SHANGHAI ENERGY SAVING

2024年第 01 期

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上海節(jié)能

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

2018 年第 08 期

ENERGY SAVING TECHNOLOGY

節(jié)

能

技

術(shù)

1.3 結(jié)冰類型

風力發(fā)電機葉片結(jié)冰類型主要分為三種，分別

為積霜、沉降冰和云霧冰［2］

。

1）積霜。通常是指在溫度低于冰點（0 ℃）的

條件下形成，當空氣中的水蒸氣接觸到低于冰點的

物體表面時，就會凝結(jié)成冰晶，并附著在物體表面

形成一層薄薄的冰層的現(xiàn)象［3］

。多形成于寒冷季

節(jié)晴朗、無風的夜晚。表層結(jié)霜后葉片表面粗糙度

會增加，甚至改變?nèi)~片的形狀，影響葉片空氣動力

特性。

2）沉降冰。主要指由于降水導致形成的冰，可

分為濕雪和凍雨［2］

。

（1）濕雪通常是指雪花在降落過程中會經(jīng)過一

段溫暖層，之后以半融化狀態(tài)落到地面的一種天氣

現(xiàn)象。濕雪落到葉片上會在葉片表面重新凍結(jié)，冰

體形狀為白色堆體狀。

（2）凍雨是一種氣象現(xiàn)象，指降水中的水滴在

接觸到地面或物體時迅速冷卻并結(jié)冰形成的降水

形式。凍雨通常發(fā)生在空中溫度接近或低于冰點

（0 ℃）的情況下，但地面或物體的溫度仍然低于

冰點。

3）云霧冰。云霧冰也稱為大氣結(jié)冰，指當風力

發(fā)電機運行環(huán)境低于冰點（0 ℃）時，空氣中的過冷

水滴與葉片表面接觸，在葉片表面所形成的冰。云

霧冰可分為霜冰、明冰和混合冰。

（1）霜冰形成于溫度較低的環(huán)境，空氣中液態(tài)

水含量較多，過冷水滴與葉片接觸后會立刻結(jié)冰。

其結(jié)冰形狀較規(guī)則，由于在結(jié)冰過程中有空氣嵌入

冰層內(nèi)部，進而導致冰體表面粗糙，呈現(xiàn)不透明的

白色。

（2）明冰形成于溫度較高的環(huán)境（-8~0 ℃），空

氣中液態(tài)水含量較少，過冷水滴與葉片接觸后不會

立刻結(jié)冰，部分水滴會以液態(tài)的形式附著于葉片表

面，形成一層水膜。明冰的形狀不規(guī)則，但明冰表

面光滑且均勻，黏附性較強，不易清除。

（3）混合冰具有霜冰和明冰兩種冰的形態(tài)和特

點，對葉片氣動特性影響最大。

1.4 結(jié)冰影響

結(jié)冰對風力發(fā)電機可能產(chǎn)生多方面的影響。

常見的影響如下：

1）減少風能轉(zhuǎn)換效率

結(jié)冰會增加風力機葉片的重量和阻力，導致葉

片無法高效地捕獲風能，使風力機的性能下降，減

少發(fā)電能力。

2）增加機械負載

葉片覆冰會增加旋轉(zhuǎn)部件的負載，如軸承和齒

輪。這可能導致機械磨損加劇，縮短風力機的壽

命，并增加維護成本。

3）停機

如果結(jié)冰情況嚴重，風力機可能會被迫停機

以避免進一步損壞。結(jié)冰的葉片可能不再平衡，

造成旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，從而對風力發(fā)電機的安全性造

成威脅。

4）安全風險

結(jié)冰的葉片可能會在風力機旋轉(zhuǎn)時脫落，成為

飛行物，可能會對附近的人員和財產(chǎn)造成傷害。

2 葉片結(jié)冰檢測方法

結(jié)冰檢測有助于工作人員及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備結(jié)冰

并及早進行防護，可以提高風力發(fā)電機的安全性和

降低維護成本。風力機葉片結(jié)冰檢測技術(shù)分為直

接檢測和間接檢測兩種［4］

。

2.1 直接檢測

直接檢測是在風力機外部安裝相應的傳感器

裝置，通過使用傳感器對冰的物理特性來進行檢

測。通過傳感器檢測由冰引起的質(zhì)量、電導率、電

感、介電常數(shù)等特性的變化，來檢測是否有冰。

1）超聲阻尼。該方法的原理是利用冰影響聲

音的傳播并加以檢測。將聲學器件安裝在需要檢

測區(qū)域的兩端，檢測并接收信號。一旦信號發(fā)生變

化，表明在區(qū)域內(nèi)存在冰［4］

。該檢測方法非常靈敏

且消耗較少能量。王鵬等［5］

采用基于主成分分析

（PCA）的方法進行結(jié)冰檢測，驗證了超聲波結(jié)冰檢

風力發(fā)電機葉片結(jié)冰檢測及防除冰技術(shù)綜述

145

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上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING TECHNOLOGY

節(jié)能技術(shù)

測方法的可行性。該方法不僅避免了溫度對檢測

結(jié)果的影響，而且結(jié)冰檢測范圍也不局限于葉片的

葉尖，PCA方法可以有效地檢測葉片尖端和中端處

的冰。在葉片尖端，可以檢測厚度大于1 mm的冰，

而在葉片中部，可以檢測厚度大于4 mm的冰，充分

滿足實際檢測需求。缺點：實際應用較少，缺乏實

際應用經(jīng)驗。

2）壓電傳感器。該方法是將壓電傳感器安裝在

需要監(jiān)測結(jié)冰的表面上，當表面結(jié)冰時，冰層的存在

會對傳感器施加壓力或應力。傳感器在受到壓力時

會產(chǎn)生電荷或電壓信號。傳感器將產(chǎn)生的電荷或電

壓信號傳遞給相關(guān)的電路或測量設(shè)備進行檢測和分

析。根據(jù)信號的大小和變化可以用來判斷是否結(jié)

冰。徐斌等人［6］

使用壓電傳感器，通過向驅(qū)動器輸入

正弦波掃描電壓采集響應信號，通過分析信號的小

波包能量（WPE）來判斷葉片覆冰情況。如果小波包

的能量值有顯著減少，說明冰層的厚度在增加。此

外，還發(fā)現(xiàn)隨著輸入電壓頻率范圍的增大，小波包的

能量變化更加明顯。缺點：該方法存在一定的誤差，

并且對葉片的空氣動力學性能產(chǎn)生一定的影響。

3）振動膜片。該方法是將測量裝置安裝在葉

片表面，通過比較測量線圈和膜片之間的電容變化

判斷葉片的結(jié)冰情況［7］

。如果膜片結(jié)冰，冰層的質(zhì)

量和剛性將改變膜片的振動特性，導致與基準狀態(tài)

不同的振動信號。該方法所使用的儀器體積較小，

所以不會影響風力機葉片的空氣動力學性能。缺

點：實踐中應用較少。

4）溫度變化。該方法是利用兩組溫度傳感器

進行比較測量。將一個傳感器安裝在與葉片相同

的環(huán)境中，另一個放置在室溫下。對兩個傳感器同

時進行加熱處理，如果外部傳感器沒有檢測到有

冰，其溫度將立即發(fā)生變化。如果檢測到有冰，則

冰會使溫度變化延遲一段時間。通過比較可以判

斷是否存在積冰［8］

。缺點：該方法不能及時地將覆

冰反饋到風力機葉片上。

2.2 間接檢測

根據(jù)風力機的外部環(huán)境及機組內(nèi)部運行狀況

變化來判斷葉片是否覆冰。

1）輸出功率差。該方法是通過對比風力發(fā)電

機理論輸出功率與風力發(fā)電機正常運行時的輸出

功率的偏差進而判斷是否結(jié)冰。當葉片覆冰時，風

力機的實際輸出功率會低于預期功率，通過對比可

以判斷出葉片是否出現(xiàn)結(jié)冰。缺點：其他因素也會

導致葉片功率降低。

2）雙風速計。該方法是將兩個風速計與葉片

放置在相同的環(huán)境中。一個風速計加熱處理，另一

個不作處理，比較兩個風速計的速度。如果沒有處

理的風速計的速度趨于零或低于加熱風速計的速

度，則可以假定有冰［9-10］

。缺點：當有少量的冰存在

時，則不會導致速度產(chǎn)生顯著差異，容易產(chǎn)生誤差，

而且無法在沒有風的情況下進行測量。

3）噪聲檢測。該方法通過比較有無結(jié)冰時風力

機運行產(chǎn)生的噪聲頻率，來判斷葉片是否結(jié)冰［11］

。葉

片結(jié)冰后，負載增大，空氣動力學特性改變，導致產(chǎn)

生的噪聲頻率明顯高于正常運行條件下［12］

。

4）葉片共振頻率。葉片結(jié)冰后，會導致其負載

分布不均，進而會改變?nèi)~片共振頻率。該方法是將

葉片未結(jié)冰正常運轉(zhuǎn)時的歷史共振頻率與結(jié)冰后葉

片結(jié)冰的共振頻率對比，來判斷葉片是否結(jié)冰。

5）能見度和云層高度。該方法是通過能見度

和云的高度可以用來檢測云中的結(jié)冰。當溫度低

于 0 ℃時，云中開始結(jié)冰。缺點：云高和能見度的

數(shù)據(jù)不容易獲得［13］

。

6）機艙機械振動與功率曲線。該方法是通過

采集風力機機艙的振動和功率曲線來確定風力機

葉片的結(jié)冰情況。缺點：該方法具有較強的不穩(wěn)定

性，應結(jié)合當?shù)靥鞖忸A報，才能取得較好的冰情預

報效果［14］

。

3 葉片防除冰技術(shù)

風力機葉片防/除冰技術(shù)主要分為被動防/除冰

和主動防/除冰兩種［15］

。

3.1 被動防冰

1）特殊涂料。該方法是在葉片表面涂抹防

146

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ENERGY SAVING TECHNOLOGY

節(jié)

能

技

術(shù)

護溶液，使其與葉片表面相附著的水相混合，防止

水吸附在葉片上，不會在葉片上結(jié)冰。該方法操

作簡單，使用方便。缺點：有效防護時間短，但除

冰效果差，只能用于臨時防冰，不適合大范圍的葉

片結(jié)冰。

2）黑色涂料。該方法是在葉片表面涂抹黑色

涂料，利用黑色的吸熱特性，使葉片表面溫度升高，

進而達到防冰。當葉片稍微結(jié)冰時，黑色涂料的防

水效果非常好，但單獨使用黑色涂料來防止結(jié)冰是

完全不夠的，它具有與疏水涂料相同的缺點。缺

點：黑色涂料不容易控制，容易造成過熱，葉片材料

可能會受高溫影響，導致其發(fā)電性能降低［16］

。

3）化學用品。該方法尚未用于風力機葉片除

冰，通常應用于飛機機翼。化學用品可以防止水凍結(jié)

成冰，但它也會污染環(huán)境［17］

。缺點：如果在葉片中使

用化學品，還需要考慮如何防止腐蝕以及如何防止腐

蝕從葉片上脫落。它可以增加葉片的粗糙度，影響其

氣動性能。這種方法目前不用于風力機葉片。

3.2 主動防冰

1）電加熱防冰。該方法是在葉片內(nèi)部安裝加

熱元件，使葉片表面溫度高于 0 ℃，進而達到防冰

目的，當葉片表面溫度保持在-5 ℃，不是0 ℃時，有

利于節(jié)省33%的能量。

2）空氣層防冰。該方法是在葉片前緣布置小

孔，從葉片內(nèi)部噴出空氣，在前緣形成空氣層，空氣

阻止大部分過冷水滴撞擊在葉片前緣，降低結(jié)冰的

可能性［18］

。

3）微波加熱防冰。該方法是通過加熱葉片，使

葉片溫度升高，進而阻止冰的形成。

3.3 被動除冰

1）柔性葉片。該方法是利用葉片的物理特性去除

冰，葉片本身彎曲后有足夠的柔韌性去破冰［19］

。缺點：

彎曲破裂的冰的動能很大，可能存在安全問題。

2）主動變槳控制。該方法適用于短期結(jié)冰事

件，對于失速型風力發(fā)電機來說，結(jié)冰會使其產(chǎn)生

生產(chǎn)損失。對于變槳距控制風力發(fā)電機的影響較

小。該方法實際上并不是除冰技術(shù)，但其有助于減

少結(jié)冰對風力發(fā)電機造成的損失，通過變槳距控制

可以使能量產(chǎn)生最大化。盡管該方法忽略了結(jié)構(gòu)

上的附加載荷及其控制的復雜性，但根據(jù)結(jié)冰事件

的嚴重程度和對結(jié)構(gòu)的長期影響，該方法有可能成

為一種最有效的方法。

3.4 主動除冰

1）機械除冰。該方法適用于葉片結(jié)冰嚴重情

況，當葉片結(jié)冰嚴重時風力機停機。借助外力對

葉片的結(jié)冰點進行除冰。通常采用人工敲打方式

擊碎葉片覆冰，之后在風力機旋轉(zhuǎn)離心力和重力

的作用下使得覆冰脫離葉片。缺點：該方法除冰

效率低且危險性高，停機會影響風場的功率輸出，

減少收益。

2）電加熱除冰。該方法原理是在風力機葉片

的內(nèi)部安裝加熱元件，通過加熱元件加熱的方式，

使葉片與冰層之間產(chǎn)生空隙，之后在葉片轉(zhuǎn)動離心

力的作用下將冰去除，該方法是當時應用最廣的一

種除冰方法。缺點：葉片設(shè)計復雜，成本較高，容易

引雷。

3）熱空氣除冰。該方法是一種表面間接加熱

方法，通過在葉根處安裝加熱器或鼓風機，將加熱

的空氣輸送到葉片腔體中，形成循環(huán)暖流，在熱空

氣作用下，葉片和冰層之間形成一層水膜，在葉片

旋轉(zhuǎn)離心力作用下使冰脫離葉片。該方法結(jié)構(gòu)相

對簡單，也不會對葉片的空氣動力學性能產(chǎn)生影

響，不會有雷擊的危險。缺點：加熱效率較低，葉片

前緣除冰效果不佳。

4）超聲波除冰。該方法是一種利用超聲波的

能量和振動特性來清除表面結(jié)冰的方法。它基于

超聲波的機械振動作用和聲波傳播特性，通過將超

聲波傳遞到結(jié)冰表面，產(chǎn)生振動和能量來破壞冰

層，使其脫落。王紹龍［20］

通過實驗證明了超聲波除

冰優(yōu)于電加熱除冰，且該方法對葉片氣動性能產(chǎn)生

影響較小。缺點：該技術(shù)尚不成熟，應用較晚。

5）柔性充氣罩法。該方法使用充氣罩或充氣

袋覆蓋在結(jié)冰的表面，并通過向充氣罩注入熱空氣

風力發(fā)電機葉片結(jié)冰檢測及防除冰技術(shù)綜述

147

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上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING TECHNOLOGY

節(jié)能技術(shù)

或溫暖的氣體來加熱結(jié)冰表面，以使冰層融化或變

軟，并最終脫落。

4 結(jié)語

綜上所述，可以根據(jù)不同區(qū)域及氣候條件，風

電場選取相應的結(jié)冰檢測技術(shù)和防除冰技術(shù)，提高

檢測效率和防除冰效果。當前結(jié)冰檢測方法中超

聲阻尼檢測結(jié)冰效率最高，不僅可以檢測到覆冰的

存在，而且還可以檢測到覆冰的厚度。雖然超聲波

除冰效率較高，但該技術(shù)尚不成熟。電加熱除冰是

目前應用較為廣泛的除冰方法，該方法可以與葉片

涂層方法相結(jié)合，提高防除冰效率。目前還沒有一

種較為理想的防除冰方法，因此未來研發(fā)一種簡

單、高效的防除冰技術(shù)對風電機組的穩(wěn)定運行具有

重大意義。

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大學,2014.

148

基于沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮

VOCs 治理系統(tǒng)余熱利用

分析

常鵬濤

中船第九設(shè)計研究院工程有限公司

摘要：隨著國內(nèi)環(huán)保治理攻堅戰(zhàn)的持續(xù)，國內(nèi)VOCs治理的情況得以大

幅改善，在我們逐漸看到了藍天白云的時候，又一新的課題引起了我們

的注意。大量的VOCs治理設(shè)備上馬造成了新的能源消耗，在國家提出

“雙碳”戰(zhàn)略的當下，新增的能源消耗既為企業(yè)增加了負擔，也為國家“雙

碳”戰(zhàn)略增加了一定的碳排放總量，從典型的VOCs治理系統(tǒng)入手，探討

VOCs治理系統(tǒng)的余熱利用空間及其方式方法。

關(guān)鍵詞：余熱；VOCs；治理系統(tǒng)；采暖

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2024.01.018

Analysis of Waste Heat Utilization in

Adsorption and Concentration VOCs

Treatment System Based on Zeolite

Rotor

CHANG Pengtao

CSIC Ninth Design & Research Institute Engineering Co.,

Ltd.

Abstract: As the domestic environmental protection governance con收稿日期：2022-10-24

基金論文：上海市2020年度科技創(chuàng)新行動計劃社會發(fā)展科技領(lǐng)域項目“低溫余熱深度利用技術(shù)研究

及示范應用”（20dz1205700）

作者簡介：常鵬濤（1984-07-），男，本科，高級工程師，從事熱能與動力相關(guān)研究以及大氣污染物防治

的相關(guān)研究

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上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能 No.08

2018

tinues to make progress, the situation of domestic VOCs governance has been greatly improved. As

we gradually see blue sky and white clouds, another new issue has attracted our attention. The launch

of a large number of VOCs governance equipment has caused new energy consumption. At the moment when the country proposes the \"Double Carbon\" strategy, the new energy consumption not only

increases the burden on enterprises, but also increases the total carbon emissions of the country's

\"Double Carbon\" strategy. Starting from typical VOCs governance systems, this article discusses the

space and methods for waste heat utilization in VOCs governance systems.

Key words: Waste Heat; VOCs; Treatment System; Heating

0 引言

近年來，隨著國內(nèi)環(huán)保要求越來越嚴格，VOCs

治理的情況大幅改善，大批的企業(yè)通過源頭減排、

末端治理等措施，使企業(yè)VOCs排放的情況達到了

相關(guān)規(guī)范和標準的要求，空氣質(zhì)量大幅改善，工人

的生產(chǎn)環(huán)境也有了顯著的提升，我們又看到了久違

的藍天白云，呼吸到了新鮮的空氣。

在 VOCs 治理日漸完善后，大部分上馬 VOCs

末端治理設(shè)備的企業(yè)把目光的焦點轉(zhuǎn)移到了另一

個問題上，就是VOCs治理設(shè)備的能耗問題，焦點主

要集中在以下幾方面：一是生產(chǎn)負荷的變化對

VOCs氣體的揮發(fā)產(chǎn)生了周期性或非周期性波動，

設(shè)備的能耗在生產(chǎn)負荷波動的過程中變化較大，特

別是生產(chǎn)負荷較低的時候，VOCs末端治理設(shè)備的

能耗顯著上升；二是VOCs治理設(shè)備以CO、RTO為

代表的焚燒法會產(chǎn)生大量的末端尾氣，尾氣帶走大

量的熱量，造成了能量的流失。

本文就上文中的第二個問題展開討論，以涂裝

車間的末端VOCs治理設(shè)備為研究對象，以“沸石轉(zhuǎn)

輪+RTO”的典型末端治理系統(tǒng)為分析模型，探討

VOCs末端治理設(shè)備的余熱利用思路。

本文重點針對上海某重工企業(yè)的涂裝車間

VOCs治理系統(tǒng)，以典型的系統(tǒng)進行余熱量分析，對

余熱的可利用數(shù)量、利用途徑、利用方法等展開討

論。典型 VOCs 治理系統(tǒng)的流程見圖 1。VOCs 治

理系統(tǒng)主要參數(shù)見表1。

根據(jù)采取的工藝不同，VOCs 治理設(shè)備主要分

為濃縮治理和不濃縮治理兩類，當采取不濃縮治理

時，其治理設(shè)備排出的熱風可以在余熱利用中直接

排入煙囪，該類VOCs治理設(shè)備余熱利用計算相對

簡單，本文重點討論上述典型VOCs治理系統(tǒng)（吸附

濃縮+燃燒氧化）中的余熱利用。

在上述系統(tǒng)中，其熱量的產(chǎn)生來源主要有兩

圖1 典型VOCs治理系統(tǒng)流程圖

150

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ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

節(jié)

能

工

程

與

經(jīng)

濟

處：一處是RTO中的燃燒器燃燒產(chǎn)生的熱量，其來

源為天然氣等化石能源或者電力能源；另一處是

VOCs自身發(fā)生氧化反應產(chǎn)生的熱量。本文對熱量

的產(chǎn)生不展開具體計算，僅對上述項目中的可利用

余熱及利用方法展開討論，進而為VOCs治理行業(yè)

的余熱利用提供借鑒。

1 可利用余熱熱量計算

首先，在上述典型項目中，明確其余熱用途，由

于VOCs治理設(shè)備的余熱具體有以下特點：品質(zhì)較

低，一般VOCs治理系統(tǒng)的可利用余熱溫度在80～

120 ℃左右，且熱量由空氣承載，因此其品質(zhì)不高；

熱能總量較大；具有時效性，在噴漆及固化階段，設(shè)

備開啟時，有余熱可以利用，在設(shè)備關(guān)閉后余熱也

相應停止供應?；谏鲜鎏攸c，將該項目的廢氣余

熱進行風風換熱后，供車間冬季采暖是比較合適。

因此熱交換器一次側(cè)/二次側(cè)的溫度參數(shù)為：一

次側(cè)出口溫度25 ℃；二次側(cè)進/出口30 ℃/0 ℃（默

認為南方環(huán)境，二次側(cè)設(shè)計參數(shù)按照上述計算）。

該典型VOCs治理系統(tǒng)每天可利用余熱總量計

算如下。

（1）熱交換器余熱風量計算：

W1= 32 500 × 190 - 50

800 - 130 ÷ 0.85 =7 990 m3

/h

（2）換熱器一次側(cè)廢氣可用余熱計算［1］

：

Q11=7 990×1.29×1.005× (130-25)×3+

3 975×1.29×1.005×(80-25)×5=5 982 112 kJ/d

（3）RTO尾氣可用余熱熱量計算［1］

：

Q12= 32 500×1.29×1.005×(80-20)×3+

16 250×1.29×1.005×(80-20)×5

=11 587 022 kJ/d

（4）一般產(chǎn)生VOCs的車間需要采暖時，車間采

用微負壓狀態(tài)，避免車間內(nèi)VOCs氣體逸散到車間

外的空氣當中，因此送風取排風量的85%，車間送

風需要的熱量為：

Q2= 260 000 × 0.85 × 1.29 × 1.005 ×

(80-20)×3.5+130 000×0.85×1.29×1.005×

(80-20)×5= 37 541 950 kJ/d

（5）根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016）中

第9.1.4 的相關(guān)要求［2］

，產(chǎn)生VOCs的車間一般有易

燃物存在，其空氣不應循環(huán)利用，因此如果要對余

熱進行合理利用供車間采暖，需要采用交換裝置，

熱交換裝置的效率取85%，計算該典型VOCs末端

治理系統(tǒng)的可轉(zhuǎn)化熱量為 Q1=(Q11+Q12)×0.85 =

表1 VOCs治理系統(tǒng)主要參數(shù)

序號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

參數(shù)

處理風量［4］

系統(tǒng)入口濃度

系統(tǒng)入口溫度

濃縮倍率

RTO風量

RTO運行溫度［5］

脫附風熱交換器一次側(cè)出口溫度

RTO入口平均溫度

RTO出口平均溫度

脫附風換熱前溫度

脫附溫度

熱交換器換熱效率［6］

余熱利用熱交換器一次側(cè)出口溫度

余熱利用熱交換器二次側(cè)進出口溫度

設(shè)備運行時長（平均）

脫附風換熱器換熱效率

單位

m3

/h

mg/m3

℃

m3

/h

℃

℃

℃

℃

℃

℃

℃

℃

h/d

數(shù)據(jù)

260 000

1 300

20

8

32 500

800

130

50

80

50

190

0.85

25

0/30

8

85%

備注

說明：設(shè)備每天全風量運行3 h，半風量運行5 h

［3］

基于沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮VOCs治理系統(tǒng)余熱利用分析

151

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上海節(jié)能 No.08

2018

14 933 764 kJ/d，折算標準煤約14 933 764/29 307=

510 kgce，折耗電約 14 933 764/3 600=4 148 kWh，

折天然氣約14 933 764/38 460=388 m3

。

可轉(zhuǎn)化熱量占車間需求熱量的比例為

14 933 764/37 541 950=40%

由此可知，該末端治理系統(tǒng)可以提供的余熱，

在冬季環(huán)境溫度為0 ℃的時候，可以滿足車間40%

的采暖熱風需求，當環(huán)境溫度高于0 ℃時，VOCs末

端治理設(shè)備可以提供的余熱熱量是不會發(fā)生變化

的，因此其可以滿足車間采暖熱風的需求比例會根

據(jù)溫度的不同有一定的增加，當環(huán)境溫度上升到

10 ℃時，熱量需求量變?yōu)樵瓉淼?/3，此時VOCs治

理系統(tǒng)余熱的可轉(zhuǎn)化熱量占車間采暖需求熱量的

比例為40%×3/2=60%。

2 VOCs末端治理系統(tǒng)余熱利用存在的問題

我們通過對典型VOCs末端治理設(shè)備的可利用

余熱計算，通過冬季采暖的方式將余熱加以利用，

可以看到經(jīng)濟效益是比較明顯的?？紤]到南北方

差異，北方企業(yè)冬季采暖大都采用市政熱電廠熱

源，南方更多采用天然氣熱風機組、熱泵機組、電熱

風機組等方式采暖，因此，考慮余熱利用時，南方的

經(jīng)濟效益要明顯好于北方。接下來，我們同樣以上

述典型VOCs末端治理系統(tǒng)為例，梳理該系統(tǒng)余熱

利用過程中存在的問題。

1）供熱時間與用熱時間的匹配［7］

在車間的生產(chǎn)過程中，VOCs 氣體的產(chǎn)生是與

生產(chǎn)緊密關(guān)聯(lián)的，而大部分VOCs治理設(shè)備的企業(yè)

其VOCs治理設(shè)備余熱和供應周期和企業(yè)自身熱能

的需求周期是有一定的偏差的，需要設(shè)計人員通過

合理的設(shè)計和計算，為企業(yè)自身做好供需關(guān)系上的

匹配。

2）余熱無法完全滿足車間用熱需求

從本文的計算中，可以看到一個典型的涂裝

車間，在設(shè)計條件下，僅通過余熱是無法滿足車

間用熱需求的，這就需要另外設(shè)置補熱設(shè)備或功

能，并涉及不同的熱源之間供熱量及供熱時間上

的互補。

3）冬夏季余熱利用空間差異大

以上海為例，冬季采暖季一般 3-5 個月，也就

是說如果余熱的熱源用來采暖，其季節(jié)性是非常明

顯的，理想的余熱利用是VOCs治理設(shè)備產(chǎn)生的余

熱供車間生產(chǎn)用熱，從而避免季節(jié)性與供需時間的

不匹配。

4）在充分利用余熱的同時，需確保VOCs治理

設(shè)備的穩(wěn)定性和排放達標性能

VOCs 治理設(shè)備的達標性、安全性和穩(wěn)定性都

是非常重要的，余熱的取用會在一定程度上影響

VOCs治理設(shè)備內(nèi)部風壓的穩(wěn)定性，部分情況下會

對其安全性造成影響，這些都是設(shè)計人員在制定方

案時需要考慮的。

3 結(jié)論

在有效保證VOCs治理設(shè)備的達標、安全以及

穩(wěn)定運行的前提下，其余熱是可以考慮充分利用

的，根據(jù)企業(yè)不同的用熱情況可以將余熱以熱風或

熱水的形式用于生產(chǎn)或生活，VOCs治理設(shè)備的余

熱品質(zhì)低、總量大，應用有一定的局限性，是否有應

用場景以及應用場景是否匹配是設(shè)備余熱是否能

夠有效利用的重要基礎(chǔ)，優(yōu)秀的能源綜合應用方案

是實現(xiàn)VOCs治理設(shè)備余熱利用的有效途徑，在“雙

碳”背景下的今天，區(qū)域化的能源調(diào)度是大勢所趨，

在一定程度上能夠為VOCs治理設(shè)備余熱的應用場

景提供更多選擇的余地。

參考文獻

［1］采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范: GB 50019-2003［S］.

［2］建筑設(shè)計防火規(guī)范: GB 50016-2006［S］.

［3］上海市船舶工業(yè)大氣污染物排放標準: DB 31/934-2015［S］.

［4］船舶工業(yè)工程項目環(huán)境保護設(shè)施設(shè)計標準: GB 51364-2019［S］.

［5］蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范: HJ 1093—2020［S］.

［6］蘇翔. 船廠VOCs治理系統(tǒng)節(jié)能方向［J］. 機電設(shè)備, 2020, 37(3):3.

［7］盛同范, 葉峰, 王晨昊,等. 船舶行業(yè)室內(nèi)涂裝VOCs治理和節(jié)能方案

的探討［J］. 船舶物資與市場, 2021.

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能

工

程

與

經(jīng)

濟

數(shù)據(jù)中心主機房的能效評價方法

及提升路徑

何曉燕

上海市建筑科學研究院有限公司

摘要：本研究主要根據(jù)數(shù)據(jù)中心主機房的氣流組織和UPS應用的實測結(jié)果，分析低負載率工況下氣流組

織存在的問題和UPS電源質(zhì)量和運行效率，提出相應的機房能效提升路徑，從而降低數(shù)據(jù)中心PUE值。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心主機房；氣流組織；UPS電源質(zhì)量和運行效率；能效提升路徑

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2024.01.019

Energy Efficiency Evaluation Method and Improvement

Roadmap of Data Center Mainframe Room

HE Xiaoyan

Shanghai Academy of Building Research Co., Ltd.

Abstract: This study mainly analyzes the problems of airflow distribution and the quality and operating

efficiency of UPS power supply under low load conditions based on the measured results of airflow organization and UPS application in the data center server room. It proposes corresponding energy efficiency improvement paths for the server room, thereby reducing the PUE value of the data center.

Key words: Data Center Mainframe Room; Airflow Distribution; UPS Power Quality and Operating Efficiency; Energy Efficiency Improvement Road map

收稿日期：2023-02-28

作者簡介：何曉燕（1973-06-），女，博士，教授級高工，從事建筑能源管控的研究和實踐

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0 引言

2022年上海市政府工作報告中明確指出，將聚

力推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加快建設(shè)具有世界影響力

的國際數(shù)字之都。上海高度重視數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由

此對信息基礎(chǔ)設(shè)施具有強烈需求和較高要求。根

據(jù)上海市經(jīng)信委2021年12月印發(fā)的《上海市新一

代信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展“十四五”規(guī)劃》（滬經(jīng)信基

［2021］1197號），互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心標準機架可用規(guī)

模將從 2020 年的 11 萬架擴展至 2025 年的 28 萬

架，增量達150%，意味著上海將大力建設(shè)數(shù)據(jù)中心

的產(chǎn)業(yè)發(fā)展導向。數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展，能源

需求也將持續(xù)攀升。上海市經(jīng)信委提供的統(tǒng)計數(shù)

據(jù)顯示，上海2019年投運的IDC共計107個，總用

電量為33.8億kWh，折合97.34萬tce，占全市全年

用電總量的 2.1%，數(shù)據(jù)中心已成為影響上海完成

“碳達峰”“碳中和”工作的重要環(huán)節(jié)。如何全面響

應國家“雙碳”戰(zhàn)略，增強全社會可持續(xù)發(fā)展能力，

需要從數(shù)據(jù)中心的碳足跡出發(fā)，探索低碳數(shù)據(jù)中心

的長遠發(fā)展路徑，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳中和的目

標。

PUE(Power Usage Effectiveness，電源使用

效率)是指數(shù)據(jù)中心總能耗與IT負載能耗之比,PUE

值的大小最能準確反映數(shù)據(jù)中心綜合能效。根據(jù)

上海市相關(guān)要求，新建數(shù)據(jù)中心PUE不應高于1.3，

既有數(shù)據(jù)中心PUE不應高于1.4。數(shù)據(jù)中心節(jié)能是

涉及多專業(yè)的系統(tǒng)工程，涉及建筑與熱工、IT設(shè)備、

電氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和運營管理等方

面，本文結(jié)合筆者的測評工作經(jīng)驗，重點闡述數(shù)據(jù)

中心核心區(qū)域即主機房的節(jié)能策略，主要包括機房

氣流組織優(yōu)化及UPS系統(tǒng)效率提升兩部分。因為

氣流組織形式是主機房設(shè)計過程中極為重要的一

個環(huán)節(jié)，好的氣流組織形式能夠保證冷量快速高效

地送至IT設(shè)備處，并及時帶走熱量，高效節(jié)能；反之

即使配置了高效的空調(diào)設(shè)備，也可能會產(chǎn)生局部熱

點，空調(diào)系統(tǒng)整體能效低。此外，由于一般銀行或

金融類數(shù)據(jù)中心的UPS單機負載率都長時間保持

在20%～40%，因此相比較于UPS滿負荷時的整機

效率，研究UPS在低負載率情況下的整機效率和提

升路徑將更有價值。

1 數(shù)據(jù)中心機房測試數(shù)據(jù)分析

1.1 項目概況

被測數(shù)據(jù)中心機房位于上海市，設(shè)計溫度為

20～26 ℃，相對濕度50%RH±10%RH，露點溫度

12 ℃。機房內(nèi)共擺放機柜94個，測試當日IT設(shè)備

運行總功率約為 142 kW，單臺機柜平均功率為

1.51 kW。配置精密空調(diào) 8 臺，單臺額定制冷量為

1 235 kW。送風采用下送上回方式,氣流組織為靜

壓地板下送上回+封閉冷通道形式，架空地板高

800 mm，采用不同開孔率的地板。

1.2 機房氣流組織測試

該項目采用自主研發(fā)的溫度場自動測試儀進行測

試，測量元件為PT100溫度傳感器，精度±0.1 ℃，

本次選取了B-C列機柜間的冷通道進行測試，測點

位置為每個機柜正前方中軸處，測試高度分別為

0.25、0.80、1.35和1.90 m，并繪制不同高度的溫度

場熱力圖，如1.9 m高度熱力圖如圖1所示。

圖 1 溫 度 最 高 點 為 C24 機 柜 進 風 口 ，為

33.98 ℃ ；溫 度 最 低 點 為 C16 機 柜 進 風 口 ，為

23.89 ℃，可見該通道進風口溫差較大。

圖1 冷通道1.9 m高度熱力圖

154

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與

經(jīng)

濟

測試及分析結(jié)論如下：

1）機柜入口溫度分析?？傆嫓y點96個，被測冷

通 道 最 低 20.34 ℃ ，最 高 34.88 ℃ ，平 均 溫 度

24.27 ℃，部分區(qū)域溫度不滿足ASHRAE TC9.9《數(shù)

據(jù)中心環(huán)境散熱指南》和國家標準《數(shù)據(jù)中心設(shè)計

規(guī)范》（GB 50174-2017），兩個標準均要求 IT 設(shè)

備的入口溫度保持在18～27 ℃。溫度分布如圖2

所示。

2）溫度場分布規(guī)律分析。從圖3可以看出，測

點溫度總體上隨著高度的增加逐漸升高，但由于機

柜功率的分布情況等因素，個別機柜前測點溫度分

布不具有一般規(guī)律。

3）熱點分布分析。如 C22 機柜前最高測點與

最低測點的溫差高達12.2 ℃，C24相差9.8 ℃，C17

相差 6.59 ℃，如圖 4 所示。采用紅外成像儀測得

C22 最熱點溫度高達 42.8 ℃（如圖 5 所示）該問題

是由于服務器反裝導致，機柜散熱排入冷通道，造

成機房氣流組織紊亂，溫度場分布出現(xiàn)異常。此

外，機柜內(nèi)空閑 U 位未安裝盲板,導致機柜內(nèi)微環(huán)

境氣流紊亂,IT 設(shè)備排出的熱氣流,經(jīng)空閑 U 位回

流至設(shè)備進風口,致使設(shè)備入口溫度大于機柜進

風溫度,使設(shè)備進風溫度升高。

圖2 冷通道溫度分布直方圖

圖3 不同高度的冷通道溫度分布圖

數(shù)據(jù)中心主機房的能效評價方法及提升路徑

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圖4 不同高度的冷通道溫度分布圖

圖5 C22機柜前方溫度熱成像

4）送風風速分析。該機房采用下送風，氣流從

空調(diào)機的底部送出，地板以下形成靜壓箱，通過地

板出風口疏散到機房各個角落，回風是從機房上送

回到空調(diào)機組。一般采用活動地板作為靜壓箱時，

出風口風速不應大于 3 m/s，測試期間冷通道地板

風速為1.18 m/s～4.43 m/s，基本屬于合理范圍。

1.3 UPS測試

該被測機房所在樓層設(shè)有2個主機房，UPS配置

形式為2N系統(tǒng)，每個系統(tǒng)采用3臺5 000 020 kVA以

并機互投方式為主機房設(shè)備提供不間斷電源，總計

6 臺。測試期間每臺 UPS 負載率約為 15%。采用

電能質(zhì)量分析儀對該UPS系統(tǒng)進線側(cè)進行測試，測

試及分析結(jié)論如下：

1）電能質(zhì)量分析。由表1檢測結(jié)果分析得知，

被測UPS上游存在少量諧波，但UPS注入電網(wǎng)的諧

波等參數(shù)不能采用常規(guī)電氣性能指標評價。根據(jù)

通信用交流不間斷電源(UPS)YD/T 1095-2018（表

1所采用標準），輸入電流諧波成分在30%非線性負

載時，三類指標要求最大不超過25%，因此，注入電

網(wǎng)的諧波符合標準要求。

2)UPS 效率分析。UPS 電源效率η的定義是

輸出有功功率P與輸入有功功率P'之比的百分數(shù)，

表1 UPS電源輸入側(cè)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)匯總

測試參數(shù)

V1

（V）

V2

（V）

V3

（V）

電壓波動范圍

輸入功率因數(shù)

頻率波動范圍

（Hz）

電壓波形

畸變率

輸入電流

諧波成分

U1 min

U1 max

U2 min

U2 max

U3 min

U3 max

最小值

最大值

最小值

最大值

U1

U2

U3

U1

U2

U3

回路編號

UPS-13

223.8

224.2

224

224.2

224.2

224.6

+1.7%～+2.1%

0.953

0.997

50

50

8.4%

8.36%

8.69%

0

0

0

標準要求

176～264 V（I類）

≥0.94（I類）

48～52 Hz

/

＜25%（III類）（2～39次諧波）

156

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即η=（P/P'）％。UPS電源效率并不是一個固定的

數(shù)值，而是負載率的一個函數(shù)。該項目UPS在負載

率 15%工況下，三臺 UPS 的損耗分別為 9.65%、

11.69%和 10.41%，效率分別為 90.3%、88.3%和

89.6%。廠商資料顯示，該高頻UPS系統(tǒng)效率可達

94.5%，因此，在低負載情況下，UPS的實際運行效

率低于廠家指標。

1.4 pPUE測試

數(shù)據(jù)中心局部 PUE 即 pPUE 是 PUE 概念的延

伸，由于部分設(shè)備共用，因此計算pPUE時需要做仔

細的拆分。測試工況下共開啟了4臺精密空調(diào)機組，

合計35.5 kW，機房IT設(shè)備總功率為142 kW，因受計

量器具配備不足限制，暫無法拆分冷源和UPS損耗

等共用設(shè)備能耗；則在不考慮上述分攤的情況下，計

算pPUE為1.43。當然，由于部分能耗未進行分攤，

因此單獨評價該pPUE無實際意義。但如果各機房

模塊均采用此pPUE計算方法，則在同等條件下計算

結(jié)果可以橫向比較氣流組織對精密空調(diào)綜合能效的

影響，也不失為一種簡易可行的評價方法。

2 數(shù)據(jù)中心機房能效提升路徑

2.1 氣流組織優(yōu)化

氣流組織形式選用的原則是：有利于電子信息

設(shè)備的散熱，建筑條件能夠滿足設(shè)備安裝要求。主

機房空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織形式，應根據(jù)電子信息設(shè)

備本身的冷卻方式、設(shè)備布置方式、設(shè)備散熱量、室

內(nèi)風速、防塵和建筑條件綜合確定，并宜采用計算流

體動力學對主機房氣流組織進行模擬和驗證。當電

子信息設(shè)備對氣流組織形式未提出要求時，主機房

氣流組織形式、風口及送回風溫差可按表2選用。

數(shù)據(jù)機房常采用房間級空調(diào)、行間空調(diào)和機柜

表2 主機房氣流組織形式、風口及送回風溫差

氣流組織形式

送風口

回風口

送回風溫差

下送上回

1.活動地板風口（可帶調(diào)節(jié)閥）

2.帶可調(diào)多葉閥的格柵風口

3.其它風口

上送上回（或側(cè)回）

1.散流器

2.帶擴散板風口

3.百葉風口

4.格柵風口

5.其它風口

1.格柵風口 2.百葉風口 3.網(wǎng)板風口 4.其它風口

8～15℃ 送風溫度應高于室內(nèi)空氣露點溫度

側(cè)送側(cè)回

1.百葉風口

2.格柵風口

3.其它風口

級空調(diào)三種方式末端形式。單機柜平均功率小于

6 kW 時，宜采用房間級精密空調(diào)，地板下送風+冷

（或熱）通道封閉或彌漫送風+熱通道封閉的氣流

組織形式；單機柜平均功率 6～15 kW 時，宜采用

行間空調(diào)+冷（或熱）通道封閉的氣流組織形式；單

機柜平均功率 15～25 kW 時，宜采用水冷背板、熱

管背板等機柜級空調(diào)；單機柜平均功率大于25 kW

時，宜采用封閉式機柜；單機柜平均功率超過

30 kW，應考慮散熱效率更高的芯片級或浸入式液

冷技術(shù)。

2.2 提高UPS效率

UPS 系統(tǒng)的損耗是數(shù)據(jù)中心能耗的主要組成

部分，大約占到數(shù)據(jù)中心能耗的6%～15%，數(shù)據(jù)中

心要達到低 PUE，必須選擇運行效率更高的 UPS。

UPS的效率直接決定了整個UPS系統(tǒng)的能耗。按

UPS的電路工作頻率來劃分，UPS可分為工頻機和

高頻機。影響UPS效率的因素較多，比如前置變壓

器、濾波器、整流器、逆變器、輸出變壓器以及負載

的功率因數(shù)和負載百分比。在同樣指標下，比如要

求輸入功率因數(shù)為0.95以上時，工頻機UPS就必須

外加諧波濾波器或改為12脈沖整流，就是說前面要

增加一個設(shè)備，再加上輸出變壓器，就比高頻機

UPS 多了兩個環(huán)節(jié)，由于此二者的影響，使得工頻

機 UPS 的效率比高頻機 UPS 約低 5%。一般情況

下，UPS 的效率會隨著負載率的提高而提高，并且

數(shù)據(jù)中心主機房的能效評價方法及提升路徑

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會在負載率達到 70%時達到效率最高點?？紤]到

UPS的初期投資，可以選用模塊化UPS達成這一目

的。模塊化的一大優(yōu)勢在于可按需擴容，不必過于

超前規(guī)劃UPS系統(tǒng)的容量，而是可以在適合的范圍

內(nèi)接近負載容量，從而達到最好的效率點。根據(jù)工

信部聯(lián)合五部委共同出臺的《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布

局的指導意見》(工信部聯(lián)通［2013］13 號)，不同類

型 UPS 對 PUE 貢獻差異可達 0.1 以上。不同類型

UPS對PUE貢獻差異見圖6。

高頻機UPS取代工頻機UPS是必然的，在國家

提倡環(huán)保節(jié)能的今天，綠色節(jié)能型模塊化UPS備受

關(guān)注，輸入功率因數(shù)達0.999以上，模塊化UPS采用

N+X的并聯(lián)方式，用戶可以根據(jù)自己的負載以及為

體現(xiàn)安全性所需要的功率冗余來決定UPS模塊數(shù)。

圖6 不同類型UPS對PUE貢獻差異

3 結(jié)語

加強數(shù)據(jù)中心機房節(jié)能工作的重要性不言而

喻，針對現(xiàn)在已建成的 PUE 大于 1.4 的數(shù)據(jù)中心，

可通過數(shù)據(jù)中心評測，提出節(jié)能技改、運行管理優(yōu)

化等方面措施建議，從而優(yōu)化機房氣流組織、提高

UPS電源的使用效率和電源質(zhì)量等，在保證機房安

全穩(wěn)定運行的同時，促進綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

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百萬千瓦二次再熱機組汽動給水泵

高效經(jīng)濟運行探究

邵 飛

中國大唐集團科學技術(shù)研究總院有限公司華東電力試驗研究院

摘要：百萬千瓦二次再熱機組給水泵1×100%BMCR容量配置已成當前配置主流。介紹了百萬千瓦二次

再熱機組給水泵配置現(xiàn)狀及中低負荷段給水流量異常波動問題，分析研究了波動產(chǎn)生的原因，并提出了

改造措施，為解決該類問題提供了思路和借鑒。

關(guān)鍵詞：百萬千瓦；超超臨界；二次再熱；給水泵；流量波動

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2024.01.020

Research on Efficient and Economic Operation of

Steam-Driven Feed Pump for 1 Million kW Secondary

Reheating Unit

SHAO Fei

East China Electric Power Research Institute of China Datang Group Science and

Technology Research Institute Co., Ltd.

Abstract: The configuration of 1×100% BMCR capacity for the feed water pump of a million-kilowatt

secondary reheating unit has become the mainstream configuration. This article introduces the current

configuration status of the feed water pump of a million-kilowatt secondary reheating unit and the abnormal fluctuations in feed water flow at low and medium load sections. This paper analyzes and studies the causes of the fluctuations, and proposes renovation measures to provide ideas and references

for solving such problems.

Key words: 1 Million kW; Ultra-Supercritical; Secondary Reheating; Feed Pump; Flow Fluctuation

收稿日期：2022-10-27

作者簡介：邵飛（1987-09-），男，碩士，高級工程師，從事電站汽輪機及熱力系統(tǒng)節(jié)能診斷與節(jié)能優(yōu)化工作

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0 引言

二次再熱技術(shù)是采用兩次中間再熱以蒸汽朗

肯循環(huán)為基本動力循環(huán)的發(fā)電技術(shù)，其典型特征是

超高壓缸和高壓缸出口的工質(zhì)分別被送入鍋爐高

壓再熱器和低壓再熱器，實現(xiàn)整個熱力循環(huán)二次再

熱。相比一次再熱機組，二次再熱機組鍋爐增加了

一級再熱回路［1］

。

目前，國內(nèi)外已有大量關(guān)于二次再熱機組技術(shù)

經(jīng)濟性分析［2-6］

、系統(tǒng)優(yōu)化集成研究［7］

、關(guān)鍵技術(shù)研

究等［8］

論著，國內(nèi)也有不少二次再熱機組順利投產(chǎn)。

1 百萬千瓦二次再熱機組給水泵配置現(xiàn)狀

十年前，國內(nèi)外1 000 MW超超臨界一次再熱

機組給水泵配置基本以 2×50%BMCR 容量為主，

國內(nèi)首批建設(shè)的 1 000 MW 超超臨界二次再熱機

組給水泵亦采用 2×50 %BMCR 容量配置居多，

如國電泰州二期、華能萊蕪電廠等。隨著給水泵

及驅(qū)動汽輪機制造能力的提高及現(xiàn)場運行經(jīng)驗

的增加，1×100%BMCR給水泵容量配置逐漸成為

主流［9-11］

。國內(nèi)部分百萬千瓦二次再熱機組給水泵

配置見表1。

表1 國內(nèi)部分百萬千瓦二次再熱機組給水泵配置

發(fā)電企業(yè)

大唐東營

華電萊州

大唐雷州

申能平山二期

國電泰州

華能萊蕪

深能河源

華能瑞金

給水泵配置

1×100%給水泵

1×100%給水泵

1×100%給水泵

1×100%給水泵

2×50%給水泵

2×50%給水泵

2×50%給水泵

1×100%給水泵

制造廠家

蘇爾壽

蘇爾壽

凱士比

凱士比

凱士比

荏原

荏原

凱士比

50%THA工況

給水流量穩(wěn)定性

波動

波動

波動

/

正常

正常

正常

波動

1 000 MW超超臨界二次再熱機組給水泵揚程

較高，相比常規(guī)超超臨界百萬機組給水泵揚程增加

20%～25%，軸功率增加10%～12%，流量減少7%。

從泵的工作點來看基本是現(xiàn)有成熟給水泵性能曲

線的延升，只不過曲線在高流量時更陡峭［12］

。圖1

為某百萬二次再熱機組汽動給水泵組變轉(zhuǎn)速工況

下的流量-揚程特性曲線，從圖中可看出，高流量工

況下曲線較陡峭，1 500 t/h及以下時較平緩。

2 運行中的問題

采用 1×100%BMCR 容量給水泵配置方案可

有效降低項目初投資，且可提高機組經(jīng)濟性能，故

在近期新建機組中得到廣泛應用。但近兩年投產(chǎn)

的機組運行中發(fā)現(xiàn)，在 50%～75%中低負荷段，給

水流量會出現(xiàn)異常波動，危及機組的安全運行，目

前的做法是通過開啟給水泵再循環(huán)閥方式來降低

波動。但給水泵再循環(huán)閥的開啟會造成大量蒸汽

損失，且閥芯磨損更換費用很高。以往亞臨界、超

臨界一次再熱機組雖也有此現(xiàn)象發(fā)生，但通常在

50%負荷以下，危害較小。

對于蒸汽損失，以某廠為例，2021年2-3月份，

其汽動給水泵耗汽量分別為95.83 t/h、117.4 t/h，較

對應負荷下的設(shè)計值高41.0 t/h、40.3 t/h，影響機組

供電煤耗 2.38 g/kWh 和 2.34 g/kWh，嚴重影響了

機組經(jīng)濟性，不符合機組寬負荷的節(jié)能要求［13］

。

3 給水泵流量波動原因分析

眾所周知，配置1×100%BMCR容量給水泵的

百萬一次再熱機組和配置2×50%BMCR容量給水

泵的百萬二次再熱機組均不存在給水流量異常波

動問題，而配置1×100%BMCR容量給水泵的百萬

二次再熱機組則在中低負荷段流量出現(xiàn)異常波

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動。為此，對百萬一次再熱 1×100%BMCR 容量

給水泵、百萬二次再熱 2×50%BMCR 容量給水

泵、百萬二次再熱 1×100%BMCR 容量給水泵三

種配置方案的特性曲線和給水泵設(shè)計參數(shù)進行了

對比分析。

3.1 給水泵特性曲線分析

分析某百萬二次再熱 1×100%BMCR 容量給

水泵流量-揚程特性曲線，發(fā)現(xiàn)給水泵在中低負荷

段有明顯平緩區(qū)域，在此區(qū)域運行時，管道阻力的

微小變化都會使給水流量大幅波動，如圖 2 所示。

而某百萬一次再熱1×100%BMCR給水泵配置和

某二次再熱2×50%BMCR給水泵配置則未有明顯

平緩區(qū)域(如圖3、圖4所示)。

3.2 設(shè)計參數(shù)分析

典型百萬機組給水泵組性能數(shù)據(jù)見表2。

1)百萬二次再熱 1×100%BMCR 容量給水泵

（C和D）和百萬一次再熱1×100%BMCR容量給水

泵（A）比較

由于主蒸汽流量減少，蒸汽壓力提高，百萬二

次再熱1×100%BMCR容量給水泵較一次再熱1×

100%BMCR容量給水泵流量減少、揚程增大、轉(zhuǎn)速

降低約300 r/min。

2)百萬二次再熱 1×100%BMCR 容量給水泵

（C 和 D）和百萬二次再熱 2×50%BMCR 容量給

圖1 某百萬二次再熱機組汽動給水泵組變轉(zhuǎn)速工況的流量-揚程特性曲線

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圖2 某二次再熱1×100%BMCR容量給水泵流量特性曲線

圖3 某二次再熱2×50%BMCR容量給水泵組流量特性曲線

圖4 某一次再熱1×100%BMCR容量給水泵流量特性曲線

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表2 典型百萬機組給水泵組性能數(shù)據(jù)

項目

再熱類型

給水泵汽輪機

廠家

型號

數(shù)量

形式

調(diào)速范圍

第一臨界轉(zhuǎn)速

第二臨界轉(zhuǎn)速

超速保護跳閘轉(zhuǎn)速

汽動給水泵

型號

級數(shù)

流量

揚程

額定轉(zhuǎn)速

單位

/

/

/

/

/

r/min

r/min

r/min

r/min

/

/

t/h

m

r/min

A

百萬一次再熱1×100%

BMCR容量給水泵

一次再熱

杭汽

WK71/90

1臺/機組

單缸雙流

2 800～5 050

2 450

6 700

5 350

CHTD 9/5

5

3 258

3 572.8

4 867

B

百萬二次再熱2×50%

BMCR容量給水泵

二次再熱

上汽

ND（Z）89/84/06

2臺/機組

單缸單流

2 750～6 000

2 202

7 142

6 300

CHTD 7/6

6

1 396.3

3 857.7

5 252

C

百萬二次再熱1×100%

BMCR容量給水泵

二次再熱

上汽

SD(Z)/91/84/10

1臺/機組

單缸單流

2 400～5 000

1 900

5 453

5 250

CHTD 9/6

6

2 711

4 084

4 556

D

百萬二次再熱1×100%

BMCR容量給水泵

二次再熱

上汽

SD(Z)91/84/10

1臺/機組

單缸單流

2 700～5 000

2 409

5 429

5 146

HPT500-505/33-5S

5

2 803

3 850

4 567

導致二次再熱機組 1×100%BMCR 容量給水

泵流量-揚程特性曲線設(shè)計不合理的根本原因在于

二次再熱1×100%給水泵與以往同類型機組配置

相比，流量特性、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍等參數(shù)發(fā)生了較大

變化，但給水泵制造廠家未能及時開發(fā)合適的給水

泵水力模型，導致中低負荷工況下流量特性與給水

系統(tǒng)不匹配。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，某廠家生產(chǎn)的二次再熱機

組 1×100%給水泵，其設(shè)計是在一次再熱機組

1×100%BMCR 容量給水泵的基礎(chǔ)上通過降低轉(zhuǎn)

速、增加葉輪級數(shù)（由5級變?yōu)?級）來適應二次再

熱機組低流量、高揚程要求的，而另一廠家則采用

在降低轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增大葉輪直徑的方法。此外，

為滿足二次再熱1×100%BMCR容量給水泵高揚

程、大軸功率的需求，給水泵制造廠家在其他類型

的基礎(chǔ)上對軸徑尺寸、強度方面進行了調(diào)整，但由

此葉輪進口流態(tài)也發(fā)生了變化，這也進一步導致了

部分負荷下給水泵性能的惡化。由于給水泵制造

廠家未根據(jù)二次再熱機組特性開發(fā)新的水力模型，

其設(shè)計僅保證滿負荷工況要求，故機組在 50%～

75%中低負荷區(qū)間給水流量異常波動。

4 優(yōu)化方案

由于給水泵流量波動為給水泵流量特性與給

水泵（B）比較

總給水流量相同（單臺泵減半），揚程相當，

但 泵 額 定 轉(zhuǎn) 速 偏 差 較 大 ，二 次 再 熱 1×100%

BMCR 容量給水泵額定轉(zhuǎn)速較 2×50%BMCR 容

量給水泵降低約 700 r/min，主要原因是 1×100%

BMCR 容量給水泵汽輪機采用雙分流設(shè)計，軸系

更長，導致其二階臨界轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速均相應

降低。

3.3 波動原因分析

由3.1節(jié)和3.2節(jié)分析可知，百萬二次再熱1×100%

BMCR容量給水泵汽輪機由于采用雙分流設(shè)計，其

轉(zhuǎn)子二階臨界轉(zhuǎn)速較低，因此，在實際運行中其轉(zhuǎn)

速均控制在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，給水泵流量-揚程曲線

整體變緩，低負荷時更為平緩，導致了在微小擾動

下給水流量發(fā)生大幅波動。

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水系統(tǒng)不匹配造成，可采取以下措施優(yōu)化：

4.1 優(yōu)化給水泵水力模型

改變給水泵特性曲線，在兼顧給水泵效率的同

時，增加流量-揚程曲線的陡度，具體為改造給水

泵的芯包。圖 5 為某制造廠家提供的給水泵改造

前后流量特性曲線，從圖中可看出，改造后 75%

THA 工況點已不處于平緩區(qū)，50%THA 工況點略

有改善。

值得注意的是，給水泵特性曲線改變后，需對

給水泵關(guān)斷揚程與設(shè)計壓力進行校核，以確認系統(tǒng)

的適應性。校核的內(nèi)容主要包括給水泵出口至第

改造前 改造后

圖5 給水泵改造前后給水泵流量特性曲線

一個關(guān)斷閥之間的閥門和管件強度。

給水泵改造需給水泵制造廠家進行開發(fā)和試

制，若前期無相關(guān)基礎(chǔ)或積累，開發(fā)周期會較長，投

入也會較大。

4.2 提高給水系統(tǒng)阻力

給水泵運行點在給水泵組性能曲線和管路特

性曲線的交點上，提高系統(tǒng)阻力可讓管路特性曲線

變“陡”，阻力可通過閥門節(jié)流的方式來改變。由于

一般鍋爐上水閥不具備調(diào)節(jié)功能，故需在給水管道

上合適位置增加調(diào)節(jié)門。由于給水系統(tǒng)壓力高，擬

選的閥門造價也高，且改造工作耗時，最終效果需

由實際運行驗證，增加的管道阻力也會增加給水泵

汽輪機的汽耗量，進而影響經(jīng)濟性，故此方案要慎

重選擇。

4.3 提高給水泵額定轉(zhuǎn)速

在滿足給水泵汽輪機安全運行裕量的前提下，

適當提高給水泵額定轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍上移。

該方案需制造廠家充分校核安全性，方案對改善中

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低負荷段給水泵流量特性曲線陡度有一定的作用。

4.4 提高中低負荷段給水流量

增設(shè)0號高加，并在運行中適當提高主調(diào)門閥

位，以增加主汽流量，提高給水流量，但提高有限。

4.5 提高給水泵汽輪機二階臨界轉(zhuǎn)速

改變給水泵汽輪機設(shè)計，提高二階臨界轉(zhuǎn)速，

給水泵額定轉(zhuǎn)速也相應提高。該方案對現(xiàn)役機組

而言，造價過高難以實現(xiàn)。

另一方案為采用雙機回熱系統(tǒng)，給水泵汽輪機

采用單流設(shè)計，由于其末級葉片短，二階臨界轉(zhuǎn)速

有所提高，但該方案只適合新建機組。

綜上五種方案，對已投產(chǎn)機組，可結(jié)合4.1～4.4節(jié)

措施進行改造和優(yōu)化。對新建機組，應總體考慮，

全面布局，確保給水泵制造廠家根據(jù)機組不同負荷

段運行要求開發(fā)水力模型并校核性能曲線，將再循

環(huán)閥開啟點降至50%甚至40%負荷。鑒于目前尚

無成功改造案例，如何保證在 40%負荷點無需開

啟給水泵再循環(huán)閥依然是需要深入研究的問題。

5 結(jié)語

本文介紹了百萬千瓦二次再熱機組汽動給水

泵在運行中存在的問題，并從給水泵特性曲線及設(shè)

計參數(shù)方面對給水流量產(chǎn)生波動的原因進行了分

析。鑒于目前尚無成功改造案例，如何保證在40%

負荷點無需開啟給水泵再循環(huán)閥依然是需要深入

研究的問題。本文根據(jù)給水流量波動原因提出了

相應的優(yōu)化措施，為解決問題提供了思路。

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［13］蔣尋寒,邵飛.煤電機組寬負荷運行與節(jié)能技術(shù)研究［J］.熱力透平,

2022,51(3):147-154.

百萬千瓦二次再熱機組汽動給水泵高效經(jīng)濟運行探究

勘 誤

發(fā)表在本刊雜志2023年第11期《基于PWM在LED智能系統(tǒng)中的控制算法研究》和2023年12期《基于改

進YOLO v5的巡更安全風險識別方法研究》文章第一作者齊芳平的原性別“女”更改為“男”。

《上海節(jié)能》雜志社

2024年1月2日

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SHANGHAI ENERGY SAVING

上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能 No.08

2018

上海市保障醫(yī)療廢物安全收運

處置舉措分析

張紅霞

上海市固體廢物處置有限公司

摘要：上海市通過加強頂層設(shè)計、強化區(qū)域統(tǒng)籌、發(fā)揮國企力量、創(chuàng)新收運模式、政企聯(lián)動發(fā)力等舉措，加

大醫(yī)療廢物收運處置能力建設(shè)，破解小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物收運困局，有效應對新冠疫情期間醫(yī)療廢物

應急收運處置挑戰(zhàn)，托底上海市醫(yī)療廢物收運處置，保障了上海市醫(yī)療廢物收運處置安全。

關(guān)鍵詞：上海市；醫(yī)療廢物；安全；收運；處置

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2024.01.021

Analysis of Air Conditioning System Design for NGS and

PCR Laboratories in a Tumor Hospital

ZHANG Hongxia

Shanghai Solid Waste Disposal Co., Ltd.

Abstract: By strengthening top-level design, strengthening regional planning, giving full play to the

power of state-owned enterprises, innovating collection and transportation modes, and coordinating efforts between government and enterprises, Shanghai has increased the capacity building of medical

waste collection, transportation and disposal, solved the difficulties of medical waste collection and disposal in small medical institutions, effectively coped with the challenges of medical waste emergency

collection, transportation and disposal during the COVID-19 epidemic, supported the collection, transportation and disposal of medical waste in Shanghai, and ensured the safety of medical waste collection, transportation and disposal in Shanghai.

Key words: Shanghai; Medical waste; Safety; Collection and Transportation; Disposal

收稿日期：2022-10-25

作者簡介：張紅霞(1982-11-)，女，碩士研究生,工程師，主要從事醫(yī)療廢物處理處置管理工作

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上海節(jié)能

SHANGHAI ENERGY SAVING

2024年第 01 期

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

節(jié)

能

工

程

與

經(jīng)

濟

0 引言

2003年非典疫情后，我國醫(yī)療廢物管理問題受

到廣泛關(guān)注。2003年12月19日，《國務院關(guān)于全國

危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的批復》（國

函〔2003〕128號）要求，到2005年，全國危險廢物、

醫(yī)療廢物和放射性廢物基本實現(xiàn)安全貯存和處置，

各省、自治區(qū)、直轄市人民政府要切實做好危險廢

物、醫(yī)療廢物處置設(shè)施和放射性廢物庫建設(shè)的實施

工作，積極落實項目業(yè)主單位、建設(shè)用地和配套資金

等建設(shè)條件，加強項目建設(shè)管理。2004年1月19日，

國家環(huán)境保護總局也印發(fā)了《全國危險廢物和醫(yī)療

廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》（環(huán)發(fā)〔2004〕16號）。

上海市按照《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)

施建設(shè)規(guī)劃》要求，經(jīng)過近20年建設(shè), 形成了老港、

嘉定、崇明“一南一北一島”醫(yī)療廢物集中收運處置

格局，醫(yī)療廢物集中處置能力達 392 t/d,另有 2 條

12 t/d的醫(yī)療廢物自行處置線，處置能力超400 t/d，

可滿足非疫情情況下未來20年的處置需求。此外，

上海還建立了老港能源利用中心、松江生活垃圾焚

燒廠、奉賢生活垃圾焚燒廠協(xié)同處置醫(yī)療廢物，有

效保障了疫情突發(fā)、處置設(shè)施檢修等情況下醫(yī)療廢

物的應急處置。

2022年3-6月上海市新冠疫情暴發(fā)期間，醫(yī)療

廢物單日最大產(chǎn)生量達1 400 t，連續(xù)37天超1 000 t，

上海市醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施和應急處置機制經(jīng)

受住了超極限狀態(tài)下的考驗，醫(yī)療廢物100%安全

收運處置，這歸功于政府頂層設(shè)計和各級主管部

門、集中收運處置企業(yè)的責任擔當。本文總結(jié)提煉

了幾點重要舉措供其他城市參考和借鑒。

1 上海市保障醫(yī)療廢物安全收運處置的重要

舉措

1.1 加強頂層設(shè)計，加大醫(yī)療廢物收運處置能力的建設(shè)

作為國際化大都市，上海市醫(yī)療資源豐富，在保

障上海市民良好醫(yī)療服務的同時，也保障了其他省市

看病人員，但由此也產(chǎn)生了大量的醫(yī)療廢物。為保障

上海市醫(yī)療廢物收運處置安全，上海市加強了頂層設(shè)

計，2004年在嘉定區(qū)規(guī)劃建設(shè)了處置能力為122 t/d

的醫(yī)療廢物處置設(shè)施，2010年建成投產(chǎn)，保障了除崇

明區(qū)以外上海市醫(yī)療廢物100%的集中處置。

為有效應對醫(yī)療廢物產(chǎn)生量的不斷增加和處

置設(shè)施維修、公共衛(wèi)生事件突發(fā)等，2017年上海市

環(huán)境保護局印發(fā)了《上海市醫(yī)療廢物處置設(shè)施發(fā)展

規(guī)劃》（2017—2040 年），按照“規(guī)劃先行、重點推

進，合理布局、強化保障”的原則，構(gòu)建“一南一北一

島”醫(yī)療廢物處置設(shè)施點，在浦東新區(qū)老港生態(tài)環(huán)

?；睾统缑鲄^(qū)各建設(shè)一規(guī)模為 240 t/d 和 20 t/d

的醫(yī)療廢物集中處置點，兩處設(shè)施分別于 2019 年

底和 2021 年初建成投產(chǎn)。至此，上海市醫(yī)療廢物

集中處置能力達392 t/d，可滿足非疫情情況下上海

市未來20年的醫(yī)療廢物集中處置需求。

2022年3-6月，上海市新冠疫情暴發(fā)，醫(yī)療廢

物單日最大產(chǎn)生量達1 419 t，應急收運處置體系遭

遇重大考驗。為進一步強化上海市醫(yī)療廢物應急

收運保障體系，2022年7月20日,上海市人民政府

辦公廳印發(fā)了《上海市強化危險廢物監(jiān)管和利用處

置能力改革實施方案》。《方案》要求完善危險廢物

和醫(yī)療廢物的應急處置體系，完善平戰(zhàn)結(jié)合的醫(yī)療

廢物應急處置機制和保障重大疫情醫(yī)療廢物應急

處置能力?！斗桨浮访鞔_，市、區(qū)兩級應將醫(yī)療廢物收

集、貯存、運輸、處置等工作納入重大傳染病疫情領(lǐng)

導指揮體系，堅持常態(tài)化防控和應急處置相結(jié)合，

分別制定完善市、區(qū)兩級疫情醫(yī)療廢物應急收運處

置方案，明確分工職責，充分保障所需的人員、車

輛、設(shè)備、物資、場地、處置設(shè)施等；將生活垃圾焚燒

設(shè)施納入本市醫(yī)療廢物協(xié)同應急處置設(shè)施清單；充

分發(fā)揮各區(qū)小型醫(yī)療機構(gòu)“最后一公里”，強化環(huán)

衛(wèi)、第三方運輸單位等收運體系作用，完善各區(qū)短

駁集中和自行收運能力。《方案》的出臺進一步夯實

了上海醫(yī)療廢物應急收運處置體系，補齊了處置工

作中的短板和不足。

1.2 發(fā)揮國企力量，托底保障醫(yī)療廢物安全收運處置

上海市醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施建設(shè)初期，由于

建設(shè)單位經(jīng)驗不足和運行管理不到位等原因，最初

上海市保障醫(yī)療廢物安全收運處置舉措分析

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上海節(jié)能 No.08

2018

建設(shè)的嘉定區(qū)醫(yī)療廢物焚燒處置設(shè)施不能穩(wěn)定達標

運行，嚴重影響了上海市醫(yī)療廢物集中處置的安全。

由于醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施建設(shè)投入大、處置

費用較低，造成收益回本慢，甚至前期嚴重虧損的

情況。為切實托底保障上海市醫(yī)療廢物安全收運

處置，2007年起上海市發(fā)揮國資國企力量，由上海

市國資委管理企業(yè)——上海城投集團有限公司收

購了嘉定區(qū)醫(yī)療廢物焚燒處置設(shè)施，將其劃歸至下

屬企業(yè)固處公司進行管理。固處公司對原有設(shè)施

進行了技術(shù)改造，并啟動建設(shè)了3條處置能力為122 t/d

的焚燒生產(chǎn)線，于2010年投產(chǎn)。2019年，上海城投

集團有限公司下屬企業(yè)上海環(huán)境集團股份有限公

司又收購了上海崇明區(qū)港沿鎮(zhèn)的危險廢物焚燒處

置設(shè)施，對其進行提升改造，于2019年底完成1條

生產(chǎn)線，處置能力達30 t/d。

國資國企力量的加入，有利推動了上海市醫(yī)療

廢物收運處置的托底保障，保證了上海市醫(yī)療廢物

100%安全收運處置。

1.3 創(chuàng)新收運模式，破解小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)廢收運困局

《醫(yī)療廢物管理條例》第四章第二十五條規(guī)定：

醫(yī)療廢物集中處置單位應當至少每2天到醫(yī)療衛(wèi)生

機構(gòu)收集、運送一次醫(yī)療廢物，并負責醫(yī)療廢物的

貯存、處置。但此規(guī)定在很多地區(qū)存在執(zhí)行困難問

題［1-2］

，上海也不例外。

以上海市黃浦區(qū)為例，由于該地區(qū)地處市中心

商業(yè)核心區(qū)，道路通行狀況不佳，區(qū)域內(nèi)近200家小

型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物收運工作一直存在車輛通行

難、停車難的問題，導致收運頻次低，難以達到要

求。為破解困局，上海市于2019年在該區(qū)創(chuàng)新建設(shè)

了“定時定點收集、車對車交接”的收運模式。試點

運行1年后，實現(xiàn)了黃浦區(qū)所有小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢

物 48 h內(nèi)的安全收運，試點工作獲得巨大成功。

在黃浦區(qū)小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物定時定點收集

試點經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，2020年7月1日，上海市生態(tài)環(huán)

境局和上海市衛(wèi)生健康委聯(lián)合制定了《小型醫(yī)療機

構(gòu)醫(yī)療廢物定時定點收運工作要求》，用于指導全市

小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物的收集?！兑蟆访鞔_各區(qū)通

過對本區(qū)范圍內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)數(shù)量、辦醫(yī)規(guī)模、區(qū)域

分布、道路通行狀況和醫(yī)療廢物收運現(xiàn)狀等開展排

摸和分析，合理設(shè)立醫(yī)療廢物臨時交接點，開展小型

醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物集中收運工作。各區(qū)通過委托第

三方機構(gòu)或政府購買服務等多種方式，集中收集小

型醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療廢物，并在規(guī)定時間內(nèi)交由醫(yī)療

廢物集中處置單位進行安全處置?！兑蟆吠瑫r明確

了醫(yī)療廢物定時定點收運場地、交接車輛、包裝、衛(wèi)

生防護、事故處理及監(jiān)管的具體要求。

《要求》的出臺有力促進了上海市小型醫(yī)療機

構(gòu)醫(yī)療廢物 48 h 收運難題的解決，并有效規(guī)范了

醫(yī)療廢物定時定點收運的安全管理。截至2022年9月，

除寶山區(qū)外，其他15個區(qū)均有效落實了收運工作，

其中 14 個區(qū)（除浦東新區(qū)外）實現(xiàn)了 48 h 的及時

收運。

1.4 政企聯(lián)動發(fā)力，守牢疫情醫(yī)療廢物收運處置防線

2019年新冠疫情發(fā)生后，上海市多方聯(lián)動建立

了醫(yī)療廢物聯(lián)防聯(lián)控機制［3］

。主管部門動態(tài)研判醫(yī)

療廢物管控要求，指導、監(jiān)督醫(yī)療廢物收運處置企業(yè)

安全規(guī)范地開展工作，處置企業(yè)通過工作日報、微信

群等方式與政府部門保持密切溝通與信息共享。

2022年3-6月，上海市新冠疫情最高峰時，全

市定點醫(yī)院數(shù)量達42個、床位數(shù)2.19萬張，方艙醫(yī)

院251個、床位數(shù)41萬張，日產(chǎn)醫(yī)療廢物最大1 419 t，

遠超上海市醫(yī)療廢物集中收運處置能力。

面對嚴峻的防控形勢，上海市進一步強化聯(lián)防

聯(lián)控機制，成立了以分管市長為組長的醫(yī)療廢物收

運處置專項工作小組，加強對全市醫(yī)療廢物應急收

運處置工作的統(tǒng)一領(lǐng)導。市生態(tài)環(huán)境局、城投集團

聯(lián)合建立了市區(qū)應急收運工作專班，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)醫(yī)療

廢物的處置。城投集團協(xié)調(diào)久事、建工集團等多方

力量，著力解決收運車輛、收運人員不足難題，最高

峰時協(xié)調(diào)投入近 600 輛應急車輛、1 000 名駕駛員

和裝卸工，確保了醫(yī)療廢物的及時清運。城投集團

統(tǒng)一部署，下屬企業(yè)上海環(huán)境集團、城投環(huán)境、城投

老港“三環(huán)合力”，協(xié)調(diào)老港能源中心、江橋生活垃

圾焚燒廠、奉賢生活垃圾焚燒廠、松江生活垃圾焚

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SHANGHAI ENERGY SAVING

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SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

節(jié)

能

工

程

與

經(jīng)

濟

燒廠應急處置醫(yī)療廢物，確保了疫情期間醫(yī)療廢物

的及時安全處置。

2 進一步提升上海市醫(yī)療廢物收運處置效能

的建議

2.1 加大數(shù)據(jù)對接，提升醫(yī)療廢物收運效能

利用信息化管理系統(tǒng)將醫(yī)療廢物產(chǎn)生單位的

數(shù)據(jù)與集中處置單位進行對接，使集中處置單位可

在線查看產(chǎn)生單位的收集、貯存和庫容使用率數(shù)

據(jù)，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)精準收運，減少車輛空載率，提

升收運效能。醫(yī)療廢物產(chǎn)生單位發(fā)現(xiàn)貯存將庫滿

或突發(fā)情況導致廢物量激增時，可在線提出緊急收

運需求，以便集中處置單位及時安排車輛。

2.2 統(tǒng)籌運行設(shè)施，提升醫(yī)療廢物處置效能

上海市公共衛(wèi)生臨床中心（簡稱“公衛(wèi)中心”）

自有2條處置能力為12 t/d的醫(yī)療廢物焚燒處置設(shè)

施用于其金山區(qū)本部院區(qū)醫(yī)療廢物的處置。2021

年，公衛(wèi)中心金山區(qū)本部院區(qū)醫(yī)療廢物產(chǎn)生量約2.47

t/d，新冠疫情暴發(fā)期間日產(chǎn)生量最大也僅約12 t,遠

低于其設(shè)計規(guī)模，未能有效發(fā)揮設(shè)施使用價值，同

時也帶來了較大的環(huán)境污染。

為此，建議擴大公衛(wèi)中心醫(yī)療廢物處置范圍，

平戰(zhàn)結(jié)合，非疫情時期，開啟1條處置生產(chǎn)線，除處

置自產(chǎn)醫(yī)療廢物外，還就近接納金山區(qū)、奉賢區(qū)其

他醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)的醫(yī)療廢物。疫情情況下，開啟2條

處置生產(chǎn)線，除處置自產(chǎn)醫(yī)療廢物外，優(yōu)先接納金

山區(qū)發(fā)熱門診、奉賢區(qū)發(fā)熱門診、定點醫(yī)院產(chǎn)生的

醫(yī)療廢物，在有余力的情況下，再接收金山區(qū)、奉

賢區(qū)一級以下醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療廢物。設(shè)施運行方

面，可委托第三方專業(yè)單位進行管理，提高運行的

穩(wěn)定性。

2.3 規(guī)范準入資質(zhì)，提升定時定點收運效能

2020年7月1日，上海市生態(tài)環(huán)境局和上海市

衛(wèi)生健康委聯(lián)合制定了《小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物定

時定點收運工作要求》，用于指導上海市小型醫(yī)療

機構(gòu)醫(yī)療廢物收集工作，但國家層面和上海地方層

面尚未有明確的文件。

由于醫(yī)療廢物中含有大量病原微生物和有害

化學物質(zhì)，收集、運送不當極易引起疾病傳播和公

共衛(wèi)生問題，因此建議上海市盡快出臺相關(guān)政策，

明確收集單位、收集人員資質(zhì)要求。

2.4 建設(shè)統(tǒng)一平臺，提升醫(yī)療廢物應急響應效能

2022 年 3 月 18 日，上海市人民政府辦公廳印

發(fā)了《上海城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型標準化建設(shè)實施方案》，

提出聚焦風險發(fā)現(xiàn)、智能分析和協(xié)同處置要求，制

定和完善公共安全、城市公共安全風險處置、應急

感知和通信、公共衛(wèi)生突發(fā)事件應急處置等標準，

以增強城市快速響應效能。

建議由市生態(tài)環(huán)境主管部門牽頭建設(shè)醫(yī)療廢

物統(tǒng)一管理平臺，加強醫(yī)療廢物產(chǎn)生、收集、貯存、

運送、處置、監(jiān)督、應急響應全過程的溝通和信息共

享，全面提升上海市醫(yī)療廢物應急響應效能。

3 小結(jié)

上海市通過頂層設(shè)計，加大了醫(yī)療廢物收運處

置能力建設(shè)，形成“一南一北一島”醫(yī)療廢物集中處

置設(shè)施布局，醫(yī)療廢物集中處置能力達392 t/d。通

過發(fā)揮國企力量，克服了處置設(shè)施不能穩(wěn)定達標運

行的難題，托底保障了上海市醫(yī)療廢物的收運處

置。通過創(chuàng)新收運模式，建立“定時定點”收集，破

解了小型醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物收運困局。通過政企

聯(lián)動發(fā)力，有效應對了新冠疫情期間醫(yī)療廢物應急

收運處置的挑戰(zhàn)，保障了上海市醫(yī)療廢物收運處置

的安全。

參考文獻

［1］殷麗萍.衛(wèi)生城市創(chuàng)建中醫(yī)療廢物管理存在的問題及對策建議［J］.清

洗世界，2022,38 (6):90-92.

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上海市保障醫(yī)療廢物安全收運處置舉措分析

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SHANGHAI ENERGY SAVING

上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能 No.08

2018

某腫瘤醫(yī)院NGS、PCR實驗室空調(diào)

系統(tǒng)設(shè)計淺析

王 瑋

中冶長天國際工程有限責任公司

摘要：NGS、PCR實驗室已成為醫(yī)院建設(shè)的重要部分，而空調(diào)、通風系統(tǒng)的合理設(shè)計和布局對這兩個實驗

室安全、穩(wěn)定、高效的運行起到重要的作用。以某腫瘤醫(yī)院實驗室為例，對 NGS、PCR實驗室各區(qū)域平面

布局作了簡要介紹，并結(jié)合其使用要求，對室內(nèi)參數(shù)、壓力梯度、送風、排風系統(tǒng)等要求作了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：NGS；PCR；空調(diào)；通風系統(tǒng)；壓力梯度

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2024.01.022

Analysis of Air Conditioning System Design for NGS and

PCR Laboratories in a Tumor Hospital

WANG Wei

MCC Changtian International Engineering Co., Ltd.

Abstract: NGS and PCR laboratories have become an important part of hospital construction, and the

rational design and layout of air conditioning and ventilation systems play an important role in the safe,

stable and efficient operation of these two laboratories. Taking a tumor hospital laboratory as an example, this article briefly introduces the layout of each area in the NGS and PCR laboratories, and combines with their use requirements, briefly expounds the requirements for indoor parameters, pressure

gradient, air supply, exhaust system, etc.

Key words: NGS; PCR; Air Conditioning; Ventilation System; Pressure Gradient

收稿日期：2022-11-03

作者簡介：王瑋（1985-12-），女，碩士，工程師，主要從事空調(diào)設(shè)備的設(shè)計安裝研究

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節(jié)

能

工

程

與

經(jīng)

濟

0 引言

NGS（Next-generation sequencing）下一代

測序技術(shù)又稱高通量測序技術(shù)，以高輸出量和高解

析度為主要特色，一次并行對幾十萬到幾百萬條

DNA分子進行序列測定，在提供豐富的遺傳學信息

同時，還大大降低了測序費用，縮短了測序時間。

PCR（Polymerase Chain Reaction）聚合酶鏈式反

應又稱多聚酶鏈式反應，是利用模板DNA在93 ℃

高溫時變性為單鏈 DNA，55 ℃低溫時引物與單鏈

DNA 按堿基互補序列配對結(jié)合，72 ℃最適反應溫

度下DNA聚合酶合成復制鏈的過程。PCR是一種

用于放大擴增特定DNA片段的分子生物學技術(shù)，是

生物體外特殊DNA的復制，其最大特點是將微量的

DNA 大幅增加。NGS、PCR 用于疾病篩查、診斷、

基因突變檢測等，在臨床應用中越來越廣泛。本文

以某實驗室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計為例，對NGS、PCR實驗

室的空氣凈化作了簡要闡述。

1 實驗室主要功能分區(qū)

1.1 NGS高通量測序功能分區(qū)

NGS高通量測序功能分區(qū)包括［1］

：

1)試劑準備區(qū)

實驗過程中所需的試劑、試劑的分類和保

存、一些主要反應混合液的分裝和儲存。

2)標本與文庫制備區(qū)

血液處理、血漿制備、DNA提取、片段化、純化

及構(gòu)建樣本。

如果標本量少，標本制備區(qū)每天僅使用一次的

話，可將標本制備區(qū)和文庫制備區(qū)合并，否則分開，

以避免前次建庫可能存在的、已帶標簽的核酸樣本

氣溶膠交叉污染。

3)文庫檢測區(qū)

濃度檢測、混合后的質(zhì)檢分析，檢查濃度、片段

大小是否符合要求。

4)文庫擴增區(qū)

DNA 片段末端修復與純化、文庫混合、缺口

平移。

文庫擴增會涉及PCR過程，產(chǎn)生高濃度的擴增

產(chǎn)物和氣溶膠，故需自成一區(qū)。

5)測序區(qū)

測序模板制備、上級測序、數(shù)據(jù)分析，檢查測序

后下機的數(shù)據(jù)是否符合要求。

擴增和定量后的文庫在此區(qū)進行芯片加載、測

序過程和數(shù)據(jù)產(chǎn)生。由于測序儀對室內(nèi)溫濕度要

求較高，且受周圍環(huán)境振動影響較大，故測序區(qū)需

單獨設(shè)置。

6)電泳區(qū)

DNA制備及濃度測定、目的DNA片段分離，是

一代測序擴增產(chǎn)物電泳純化和二代測序判斷DNA

提取質(zhì)量、片段分析的公共區(qū)域。

1.2 PCR功能分區(qū)

PCR功能分區(qū)包括［2］

：

1)試劑儲存和準備區(qū)

試劑的制備和分裝、主反應混合液的制備。

2)標本、文庫制備區(qū)

RNA、DNA 的提取和貯存。

3)擴增區(qū)

cDNA的合成、DNA擴增及檢測。

4)擴增產(chǎn)物分析區(qū)

擴增片段的進一步分析測定。

NGS、PCR 實驗室按上述分區(qū)分成了獨立的

實驗區(qū)，每個實驗區(qū)之間設(shè)置緩沖間，實驗室與其

他科室之間設(shè)置緩沖走廊，以控制空氣流向，防止

實驗室內(nèi)外空氣互通。緩沖間本身是靜態(tài)的安全

屏障，如在緩沖間內(nèi)部增設(shè)機械通風，便形成了靜

態(tài)+動態(tài)的安全屏障［3］

。試劑、標本通過傳遞窗傳

遞，傳遞窗采用雙開門形式，以避免封閉不嚴或物

品傳遞過程中造成交叉污染，同時，壓力梯度也使

整個檢測過程中試劑、標本不受到污染。

2 實驗室壓力梯度要求

實驗室空氣流向為試劑儲存和準備區(qū)→標本

制備區(qū)→擴增區(qū)→擴增產(chǎn)物分析區(qū)，禁止反向流

動［4］

。實驗室各區(qū)域，物理上都應永久分隔，各區(qū)域

某腫瘤醫(yī)院NGS、PCR實驗室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計淺析

171

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上海節(jié)能 No.01

2024

ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY

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上海節(jié)能 No.08

2018

間不能有空氣直接流通。試劑儲存和準備區(qū)為最

潔凈的區(qū)域，從標本制備到測序反應需要的試劑都

在此配置和儲存，若該區(qū)域被污染，整個流程乃至

最終測序結(jié)果都將受到影響，因此，維持各區(qū)間的

壓力梯度非常重要。實驗室壓力梯度是通過控制

該區(qū)域內(nèi)的送風量和排風量來實現(xiàn)的，送、排風機

均為變頻風機，送風系統(tǒng)與排風系統(tǒng)互為聯(lián)鎖，根

據(jù)各區(qū)域壓力梯度要求進行控制。通過調(diào)節(jié)風機

頻率及送風、排風管道上的文丘里變風量閥實時匹

配送風及排風量，排風風機先于送風機啟動，后于

送風機停止。該項目實驗室平面布置及壓力梯度

設(shè)置見圖1。

圖1 實驗室平面布置及壓力梯度示意圖

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 室內(nèi)參數(shù)要求

實驗室設(shè)備均有溫濕度要求，溫濕度過高會影

響設(shè)備的使用壽命。此外，溫濕度還應滿足工作人

員舒適性要求，如樣本制備區(qū)工作人員需穿實驗

服、戴口罩、戴護目鏡等不利散熱設(shè)備，室內(nèi)溫度應

控制在 22～24 ℃，而放置測序儀的房間濕度應在

20%～60%之間，以便儀器獲得最佳性能。

3.2 送風系統(tǒng)

NGS、PCR 實驗室沒有嚴格的凈化要求，但為

避免交叉污染，該項目采用了全新風系統(tǒng)，潔凈級

別按十萬級考慮，氣流組織采用上送側(cè)下回形式。

NGS、PCR分別設(shè)置一套無級變量新風機組對實驗

室各區(qū)域進行送風，承擔室內(nèi)熱濕負荷。新風機組

功能段包括初中效段、加熱段、表冷段、加濕段、風

機段等，其冷熱水由大樓四管制風冷熱泵提供，各

區(qū)域末端送風口均設(shè)置高效過濾器。各實驗區(qū)域

及緩沖間送風支管上均設(shè)置文丘里變風量閥，調(diào)節(jié)

室內(nèi)壓力。各房間設(shè)有送風和排風進行通風換氣，

稀釋有害物濃度。送風具體布置見圖2。

3.3 排風系統(tǒng)

實驗室各區(qū)域內(nèi)的通風換氣對減少實驗室前

一次檢測過程中遺留或擴增產(chǎn)物的污染非常重要，

各區(qū)域通風換氣大于 10 次/h。樣本制備間、擴增

區(qū)內(nèi)設(shè)生物安全柜，該項目由于空間受限，生物安

全柜與房間排風共用一套系統(tǒng)。排風支管上設(shè)文

丘里變風量閥，廢氣高空排放至屋頂，經(jīng)初效、活性

炭吸附、高效過濾后排至大氣。排風量根據(jù)各區(qū)域

壓力要求、設(shè)備要求、送風量等匹配設(shè)置。排風機

組變頻運行，調(diào)節(jié)室內(nèi)風量及壓力。排風具體布置

見圖3。

172

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2024年第 01 期

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節(jié)

能

工

程

與

經(jīng)

濟

4 結(jié)語

NGS、PCR 實驗室是目前臨床檢測的重要手

段，其空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計重點是根據(jù)建筑功能的分區(qū)設(shè)

置壓力梯度。標本制備區(qū)由于靈敏性高，極其微量

的氣溶膠污染也會造成假陽性的檢測結(jié)果，因此相

對于鄰室區(qū)域，房間需維持正壓；分析區(qū)可能會用

到一些有毒物質(zhì)，因此廢氣排風系統(tǒng)必須經(jīng)過吸

附、過濾處理后方可高空排至室外。結(jié)合建筑平

面、工藝流程，通過設(shè)置緩沖走廊、緩沖間、傳遞窗，

及配置合理的空調(diào)、通風系統(tǒng)，才能保證實驗室可

靠、安全地運行。

參考文獻

［1］高通量測序技術(shù)［M］.北京：科學出版社，2019.

［2］醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室工作導則［S］.

［3］趙凌云.吳青.曹志國.PCR 實驗室暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計若干問題探討

［J］.建筑設(shè)備技術(shù).2020（6）117.

［4］醫(yī)院通風空調(diào)設(shè)計指南［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019.

圖2 實驗室送風平面示意圖

圖3 實驗室排風平面示意圖

某腫瘤醫(yī)院NGS、PCR實驗室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計淺析

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上海節(jié)能 No.08

2018

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2024

上海市能源經(jīng)濟相關(guān)信息

——2023年1-10月

Shanghai Energy Economic Related Information

from Jan. to Oct. in 2023 Accumulatively

注：

1. 資料來源：上海市統(tǒng)計局綜合處(指標1～9)

2. 規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)：為年主營業(yè)務收入2000萬元及以上的工業(yè)企業(yè)

3. 根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)一要求，各?。òɑ鶖?shù)未調(diào)整地區(qū)）月度投資總量數(shù)據(jù)不能對外發(fā)布

指標名稱

1. 全市工業(yè)總產(chǎn)值（億元）

2. 規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值（億元）

3. 高技術(shù)產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值(億元)

4. 工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)制造業(yè)總產(chǎn)值（億元）

#新能源(億元)

高端裝備(億元)

生物(億元)

新一代信息技術(shù)(億元)

新材料(億元)

新能源汽車(億元)

節(jié)能環(huán)保（億元）

數(shù)字創(chuàng)意（億元）

5. 規(guī)模以上工業(yè)綜合能源消費量（萬tce）

6.﹟五大高載能行業(yè)

7. 單位產(chǎn)值能耗（tce/萬元）

8. 能源業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值/億元

8.1 電力、熱力生產(chǎn)和供應業(yè)

8.2 燃氣生產(chǎn)和供應業(yè)

8.3 水的生產(chǎn)和供應業(yè)

9.規(guī)模以上工業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量

9.1 原油加工量（萬t）

9.2 汽油(萬t)

9.3 柴油(萬t)

9.4 發(fā)電量(億kWh)

指標名稱

10. 居民消費價格

10.1 居民消費價格總指數(shù)

10.2 水電燃料價格

11. 工業(yè)生產(chǎn)者出廠價格指數(shù)

12. 工業(yè)生產(chǎn)者購進價格指數(shù)

12.1 燃料、動力類

累計

34079.10

32054.55

6412.84

14064.67

595.86

2119.08

1402.71

4018.64

2371.34

3092.36

724.68

63.94

4007.49

3074.76

0.125

累計

1312.05

409.52

83.37

累計

2052.04

461.88

530.79

790.95

以上年同期為100的指數(shù)

當月

100.4

100.1

99.6

99.5

95.9

同期增長/%

0.1

0.1

-13.5

-1.1

26.2

7.8

-4.4

-22.3

-0.6

35.2

-1.6

-29.6

1.8

0.9

1.6

同期增長/%

5.1

0.8

6.2

同期增長/%

21.3

16.3

24.0

5.1

累計

100.4

99.5

99.8

98.9

96.3

環(huán)比

99.7

100.3

100.3

101.1

101.5

174

光伏異質(zhì)結(jié)電池成套

裝備及工藝

1 基本信息

產(chǎn)品名稱：光伏異質(zhì)結(jié)電池成套裝備及工藝

規(guī)格型號：OAK-Q、BAMBOO、LOTOS型

產(chǎn)品類型：新能源和可再生能源利用類

生產(chǎn)企業(yè)：理想萬里暉半導體設(shè)備（上海）股份有限公司

2 企業(yè)介紹

理想萬里暉半導體設(shè)備（上海）股份有限公司是從事新能源、集成電

路、新型顯示行業(yè)的高端設(shè)備制造商，通過自主研發(fā)，形成以研制開發(fā)異

質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)用于PECVD設(shè)備、PVD設(shè)備、異質(zhì)結(jié)電池成套裝備及工藝

產(chǎn)品、集成電路PECVD覆膜設(shè)備、新型顯示AMOLED-PECVD設(shè)備為主

的高端設(shè)備及整線集成供應商。

公司年產(chǎn)值超過2億元，通過ISO 9001質(zhì)量管理體系認證、知識產(chǎn)

權(quán)管理體系認證，擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)，公司及全資子公司已

獲得境內(nèi)專利114項（其中發(fā)明專利39項）、境外專利5項、軟件著作權(quán)

22項，2019年被認定為“國家高新技術(shù)企業(yè)”，2020年被認定為上海市

“專精特新”中小企業(yè)，上海市科技小巨人培育項目，產(chǎn)品被列入“上海市

創(chuàng)新新產(chǎn)品推薦目錄”。

3 產(chǎn)品介紹

產(chǎn)品具有明顯的技術(shù)、性能和經(jīng)濟性方面的優(yōu)點：

175

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節(jié)能產(chǎn)品

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1）異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)推動節(jié)能技術(shù)的最重要技術(shù)發(fā)展方向之一

光伏電池有HJT（異質(zhì)結(jié)電池）、PERC、TOPCON三種技術(shù)，其中HJT電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高（現(xiàn)已達

到26.81%）。

2）理想萬里暉異質(zhì)結(jié)裝備和工藝引導行業(yè)技術(shù)方向

（1）理想萬里暉是國內(nèi)首家提供國產(chǎn)研發(fā)型和量產(chǎn)型異質(zhì)結(jié)電池發(fā)電層沉積設(shè)備的國產(chǎn)設(shè)備商。

2013年，理想萬里暉首臺研發(fā)設(shè)備與進口設(shè)備性能相當，甚至略優(yōu)于進口設(shè)備。作為唯一投標的國

產(chǎn)廠商在國際招標上以技術(shù)優(yōu)勢中標，打破了該領(lǐng)域的國外壟斷，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

（2）理想萬里暉的設(shè)備生產(chǎn)異質(zhì)結(jié)電池光電轉(zhuǎn)換效率高。

2022年，公司提供的PECVD設(shè)備在隆基綠能實驗室實現(xiàn)了N型HJT電池26.81%的單結(jié)晶硅電池光電

轉(zhuǎn)換效率，打破了2017年由日本在該領(lǐng)域所創(chuàng)造的26.70%世界紀錄，代表了目前該行業(yè)電池轉(zhuǎn)換效率的

最高水平。

4 產(chǎn)品適用領(lǐng)域及經(jīng)濟性分析

適用領(lǐng)域：該產(chǎn)品為公司自主研發(fā)，為異質(zhì)結(jié)太陽能電池生產(chǎn)所用。公司產(chǎn)品在異質(zhì)結(jié)太陽能電池生

產(chǎn)領(lǐng)域客戶占比率超過50%，市場占有率超過30%。

經(jīng)濟性分析：投資回收期一般為兩年半左右。

5 應用案例

實施企業(yè)：宣城華晟光伏科技有限公司

實施時間：2022年4月

項目情況：理想萬里暉異質(zhì)結(jié)電池整線設(shè)備從2022年開始投入運行至今，整線所有設(shè)備運行情況良

好，保證了系統(tǒng)正常、安全，同時技術(shù)指標達到了驗收要求。

使用效果：整線的產(chǎn)能、產(chǎn)品良率、碎片率、薄膜覆膜均勻性等指標均滿足運行技術(shù)要求，在運行中體現(xiàn)

了高效率的特點，良好的經(jīng)濟性得到體現(xiàn)，為促進清潔能源的發(fā)展提供了有益的設(shè)備保證。

產(chǎn)品來源：上海市能效中心《節(jié)能減排技術(shù)產(chǎn)品推廣目錄》（2023年版）1

176

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節(jié)

能

產(chǎn)

品

1 基本信息

產(chǎn)品名稱：磁懸浮相變自然冷卻技術(shù)

產(chǎn)品規(guī)格型號：PCCS系列

產(chǎn)品類型：制冷與空調(diào)類

生產(chǎn)企業(yè)：克萊門特捷聯(lián)制冷設(shè)備（上海）有限公司

2 企業(yè)介紹

公司成立于1971年，具有50多年的制冷空調(diào)產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗，擁有著名的意大利中央空調(diào)生產(chǎn)廠家，

是歐洲乃至世界空調(diào)制冷市場上享有盛譽的跨國公司。公司在意大利、印度和中國全資擁有13個生產(chǎn)工

廠，占地面積10萬m2

。在亞洲有商用空調(diào)、風冷水冷中央空調(diào)產(chǎn)品及機房精密空調(diào)的生產(chǎn)基地、用戶培訓

及中國零配件供應中心。上海工廠對遍布全國的銷售及服務網(wǎng)絡(luò)給予全面的技術(shù)支持、快捷全面的零配件

供應和細致周全的用戶技能培訓，以保證服務的質(zhì)量和速度。

3 產(chǎn)品介紹

立足“節(jié)能低碳”，克萊門特磁懸浮自然冷卻系統(tǒng)精準聚焦高能耗數(shù)據(jù)中心，有效實現(xiàn)PUE低至1.15目

標，在“磁懸浮無油技術(shù)”“蒸發(fā)冷卻技術(shù)”“自然冷卻技術(shù)”“動力熱管技術(shù)”四大核心技術(shù)加持下，該系統(tǒng)能

夠有效助力數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)算力提升。

磁懸浮相變冷卻技術(shù)是指采用泵送相變制冷原理的冷卻系統(tǒng)解決方案，其主要由室外散熱模塊、室內(nèi)

末端吸熱模塊和冷量輸配模塊組成，滿足中高密度服務器散熱、分布式模塊化快速部署、節(jié)能高效等需求。

系統(tǒng)主要由室外散熱模塊、室內(nèi)末端吸熱模塊和冷量輸配模塊等組成。其中，室外散熱模塊是泵送相

變冷卻系統(tǒng)方案的核心，即冷源側(cè)，可以滿足在中國所有地區(qū)氣候條件下穩(wěn)定運行，全年大部分時間實現(xiàn)無

“制冷壓縮循環(huán)”的免費冷卻。該系統(tǒng)具備高適應性、快速交付及成本優(yōu)勢，以相變冷卻系統(tǒng)為散熱核心，大

大提升數(shù)據(jù)中心算力，目前已由克萊門特等合作伙伴在百度數(shù)據(jù)中心全面實現(xiàn)規(guī)?；渴?。隨著今后的發(fā)

展、成本的降低，磁懸浮相變自然冷卻技術(shù)有著很好的市場競爭力和廣闊的應用前景。

4 產(chǎn)品適用領(lǐng)域及經(jīng)濟性分析

適用領(lǐng)域：該產(chǎn)品系列是能源、資源利用效率提升技術(shù)產(chǎn)品，主要應用于新建數(shù)據(jù)中心、在用數(shù)據(jù)中心

改造。

磁懸浮相變自然冷卻技術(shù)產(chǎn)品

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節(jié)能產(chǎn)品

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經(jīng)濟性分析：以“蒸發(fā)冷型磁懸浮相變自然冷卻系統(tǒng)”和“水冷磁懸浮+板換冷凍水系統(tǒng)”兩個系統(tǒng)，在總

需求冷量2 050 kW的前提下，針對初投資、運行費用等方面進行有效分析，投資回收期約為3年。

5 應用案例

實施企業(yè)：百度云計算技術(shù)（山西）有限公司

實施時間：2019年12月

項目情況：在百度云計算（陽泉）數(shù)據(jù)中心，使用冰川相變系統(tǒng)，室外制冷主機為克萊門特PCCS系列蒸

發(fā)冷磁懸浮相變機組，末端為克萊門特F系列風墻系統(tǒng)及其它配套設(shè)施。

使用效果：該系統(tǒng)配置有冷媒泄漏檢測設(shè)備，可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)冷媒泄漏，運行維護方便。系統(tǒng)內(nèi)每臺主

機和末端均配置獨立控制器，可單獨控制每個主機和末端的運行參數(shù)、運行狀態(tài)等。經(jīng)實際測試，空調(diào)系統(tǒng)

全年CLF值可達到0.07以下，該制冷系統(tǒng)模式已經(jīng)成為百度未來規(guī)?；瘧梅桨浮?/p>

產(chǎn)品來源：上海市能效中心《節(jié)能減排技術(shù)產(chǎn)品推廣目錄》（2023年版）2

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節(jié)

能

產(chǎn)

品

DLC直接浸沒式液冷技術(shù)

1 基本信息

產(chǎn)品名稱：液冷機柜

規(guī)格型號：微型一體化液冷機柜數(shù)據(jù)

中心液冷機柜5G BBU液冷機柜

產(chǎn)品類型：制冷與空調(diào)類

生產(chǎn)企業(yè)：網(wǎng)宿科技股份有限公司

2 企業(yè)介紹

網(wǎng)宿科技股份有限公司是全球領(lǐng)先的云分發(fā)及邊緣計算公司，業(yè)務遍及全球70多個國家和地區(qū)。通過

提供內(nèi)容分發(fā)與加速（CDN）、邊緣計算、云安全、SD-WAN、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品及解決方案，幫助客戶業(yè)務創(chuàng)新，

是客戶數(shù)字化升級值得信賴的合作伙伴。公司2009年10月在深交所上市（股票代碼300017），服務的客戶

超過3 000家。公司總資產(chǎn)105.7億元，近三年營收超過160億元。

公司是國內(nèi)最早布局綠色環(huán)保液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品線的企業(yè)，在該領(lǐng)域已取得專利數(shù)十項，并獲得工信

部、國管局、中國質(zhì)量認證中心、中國電子學會等部門的多項節(jié)能技術(shù)認證。

3 產(chǎn)品介紹

DLC直接浸沒式液冷技術(shù)是一種將IT設(shè)備完全浸沒在冷卻液中的液冷技術(shù)，通過對流換熱，在冷卻液

中實現(xiàn)IT設(shè)備的散熱，然后再將熱量傳遞給二次冷卻設(shè)備去處理。

該技術(shù)顛覆傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冷卻方式，液體換熱取代傳統(tǒng)空氣換熱，散熱能耗降低60%~80%，服務器能

耗降低10%~20%，制冷能耗降低90%，PUE逼近1.0，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，同等算力下減碳超過39%。液

冷數(shù)據(jù)中心選址不受氣候條件限制，靜音舒適，噪音值遠低于國家標準，適用于各類型場景的新建及改造的

數(shù)據(jù)中心。

4 產(chǎn)品適用領(lǐng)域及經(jīng)濟性分析

適用領(lǐng)域：技術(shù)具備模塊化優(yōu)勢，工廠集成式生產(chǎn)?？筛鶕?jù)尺寸、功能模塊隨時按需擴展。微型一體化

液冷機柜，適用于邊緣場景，可直接放置在辦公區(qū)域。數(shù)據(jù)中心液冷機柜，適用于大規(guī)模部署，兼具擴展靈

活、易部署、高密度、綠色環(huán)保的特點。5GBBU液冷機柜適用運營商基站場景，高功率密度、更低運行成本。

經(jīng)濟性分析：相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，該產(chǎn)品建設(shè)投資約多30%，運行成本節(jié)約25%以上。投資回收期約在

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SHANGHAI ENERGY SAVING

上海節(jié)能 No.01

2024

節(jié)能產(chǎn)品

ENERGY SAVING PRODUCTS

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海節(jié)能 No.08

2018

2-3年。

5 應用案例

實施企業(yè)：上海云宿科技有限公司

實施時間：2021年5月

項目情況：項目共部署浸沒式液冷機柜504個，IT設(shè)備運行平均負載11 kW。設(shè)計PUE小于1.1。

使用效果：應用綠色高效節(jié)能的浸沒式液冷技術(shù)，節(jié)約大量數(shù)據(jù)中心冷卻能耗，同時IT設(shè)備去除風扇還

降低了IT能耗。運行期間，綜合PUE達到1.083，由于IT設(shè)備在液冷系統(tǒng)中運行不需要風扇，額外節(jié)能15%

左右，節(jié)能效果顯著。

產(chǎn)品來源：上海市能效中心《節(jié)能減排技術(shù)產(chǎn)品推廣目錄》（2023年版）3

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