時間:2023-03-23 15:21:49
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇技術經濟論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
1.工程施工人員及管理人員自身專業素質問題導致成本投入加大。例如,在某工程中,工程要求建筑地下室的地板用聚氨酯防水材料進行防水施工,然而聚氨酯防水材料對于環境濕度要求極高,倘若地面不干燥會直接影響聚氨酯防水材料的使用。當時施工時正是雨天,空氣很潮濕,地板有水漬,常規來說不宜于施工操作,但由于工程施工人員及管理人員自身專業素質的問題,沒有及時發現這個問題,使得施工地下室重新返工和翻修,大大延誤了施工進程,也對施工的成本造成了嚴重的浪費。
2.為節約工程成本,盲目縮減工期,造成工程質量問題。例如,在某屋面防水工程中,施工人員為了滿足業主的時間需要,縮短施工工期,擅自調整屋面的施工工序,將屋面防水的施工提前。由于施工工序的混亂安排,導致后續的施工對屋面防水材料的損壞嚴重,延誤了工程施工的工期,增加了大量的返工費用和維修費用。這一案例,也從根本上顯示出相關工作人員的專業技能不強問題。
3.建筑技術經濟的相關管理工作落實不到位。首先是建筑項目的結算管理和統計管理。在施工中普遍存在工程各階段資金流向數據統計不及時的現象,還普遍存在相關賬目登記不及時的現象,這就造成項目結算依據不足,項目款項回收不及時的問題;其次是成本管理和資金管理力度欠缺。
二、解決建筑技術經濟工作問題以及更好實現經濟為技術服務的對策
1.明確建筑經濟與建筑技術的關系,加強相關人員專業技能的培養。建筑經濟和建筑技術兩者是相輔相成的,只有認真制定好建筑經濟相關工作的內容,才能不斷加快建筑技術的改進和創新。在建筑建造過程中,對于新技術的應用,無論是公司技術人員自主研發還是從外公司引進,都要收取一定的經濟回報,這就是建筑經濟與建筑技術的第一種關系;再者建筑技術使用之后能對技術引進公司以及技術享用客戶帶來怎樣的經濟效益,這是建筑經濟與建筑技術的第二種關系。在建筑實際施工中,針對相關工作人員的專業技能不強的問題,各建筑公司應積極組織相關技術人員進行專業知識的培訓工作,增強各技術人員自身專業知識的儲備量,減少甚至杜絕施工中錯誤施工方法的出現,盡量減少施工過程中由于技術人員技術錯誤導致的施工成本的浪費問題,從源頭上縮減建筑施工成本,實現效益最大化。
2.應加強財務監控的力度。為了更好的實現建筑經濟為建筑技術服務的目標,國家及各建筑企業應不斷加強并完善對財務監控的力度。建筑企業財務人員應充分了解工程施工各階段的資金流向,并做好詳細的記錄。對標價、施工周期以及建筑質量等進行綜合的比較,在比較中,不斷地發現問題,并及時向有關部門反映問題,提出合理的修改意見。在實際的施工過程中,企業財務部門工作人員應逐步完善施工各款項的審批制度,深入建筑施工現場,掌握施工現場的基本情況,減少施工進度款的盲目支出,有效合理的控制施工資金的使用,降低建筑建造成本,更好地實現建筑資金向建筑技術創新方面的轉化。
3.建立合理的經濟技術分析方法。為了更好的滿足建筑經濟和建筑技術的各種需求,必要建立起一套科學合理的經濟技術分析方法,讓建筑技術在滿足必要的社會需求的前提下,盡量減少不必要的社會勞動消耗,并在經濟技術相關原理的指導下,對建筑工程各項目涉及情況進行各相關性分析。當技術滿足社會的需求程度一定時,其社會必要勞動消耗量越少,企業經濟效益越大,這就顯示出制定完善經濟技術分析方法的重要性。因此,在實際的建筑經濟活動中,要不斷地制定和完善經濟技術的分析方法,為更好的實現經濟、技術的協調發展奠定一定的制度保障。
4.積極尋求建筑技術的技術創新。建筑經濟工作主要是圍繞降低建造成本、增加經濟效益這一目標來不斷展開的,相關技術管理人員不僅要做到及時解決項目施工過程中產生的技術問題,更要制定方案破解項目經營過程中的風險,使建筑經濟和建筑技術達到一種完美的結合,不斷對技術創新提出更高的要求,并在實際施工過程中不斷地改革和創新技術要求,使越來越多的創新性技術能夠運用到實際的項目研發、建造過程中,以便能更好的完成建筑經濟為建筑技術服務的目標。
2卷煙生產能源消耗技術應用分析
文章主要列舉不同地區的甲乙丙三家卷煙企業的能源消耗技術應用來進行分析。
2.1總能耗指標
由表格可以看出,甲乙丙三家之間綜合能耗存在比較大的差異,其影響因素為企業能源種類、設備條件、生產規模、地域氣候以及管理水平等。甲丙兩個企業的能源種類都有燃煤,具有比較低的熱轉換效率,導致綜合能耗相對比較高。而乙企業則使用外購蒸汽來避免自產蒸汽造成的燃料損失,降低綜合能耗指標。而丙企業處于東北,冬季取暖時能源消耗十分大,其綜合能耗顯然比甲乙兩個企業高。根據三家企業的能源結構來看,必須最大程度地將能源轉換環節減少,而且還要利用高效轉換設備以實現能源利用水平的提高。
2.2企業內部生產系統能耗
如表,制絲環節占主要生產系統能耗的比例十分高,介于78%和94%。甲丙企業采用真空回潮工藝,比沒有采用的乙企業的能源消耗要高。但甲企業制絲生產能力高于丙企業,但由于規模效應影響,其能耗卻比丙企業低。而從卷包車間來看,甲乙丙企業萬支卷煙裝機功率分別是6.46、4.21和3.02KW/億支,與能源消耗具有正比關系。由表可見,生產單位質量膨脹煙絲能耗比較高,而葉片處理、制梗絲、潤葉以及干燥等能耗都比較低。因此,企業產品配方的不同會使得綜合能耗存在較大差異。而從橫向來看,有沒有在葉片處理段采用真空回潮工序極大地影響著單位在制品能耗。因此,要提高能源使用率,就必須要使用高效轉換設備,盡可能地減少能源轉換環節,關注卷接包工序和制絲工序(包括打葉復烤)等主要用能設備,制定合理的生產計劃,提高企業用能設備單元操作水平。另外,還要避免采用真空回潮工藝,選擇的技術路線要具有能耗低的特點。
1.2人工、材料、機械的持續上漲導致施工投入持續增加隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,我國居民收入水平不斷提升。其中,建筑行業職工收入年均上漲幅度達到10%左右,在這種環境下,輸變電線路工程施工預算中人工費比例達到了16%左右。而發達國家人工費比例一般為50%。二者之間還存在很大差距。由此可見,在今后相當長的一段時間里,我國建筑行業特別是輸變電線路工程施工企業費用還會繼續上漲,而輸變電線路工程的特殊性又使得機械化施工推廣困難,進而導致工程施工對于人工依賴性較高,致使施工企業人工費用難以降低,從而給施工企業帶來很大的經濟負擔。與此同時,工程建筑施工過程中需要的建筑材料價格也隨著市場行情不斷上漲,加劇了施工企業經濟壓力。由于工程投資預算編制所使用的定額實效性較差,往往落后與市場變化很大一段距離,而在編制預算時難以對材料市場價格漲幅做出準確預估,使得這部分因為市場價格變動導致增加的費用部分不能被納入預算,而是由施工企業承擔,被動性的計價方式侵占了施工企業利潤。
1.3施工企業自身技術經濟防控能力較差部分輸變電線路工程施工企業缺乏技術經濟分析意識,單純認為只要產值上去了,只要保障好施工進度和施工安全就能把企業經營好,沒有對企業施工成本和取得的利潤進行科學有效的管理,從而導致輸變電線路施工企業長期存在高產值低利潤的問題。
2輸變電線路工程施工企業技術經濟重點
根據輸變電線路工程建設進度,施工企業技術經濟重點可劃分為招投標階段、施工階段和竣工決算階段三個階段。
2.1在項目招投標階段,企業要做好技術經濟工作,首先對招標文件和設計圖紙進行全面詳細地把握和理解,要深入施工現場進行細致周密的調查,做好各項信息的收集與整理,正確選擇施工組織方案,仔細校核和分析招標工程量、做好工程成本、施工投資和利潤的測算工作。只有經過上述工作,從技術與經濟的角度,深入分析,認真比對,切實掌握工程實際情況和成本預算,再通過靈活使用不平衡報價法、突然降價法等招投標技巧,施工企業才能在項目招標階段最大程度保證工程施工階段和竣工決算階段的經濟利益。
2.2施工階段是工程具體實施建設階段,也是施工企業技術經濟工作的重中之重。在施工階段,施工企業要著重做好技術經濟的分析控制、將設計變更與技術經濟相結合,落實工程索賠。通過建立并實施科學高效、切實可行的質量管理體系保障施工企業合法利益。
2.3在竣工結算階段,對工程全過程收集的信息進行整合,在此基礎上,與項目發包單位充分溝通,協調解決項目建設過程中和竣工決算階段發生的問題,要切實保證相關數據、信息、單據的準確性與完整性,以便必要時作為法律訴訟的依據。
3提高輸變電線路工程施工企業技術經濟能力的方法
首先,要提高技術經濟人員的政治和業務素質。技術經濟人員是企業開展技術經濟工作的關鍵。由于技術經濟工作的復雜程度和特殊性,技術經濟工作人員必須具備良好的職業道德和過硬的業務能力,既要能夠面臨經濟誘惑不動搖,又能夠機動靈活地協調各方面關系,常駐施工現場,切實保障施工企業經濟效益。其次,提高認識,加強技術經濟管理體系建設。輸變電線路工程施工企業管理者要高度重視技術經濟工作的重要性,充分認識到技術經濟和企業經濟效益與長期健康發展之間的重要聯系。要從企業的頂層設計著手,從指導思想到具體措施、從資金保障到人才支持,建立并不斷完善技術經濟管理體系,讓技術經濟工作貫穿每個輸變電線路工程工程項目的始終。
2012年全縣推廣實施“一耕兩套三熟”模式546667hm2,占烤煙種植面積的686%。其中,烤煙/玉米/油菜268667hm2,烤煙/大豆/油菜2780hm2。2013年全縣推廣實施“一耕兩套三熟”模式616667hm2,占烤煙種植面積的769%。其中,烤煙/玉米/油菜337333hm2,烤煙/大豆/油菜279333hm2。2014年全縣推廣實施“一耕兩套三熟”模式609333hm2,占烤煙種植面積的857%。其中,烤煙/玉米/油菜3080hm2,烤煙/大豆/油菜301333hm2。2012~2014年騰沖縣共推廣實施“一耕兩套三熟”種植模式1772667hm2,共實現經濟效益523208萬元(表1、2、3)。
2“一耕兩套三熟”模式經濟效益分析
據調研,三熟制套作的油菜與“煙—油”兩熟接茬復種下的油菜產量、產值、效益幾乎無差異,所以新增效益中可以不考慮這一因素。“一耕兩套三熟”高效栽培模式與傳統的“煙—油”一年兩熟栽培模式比較,其經濟效益主要體現在“煙—油”之間套種玉米或大豆增加的經濟效益,因此,采用比較分析法對“一耕兩套三熟”高效栽培模式進行經濟效益分析。騰沖縣201~2014年推廣實施“一耕兩套三熟”高效栽培模式,實現經濟效益分別為139268萬元、160205萬元和223735萬元,3年累計為523208萬元,2013年較上年增長15%,2014年較上年增長40%,經濟效益顯著(表3)。其中,2013年“煙—大豆—油菜”套種面積較上年增加1333hm2,增長048%,實現經濟效益113025萬元,較上年增加5126萬元,增長475%;“煙—玉米—油菜”套種面積較上年增加68667hm2,增長2556%,實現經濟效益47179萬元,較上年增加1581萬元,增長504%。2014年“煙—大豆—油菜”套種面積較上年增加220hm2,增長788%,實現經濟效益131871萬元,較上年增加18846萬元,增長1667%;“煙—玉米—油菜”套種面積較上年減少29333hm2,實現經濟效益91864萬元,較上年增加44685萬元,增長9471%(表1、2、3)。根據表1和表2,2012~2014年“煙—大豆—油菜”模式累計經濟效益352795萬元,“煙—玉米—油菜”模式累計經濟效益170413萬元,前者是后者的207倍。雖然套種玉米的產值高于大豆,但套種玉米的投入成本也遠高于大豆,因此,“一耕兩套三熟”高效栽培模式套種大豆比套種玉米經濟效益更為明顯。同時也說明,“一耕兩套三熟”高效栽培應更加重視和發展套種大豆的推廣。
1.2現澆空心樓蓋的施工現澆空心樓蓋薄壁箱體在施工時,其進場驗收應根據要求進行專項性能的抽樣檢驗。在施工安裝過程中應做好保護措施及預案,保護箱體免于破損,安裝前出現箱體損壞,應予以更換,安裝之后損壞的箱體,在鋼筋綁扎及混凝土澆筑前,應采取修補措施進行封堵。在薄壁箱體施工過程中,應注意薄壁箱體的定位,箱體在澆筑混凝土時,由于受到浮力作用,可能導致上移,從而影響樓板的施工質量,因此施工單位編制施工組織專項實施方案時,必須給出有效的抗浮技術處理方法。
2GRC現澆空心樓蓋的技術經濟比較分析
2.1現澆空心樓蓋的技術經濟比較與傳統的現澆混凝土樓蓋以及薄壁筒芯現澆空心樓蓋相比,基于薄壁箱體的現澆空心樓蓋具有如下經濟優勢:1)節省層高。與現澆混凝土實芯樓板相比,大約可以降低每層層高5%~10%,從而大幅節省地下車庫墻體造價。2)無梁空心大板。由于采用空心樓蓋取消了次梁,框架梁梁高也大為減小,從而減少了消防噴淋等水電管線及設備數量,以及梁的混凝土量及梁側抹灰量,因而也大幅降低相應此部分的工程造價。3)結構功能改善。采用空心樓蓋后,建筑設計布置更加靈活,隔墻不受結構的限制,結構設計大大簡化,管線布置通暢無阻,平坦的板底便于安裝,空間使用以及隔聲隔熱性能都得到了提高,提升了客戶滿意度。同時,采用現澆空心樓蓋后能夠大大縮短工期,降低造價,節省投資,建筑功能得以改善,能夠顯著提升建筑產品的品質與性價比。4)結構成本降低。空心樓蓋的實施比較普遍,市場競爭很大,空心箱體的價格平均約每塊15元。隨著空心箱體市場應用的普及,與傳統現澆樓蓋相比,相同的設計條件下,可節省鋼筋用量約15%,同時節省混凝土用量約10%,不考慮材料用量的節省對豎向構件的貢獻,可直接節省樓蓋土建成本每平方米140元以上;同時,應用在地下車庫中的經濟優勢更為明顯,對地下車庫的層高以及土方、基坑支護以及外側墻體的防水處理等方面的工程造價都有較大節省。5)施工便捷。基于薄壁箱體的現澆空心樓蓋,其施工工藝簡單,施工流程便捷,與傳統的梁板樓蓋相比,只需底模安裝,大大降低模板的裁損,施工快捷;降低用鋼量,能夠大大減少非標箱體規格,便于施工;管線安裝簡單,縮短工期。
2.2案例分析
2.2.1項目概況某住宅項目三期地下車庫(非人防部分)層高3.4m,中間柱網為7.8m×7.0m,邊部柱網為7.8m×5.5m。結構形式為全現澆鋼筋混凝土框架結構,基礎采用天然地基上的柱下獨立基礎,并在地面設置一混凝土擋水板,樓蓋采用150mm厚現澆混凝土樓蓋。某地塊住宅項目地下車庫(非人防部分)層高3.4m,中間柱網為8.0m×8.0m,邊部柱網為8.0m×5.1m。結構形式為無梁有柱帽空心樓蓋結構,基礎采用柱下獨立基礎加擋水板。其中薄壁箱體規格為600×600×230或600×300×230,上下保護層厚度分別為100mm,70mm,空心板厚度為400mm。
2.2.2技術經濟分析比較結果針對某地塊住宅項目地下車庫現澆空心樓蓋設計的應用,對比某住宅項目三期地下車庫的傳統設計方案即現澆混凝土實芯樓蓋,對兩種設計方案進行了技術經濟的全面分析與對比,結果如表1所示。其中:1)主要材料的價格均參照同季度信息價;2)兩個項目均按一類工程,利潤按8%計取;3)安全文明施工費全計;4)永平路項目地下車庫的總造價含空心體造價。其中600×600×230的箱體總數量為22318塊,單價36元,600×300×230的箱體總數量為472塊,單價18元;5)人工按43元/工日計;6)社保費未計。通過表1可知:1)采用現澆空心樓蓋設計方案,每平方米地下車庫可直接節省造價176.81元;2)地下車庫采用現澆空心樓蓋設計方案,可節省鋼筋用量13%,可節省混凝土用量10%;3)空心樓蓋地下車庫(非人防)采用無梁有柱帽空心樓蓋結構形式,與傳統地下車庫結構形式相比,直接節省工程造價614.9805萬元;4)采用現澆空心樓蓋的經濟性優勢還包括節省工期、施工便捷、降低基坑支護成本等。
3工程應用中須注意的問題
1)基于薄壁箱體的現澆空心樓蓋設計過程中,應注意建筑、結構與設備專業、精裝修設計之間的溝通協調;2)由于目前市場上箱體的種類很多且更新換代頻繁,供應商也不太規范,采購薄壁箱體時,應重點考察箱體價格、質量、供應能力與專利情況;3)空心樓蓋應優先選用自重輕、強度大及應用成熟的箱體材料;4)由于空心樓蓋在后期樓板改造中防水問題較難處理,對于后期可能會引起樓板開洞、加固改造的商業業態項目,不應采用空心樓蓋的結構體系;5)由于目前國家尚未出臺箱體施工配合費用的有關定額,通常根據工程先例通過批價加以明確,所以開發商應與施工單位密切溝通有關費用,并積極調研當地市場信息,確保開發商能夠從新產品應用中獲得最大利益。
2對各方案材料消耗、工程造價和工期進行分析對比
本文取一跨標準8100×8100mm的柱間尺寸作為分析單元,從材料消耗量、造價成本和工期三方面進行分析。樓蓋、框架梁柱的設計方案依據設計要求及規范重新確定各個構件的尺寸、混凝土強度、配筋,然后算量統計材料消耗量。設計過程中,荷載取值依據文獻,造價成本依據文獻計算,設計方法依據全學友、孫會郎[5]兩位學者的方法。在方案三中的造價分析中,底板看做預應力混凝土板計算,結構設計采用PKPM完成。各個方案三方面的分析結果見表2、表3。(1)三個方案的混凝土使用量基本相等。方案二的鋼筋使用量最多,方案三與方案一相比,由于采用預應力施工技術,節約了一定的鋼筋,但是其施工中造成的工期延長和人工費的影響使其工程造價與方案一相比反而增加23.15元/㎡。(2)方案二中采用的傳統梁板結構體系使其模板費用相對于其它兩個方案而言增加了48%。因為方案一、三采用的平板模板體系在施工中減少了模板損耗,減少了支、拆模人工費用等。另外,方案一、三采用的平板模板體系不僅在安裝方面使得管線布置靈活、順直通暢,而且在一定程度上還節約安裝中的人工費、材料費。根據工程統計,可節約管線安裝成本不少于5%。(3)方案一與方案二、三比較,增加的最大一筆開支是筒芯,占總造價的10%左右,所以筒芯的價格決定了空心樓蓋的經濟性,如能夠降低筒芯的成本將有利于空心樓蓋技術的推廣。該工程采用聚苯泡沫填充條空心樓蓋,相對于其它傳統的空心樓蓋具有密度小、自重輕、不易變形損壞、吸水率低、表面光滑的特點,有利于安裝運輸,以及發揮混凝土的流動性。另外,工程的統計結果表明,采用該填充條技術在筒芯造價方面節約了30%以上。所以如果在工程中使用得當能夠帶來良好的經濟效益。(4)方案三采用的預應力結構體系其工程造價高于方案二,卻低于方案一。經過對該工程組成成本分析和其他類似工程項目的統計和對比,認為預應力結構體系適用于更大跨度的工程(≥20m),其經濟性才具有明顯的優勢。因為預應力施工中增加的設備、錨具、預應力鋼筋、工期的費用對總成本的影響不容忽視。(5)經過與其它同類型工程的比較和分析以后,在工期方面,采用方案一將比方案二提前2-4周,方案三卻比方案二滯后1-2周。綜合得出,方案一在縮短工期方面具有很大的優勢。縮短施工工期必然減少工程造價,給投資者帶來巨大的間接收益。
3綜合經濟成本分析
多篇文獻對空心板的成本優勢進行過分析,例如楊振宇、傅禮銘就從結構尺寸優化和建筑功能提升兩個方面進行了分析,主要優勢如圖3。在本文的方案比選過程中,另外還注意到空心板的內置空腔使得在少量增加或不增加混凝土用量的情況下使得板的厚度大幅度提高,這對于板的抗彎能力有著巨大的作用,而空心板和內置暗梁的協同作用使得梁板同體,共同承擔較大甚至巨大的載荷,在優化梁板結構內力的同時,降低對抵抗內力所增加材料的投入,并且內力的優化使得在裂縫控制方面投入的費用也相應減少,這對于人防工程及地下車庫有較大的經濟效應。
2應用回風源熱泵系統的效益分析
本文所計算運行費用包括:夏季空調耗電,冬季供熱耗電,全年供熱水耗電。
2.1礦井回風可提取熱量經過換熱裝置后,回風的溫度與濕度均會發生變化,假定其換熱前后壓力不變[6]。則其從回風中提取的熱量為。
2.2運行費用1)回風源熱泵系統機組年運行費用。其年運行費用應為:系統總耗電功率×運行時間×當地電價+年維護管理費,計算時應考慮冬、夏與洗浴各參數的特點。2)燃煤鍋爐實際費用。燃煤鍋爐系統運行費用合計=鍋爐燃料消耗費+鍋爐用電費+分體空調運行費+運行人員工資+維護費。
2.3已應用該系統的礦區實際投資運行效益分析1)福興礦冬天供熱負荷約為1977kW,夏季放熱負荷1556kW,其采用回風源熱泵系統,回風量約為60m3/s,回風溫度約為25℃~30℃,經計算礦井回風冬季可提供的熱量為1932.6kW;夏季可吸收的熱量為1513.3kW,對比其所需負荷,可見冬季和夏季基本可滿足使用需要[10]。其回風源熱泵系統投資約為3000萬元,同樣負荷條件下若采用傳統的燃煤鍋爐加電驅動的中央空調系統,其投資約為2700萬元,比回風源熱泵系統減少約10%,而回風源熱泵系統年運行費用約為110萬元,而傳統方案的年運行費用約為230萬元。年節約標準煤炭約3000t,可減少CO2排放約7698t。2)曙光礦區回風冬天可以提供3960kW的熱量,滿足冬季供熱所需的3233kW;夏天需要排放4159kW熱量,滿足夏季制冷所需的3650kW。故利用礦井回風的熱量和冷量,冬夏季均可滿足要求[9]。采用回風源熱泵系統,每年可節約運行費用158.45萬元,減少CO2排放9812.4t,減少SO2排放75.48t,環境效益顯著。3)冀中能源東龐煤礦通過回風源熱泵系統,冬、夏兩季為工業廣場及輔助建筑物供暖、空調,并可滿足井筒防凍以及生活熱水供應使用要求[8]。系統需冷、熱量約1740.45kW,而回風能提供2553kW冷、熱量,滿足供熱制冷需求。使用礦井回風源熱泵系統使礦區年節約煤炭約1991t,減少CO2排放5174t,減少SO2排放59.7t。4)平煤三礦在利用回風源熱泵系統后[11],年減少燃煤量2457.6t,每噸按市場價500元計算,可減少燃煤投入資金122.8萬元,同時年減少SO2排放量49.152t,CO2排放量6389.76t,煙塵排放量2.21t,為節能減排做出了貢獻。
3分析總結
各大礦區實際使用回風源熱泵系統后,由于煤礦大多蘊含著豐富的地熱能源,隨著回風的利用,為礦區提供較為優質的低溫熱源,使熱泵機組得以運作,并且實現較好的經濟效益和環境效益。
2地基處理后實測結果
2.1地表沉降觀測在滿足處理消散期后在道路上布置方格網分別測量其左、中、右的標高了解高真空擊密后產生的沉降量,場地平均沉降約53cm。并在高真空擊密處理前后分別進行靜力觸探試驗,0~6m深度范圍內Ps值平均值由1.23MPa提高到2.37MPa,根據經驗公式推算承載力大于120kPa。Ps提高幅度平均為85%,圖7為處理前后的Ps對比曲線。
2.2水位觀測為掌握在真空擊密過程中地下水位隨時間變化規律,高真空擊密試驗前在路上埋設地下水位管,進行地下水位觀測。試驗期間除受到雨水影響和擊密能量的影響,水位一般在2m以下。在強擊密期間,因受到強夯沖擊力的影響,孔隙水壓力上升,地下水位也升高,通過靜止消散期后恢復常態達到預期目的,見圖8。
2.3孔隙水壓力觀測高真空擊密施工前在試驗區路段中埋設孔隙水壓力計,埋深分別為2.0m、4.0m各測點孔壓隨時間的變化曲線見圖9。由曲線可見,在排水約5~6d時間內,孔隙水壓力持續下降到穩定值后開始第一遍擊密,第一遍強夯時因受到較大的沖擊力,孔隙水壓力升高,擊密后隨著高真空排水孔隙水壓力再次降低,在排水約7d后開始第二遍擊密,第二遍擊密后孔隙水壓力再次升高。
2.4處理效果分析高真空擊密法直接在現狀土體中插入高真空排水管,通過快速高真空排水—擊密多遍循環,來增加動力排水固結效果。由于兩道工序的有機結合、相互作用,巧妙地解決了軟土超孔隙水壓力消散及強夯容易使軟土形成“彈簧土”等關鍵問題,通過人為在土層中制造的“壓差”(擊密產生的超孔隙水壓力為“正壓”,高真空產生的為“負壓”)來快速消散超孔隙水壓力,使軟土中的水快速排出。采用高真空排水后,使擊密效果大大提高,從而使被處理土體形成一定厚度的超固結“硬殼層”,正因為“硬殼層”的存在,使得表層荷載有效擴散,提高場地的整體性,減少了因荷載不均勻產生的不均勻沉降。處理后土體的密實度、承載力及土體回彈模量大幅度提高,在處理過的原軟弱土層上可以放陡坡或直立開挖管槽,達到預期的目的。高真空擊密法在黃岡大道地基處理后綜合結論:有效地解決了軟弱路基與現場土源就地利用的問題,達到了提高地基承載力、減少地基不均勻沉降的目的;地基處理工后沉降不大于25cm;同時交工面土層的承載力特征值不小于120kPa;土基處理后的回彈模量不小于25MPa。
3經濟比較和造價分析
高真空擊密法不僅處理效果好,而且經濟上亦優于同類軟基處理方法。根據黃岡大道的地勘資料,對淺層處理的換填法、高真空擊密法和深層處理的水泥攪拌樁、低位高真空預壓擊密法進行經濟上的比較分析。材料價格按黃岡市2014年1月市場信息價取定如下:
3.1換填法處理方法:換填深度2~3m,挖除淤泥層,換填毛渣(石渣),并分層壓實。優缺點:該處理方法的優點是施工簡單,對于含水量低的軟土地基處理效果較好,但換填深度過大時,工程質量難控地層淤泥未硬化;工后差異沉降偏大。同時管線開挖土方量大需增加支護等措施。對于自然資源匱乏、砂石料緊缺、嚴重缺土需要大量外購土修建市政道路的黃岡地區來說,將現狀不良地基土外運,同時大量購土換填,不僅處理后達不到預期的效果,棄土購土所產生的費用高,而且置換出的棄方多占土地,容易污染環境。按照黃岡大道全線軟弱處理范圍施工周期一般為4~6個月。造價分析:換填法主要費用為挖除不良軟土層并外運3km、購置毛渣等滲水性材料回填壓實,經計算,換填深度2m的單方造價為195.36元/m2,深度3m的單方造價為293.05元/m2。
3.2水泥攪拌樁處理方法:樁長8m,樁徑500mm,水泥含量15%,間隔1.2m,三角形布置。優缺點:施工技術成熟,處理效果較好,在各種復合地基處治方案中造價偏低,但對軟基下部攪拌不易均勻,樁質量不可控,處理的深度有限,工后差異沉降偏大。對環境污染較大,按消耗10萬t水泥計算相當于1.9萬輛2.2Lco2年排放量;同時水泥攪拌樁樁基對后期管槽開挖不利。施工范圍同上施工周期為4~5個月(投入機械臺班有關)。造價分析:主要費用為水泥攪拌樁,50cm碎石墊層,單方造價為379.59元/m2。
3.3高真空擊密法處理方法:安裝高真空擊密系統,真空管分層布置,深管間距3.5m×3.5m,長度6m,淺管間3.5m×3.5m,長度3m。第一遍排水點夯擊密后緊接著第二遍排水點夯擊密,然后滿夯或碾壓平整場地。優缺點:擴大了規范中真空井點在低滲透性軟土排水的應用范圍,工后差異沉降小,承載力高;淤泥全固化,避免土方外運及購土費用,環保零污染;同時管線開挖土方量小,節省支護等措施費用;施工周期為2個月左右,造價低。造價分析:主要費用為真空管布置、真空泵排水、第一次擊密(測量定點)、第二次擊密、滿夯場地平整、回填麻料,單方造價為189.67元/m2。
3.4低位高真空預壓擊密法處理方法:針對深厚淤泥層,利用低壓預壓,控制消除土體的適量沉降。平整場地后設置插塑料排水板并布置豎向和水平排水通道,鋪土工布和密封膜安裝密封預壓系統真空泵抽水。同時在密封膜覆水預壓沉降觀測并測真空度達到要求后卸載,回填墊層安裝高真空擊密系統,下道工序同高真空擊密法一致,真空布管間距同高位擊密一致。優缺點:處理深度深,質量可控。相對于高真空擊密法,造價略高,工期約為4個月。造價分析:主要費用為砂墊層、插排水板及鋪設真空膜、覆水預壓達到要求后卸載、拆除真空膜、真空管布置、真空泵排水、點夯加滿夯擊密、回填麻料平整場地,單方造價為269.11元/m2。通過以上分析比較可知:高真空擊密作為一種新型的地基處理技術,不僅實現了就地取材,節約資源和能源,保護生態環境的目標,而且提高了路用性能,使得道路建設工后差異沉降小,承載力高;淤泥全固化,避免土方外運及購土費用;同時管線開挖土方量小,節省支護等措施費用;施工周期短造價低。有著明顯的經濟效益和環境效益。
2高硫石油焦氣化的研究和應用進展
由于高硫石油焦在利用過程中面臨著增加環保成本、影響產品質量等問題。同時高硫石油焦又具有碳含量高、熱值高和價格低等特點。鑒于此,世界各國專家、學者都在積極探索高硫石油焦更高價值的利用方式,研究表明:高硫石油焦作為氣化原料制取合成氣是解決高硫石油焦利用的一條有效途徑。高硫石油焦氣化是將其在氣化爐中以一定的溫度和壓力與氣化劑反應生產合成氣(主要成分CO和H2),通過高溫氣化可充分有效地利用其中的C、H元素,高硫石油焦中所含的硫元素可通過克勞斯工藝進行硫磺回收,得到高純度的硫磺,其中的重金屬則可以以渣的形式排出氣化爐,幾乎對環境無任何影響。因此,高硫石油焦氣化技術是一項清潔、高效的技術,具有很大的發展前景。隨著我國高硫石油焦產量的增多,一些科研機構、高校和石化企業開始重視高硫石油焦的應用。但是高硫石油焦氣化也存在著一定的問題,其主要原因是石油焦的氣化反應性較差。大量的研究表明石油焦的氣化反應活性遠遠低于一般煤或煤焦,甚至低于石墨。對于石油焦自身而言,影響其氣化反應活性的主要因素包括碳的微晶結構、比表面積、氣化劑、氣化溫度等,影響結果如表4所示。針對石油焦氣化反應活性較差的問題,為了有效地提高石油焦的反應活性,許多專家學者開展了在石油焦中添加一定量的催化劑來提高其反應性的研究,并取得了一定的成果。目前催化劑的研究主要集中于堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽、過渡金屬鹽和可棄催化劑等對石油焦氣化反應性的影響,具體結果見表5。大量的研究表明:添加堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽、過渡金屬鹽和可棄催化劑均可以不同程度的提高石油焦的氣化反應活性。但是考慮到經濟和環境因素,采用堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽或過渡金屬鹽等作為石油焦氣化的催化劑是難以實施的,且催化劑很難回收利用。而可棄催化劑的利用則存在著催化活性不高且不同催化劑的催化活性差異較大等問題。因此,石油焦的催化氣化還處在研究階段。鑒于石油焦的催化氣化難以實施,大量研究轉向了高硫石油焦與生物質或煤的共氣化。研究結果如表6所示。研究表明生物質對石油焦氣化反應性起到了很大的改善作用,但目前我國生物質氣化還處于研究之中,尚未形成規模效應。而我國又是一個以煤為主要能源的國家,發展煤氣化技術是煤炭綜合利用的必然選擇,因此,隨著我國高硫石油焦產量的逐年增多,通過在煤中摻配高硫石油焦氣化制取合成氣將是實現其清潔、高效利用的較佳方案之一。
在實驗室研究成果的基礎上,一些企業開展了石油焦氣化的工業試驗與應用。其中主要有以濕法進料的GE、多噴嘴對置式水煤漿氣化技術以及干煤粉進料的Shell氣化技術。1996年,Texaco公司在其ElDoradoKan煉油廠建立了一個氣化單元,用來氣化石油焦和其他煉油廢料。2003年美國Wabash電廠和Tampa電力公司利用聯合循環發電(IGCC)設施將煤炭氣化更換成為石油焦氣化。我國在2005年建立了以石油焦為原料生產合成氣的裝置,其中中國石化金陵分公司煤化工運行部水煤漿氣化裝置采用GE公司水煤漿氣化技術,以煤和石油焦為原料,用于制取氫氣,其中石油焦的摻配量達到30%~50%,但由于GE水煤漿氣化技術的溫度相對較低,加上石油焦的反應活性差導致運行結果并不理想[40]。中國石化安慶分公司(簡稱安慶石化)、中國石化湖北化肥分公司以及貴州甕福集團天福化工有限責任公司的Shell粉煤氣化裝置分別于2011—2013年期間進行了氣化原料煤摻燒高硫石油焦的工業試驗,并取得了良好的效果。實踐證明,對于Shell粉煤氣化技術而言,原料煤中摻燒一定比例的高硫石油焦是可行的,能夠有效改善入爐煤的質量,降低入爐煤灰分。與摻燒高硫焦前氣化相比,摻燒高硫石油焦后比氧耗、比煤耗均有所降低,有效合成氣產量有一定增加。但仍然存在一定問題,如氣化爐渣中碳含量增大、濾餅的產量增加等。
3高硫石油焦配煤氣化與干粉煤氣化制取合成
氣的模擬計算與技術經濟比較大量的研究與實踐證明,將高硫焦配煤用于氣化制取合成氣技術不僅是可行的,而且能夠帶來一定的經濟效益。為了更加直觀的分析比較高硫石油焦配煤氣化與干煤粉氣化的技術經濟性,利用Aspenplus軟件對高硫焦配煤氣化與干煤粉氣化方案進行模擬計算,并與安慶石化Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫焦氣化的實際運行結果作了比較。
3.1高硫石油焦配煤氣化與干粉煤氣化模擬計算以安慶石化Shell氣化裝置制取合成氣工藝為例,該單位采用的干煤粉氣化方案為:A(煤):B(煤)=1:1+4%石灰石(即兩種煤按照質量比為1:1并添加4%的石灰石助熔劑),記為方案1;高硫石油焦配煤氣化方案為A(煤):C(高硫石油焦)=3:1+6%石灰石,記為方案2。利用Aspenplus軟件對方案1和方案2分別進行模擬計算,并對比分析了高硫石油焦和煤價在一定范圍內波動時兩種方案的經濟性。樣品的基礎分析數據及氣化工藝條件分別如表7和表8所示。結合元素質量守恒和能量平衡兩個基本原理建立數學模型,兩種方案的氣化模擬結果如表9所示。由表9中氣化模擬結果可以看出,與方案1相比,方案2粗合成氣中CO、H2較高,比煤耗和比氧耗降低,有效氣流量增加了4.38%。總體來看,高硫石油焦配煤氣化方案要明顯優于干煤粉氣化方案。由于煤炭和高硫石油焦價格隨市場波動較大,而原料價格波動對生產的合成氣成本具有重要的影響,表10計算了煤炭和高硫石油焦價格變化對生產合成氣成本的影響。其中氧氣的成本按0.50元/m3進行計算。由表10的計算結果可以看出,當煤炭價格在600元/t、高硫石油焦價格不超過1000元/t時,當煤炭價格在700元/t、高硫石油焦價格低于1100元/t時,以及當煤炭價格大于或等于800元/t、高硫石油焦價格在700~1200元/t波動時,高硫石油焦配煤氣化方案的經濟性全都優于干煤粉氣化。且隨著高硫石油焦價格的降低,高硫石油焦配煤氣化方案的經濟性越明顯。
3.2Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫石油焦氣化運行結果分析氣化模擬計算結果表明高硫石油焦配煤氣化的技術經濟性明顯優于干煤粉氣化。表11為安慶石化Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫石油焦工業試驗前后主要氣化指標對比。與摻燒高硫石油焦前相比,摻燒高硫石油焦后,每生產1000m3的有效氣體的氧耗和煤耗均有不同程度的降低,有效氣流量增加2.66%。由于模擬計算是偏向于理想情況,與工業試驗的運行結果略有出入,但總體趨勢一致。即Shell氣化裝置摻燒高硫石油焦不僅技術上可行,且具有良好的效益,為高硫石油焦在氣化領域大規模的應用提供了理論和實踐基礎。
二、懸浮床加氫裂化(VCC)工藝技術的特點
1.全新的懸浮床工藝全新的懸浮床(VCC)工藝是對現階段世界上各種不同的懸浮床加氫工藝特點進行有效地結合與利用,并對相應的技術進行創新處理,構成了較為完整的工業化新型懸浮床加氫工藝。并得到較為廣泛的使用,目前已經在建的有3套。這一項工藝的用途相對較為廣泛,可以加工硫元素含量與金屬元素含量較高的渣油,也可以對氮含量、金屬含量、粘度、碳含量、酸值相對較高的重油減壓渣油輕質化加工也有著顯著的效果,并且原油的性質相對較差,該項工藝的效果越是明顯。且可以在不同的環境下對原油渣油進行轉化,并且轉化的效率相對較高,相對于傳統工藝與劣質重油輕質化工藝來講具有明顯的優勢,造成的原材料浪費效果也相對較小,適合現代的社會發展。
2.高度分散的催化劑體系這種懸浮床加氫(VCC)工藝主要是通過多金屬粉末催化劑進行高度的分散來實現的,反應器內部的催化劑金屬在原料渣油中只占1%左右,催化劑主要以鐵、鈷、錳、鎳等等金屬系列為主起到非常好的活性效果,其中有一部分的金屬催化劑屬于工業廢料的回收(如赤泥催化劑),其自身的成本相對較為低廉。這種方式與國際上的類似工藝較為常用的固體催化劑等等有著本質上的區別,所以應該對其進行正確的區分。
3.尾油與蠟油循環裂化這種工藝(VCC)主要是通過對蠟油與尾油一次性通過加氫裂化、精制的手段來進行渣油處理,其余世界上的其他工藝存在一定的差異,具有較強的區分與明確性,這種裝置主要產物是進行加氫之后的優質石腦油與柴油,車輛排放所得到的尾油相對較少。現階段的懸浮床工藝的產物在線加氫精制工序,不僅對已有的壓力與反映溫度進行充分的利用,也在一定程度上提高了產品的質量與效果,在線加氫精制催化劑使用3996加氫催化劑的方式,來對溫度進行有效的控制,從根本上提高了劣質油的優化效果。經過長時間的研究與探索可以發現,這一工藝技術通過與傳統工藝完全不同的方式來進行劣質油處理,通過新型懸浮床加氫裂化(VCC)反應器分區域冷氫控制來對溫度等方面進行高效的控制,反應溫度度可以達到470℃,操作壓力220Mpa,在一定程度上加強了操作的效果,從根本上降低反應器的控制難度,進而提高質量。
懸浮床加氫裂化工藝的經濟優勢現階段,我國較為常用的重油輕質化工藝主要有三種,分別是固定床加氫、延遲焦化、中有催化裂化,以上對其中存在的局限性進行了簡單的分析與研究,在此,對該項技術的經濟指標進行研究與對比。根據表格可以看出,按照加工方案的完善配置進行估算,對懸浮床加氫裂化工藝方面的投資較高,但與固定床加氫方案進行比較則相對較低;懸浮床加氫裂化工藝的產品收率、質量與分布狀況都是最好的,有其的產量與柴汽比例也相對較高,所以與傳統的方式進行比較具有一定的經濟優勢;懸浮床加氫與重油催化裂化方案的內部收益都比較大,與其他兩種方式進行比較有著明顯的優勢,在投資的回收時間方面相對較短,也就是說可以獲取更大的經濟效益;懸浮床加氫方案在各項經濟指標上都有著較為明顯的優勢,遠高于傳統的優化方案,這也是社會經濟發展與能源需求的重要趨勢。傳統的方案對金屬與硫元素相對較為敏感,一旦含量超標就會導致裝置難以正常的運行,所以在對劣質的重油進行優化與處理的過程中存在較為明顯的差異。而懸浮床加氫裂化工藝則相對較為完善,適合現代的重油處理。