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张鑫珩:提升环保装备产业需群策群力

专家观点中国仪表网2009年12月17日 11:16人气:1324

    据有关资料统计,截至2008年10月,全国城市、县及部分重点建制镇共建成污水处理厂1459座,日处理能力8553万吨,分别比“十五”末期增加60.5%和42.6%。2008年1~10月,全国已投入运行的城镇污水处理厂累计处理污水达190亿吨,运行负荷率达到76%,同比分别增长了21%和约3个百分点。

    从上面这组数字不难看出,我国城市污水处理事业得到了前所未有的蓬勃发展,初步遏止了我国水环境严重污染的局面。然而,在这一成绩的背后却还隐藏着一个不争的事实:在这些污水处理设备中90%依靠进口。

    如何改变这种状况,业内专家、江苏新天地公司总工程师张鑫珩提出了四点中肯的建议。

建议一:不要盲目迷信国外产品

    “国外某些环保产品在性能方面是比国产的要强一些,但未必国外引进的产品就一定比国产的好,比国产的节能。”张鑫珩在肯定进口设备带来积极影响的同时也认为,不分良莠地从国外引进城市污水处理工艺和设备,对国内环保设备产业的发展不利。他希望用户单位和设计院不要迷信进口环保设备。

    为了说明问题,他将外资品牌的额定功率与国内自主创新研发的同类产品相比较:以国外某公司生产的4670型潜水搅拌器为例,其铭牌上注明额定功率为13千瓦,额定电流44安培,起动电流117安培,运行时线电流高达42安培以上,但实际电耗竟高达近27千瓦时;国外某公司和国内某大型国有企业研制的倒伞型曝气机,配套电机132~160千瓦,额定电流250~284安培,75%运行状态时线电流高达200~265安培,但实际充氧量每小时仅有240~260千克,电耗高达近160千瓦时。而国产的新型高效复合叶轮曝气机在同等条件下运行时线电流仅196~200安培,电耗<104千瓦时,而充氧量每小时却高达350千克。从理论上讲,其动力效率分别比现有两个行业标准高出67%和86%。

    为了进一步说明问题,他又将引进的潜水搅拌机和国产大型倒伞曝气机与国内自主创新研发的同类产品相比较:1998年日处理能力为6万立方米的上海桃浦污水厂建成运行,其中关键设备6台中速潜水搅拌机就是从一知名国外公司引进的,每台价格超过17万元,负载运行时,实际耗电量每小时至少27度。而国产的采用齿轮减速的中速潜水搅拌机,每台售价仅9万元,负载运行时,每小时实际耗电量仅为16度。与前者相比,单机每小时便可节约11度电,每天可节约264度电,全年能节约96360度电。

    同样应用在山东省日处理量为4万立方米的国内自行研制的复合型叶轮倒伞曝气机,比世界上同类产品的动力效率提高了75%,单机每小时能节电60多度。一座日处理4万立方米的污水处理厂,4台倒伞曝气机每年能节约电费140多万元。

   张鑫珩不无忧虑地说:“时至今日,在众多污水厂的建设应用工程中,中国引进了很多台这样的曝气机,同时,中国又盲目仿制不少台这样的曝气机,倘若再这样无休止地继续引进和无节制、无自我创新地仿制下去,浪费的能耗是惊人的。”

建议二:不要让“业绩”成为拦路虎

    张鑫珩认为,当前,在环保设备招投标的过程中,除了主观上认为国产品牌不如外资品牌外,把国产品牌是否有“业绩”列为重要的考核内容。更有甚者,选用外资品牌,出了问题,不担责任;选用国产品牌,一旦出了问题,就大肆渲染。他形象地打了一个比方,这种做法就如同跟新生儿要大学文凭一样,严重扼杀了国产环保设备的发展之路。

   更有甚者,在招标文件中,有的标书中还规定“设备选用的轴承连续运行不得低于10万小时,有的甚至是20万小时。谁都懂得,平年全年是8760小时,润年是8784小时,10万小时需11.4年,20万小时需22.8年,环保设备特别是曝气设备和潜水设备节假日也不能停歇才能达到这一要求。

    业内人士都知晓,选用轴承有严格的选用系数和计算公式,世界上所有的普通工业轴承,有哪一种轴承可以不停歇连续运转10年以上的。这种违背科技常识的要求并不一定就是招标单位所为,有的是制定标书的单位所为。实际上,有时就是提供设备的企业暗箱操作所为,目的就是要让参与投标的企业知难而退。为此,张鑫珩呼吁要少一些成见,多给国产环保设备一些机会,这对发展民族工业、鼓励自主创新都是有利的。

    张鑫珩承认,“虽然污水处理厂引进的某些高耗能设备能效比差,但从整体上说,国内的环保设备与世界先进水平相比,还有一定的差距。究其原因,主要表现在设备制造的材质和制造工艺水平上。”

    他说,有人认为国外的曝气机推力大,可省去潜水推流器,这是谬误。倒伞型曝气机在运行时,提升力很小,不同的浸没深度直接影响着平推能力和充氧效果,污泥在氧化沟中的沉降问题,没有相应的搅拌和提升能力,完全依靠平推能力是不可能完全阻止污泥沉降的。况且,曝气机的主要功能是曝气充氧、混合;动力效率是考核设备的主要技术指标,将曝气机完全浸没在水中运行时,它的推力可能最大,但充氧效果也最差。最经济实用的设计方案:是在1万立方米容量的氧化沟中增加1台功率7.5千瓦叶轮直径2500毫米的潜水推流搅拌机,即使这样,实际能耗也增加了。

    即便如此,与引进和国内仿制的现有同类产品相比,江苏新天地自主创新的倒伞曝气机处理能力提高了30%,动力效率提高70%,能耗仍可节约30%左右,从全国应用曝气机的污水处理厂来核算,每年可因为降低电耗而节省的电费何止按亿元计。

   也有人认为:国内产品返修率高(主要是减速机),他指出,事实并非如此。

    由于国产污水处理设备的生产始于20世纪70年代中后期,当时产品的标准化、成套化、系列化水平很低,定型产品较少。进人20世纪90年代以来,国家有关部门先后对主要污水处理设备制造企业进行了技术改造,提高了制造能力和制造水平,城市污水处理专用设备和与之配套的通用设备的生产水平都有了很大提高。现在日处理5万吨、10万吨、25万吨和50万吨的城市污水处理厂的全部或主要设备都可实现国产化。其中,国产的微孔曝气器、高强度曝气机、带式压滤机、各类格栅除污机、刮泥机、刮砂机、曝气转刷、曝气鼓风机、大型污水泵、潜水电泵等已基本能够适应国内市场需求,还有部分产品出口。

    张鑫珩认为,利用外资大量进口设备,使国产设备失去了平等竞争的机会。近几年特别是与曝气机配套的齿轮减速机,几乎所有的用户都要进口产品,事实上不管从效率上或使用寿命上,国产减速机并不比进口的差。近10年兴建的污水处理厂中约90%的设备是利用外资进口的,这既耗费了国家大量财力(进口设备是国产设备费用的4~6倍),又严重限制了国产污水处理设备制造工业的发展。“今后在加大城市污水处理厂建设力度的进程中,如不规范环保产品市场,推进高效低能耗的重大环保技术装备的自主制造,选用能效比高的国内外先进产品,为此付出的代价将会更大、更无休止。”

    可喜的是,在中国环保产业协会水污染治理委员会的关心下,在中冶华天的配合下,采用具有自主知识产权的高效复合叶轮倒伞型曝气机更换替代了山东寿光日处理量为13万立方米污水处理厂仿制荷兰DHV休柏特型倒伞型曝气机。该产品在同等条件下,电耗下降了25%,充氧量提高了50%以上,9台直径3750毫米的曝气机每年节约电费250多万元,性能水平超过世界上所有同类产品,完全有资格向世界同类产品叫板。如果国内有50家同样规模的污水厂都改造换用高效节能型复合叶轮曝气机,那么每年将节约高达1.25亿元的电费。

建议三:修订标准提高准入门槛

    张鑫珩指出,要想使环保产业升级,制定统一的标准就显得十分重要。然而,在当前的环保设备行业中,特别是高能耗的重大关键环保设备,包括倒伞曝气机在内的竖轴式曝气机都没有统一的标准。

    目前,表面曝气机依据的是《中华人民共和国环境保护行业标准》HJ/T247-2006和《中华人民共和国机械行业标准》JB/T1067-2006标准。但这两个标准中都未曾规定产品应做型式试验的规范要求。除此之外,关于曝气机叶轮的形状公差与几何精度、曝气机叶轮制造精度和检测方法与检测要求在两个标准中均未提及。没有这几项规定,叶轮的形状公差如何控制,几何精度也就无法保证。

    在这两个标准中虽然规定了叶轮平衡试验方法,充其量只能说叶轮制造成形后是要校正平衡的,由于没有规定形状公差,绝对保证不了制造的几何精度。叶轮制造过程中的形状误差必须通过三坐标测量方能测得结果,即使校正了重量平衡,而叶轮上的叶片在焊接过程中与轮辐不垂直必然会引起运动失衡,这与水泵叶轮及水轮机叶轮的原理完全相同。

    在当前使用的两个标准中都规定了叶轮直径(其实不合理,是历史造成的,应当取整),但是都未限定电机功率,这不难让人产生疑问:既然规定了“动力效率”,那么就具备了规定电机的额定功率的前提条件,为什么不在标准中规定?这样的标准,无疑为低效、高能耗、能效比差、落后、过时的产品开了绿灯。为此,张鑫珩呼吁,如果环保设备行业标准不进行重新修订,环保行业节能降耗只能算作是一句空谈。

建议四:高校应设置环保机械专业

    据张鑫珩了解,目前,世界上所有高等学府都没有“环保装备”或“环保机械”专业。缺少了环保设备方面专业人才培养的沃土,给环保产业提升带来了一定的难度。眼下,从事环保机械研发的专业技术人员基本都是从其他专业改行或者半路出家的技术人员组成,也有一部分是学排水专业的,这部分人就算是环保设备研发人员中的“正规军”了。

    然而,他们所学的教材内容也都是陈旧的,造成了搞环保水治理工程的不太懂设备、研发设计环保设备的未必懂得工艺的格局,更不要说根据治污治废工艺来研发产品了,致使我国环保产品中的重大关键设备至今停滞在仿制和引进能效比极差的落后水平。

    事实上,环境保护是边缘科学,是大概念。由于环保机械专业涉及面宽,涵盖了通用机械、水工机械、化工机械、轻工机械、起重运输机械乃至桥梁、建筑等等,又是极为复杂的专业课程,并非给排水专业能够覆盖得了的。随着人们对环保意识的不断增强,因此,建议国内高校应尽快建立环保机械专业,为提升中国的环保产业尽一份力。
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