发布时间:2023-10-12 15:36:24
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇工业节能方法,期待它们能激发您的灵感。
中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:16723198(2013)23019102
1锅炉监测测试应在正常生产实际运行工况下进行
标准明确规定测试应在“正常生产实际运行工况”下进行,这一规定是和进行节能监测的宗旨相一致的。节能监测是要把锅炉使用中明显不合理、明显浪费能源的现象管住,监测是针对实际用能过程进行的。在整个能源消费管理体系中对用能过程实际状况的管理和监督,它和能源使用以前(进入终端浪费前)的管理,例如对加工转换环节的管理和优化,对生产、分配、输送环节的管理等,具有不同特色,它和能源浪费以后的统计分析、效果检查考核不同。它和能源使用环节和使用设备在使用能源以前的预计分析、设计计算也不同。监测工作的特点要求监测工作能反应使用过程实际。而监测又是在一个短时间内(一天内)进行的,那如何反映长期使用实际情况呢?这就是标准中提出的要求,即监测应在“正常生产的实际运行工况下”进行。
这就意味着锅炉在监测时的负荷率应和保证生产系统用汽设备用汽的经常运行负荷一致。这里所说经常只能是指多数情况,对监测单位来说这是可以通过对运行日记的检查了解到的。
另外标准中还特别强调了正常生产,这是指产品生产、用汽设备和装置正常工作。生产安排组织长期不合理的影响不能作为排除监测不合格的理由,但某些生产上的偶然因素要排除在监测结果评价影响因素之外,也即生产出现偶然异常情况时不进行监测,这是监测单位应注意到的。
在生产正常的情况下,锅炉设备不正常如负荷较低、参数配合不当等,在监测时应维持锅炉使用的本来面貌,不应人为的调整到某种“最佳状态”。
2监测时间
从热工况达到稳定状态开始,监测时间应不少于1小时。除需化验分析以外的测试项目每隔15分钟读数记录一次,取算术平均值。
关于监测时间的规定首先是考虑到获得必要可靠的具有权威性测试结果的需要。对小型锅炉,工况达到稳定状态的准备时间约需1小时,在稳定后的一小时内各种热力工况继续保持稳定一般说是可做到的,这就要求生产用汽在二小时内参数不变负荷不变。对于特殊企业难以维持稳定一小时以上者,将有可能要求采取一些非常措施,如放汽放水维持稳定保证测试条件,对较大型的工业锅炉4—10t/h以上,根据一般经验实现的可能性是有的。
从测试的准确性来讲,每小时监测四组数据从测量理论的角度说这是数理统计的基本要求,10个样品的样本属于大样本事件,4个样品的样本属B级和C级之间的样本,对母体的代表性较好,但又不是很高。
每隔15分钟测一组数这一规定是由锅炉热工参数变化的灵敏性和出现某一干扰使整个负荷达到基本稳定的时间要求决定的。对工业锅炉来说蓄热放热过程,工质变化过程都至少15分钟。另外从锅炉监测测试的工作量来看,如果我们认真的去做这些测定的话,完成一组数扰的测试周期也大约要15分钟,时间间隔太短将使测试工作过于匆忙并影响质量,特别是对烟气取样和较大型锅炉的锅炉壁面温度等非自动记录式的测定更应细致的去作。
3监测所用的仪表应能满足监测项目的要求
仪表必须完好,并应在检定周期内,其精度不度低于20级。
所谓满足监测项目的要求是指适应监测特点,即:要方便能在线进行测量,测头的安装拆卸不用大动土木,对原设备不带来破坏,适应监测人员的技术水平,高级人员可使用复杂仪表。
仪表必须完好,并在检定周期内,是保证监测结果权威性的要求,保证监测结果在执法争议中权威地位的要求。
监测用仪表精度的要求,规定不低于2.0级,这是最低要求,可能困难较大的是烟气分析,但不能再进一步放宽,否则将无法作为监测执法依据。
检定周期内,不论是进口还是国产仪表,只要所使用的仪表经过了法定的检验,符合精度要求,并在检定周期内,就满足了标准的规定。
4排烟温度的测试
排烟温度的测试应在工业锅断面最后一级尾部受热面后1米以内的烟道上进行,测温热电偶应插入烟道中心并保持电偶插入处的密封。
标准规定了排烟温度的测试,首先是规定了测试地点,即“排烟温度的测试应在工业锅炉最后一级尾部受热面后一米以内的烟道上进行”。锅炉烟气离开尾部受热面后,在烟道上由于散热,其温度不断有所降低,大约每米2℃,随尾部烟道保温不同略有不同。为正确反映排烟热损失的大小,所以要求其测点不能离尾部受热面太远。但同时我们也应考虑到烟气离开尾部受热面之后有一定混合均匀化的作用。有时在尾部受热面积灰结垢的情况下,烟气刚离于尾部受热面时具有较大的沿截面的不均匀性,测试结果代表性较差,排烟温度测点也不宜离受热面太近。
对于小型锅炉尾部烟道截面不大于1.2m2时我们忽略烟气成分和温度沿截面分布的不均匀性,以烟道中心点烟气温度代表烟气平均温度。
在排烟温度测试时,测温热电偶穿墙测试孔往往由于不严密而有冷空气漏入,尾部烟道烟气负压要比炉膛大得多,冷空气量增大影响烟气的成分和温度,这常常被测试者所忽视,所以标准特别指出应保持热电偶插入处的密封。
对于大于10t/h的锅炉,排烟温度应进行多点测量,测量点按烟道截面等面积布置,截面可分为二、四、六个,视容量大小而定。
5空气系数
烟气取样应在工业锅炉最后一级尾部受热面后1米以内的烟道中心位置处,烟气取样与测温应同步进行。
空气系数按公式(1)计算:
α=O2、RO2、CO、CH4、H2(1)
式中:O2、RO2、CO、CH4、H2……干燃烧产物的百分含量,为相应成分在干燃烧产物中的百分含量,%。由燃烧产物取样化验分析测得。对于固体和液体燃料不分析H2和CH4。
为了得到具有代表性的烟气我们要求:(1)取样和测量温度应同步进行,即取样同时测温;(2)每15分钟取样一次,每次不得少于2升;(3)注意取样管的密封不得有冷空气漏入。
一般烟道烟气的温度都低于600℃,可采用ф(8—12)mm的钢管作为取样管,取样管顶端封闭,测面按间距5—10cm均匀开孔ф(3~5)mm,在烟道深度方向均匀抽取烟气样。
取样时应首先将空气排出,抽出烟气后,用球胆接通出气孔,以烟气冲洗三次,再用球胆取样,密封送化验分析。
烟气成分分析可用奥氏气体分析器或其他分析仪器,注意按使用说明要求正确配制试剂和进行操作。
6炉渣含碳量
装有机械除灰设备的锅炉,可在出灰口处定期取样(一般每15—20分钟取一次),取样应注意均匀性和代表性。
原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的2%,当煤的灰分大于等于40%时,原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的1%,但总灰渣数在不少于20kg。当总灰渣量少于20kg。当总灰渣量少于20kg时应予全部取样,缩分后的灰渣样数量应不少于2kg,1kg送化验,1kg封存备查。
根据工业锅炉的热平衡分析,机械不完全损失是锅炉的主要热损失之一,机械不完全热损失的大小主要决定于炉渣含碳的多少。
炉渣的取样是测定炉渣含碳量的关键,因此锅炉监测中炉渣取样是一项十分关键的工作。为了减少测试误差,锅炉监测期间应尽量避免湿法除渣以保证取样的方便性和取样的代表性。标准规定对于装有机械除灰设备的锅炉,可在出渣口定期取样,取样可在每组测试数据抄读完后进行,间隔为15分钟到20分钟。如果使用小车人工除灰,则每次放灰时在小车取样,灰渣样从小车四角和中心位置等量检取,检取在适当考虑渣块的大小和残碳分布。不能专捡烧不透的或烧得好的。
灰渣原始样的数量应不少于总灰渣量的2%,当煤的灰分含量大于或等于40%时,原始灰渣样数量不少于灰渣总量的1%,每次监测原始灰渣样数量不少于20kg。在实际操作中如在一小时内取样四次按每次5kg取样。
灰渣分析样的制取:原始灰渣块粒一般较大,应首先破碎至10mm以下,然后在清洁地面(铁板上)采用四分法缩分,即先混合搅拌均匀,用人工自然堆积成圆锥体,再以顶点为中心进行十字分割,取相对两部分作为分析样品。标准规定缩分后的分析用灰渣样应不少于2kg,取1kg送化验室进行含碳量化验,1kg封存备查。从原始灰渣样到分析灰渣样一般要经过3次的缩分。
7炉体外表温度
炉体外表面温度测点应具有代表性,一般0.5~1平方米一个测点,取其算术平均值,在炉门、烧咀孔、探孔等附近边距300毫米范围内不应布置测点。
在进行锅炉节能监测的情况下,一般要求简单快捷、直观又能反映能源浪费(损失)的本质,从传热的机理来分析锅炉的散热损失根本上说是由于外壁温度高于周围环境温度而引起的,所以由于保温不好及维修较差使炉壁外表面温度过高才引起散热,外壁温度升高还引起热污染恶化锅炉房工作条件。因此监测时只要把外壁温度控制住就能控制其散热损失。外壁温度的测定并不困难,所以标准将其规定为监测项目,而不计算锅炉外壁散热损失的绝对值。
外墙壁面温度的测量可用多点表面温度计、表面热电偶或其他温度表进行。
为使所测表面温度能反映锅炉整体保温状况,标准规定应在炉壁外表面进行多点测量,大约0.5~1平方米表面积一个测点,取算术平均值作为测量结果。
关键词:工业锅炉;节能措施;方法
中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:16723198(2015)26026602
工业锅炉节能的方向应当是尽可能地减少锅炉的热损失,提高用能装置的效率,并从热损失中挖掘能源潜力。根据上述方向,对工业锅炉节能的主要途径和措施进行归纳。
1正确选择锅炉的型式和容量
(1)要选用适合本地燃料的高效设备。
(2)尽可能按实际用气量来选用设备,保持锅炉稳定运行。
2采取措施,提高锅炉的运行效率
2.1燃料供应要合理、精心调整燃烧过程
目前,我国普遍存在锅炉用煤与设计煤种差别较大现象,所以选用煤种会直接影响锅炉的热效率。一般来说,锅炉在操作时应注意炉膛温度、灰渣含碳量、过剩空气量、排烟温度等指标,使之符合有关标准。
2.2燃煤锅炉采用分层给煤
分层式锅炉给煤装置是利用重力筛选,将原煤中块、末煤自上而下松散地分布在炉排上。
分层式给煤装置使用效果:
(1)使用分层给煤装置与普通煤斗相比,至少可使炉渣含碳量降低5%,热效率提高2%。
(2)大幅度减缓老鹰铁及侧密封的烧毁程度;并因炉排漏细煤量的骤减,而使炉排掉片和起拱的可能性大大降低;由于通风条件改善,鼓、引风机的电耗相应降低;还因取消了煤闸板,不必担心烧坏煤闸板,其综合效益显著。
(3)由于燃料充分,使排入大气中烟尘的浓度及林格曼黑度大幅度降低。
2.3锅炉受热面经常清理
锅炉受热面积灰垢多,影响传热。灰垢的导热系数约为水垢导热系数的1/15,是钢板导热系数的1/450~1/750,可见灰垢的热阻是很大的。
2.4加强维修,使设备经常保持良好性能
锅炉设备的性能如果没有保持在良好状态下,就会影响过路的热效率。
2.5加强保温、防止漏风、漏水
锅炉炉墙和热力管网的温度总是比环境温度要高,所以部分热量就要通过辐射和对流的方式散发到周围空气中去,造成锅炉的散热损失,同时也使炉膛温度降低,影响燃烧,使不完全燃烧热损增大。
中小型锅炉,炉膛和尾部漏风现象很普遍。漏风即使烟气量增加,排烟热损失加大,又使引风机的负荷加重,耗电增加。炉膛漏风使炉膛温度降低,对燃烧不利。因此,一旦发现“跑、冒、滴、漏”现象必须尽快修复,以维持经济运行。
2.6锅炉排污余热回收利用
锅炉排污分连续排污和定期排污两种。连续排污又称表面排污,要求连续不断地从炉水盐、碱浓度最高部位排出部分炉水,以减少炉水中盐、碱及处于悬浮状态的渣子物的含量。定期排污主要排除锅炉炉内水渣及污泥等沉积物,所以其排污口多设置在锅筒的下部及联箱底部。
2.7提高入炉空气温度
设置空气预热器可以提高入炉空气温度,有利于缩短煤的干燥时间,促进挥发分尽快会发燃烧,强化燃烧,并可提高炉膛温度,加强辐射传热。这对于劣质煤的燃烧尤为有利。一般入炉空气温度增加100℃,可是理论燃烧温度增高30~40℃,可节约燃料3%~4%。
2.8锅炉的自动控制
精心调整燃烧过程,一靠司炉工的责任心,二靠司炉工的技术水平,但是无论司炉工如何尽职尽责,由于司炉工无法及时了解炉内过剩空气量,入炉煤量和煤的发热量,因而送风量的调节只能凭经验操作,总不能达到最佳状况。利用锅炉自动控制,能很好地解决上述问题。锅炉燃煤的全自动控制,它包括水的三冲量水位控制和燃烧系统的进风自控、炉膛负压引凤自控、燃料量自控、氧量校正、蒸汽压力校正等。3提高泵与风机运行的经济性
(1)选用高效节能风机与水泵。
目前国内配套的锅炉鼓风机、引风机效率约为85%,随锅炉配套的GC型锅炉给水泵的效率为38%~62%,选用高效节能鼓风机和水泵,节能潜力较大。
新设计的锅炉房应尽量选用高效节能风机和水泵,已经使用的风机和水泵,等到改造时也应该更换成新型风机和水泵。
(2)降低管道阻力。
(3)尽量配用合适的电机,避免大马拉小车的不合理现象。
(4)提高泵与风机的检修质量,加强维护管理,是提高泵与风机效率的一项重要措施。
(5)采取变频调速。
变频调速是一种常用的调速方式。变频调速试指改变电动机供电电源的频率,以改变旋转磁场的旋转角度,从而使电动机的转速得到改变。
4锅炉烟气余热回收利用
在锅炉能效测试数据表明,排烟损失是工业锅炉主要热损失之一。
排烟热损失的另一个方面是降低排烟温度。
4.1燃煤锅炉烟气余热回收
中小型燃煤蒸汽锅炉,一般出厂都装有铸铁省煤器,由于额定蒸发量4t/h(包括4t/h)以下的锅炉一般都是间断进水,还由于铸铁省煤器外部易结灰,内部易结垢,影响水的传热效果,所以,用了铸铁省煤器,锅炉排烟温度还偏高,一般都在200℃以上,经实践证明,拆除铸铁省煤器改造成余热水箱,可以明显降低排烟温度,效果好的排烟温度在130℃以下,余热水箱水温在70℃左右,节煤效果明显。
4.2有机热载体锅炉余热回收
对于有机热载体锅炉,应该在尾部设计加装蒸汽发生器,蒸汽发生器按特种设备进行管理。
关键词:节能设计;配电设备;电气装置;用电费用
电力资源不足是我国现在面临的一个重要能源问题,对于厂区而言作为我国的用电大户,如果厂区能做好节约用电工作就会就能让我国的用电紧张问题得到很大的缓解,所以在厂房设计中做好电力的节约措施,不仅能让自身减少生产成本,提高经济效益,也能为我国电力事业做出一定的贡献。
1 工业厂房节能设计意义
我国的电力属于一个阶梯式电价,用电量越大,收费越高。所以对于厂区自身来说,减少用电量就能节约工作的成本,提高更大的经济效益,但是从理论上分析,厂区对主要用电设备是生产设备,生产设备是的经济价值是远远大于节电的意义,厂区的节电等的设计中一般都是在一些附属设备上,主要在照明、通风、空调以及其他设备上。这些设备有时候加起来还没有一台设备的用电量高,但是因为很多厂区的用电设备是24小时运转的,所以加起来也是一个非常巨大的数字,同时在设备上,有些用电设备的改进空间很大,如国能降低能源消耗的20%,那么厂区的经济效益可以提升10%左右,其意义非常重要。
2 厂区节能的主要设计内容
2.1 照明系统的设计
在厂区节能改造中,照明节能改造是速度最快的改造之一,同时效果也最好。现在的照明技术发展迅速,节能灯、LED灯等技术能够实现电能转换光能的高转换率,一盏LED灯的光源很好,而用电量是仅为普通灯泡的20%左右,同时光源为白光,照明效果好。
2.2 配电结构的设计
配电结构是用于电力配置工作的,配电共组的合理性直接影响到厂房用电的电量,在配电设计中,首先应该保证的就是设备的稳定,第二点是为施工人员的服务和保护的一些装置,比如除尘装置,通风装置,照明装置。第三则是设备的一些附属设备,不如降温设备、电子控制设备,厂房的监控等。配电是要由主次的顺序的,人员的安全保障装置是应该受到最重要的保护,尤其的厂区的除尘通风装置需要保障正常运行的,同时对于照明设备也是配电的重点之一。
2.3 电气设备节能设计
在厂房节能设备中,并不是所有的设备都是需要长时间的运转的,比如空调系统,排水系统等都是需要可以暂停工作一段时间的,所以在设计这些系统的时候可以做到自动化技术的应用,通过传感器的信号检测,实现自动化的的设备管理,让其自动的开启功能和关闭能够能够实现电力使用的合理化要求。
2.4 能源利用设计
有的时候与节约能源更好的方式不如创造能源,在厂房的中,设备中有很多其他形式的能量是可以被利用的,而厂区外的一些自然环境的能量也是可以被使用的,比如使用风能发电,水能发电,同时也可以把一些能源回收再利用,比如可以在排风的口出增加涡轮机然后实现能量的部分回收,虽然永动机是不可能实现的但是能源的回收是可以做到的。在设计中要发散思维,让能源得到重复的利用,提高能源的使用率。
3 基于节能角度下的工业厂房电气设计要点
3.1 配电节能的设计
配电的系统一个的设计之间影响了厂区的用电设备的用电水平,从总体来看设备用电几乎占到了总体用电的一半以上,而照明用电则在15%至20%之间,所以在配电工作中,各项用电应该在一个合理的区间内,如果配电过度就会造成设备过载运行,浪费大量的电能,溶蚀影响用电器的使用寿命。但是设备的电量不足就会导致设备不能正常工作,所以配电工作要从综合方向考虑。优选高效节能型变压器,实现变压器的经济运行。工业厂房配电系统中,配电变压器是重要的电能转换和分配设备,但其自身又是一个能源消耗设备,不仅为配电系统提供电能,而且变压器自身也存在空载损耗和负载损耗,在配电变压器在实际运行过程中会吸收一部分能耗。因此,合理选择变压器的容量和型号是提高配电变压器电能转换率、降低运行能耗的重要措施。对于高效节能型变压器而言,其空载损耗和负载损耗也相对较小,变压器的经济运行是指变压器负载最大时,变压器的有功损耗降到最低,此时负载率成为经济负载率,变压器工作最为经济节能,效率最高。
3.2 照明系统节能设计
进行照明设计要充分考虑对自然光的合理利用。在满足建筑节能设计的同时,加大建筑外窗和单层厂房屋面安装采光板就很好地解决了这个问题。对于一些高大的工业厂房可以采用一般照明加局部照明的设计方案,既满足了建筑对一般照明的基本要求,又能照顾到局部加工作业队照明的需求。在工业厂房电气节能设计时,应优选高效节能的照明光源,如T5显色性能好的新式节能荧光灯和紧凑型荧光灯,并配装电子镇流器或节能型电感镇流器。近些年,LED照明技术发展迅速,其没有频闪、显色性高,同样亮度下LED耗能仅为普通白炽灯的1/10,荧光灯管的1/2。从已投产的工程案例来看,这种新型的照明设施已取得了良好的经济效益。常规电感镇流器其耗电量大约在灯具功率的20%以上,且其功率因数仅为0.4~0.5。新型节能型电子镇流器不仅其自身运行能耗较低,而且其功率因数高达0.9以上,大大降低了照明灯具线损,同时灯具在运行过程中无功损耗较小,配电系统供电质量得到有效提高。另外,照明控制系统优化设计也是工业厂房电气节能设计的研究重点,采取智能节能照明控制系统可以根据厂房实际用电需求,灵活控制照明灯具组合方案,按照时控、光控、自控、手控等多种组合方案,达到灯具的合理调节控制,达到降压限压幅度,节能效果十分明显。
3.3 电气设备节能设计
电机耗电大约占整个工业厂房耗电的90%以上,而且大多数电机其电能利用效率较低,存在很大的节能降耗潜力。对于200kW以下从经济角度应优选低压电机,对于355kW以上只有高压电机;而对于200kW~355kW范围的电机应从技术、经济、运行能耗等多个角度进行综合评估,以选取合适的电机功率。另外,随着电力电子元器件价格不断降低以及变频调速控制技术日趋完善,应结合工业厂房电机拖动系统的实际情况采用变频调速、软启动等先进控制措施对电机拖动系统进行节能降耗技术升级改造,以达到节能降耗的目的。
4 总结
在工厂的节能问题上说,是一项双赢的工作,既能实现企业的利益效益,另一方面能帮助国家减少缺电现象,在电气设备的使用上,想要达到节约用电的效果就要在配电、设备、自动化上不断的发展,通过合理的配电和设备的合理使用,减少电力资源的浪费。同时发展新的技术,用自动化技术改善电气设备用电浪费的问题。
参考文献
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[2]周志明.建筑电气设计存在问题对工程质量的影响[J].江西建材,2016(13).
关键词:化工企业;节能;变频调速;变压器;电动机
Abstract: The chemical industry as a major energy consumption, the production process consumes a lot of electricity, in the situation of the world growing shortage of energy, energy saving can not only reduce the production cost, improve the economic efficiency of enterprises, enhance the competitiveness of enterprises, but also conforms to the modern chemical plant of the energy requirements. This paper discusses several methods of electric energy chemical industry, mainly includes the transformer energy-saving, improve power factor, reduce line energy loss, energy-saving motor, inverter energy-saving, reducing the harmonic, lighting energy saving etc, provide a reference for the electrical energy chemical enterprises.
Key words: chemical enterprise; energy saving; inverter; transformer; motor
中图分类号:TU994
引言
随着我国经济的发展,工业化进程不断加快,各行业的生产、日常经营都离不开电能,这使得电能供应变得日趋紧张。化工企业是一个电能消耗大户,其生产过程会消耗大量电能,加重了我国电能紧张的局面。节省能耗,不但可以降低生产成本,提高企业经济效益,增强企业竞争力,而且符合现代化工厂对能源利用的要求。除了加强生产管理外,节省能耗的关键在于改进生产工艺,积极采用新工艺、新设备、新技术和新材料,使生产过程中的水、电、汽及燃料的消耗得到进一步减少,以降低产品的能耗。
本文针对化工企业工厂电气节能措施方面进行相关探讨。在阐述电气节能设计应遵循原则的基础上,论述了化工企业中的几种电气节能方法,并结合生产提出了电气节能技术的合理应用。
化工企业电气节能的原则与措施
一、化工企业电气节能的原则
化工企业电气节能既不能以功能为代价,也不能盲目增加投资,为节能而节能。因此,应遵循的原则是经济性和节能性。经济性是指充分考虑实际经济效益,合理选用节能设备及材抖,在较短的时间内收回在节能方面所投入的资金。节能性是指采取措施减少或消除无关的消耗,这应该是节能的着眼点。总之,节能设计应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则。
二、节能措施
2.1 变压器节能
变压器被广泛应用于输电和配电领域,其容量和数量很大、运行时间长,总损耗很大,因而变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力。
(1)使用高效节能的新型变压器,其中加速老变压器更新换代是降低电网损耗的重要途径。老变压器淘汰要劣中汰劣,新型变压器选型要优中选优。许多化工企业老变压器数量大,不可能在一年内全部更新掉,必然逐年更新,所以先要淘汰技术特性最劣者,即用相同的投入资金取得最大节电效果。
(2)变压器的负载率合理选择
变压器的损耗由两部分组成,一部分是空载损耗(PN),它在变压器一次绕组电压和频率恒定的条件下是固定不变的,与负荷大小无关。空载损耗由下式表示:PN=P0+KQ0-P0+ (KI0%·Se ×10-2)
式中:P0-变压器额定空载有功损耗,近似为铁损(kW);
Q0-变压器额定励磁功率(kvar);
K-无功经济当量,一般取K=0.1kw/kvar;
I0%-空载电流百分值;
Se-变压器额定容量(kvar)。
另一部分是负载损耗(PL),它不仅与变压器的自身特性有关,还随变压器负载的增大而增大,是一个可变的损耗。负载损耗由下式表示:PL = (Pf +KQf)β2 =[Pf+K(Ud%·Se×10-2 )]β2
式中:
Pf-变压器额定负载有功损耗,近似为铜损(kW);
Qf-变压器额定负载漏磁功率(kvar);
β-变压器负载率;
Ud %-变压器阻抗电压百分值。
选择变压器容量和台数时,尽可能使变压器负载率设计在40%~60%。在公式中,用微分求它的极值,在β=50%处的负载,变压器的能耗最小。
另一方面,石油化工行业为连续生产企业(一般为二级负荷)对供电系统的可靠性有极其严格的要求,往往采用两台变压器、双段母线供电的方法来保证生产装置不至于因供电中断而停止运行,当一台变压器有故障时,可由另一台变压器带全部负荷。从供电可靠性来说,负载率β一般取50%左右也较合适。
2.2 提高功率因数节能
化工企业节约能源可以通过功率因数的提升来实现,它的作用主要是通过输电线路的电能耗损有效的减少、变压器的铜损有效的降低、节约电能的同时也实现了电费的节约。
2.2.1 提高功率因数的措施。
(1)提高设备的自然功率因数。
在化工企业中使用大量的电动机,它们的用电占整个工厂用电比例几乎可以达到60%之多。通过选择合适的电动机,既能满足工厂正常的运行需要,也能尽可能降低能源的消耗,同时强化管理,提高其运转效率,从而提高生产率,降低电能的损耗。按照国家相关的标准规定,根据负载率三相异步电动机具有三个运转区间:
第一,经济运行区,负载率在70%到100%之间。
第二,一般运行区,负载率在40%到70%之间。
第三,分经济运行区,负载率低于40%。
电动机的运行经济水平主要体现在其功率因数和效率,同时这两个指标又和电机的负载率具有直接的联系。若电机要保持较高的功率因数,应在经济运行区运行。这就要选择合适的电动机保持较高的功率因数。一般来说,变压器负荷率不高于50%的时候,就会导致其功率因素的降低,因此应使变压器的自然功率因数保持在较高的水平,大约在80%左右。
(2)采用人工无功补偿装置。
化工企业用电设备每月平均自然功率因数往往达不到供电部门要求的高于0.9,这就要企业安装无功补偿设备来提升功率因数。当前化工企业一般使用的人工无功补偿装置主要是并联电力容器,主要采用就地补偿和集中补偿两种方式,分别用于比较大型的用电设备附近和在配点所得高压和低压侧集中安装电容器来进行集中补偿。就地补偿的效果好于集中补偿,可使输电线路和变压器的有功损耗有效的降低。就地补偿还可以有效的减小化工车间配电线路的截面面积。但是就地补偿投入成本和占用空间大,给维护和保养工作带来了一系列困难。针对这种情况,很多化工厂都是在配电所里采用集中的方式进行补偿。化工企业通过利用这种形式可以有效的提升功率因数,很大的减少了无功消耗,有效的提升供电设备的能力,降低企业能源消耗,使企业的电费支出有效降低。
2.3 减少线路上的能量损耗
在一个工程中,使用的各类导线电缆不计其数,线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的损耗必须引起足够的重视。线路上的电流无法改变,只有减小线路电阻来减少线路损耗。石油化工企业大量使用铜导线,由线路电阻公式可知,减少线路的损耗只有两条措施:
(1)减小导线长度。变压器尽量接近负荷中心,以减少供电距离;线路也应尽量走直线,少走弯路,以减少导线长度。
(2)增大导线截面。导线截面增加虽然能降低能耗,但成本也增大,因此在技术合理时,必须按经济电流密度选取导线截面。
因此,化工企业配电所的位置应接近负荷中心,减少重复的变电容量,缩短供电线路半径,按经济电流密度选择导线截面。
2.4 变频器节能
变频器是通过改变定子的供电频率来改变同步转速以实现电机的无级调速,变频器节电主要包括以下几个方面。
2.4.1 软启动
采用变频调速的方式来启动电动机可有效的降低电能的损耗。采用冷启动的方式需要耗费电机额定电流的6到7倍,而软启动只要在电机额定电流的范围之内就可以完成。
2.4.2 节省设计冗余
为了防止出现极端情况,在设计初期往往预留一定空间,这部分冗余设计在日常生产中产生大量浪费。变频器在节能方面十分优异的表现,用变频方式对电动机进行调速可有效优化生产工艺,变频器根据负载的变化进行适当调速,从而有效的对电机输出功率进行调整,可有效降低这部分能耗,这在很多企业中得到广泛推广。
2.5 降低高次谐波
高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性,即所加电压与产生的电流不成线性(正比)关系而造成波形畸变。由于电力系统中存在着各式各样的谐波源,使得高次谐波的干扰成了影响电能质量一大“公害”,因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。
限制电网谐波的主要措施:
(1)变压器采用/Y结线,可以消除3的整数倍的高次谐波。
(2)增加整流变压器二次侧的相数。
(3)使用无谐波污染的绿色变频器。
(4)使用无源滤波器或有源滤波器。
因此,化工企业要想节能必须增设谐波滤波装置,在变压器低压侧选用带谐波抑制的电容补偿装置,进行高次谐波防治。目前,部分企业刚刚起步甚至没有给予足够的重视,石油化工行业谐波治理工作需要我们共同努力。
2.6 照明系统节能
在化工企业中,除了电机用电之外,还有很大一部分消耗在照明设备中。在确保照明的效果能够满足生产顺利进行的前提下,尽可能减少照明所消耗的电能,提高电能照明效率。
(1)化工企业使用的照明设备主要是白炽灯,因其具有造价低廉、质量可靠且安装和维护都十分方便等优点,但是其发光效率较低,电能消耗大,因此很多新的照明设备逐渐开始替代白炽灯。根据使用场所和周围环境对照度要求及不同电光源的特点,应当经济合理选择新的高发光效率电光源,如荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯。在化工企业的照明系统设计过程中应该尽可能减少白炽灯的使用,从而提升光效率,节约电能。要充分利用自然光,合理选择照明方式,消除不必要的照明。
(2)节能灯的附件——镇流器也是耗能产品,传统电感镇流器耗电量为灯具功率的20%以上,功率因数仅0.4~0.5,故其无功损耗和额外线损很大;而新型电子镇流器不仅自身功耗很低,以36W荧光管用电子镇流器为例,仅1~3W,且功率因数高达0.9以上,线损也大为降低,电网质量得以提高。因此,照明设计中应提倡采用优质节能电子镇流器。采用高效灯具与附件,用电子镇流器替代传统电感镇流器可节电20~30%。
(3)智能节能照明控制器是以微处理器技术和现代电力电子技术为基础开发的高性能产品,它具有灵活的可编程序控制功能,多种控制模式,能实现全夜灯及半夜灯控制,且有后半夜再降压调流功能,节能效果更理想。
表1 某化工有限公司厂区路灯照明采用与不采用智能节能照明控制器用电量对比
从表1中可以看出采用智能节能照明控制器节能效果显著。使用该设备不仅节约了电能,还实现了无人值班,提高厂区照明的管理水平。同时,照明最佳运行方式的设定,使灯具使用寿命延长,从而减少维修工作量和设备费用,控制回路和负载回路分开,控制回路采用低电压,使得人身安全得到了保障。
(4)其它
厂区路灯及厂房内照明采用三相供电,照明负载三相分布的不平衡会造成一定的损耗。因此在照明设计中要尽力做到将负载平均分配到每相工作,使三相负载均衡。
功率在40W以上的气体放电光源,根据具体情况,分散或集中的安装电容器,补偿无功功率。
总结与展望
尽管化学工业节能工作取得了较好的成果。但能耗水平与国外先进水平相比还有较大差距,国内企业之间的能耗水平也有很大差别。国内在电气节能设计领域中面临着新的挑战,国外的设计公司在设计过程中十分重视环保和节能,如果我们在设计过程中不重视节能,就有可能被淘汰出局。而节电节能工作牵涉的面又十分广泛,从发电厂开始到线路末端的用户都应该高效地使用电能以减少损失。对于设计者而言,就是要合理的选用设备,合理确定供电电压等级以及采用新材料、新技术等。
进一步降低化学工业单位产品能耗,需从调整结构、加强节能管理、技术节能三个方面着手。降低单位化工产品能耗,尤其是高耗能产品的单耗,应采取有效的技术措施。但近年来,化工行业的技术节能成果并不明显,企业采用先进节能技术还存在许多障碍有待克服。
化工企业节能潜力很大,节能降耗不仅能给企业带来经济效益,还能带来一系列社会效益。在环境效益方面,因节电可降低发电厂CO2的排放量,对环境保护有着巨大的推动意义。可实现高效率地利用能源,最低限度地影响环境,使之成为生态的、可持续的绿色化工企业。
参考文献
[1]宋万圣,朱庆斌.高压变频器在化工生产中的应用[J].中国科技信息,2009,(20):131-132.
[2]赵纯禹.浅谈石油化工企业电气的主要节能方法[J].石油和化工节能,2007,(4):8-12.
1世界多功能林业发展的成功经验
具有多种功能是林木的自然禀赋,不同功能的重要性及其利用具有时代变化和区域特征,多种功能之间具有对立统一的矛盾关系,而且环境越恶劣和利用压力越大时表现得越突出,需要通过合理规划和科学经营才能把多种功能潜力变为实际最优的整体效益。比较和分析美国、德国与澳大利亚多功能林业发展及阿根廷人工林多功能经营的成功经验,可为我国提供借鉴和参考。
1.1美国森林多功能经营经验
美国森林面积3亿hm2,覆盖率33%,蓄积量136m3/hm2[7];林业经济发达,承担着重大社会职能;林产业年产值约2500亿美元,提供150万个国内直接就业机会,工薪总额近300亿美元;木材、木制品、纸浆、纸等出口量居世界前列。伴随着国民经济发达和城市化建设,美国森林资源仍保持稳步增长。
1.1.1多功能经营效果好
20世纪后期,美国提出“新林业”理论即“生态系统经营”思想[8]。新林业实践强调林业的多功能发挥及构建合理的森林结构和森林形态,在大范围、大框架、长时期内对林业进行综合规划和多种经营。美国重视开发与保护的平衡,确立的可持续发展观深入人心,成为全社会的共识和各方的自觉行为;不仅有社会的呼吁、学界的建言、政府的规制,企业也奉之为圭臬。美国林业多种经营,有木材业、造纸业、非林木产业、森林旅游、休闲、渔猎业等。其中非木产业提供药食和保健品、花卉及景观植物和特色木产品,创收数千万美元[7]。美国人酷爱森林旅游、露营和渔猎活动,平均将年收入的10%花费在这类活动上;包括国家公园、保护区、野营地等在内的各林区每年接待旅游人次数以亿计,创造了可观收入。美国林业重视森林和水、土壤、空气、生物的关系,强调城市生态系统建设,国家公园和保护区的大片森林营建在城市中间及周边地区,已取得良好的生态和社会效果。
1.1.2产权明确,法律规范
美国森林原来大部分为联邦、州和地方政府所有,20世纪初通过准许私人拥有森林法律,以优惠政策将土地转到私人手中,现在森林以私有林为主,占2/3,公有林占1/3[7]。私有林以商用为主,几乎所有木材都由私有林提供;私有林主既有个人也有企业,人数众多,自主经营、自负盈亏,是造林和木材生产的主体,拥有的林地是私有财产并受到法律保护。私有林作为私有财产向政府纳税,政府通过财政金融手段扶持、引导和推动私有林发展,私有林因提供生态和社会效益而受到的损失由政府分担。各级政府拥有并管理的公有林地产权分明,其中林业局拥有的为国有林,内政部土地管理局、公园管理局、能源部、国防部、州政府、县政府等也拥有一些林地。不论哪个政府机构拥有,都遵循谁拥有,谁管理,谁投入,谁受益原则,财务各自独立,实行“收支两条线”管理政策。公有林不用于商业经营,主要承担生态和社会责任,出现的亏损由财政补贴。美国通过各项林业法律,州县市制定了地方林业法规,且立法程序科学严谨、体系完备、条文详尽,具现实可操作性;规定了“国有林社会公开招标制度”规范采伐活动,采伐公司中标后须严格按照要求采伐,采伐后再利用招标制度雇请公司植树造林;还规定国有林须以林区为单位编制“森林管理规划”,使林业管理得无微不至。
1.1.3政府服务协会促进
美国林业管理理念尊重现实、依照法律、合作共事、运用科技、保护土地、服务国民,并不断改革以提高工作效率,发挥大区服务站的管理和协调职能、做好林区计划、环境跟踪评估、改进财务管理等[7]。联邦和州林业部门是服务型机构,全部实行雇员制,工作效率很高;主要为林主、企业和公众提供服务,不干涉林主的生产经营;采取市场导向、自由竞争原则,通过财政、税收、金融、教育等措施加以引导,既保证了林主经营积极性,也促进了林业的良性循环,还保持了机构精干。美国的各种协会在林业经济中发挥着巨大作用。协会是非营利组织,由林场主、林业企业、科研人员等自发组成,自愿加入,交纳少量会费,遵守协会章程。协会不是官方,也不是商业机构,无管理权利,但在提供市场信息、咨询、技术交流、业界协商、与政府和议会沟通、与公众交流、统计、传达和解释政府政策等方面发挥着难以替代的作用。协会广泛活跃在政府、议会、市场、科研和公关舞台上,构成一个充满生机的体系。
1.1.4科技支撑政策扶持
美国科研体系给林业经济的持续高效发展提供了强有力支持。林业科研机构由联邦政府所属科研院、校、企业研究机构3部分组成,经费来源于政府拨款、各类捐赠和项目课题经费等;林业科研完全市场化、开放化,除国家实验室承担基础研究外,基本上是直面市场的应用研究。课题来源于生产一线,按三公原则招投标,科研直接转化为生产力,研究的实效性非常高,一切由市场和生产实践加以检验。利用基因工程培养抗虫、抗病、材质好、纤维多等优良树种,采用综合技术使原木使用寿命增加3~5倍、单位面积森林蓄积比世界均值高30%[7];从木材中提取药用或特种物质后再加工成普通用材和复合木材技术大大提高了木材利用率;利用天敌、性诱剂和生物农药替代化学农药,有效降低了林业污染;高产计划使轮伐期缩短一半,产量却相当于天然林的3倍,伐期总获量达1000m3/hm2[7];在森林防火、资源监测中全面运用3S和计算机网络等,提高了管理能效。美国林业有财产税、产品税、采伐税、营业税和所得税等多种,但通过广泛的减税、免税、退税、延期付税等优惠政策支持林业建设和鼓励林业发展。对国有林经营单位免征财产税每年达25亿美元;对纳税人从事林业投资,可分7a退回其造林费10%的所得税,最高免税1万美元[7];对私有林设立了林业奖励(FIP)、林业管护(FSP)和管护奖励(SIP)等项目计划:FIP鼓励拥有林地400hm2以下的个体林主在适宜空旷地或已伐地上造林,补贴比例最高为造林成本的65%;FSP鼓励拥有林地4hm2以上的个体林主充分发挥林木的多种作用,开展造林、更新、观光、水保、野生动物保护等项目;SIP鼓励林主进行林业管护[7]。
1.1.5经济社会整体推动
美国林业多种效益可持续发展得益于经济和社会的整体进步。①木产品替代物不断推出,石油和天然气替代薪柴,金属和水泥替代建设用木材,并持续开发出新材料以减少木材消耗。②农业生产率提高大大减少了农地占用量,相应增加了林地,有效改善了林业资源状况。③整体经济向高技术方向转化,资源消耗型、粗放型产业大减,促进了自然环境保护和林业集约化经营。④信息产业发展大大提高了林业经营能效,各种协会、企业、政府机构等通过网络组成了复杂高效的信息系统,可随时把握在网络中充分流通的业界动态、市场供求、科技知识等,经营效率飞升。⑤美国生活水平和人口素质的提高导致了高质量生活的追求,人们对旅游休闲、回归自然、健康和谐方式等普遍关注[7],推动了林业多功能可持续发展。
1.2德国多功能林业发展进程
德国是林学理论发源地之一,也是林业发达国家,森林覆盖率31%[9],在私有林和国有林可持续经营,特别是保护林地产权、公共政策扶持林业、重视林业合作组织发展、国有林经营体制改革等方面的成功经验值得借鉴[4]。
1.2.1地权保护森林作用大
早期森林关系到人类生存发展,在工业化和城市化过程中,德国天然林被砍伐殆尽。直到19世纪国家确定权属后,森林处境才好起来。德国对土地权属和私有财产的保护,在促进森林经营和林业可持续发展中发挥了重要作用。德国森林所有制形式有3种,一是公民个人所有的私有林地,占全国森林的46%;二是联邦和各州政府所属的国有林,共占34%;三是教会、公司团体、市镇政府所有的社团林,占20%[4,10]。其中,私有林的经营状况最好,其木材径级大,人工费用少,企业更愿经营,又增加就业岗位。
1.2.2私有林发展动力强劲
德国森林是许多小私有林主的储蓄所,平均蓄积达300~400m3/hm2,小型私有林蓄积更高。私有林主认为森林经营很神圣,不得多采多用。例如巴伐利亚州私有林每年生长量1200万m3,采伐700万~800万m3;而州有林每年生长700万m3,采伐500万m3。欧盟不允许国有企业经营私有林,主要依靠林业专业合作组织即私有林协会经营,林主与协会签约,对森林经营提出明确要求[4];协会聘用采伐经理制定森林经营方案,政府免费提供咨询;国家对私有林经营给予政策扶持,也给予引导和监督管理。
1.2.3公共财政支持效果好
德国林业发展得益于有一套严格的法规约束[11~12],对林业生产经营给予完善的公共财政支持,既有联邦和州政府也有欧盟提供的补贴;科目有退耕还林、造林和种苗培育、林业专业合作组织、森林经营和基础设施建设补助等[9],补贴标准分别为400~500欧元/hm2、1000欧元/hm2、300万欧元/hm2、300~500欧元/hm2和林道建设成本的60%(平原)~80%(山区)[4],有力地促进了森林可持续经营。
1.2.4国有林改革成效显著
德国以前的国有林实行主管部门直接管理,收支两条线,政府全包揽,2005年开始以州为单位进行林业改革,2009年评估表明,企业经营良好,收入明显提高,国有林改革取得了成功。国有林改革以公法形式成立公司,企业负责经营31%的州有林,政府不再搞经营;所有权不变,经营权交给企业,州林业主管部门实施监管;改革原则是人员不失业、收入不减少。改革后,既重视经济成本核算又注重生态保护,生态和经济效益都很好。改革前生产木材平均亏损18欧元/m3,改革后净盈利32欧元/m3[4]。德国林业改革实现了森林科学经营,森林资源保护与利用得到有效协调,林业地位更加重要。
1.3澳大利亚多功能林业发展
澳大利亚林业从毁林到分类经营再向多功能经营转变的发展过程中,形成了多功能林业经营思想,区分不同区域森林主导功能和一般功能,要求人工林集约经营兼顾经济和生态利益、天然林在保护的同时开发非木质林产品价值和社会文化价值[5,13]以满足社会对林业的多样化新需求。
1.3.1分类经营促进林业发展
1788年欧洲殖民以来,澳大利亚森林约一半被消耗殆尽,造成了严重的资源与生态危机。为了保护生态、增加木材供给,1970年代澳大利亚实行以保护天然林发挥生态效益为主、以发展人工林提供木材为主的林业分类经营制度,根据是否允许木材生产,把森林分为森林保护区、多用途林和用材林。这在短时间内快速增加了人工林,降低了天然林破坏速度,对澳大利亚林业发展做出了巨大贡献。
1.3.2多功能经营解决新问题
随着经济社会发展,林业又面临新的挑战:林产品供需矛盾突出,贸易赤字巨大,1998年木材产品贸易逆差达20亿澳元[5];农村及地方经济发展与就业需要进一步发展林产业,社会发展对生态需求的提高,需要保护森林生态系统可持续经营和快速扩大森林面积,因为以往存在的生态问题未得到治理,人工林集约经营的生态问题又显现出来。为了解决这些突出问题,要求推动分类经营向多功能经营转变。澳大利亚先后出台“2020年人工林发展战略”(1998)、“可持续森林战略”(2004)、“国家土著林业战略”(2005)等政策,着重强调以生态为基础的林业三大效益一体化经营思想[5],是一种以生态系统可持续经营为指导发展生态经济的多功能林业。既强化人工林的生态和社会服务,制定中长期人工林发展计划,农场林业兼顾生态与经济功能并解决木材供给和农业土地生态问题;又强化天然林非木质林产品的商业开发,对不具有开发木材利用价值的天然林进行以环境保护和娱乐游憩为主的生态旅游开发和长期科学研究利用,对多用途天然林签订“地区森林协定”强调森林保护并开发森林全部价值以协调林业生产和自然保护之间的关系。
1.3.3政策扶持林业成效显著
澳大利亚通过政府投资向林产工业大幅度倾斜、政府资助森林生态服务市场的开发、减免税刺激私人投资营造林来大力发展林产业,以保证生态经济发展活力,加强和优化造林、经营与抚育、采伐与更新等森林经营措施来保证森林三大效益的最大化[5],多功能林业发展成效显著,取得了人工林资源快速增长,森林生态服务功能明显增强,人工林与林产业发展迅速,出口额快速增长,以及生态旅游行业就业量大幅度增长等重大成就。
1.4阿根廷人工林多功能经营
阿根廷国土面积279万km2,为拉丁美洲仅次于巴西的第二大国,林业资源丰富,森林面积占1/3,拥有3320万hm2的天然林和110万hm2的人工林[14]。1980年国内50%的用材来自天然林;通过实施林业可持续发展战略,人工林商品材供应率不断增长,目前90%的林业加工原料来自人工林。阿根廷公司人工林多功能经营、集约化营林和林产工业一体化发展的成功经验最具代表性[14]:①加强营造林集约化管理。营林过程别注意遗传材料选择,保证所选种子、苗木能够生产出优质原木;并把集约化管理贯穿育苗、幼苗移栽、造林、间伐、管护等各个环节。②注重科技支撑作用。公司与国家农业与动物管理技术研究所合作,在遗传改良、培育实践、产品生产、材性改造等方面开展研究,发挥了科技支撑作用。③生产高质量的林产品。利用现代高新木材加工技术生产高附加值产品,尽量使副产品能被循环利用,产品通过了ISO:9001:2000认证和DIN附加标准,主销巴西、美国、加拿大、德国等地。④强化环境保护。公司营造林和产品生产环节均严格遵守FSC认证标准和指标,将环境保护贯穿始终。
2国外多功能森林经营的重要启示
从欧洲到北美,从澳洲到日本,森林都在由单一功能经营向森林三大效益全面利用过渡。森林作为再生的、绿色的资源库和能源库,必将在转变发展方式、保障生态安全、缓解气候变化、改善林区民生和减少族群冲突促进地区稳定方面做出积极贡献。美、德和澳大利亚的多功能林业发展是发达国家森林经营思想转变和升华的一个缩影。总结和分析他们的成功经验,可以得出一些重要启示。
2.1多功能林业是全社会可持续发展的内在要求
发达国家的林业产值比重极小,一般占不到国民生产总值的1%~2%[5],但仍强调林业的物质生产功能,主要基于人类社会可持续发展对原料与资源、能源、环境、生态的特殊要求和天然、可再生的木材产品是最值得使用的原材料:①木材在建筑、家具、纸和包装材料方面具有环境友好优势;②木材可再生,加工过程中比金属、塑料等节能而更具市场竞争力,也是应对气候变化的最佳选择;③树木生长过程中提供木材的同时也提供了各种生态服务。比较材料的可获得性和环境友好性,木材是最能满足社会经济可持续发展需要的原料;同时,林业经济发展也为农村、地方经济发展与就业提供了巨大空间,这更是社会稳定的内在需要。因此,多功能林业强调林业三大效益一体化经营[8],是社会发展对林业提出的新要求,也是世界林业发展的新方向,是人类社会可持续发展的内在需求。
2.2生态经济发展是多功能林业经营的核心动力
发达国家多功能林业发展的成功经验告诉我们,要解决森林生态系统经营问题,还得靠发展林产业[4~5]。这种森林生态保护式的商业利用属于生态经济发展模式,可以较好地解决兴林与富民、生态与产业、保护与利用的协调及兼顾问题。这也是林业经营思想的转变和升华,只要森林能做到生态系统可持续经营,扩大林产品使用范围和数量反而是森林保护的更好选择,要摒弃以钢(塑料)代木的限制木质产品使用的传统森林保护思维;更要改变把森林经济效益等于木材生产的思维,生态公益林同样有多种商业利用价值,不是所有生态公益林非要公共财政长期补助;生态建设需要同步考虑商业利用模式,澳大利亚的农场林业是我国生态建设的很好典范。
2.3公共财政扶持政策是多功能林业的制度保障
林业与农业都是农民的重要载体,需要国家在二次分配中予以重点保护;同时,也是提供公共物品的行业,需要国家公共财政的支持和扶持。发达国家的森林生态可持续经营,以森林经营技术为基础,分门别类并有针对性地给予政策扶持和措施支持以消化因保护森林而额外增加的生态成本。并且,多功能林业生态经济发展需要政府扶持政策使生态价值慢慢纳入正常经济活动中,而不是变成长期的公共财政负担。但是,长期以来我国林业缺乏完善有效的支持、扶持和保护体系。尽管近年来国家对林业的投入大幅度提高,但由于基础较差加上投资结构性缺乏,森林经营,特别是对成林抚育、服务林业经营的林道、生产灌溉用水电等基础建设,对林农有效引导的合作经济组织建设等多年来一直没有给予足够重视,缺乏经费支持和政策扶持。因此,借鉴发达国家经验,我国应尽快建立和完善林业公共财政支持保护体系,从森林经营、保护到利用全过程给予稳定的资金支持和税收扶持;同时,对于森林调查、经营方案设计以及开展森林可持续经营活动等也适当给予支持,从而形成有效的制度保障体系,促进我国多功能林业快速健康发展。
2.4森林经营技术标准是多功能林业的发展基础
发达国家在各级政府的林业政策下制定了各类森林的资源管理与经营技术规程,为各地选择最优森林经营模式和保护森林资源及发挥林业的多种功能奠定了基础。我国幅员辽阔、地区差异很大,需要分区分类施策,提高林业政策和技术措施在区域和类别上的针对性、在技术和经济上的可操作性、跨部门间与行业内以及政策与措施间的协调性;更需要宏观政策指导下的适宜于不同地区的森林资源管理制度及森林经营技术规程。因此,我国应该按照生态系统可持续经营要求,在可测量的现有科学技术认识基础上制定全国森林资源管理与经营指南,在森林经营技术规程中执行基于减少对环境影响的采伐理念的区域级或国家级的森林采伐作业规程,省级(地市级)根据区域特征制定适合当地林情的资源管理办法和森林经营技术规程,加强指导多功能森林经营的针对性、可操作性和协调性。
3中国多功能林业发展对策与建议
多功能林业在我国的实践时间较短,现行林业政策和法制尚不完善,没有多功能林种分类,缺乏系统性理论、可操作的方法和技术指标体系[2]。目前我国森林覆盖率20.36%,林业生态建设的任务还十分艰巨。美国林业经济走过弯路[7],德国林业改革成效显著[4],澳大利亚林业进程与我国基本相似[5],不失为我国的良好借鉴。发达国家经验表明,公共财政无法长期支持非商业利用模式的大面积森林保护;处于发展中的我国亟需从目前追求森林单一功能的分类经营向兼顾三大效益的多功能森林经营转变,充分挖掘林业应有的生态、经济和社会贡献潜能,促进多功能林业的可持续发展。
3.1明晰产权,大力推进集体林权制度改革
发达国家私有林的经营状况非常好,根本措施就是确定权属并保护私有物权长期稳定不变。这对于我国正在推进的集体林权制度改革具有重要借鉴意义。我国人多地少,农业人口多,在工业化和城市化进程中,土地既是农民的生存资源,也是发展资源。让农民享有平等的家庭承包经营权,依法保护这一农民赖以生活的物权,是我国的长期政策。集体林权制度改革是农村生产关系的一次重大变革,也是农村生产力的又一次大解放,不仅有利于促进林业发展和农民增收,更有利于改善生态环境。同时,这在国家经济建设特别是在农业发展和农民致富中,以及应对气候变化中将产生无可比拟的重大作用。因此,要加快集体林权制度改革,逐步形成现代林业产权制度,充分发挥市场配置林木资源的基础性作用,从根本上增强林业发展活力,从整体上增强林业发展动力。
3.2政企分开加快国有林的经营体制改革
德国国有林经营体制改革采用“政企分离”模式,林业行政管理机构不直接经营国有林,具有独立法人地位的林业企业自主独立地经营国有林,并接受职能机构监督,既提高了行政效率和资金使用效率,又保证了林业职工利益、调动了职工积极性。我国传统国有经济结构及产权体制下,国有林所有权、财产权和经营权虽在法律上具有明确的形式和概念,但具体操作形式及相互关系模糊;企业既是所有者,又是经营者,还是行政管理者,缺乏真正的产权主体。政企不分是造成国有林产权界限不清晰、经营管理不善的主要原因。借鉴德国经验,加快国有林经营体制改革,政企分开,成立独立公司经营国有林,政府不再搞经营;所有权不变,经营权交给企业,林业主管部门实施监管;解决林地占全国林地面积40%、森林蓄积占60%的国有林经营和发展问题,实现森林可持续科学经营,促进资源保护与利用,达到经济、社会和生态效益统一。
3.3依靠科技促进多功能林业可持续经营
多功能林业发展需要综合考虑自然资源、生态环境和技术水平,统筹兼顾、因地制宜,依靠科技进步、政策引导、科学管理、投入拉动等配套措施,显著提高和持续优化林业对国家、区域和社会可持续发展的整体效益。通过科学研究,尽快形成符合国情和林情的多功能林业理论、发展政策和技术标准体系,不断巩固、强化和完善林业的生态、经济、社会功能及综合效益;鼓励和依托多学科融合发展,依靠科技进步和管理创新,不断加强科技进步和政策支持保障,提高各层次的多功能林业发展科学决策能力;加强多功能林业的基础和应用研究,大胆创新林业发展规划和功能利用技术,并注重传统经验的收集提炼和集成创新,尽快形成实用模式加以推广应用,不断促进多功能林业的可持续经营。
3.4创建专业合作社推动林业可持续发展
森林可持续经营是一项长期活动,经营者短期活动的收益是有限的。建立新的规模经营体制、提高效益和调动农民按照可持续方式经营森林的积极性,是森林多功能经营实现林业可持续发展的关键。集体林权制度改革后,对于由农户分散的、小规模经营的林地,需要推进新型规模经营。农民参加林业合作社可以取得很大的好处和经济利益,既在生产交易活动中减少中间损失,在融资方面免除债息过高的风险,又在产品加工方面共享增值好处,在大型机械和设施使用方面互通有无,还能相互协调产业内部分工,享受完善的社会化服务,如良种供应、病虫害防治、卫生防疫、机械维修、技术培训、信息咨询等。因此,借鉴美、德等国经验,集体林权制度改革后,应当顺应客观规律,支持和扶持农民林业专业合作组织的创建和发展,充分发挥其组织林农、落实政策、对接市场的作用。