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矿井安全的重要性人人皆知，矿井主通风机是确保井下正常通风的重要设备，不仅影响矿井的生产能力，而且对矿业的安全是至关重要的。国内矿用主通风机在经历了早期的离心风机以及七、八十年代以2k60、2k58为代表的轴流风机之后，目前市场上占主流的是对旋风机和长轴宽曲线轴流风机，这两种风机在市场上处于竞争替代的关系，下面就从技术的角度来理清这两种风机的优缺点，并展望一下未来的市场趋势。 对旋风机 对旋风机是从2000年左右开始在矿上使用，用来替代2k58等老型的轴流风机，目前在市场上占有绝对主导地位，该型风机的结构比较简单，有两级叶轮，旋转方向相反，互为导叶。对旋风机在当时为矿上的通风做出了不小的贡献。 由于对旋风机的电机位于风机的内部，叶轮直接安装在电机上，这种先天性的设计缺陷会导致电机散热不好，电机轴承载荷大从而导致轴承损坏。通过市场调查，对旋风机在使用中主要存在以下问题： 风机效率低 叶片断裂 工艺落后，设备稳定性差 维护便利性差 电机轴承损坏 电机散热困难 满足不了高压力、大流量的应用需求 长期以来，关于对旋风机效率的说法不一，正反两方认为的效率相差50%左右，分歧极大。实践是检验真理的唯一标准，通过对现场运行风机效率的测试，就可以得知对旋风机的效率到底处于什么水平。 通过测试，对旋风机的实际效率分布如下图： 测试结果表明，对旋风机的平均效率只有55%，在测试的对旋风机中，有70%的风机其效率低于60%；测试的风机没有一台运行效率在80%以上，可见对旋风机的实际运行效率是非常低的，这个也为关于旋风机效率的争辩提供了铁一般的事实。 其实，从理论上来讲，对旋风机的效率不可能高，主要是因为： 对旋风机的流道设计不是很合理，叶片前后都没有导叶，气动损失大； 对旋风机没有扩散筒，动压转换成静压的比例低； 两级叶轮相互反向旋动，造成叶轮间气流损失大； 对旋风机的高效区很窄，再加上矿业的风机欲量都很大，导致风机的实际工作点远离设计点，从而是实际运行效率降低。   长轴宽曲线轴流风机 长轴式宽曲线轴流风机采用先进的三元流设计，是国外八十年代早期研发出来的高效的风机，其叶片采用高性能的翼型设计，风机的性能范围宽广，从本世纪初期就已经成功应用于矿业主通风机市场，将近二十年的运行情况表明该类产品在矿上的应用很成功。 长轴式宽曲线轴流风机有三种调节方式，停机逐片调节、停机一次可调、动叶可调，其中动叶可调方式是通过液压缸在风机运行时调节叶片的开度，调节快速平稳，自动化程度很高，动叶可调轴流风机是目前世界上技术最先进的产品，具有以下特点： 高效区宽广，高效节能  对井下系统阻力变化适应能力强 制造工艺成熟，可靠性高 电机外置，检修方便，彻底解决了对旋风机轴承损坏、电机散热的问题  长轴式轴流风机结构合理，有单独的轴承箱，运行更加可靠安全 检修方便，运营成本最低  不停风倒机操作流程简单 自动化程度高，助力智慧矿山的建设 从参数覆盖范围来看，动叶可调轴流风机要比对旋风机宽广的多，不仅完全可以覆盖对旋风机的性能范围，而且在对旋风机之外的大流量、高压力范围内，动叶可调轴流风机也能胜任。因此动叶可调轴流风机的性能更高，可以提供更大的流量和更高的压力，对于大型矿井的通风需求是唯一的可以满足需求的产品。 动叶可调轴流风机的设计效率高，那么实际运行的效率怎么样呢?下图是对一些现场运行的风机实测的效率，可以看出，有59%的测试风机其运行效率大于80%，只有8%的风机其运行效率低于60%，这些风机的实际运行效率达到了77%，远远高于前面所述的对旋风机的测试效率。 为了达到节能的目的，采用高效节能的长轴宽曲线轴流no.28风机替换原风机，新风机在满足同样的压力和流量的前提下，效率比原风机的53.5%大大提高，达到85%，轴功率由572kw降低到325kw，具体参数见下表. 按每年运行8000小时,每度电0.487元计算,每年的节能费用为： 247&imes;8000&imes;0.487=96万元。 可以看出,新风机的效率比对旋风机高很多,节能效果非常明显。 据不完全统计，煤矿风机的耗电量占整个矿企耗电量的30%，选用高效的动叶可调轴流风机，每年节约的电费是非常可观的。 当然，高效节能的风机产品比技术落后的产品价格要高，企业在采购设备的时候不能只看设备的初始投资，应综合初始投资、运营成本、维护维修的成本，综合考虑，这样才能真正落实技术先进的设备在现场的应用，达到节能降耗的目的。 另外，动叶可调轴流风机在启动的时候，叶片是全关闭的，风机可以直接启动，启动电流小，对电网的冲击很小，所以动叶可调轴流风机完全没有必要配套变频器，也降低了为变频器而设的恒温恒湿电控间的投资，同时也消除了由于变频器故障而导致的停机事故，大大提高了主通风机的可靠性和矿井的安全性。 总而言之，动叶可调轴流风机由于调节方便，而且调节响应快、调节精度高、对井下阻力变化适应性强，为实现智慧矿山建设提供了强有力的保证，该类风机配有刹车装置，采用反转反风，10分钟内可实现一键反风，反风满足国家标准的要求。另外，动叶可调轴流风机结构紧凑，风道设计简单，配置的风门数量可以减半，简化了反风的操作程序。 动叶可调轴流风机目前在我国矿业应用有较多的案例，实践证明，该系列的风机高效节能、可靠性安全性高，是智慧通风的最佳选择。对旋风机由于技术落后，耗能高，已经跟不上国家的节能减排政策的要求，需要加快更新换代的步伐。

1846年，洋商礼查自英国来，准备在上海建一座饭店。   他不知道，自己的饭店将亮起中国的第一盏灯光。   也惊醒了中国后发的电力事业，中国电力人随后奋发疾赶，虽然这一百多年跑得磕磕绊绊，但我们可爱的电力人们，无论千难万难，还是跑进了世界巅峰，跑进了全球第一。   正是因为保证了电力的供应，中国才能在2020年的今天，在高速公路、高铁、药品、谷物、肉类、棉花、水果、钢、煤、水泥、化肥、飞机、坦克、导弹、常规武器、船舶、汽车、铁路机车、摩托车、机床、风力发电机、家用电器、手机、数字程控交换机、电脑等主要产品产量全方雄居世界第一位！   最后，让我们从1896年开始的全球各国发电量的对比视频中，感受我们电力人的力量，看看中华民族追赶世界的脚步。

为了控制下文章的篇幅，核电和水电的发展，只能简略地讲一下。   中国1958年就想搞核电站了，还特意建了个581工程项目，不过当时核材料不够，要先保军用，就没搞起来，1966年上海人不死心（长者在武汉任职时还自学了格拉斯登的核工程教材），还想搞，找周总理批示，想建一个核反应堆，叫“122工程&dquo;，不过很快因为文革又垮了，122工程给我们留下了一批人才，这些人最后成为728工程的主力。   728工程周总理亲自把关，从1970调研到1974年，搞了三次专家委员会研究可行性，才在1974年列入国家基建计划。最先想把第一个核电站建在浙江富阳，后来综合考虑，选定浙江海盐县秦山地区。   我们最初想引进法国的900mw核电技术，因为时间关系，还有从零培养中国核电人才的原因，最后决定自己造300mw核电站，核电站的大部分设备都是自己生产，实在搞不定的，政府出资1.73亿元，给上锅厂、上重厂、上汽厂、上电厂等到国外买设备，各厂买了些如siv3150重型卧床、x9721转子铣床、w200g落地式镗铣床等我们弄不出来的重型设备，但我们自己也弄出了200电渣重熔炉、200高速动平衡试验室、容器焊机辅机等一些机械怪物。   以我们当时的工业能力和财力，能弄出这些东西来，工人们太不容易了。   有了设备，核电站的机器就吭哧吭哧陆续给造了出来，秦山核电站一期1991年12月首次并网发电，1995年7月通过验收。二期2002年发电，三期则采用了加拿大坎杜6重水堆核电技术，也是2002年运行。   截止到2020年，中国共有45台商用核电机组在运行，建成12座核电站，在建10座核电站。2018年，核电站共发电2865亿千瓦时。   新中国成立时，中国水电装机总量仅36万千瓦，年发电量12亿千瓦时，其实主要就是靠前文提到的丰满水电站撑场面。   1955年、1958年、1977年、2000年中国组织了四次水力资源普查，历史上几千名水文地质工作者大学毕业后，就在深山老林里翻山越岭，为祖国积累水文资料，才查清我国境内河流总装机容量1万千瓦以上的3886条，水利资源理论蕴藏量6.944亿千瓦，技术可开发装机容量5.416亿千瓦，经济可开发装机容量为4.0179亿千瓦。   新中国建设的第一座水电站是浙江新安江水电站，电站由苏联专家提供协助，动员了好几万人从1957年建了三年才完工，坝高105米，总装机容量66.25万千瓦，设计年发电量18.6亿千瓦时，还可以防洪、灌溉、养殖、旅游。   浙江省的旅游盛地千岛湖，其实就是新安江水电站的水库。   新安江水电站是中国水电的黄埔军校，培养出了中国第一批水电人才，电站的9台水轮机由哈尔滨电机厂制造，第9号双水内冷机组，还是国家发展巨型水轮机组的试验品。   有了第一次试手，后面顺利完成三门峡、刘家峡、丹江口、乌江渡、葛洲坝等大型水电站，中国水利人还走出国门，参观了巴西伊泰普、埃及阿斯旺水电站，大开眼界，又受了点刺激。   基建狂魔最受不了的就是别人基建做得比自己好，回来后苦干实干，搞定了举世瞩目的三峡工程（我们水利学校的好多学长毕业后去了三峡，我记得1998年，有学长回校告诉我们在三峡的情况，当时薪水是1200元/月）。又在西部拿龙滩、小湾、景洪、瀑布沟、拉西瓦练手，使我国水电站的设备制造与运行管理飞速前进。   在西部贵州、云南建设水电站的事情，是由朱镕基总理主导的。1999年春节朱总理去贵州考察，对贵州省的贫穷深感震惊，2000年8月北戴河会议上，朱总理建议在贵州、云南建设1000万千瓦发电机组，以水电为主，将电力输往广东，以增加贵州、云南两省收入，当时有人担心工程不能完工，或者电费送过来太贵，朱总理站起来说：   “如果不能完成向广东送电1000万千瓦的任务，我总理辞职。&dquo;   然后指了指国家计委主任曾培炎说：“你这个国家计委主任也辞职。&dquo;   长者赶忙出来打圆场：“朱总理是清华大学学电机的，他懂电，我们就听他的吧。&dquo;   2000年11月8日，贵州洪家渡水电站开工，五大战役开打，云南小湾水电站和广西龙滩水电站陆续开工，2010年全部建成，恢宏的西电东送工程，最终保证了1000万千瓦送电任务圆满完成，但比广东当地的电低0.2-0.3元每度。   至2019年，广东省30%的电力，就是来自西电东送。   中国水电至今已取得巨大成就，世界前20大水电站，基建狂魔占了11座，2018年中国水电站发电1.2万亿千瓦时，处于世界第一，而且我们的水电站质量经得起大灾大难的考验，2008年四川汶川地震时，震区内没有一座水电站出现垮坝事故，也没有造成一起次生灾害，震中的沙牌水电站安然无恙，紫坪铺水电站震后第五天就恢复了发电。   在中国电力人70年的努力下，2018年，中国大陆发电量达到了约6.8万亿千瓦时（2019数据还没出来），其中火电49797亿千瓦时，核电2943亿千瓦时，水电11027亿千瓦时，风电3660亿千瓦时，光伏发电1775亿千瓦时，生物质发电906亿千瓦时，几乎都是世界第一！   中国，已成为全世界当之无愧的第一电力大国。

前面几节我们讲述了电力人是怎样搞定国产火力发电机组的，也讲述了如何克服特高压输电线的，现在我们要回到事情的源头，讲一讲煤炭的故事。   1995年中国才将美国的技术吃透自己研发出高水平的发电机组，接着在全国铺开了造发电厂，2001年12月中国入世，经济迅猛腾飞，2005年中国搞定特高压输电，注意这三个时间点，一个国家的经济发展是必须要电力在后面做基础支撑的，光是2018年广东省实际用电量就达6000亿千瓦时，人均用电6000千瓦时，已经达到发达国家水平，经济跑得这么快，电力必须跟上，现在技术上没什么问题，只要资源足够就行，而电力主要是用煤炭进行火力发电，中国入世后，煤炭的重要性一下子被拔高了。   山西煤老板们一个个挺着大肚子，排着队爬上了历史的舞台。   煤炭价格从2002年之后从最初的300-500元每吨，一直飙涨到2009-2010年的1400元每吨，而开采煤的成本是固定的400元每吨左右，最高时一吨煤能挣1000元，扣掉税净利润还能达800元，一个年产30万吨级的煤矿，一年纯利能到3亿元。   在《煤老板自述三十年》这本书里，口述者就说自己二零零几年时一天能挣50万纯利。   山西省河津市和乡宁县是中国煤炭业的一面镜子，这里盛产煤矿，起初是为了提高煤炭产量，跟上发电需求，2004年时山西省推行集体煤矿卖给私人，河津市下化乡就冒出36个煤矿，吕梁地区出现100多个煤矿。   当时煤价飞涨，挖煤跟挖金子一样，私人煤矿疯狂开采，赚钱第一，安不安全后面再说，各种运输设备、机电设备、采掘设备、防治水设备、通风设备、防瓦斯设备、防煤尘设施、防灭火设备、安全监测监控设施、调度通信设施等统统不重要，于是，大家印象中山西省矿难频发的事故都发生在那几年。   2005年3月19日，山西朔州煤矿瓦斯爆炸，72人遇难。 2005年6月22日，山西繁峙煤矿瓦斯爆炸，37人遇难。 2006年2月1日，山西晋城煤矿瓦斯爆炸，23人遇难。 2006年3月18日，山西临县煤矿透水事故，28人遇难。 2006年4月29日，山西大同煤矿瓦斯爆炸，32人遇难。 2006年5月18日，山西左云煤矿特大透水事故，56人遇难。 2006年11月5日，山西焦家寨煤矿瓦斯爆炸，35人遇难。 2006年11月12日，山西晋中煤矿瓦斯爆炸，25人遇难。 2007年3月18日，山西晋城煤矿瓦斯爆炸，21人遇难。 2007年3月28日，山西临汾煤矿瓦斯爆炸，26人遇难。 2007年5月05日，山西临汾煤矿瓦斯爆炸，28人遇难。 2007年12月6日，山西洪洞煤矿瓦斯爆炸，105人遇难。 2008年1月20日，山西临汾煤矿瓦斯爆炸，20人遇难。 2008年6月13日，山西吕梁煤矿瓦斯爆炸，34人遇难。 2008年7月5日，山西大同煤矿一氧化碳中毒，21人遇难。 2008年9月8日，山西省新塔矿区发生特别重大溃坝，277人遇难。 2009年2月22日，山西屯兰煤矿瓦斯爆炸，78人遇难。 2009年12月27日，山西介休煤矿瓦斯燃烧，12人遇难。   2009年之后，山西省开展煤炭企业整合重组，私人不再让开矿，小矿全部整合成大矿，最初30万吨的矿井，必须要达到机械化采煤，后面又上升到60万吨，山西煤老板又排着队，一个个走下了历史舞台。   而那些在煤矿里长眠的矿工们，亲身经历了中国经济野蛮生长年代，他们默默注视着粗糙发展的特殊历史轨迹，以及自己黑暗煤矿里被掩埋的生命。   铭记那些牺牲的人，为中国电力事业和经济发展做过的每一分努力。  

  摘要 本文在国内外文献的基础上，从低温nh3-scr催化剂的组分和载体两种分类方式详细介绍了催化剂的组成、no转化率、n2选择性、对so2和h2o的适应性以及相关的机理，研究了低温nh3-scr催化剂的进展。   不可再生的化石燃料仍然是热电厂、汽车、水泥和钢铁等工业生产的主要能源。然而，化石燃料燃烧后产生的氮氧化物（no、no2、n2o及其衍生物）污染物，可引起酸雨、光化学烟雾和臭氧消耗等问题，因此降低nox排放对环境保护至关重要。利用nh3的选择性催化还原（nh3-scr）nox因其脱硝效率高而得到了广泛的应用，特别是在电力行业，正惭惭在水泥行业兴起。由于工业烟气温度一般不超过300℃，因此scr催化剂必须在低温条件下（100~300℃）具有较高活性。v2o5-wo3（moo3）/tio2是典型的高效催化剂，已被用于中温工艺的nh3-scr技术。然而，该催化剂具有一些固有的缺点，如工作温度窗口窄而且高（350～400℃），以及高温环境中n2的选择性低。因此，许多研究人员继续研发温度窗口宽的低温nh3-scr的高活性催化剂。 在此背景下，几种过渡金属氧化物基催化剂由于其优异的氧化还原性能、低廉的价格和较高的热力学稳定性，被广泛研究用于低温nh3-scr反应。特别是过渡金属离子的d壳层中的电子容易得失可能是导致其高氧化还原性能的原因。例如，c/tio2、c-mnox、fe-mnox、mn/tio2、fextioy、mnox/ceo2和cu/tio2等催化剂在低温范围内表现出良好的scr活性。在早期的研究中，以tio2为载体负载v、c、mn、fe、co、ni和cu的氧化物在过量o2时具有较好的低温nh3-scr活性，其催化性能表现mn&g;cu≥c≫co&g;fe≫v≫ni。特别是含锰催化剂由于其可变价态和优异的氧化还原能力，在低温区具有较好的脱硝能力。然而，这些催化剂对烟气中的so2非常敏感，n2选择性低。因此，开发具有良好低温活性和高so2/h2o适应性的催化剂对低温nh3-scr具有重要意义。一般来说，有两种可行的策略可以提高低温nh3-scr的性能：一种方法是用一种或多种金属氧化物对过渡金属氧化物进行改性，通过诱导协同效应来提高反应活性；另一种方法是合成负载材料来分散过渡金属基氧化物，这种氧化物可以通过金属载体相互作用来提高活性。近年来，许多负载型和混合型过渡金属催化剂配方被研究，以提高低温nh3-scr的性能，以及对so2/h2o的适应性。   本文回顾了近年来在开发用于低温nh3-scr反应的过渡金属基催化剂方面的进展。   1二元过渡金属基催化剂 多种过渡金属氧化物已被证明在低温下具有nh3-scr活性。然而，单一过渡金属氧化物由于其低比表面积和热不稳定性，使其催化性能受限。因此，采取与其他金属氧化物混合或掺杂来提高过渡金属氧化物的低温scr活性。近年来，mn、fe、co、ni和cu基二元氧化物催化剂因其优异的催化性能而被广泛应用于低温nh3-scr反应。特别是mn基二元氧化物是一种很受欢迎的催化剂，被证明是低温nh3-scr反应的有效催化剂。最近，xin等设计了由mn2o3和mn2v2o7组成的催化剂，与低温下的mn2o3相比，其no转化率和n2选择性均有显著提高（见图1）。虽然mn2v2o7具有良好的n2选择性，但nox的转化率要低得多。特别是v0.05-mnox催化剂在120～240℃温度区间90%以上的nox转化率和80%的n2选择性。与v0.05-mnox相同组分含量的机械混合mn2o3和mn2v2o7催化剂相比，化学制备的v0.05-mnox催化剂表现出更高的nox转化率（见图1），表明化学制备的v0.05-mnox中mn2o3与mn2v2o7之间存在协同作用，而不是机械混合mn2o3与mn2v2o7催化剂。此外，两种机械混合催化剂相比，机械混合mn2o3与mn2v2o7催化剂具有更高的活性，表明催化剂中mn2o3比moo3活性更高。其中：近年来，人们发现co基尖晶石催化剂表现出显著的低温nh3-scr活性、n2选择性和对so2/h2o的适应性。meng等合成了一种高效的coamnbox(其中a/b是co/mn的摩尔比)混合氧化物催化剂，并研究了co/mn摩尔比对低温nh3-scr反应的影响。coamnbox混合氧化物比mnox或coox单独具有更高的nh3-scr活性，因为它们通过co和mn之间的协同作用改善了氧化还原性能和表面酸位。特别是co/mn摩尔比为7:3(co7mn3ox)的催化剂在116~285℃的温度窗口中表现出最大的活性(&g;80%的nox转化率)。co7mn3ox催化剂比co3mn7ox和mnox对h2o/so2的适应性更好，但对so2的适应性仍有待提高。然而，so2失活的co7mn3ox、co3mn7ox和mnox催化剂可以通过水洗再生。他们提出co7mn3ox在nh3-scr催化反应机理见图2。反应是通过在氧空位上吸附活化气态氧引起的，然后转化为晶格o2-（步骤①）；这种晶格氧扩散到催化剂表面，然后变成表面活性氧(o*)（步骤②）；活性氧o*被气态no吸附发生反应生成no2/no3-中间体（步骤③）；同时，nh3被mn4 氧化成-nh2/nh4 （步骤④）；最后，no2/no3-中间体与nh反应生成n2和h2o(步骤⑤)；通过从mn3 向co3 的电子转移（步骤⑥），催化剂恢复到原来的状态（步骤⑦）。因此，co和mn之间的协同效应在提高co7mn3ox催化剂nh3-scr活性方面起着关键作用。

在焊条药皮中，如果含有以酸性氧化物（如氧化钛、硅砂）为主的涂料成分，这种焊条称为酸性焊条，如钛铁矿型焊条、钛钙型焊条、高钛型焊条、氧化铁型焊条和纤维素型焊条；如果含有以碱性氧化物（如氧化钙）为主的涂料成分，这种焊条称为碱性焊条，如以含碳酸盐和萤石为主的低氢型焊条。 以下是酸性焊条和碱性焊条的比较：   酸性焊条特性     1、药皮组分氧化性强    2、对水、锈产生气孔的敏感性不大，焊条在使用前经75～150℃烘焙1h    3、电弧稳定，可用交流或直流施焊     4、焊接电流大    5、宜长弧操作    6、合金元素过渡效果差    7、焊缝成形较好，熔深较浅    8、熔渣结构呈玻璃状    9、脱渣较方便    10、焊缝长、低温冲击性能一般    11、抗裂性能较差    12、焊缝中的含氢量高，易产生“白点&dquo;，影响塑性   碱性焊条特性     1、药皮组分氧化性弱   2、对水、锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用前经350～400℃烘焙1～2h    3、由于药皮中含有氟化物，恶化电弧稳定性，必须用直流施焊。只有当药皮中加稳弧剂后才可交、直流两用。   4、焊接电流较小，较同规格的酸性焊条约小10%左右    5、宜短弧操作，否则易引起气孔    6、合金元素过渡效果好    7、焊缝成形尚好，容易堆高，熔深稍深   8、熔渣结构呈结晶状    9、坡口内第1层脱渣较困难，以后各层脱渣较容易    10、焊缝长、低温冲击性能较高