设计容量（精选十篇）
设计容量 篇1
1 配电变压器的选择
根据国际《JGJ/T16-92》:“用电设备容量在250KW或需要变压器容量在160KVA以上者应以高压方式供电”的要求, 可知凡是有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器, 但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存在误区。认为变压器有功负荷能力, 容量应按照计算负荷负载或接近满负载选择。其实这是一种错觉, 误认为“满负荷”可以做到物尽其用, 节省投资, 殊不知虽然变压器是一种效率高在95%以上的电气设备 (n=p输出/输入×100≥95%) 。但只有当变压器的负荷在0.5-0.6时才可能实现, 这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据。
当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其它一些因素, 例如环境温度的影响, 降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗, 又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。
至于变压器的过载能力是和起始负荷率、环境温度和通风散热条件等相关的因素有关且只能是应急性质和短时间的。过负载时首要要求不致损坏变压器的绝缘和降低使用帮助为原是, 一年四季中高峰用电是可能会超负荷而低谷时又会出现轻载运行。这‘超’、‘轻’负载两者之间的量和时间基本等同时会起到互补的作用, 但最好不要超负荷15%。
过负荷百分数 (N) 计算公式:
式中:I-变压器实际负荷电流;Ie-变压器额定电流
当然对于设置有强迫风冷的变压器其应急过载能力可达40%~50%, 而且过载断续时间也可适当延长 (但绝不允许过载情况下长期运行) , 这可由产品的技术条件来确定。
综合上述各种因素对选择变压器容量的影响, 从节能、经济、实用、安全可靠出发, 一般选取变压器负荷率在0.65-0.8为宜。
2 电容无功补偿容量的选择和装置
目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为0.9以上, 低压供电者为0.85以上, 为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率因数的目的, 但对于如何正确选择电容器容量的问题上有的设计者错误认为在作施工图设计时只要根据配电变压器容量 (KVA) 的1/3来选取补偿容量 (KVAR) 就可以了。例如当变压器容量为1600KAV时, 选取电容器补偿容量为1600/3=533 (KVAR) 这显然是不正确的。
从上述计算分析可知, 电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷 (有功、无功) 大小有关, 并通过计算求得, 而与变压器的容量大小并无任何关系。
近年来一种具有自愈功能且内装有放电电阻, 体积小, 介质损耗低, 防火, 可靠, 安全性能高的无功补偿干式电容器已代替旧式的油浸电容器, 如国产型号主要有BMMJ型, 进口产品有ABB公司的CLMD型等。
CLMD型电容器更具有高容量和放电速度快的特点, 单台容量可达83KVAR, 放电速度可在电容器离开电源后一分钟端电压下降到50V。
无功补偿电容器在投入运行的瞬间在配电线路上会产生几十倍甚至上百倍额定电流的涌流, 因此要求在配电线路上装设专用的切除电容器接触器。
这种接触器的特点是在产品内部装配有作为限制涌流和强制电容器放电的电阻, 这样就能够限制涌流在电容器额定电源20倍之内和保证电容器在下次投入时其端子最大剩余电压≤50V。
目前国内有B25C-B75C、CLC型和进口ABB和UA-R型等产品可供选择。
3 高原地区环境对常用电器设备容量的影响
根据国家标准, 常用低压电器使用环境的海拨高度为≤2000米, 如果超出高度, 上于海拨每升高100m电器的温升要增大0.1~0.5℃ (此时由于气温降低0.5℃~1%, 也由于高原熄孤困难的原因对电器的分断容量 (能力) 也受影响。所以在高海拨地区应用低压电器要认真考虑诸如分断能力、工作电流、绝缘强度等的降容或降低使用条件的问题。
据了解, ABB公司生产的塑壳断路器 (MCCB) 用于海拨5000米的高原地区时其分断能力并不会受到影响。
4 若干配电设备的设计容量需要注意的问题
4.1低压并联电容器线路的刀开关和交流接触器的导体载流量应不小于其负荷 (电容器额定电流的1.5倍) 。
4.2用于计算机的不间断电源其输出功率应大于计算机及各用电设备额功率总和的150%。
4.3单台交流电梯和直流电梯供电导体的连续工作载流量应大于铭牌连接工作额定电源 (或交流额定输入电流) 的1.4倍。
4.4 可控硅调光装置的零线载面当为三相四线配电时, 其截面应为相线截面的二倍。
4.5微型断路器 (包括漏电断路器) 紧密无间隔安装时要考虑降容和检验其截流能力, 通常8~9台紧密无间隔安装时大约降容20%。环境温度对开关的额定电流影响也不可忽视, 这都可以从产品的技术资料和有关资料中核实。
4.6插座额定电流对已知使用设备都应大于设备额定电流的1.25倍, 未知使用设备者不应小于10A。
常见建筑电气设计容量问题综述 篇2
前言
在建筑电气设计范畴里，供配电设备容量的选择是至关重要的一环。
在施工图设计阶段中，有时设计容量会留有一定的裕度是为了考虑日后用电设备发展的可能需要，这是合理的。但如果选得过大或过小，除了直接或间接地增加工程造价外还可能发生配电线路上的误动作甚至造成电气事故。
下面系本人在日常工作往来中所碰到的有关建筑电气设计容量选择为主要题材的综述，仅供同行参考。配电变压器的选择
根据国际《JGJ/T16-92》：“用电设备容量在250KW或需要变压器容量在160KVA以上者应以高压方式供电”的要求，可知凡是有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器，但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存在误区。认为变压器有功负荷能力，容量应按照计算负荷负载或接近满负载选择。其实这是一种错觉，误认为“满负荷”可以做到物尽其用，节省投资，殊不知虽然变压器是一种效率高在95%以上的电气设备（n=p输出/输入×100≥95%）。但只有当变压器的负荷在0.5-0.6时才可能实现，这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据。
当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其它一些因素，例如环境温度的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗，又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。
至于变压器的过载能力是和起始负荷率、环境温度和通风散热条件等相关的因素有关且只能是应急性质和短时间的。过负载时首要要求不致损坏变压器的绝缘和降低使用帮助为原是，一年四季中高峰用电是可能会超负荷而低谷时又会出现轻载运行。这‘超’、‘轻’负载两者之间的量和时间基本等同时会起到互补的作用，但最好不要超负荷15%。过负荷百分数（N）计算公式：
N=（I-Ie）/Ie×100%
式中：I-变压器实际负荷电流；Ie-变压器额定电流
当然对于设置有强迫风冷的变压器其应急过载能力可达40%-50%，而且过载断续时间也可适当延长（但绝不允许过载情况下长期运行），这可由产品的技术条件来确定。综合上述各种因素对选择变压器容量的影响，从节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选取变压器负荷率在0.65-0.8为宜。电容无功补偿容量的选择和装置
目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为0.9以上，低压供电者为0.85以上，为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率因数的目的，但对于如何正确选择电容器容量的问题上有的设计者错误认为在作施工图设计时只要根据配电变压器容量（KVA）的1/3来选取补偿容量（KVAR）就可以了。
例如当变压器容量为1600KAV时，选取电容器补偿容量为1600/3=533（KVAR）这显然是不正确的。
众所周知，从以下的功率三角形的矢量图（图3）可知要使功率因数由cos1提高到cos2就必须装置补偿电容器的容量为：
Qc-Q1-Q2=p（tg1-tg2）
式中：Qc-设置电容器补偿容量，KVAR；P-总有功计算负荷，KW；tg
1、tg2-对应于补偿前、后cos1、cos2正切值
也可以通过三角函数表查了cos及tg的对应值。
从上述计算分析可知，电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷（有功、无功）大小有关，并通过计算求得，而与变压器的容量大小并无任何关系。
近年来一种具有自愈功能且内装有放电电阻，体积小，介质损耗低，防火，可靠，安全性能高的无功补偿干式电容器已代替旧式的油浸电容器，如国产型号主要有BMMJ型，进口产品有ABB公司的CLMD型等。
CLMD型电容器更具有高容量和放电速度快的特点，单台容量可达83KVAR，放电速度可在电容器离开电源后一分钟端电压下降到50V。
无功补偿电容器在投入运行的瞬间在配电线路上会产生几十倍甚至上百倍额定电流的涌流，因此要求在配电线路上装设专用的切除电容器接触器。
这种接触器的特点是在产品内部装配有作为限制涌流和强制电容器放电的电阻，这样就能够限制涌流在电容器额定电源20倍之内和保证电容器在下次投入时其端子最大剩余电压≤50V。
目前国内有B25C-B75C、CLC型和进口ABB和UA-R型等产品可供选择。4 高原地区环境对常用电器设备容量的影响
根据国家标准，常用低压电器使用环境的海拨高度为≤2000米，如果超出高度，上于海拨每升高100m电器的温升要增大0.1-0.5℃（此时由于气温降低0.5℃-1%，也由于高原熄孤困难的原因对电器的分断容量（能力）也受影响。所以在高海拨地区应用低压电器要认真考虑诸如分断能力、工作电流、绝缘强度等的降容或降低使用条件的问题。据了解，ABB公司生产的塑壳断路器（MCCB）用于海拨5000米的高原地区时其分断能力并不会受到影响。若干配电设备的设计容量需要注意的问题
5.1 低压并联电容器线路的刀开关和交流接触器的导体载流量应不小于其负荷（电容器额定电流的1.5倍）。
5.2 用于计算机的不间断电源其输出功率应大于计算机及各用电设备额功率总和的150%。
5.3 单台交流电梯和直流电梯供电导体的连续工作载流量应大于铭牌连接工作额定电源（或交流额定输入电流）的1.4倍。
5.4 可控硅调光装置的零线载面当为三相四线配电时，其截面应为相线截面的二倍。
设计容量 篇3
关键词：润滑油 回油模型 最小回油速度 制冷剂蒸汽速度
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0028-03
空调系统运行时，压缩机的一部分润滑油溶于制冷剂中进入冷凝器、蒸发器等部件，如果有较多的润滑油积存到系统部件而不能回到压缩机的话，压缩机将会因缺油而不能正常工作[1]。
对于大容量定速空调机而言，长配管时室内外机组的连接管路长，回油是比较困难的。但设计简单、成本低廉一直是定速空调机的特点及优点，若单从试验验证确认回油可靠性问题，会浪费大量的人力物力资源，因此设计之初考虑系统回油问题是非常有必要的。
该研究是根据流体力学基本原理，建立回油模型。在极限情况下，当制冷剂蒸汽带动上升的润滑油体积流量等于由于重力作用导致下降的润滑油体积流量，即润滑油净体积流量为零时，得出最小回油速度。另外通过回油模型在吸气管中的应用得出实际运行时最小制冷剂蒸汽速度，与计算得出的最小回油速度做比较，确认产品设计是否满足回油要求。
1 回油模型
1.1 制冷、制热循环中制冷剂状态与冷冻油的分布情况
压缩机在运转时，制冷剂的排气温度较高，部分冷冻油被汽化随制冷剂气体进入制冷系统。此外，压缩机的高速气流也易把冷冻油带入制冷系统，进入冷凝器、蒸发器以及相应的管路，如果无法顺利回到压缩机将影响压缩机可靠性。因此研究系统中制冷剂状态与冷冻油的分布情况是研究回油问题的前提，也是回油模型建立的基础。
制冷循环时，从压缩机到室外机这一段管路中流动的是高温高压的高速制冷剂气体。此时冷冻油呈现雾状，和制冷剂蒸汽很好地混合在一起，且流速大、流程短，这一段管路中存储的冷冻油很少。在室外机中，制冷剂由气态冷凝成高温液体，冷冻油也由气态冷凝成液态，但这段管路流速还是很大的，因此从室外机到室内机这段管路也不会存油。液态制冷剂在室内机中逐渐蒸发，在室内机出口，制冷剂变成有一定过热度的低温低压气体，因为温度较低，所以大部分冷冻油仍是液态。从室内机的过热区到气液分离器，这一段管路中冷媒低速流动，冷冻油的流动阻力较大，因此这一段管路中积存大量的冷冻油。在气液分离器中，润滑油和制冷剂通过吸气管上的回油孔进入吸气管，回到压缩机。
制热时从压缩机排气口到室内机这一段管路中流动的是高温高压的高速制冷剂气体。此时冷冻油成雾状，两者很好地混合在一起，这一段管路上很少积存冷冻油。在室内机中，高温高压的气体逐渐冷凝成高温液体，冷冻油也冷凝成液态，这段管路制冷剂流速还是较高，因此积存的冷冻油也很少。液态制冷剂在室外机蒸发成低温低压气体，而大部分的冷冻油仍是液态，从过热区开始管路中流动的是低温低速气体，但由于管路很短，所以积存的润滑油量不大，对整个系统影响较小。
1.2 影响回油的其他因素
（1）气、液管管径。
如果系统中连接管的管径选用过大，在相同负荷和制冷剂量的情况下，管路中制冷剂流速就小，这样会降低制冷剂的带油能力，使回油更困难。
（2）制冷剂灌注量。
如果制冷剂灌注量过大，则系统中冷冻油会被稀释，分布在系统中的润滑油量就大，也影响系统回油。
（3）安装。
设计时应尽量减小连接管的长度，避免弯头和硬性弯头。这样可以降低回油阻力，减少管路中存油的地方。
综上，制冷循环中从室内机过热区到压缩机这段管路易存油，是回油的关键所在，应该在制冷循环中建立回油模型。同时在获取最小回油速度时，应结合实际考虑气、液管管径、制冷剂充灌量和安装等影响因素。
1.3 回油模型建立
1.3.1 最不利回油截面的选取
该研究是基于8HP、10HP定速空调机来分析研究的，以判断大容量定速空调机是否满足回油要求。以8HP定速空调机为例进行说明，图1为某一8HP定速空调机的系统循环结构图。
根据1.1节分析，压缩机回油困难主要发生在制冷运转时蒸发器过热区到压缩机这一段管路中，同时若蒸发器的位置低于压缩机且制冷剂流速低的情况下，回油将更加困难。该研究暂不考虑蒸发器与压缩机的位置，仅从室外机系统循环结构进行分析研究。图示8HP系统结构图中连接气分和压缩机的吸气管中有一段垂直管，在该垂直管中，润滑油在重力的影响下不易随制冷剂夹带通过。CREMASCH[2]等研究表明，在同样工况条件下，垂直管中润滑油的积存量比水平管高50%，因此选取图1示出位置即吸气管进入压缩机最后一个垂直管的末端作为最不利回油截面。
1.3.2 回油物理模型建立
以图1中标识的最不利截面为研究对象，考虑蒸发器与压缩机之间的垂直吸气管路，润滑油克服重力的影响随制冷剂蒸汽向上运动，图2为润滑油在管内壁随制冷剂运动的示意图。
从实际计算的结果得出，制冷系统实际冷媒最小流速高于理论最小回油速度，即8HP定速空调机在现有结构设计下能够满足回油要求，不需要另外追加油分离器设计。
8HP定速空调机经实际试验验证结果也得出，在没有回油措施的情况下，系统在不同工况、不同冷媒充注量、不同配管长度下均满足回油要求，进一步验证了理论分析的结果。
3 结语
该文通过选取系统中最不利回油截面及运行工况作为研究对象，建立回油模型方程组，获得理论最小回油速度的计算公式，同时将理论最小回油速度与实际运行时制冷剂最小流速作比较，以确定现有系统设计能否满足回油要求，通过实际计算8HP定速空调机验证了最小回油速度在大容量定速空调机中应用的可行性。将回油问题置于空调设计之初分析确认，尤其对定速空调机而言，利于简化系统设计和成本降低。
参考文献
[1]杨传波，张薇，郭漪，等.制冷系统含油量对压缩机工作性能影响的理论分析和试验研究[J].制冷学报，2005，26（2）：19-23.
[2]CREMASCHI L.Experimental and theretical investigation of oil retention in vapor compression systems[D].Maryland：CEEE，Unibersity of Maryland，College Paark，2004.
浅谈建筑电气设计容量 篇4
1 配电变压器的选择
根据国际《JGJ/T16-92》：“用电设备容量在250KW或需要变压器容量在160KVA以上者应以高压方式供电”的要求，可知凡是有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器，但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存在误区。认为变压器有功负荷能力，容量应按照计算负荷负载或接近满负载选择。其实这是一种错觉，误认为“满负荷”可以做到物尽其用，节省投资，殊不知虽然变压器是一种效率高在95%以上的电气设备(n=p输出/输入×100≥95%)。但只有当变压器的负荷在0.5～0.6时才可能实现，这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据。
当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其它一些因素，例如环境温度的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗，又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。
至于变压器的过载能力是和起始负荷率、环境温度和通风散热条件等相关的因素有关且只能是应急性质和短时间的。过负载时首要要求不致损坏变压器的绝缘和降低使用帮助为原是，一年四季中高峰用电是可能会超负荷，而低谷时又会出现轻载运行。这“超”、“轻”负载两者之间的量和时间基本等同时会起到互补的作用，但最好不要超负荷15%。
过负荷百分数(N)计算公式：
式中：I-变压器实际负荷电流;Ie-变压器额定电流。
当然对于设置有强迫风冷的变压器其应急过载能力可达40%～50%，而且过载断续时间也可适当延长(但绝不允许过载情况下长期运行)，这可由产品的技术条件来确定。
综合上述各种因素对选择变压器容量的影响，从节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选取变压器负荷率在0.65～0.8为宜。
2 电容无功补偿容量的选择和装置
目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为0.9以上，低压供电者为0.85以上，为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率因数的目的，但对于如何正确选择电容器容量的问题上有的设计者错误认为在作施工图设计时只要根据配电变压器容量(KVA)的1/3来选取补偿容量(KVAR)就可以了。例如当变压器容量为1600KAV时，选取电容器补偿容量为1600/3=533 (KVAR)这显然是不正确的。
众所周知，从功率三角形的矢量图可知，要使功率因数由cosφ1提高到cosφ2就必须装置补偿电容器的容量为：
式中：Qc-设置电容器补偿容量，KVAR;P-总有功计算负荷，KW;tgφ1、tgφ2-对应于补偿前、后cosφ1、cosφ2正切值，也可以通过三角函数表查cosφ及tgφ的对应值。
从上述计算分析可知，电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷(有功、无功)大小有关，并通过计算求得，而与变压器的容量大小并无任何关系。
近年来一种具有自愈功能且内装有放电电阻，体积小，介质损耗低，防火，可靠，安全性能高的无功补偿干式电容器已代替旧式的油浸电容器，如国产型号主要有BMMJ型，进口产品有ABB公司的CLMD型等。
CLMD型电容器更具有高容量和放电速度快的特点，单台容量可达83KVAR，放电速度可在电容器离开电源后一分钟端电压下降到50V。
无功补偿电容器在投入运行的瞬间在配电线路上会产生几十倍甚至上百倍额定电流的涌流，因此要求在配电线路上装设专用的切除电容器接触器。
这种接触器的特点是在产品内部装配有作为限制涌流和强制电容器放电的电阻，这样就能够限制涌流在电容器额定电源20倍之内和保证电容器在下次投入时其端子最大剩余电压≤50V。
目前国内有B25C-B75C、CLC型和进口ABB和UA-R型等产品可供选择。
3 高原地区环境对常用电器设备容量的影响
根据国家标准，常用低压电器使用环境的海拨高度为≤2000m，如果超出高度，海拨每升高100m电器的温升要增大0.1～0.5℃(此时由于气温降低0.5～0.1℃，也由于高原熄孤困难的原因对电器的分断容量(能力)也受影响)。所以在高海拨地区应用低压电器要认真考虑诸如分断能力、工作电流、绝缘强度等的降容或降低使用条件的问题。
据了解，ABB公司生产的塑壳断路器(MCCB)用于海拨5000m的高原地区时其分断能力并不会受到影响。
4 若干配电设备的设计容量需要注意的问题
4.1 低压并联电容器线路的刀开关和交流接触器的导体载流量应不小于其负荷(电容器额定电流的1.5倍)。
4.2 用于计算机的不间断电源其输出功率应大于计算机及各用电设备额功率总和的150%。
4.3 单台交流电梯和直流电梯供电导体的连续工作载流量应大于铭牌连接工作额定电源(或交流额定输入电流)的1.4倍。
4.4 可控硅调光装置的零线载面当为三相四线配电时，其截面应为相线截面的二倍。
4.5 微型断路器(包括漏电断路器)紧密无间隔安装时要考虑降容和检验其截流能力，通常8～9台紧密无间隔安装时大约降容20%。环境温度对开关的额定电流影响也不可忽视，这都可以从产品的技术资料和有关资料中核实。
4.6 插座额定电流对已知使用设备都应大于设备额定电流的1.25倍，未知使用设备者不应小于10A。
目前，高楼大厦遍地矗立，十分现代化，建筑电气增添了不少的新内容，从上述的这些观点来看，就日常工作往来中所碰到的、有关以建筑电气设计容量选择为主要题材而进行的系统的论述，为现代建筑电气事业提供了有力的技术支持。
摘要：重点讨论了在建筑电气设计容量中, 配电变压器的选择;电容无功补偿容量的选择和装置;高原地区环境对常用电器设备容量的影响;若干配电设备的设计容量需要注意的问题。
高中地理人口的合理容量教案设计 篇5
以学生所具备的知识、智力发展水平说对掌握本节概念性内容难度不大，学生已经了解了人口爆炸的事实，但大部分学生读图析图、获取信息、合作探究等方面的能力相对较差，所以本节教学主要考虑针对培养高中学生读图析图的方法，积极思考的习惯，看待问题的角度以及培养学生合作探究的能力。
教学目标分析：
1. 说出环境人口容量的概念，学会分析其影响因素。
2. 尝试让学生根据自己的知识积累，分析相关资料，说出环境承载力、环境人口容量及人口合理容量的区别，培养学生对地理问题的探究能力。
3. 通过搜集和整理的资料，学会用可持续发展的眼光看待问题，了解地球环境人口容量的不同观点，认识环境人口容量的双重属性，树立正确的人口观、发展观。
4. 进一步形成积极参与教学活动，主动与他人合作交流的学习习惯，通过小组合作的方式，让每位学生在融洽的氛围中成为学习和探索的主体。
5. 认识我国人口的基本国情，从内心树立起一种可持续发展的观念，增强关心和爱护环境的社会责任感，养成良好的行为规范。
教学重难点分析：
重点：环境承载力、人口合理容量的的概念及区别
其为本单元知识的总结和情感态度、价值观的升华，体现了课程标准的要求。
难点：影响环境人口容量的因素
通过对环境人口容量定义，结合所给资料分析总结，进而掌握此难点。
教学过程：
[导入新课]：(展示和本课有关的人口漫画)
[过渡]：近几千年来，世界人口一直在增长。据预测，下世纪末全球人口可能达到100亿以上。地球只有一个，自然环境的承载能力是有限的，那么，我们生活的地球究竟能容纳多少人口呢?一个国家或地区，又能容纳多少人口?多少人才是最合适的数量呢?
[板书]第三节人口的合理容量
[出示资料提问] [出示我国主要耕地资源分布图、人口分布图]
[学生自主探究]让学生根据自己的知识积累，分析相关资料
[板书]环境承载力(用来表示环境对人口的容量的限度)
1、概念：指环境能持续供养的人口数量。
2、衡量指标：人口数量。
[教师提问]结合图1.10
[板书]环境人口容量
1、概念：
一个国家或地区的环境人口容量，是在可预见的时期内，利用本地资源及其他资源、智力和技术等条件，在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下，该国家或地区所能持续供养的人口数量。
[引导提问]
[教师总结]
①谈环境人口容量应指出具体时间，因为环境人口容量是时间的函数，具有不确定性。
②人类的生存条件在很大程度上取决于资源状况，因而资源是制约环境人口容量的主要因素。
③人类的生活除了满足吃、喝等物质方面的需求以外，还有精神生活的需求。人们的生活和文化消费水平也在不断变化，因此，确定具有什么样的消费水平，对环境人口容量也会产生较大的影响。
④如果研究某一国家或地区的环境人口容量，要以该国或地区所能利用的资源和技术为依据，而所能的利用的资源和技术，不见得完全就是本地的，也可以是定义中所说的“其他”(如国外或地区以外的)资源和技术。
[板书]略
[过渡]近几千年来，世界人口一直在增长，而且增长速度不断加快，目前已超过了60亿，在两千多年的时间里，世界人口增长了20多倍。地球只有一个，自然环境的承载能力是有限的，那么，我们生活的地球究竟能容纳多少人口呢?
“云”的容量 篇6
云计算(Cloud Computing)正在成为技术界的行话甚至暗语。不仅Google（www.g.cn）、IBM（www.ibm.com.cn）、微软和雅虎（www.yahoo.cn）等大公司是云计算的拥趸，规模较小的公司也在逐渐向其靠拢。CRM软件在线服务提供商Salesforce.com开始称自己为云计算应用，而在此前它的定位是“取代传统软件交付”的SaaS（软件即服务）模式；Facebook（www.Facebook.cn）干脆宣称自身是云计算平台，开发人员可以在平台上开发应用并在这个平台上分发这些应用。
“真的，我们没有创造存储、数据库、计算机或数据库功能，只是提供一种较为经济的数据处理途径。”亚马逊网络服务资深副总裁安迪·杰西说。他的部门创建于2006年，是云计算基础架构服务提供者里的先行者，《纽约时报》利用这项名为“弹性计算云”（Elastic Compute Cloud）的服务在互联网上提供1851年到1922年间的该报版本。
简单说来，云计算意味着计算资源的获得、处理、存储，信息传递和数据库都来自公司本身的四堵墙之外，而用户只需为自己使用的那部分资源埋单。在过去数年，这种计算模式也被叫做网格（Grid Net）或效用计算(Utility Computing)—在需要的时候接入它，就像使用电力网络或者自来水一样，并且只为使用的那一部分付费。同时，它的应用边际成功扩张到SOA、虚拟化、SaaS、网络服务等等领域。
无所不能的“云”？
就像MP3播放器杀死CD碟片，云计算的产生必然会打破旧有的计算模式，并引发在此基础上“无所不能”的热切狂想：有了高速互联网接入、近乎无限的存储空间，集结的处理能力，还有什么不能做？
6月24日一天内，IBM同时在中国和南非的约翰内斯堡成立了两家云计算中心。在IBM的计划中，今年年底全球要建成至少10家云计算中心。IBM把自己的创意称为“蓝云（Blue Cloud）”，目前至少有200位研究员专注于云计算的工作。
“随着时间的流逝，一些老东西又以新的面貌出现了。”IBM全球创新与技术执行副总裁Nickolas Donofrio感叹。近几年，IBM在数据中心高效运行方面做了很多努力，如网格计算集中了桌面电脑和其他设备，用户扩展横跨很多机器的计算工作，并且使编程更加简单。在有了远远超出当年的网络带宽和虚拟化技术之后，网格等技术借助云计算得以发扬光大。“从某种意义上说，云计算是网格计算模型自然而然的进一步发展。”IDC分析师Frank Gens认为，“所不同的是，Google的编程模式以及它真正的开放性—普通人也可以编写应用程序，而不必非得是斯坦福或者卡耐基梅隆大学的博士。”
一个展示云计算魅力的生动例子来自于Animoto，这个成立于纽约、仅18个月的公司，允许客户上传他们的图片和音乐并提供自动生成定制的基于网络的视频展示服务，人们可以和他们的朋友分享这些视频，每天约有5000个访客使用这项服务。
今年4月中旬，Facebook的用户对这个应用产生的兴趣出现了一个小小的高潮，三天时间里有约75万人在Animoto上进行了注册。在高峰期，每小时约有两万五千人使用Animoto的服务。
为了填补服务器的需求缺口，这家公司需要在现有基础上对服务器扩容100倍。但创办人既没有资金进行如此规模的服务器扩容，也没有技术能力和兴趣来管理这些服务器。
所以，他们开始和Rightscale—一家位于加利福尼亚圣塔芭芭拉的云计算服务供应商合作，这家公司为亚马逊的云计算设计应用软件。通过这个合作，Animoto只需为应付三天的流量激增付费，并且不需购买或配置任何新的服务器。它把负载交给亚马逊承担，一台服务器一小时的费用只有约10美分，包含了带宽，存储和相关服务带来的一些边际成本。当服务器需求下降时，Animoto自动降低他们的服务器使用，也降低了他们的账单。
像Facebook一样把快速反应的能力和新销售和市场渠道结合在一起正是引起软件企业对云计算产生浓厚兴趣的原因。这甚至对那些非软件行业的公司也适用—传统公司也正在改动他们的计算机架构以使用云计算。
“事实上，云计算对技术产生的作用就像电力网络对电力应用产生的作用”，《哈佛商业评论》前执行主编Nick Carr在新书《大转换》(The Big Switch)中比较了云计算和电力网络的发展。电力网络改进了公司的运行，当每个家庭都拥有便宜的能源和接入时，“就有了令人难以置信的创造力来利用这些便宜的能源，”Carr 说。他认为云计算也会在下一个十年促成和电力网络发展类似的循环。
安全在“云端”
从理论上讲，云计算的强大数据运算与同步调度能力，可以极大的提升安全公司对新威胁的响应速度，同时第一时间将补丁或安全策略分发到各个分支节点。
趋势科技全球副总裁暨大中华区执行总裁张伟钦表示，趋势早在三年前就开始关注云计算模式，探索如何将客户端日渐庞大的资料库摆在云端。
对于传统反病毒厂商而言，云计算的引入可以极大的提升其对病毒样本的收集能力，减少威胁的响应时间。趋势科技、瑞星都已经打出了“安全云”计算口号，网络安全厂商Websense在恶意代码收集及应急响应方面也充分利用了云计算的特征，其在全球范围部署的蜜罐和网格计算的紧密结合，可以及时应对网络中不断出现的新型攻击行为，为其规则库的及时更新提供了有力的支持。
实施安全云计算的前提是快速高效的收集用户的安全威胁。通过云计算的实施数据分析，来响应用户的安全需求。那么如何快速准确的收集用户的异常信息，成为安全云计算实施的第一个难题。
趋势科技借助威胁信息汇总的全球网络，在Web威胁到达网络或计算机之前对其予以拦截。包括微软在内，几乎所有的安全厂商都对用户的终端设备使用情况进行实时的跟踪。
同时，为了便于更加准确快速的获取信息，赛门铁克、趋势等厂商设立专门的“蜜罐系统”，来广泛收集网络中存在的攻击行为，“蜜罐+网格计算”的架构被认为是云计算的一种简单实现。
Forrester Research的分析师指出，云计算是一个具备高度扩展性和管理性并能够胜任终端用户应用软件计算基础架构的系统池。但如果每个云的基础架构都是与众不同的，假如基础架构要应用虚拟化技术，如何解决许可证授权成为实施云计算需要思考的问题。同时，需要解决云计算特权用户的访问权限，数据存储以及数据隔离等现实问题。
市场研究公司Gartner称，安全软件将从PC端点转向云计算。在未来五年里，基于云计算的电子邮件和即时消息中恶意软件和垃圾信息检测收入占全部消息安全收入的比例将从目前的20%提高到60%。
安全公司赛门铁克也预测了这种转变，家庭用户和企业用户将从在单个电脑上安装安全软件转向通过远程计算机在线访问安全服务。赛门铁克称，企业已经在使用代理安全服务器来减少安全软件对性能的影响。
基于云计算的代理计算机能够提供过去在本地执行的安全服务，如强制进行身份识别、防止数据丢失、入侵检测、网络接入控制和安全漏洞管理等。
Gartner分析师Kelly Kavanagh称，在云计算中提供大规模可升级的处理、存储和带宽的能力将要求以新的方式和由新的服务提供商向用户提供安全控制和功能。
云的隐忧
然而一些实际问题仍然可能会把“云”变成“雨”。
Carr在《大转换》中也描绘了云计算不太光明的一面。他认为计算器既是解放的技术，又是控制的技术。尤其是当系统变得更加集中化时，个人数据被越来越多地暴露；数据挖掘软件越来越专业时，控制之手将占上风，系统将变成监视和操控人类的绝佳机器。
谷歌的隐私政策规定：如果该公司“善意地理由”必须提供相关数据，以满足“任何可适用的法律、法规、法律程序或者强制执行的政府要求”，那么它将与政府共享数据。谷歌的产品管理主管Scott Petry说：“我们在对待客户的数据时，投入的审计和监管力度比许多顾客自己还要来得大。但如果我们接到传票，就会按法办事。”他补充说，在某些情况下，传票可以是“保密的”，也就是说，谷歌公司可以按照法律不用告知用户他们的数据提供给了政府。
Gartner咨询公司副总裁兼分析家David Cearley表示，“使用云计算的局限是企业必须认真对待的敏感问题，企业必须对云计算发挥作用的时间和地点所产生的风险加以衡量。”企业通过减少对某些数据的控制，来节约经济成本，意味着可能要把企业信息、客户信息等敏感的商业数据存放到云计算服务提供商的手中，对于信息管理者而言，他们必须对这种交易是否值得做出选择。
最近一系列影响较大的网络故障，让人们对云计算的可靠性产生了实质性的担忧。今年2月和7月，亚马逊的“简单存储服务”(Simple Storage Service，简称S3)两次中断，导致依赖于网络单一存储服务的网站被迫瘫痪。亚马逊解释服务中断是鉴定请求的数量增多造成的，S3问题阻止了新虚拟机在计算云上的注册，以至于有些虚拟机无法启动。对这些处于初创期、公司的用户黏性还不大的企业来说，网站瘫痪的损失极易动摇他们的信心。
今年7月，被认为将要取代微软Office等传统应用程序的Google Apps（在线办公应用软件）中断服务，用户的文件只能“呆”在“云”中；8月，Google的云计算服务出现严重问题，Blogger和Spreadsheet等服务均长时间当机，Gmail服务两周内三次停摆，不满的用户纷纷到Twitter网站上发出抱怨。经Google调查，这主要是因为Gmail所用的联系人系统存在储运损耗问题，从而导致Gmail邮箱无法正常下载数据。
云计算模式下，所有的业务处理都将在服务器端完成，服务器一旦出现问题，就将导致所有用户的应用无法运行，数据无法访问。由于网络工程师的及时修复，解决云故障的时间并不长，然而足以作为一个对云计算的警示。毕竟这些云服务的规模十分庞大，在出现问题之后，很容易导致网民对于云计算模式的怀疑，动摇用户对云服务的信心。由此可见，如果云计算的可靠性和安全性的软肋不能很好解决的话，云计算的普及仍有很长一段路要走。
云层解忧
针对云计算的合理成本、可靠性以及安全性，Google Apps业务开发经理Jeff Keltner反驳道：“人们认为驾驶自己的汽车要比乘坐飞机更舒适，但是统计数字显示乘坐飞机更加安全。当我们想到云计算的时候，应该把云计算的风险与现有业务环境的风险做一个对比。”
但美国利福尼亚州公用事业委员会的CIO Carolyn Lawson显然不同意这一观点——“从政府的角度来讲，我们不会将所有的数据信息都迁移到‘云’中，因为我们的数据包括个人社会保障号码、驾驶执照、还有子女信息等等，公众把他们的个人信息交给我们希望我们能够很好的保护这些信息。如果我们将这些信息交给一家云计算公司，而这家公司非法将这些信息出售的话，我们该怎么解决？我们要承担这个责任。”
在现阶段，云计算模式似乎更加适合那些因为新项目而紧急需要计算处理能力的用户，他们可以调动云环境中的所有计算实例，而且在不需要的时候关闭这些应用。
另一方面，“云”应用也是某些行业和用户不得以选择的道路。在杀毒软件领域，爆发式的病毒传播速度让原来架设在用户终端的病毒库不堪重负。“如何解决每3秒钟一只新病毒的问题，是趋势当初走上云端技术的原因。如果单纯走传统的方法，我们觉得没有办法解决问题。”张伟钦说。
从习惯上来说，发达国家的多数企业已经拥有依赖于传统的硬件、软件和常规的工作方式的基础设施，一些企业对于现有本地数据和业务，甚至已经建立了本地的数据中心；在东南亚、印度、中国等地，中小企业很少拥有复杂的客户机/服务器基础设施。而且，服务器的价格在持续下降，继续使用价格便宜的传统设备架构并不是不可以。
自云计算问世那天起，质疑之声一刻也没有平息。尽管人们存在这样那样的疑虑，但我们把它归结为善意的质疑。毕竟，云计算还只是处于初级阶段，有着诸多不足，遇到很多困难和挑战多于直接利益，但是如果轻易地否定它，无异于拒绝信息时代的新发展，扼杀了一棵正在崛起的幼苗。云计算存在着许多安全风险，并不是要劝说用户不要使用云计算。对用户而言，更重要的是在云计算下增强安全意识，清楚地认识到风险，并采取必要的防范措施来确保安全。
云的传承
云计算宣告了以设备为中心计算时代的终结，取而代之的是以互联为中心的计算方式。但是并非只停留在空中，靠哗众取宠来赢得赞誉。由于云计算与公用计算、按需计算等概念非常相似，不少人把它们混为一谈。其实，但是从基础层面看，云的容量更加博大，云计算环境可能实际存在于网格中，存在于公用计算环境中，或存在于按需计算中，但这对服务的用户来说，可能并不重要，他们不一定知道云在哪里，但是却可以很方便地拿来用。
云计算的演进，大致经历了网格计算，公用计算，软件即服务三个阶段。上个世纪80年代，网格计算伴随着互联网技术而迅速发展起来。它利用互联网把分散的电脑组成一个“虚拟的超级计算机”，每一台参与计算的计算机构成一个“节点”，而整个计算是由成千上万的“节点”组成一张“网格”，提供此前无法完成的新服务。可以说，网格计算第一次把IT计算世界推向了资源与服务。
上世纪末，虚拟化逐步由概念走向了应用层次，公用计算应运而生。它利用将网格计算统领的计算机集群作为虚拟平台，采用可计量的业务模式进行计算。通过公用计算服务，包括硬件、软件在内的所有计算资源都由服务提供商提供，客户只需通过专有网络或Internet访问所需资源并按照实际使用情况付费即可。其中，计费的项目包括CPU时间、存储容量、软件使用等。
作为一种完全创新的软件应用模式，SaaS开始蓬勃发展。用户不用再购买软件，而是根据自己的实际需求，向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。SaaS供应商在向客户提供互联网应用的同时，也提供软件的离线操作和本地数据存储，让用户随时随地都可以使用其定购的软件和服务。与公用计算不同，它不是按消耗的资源收费，而是根据向订户提供的应用程序的价值收费。
纵观云计算的演进，其中公用计算往往也需要类似“云”那样的基础架构，但它的重点在于商业模式，企业只为他们真正需要时所使用的计算资源付费。随着SaaS软件客户的增长，客户消耗的网络存储和带宽基础等资源越来越多，迫使SaaS供应商提供更多的硬件资源。这时，云计算广阔的网络资源便成了SaaS增加容量的不二之选。
传统的数据中心对能源，冷却系统和服务器机架的需求正超出大多数机构的IT资源能力。那些对于运算能力需求的增长远大于摩尔定律的红移（Redshift）机构，正在将它们庞大的计算资源提供给所有人，从而避免机构单独拥有和控制非常庞大和昂贵的数据中心。在抛出红移理论后，Sun迅速挖掘到了自己的“长尾”——数据仓库，网格计算等高性能计算将是很普通的事。这一发现也令暮色中的Sun重新焕发出活力，并调整策略，继续在高性能计算方向有所突破，在为数目稳定的大型客户服务之外拓展另一极的市场。
Sun的Papadopoulos用能源公用事业比喻这个问题的解决：正如机构从自己发电转向从电网购买电力。他建议，计算应该是一个公共资源，机构从一个相当“电网”的地方采购他们所需的数据处理服务，而不是拥有自己的数据中心。
微波网络的容量设计和分析优化 篇7
一、微波网络容量分析设备
微波网络的结构相对复杂, 在卫星网络 (如图1所示) 中, 如果想对其容量进行设计, 需要引入合适的容量计算设备, 通过简单的图示将其复杂的结构表现出来, 其中, 还会涉及一些专业性比较强的公式。在对微波网络进行容量分析的过程中, 主要面向对象是树形的微波网络结构, 需要通过分析工具对容量进行计算, 获得相关的数据结果, 使复杂的结构变得相对简化一些。微波网络容量分析设备主要是先选择一个重要的根据点, 采用树形结构, 从此根据点向下进行分支, 将这种树形结构通过图示表示出来, 将其绘制成表, 需要注意的是, 数据表格与图形要一一对应。从微波网络的容量的角度来看, 其链路重要由站点和下一个连接点组成, 二者进行叠加, 得出对应的容量, 在对其进行表示的过程中, 需要采用不同的颜色或者图形对其进行标识, 避免出现混淆、不清晰的现象。在对于微波网络的链路或者站点类型的计算说明中, 需要对其要加以区分。在实际的应用过程中, 需要充分考虑资源等问题, 使容量一定保持有空余的状态, 防止临时状况的发生。
从链路表的角度来看, 需要填写完整的站点与链路的相关信息, 通过“计算按钮”来对微波网络结构进行容量计算, 在所得到的数据中, 有两个部分的结果, 一个是“站点表”, 另外一个是“链路表”, 这两种表格均采用绿色对其进行标识。在“站点表”中, 所需要完善任务栏有站点的HUB节点, 此站点当下所处于的情况以及对其进行的容量判定;在“链路表”中, 所需要完善的任务栏则与“站点表”有些许不同, 它主要是需要确定运行状态下与结束状态时的容量。
结合星地混合网络如图2所示, 对微波网络的容量进行计算得到相关数据, 对其进行整体总结, 获得相关结果, 可以通过“Topo”表获得有效信息。利用“Topo”表可以得到关于微波网络的结构, 这种表可以将复杂的拓扑结构简易化, 通过简单的图示对微波网络进行表达, 为工作人员提供清晰的逻辑思路。在此图表中, 能够体现相关的工作进度, 将工作分好主次, 使工作人员可以非常具有计划性地进行开展工作。由此可见, 微波网络容量设计计算工具十分有效。
二、微波网络容量分析设备的实际应用
任何计算工具的重要意义均是应用于实践, 在对于微波网络容量的分析中, 可以发现其重要的工作用途, 可以将复杂的结构, 通过清晰的图表呈现出来, 令工作人员明确工作主次以及工作方向, 更加有助于工作的顺利开展。
在进行计算的过程中, 首先需要确认站点所属的城市所在地, 通过改变容量进行调整, 值得注意的是, 站点的属性不能处于正常, 所以在设置时, 相关属性调整为不对容量进行计算的状态。在“链路表”的设置中需要调整当下成分容量, 将其改为目前链路的容量, 点击开始计算即可。如果出现过小的需求容量时, 代表不必升级优化链路。如果链路需要升级时, 需要采用正规的软件对其进行升级与调制, 同时, 升级软件也可以解决容量资源短缺不足的问题。将微波网络的容量计算设备应用到实际生活当中, 可以将复杂的拓扑结构进行简化, 使工作人员明白具体的工作内容, 并且可以有效解决站点资源容量不充足的问题, 为工程的正常发展提供便利。
三、微波网络的容量设计和分析优化的影响
微波网络的结构相对复杂, 如果想对其容量进行设计, 需要引入合适的容量计算设备, 通过简单的图示将其复杂的结构表现出来, 其中, 还会涉及一些专业性比较强的公式。微波网络的结构十分复杂, 在微波的一个节点处, 下方由有很多的其他节点组成, 形成树形的结构, 如此繁杂的传输数据网络, 如果仅通过人工计算, 不仅浪费时间, 而且还会出现计算错误的情况, 这会给整体的工程带来麻烦, 在某些情况下, 还会出现一些临时的问题, 如果不能及时有效地对其进行处理, 将会为工程增添负担。对微波网络容量进行设计的工程师需要具备相关的基础知识与技术能力, 并且可以灵活地将理论与实践结合在一起, 对微波网络的容量进行合理设计与优化。
自动化的设计与操作可以有效避免人为错误的出现, 而且还可以节省大量的时间与成本, 为工程建设提供便利。综合来看, 在生活中, 微波网络的容量设计与人们的生活紧密相关联, 它不仅可以帮助解决生活不便利的问题, 而且还可以提高工作效率。进行工程建设前, 需要对工作进行全方面地了解, 对其可能会发生的状况以及影响正常运行的因素, 均需要考虑在内, 对其进行整体把握, 全面优化微波网络容量的设计。在对于站点容量的测试中, 发现某些地区的站点容量不够充足, 而每一个站点都有重要的城市信息, 保证信息完整就成为微波网络容量设计的一个目的, 针对确保信息完整, 需要对其进行容量规划以及优化设计方案, 在工作进行的过程中, 会出现很多复杂难懂的操作技术与知识, 在有条件的情况, 可以邀请具有精湛技能的工程师, 为技术工程师进行培训, 提升大家在微波网络容量设计方面的能力。对微波网络容量进行设计与优化, 不仅可以学习到科技化的技术工作防范, 而且还可以有效地提高工作效率, 防止出现由于人为因素而导致的数据错误等问题, 以此来促进我国工程建设发展。
结语
综上所述, 微波网络的结构相对复杂, 如果想对其容量进行设计, 需要引入合适的容量计算设备, 通过简单的图示将其复杂的结构表现出来, 其中, 还会涉及一些专业性比较强的公式。对微波网络容量进行设计的工程师需要具备相关的基础知识与技术能力, 并且可以灵活地将理论与实践结合在一起, 对微波网络的容量进行合理设计与优化。自动化的设计与操作可以有效避免人为错误的出现, 而且还可以节省大量的时间与成本, 为工程建设提供便利。
摘要：微波网络的结构十分复杂, 在微波的一个节点处, 下方由多个其他节点组成, 从而构成树形的结构, 如此繁杂地传输数据网络, 仅通过人工进行计算, 不仅浪费时间, 而且还会出现计算错误的情况, 这会给整体的工程带来麻烦。在某些情况下, 还会出现一些临时的问题, 如果不能及时有效地对其进行处理, 将会为工程建设增添负担。本文针对目前微波网络中出现的容量问题, 对其进行综合讨论, 通过编程设计和分析优化, 对微波网络进行调整规划。
关键词：微波网络,结构,容量,优化
参考文献
[1]禹旭敏.微波无源网络小型化技术研究[D].电子科技大学, 2014 (3) :17.
大容量临时排水系统优化设计方案 篇8
矿井原井田3煤层赋存深度为-250m~-650m, 2012年后新增部分井田资源, 新增井田范围3煤层赋存深度为-750m~-1050m。矿井采用两个水平开拓, 一水平标高为-400m, 二水平标高为-980m, -400m水平和-980m水平之间设置一中部车场, 标高为-690m, 一水平与中部车场通过4条暗斜井联系, 中部车场与二水平通过3条暗斜井联系, 为满足掘进期间临时排水的需要, 在-690中部车场内设置一临时排水系统, 根据掘进地质说明书, 区域总正常涌水量为150m3/h, 为保证施工安全, 参照《煤矿安全规程》的相关规定, 临时排水系统容量在600m3以上可满足需要。
2 方案研究
根据施工需要, 临时排水系统实际方案需同时满足以下要求:600m3以上的容量;方便清捞;尽量减少工程量;方便排水设备布置;提高容灾抗灾害能力。
在巷道底板挖设大容量水窝的传统布置方式无法满足600m3以上的容量要求, 同时难以清捞淤泥, 给使用上带来极大的不便, 加上对现场条件要求苛刻, 对周围巷道影响较大, 权衡之后, 此方案不可使用。
而正规水仓泵房的布置形式工程量大, 施工复杂, 工期较长, 由于本排水系统作为临时排水使用, 出于技术经济效益情况的考量, 需采取创新型设计方案, 既能满足需要, 又能保证经济合理。
3 方案设计
为满足要求, 经过方案论证, 确定了以下布置方案。
临时水仓开门口布置在回风联络巷内, 平巷施工出安设水泵空间后, -20°下山施工至水仓巷道顶板标高低于联络巷内水沟底板标高位置后, 变平巷施工1#及2#两临时水仓, 两仓之间砌筑一道隔水墙, 高度2m, 水沟分别联系到两水仓门口, 并设置水路转换设施, 使水流可随时切换流入任意一仓, 在联络巷内设置两道风门, 风门上设置调风口, 通过两个调风口调节控制风量, 使仓内风流稳定, 符合规范。
4 设计说明
4.1 满足600m3以上的容量, 且容量可灵活调整
由于布置方式非常灵活, 各设计参数可根据需要进行调整, 此处设计1#仓及2#仓设计采用10m2断面, 单仓容水有效长度30m, 容量共600m3, 可完全满足临时排水需要。
4.2 使用合理, 清捞方便
在水仓内沿巷中铺设轨道, 水仓入口对侧设置小绞车, 正常使用时水流优先进入1#仓, 当仓内水位上升, 水面高过2m高的隔水墙时, 水流越过隔水墙进入2#仓, 同时淤泥在1#仓淤积, 需要清捞时, 将水流调整为流入2#仓, 同时派专人进行看泵排水, 保持2#仓的水位不能高于2m的隔水墙, 将1#仓内水抽出后, 通过小绞车配合矿车进入仓内进行人工清捞, 清捞完毕后将水流恢复, 依此两仓循环使用, 循环清捞, 保证了水仓的高效使用和高效清捞。
4.3 工程量较小, 节省成本, 缩减工期
按此方案布置的临时水仓, 相比正规的水仓泵房布置方式大大地减少了工程量, 在当前社会煤炭形势较差的情况下, 符合节本增效的技术要求, 一个巷道工程量低于100m, 同时布置了水仓和泵房、系统运行可靠、容量满足需要的临时排水系统, 是值得大力提倡的。
4.4 方便排水设备布置
此布置方案相比普遍采用的大水窝临时布置方式, 具有单独的水泵安设和运行空间, 可以安设运行、检修、维护方便可靠的离心泵, 管路布置和空间利用上更加合理。
4.5 有利于提高容灾抗灾害能力
由于巷道布置基本不受周围巷道影响, 水仓容量可根据实际情况进行适当的加长, 从容水能力上提高突发情况下抗灾害的能力, 同时, 在水仓入口处常备一台备用潜水泵, 在紧急情况下可立即投入使用, 进一步提高抗灾能力。
摘要：在矿井延深及开拓过程中, 尤其是斜井或暗斜井施工中, 经常会遇到临时排水系统的设计问题, 一般采用的在巷道底板挖设大容量水窝进行布置的形式, 淤泥清理难度大, 容水量非常有限, 抗灾害能力差, 排水设备布置困难, 同时, 布置水窝的巷道内管路、运输、行人受到很大地制约;而采用正规水仓设计时, 工程量巨大, 占用设备、人员多, 施工时间长、造价高;本设计方案在以上两者之间做出了一个权衡, 采用创新性的布置形式, 有效避免了前两种方案中存在的诸多问题, 实际使用效果看, 具有很好的技术经济效益。
煤层气电站装机容量的选择与设计 篇9
近年来, 随着煤层气 (煤矿瓦斯) 抽采利用政策的出台和完善, 国内企业利用煤层气发电的实例渐多, 煤层气发电装机规模逐年上升, 技术研发和装备制造水平不断提高。尤其在“十一五”期间, 煤层气发电装机容量呈井喷式增长。
《煤层气开发利用“十二五”规划》提出, 煤矿瓦斯以就地发电和民用为主, 高浓度瓦斯力争全部利用, 推广低浓度瓦斯发电;到2015年发电装机容量超过285万kW。
由于煤层气电站燃气供应的特殊性, 对煤层气电站的主机设备的选型也有着特别的要求。井下抽采的煤层气浓度随着抽采地点和方式的不同而变化, 这就要求煤层气电站的主机设备有较强的适应性, 运行灵活, 能够适应煤层气供应系统的特点。
随着煤层气发电技术的发展, 往复活塞式燃气内燃机, 以其运行灵活, 对瓦斯浓度适应范围广, 尤其是对低浓度瓦斯的适用性, 已得到越来越广泛的应用。因此, 在现阶段往复活塞式燃气内燃机已经成为瓦斯发电的主要设备。
1 煤层气内燃发电机组装机规模的确定
目前, 对煤层气发电装机规模的确定和设计还没有统一的规范。同一工程不同的设计人员确定的规模往往也不同, 不过, 总结起来装机规模的确定基本有两种思路:
1) 根据矿井瓦斯抽采站的小时抽采量来确定装机规模。
这种方法是依据瓦斯小时抽采量所发电量与机组标定功率的比值来确定机组的数量, 并设一定数量的备用机组。根据机组系统在设计工况下运行, 可将每小时所抽采的瓦斯完全利用。
由于受瓦斯品质的影响, 无论进口机组还是国产机组, 在实际运行中基本上都达不到标定功率。另外瓦斯内燃发电机组检修率较高, 机组不可能全年处于设计工况下运行。目前备用机组的备用率无统一标准, 备用率过大, 造价、运行、检修成本提高, 备用率过小, 瓦斯无法完全利用。因此这种确定装机规模的方法不严谨。
2) 根据矿井瓦斯抽采站的年抽采量来确定装机规模。
这种方法是依据瓦斯年抽采量计算出所发电量, 除以发电机组设备年利用小时数, 得出所有机组的总功率, 再除以机组的标定功率来确定机组数量。根据机组在达到预定的设备年利用小时数时, 可将每年所抽采的瓦斯完全利用。因此, 使用该方法确定机组规模相对来说比较科学。
但是, 目前瓦斯发电机组设备年利用小时数还没有科学的统计数据, 如果设备年利用小时数定的较低, 就会造成机组数量可能过多而闲置, 定的较高就会使机组数量过少而无法完全利用抽采的瓦斯。
2 煤层气内燃发电机组装机规模计算实例
某矿井瓦斯抽采站抽采瓦斯纯量75m3/min, 试确定煤层气电站建设规模。
1) 根据矿井瓦斯抽采站的小时抽采量来确定装机规模。
以国产标定功率500kW机组为例, 国产机组发电热耗率约为11MJ/kWh (进口机组发电热耗率约为8.55～9.5MJ/kWh) , 纯瓦斯低位发热量约为35.9MJ/m3。
纯瓦斯发电量为:35.9÷11≈3.26kWh/m3, 实际中一般取3kWh/m3。
瓦斯小时抽采量为:75×60=4500m3/h。
每小时瓦斯可发电量为:3×4500=13500kWh。
机组装机数量为:13500÷500=27台。
设3台备用机组, 备用率11%, 该电站装机规模为30×500kW。
再来校核一下设备年利用小时数。
年抽采瓦斯量:75×60×24×365=39420000m3。
抽采瓦斯年可发电量为:39420000×3=118260000 kWh。
设备年利用小时数为:118260000÷ (30×500) =7884h。
事实上, 能否完全利用抽采的瓦斯, 主要看设备的年利用小时数。实际国产机组的设备年利用小时数不可能有这么高, 因此抽采的瓦斯无法完全利用。
2) 根据矿井瓦斯抽采站的年抽采量来确定装机规模。
瓦斯年抽采量为:75×60×24×365=39420000m3。
抽采瓦斯年可发电量为:39420000×3=118260000kWh。
设备年利用小时数按6000h计算。
机组装机数量为:118260000÷6000÷500=39.42≈40台。
该电站装机规模为40×500kW。
校核设备年利用小时数为:118260000÷ (40×500) =5913h。
根据经验, 内燃发电机组长期运行所带负荷一般为标定功率的90%, 国产机组设备年运行小时数基本可达到7200h, 进口机组年运行小时数可达到8000h。因此, 在瓦斯供应量能够保证时, 国产机组设备年利用小时数取6000h, 进口机组设备年利用小时数取7000h, 基本上是合理的, 抽采的瓦斯可以完全利用。
以上两种计算方法得出两种相差较大的结果, 使得电站投资相差很大。这两种结果都是设计人员根据经验而得出的, 最终比较的还是设备的年利用小时数, 瓦斯内燃发电机组的设备年利用小时数还没有统一的、科学的数据。
当然对于投资者来说可以通过经济比较确定电站规模, 但如果选择了第一种结果, 就会浪费瓦斯资源, 污染环境;而选择第二种结果投资偏高, 由于抽采瓦斯的不稳定, 收益往往不如第一种结果。实际中投资者大多会选择第一种结果, 从而造成浪费资源、增加环境污染的后果。
3 结论
目前, 国内没有专门针对煤层气电站的设计规范, 缺乏系统的标准, 这些都给煤层气电站的设计带来一定的困扰。随着煤层气发电技术的发展, 迫切需要针对煤层气电站制定相关的国家标准, 以保证瓦斯电站的装机规模及工艺设计经济、合理、安全、高效。
《煤层气 (煤矿瓦斯) 排放标准 (暂行) 》 (GB21522-2008) 规定, 煤矿瓦斯抽放系统的高浓度瓦斯禁止排放。因此高浓度瓦斯 (甲烷浓度≥30%) 的利用应以将抽采的瓦斯全部利用为目标。低浓度瓦斯由于国家对其排放未作出具体要求, 其发电规模可根据投资者的情况综合考虑。
对如何确定煤层气电站的规模, 笔者认为可采用第二种方法确定总规模, 而按第一种方法确定初期规模, 后期可根据瓦斯抽采量的波动、机组运行情况等对总规模进行调整。
设计容量 篇10
1 设计思路
近年来,随着网络存储技术的高速发展,SAN结构与新兴的NAS[3]结构都能满足柳州广播电视台非线性编辑网络的需求。在具体的结构对比上,SAN形式的存储结构虽然性能稍好,但由于软硬件原因,采购成本过高且网络结构复杂,维护难度较高。而纯以太网的NAS存储结构的硬件部署成本相对FCSAN而言要低不少,即使与IPSAN相比也能节省一笔可观的集群文件系统的费用,并且NAS存储结构简单,部署与维护较为容易,扩展性较高。因此本次升级柳州广播电视台决定选用优势更为明显的NAS存储系统。
柳州广播电视台对新的数据存储有3 个基本要求: 一是要能提供高性能大容量的数据存储空间; 二是界面直观、操作简单、易于维护; 三是必须有实时同步的主备存储设备来保障数据安全。
新部署的NAS存储设备选用了德拓( DATATOM) 的NEUTRINO视频专用磁盘阵列[4],每台磁盘阵列可配置24 块3. 5 in( 1 in = 2. 54 cm) 的企业级SATA硬盘,每块硬盘容量为3 Tbyte,总容量接近60 Tbyte。底层系统基于Linux定制开发,增强了存储及管理功能,通过网页进行管理,更加直观明了,操作便捷,并且占用系统资源较少,稳定性更高。每台德拓存储设备均采用了RAID5 + 热备的组合,在大部分环境下可允许2 块硬盘相继损坏,提升了数据的可靠性。
在存储间实时备份方面采用了互为主备的交叉备份方式。2 台存储互为主备,同时对外提供数据共享服务,每台存储可提供510 Mbit/s以上的稳定带宽,2 台则可提供1 020 Mbit / s以上的稳定带宽,按照标清标准每台非编站点4层25 Mbit/s码率计算的话,可支持80 台站点同时进行编辑,未来亦能满足一定量的高清制作。交叉备份方式的应用不仅实现了实时备份,也实现了存储系统的负载均衡,压力分流。当一台存储出现故障时,可以手动将数据共享服务切换到另一台储存上,5 分钟内即可恢复正常工作,并能保证故障前数据的完整性,最大程度确保节目的制作时间,保障节目的按时制作完成。
柳州广播电视台现有的2 个非编网均部署了1 套主备NAS存储系统,每套系统包含2 台NEUTRINO视频专用磁盘阵列,2 台万兆以太网交换机。两网合计非编站点77 台。整个网络结构如图1 所示。
2 基于大容量镜像NAS存储结构的优势
随着信息技术的不断发展,传统以独立服务器为中心的存储方式已不能满足日益增长的数据业务的需要,因此以SAN结构为代表的网络存储架构开始进入人们的视线。SAN结构克服了传统存储的诸多缺陷,实现了大容量的网络存储与高性能的数据共享,这也是现在SAN系统仍在流行的重要原因。但是SAN结构也有部署成本高、结构复杂、故障排查和修复耗时较长等不利因素。随着近几年软硬件技术的不断进步,另一种网络存储架构NAS开始展现其优势,NAS结构不仅拥有SAN结构大容量高性能的特点,并且非常简单灵活,部署与升级方便,故障排查与处理更迅速。对比NAS结构的优势和参考柳州广播电视台近10 年来SAN结构的使用情况,最终选择了NAS存储结构,并对其进行了一些优化。
2. 1数据安全
在SAN存储系统中,多站点同时访问数据依赖于集群文件系统,因此集群文件系统的元数据服务器MDC/MDS是非常关键的节点,一旦出现故障,客户端将无法获取数据的具体存放位置,从而导致整个存储系统瘫痪。在基于光纤线路的SAN存储系统中,由于增加了光纤线路和光纤交换机等额外设备,故障节点和排查难度也相应上升。而NAS存储完全基于以太网络,网络结构简单,基础设备较少,因此故障点和故障几率更低。
在数据存储方面,原有的SAN存储采用的是RAID5 + 热备的方式,数据安全有一定保障。而新部署的NAS存储在RAID5 + 热备的基础上,还增加了存储间的1 ∶ 1 备份,进一步提高了数据的安全性,可以有效避免单台存储故障造成的影响,将业务停顿和数据丢失的风险降到最低。存储互为备份如图2 所示。
2. 2 存储性能
每台NEUTRINO视频专用磁盘阵列内置有24 Gbyte的高速缓存,数据读写优先通过缓存进行处理,有效提升了整体的性能; 内部文件系统采用优化过的XFS,降低了系统IO占用,将带宽全部留给文件读写,大大提高了读写效率; 针对非编系统的特点( 读IO占70% 左右,写IO占30% 左右) 进行优化,非常适合广电节目制作环境; 支持万兆网口和千兆网口混合绑定,不仅提升了对外网络带宽,同时还实现了线路冗余,将存储万兆网口和千兆网口分别接在2 台不同的交换机上,即使1 台交换机出现问题,正常交换机上的站点到数据存储的链路都不会受到影响。
柳州广播电视台还在存储间1∶ 1备份方面做了一些改进,具体方法是将存储1 和存储2 都等分成2 个卷( 卷A和卷B) ,每个卷30 Tbyte存储空间,存储1 的卷A和存储2 的卷A做实时同步( 镜像) ,由存储1 提供数据共享服务,存储1 的卷B和存储2 的卷B做实时同步( 镜像) ,由存储2 提供数据共享服务,这样不仅保障了1∶ 1实时备份,同时也实现了存储的负载均衡,大幅提高了主备存储的总性能,因为2 台存储设备都提供数据共享服务,数据的读写会被分散到不同的存储设备上。磁盘阵列交叉存储结构如图3 所示。
2. 3 故障恢复
原有的SAN存储系统结构复杂,故障点多,在出现故障时,不仅要检查存储系统和集群文件系统,还要查看光纤线路和服务器系统日志,整个过程非常耗时。而NAS结构简单,只需要查链路状态和存储情况,并且NEUTRINO存储有非常直观的网页管理系统,这极大地加快了故障排查速度。管理系统磁盘状态界面如图4 所示。
在原有的SAN架构系统中,由于结构复杂,环环相扣、因此不仅故障排查耗时较长,故障修复后往往也需要重启整个业务系统,同样耗时很久,所以任何一次故障都有可能对业务系统的连续性运行造成很大影响。而在新的NAS系统中,如果是交换机问题,只需要使用备用交换机替换即可,如果是存储设备故障,只需要把故障存储关机,修改正常存储的IP,再恢复上线即可,5 min内即可完成,不会对正常业务造成太大的影响。NEUTRINO存储的IP配置界面如图5 所示。
2. 4 平滑过渡
在存储系统和非编系统升级期间,为了实现平滑过度,采用了新旧两网同时存在且自由切换的方式。首先将原有SAN磁盘阵列上的数据复制到新NAS存储设备中,考虑到在数据复制过程总仍有新数据产生,因此使用了差分复制的方式。数据复制完后在NAS存储上模拟了原SAN系统的数据共享,这样就实现了SAN系统顺利过渡到NAS系统。
在保证了原有的非编网络正常使用之后,在NAS存储上划出了新的存储区,同时建立起新的非编网络,这样原有非编系统和新建非编系统就同时运行在一套非编网硬件之上。为了实现平滑过渡,开发了一套软件,使用者可以在任何一台站点上自由切换新旧2 套系统,这样不仅保证了旧系统能够继续运行一段时间,同时非编使用者也可以把旧系统数据导入到新系统中去,最终实现了新非编系统顺利替代原有非编系统。
3 结束语
自新的NAS数据存储方案完成并投入使用以来,该数据存储方式确保了节目生产流程中数据的持续可用性,为实现安全播出提供了必要条件,并以操作简单,易于维护,宕机成本低,得到了一致好评。
摘要：针对IP SAN网络存储结构的部署与维护,在综合考虑柳州广播电视台业务发展和实际需求的基础上,设计了基于大容量镜像的NAS存储结构。结果证明,新的NAS存储结构简单,成本低,易于维护,故障排查和处理更迅速,扩展性较高,并且实现了实时同步与快速切换的主备高可用存储,确保了节目流程中数据的安全性。
关键词：IPSAN,FCSAN,NAS,网络存储结构,交叉备份
参考文献
[1]李大恒.基于ISCSI协议的IPSAN网络存储技术研究[D].湖南:国防科学技术大学,2006:1-83.
[2]孙飞,刘光青,王莹,等.十堰电视台播出系统备份和应急措施[J].电视技术,2013,3(12):82-85.
[3]段剑弓.存储系统NAS和SAN的差异和统一[J].计算机应用研究,2004(12):94-97.