為了確定工作或事情順利開展，常常要根據具體情況預先制定方案，一份好的方案一定會注重受眾的參與性及互動性。方案要怎麼制定呢？下面是小編整理的優化方案4篇，僅供參考，大家一起來看看吧。
優化方案 篇1
論文摘要：熱浸鍍鋅是目前國內應用最多的一種鍍鋅方式，本文提出了熱鍍鋅優化工藝及降低鋅耗途經，採用優化後的熱鍍鋅技術，能有效實現降低熱鍍鋅成本及鋅鋅耗是鍍鋅企業所面臨的重要問題。
論文關鍵詞：熱鍍鋅,鋼構件,優化工藝,降低鋅耗
1．引言
表面鍍鋅作為一種鋼鐵製品表面處理的最常用方式之一，自它誕生起就一直被廣泛的應用於各行各業之中。熱浸鍍鋅是目前國內應用最多的一種鍍鋅方式，它能使工件獲得較厚的鍍鋅層，一般鋅層平均厚度可達到50微米以上，並具有鍍層均勻、附著力強、使用壽命長等優點。其傳統工藝流程主要是先去除工件表面油汙，再將工件酸洗除鏽，水洗後放入溶劑中清洗（溶劑有氯化銨、氯化鋅或是氯化銨和氯化鋅的混合液等），然後將工件放入鍍鋅槽中鍍鋅，最後甩幹整修後完成。
國外發展了多種熱鍍鋅技術。包括在鋅浴中新增合金元素的多元合金、鋅錳合金、鋅鎂合金和鋅鎳合金熱鍍鋅以及高溫鍍鋅。在熱鍍鋅過程中，由於一般國內熱鍍鋅廠普遍採用濃硫酸、濃鹽酸等強腐蝕性溶液作為酸洗溶劑，使得工件在經過熱鍍鋅後，工件也會發生氫脆現象，個別還會有工件表面被過度腐蝕，形成表面缺陷。另外由於加工工藝以及工件的幾何形狀，有時會產生鋅料黏結的現象。如螺栓熱鍍鋅時，螺栓的螺紋處常會產生鋅料黏結的情況，影響螺栓的正常使用。
針對以上情況，也相應的產生了一些新的工藝。如嘉興平湖某熱鍍鋅廠在酸洗這個環節上就採用了不同於傳統的溶液配方進行工件的除鏽，其所用溶液腐蝕性大大降低，但卻仍能達到除鏽的目的。
2．熱鍍鋅優化工藝
2．1工藝流程
優化後的工藝流程如下：鋼構件→複合除鏽劑除鏽→溫水水洗→複合助鍍劑(除鐵)→熱鍍鋅→水冷卻→低鉻鈍化→檢驗→包裝。
2．2熱鍍鋅優化工藝
熱鍍鋅優化工藝是指使工藝更加合理、趨於科學，其目的在於提高鋼構件表面質量，減少影響鋅耗的鐵及其它雜質的產生量及控制不合格產品的發生，降低鍍鋅成本。以批量熱鍍鋅生產為例，具體有以下方面優化。
2．2．1酸洗、水洗工序的優化
酸洗工序主要是除去鋼構件表面的鐵鏽，鍍鋅時融熔的鋅才能與鋼基體反應生成鍍鋅層。若酸洗不乾淨表面還殘留鏽斑未被除掉，工件進入融熔的鋅液時鏽斑阻礙鋼基體表面與鋅反應生成鋅鐵合金層，從而產生漏鍍點(塊)，導致返工重鍍；單一酸溶液在新酸或浸泡時間長會導致構件表面出現過腐蝕和析氫現象，過酸洗時產生了粘附性很強的泥渣，在鋼表面很難沖洗掉，就無法鍍上溶劑，析氫現象在鋼基體內貯存的氫氣在鋅液中受熱釋放破壞了鍍鋅層的結晶而產生灰斑，導致工件漏鍍返工重鍍甚至報廢。水洗工序主要是洗掉工件表面的鐵鹽及雜質，減少鋅灰、鋅渣的生成。
（1）區別工件鏽蝕程度分開酸洗
進入熱鍍鋅生產線的工件，包括待熱鍍鋅工件和預製件，在存放期間要防止嚴重鏽蝕。對於已經出現嚴重鏽蝕的鋼製件和一般輕微鏽蝕的鋼製件要分開進行酸洗。腐蝕程度不同，酸洗時間亦應不同，以防止輕微腐蝕的鋼製件在酸洗時出現過酸洗，避免析氫現象和鋼製件表面出現麻坑。對嚴重鏽蝕的工件採取方法：①物理機械除鏽法，酸洗一定時間後針對部分未脫鏽層用小鐵鏟剷除；②酸洗浸溼工件後再吊出放置10~24小時讓工件生成新鏽，這樣除鏽效果好；③在中等濃度酸中浸泡一定時間用抽酸電機抽酸使酸液產生波動，沖刷掉附著的鏽皮。為避免工件重疊酸洗不乾淨，在工件酸洗前進行裝筐，對角鋼工件隔開疊放或裝入特製的筐具中，對鋼板工件進行掛籠酸洗，這樣酸洗速度又快又好。
（2）使用複合除鏽劑代替單一的鹽酸或硫酸水溶液除鏽
單一鹽酸溶液易揮發，易過酸洗，少量油汙不能很好清除，本廠除鏽主要採用鹽酸再加複合溶劑，複合溶劑中有烏洛托品、SLS活性劑、TX-10、新增劑，其優點在於酸洗速度快而不過酸洗，減少酸霧的逸出揮發，節約鹽酸。一般情況下1t鹽酸可清除40t以上鋼構件表面的鐵鏽，較直接使用鹽酸節省33%左右。常溫複合鹽酸酸洗液配方中的鹽酸是主要成分，烏洛托品是一種緩蝕劑，TX-10具有活化滲透作用，SLS活性劑能起到潤溼和滲透複合作用，同時具有抑制酸霧的作用；新增劑是一種含羧酸的有機物，可與Fe、Fe起絡合作用，降低鹽酸酸洗液中的鐵離子含量，有利於減少鋅液中鋅鐵合金(鋅渣)的產生和提高鋼製件表面鍍鋅層的延展性。
（3）酸洗後採用溫水洗
採用溫水洗，主要是考慮能很好的沖洗、溶解掉粘附在鋼件表面的鐵鹽，減少帶入下道工序(助鍍)中的鐵鹽。因為要達到一定溫度(大於25℃)才能起到快速清除鐵鹽的效果，從節約能源角度考慮，本廠將鋼構件熱浸鍍鋅後水冷卻池中的70℃熱水不斷引進到清洗池中，起到溫水清洗和維持清洗水的潔淨作用。
2．2．2助鍍劑工序的優化
（1）助鍍劑的有效成分和最佳工件條件
鋼構件在熱鍍鋅前浸粘助鍍劑的目的，是為了保證鋼件在熱浸鍍鋅時，使其表面的鐵基體在短時間內與鋅液起正常的反應而生成一層鐵-鋅合金層。其作用機理為：
(a)清潔鋼鐵表面，去除掉酸洗後鋼件表面上的一些鐵鹽、氧化物及其它髒物。
(b)淨化鋼件浸入鋅液處的液相鋅，使鋼件與液態鋅快速浸潤並反應。
(c)在鋼件表面沉積一層鹽膜，可將鋼件表面與空氣隔絕，防止進一步微氧化。(e)塗上溶劑的鋼件在遇到鋅液時，溶劑氣化而產生的氣浪起到了清除鋅液上的氧化鋅、氫氧化鋁及碳黑顆粒等的作用。通常選用的助鍍劑為ZnCl·2NHCl，當工件在浸入鋅液時，助鍍劑鹽受熱後首先發生分解：
ZnCl·2NHCl→ZnCl(NH)+NH↑+2HCl↑
分解釋放出的氨氣和氯化氫氣體與工件表面殘留的氧化物及鋅液表面形成的氧化鋅發生反應：
FeO+NH+2HCl→FeCl(NH)+H0↑
ZnO+NH+2HCl→ZnCl(NH)+H0↑
以氯化鋅和氯化銨混合組成的助鍍液，ZnCl·2NHCl是有穩定成分的化工雙鹽，易結晶在鋼件表面。其中NHCl在助鍍劑中的作用是最根本的，但NHCl易揮發，所以含量不能太高，以避免工件在浸鋅過程中形成過多的煙霧。ZnCl起到塗層作用，可減少工件在酸洗之後和浸鋅之前的氧化。同時，以ZnCl·2NHCl為氯化鋅和氯化銨混合組成基礎的助鍍劑有很好的自動乾燥效果。據研究報道，在歐洲氯化鋅和氯化銨混合比約為0.8；在美國及日本通常採用三鹽ZnCl·3NHCl或四鹽ZnCl·4NHCl溶液，銨鋅比約為1.2~1.6；國內熱鍍鋅通常不烘。
幹或烘乾效果不佳，同時考慮使用成本，推薦採用1.2~1.6銨鋅比。為保持生產正常進行，一定要保持氯化銨濃度高於氯化鋅濃度0.05~0.07g/l效果最好，不能只規定氯化銨與氯化鋅濃度的總量值，一旦氯化鋅的濃度高於氯化銨的濃度，工件表面就會出現針孔狀的漏鍍。
（2）助鍍劑中鐵離子含量的控制與去除方法
助鍍劑中的鐵離子不僅增加了助鍍鹽殘餘物的黏度及清除的難度，而且由於鐵離子的存在，還增加了助鍍鹽在工件表面結晶所需要的時間；更重要的是，助鍍劑中的鐵離子含量高會導致鋅渣量的增高，造成無效的鋅耗。據報道：1份鐵與鋅液結合可以形成25份的鋅渣。就助鍍劑而言，減少鐵離子的措施，需要新增以烏洛托品和FHX—1為主要成分的緩蝕劑，有機活性劑。加入一定的有機活性劑後可以使助鍍劑的分散能力、浸潤能力、乾燥速度增強，避免工件與鋅液接觸發生爆鋅現象。除鐵離子方法在70℃~80℃助鍍溶劑中新增雙氧水和氨水後進行過濾處理。在控制好溶液的pH值在5左右時，鐵離子的'量會大大減少，可以採取每週沉澱一次的方法。通過清除鐵離子，助鍍劑中的亞鐵離子可從10~20g/L降低到0.6g/L以下，鋼構件熱鍍鋅噸耗純鋅降低0.466%~1.007%，平均降低0.737%。如果年產按40000t鍍鋅件計算，按60kg/t消耗算每年最少可節約鋅40000t×60kg/t×0.737%=17.688t鋅錠；鋅錠按20xx年上半年平均29000元/t計算，每年可節約51.3萬元。
（3）助鍍劑的pH範圍
助鍍劑酸性過強，所有的鐵鹽處於溶解狀態。因此將有更多的Fe隨工件被帶入鋅液中，這將導致更多的細鋅渣的產生。特別是當助鍍劑pH>5.5時，Fe(OH)和Zn(OH)在工件表面沉析，這將阻礙鋅液與鋼基體的接觸，妨礙鋅—鐵反應的進行，造成鍍鋅層表面質量缺陷。當助鍍劑pH在3.5~4.5之間時，溶解狀態的Fe會被空氣中的氧離子逐漸氧化形成在這個pH條件下不能溶解的Fe，並以Fe(OH)的形式從助鍍溶液中沉析出來，有利於用過濾清除裝置將鐵離子和雜質從助鍍劑中排出。
3．2．3鍍鋅工序的優化
鍍鋅工序是鍍鋅中的關鍵工序，鍍鋅鋅鍋的設計使用、鋅液溫度控制、浸鋅時間的控制、鍍鋅起重裝置的使用是鍍鋅要求中的主要控制部分。
（1）鋅鍋的設計使用
鋅鍋的尺寸設計是以滿足最大鍍鋅工件的需要而設計，設計時必須要充分考慮到鍍鋅生產產量及鋅鍋的加熱方式。如果鋅鍋的設計容量太小，鍍鋅時熱量供應不上，鋅液的溫度波動大，鍍鋅工件的質量難以控制，鋅溫波動大鐵質鋅鍋的腐蝕加大，產生的鋅渣多，並直接關係到鋅鍋的壽命和安全。如果鋅鍋的容量太大，電耗大，鋅灰量大。設計一般要求是小時產量與容鋅量為1：(24~40)，在滿足各項要求的情況下，設計中儘可能減少鋅液麵與空氣接觸的面積，這樣能減少鋅液的氧化及鋅灰量的產生。我廠原使用的鋅鍋長×寬×深為11.2m×1.2m×
1.5m，由於生產的需要現使用的鋅鍋為12m×1.5m×1.8m。鋅鍋材料的選用直接關係到鋅鍋的壽命，最先選用低碳鋼材料08F鋼，現在使用的專用新型鋅鍋材料WKS，鋅鍋使用壽命得以延長。在初次使用鋅鍋時在鋅鍋內表面塗抹一層專用防腐塗料保護鋅鍋內表面。初次使用時升溫一定要緩慢，消除鋅鍋焊接時的熱應力，避免產生崩裂。同時需要按要求向鋅液中新增鋅鎳合金或能增加鋅液流動性的稀土多元合金。鋅液中含鎳量以0.06%~0.07%為宜，當含鋁量為0.08%~0.12%時，鍍鋅層與鋼基表面形成五鋁化二鐵(FeA1)中間相層，此層達到一定厚度時，不但可提高鍍層的粘附效能，而且可以減少鋅渣(FeZn)的生成量，平時新增純鋁、電纜鋁絲、鎳粉、稀土粉時不能直接向熔融的鋅液中進行新增，增加鋅液流動性，減少鋅液表面浮渣出現並定期打撈鋅灰鋅渣。標準《輸電線路鐵塔製造技術條件》GB/T2694-20xx中對鋅層厚度要求鍍件厚度t≥5mm，鍍層最小平均厚度86μm，最小平均附著量610g/m2；2≤t鍍層最小平均厚度65μm，最小平均附著量460g/m，標準中未對鍍鋅層上限限制，作為企業來說越接近標準下限越能節約鋅耗。影響鋅層厚度的主要因素是鋅溫和浸鋅時間，當鋅溫低於430℃，鋅鐵擴散速度低，不易生成足夠的鐵鋅合金層，整個鍍層就薄。當溫度高於465℃時鋅層增加，鋅鐵擴散速度加快，當溫度繼續升高，鋅液變稀，鋅層又變薄，但影響到鋅鍋的使用壽命。鋅溫一定要避免在鋅鍋線性腐蝕區480℃和高溫拋物線區500℃~530℃，所以熱鍍鋅工序必須嚴格控制鋅液溫度以保證鍍件質量的穩定前提下降低鋅耗，一般鍍鋅溫度控制在440℃~465℃。浸鋅時間是根據鍍件表面鐵基體與鋅液充分反應生成完整鋅層所需的時間確定，一般是在溫度相同時，鍍件厚度越厚，浸鋅時間越長，隨著浸鋅時間的延長，鍍層增厚，但過分延長浸鋅時間又會使鋅層變脆，反而影響鍍層質量。兩個主要引數中採取穩定鋅溫引數，從而更好地控制浸鋅時間，以前採用半自動式溫度控制系統，溫度波動±3℃~10℃，現採用計算機對溫度進行控制，溫度波動在±1℃~3℃，溫度波動小容易控制浸鋅時間，從而更有效地控制鋅層的厚度，減少純鋅的消耗。
3．結論
通過此熱鍍鋅優化方案的實施，進一步完善和改進了生產工藝，增加生產效率，提高產品質量，降低生產成本。
參考文獻
1 吳起.熱鍍鋅溶劑的除鐵處理焊管[J].焊管,1992,(2):47-48.
2 楊冰,申曉剛,馬林.連續清除熱鍍鋅助鍍劑中鐵離子的工藝技術[J].金屬製品,20xx,24(8):15-16.
3 王琰姣.改進熱鍍鋅工藝,降低鍍鋅鋅耗[J].材料保護,20xx,26 (4):76-78.
優化方案 篇2
深入貫徹落實科學發展觀，按照農村電網改造升級和農電體制改革並進的方針，堅持群眾自願、因地制宜、整鄉（鎮）推進的原則，啟動農網改造升級工作，降低農村電價，促進全縣農村經濟社會快速健康發展。
二、目標要求
（一）總體目標
至“十二五”末期，基本建成“佈局合理、技術先進、安全可靠、節能環保、抗災能力強”的新型農網，全面解決危及電網安全，線路"卡脖子"、裝置"過負荷"以及“低電壓”等問題，使農村居民生活用電得到較好保障，農業生產用電問題得到基本解決，基本實現七個目標：
1、電網建設目標：新建改造低壓線路62.5公里；新建光纖通訊系統、變電站火災報警系統、排程資料網系統、縣供電企業標準化作業管控系統、農網工程管理系統、“低電壓”綜合治理管理資訊平臺、安全防護體系。
（三）工程建設重點
1、全面完成10千伏主幹線的改造升級；
2、全面實現變電站自建光纖通訊率達到100﹪；
3、通過排程通訊資訊網工程建設，實現省、市、縣排程一體化；
4、重點解決城區線路裝置供電“卡脖子”、“ 過負荷”問題；
5、全面解決“低電壓”。
三、保障措施
（一）成立組織機構。為加快全縣農網改造升級步伐，縣政府成立以分管領導為組長，各相關職能部門、各鄉鎮（街道、場、辦）主要負責人為成員的全縣電網建設暨農網改造升級協調領導小組，領導小組下設辦公室，辦公室設縣工信委。各相關職能部門、各鄉鎮（街道、場、辦）也應成立相應組織機構，並明確一名分管領導具體負責。
（二）明確工作職責。農網改造升級工作涉及千家萬戶，任務重、難度大、時間緊，必須明確工作職責，全力推進工作。鄉鎮（街道、場、辦）要全力支援農網改造升級工作，建立幹部包村、責任到人的工作機制，鄉鎮（街道、場、辦）主要領導對轄區內農網改造升級工作的重大問題要親自協調，督促落實。做好群眾工作，優化施工環境，妥善化解電網建設中產生的矛盾糾紛，認真協調並全面完成徵地拆遷、青苗補償等工作；電力部門作為農網改造升級工程建設的實施主體，要認真搞好專案申報、計劃審批、勘測設計、材料供應、組織施工、安全監管等工作，嚴格按照有關要求，精心組織，安全施工，文明施工，確保工程質量；縣工信委是全縣農網改造升級的綜合協調部門，要加強與各部門、各鄉鎮（街道、場、辦）的聯絡，搞好農網改造升級工作的組織協調；宣傳部門要加大對農網改造升級工作的宣傳，做到家喻戶曉；國土資源、林業部門負責協調解決工程建設過程中有關土地、林地佔用、青苗補償、林木砍伐等問題；建設規劃部門對佔用電網設施建設用地及輸電線路走廊的違章建築要嚴厲制止；公安部門要嚴厲打擊惡意阻工、強行攬工、偷盜器材等違法犯罪行為，為工程建設提供良好的法制環境；城管部門對電網建設需要道路開挖時，要給予全力支援；交通運輸部門要確保道路運輸暢通，為材料運輸提供通暢、便捷、安全的運輸環境，協調解決在電網建設過程中影響交通等問題。其它各有關部門要各司其職，確保農網改造升級工作順利推進。
（三）強化督查考核。農網改造升級工作實行目標管理，責任層層分解。縣政府將與各部門、各鄉鎮（街道、場、辦）簽訂目標責任書，嚴格實行考核、獎罰制度。縣政府將農網改造升級工作納入目標管理進行考核，對完成任務好的部門、鄉鎮（街道、場、辦），給予通報表彰；對因工作不落實、措施不得力等主觀原因未完成農網改造升級任務的進行通報批評並追究相關人員責任。
優化方案 篇3
引言
基於鐵路運輸增加運量和節能減排的考慮，車輛的輕量化設計越來越受到重視。國外關於優化設計方面的研究起步較早，專家Van Campen D.H.，Schoofs A.J.G等早在1994年就提出了結構優化設計及試驗設計的理論。伴隨軟硬體技術的進步，尤其是多學科優化軟體Isight的普及，國內很多專家、學者針對軌道車輛裝置的優化設計進行了研究：北京交通大學的胡博以CRH3-EC01車體型材厚度尺寸為設計變數對車體進行了輕量化研究，實現減重7.0%;大連交通大學的丁彥闖等建立了鐵路客車轉向架構架引數化模型，以鋼板厚度為設計變數，最終實現構架減重6.29%;長春軌道客車股份有限公司的馬夢林對伊朗地鐵車輛牽引樑的結構進行了拓撲優化設計，在滿足各工況強度要求的基礎上實現了材料的合理分佈;北京交通大學索雪峰對動車組M2S 車下懸掛裝置進行了佈局優化，使車體在不需要配重的條件下達到了平衡。但是對於軌道車輛核心部件的車載櫃體還缺乏相關的研究。
車載櫃體如牽引變流器、輔助變流器、高壓箱、供電箱、制動電阻等是實現軌道車輛正常執行的重要部件。出於可靠性方面的考慮，在進行輕量化設計的同時，車載櫃體還需滿足結構強度、振動模態、疲勞壽命等方面的要求。
本文提出了一種車載櫃體的優化整合設計方法，即採用專業前處理軟體建立車載櫃體的有限元模型，然後在優化軟體Isight中整合靜強度模擬、模態模擬，以板厚作為優化變數，利用Pointer專家系統優化技術尋找最優方案，並通過成熟的疲勞計算程式對優化方案進行驗證，最終實現了對車載櫃體的優化設計。
模型描述
車載櫃體是一個複雜的系統，包括櫃體骨架、安裝器件、門元件、線纜、母排、緊韌體等，其中骨架和安裝器件佔櫃體總質量的85%以上，進行輕量化設計時需著重考慮。安裝器件關係到車載櫃體的功率、容量等電學效能，需要通過控制系統模擬和電磁模擬進行優化。骨架由鈑金件焊接而成，因此表徵鈑金件母材特性的板厚引數可作為車載櫃體優化設計的重要引數。
優化演算法
進行車載櫃體的優化設計時，除了需要有可靠的優化模型外，還需要選擇效率和計算精度都比較高的優化演算法。按照優化過程中對約束的處理方法、樣本選擇方法等不同，優化演算法可以分為梯度法、直接法和全域性優化法3類：
(1)梯度法利用了函式的導數、梯度等數學特徵，是解決目標函式和約束函式為非線性、連續、可微函式這類問題的理想方法。計算時，首先計算初始點周圍的梯度，然後根據沿梯度最大方向選擇下一設計點，以同樣方法依次選擇下一設計點，直至最終確定最優解。對於連續及單峰的設計空間，該方法能有效地找到梯度下降最快方向;但最優結果很大程度上取決於初始點的選擇，易陷於區域性最優解，通常用於在某一設計點周圍搜尋區域性最優解。Isight中的梯度優化演算法有連續二次規劃法、廣義梯度下降法、修正可行方向法及多功能優化系統技術等。
(2)直接法只需利用直接計算得到的函式值來評估尋優方向，無需計算梯度，即不需要連續的設計空間，且引數型別無限制;通過評估基準點周圍某種模式下的效能指數確定搜尋方向，搜尋階段可以設定較大步長，比較適合解決中等規模(10~50 個)設計變數的問題;但不支援平行計算，需要的計算時間較長，且最優結果在某種程度上依賴於初始值。Isight中直接法有下山單純型演算法、Hookes Jeeves演算法等。
優化設計案例
問題提出
它在軌道車輛的電傳動系統中起到控制高壓線路通斷的作用，總質量為87.5 kg，骨架部分材料為不鏽鋼，屈服極限為205 MPa。模態模擬顯示櫃體一階固有頻率為22.0 Hz，靜強度模擬的最大Von Mises應力和疲勞模擬最大1 應力如表1 所示。可以看出，最大V o nMises 應力遠低於材料屈服極限，總體損傷小於1 ，具有很大裕量，可以進行輕量化設計以降低成本。
優化過程整合
依據標準規定，車載櫃體需進行靜強度模擬、模態模擬、隨機振動疲勞模擬。靜強度模擬、模態模擬一般需要幾分鐘到幾十分鐘的計算時間;而基於模態疊加法的隨機振動疲勞模擬一般需要8 h 以上的計算時間，並且一個工況的輸出檔案達數百GB，因此不宜將其嵌入優化流程中。可將靜強度模擬和模態模擬整合到優化軟體中尋找最優方案，再通過隨機振動疲勞模擬驗證方案的可行性。
結語
通過在Isight軟體中建立基於有限元模擬的優化流程，實現了車載櫃體的優化設計，實現了前處理軟體、Isight、Abaqus及ANSYS這 4個軟體之間的資料傳遞。該方法同樣適用於基於相同標準的其他模型的優化設計。
通過對某車載櫃體進行優化設計，實現減重11.5%，並且驗證是可行的，達到了優化的目的。這對今後的櫃體設計將有重要的指導意義，並可推廣應用到其他屏櫃類產品。
上述優化整合方法採用了與結構模擬相同的有限元模型，在軟硬體滿足要求的情況下可以同時進行結構模擬和優化設計，大大縮短了產品的設計週期 ;另外優化中還可加入D O E 工具，減小設計變數的樣本空間，提高優化模擬的效率。
優化方案 篇4
[論文關鍵詞]通訊機房；節能；空調
[論文摘要]文章結合目前通訊機房空調裝置產品存在的問題及空調資源的合理優化和合理配置，對通訊機房的空調系統節能潛力進行分析，涵蓋空調產品的節能及資源優化設計等內容，從四個方面來闡述空調系統的節能手段，並提出各種手段的可執行方式和具體措施。
在我國目前經濟高速發展的同時降低能源消耗是今後必須實現的目標，是經濟可持續健康發展的重要保障。對通訊行業而言，實現資源節約和環保的戰略目標，其中的一個重要著眼點就是要大力推動以節能降耗為重點的裝置更新和技術改造，加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工藝、裝置和產品。根據通訊部門多年來的統計資料分析，通訊行業的運營成本主要是電耗成本，而在電耗成本中，機房空調的電耗約佔總電耗50％以上。可以說降低空調機組的執行費用，能有效降低電信行業的運營成本。
本文結合目前通訊機房空調裝置產品存在的問題及空調資源的合理優化和合理配置對通訊機房的空調系統節能潛力進行分析，涵蓋空調產品的節能及資源優化設計等內容，從四個方面來分別闡述空調系統的節能手段，並提出各種手段的可執行方式和具體措施。
一、機房空調氣流組織的科學化
機房內空調系統氣流組織的科學化是合理解決機房環境要求的必要條件，也是實現節能效應的有效途徑。機房內的氣流組織應包括機房大環境的氣流組織和通訊機櫃內部的氣流組織，所以機房空調氣流組織的科學化解決方案應立足這兩方面予以考慮。
(一)機房送風方式應優先考慮地板下送風
目前通訊機房規劃大多數採用上走線上送風方式，而專用空調上送風方式主要採用風帽直接吹送和風管送風兩種常見方式，但這兩種送風方式由於造成機房內空調送風斷面過大，且系統調節效能較差，不能實現機房內系統總風量的高效、合理的分配。特別是一些發熱量較大的資料、交換機房，由於機房內負荷較大且分佈不均勻，易造成局部發熱源集中區域的區域性分配的送風量不足，熱量不能及時散發而造成區域性過熱現象。且上送風方式由於在整個機房空間內冷、熱氣流混合交叉現象嚴重，製冷效率偏低。
為解決目前機房記憶體在的區域性過熱問題，並使機房內氣流組織的合理高效從而實現較好的節能效果，建議通訊機房在層高滿足的條件下優先採用地板下送風方式。根據實際工程案例進行經濟性分析，下送風方式比上送風方式普遍可節約20％左右的執行費用，節能效應顯著。
地板下送風方案在工程應用中，要達到理想的效果，應注意以下環節：(I)地板下只准通風，嚴禁布放線纜(消防用線纜除外)；(2)架空層下有效淨空高度一般應控制在350～500mm範圍內；(3)送風距離易小於15m。若送風距離超過15m，可以考慮兩側安裝空調送風或地板下安裝風管進行遠距離輸送；(4)地板架空層下的水泥樓面應鋪設不燃燒材料製造的隔熱保溫層和保護層，防止樓層水泥面或下層天花板結露。
(二)機櫃內氣流組織合理化
機櫃內部安裝的裝置產生的熱量能否及時散發到周圍的環境中，一方面要求機房大環境有良好的氣流組織和適宜的環境引數(溫度、溼度等)，另外一方面要求通訊機櫃具備良好的散熱工藝。
通訊機櫃的結構形式應充分考慮散熱工藝的要求，否則會造成熱量在機櫃內部堆積而無法及時散發到周圍的環境中去，從而影響通訊裝置的正常執行，嚴重時會造成通訊裝置故障率明顯增加。目前一些通訊機櫃的結構形式在散熱工藝上存在一些缺陷，可能存在的問題主要包括：(1)機櫃前後門開孔率不足，有些在前櫃門位置還設定有防塵網，造成冷氣進入阻力過大；(2)有些機房通訊機櫃內部堆放的裝置過於密集，氣流流道過於狹窄，內部氣流迴圈不通暢；(3)櫃內氣流組織不合理，冷、熱氣流混合現象明顯；(4)一些散熱量大的通訊裝置機櫃缺少風扇強制排風，僅靠機櫃內部自然排風散熱效果較差。
針對上述目前一些通訊機櫃內部存在的一系列問題，必須在機櫃前期結構研發階段對一些環節進行優化處理：應增加通訊機櫃的櫃門開孔率，內部結構形式尋求更合理的流道設計，散熱量大的機櫃應考慮強制排風，進風量應可以根據櫃內裝置安裝情況進行調節。
根據國內外一些工程的經驗，對一些裝置散熱量較大且採用上送風的機房，可以考慮採用開放型貨架式機櫃。通訊裝置均擱置在完全敞開式的托架平臺上，裝置散發的熱量可以迅速地釋放到周圍環境中，散熱效果得到極大改善，當然這種開放式機櫃也會對裝置安裝管理帶來一些問題。
二、水冷替代風冷或採用雙冷源機組
目前通訊機房空調大多數採用風冷型專用空調機組，這種風冷型機組均為單元式機組，具有安裝靈活、可靠安全的優點，但也存在效能係數較低、執行效能不穩定、受室外環境溫度變化波動較大、室內外機組安裝管線較短、室外機組佔用大量建築面積的缺點。
從節能角度考慮，由於水冷效率明顯高於風冷，水冷機組效能係數高於風冷機組，在通訊機房中推廣水冷型專用空調機組具有一定程度的節電降耗價值，特別是在一些中、大型專案上不但節能效益顯著，而且可以減少空調裝置的投資。
在中、大型專案中無論採用冷凍水型或冷卻水型機組，均能實現一定程度的節能降耗、減少投資的目的，且由於水冷型機組沒有風冷型機組室外機佔用大量安裝位置的問題，提高了建築利用率。但由於水冷型系統中安裝的裝置及閥門等部件較多，系統單點故障點較多，系統在安全可靠性要求上存在隱患。從提高系統的安全可靠性角度出發，在通訊機房專案中推薦採用雙冷源機組。
雙冷源機組常見的主要是風冷+冷凍水型或風冷+冷卻水型兩種機組。在大多數季節中系統主要啟用經濟節能的水冷系統，而在不滿足水冷型機組執行的季節或系統發生故障及檢修維護時才啟用風冷系統。採用雙冷源機組雖然會增加專案的初投資費用，但系統安全可靠性較高，且運營成本可以大大降低。
三、直接利用室外自然冷源
在冬季及室外焓值低於室內焓值的過渡季節時，從室外引入新風作為冷源對機房環境溫度進行降溫處理，是降低機房空調裝置執行能耗的一種有效措施。
根據各地氣象條件特點，在這些季節可以直接利用室外豐富的自然冷源對機房環境降溫，從而可以大大縮短專用空調機組的壓縮機的全年執行時問。這樣不但節約了大量的電能，同時也延長了空調機的使用壽命，減少了空調機組的維護工作量，降低了維護成本。
目前根據這一節能原理開發了不少機房節能空調產品，我們重點推薦兩種在技術上較為成熟，並且在實際工程有過應用、產生了較好的經濟效益的產品予以介紹。
(一)FCX系列節能空調
原理：把室外新風過濾後直接引入節能空調，在機組內新風同室內迴風充分混合後送人溼膜加溼器加溼，然後由送風機將處理後的空氣送入室內。引入室外新風會降低室內空氣的含溼量，通過溼膜加溼器加溼後，提高室內空氣的含溼量。同時，室內空氣通過溼膜後溫度會降低5℃左右。
特點：新風直接引入型節能空調機組沒有傳熱損失，執行效率高。
全年執行時間長，在室外環境溫度低於12℃時，可完全替代機房空調壓縮機制冷，節能效果十分顯著。同時機組配置的溼膜加溼器可以替代機房空調的加溼器，節約大量能源。
FCX系列分體節能空調
FCX-A機組：大風量新風混風型節能空調機組，室外新風過濾後直接進入節能空調，控制系統根據室內外溫度由變頻調速風機控制引入的新風量，保證送風溫度在機房溫度的露點溫度以上，然後由送風機將處理後的空氣送入室內。
FCX-B機組：大風量高餘壓溼膜加溼器，與FCX-A機組配合使用。引入室外新風會降低室內空氣的含溼量，室內空氣通過溼膜加溼器加溼後，提高室內空氣的含溼量。同時，室內空氣通過溼膜後溫度會降低5℃左右。FCX-A機組也在機房內獨立使用替代空調加溼器。
特點：新風直接引入型節能空調機組沒有傳熱損失，執行效率高，全年執行時間長。
在室外環境溫度低於12℃時，可完全替代機房空調壓縮機制冷，節能效果十分顯著。同時機組配置的溼膜加溼器可以替代機房空調的加溼器，節約大量能源。
(二)FCR系列機房節能空調
原理：採用板式顯熱換熱器為核心部件，室內、外空氣在換熱芯體內進行能量交換。室外新風引入顯熱交換器，對室內空氣進行冷卻降溫處理，然後排出室外；被冷卻後的室內空氣再送回室內，達到為機房降溫的目的。
特點：室外空氣引入換熱芯體，與室內空氣熱交換後排除室外，可以保證機房的潔淨度和溼度不受影響。板式顯熱換熱器的材質為耐腐蝕親水鋁箔，採用特殊工藝加工而成。換熱通道面積大風阻小，具有換熱效率高、使用壽命長和維護簡單的優點。
四、確定合理的機房環境溫度
目前機房內的環境引數根據相關的規範及標準要求，溫度一般控制在24℃±2℃，溼度50％±5％左右，而一般通訊裝置電子元器件正常的工作溫度範圍較大，上限一般在35℃～40℃左右。當然設計規範中要求的環境溫度值相對偏低，是考慮到由於氣流組織不合理、冷熱氣流混合交叉、區域性風量分配不足等因素造成機房環境溫度與通訊機櫃內部的溫度有一定程度的溫度梯度差值。這種情況就造成了為了保證機櫃內部的通訊裝置散熱效果良好，必須保證機房過道環境溫度較低，空調裝置保持在送風出口和迴風溫度較低的工況下執行，從而使空調裝置製冷係數降低，能耗損失較大。
減少這部分能耗損失，必須減少機房環境和機櫃內部之間的溫度梯度差。而要實現這一目的，必須改善機房大環境和通訊機櫃內部的氣體流組織，特別是通訊機櫃的結構形式要具備良好的散熱工藝。若機房氣流組織更為科學合理、通訊機櫃散熱工藝有較大改善，特別是採用開放型貨架式機櫃，可以大大減少機櫃內、外的溫度梯度差值。在這種情況下，可以適當提高機房環境溫度的要求，從而可以提高空調送、迴風溫度，通過調整空調裝置執行工況的方式提高製冷係數，降低空調裝置執行能耗。
