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常用门窗五金检测方法及技术要求的探讨

前言随着我国门窗行业的发展,使得门窗自身的设计生产技术日趋透明化。因此,现今各门窗企业之间的竞争,很大程度上体现在使用的五金配件产品质量的竞争上。同时,我国市场上流行的五金产品品种繁多,鱼龙混杂,使得许多有真正实力的企业的利益无法得到保障。因此,门窗五金检测,作为合理有效的建筑五金(词条“建筑五金”由行业大百科提供)配件产品的质量控制手段,其作用是不言而喻的。然而,通过大量的检测工作的进行,我们总结发现,对于某些产品的某些检验项目的检测方法,以及对一些检验项目技术指标的规定上,尚有一些概念模糊,容易产生歧义,甚至误解的地方。因此,本文将就这些问题展开一些分析,提出初步的解决方法,供大家商讨。一、各类常用门窗五金检测中的问题1、检测方法的问题通过检测发现,《建筑门窗配套件推荐产品技术评定规则》(以下简称《规则》)中关于某些常用门窗五金产品一些检验项目的检测方法,如门窗试手的强度(拉力)检测和扭曲试验,存在一些理解起来不是很明晰的规定。因此,作者认为有必要将这些问题提出,和大家一起讨论,以寻求一个更为符合实际的解决办法。(1)执手的强度(拉力)检测图一 执手强度检测示意图(转动轴心处受拉)执手的强度(拉力)检测方法,《规则》中规定:在执手转动轴心处施加1000N的拉力,并保持30秒,如图一所示。但在执手的实际应用中,我们知道,该种受力状况,是几乎不会存在的。而更为实际的一种受力方式是如行标JG/T124-2000中所规定的,即在离执手转动轴心2/3执手手柄长度处施加600N拉力,并保持60秒,如图二所示。图二 执手强度检测示意图(离转动轴心2/3L处受拉)通过对两图存在差别的分析我们可以看出,《规则》中关于执手强度(拉力)检测的规定,完全不是对行标技术指标要求的简单提高,两者是完全不同的两种力学机制。通过对图二的受力模型稍加变换,就可以转换成另外一种受力模式,如图三所示。从图三可以看出,在这种受力模式下,受检执手不仅要承受沿其转动轴心处的拉力作用,同时要承担绕执手柄体和执手盒接合处的弯矩作用。它的受力机制不仅涵盖了前者,而且由于在转动轴心处产生了弯矩效应,其受力状况要比前者更为严重,同时,也更符合产品在现实使用中的状态。在检测工作的实际进行中我们也感受到,第一种方式操作起来也要较第二种方式复杂的多,而因此可能会造成了检测误差的累积增大。所以作者认为,可以考虑使用行标中规定的检测方法,在此基础上,再考虑提高技术指标的要求,则更为科学合理。图三 执手强度检测等效示意图(离转动轴心2/3L处受拉)(2)执手的扭曲试验执手的扭曲试验检测,作者认为具有很现实的意义,它对行标JG/T124-2000是一个必要而及时的补充,同时也缩小了我国与国外在执手检测内容上的差距。但在具体操作中发现,《规则》中描述的检测方法,具有很大的模糊性,而对拨叉(方轴)距安装底板15mm的规定,也意义不明,不符合执手实际使用中的状况。所以这里,作者想要提出一种更为清楚的检测思路,供大家商讨。将执手按实际使用中的要求安装在完全固定(词条“固定”由行业大百科提供)的底板上,使得其在拉、压方向上都被固定,并且保持执手的拨叉(方轴)的运动不受任何限制,执手盒与固定底板间无间隙。将执手旋至关闭位置上,如图四所示。在执手手柄距离转动轴心2/3执手手柄长度处,执手关闭方向上施加外力F,如图五所示。这样的一种方法不仅可以检测执手柄体与齿轮连接部位的强度,而且可以防止检测过程中拨叉的脱落,影响检测工作的进行,更为重要的是,此种受力机制完全符合执手在实际应用中的情况。我们对几组不同规格型号的执手(带拨叉)按上述的方法进行了扭曲试验的检测。结果发现,大多数在承受距转动轴心2/3执手手柄长度处将近800N外力后,执手整体性能都存在不同程度的损坏,部分甚至在700N外力作用下完全丧失使用功能,见表一。图四 执手扭曲试验安装示意图图五 执手扭曲试验示意图表一执手扭曲试验检测结果表因此,作者认为,对执手的扭曲试验,除了那些可以360度旋转的执手外,都应该进行该项性能的检测,而对转动力的具体指标的制定,则需经过大量检测数据的积累和分析来加以确定。2、技术要求中的问题(1)执手的转动力矩指标要求对于执手的转动力要求,《规则》中规定,疲劳检测前非弹力点力矩应不小于0.8N.m,非弹力点和弹力点力矩的差值在1.7~3.5N.m。而行标JG/T124-2000中规定,非弹力点力矩0.2~0.5N.m,弹力点力矩0.7~1.0N.m(非弹力点与弹力点力矩的差值为0.5N.m)。仔细分析可以知道,《规则》中对执手转动力矩的要求,与行标中的要求也不是简单意义上对技术指标要求的提高,两者之间是完全对立的,是完全相反的两种要求。这里就存在着一个极其现实和重要的问题需要讨论:执手的转动力在实际应用当中,到底是应该偏低,还是应该偏高,还是应该介于一个范围之内才能使其使用更为舒适可靠?这里可能需要大量的数据,包括不同人群的施力大小等因素在内的信息收集,以及对现今流行的各类执手进行科学的检测工作来加以确定。(2)合页(铰链)的承重级概念对于合页(铰链),《规则》和行标JG/T125-2000均有对其承重级检测的要求。但对于合页(铰链)的疲劳性能检测的规定,则缺少必要的说明。合页(铰链)的疲劳试验,需要借助于标准模拟窗的使用得以实现,而《规则》和行标中除了对模拟窗的规格尺寸没有给出具体的要求外,对于在疲劳检测中起关键作用的模拟窗的重量亦没有详细规定。是否可以认为疲劳检测中的模拟窗要配重至该合页(铰链)的承重级时才能进行疲劳性能的检测?还是应该有一个更为合适的重量指标?这里,作者查阅了相关标准,给出了日本工业标准JIS A ISII-1995中,关于普通门铰链疲劳检测中所用模拟门的一些规定,见表二。表二模拟门的重量及尺寸注(1)对于比所定量轻的门,其惯性力矩相同的也可以适当地施加必要的重量。(3)塑料门窗传动锁闭器反复启闭技术指标的要求塑料门窗传动锁闭器的反复启闭检测的技术指标中,《规则》较行标JG/T126-2000多了对传动锁闭器齿轮磨损量的要求,固定齿轮磨损量应不小于1/4。该技术要求不仅意义模糊,而且,在实际操作中也没有给出详细的检测方法,因此这里作者认为该项技术指标应该进行合理性校验,如果可行,应制定相应的检测方法。另外,《规则》和行标中关于一些检测项目的检测结果的判定,规定的也不是很清楚,容易造成多种不同的理解,进而影响结论的形成。总之,通过对现行规定中的检测方法和技术指标界定中存在的一些问题的分析,我们知道,合适的检测方法和正确的技术要求,对指导检测工作的顺利进行是至关重要的。而反过来,科学合理的检测条件,对完善和提高检测方法和技术要求,同样具有相当重要的作用。二、建立科学合理的检测条件我们知道,检测工作的目的,是将受试样品放置于可以复现实际使用状态,并对其近乎完全真实模拟的实验室条件下,进行常规和极限能力的测试,给出用于科学和生产的客观有效的数据。因此,任何不符合实际应用条件的检测方法和技术要求,都是不科学的,是脱离实际的。而检测条件的合理与否,直接影响检测工作的可靠性和真实性,进而关系到制定检测方法和提出技术要求的正确与否。科学来源于实践,或者说,来源于真实的实践。由于我国门窗五金行业的近几年的迅猛发展,使得越来越多功能复杂、风格各异的门窗五金产品大量地涌现在我国市场上,如悬窗配套五金产品。这就要求相关部门根据各类产品的不同特征,制定合适的规范和要求,以约束不规范的竞争,维护广大消费者的利益。因此,只有建立合理的检测条件,在检测工作中积累大量真实有效的检测数据,才有可能对我们不熟悉的一些新产品新工艺进行科学的理解和分析,进而建立一套完整适用的检测方法和准确客观的技术要求。同时,完善检测条件,有利于保障五金产品生产企业的利益。只有合理的检测条件,才能产生客观的检测数据,也才能为相关部门制定标准和规范提供具有实际意义的依据。而作为据此进行生产活动的广大门窗配套件生产企业,则不会因为一些不科学的技术要求而无谓地提高生产成本,浪费能源。而企业及其产品的生命力,也必将在这样的良性环境条件下得以体现和繁盛。但是,目前我国现有的一些建筑门窗五金配件检测设备比较落后,使得许多产品检测项目的检测脱离了其实际的应用状态,而只能简单地进行模拟检测,甚至在一些新兴的产品面前,显得无能为力。因此,设计出一套可以更好地服务于建筑门窗五金配件行业的检测设备,可谓顺应时代的需要。三、门窗配套件检测设备简介我们知道,随着国内外大量的更为先进的建筑五金产品涌现在国内市场上,势必会对我国门窗五金配套件的检测能力提出更高的要求。因此,我幕墙门窗质检部,作为我国建筑相关行业具有质量控制职责和权力的国家建筑工程质量监督检验部门,顺应市场的需要,自行开发了一套全功能的门窗配套件检测设备,见图六。图六 检测设备示意图它是在对以往使用的五金检测试验机的理解和分析基础上,先后考察了欧洲、日本等国家的检测设备,分析了标准规定的检测方法及检测设备的原理,然后重新进行了设计研制而成。它利用整窗检测的指导思想,可以在同一设备上完成推拉、平开反复启闭试验、力学性能试验、内开内倒窗的反复启闭试验等。其各种动作可以进行程序设定,不仅可以满足现行标准规范的要求,而且考虑到以后五金件(词条“五金件”由行业大百科提供)的发展可以方便的增加新的功能。它的使用,可以对建筑五金配件的力学性能做出更为准确、符合实际的检测结果,尤其是真实模拟了新兴的配套件产品,如悬窗配套件的检测条件。它的出现,在满足市场要求的同时,对我国的门窗配套件产品今后的发展和完善,也必将具有现实的意义。

王洪涛---

用户侧储能将成为储能商业化先行军

中国储能网讯:2016年被认为是国内储能的元年,国家连续出台多项政策鼓励储能产业的发展。一时间“储能”成为新能源行业的一个热词,储能企业也借助政策东风如雨后春笋一般纷纷涌现。经过一年多的发展,储能企业的商业模式是否已经成熟?当前储能企业的发展状况又如何?近日,就这些问题,中国电力报记者采访了江苏华富储能新技术股份有限公司(简称“华富储能”)总经理助理吴战宇。吴战宇表示,用户侧储能将成为我国储能实现商业化应用的先行军。记者:目前国内储能企业的发展状况如何?当前国内储能市场存在怎样的机遇和挑战?吴战宇:随着我国低碳、绿色能源战略的推进,新一轮电力体制改革配套政策的落实,储能的应用价值得到了市场的认可,成为推进我国能源变革和能源结构调整的技术亮点。储能企业在今年经历了一个快速发展的小高潮,在政策的支持下,储能应用领域更加明晰,储能项目规划量大增,储能厂商、用户单位和投融资机构联手积极拓展储能的应用市场,探索储能的多种应用模式,大力推动储能的商业化应用。储能市场前景广阔,未来将为我国经济增长、绿色能源发展创造巨大的价值。但作为一个新兴的技术产业,现阶段发展仍然面临一些问题。目前储能系统的应用类型单一、应用市场机制不健全和缺乏体现其商品价值的定价制度,导致储能企业利润低、市场需求不明晰和可持续盈利潜力不足。借力政策、寻找储能的多重应用市场,在应用中强化刚性需求,弱化成本障碍是储能企业当前的主要目标。技术经济性的提升、应用市场机制和定价体系的完善是未来的工作重点,而最亟待解决的是需要各方合力为储能产业探索和挖掘多个可实现商业盈利的市场,实现产业健康、持续的发展。记者:目前国内储能市场较成熟的商业模式主要有哪些?吴战宇:目前,用户侧不仅是我国储能应用的最大市场,也是持续保持高增长的一个领域。安装于工商业用户端或园区的储能系统是我国用户侧储能的主要应用形式,主要服务于电费管理,帮助用户降低需量电费和电量电费。在这些领域,储能既可以与光伏系统联合使用,也可以独立存在。通过峰谷电价差套利是最主要的盈利手段,根据不同地区的政策,需量电费管理和需求侧管理是辅助盈利点。由于储能系统成本有差异,各地区的峰谷电价差不同,因此项目的盈利空间也有差别。从现有项目看,储能系统的资产一般掌握在储能厂商或系统集成商的手中,收入就是为用户节约的部分电费。由于投资回收期较长,厂商或集成商的风险较大,同时还要支付项目的先期投入,压力也不小。近期,投融资机构对储能产业的渗透不断加强,从关注逐步向合作转化,由投融资机构参与的储能电站建设模式不断涌现。随着储能成本的进一步下降,电改政策红利的显现(例如峰谷电价制度的完善、尖峰电价的制定、需求侧管理等补偿机制的建立以及电力市场用户侧多种增值服务开展等),储能细分市场在不断开发和应用深化。记者:华富储能的发展情况怎样?目前的商业模式是什么?发展过程中遇到了哪些困难?吴战宇:华富储能目前大力发展储能系统,已经形成了以铅炭电池和锂离子电池为基础的先进的标准化储能系统,系统容量最高可达到1.22兆瓦时及1.34兆瓦时。该储能系统已经在国内外重大储能项目中得到了广泛应用,年度销售接近1亿元,累积了丰富的使用及现场安装、维护经验。公司主要商业模式为储能系统整体销售及联合投资。储能产业的发展初期,企业需要政府在政策上的支持,更需要国家在这方面的补贴,补贴可以促进大企业做一些规模化项目,助推储能技术上的革新。记者:对储能的补贴方式您有哪些建议?吴战宇:对于弃风、弃光严重的地区,建议按储能对提高新能源消纳的比例进行补贴;对于电站投资方,建议进行直接补贴,按容量计算,项目由当地经信委或者电力部门协同验收;给予使用储能电站的用户,在储能充电时谷电电价优惠,提升谷电利用率;使用储能电站用户单位,因充电变压器按需交费超容部分减免,为避免骗补可以联合当地经信委和电力公司协同对项目跟踪验收;峰谷价差低于0.7元的建议给初装费补贴,峰谷价差在0.9元的建议按电量补贴或者充电超容量费用减免。

吴战宇中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会委员

锂电池储能系统关键技术

姜久春:我讲的是关于电池储能,我们交大一直在做储能方面,从电力系统、电动汽车一直到轨道交通,我们今天讲的是关于电力系统应用中,我们正在做的一些事情。我们主要研究方向:一个是微网,一个是电池应用,在电池应用,我们最早坐的电动汽车就用到电力系统储能。关于电池储能最主要的问题,第一个问题是安全;第二个是寿命、然后是高效。储能系统,目前首先要考虑的是安全问题,然后才是效率,坚持效率、变电器的率还有寿命,还有电池衰退之后能量利用率的问题,可能这个问题在很多时候没有一个量化的指标来描述它,但是对储能来说应该是非常重要。我们希望通过几方面的事情,能够解决安全寿命高效的问题,一个标准化储能系统、电池状态的梳理分析系统,储能系统在电动车和公交系统用得非常多。目前大家都在用的储能系统,节点控制器和智能配电箱的使用,提升系统整体经济性、稳定性,增强系统集成商的核心价值,可以和后端的云平台友好接入。这是一个集中的能源调度系统。上午已经把这个层次结构讲得很清楚,我们可以通过多节点控制器实现较长时间多能储能电站和微网协调的优化调度。现在把它做成标准的智能配电柜,这是配电柜的基本特点,包含了各种各样的功能,充放电的功能、自动保护还有接口的功能,这是标准的配备。节点控制器,实现本地能量管理核心设备,主要数据采集功能,监测、储存、执行管理策略还有上传。这里面有一个问题,需要认真的深入研究,关于数据上传时候数据采样率和数据采样的时刻的问题,这样实行电池后台的电池数据的分析,把电池的维护变成智能的维护,我们也在做一些工作,到底采样数量多大,或者存储的速度有多快,完整描述这个电池当前的状态。如果我开部电动车,你会发现很多电动车状态,经常会变会跳,其实储能,在电力系统储能应用面临同样的问题,我们希望通过数据来解决。我们这里有一个BMS采样数量到底多大才合适。下面我讲一下关于柔性储能。单体电池,大家都说,我可以做到6千次,装到汽车上能用到一千次,都很难讲,你现在帮它做到储能系统,号称做到5千次,事实上利用率有多少,因为电池本身有一个大的问题,在衰退过程中电池的衰退是具有随机性,每一支电池衰退都不一样,带来单体电池差异变得越来越大,不同厂家电池衰退的变化不一致性也不一样,这组电池到底能用多少,能量是可用的,这是需要仔细分析的一个问题。像目前电动汽车上来用的时候,从10到90%在用,衰退到一定程度只能用60%70%,对储能就提出大的挑战。我们能不能按照衰退的规律进行分组来用,做一个折衷,到底选多大合适得到更好的表现,更好的效率,我们希望按照电池衰退的规律来把它分组,是20支作为一个节点是比较合适还是40支是比较合适,这里面在效率、电力电子之间做一个平衡优化。所以我们做一些关于柔性储能,这也是我们一个项目来做这件事情。当然了,还有一个比较好的地方,可以梯次利用,我觉得梯次利用这两年有一定的价值,但是未来是不是值得用,还要思考,充放电的效率、电池的价格一旦降下来,梯次利用有些问题。柔性成组可以解决很大的问题。另外一种高度模块化,降低整个系统的成本。最大的一个可以提高利用率。像汽车上用的三年之后的电池,衰退不到8%,利用率只有60%,就是它的差异造成,你做成5组利用率可以达到70%,可以提高利用率。把电池模组串在一起,也可以提高电池利用率。维护后储能能增加33%。看这个例子,均衡之后可以提高7%,柔性成组之后,我提高了3.5%,做均衡可以提高7%,柔性成组能带来一个好处,实际上原因不同厂家电池衰退轨迹不一样,你要事先知道这组电池会变成什么样或者参数分布是个什么样,然后你再有针对性做一个优化。这是采用的一个方案,模块全功率独立电流控制,这不适合大功率的应用。模块的部分功率独立电流控制,这个电路适合中高压、重复利用。这是MMC电池储能适合高压大功率的方案。另外关于电池状态分析。我一直讲电池容量不一致,衰退是有随机性,电池老化不一致,容量、内阻降低很厉害,用这个参数进行表征,大家用得比较多一个是容量还有一个内阻。你要想办法维护成一致,你需要对每个电池SOC差异进行评价,怎么样评价这个单体的SOC,然后你才能说这个电池怎么不一致,最大功率能差多少。通过SOC对电池进行维护,单个SOC是怎么来的。现在的做法都是把BMS放在电池系统上,在线实时估计这个SOC,我们想用另外一个办法描述它,我们希望通过运行采样的这些数据到后台来,我们通过后台的数据分析电池的SOC和SOH,在这种基础上对电池进行优化。所以我们希望通过汽车电池数据,称不上大数据,是一个数据平台,通过机器学习和挖掘,扩展SOH的估计模型,基于估计结果给出电池系统全充放电的管理策略。数据上来之后,还有一个好处,我可以对电池健康状态做一个预警。电池着火的事情还是经常发生,储能系统必须得作为一个安全。我们希望通过后台数据分析做一个建立实时信息和中长期的预警,找到短时间尺度和长时间尺度安全隐患在线的预警方法,最后提高整个系统的安全性和可靠性。通过这样,我就可以大幅度做到几方面,一个提高系统的能量利用率,第二延长电池寿命,第三保证安全,这个储能系统才能可靠的工作。到底需要多少数据传上来才能满足我这个要求,我需要找到最小的极满足电池运行状态,这些数据可以支撑后边的分析,数据也不能太大,大量的发数据,实际上对整个网络也很大一个负载。几十个毫秒,你采每一支电池的电压、电流,你传到后台这是不可实现的,我们现在找到了一个办法,我们可以告诉你,应该是多大采样频率,你需要传哪些特征数据,我们把这些数据做一个简单的压缩,就传到网络,电池曲线参数一个毫秒,足以满足电池评估的需要,我们数据记录非常非常少。最后一个,我们说BMS,储能的成本比电池的成本变得更为重要。你如果把所有的功能都加到BMS,这个BMS成本你是降不下去,我们既然数据可以送上来,后边可以有一个强大的分析平台,我前面就可以简化,前面只有数据采样或者简单保护,做一个非常简单的一个SOC计算,其它数据都由后台发上来,这就是我们现在在做的,整个状态估算和下边BMS的采样,我们经过储能节点控制器,最后传到网络上,储能节点控制器会有一定的算法,下边这个基本就是检测和均衡。最终的运算是在后台网络来运算。这是整个系统架构。我们看一下最底层变爹有效简单,就是均衡,低压采集和均衡采集到电流采集。储能节点控制器告诉下边怎么处理,包括SOC在这儿进行一次,后台再进行一次工作。这是我们已经在做的智能传感器,电池管理单元、智能节点控制器,就把储能那块成本大幅度下降。

姜久春国家能源主动配电网技术研发中心主任

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