要程度、维修便捷性等特点，确定屏蔽门在一定时期内的可靠性，然后再反求得出单台屏蔽门的故障率。采用单侧置信区间评估方法，不仅能够给出屏蔽门在一定时间内可靠工作的预期，而且能够定量说明使用方在接受抽样结果时所承担的风险。
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user: 摘 要 目的：探讨扁桃体手术切除手术中不同麻醉方式的应用效果。方法：69例患者分为局麻组(36例)和全麻组(33例)，局麻组以利多卡因局部浸润麻醉后行扁桃体切除，全麻组静脉复合插管麻醉后行扁桃体切除。分别对两组患者的术中及术后疼痛VAS评分，术中出血量VAS评分进行记录并比较。结果：全麻组术中疼痛VAS评分、局麻组术中疼痛VAS评分分别为0，9.4 ± 0.8；全麻组术后疼痛VAS评分、局麻组术后疼痛VAS评分分别为5.2 ± 0.4，8.9 ± 0.4。全麻组术中出血量VAS评分4 ± 0.7分，局麻组术中出血量VAS评分8±0.8分。上述各项指标比较均有统计学意义(P < 0.05)。结论：全麻对于扁桃体切除手术是最合适的选择。 关键词 :麻醉，扁桃体切除
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user: 1. 引言 无论儿童还是成人，慢性扁桃体炎的发病率均较高，儿童通常表现为扁桃体增生肥大，而成人多表现为炎性改变。由于慢性扁桃体炎常可诱发肾炎，心肌炎等疾病，故对病变的扁桃体应予手术切除。在扁桃体手术中，不同医院或临床医生选用的麻醉方式不尽相同，究竟何种麻醉方式的应用效果最好，仍然有进一步探讨的必要。我科对2011年8月~2013年8月行扁桃体切除术共69例患者的不同麻醉方式的效果进行记录，选用多种维度指标进行比较分析，现汇报如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 临床资料 扁桃体切除术共69例患者，其中男30例，女39例，年龄12~45岁。所有患者均诊断明确，平均病史4.5年，患者术前均接受过抗炎等治疗，但无明显效果，所有患者术前评估均无禁忌症。将患者分为全麻组(36例)与局麻组(33例)，两组患者的年龄、性别等资料经检验，差异无统计学意义。 2.2. 麻醉及手术方法 以芬太尼(3 ug/kg)，丙泊酚(2 mg/kg)快速静推，同时万可松(0.1 mg/k)静脉给药，麻醉诱导后气管插管。术中采用气管插管吸入异氟醚(气体浓度1%)，持续静脉给予丙泊酚(5 mg/kg/h)，间断静脉注射芬太尼(1.5 ug/kg)和万可松(0.05 mg/kg)进行麻醉维持。局麻时以1%利多卡因(3毫升/一侧)在扁桃体周围局麻浸润注射，扁桃体被膜下分离至根部后，圈套器扎除。全麻时在扁桃体周围注射生理盐水(3毫升/一侧)，相同方法分离并扎除扁桃体。 2.3. 评估指标及评估方法 分别记录局麻组与全麻组的术中疼痛VAS评分、术后疼痛VAS评分、术中出血量VAS评分。疼痛视觉VAS评分表将疼痛分0~10分，10分表示疼痛最为严重，0分表示无疼痛。统一在术后10小时时间点，将疼痛VAS评分表交给患者本人，请其对咽部疼痛情况进行自我打分(即为术后疼痛VAS评分值)，对术中疼痛情况也请患者进行回忆评估(即为术中疼痛VAS评分值。由于全麻患者意思感觉丧失，故而术中疼痛认定为0分)。术中出血量由手术医生在术后进行回顾性评估(仍然采用VAS视觉模拟表格评分方法，0分表示无出血，10分表示出血严重)。对术中疼痛VAS评分、术后疼痛VAS评分、术中出血量VAS评分进行比较分析。 2.4. 统计分析 数据用SPSS10.0统计软件包处理，资料采用T检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 分别对两组患者的术中及术后疼痛VAS评分，术中出血量VAS评分进行记录并比较，全麻组的术中及术后疼痛VAS评分，均明显低于局麻组。全麻组的术中出血量VAS评分，也明显低于局麻组。比较结果见表1。
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user: 4. 讨论 在本研究中，我们研究了两种麻醉方法在扁桃体切除术中的应用效果。我们对两组患者的疼痛感，出血量进行比较，采用的比较指标有：疼痛VAS评分(包括术中及术后疼痛VAS评分)、术中出血量VAS评分。VAS视觉模拟评分为临床常用的评估方法，操作简单，准确度相当高，而且适用范围较广[ 1 ] ，因此，在本研究中，我们采用VAS视觉模拟评分表对疼痛感和术中出血量进行评估。 为更好的了解两种麻醉方法对患者疼痛感的影响，我们同时记录了术中及术后的疼痛情况(全麻患者意识感觉等丧失，故而定为0分)。研究发现，局麻组的疼痛评分无论在术中还是术后均相当高，其中术中疼痛评分达到9.4 ± 0.8，这说明局麻患者感觉相当疼痛。在进行局麻麻醉时，我们采用的麻醉药品为利多卡因。利多卡因在临床科室运用非常广，总体镇痛效果尚可。而本研究显示局部利多卡因麻醉后，患者仍有较高的疼痛分值，推测应该有多种原因导致，如患者处于清醒状态接受手术，恐惧，紧张情绪可能均对痛觉有一定强化作用，强烈咽反射导致的恶心等多种因素也对患者的感觉有较大影响。本研究同时发现全麻患者的术后的疼痛评分也低于局麻患者，这大概也与术中损伤有一定关系，局麻情况下，术中损伤较大，无疑会损伤更多的神经末梢，导致局麻患者术后疼痛感觉更为强烈；在全麻情况下，临床医生可以有条不紊的进行操作，手术中对局部术腔损伤相对较轻，因而术后患者感觉疼痛程度较低。 术中出血量可以作为一项间接指标反映手术难易程度及手术安全性。有些学者研究采用平均出血量来评估扁桃体术中的出血情况[ 2 ] ，但在局麻手术过程中，患者口腔出血有可能随吞咽动作而进入胃内，故而很难进行精确度的计量评估，因此我们并没有采用这种方法，而是采用VAS分值评估法，这样既可对出血量进行评估，又可最大限度减少评估误差。研究中我们发现局麻患者术中出血量远高于全麻患者， Table 1 The VAS scores of intraoperative blood loss， intraoperative pain， postoperative pain between local anesthesia group and general anesthesia grou 术中评分 术后评分 全麻 局麻 全麻 局麻 疼痛VAS评分 0 9.4 ± 0.8 (P < 0.05) 5.2 ± 0.4 8.9 ± 0.4 (P < 0.05) 出血VAS评分 4 ± 0.7 8 ± 0.8 (P < 0.05) 未测 未测 表1. 局麻组及全麻组的术中，术后疼痛VAS评分及术中出血量VAS评分 这个结果符合我们的预测。在局麻切除扁桃体时，患者处于清醒状态，术中的恐惧，疼痛带来的不适，强烈的咽部反射等均可影响手术医生的临床操作，无疑会导致医生的操作较为粗燥，给患者局部造成更大损伤，多量出血自然不可避免。而全麻时患者处于安静状态，局部视野良好，医生可以从容的进行各项操作及止血。 综上所述，全麻下进行扁桃体手术有诸多优势[ 3 ] ，能明显降低手术风险、减少出血、并极大提高患者舒适度等，因此我们建议在实施扁桃体切除术时，均应采用全麻方式。
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user: 摘 要 对于光学元件表面的浅划痕缺陷，在利用显微散射暗场成像技术对其进行定量检测的过程中，由于其成像亮度与背景光强非常接近，因此对疵病图像直接进行二值化处理将无法有效提取其中的划痕特征，从而影响定量检测结果的准确性。为了解决上述问题，提出了一种对于浅划痕长度的准确定量分析方法，其通过将疵病图像与背景图像相减后得到目标图像，进而对目标图像进行二值化处理和分析即可得到浅划痕的准确长度信息。该方法对于光学元件表面疵病的定量检测具有重要的意义和应用。 关键词 :划痕长度，显微散射暗场成像技术，二值化处理，定量检测
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user: 1. 研究背景 划痕长度是光学元件表面疵病的重要检测指标之一，在目前的工程检测中，主要采用人工目视法对其进行测量，该方法的检测精度和效率均较低，不能很好地满足工程化的需求。显微散射暗场成像法[ 1 ] -[ 11 ] 是一种较为成熟的光学元件表面疵病的定量检测技术，利用其可以对表面疵病的长度、宽度等信息进行准确的定量测量和分析。然而，在利用该技术开展光学元件表面疵病定量检测研究的过程中我们发现：对于某一类光学元件，由人工目视法和显微暗场成像法检测后得到的划痕总长存在较大差异。经过分析相关实验数据，得到造成测量结果差异的主要原因在于：光学元件表面存在大量深度小于25 nm的浅划痕，其在疵病图像中的成像亮度非常微弱，与背景光强相近，因此若对疵病图像直接进行二值化处理将无法有效区分划痕特征与背景光强——二值化阈值选取过小，将会使得背景光强也被纳入疵病统计信息；二值化阈值选取过大，则会造成浅划痕长度的漏检。为了解决这一问题，提出了一种对于浅划痕长度的准确定量分析方法，其通过将疵病图像与背景图像相减后得到目标图像，进而对目标图像进行二值化处理和分析即可得到浅划痕的准确长度信息。
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user: 2. 检测原理 显微散射暗场成像原理如图1所示，光束入射至无疵病的光学元件表面时，出射光束按镜面反射原理直接出射，CCD采集的图像为均匀的暗场图像；当光束入射至含有疵病的表面时将被疵病所散射，CCD将采集到疵病的散射像。通过对散射像进行数字图像处理分析得到待检光学元件表面疵病的实际尺寸，并根据位移系统的记录坐标情况明确相应疵病的位置。 对于利用显微散射暗场成像原理采集到的表面疵病图像，其定量检测处理的流程如图2所示，首先，读取光学元件表面低倍疵病图像；再对其进行二值化处理，其中二值化结果为1或者0分别表明该位置有无疵病；当判断有疵病时，计算该疵病长度，并对该疵病进行高倍成像以计算宽度。由图2可知，二值化的结果直接关系着疵病有无的判别，该环节对定量检测结果有极大影响。若选取的二值化阈值过低或者过高，将会导致疵病信息的误判或漏检。
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user: 3. 实验研究 图3显示了疵病散射像灰度值与疵病深度的关系，图3(a)为利用显微散射暗场成像技术拍摄到的光学 图1. 显微散射暗场成像原理 图2. 表面疵病定量检测系统软件处理流程 图3. 划痕深度与散射像灰度值的对应关系。(a) 疵病图像；(b) 轮廓仪测得图(a)划痕的深度 元件表面上一条典型的浅划痕疵病图像，图3(b)为图3(a)中标记区域内划痕深度的轮廓仪测量结果，可以看到，不同位置处划痕散射像的灰度值存在较大差异，该差异的变化趋势与划痕的深度走向基本一致，即散射像的灰度值与划痕深度成正比。当图像的二值化分析阈值设置为0.25时(对应散射像灰度值为63)，深度大于图3(b)中红线标识位置的划痕像素灰度值将处理为1，即判断该位置有疵病；而深度小于该红线标识的位置时二值化处理结果为0，即判断该位置无疵病。当采用0.16作为二值化分析阈值时(对应散射像灰度值为40)，如图3(b)中虚线标识位置所示，二值化处理后深度大于粗糙度RMS值的像素均被处理为1，即被视为有疵病，此时，大量与元件元件粗糙度RMS一致的像素作为背景噪声出现在二值化处理后的结果中。 对于上述疵病图像(如图4(a)所示)，通过人工判读的方式得到其划痕总长为12 mm (将疵病图像导入Matlab软件，沿划痕长度方向计算其像素数目，划痕长度 = 像素数目 ´ 像素尺寸)。为分析二值化阈值(疵病信息灰度值/255)对检测结果的影响，分别采用0.16，0.18，0.21，0.23，0.25的阈值对图4(a)进行二值化处理，结果分别如图4(b)~(f)所示。对二值化后的图像，采用与图4(a)中相同的划痕长度计算方法，分别计算图4(b)~(f)中二值化后划痕的总长分别为12 mm，11.7 mm，7 mm，5 mm，4.2 mm。实验分析表明：当二值化阈值小于0.18时，二值化后划痕总长与原图总长基本一致，但会引入的背景噪声，导致疵病总数比原图多；当二值化阈值大于0.18时，背景噪声逐渐消失，但随着二值化阈值增加划痕总长减少。
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user: 4. 解决方案 虽然在图4(b)所示的二值化图像中，可以通过人工判读的方式获得浅划痕的准确长度，但是由于其中存在大量的背景噪声，疵病定量检测分析软件将无法将划痕信息与背景噪声进行有效区分，从而导致疵病信息的误判，导致数据处理不能正常进行。而若采用较高的二值化阈值——如0.25，二值化图像中在去除背景噪声的同时，也会丢失大量划痕的特征信息，使得由疵病定量检测分析软件得到的划痕长度远小于其实际值。 为了从疵病图像中有效提取成像强度接近背景光强的浅划痕的特征信息，我们采取了以下措施。首先，在所检测的元件表面上选取一块不含有疵病的区域，拍摄该区域的显微散射暗场图像，将其作为背景图像保存下来，如图5(a)所示；然后，将所采集的疵病图像(如图4(a)所示)与背景图像均导入Matlab软 图4. 不同二值化阈值划痕总长变化情况 图5. 浅划痕特征信息的提取方法 件，将两者进行图像相减，将得到的结果作为目标图像保存下来，如图5(b)所示；最后，对目标图像进行二值化处理，得到不包含背景噪声的划痕二值化图像，结果如图5(c)所示，其中二值化阈值设置为0.02，将该图像使用疵病定量检测分析软件计算，即可获得浅划痕的准确长度12 mm——与人工判读的结果一致。
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user: 5. 结论 在利用显微散射暗场成像技术检测光学元件的表面疵病时，浅划痕的成像亮度与疵病图像的背景光强相近，这会导致无法对疵病图像直接进行二值化处理来有效提取其中的划痕特征信息，进而导致利用疵病定量检测分析软件获得的划痕长度的误判或漏检。结合轮廓仪检测结果和对疵病图像的不同二值化处理结果，对上述问题进行了详细分析和说明，并在此基础上，提出了一种可以有效解决这一问题的方法，其通过将疵病图像与背景图像相减后得到目标图像，进而对目标图像进行二值化处理和分析来得到浅划痕的准确长度信息。实验结果表明，该方法可以有效提取疵病图像中深度小于25 nm的浅划痕信息，提高表面疵病定量检测结果的准确性，其在光学元件表面疵病的定量检测中具有重要的意义和应用。
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user: 摘 要 运用生命周期评价方法(life cycle assessment， LCA)，以某电厂330 MW机组实施的湿式电除尘器(wet electrostatic precipitator， WESP)改造项目为研究对象，对原料生产、运输及WESP装置运行阶段进行生命周期清单分析，分别计算各阶段的能源消耗及对环境的影响进行评估，最后得到环境影响指数。结果表明：该电厂改造项目中WESP的全生命周期造成的环境负影响指数为4.55E+04 kg，远低于其运行后对大气污染物减排产生的环境正影响指数8.52E+05 kg，对环境有积极的改善作用。 关键词 :湿式电除尘器，生命周期评价，能源消耗，污染物排放，环境影响
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user: 1. 引言 我国以煤炭为主的能源结构短期内不会改变，成为大气环境质量变化的主要因素之一[ 1 ] 。近期灰霾天气的频发已引起公众对燃煤电厂烟尘排放的极大关注，各项更加严格的行业标准和环保政策纷纷出台[ 2 ] 。目前，为了满足最新大气污染物排放标准的要求，控制烟尘、SO 3 、水雾及石膏液滴、细颗粒物(PM 2.5 )、汞及其化合物的排放，实现多污染物协调处理，燃煤电厂提出了在脱硫吸收塔后置湿式电除尘(WESP)的方案[ 3 ] 。 生命周期评价方法是研究某系统全过程、整个生命周期的对环境影响的方法[ 4 ] 。生命周期评价既可以作为评价产品生产全过程的有效手段，又可以作为一种环境管理工具，其相关理念已逐步引入我国，在很多行业都得到了较好的应用[ 5 ] ，如王峰等学者在乙烯行业、谢小天等学者在生活垃圾处理行业、谢明辉等学者在太阳能级多晶硅行业、彭小瑜等学者在农业的环境影响评估中都采用了生命周期评价方法[ 6 ] -[ 9 ] 。在火电行业方面，刘聚明等学者对火电温室气体排放、王红学者对脱硫工艺、梁增英等学者对烟气脱硝技术等方面也运用了生命周期评价方法进行了详尽的研究[ 10 ] -[ 12 ] 。但通过分析发现，当前对于燃煤电厂新兴的WESP装置生命周期评估研究还是空白。针对这一现状，本文以某电厂330 MW机组实施的WESP改造项目为研究对象，首次运用生命周期评价方法，系统地从环境效益角度验证燃煤电厂采用WESP深度净化的可行性。
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user: 2. LCA方法及边界条件 生命周期评价(LCA)是一种评价产品、工艺生产过程或活动从原材料的采集和加工到生产、运输、销售、使用、回收、养护、循环利用和最终处理整个生命周期有关的环境负荷过程。生命周期评价的过程包括：首先辨识和量化整个生命周期阶段中能量和物质的消耗以及环境释放，然后评价这些消耗和释放对环境的影响，最后辨识和评价减少这些影响的机会。生命周期评价注重研究系统在生态健康、人类健康和资源消耗领域内的环境影响。 生命周期评价包括四个阶段：1) 目的与范围确定。将生命周期评估研究的目的及范围予以清楚地确定，使其与预期的应用相一致。2) 清单分析。编制一份与研究的产品系统有关的投入产出清单，包含资料搜集及运算，以便量化一个产品系统的相关投入与产出，这些投入与产出包括资源的使用及对空气、水体及土地的污染排放等。3) 影响评估。采用生命周期清单分析的结果，来评估与这些投入产出相关的潜在环境影响。4) 结果分析。将清单分析及影响评估所发现的与研究目的有关的结果合并在一起，对结果进行评估，包括完整性、敏感性和一致性检查，进而形成结论与建议。 在对电力行业湿式电除尘器WESP装置进行生命周期评价时，重点分析其原材料的生产、运输与运行过程中的主要耗费对环境的影响，主要从能耗和环境影响两个方面考虑，其目标范围如图1所示。WESP装置一般布置在脱硫系统后面，烟气经脱硫系统后进入WESP装置深度净化，最后通过烟囱排放到大气环境中。由于该电厂WESP装置阳极板材质采用316L不锈钢，不具备很好的防腐性能，WESP运行过程中需要耗费大量的碱去中和冲洗水的酸性，所以原料主要涉及制作过程中的主要工程材料钢和运行过程中的碱。 在WESP生命周期评价中涉及的内容较为繁杂，本评价系统做了以下的假设和简化：1) 工程耗材主要考虑钢材的消耗；2) 由于WESP废水排放可作为脱硫系统工艺水再利用，此处不考虑污水排放情况；3) 不考虑设备回收报废阶段；4)WESP作为终端净化装置，对多种污染物均有去除效果，如表1、表2所示，此处仅选取了烟尘、SO 3 等主要因子。 图1. WESP项目的目标范围 Table 1 Flue gas emission parameters and main pollution inde 参数 入口污染物含量/(mg/m 3 ) 出口污染物含量/(mg/m 3 ) 烟气流量/(m 3 /h) 年利用小时/h 烟气阻力损失/Pa 烟道截面积/m 2 烟尘 SO 2 SO 3 CaSO 4 Hg 烟尘 SO 2 SO 3 CaSO 4 Hg 1，896，000 5500 250 135 23.7 49.6 17.4 18.2 0.0049 7.1 38.5 2.0 5.7 0.0029 表1. 烟气排放参数及主要污染指标 Table 2 Parameters comparison of flue gas with and without WES 项目 能源消耗 污染物排放/(kg/h) 电耗(kW/h) 水耗(m 3 /h) 碱耗(0.1MPaG，32% 水溶液)(kg/h) 烟尘 SO 2 SO 3 CaSO 4 Hg 烟气经过WESP装置净化 320 15 100 13.47 73.00 3.80 10.81 0.0054 烟气未经WESP 处理向外界排放 / / / 44.94 94.04 33.00 34.51 0.0093 表2. 烟气经WESP装置净化与未净化参数对比
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user: 4. 生命周期环境影响评估 在获得WESP全生命周期各主要环节的能源消耗和污染物排放清单的基础上，围绕温室气体排放、酸化、富营养化、光化学臭氧合成和粉尘5个方面进行全生命周期评价。影响评价就是对清单分析阶段得出的环境压力(环境干扰因子)进行评价的一个技术过程，主要流程依次为清单结果分析、影响潜值计算、数据标准化、加权评估，最后得到影响指数[ 8 ] [ 20 ] [ 24 ] 。 清单分析的结果表达了WESP工艺过程中各种输入和输出的相对值大小，但数值大并不一定表示其对环境的影响大。因为不同的排放因子对生态系统和环境变化的贡献是不同的，所以在生命周期评价的过程中，需要将清单分析的结果转化为容易理解，能够反映环境影响潜值的指标。 根据评价方法，基于AGP模型(Assessment for Green Products)对我国产品进行全生命周期评价是比较通常的做法[ 25 ] ，得到的评价结果如表7所示。 各种环境影响潜值经加权后具有了可比性，也反映出其在整个环境影响中的比重。该厂WESP项目的环境负影响指数为4.55E+04 kg，各环境影响类型对环境指数的贡献率见图2。 通过图2可以看出，在WESP项目中对环境的主要影响因素为粉尘，其次为全球变暖、酸化、富营养化对环境的影响，光化学臭氧合成的影响微乎其微。地区性影响最大，全球性影响次之，区域性影响最弱。同时，结合表6再一次说明WESP装置运行阶段对环境的影响最大，占几乎富营养化的全部、粉尘、酸化的绝大部分、全球变暖的大部分。 WESP装置全生命周期深度净化对大气污染物减排产生的环境正影响指数为8.52E+05 kg，造成的环境负影响指数为4.55E+04 kg，相比仅占其5.34%。具体见表8。