綠色設(shè)計(jì)在石油裝備中的應(yīng)用

楊楠

（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司物資裝備部市場(chǎng)管理處，北京 100007)

綠色設(shè)計(jì)在石油裝備中的應(yīng)用

楊楠

（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司物資裝備部市場(chǎng)管理處，北京 100007)

石油行業(yè)作為新興而又古老的產(chǎn)業(yè)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著多代石油人的不斷努力，石油相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也成為我國(guó)目前重要的能源行業(yè)，如石油裝備制造業(yè)。隨著社會(huì)需求的不斷擴(kuò)大，在石油裝備制造之中，可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀以及綠色可持續(xù)的循環(huán)理念得到廣泛的應(yīng)用。所以，本文在分析石油裝備綠色設(shè)計(jì)必要性的基礎(chǔ)上，對(duì)于石油裝備之中綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了具體地分析，然后對(duì)其進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，希望對(duì)于今后的石油裝備制造奠定良好的基礎(chǔ)條件。

石油裝備；綠色設(shè)計(jì)；應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，伴隨而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也逐漸加劇，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很大部分都是以犧牲環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)收。因此，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度之后，我們就應(yīng)該重視環(huán)境保護(hù)，于是，綠色理念出現(xiàn)在我們面前，希望通過(guò)綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，就能夠有效的控制環(huán)境污染、生態(tài)惡化等諸多問(wèn)題，這樣才能夠?qū)で蠼?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。從傳統(tǒng)的石油裝備來(lái)看，很多都是環(huán)境性差、資源利用率低的設(shè)備，這樣會(huì)直接危害環(huán)境。所以，綠色設(shè)計(jì)理念在石油裝備之中的使用，就需要從環(huán)保的角度進(jìn)行分析，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

1 石油裝備綠色設(shè)計(jì)的必要性

隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使社會(huì)能源結(jié)構(gòu)的變革成為關(guān)注的焦點(diǎn)，只是能源的利用與開(kāi)發(fā)依舊處于完善過(guò)程之中，石油能源依舊是社會(huì)發(fā)展不可或缺的重要組成部分。所以，在石油能源無(wú)法規(guī)避使用的過(guò)程中，科學(xué)構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)理念，最大限度的做好石油開(kāi)發(fā)流程的優(yōu)化，確保高效的石油能源開(kāi)采，提升能源的開(kāi)采率，盡可能降低開(kāi)采不當(dāng)所造成的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展就有著重要地推動(dòng)作用。目前，進(jìn)行石油的開(kāi)采，石油裝備是主要使用的設(shè)備，在設(shè)計(jì)上也需要考慮到可持續(xù)發(fā)展理念和綠色環(huán)保理念的踐行，這樣也有利于提升石油地開(kāi)采效果，同時(shí)也能確保石油產(chǎn)業(yè)達(dá)到最大限度的生產(chǎn)效能。所以，重視石油裝備的綠色設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，而可持續(xù)發(fā)展與低碳經(jīng)濟(jì)的踐行就成為關(guān)鍵所在。

2 石油裝備的綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用

在進(jìn)行石油裝備的綠色設(shè)計(jì)之中，應(yīng)該考慮到對(duì)綠色設(shè)計(jì)材料的合理選擇，做好拆卸回收綠色的設(shè)計(jì)，另外，注重綠色設(shè)計(jì)之中液壓系統(tǒng)的應(yīng)用，再分析石油裝備的環(huán)保裝置，這樣就能夠?yàn)槭脱b備綠色設(shè)計(jì)的應(yīng)用提供良好的基礎(chǔ)。

（1）選擇綠色設(shè)計(jì)材料。綠色設(shè)計(jì)材料要求在滿(mǎn)足功能要求的同時(shí)，還能夠兼顧環(huán)境的兼容性。合理的選擇綠色材料，會(huì)直接影響石油裝備產(chǎn)品在回收再利用時(shí)對(duì)于資源的節(jié)約以及對(duì)于環(huán)境的保護(hù)。石油裝備材料的旋轉(zhuǎn)，需要從經(jīng)濟(jì)、性能、環(huán)保以及工藝等多個(gè)方面加以考慮，而其實(shí)現(xiàn)有效性的產(chǎn)品材料則需要從低消耗、可拆卸、無(wú)污染、可再生等多個(gè)方面進(jìn)行分析。所以，在鑄鐵礦選擇的時(shí)候，就可以利用HT200石墨來(lái)進(jìn)行鑄造，其容易加工，耐磨性高，并且吸震型良好。不過(guò)，在鑄造石墨的時(shí)候，存在一定的污染，所以，在鑄造茹合劑選擇的時(shí)候，需要考慮到污染的問(wèn)題，這樣才能實(shí)現(xiàn)鑄造過(guò)程中石墨的綠色鑄造。

（2）拆卸回收綠色設(shè)計(jì)。在綠色設(shè)計(jì)之中，拆卸回收是核心環(huán)節(jié)，主要是通過(guò)回收石油裝備產(chǎn)品材料，然后進(jìn)行重新的組裝，進(jìn)而獲取高額利潤(rùn)設(shè)計(jì)的一種方法。在綠色設(shè)計(jì)之中拆卸，主要是針對(duì)材料和零件進(jìn)行分類(lèi)的拆卸，然后做好重新的回收與利用。在拆卸過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵守一定的規(guī)律，這樣才有利于拆卸效率的提高。第一，盡量減少拆卸工作量，在滿(mǎn)足石油裝備性能與功能的同時(shí)，將外觀與外形盡量簡(jiǎn)化，減少零件材料的種類(lèi)，并且選擇具有良好相容性的材料，組成新的裝備，這樣也有利于回收利用。第二，在石油裝備的綠色設(shè)計(jì)之中，應(yīng)該選擇簡(jiǎn)單的連接方式，確保連接的零件類(lèi)型和數(shù)目得到精簡(jiǎn)，也有利于之后的拆卸，盡可能避免在連接過(guò)程中出現(xiàn)二次加工的問(wèn)題，盡量通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的零部件來(lái)做好連接。第三，針對(duì)石油裝備產(chǎn)品，還應(yīng)該做好可預(yù)測(cè)性的結(jié)構(gòu)控制，這里所說(shuō)的可預(yù)測(cè)性的產(chǎn)品控制，主要是控制好結(jié)構(gòu)本身的不確定性，在設(shè)計(jì)之中，應(yīng)該盡量避免容易老化和腐蝕的材料，同時(shí)，還能夠與拆卸回收相互的結(jié)合起來(lái)。在選擇齒輪泵的時(shí)候，應(yīng)該考慮到多面軸的齒輪，利用消除鍵連接的方式，就可以確保整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，有利于拆除與裝配。

（3）綠色設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)的應(yīng)用。綠色設(shè)計(jì)之中，液壓系統(tǒng)主要是用于動(dòng)力傳輸，為了滿(mǎn)足石油裝備之中液壓系統(tǒng)的應(yīng)用，就可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、節(jié)約材料、提高液壓系統(tǒng)集成度等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)動(dòng)力傳輸。在使用液壓傳輸裝置的時(shí)候，還需要考慮到元件本身的連接與可拆卸性，一般需要在強(qiáng)度允許下使用嵌入式的咬合，此外，在控制液壓系統(tǒng)噪聲的時(shí)候，需要考慮到流體與裝備的噪聲，確保裝備的噪聲能夠控制到最低，一般來(lái)說(shuō)，主要是利用靜音元件，在設(shè)計(jì)之中盡可能避免管道、油箱以及動(dòng)力元件等共振區(qū)域。通過(guò)液壓泵就能夠?qū)α黧w噪聲進(jìn)行有效的控制，具體的方式可以通過(guò)增加齒輪的模數(shù)或者是減少液壓泵的齒輪模數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（4）石油裝備的環(huán)保裝置。石油裝備的環(huán)保裝置主要是為了清潔環(huán)境和減少環(huán)境污染而存在的。所以，在進(jìn)行綠色理念設(shè)計(jì)的時(shí)候，環(huán)保裝置是必不可少的。一般在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以在石油裝備的綠色設(shè)計(jì)之中設(shè)置廢料箱，用于石油生產(chǎn)中廢料的收集處理，避免在開(kāi)采石油的時(shí)候出現(xiàn)落地油或者是油砂。通過(guò)設(shè)置環(huán)保裝置，就能夠確保石油裝備滿(mǎn)足對(duì)環(huán)境的保護(hù)，一般來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)安裝油管刮油器、抽油桿等來(lái)進(jìn)行。

3 建立健全石油裝備綠色設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)體系

進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品綠色度的評(píng)價(jià)是針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期，其綜合性的評(píng)價(jià)需要考慮到生態(tài)環(huán)境影響、技術(shù)功能以及經(jīng)濟(jì)成本等多個(gè)方面。通過(guò)ISO定義，產(chǎn)品的全生命周期評(píng)價(jià)主要是產(chǎn)品系統(tǒng)全生命周期的一個(gè)輸入與輸出，同時(shí)也包含了對(duì)潛在環(huán)境影響的一種評(píng)價(jià)。所以，在全生命周期之中，就需要針對(duì)石油裝備做好環(huán)境影響以及資源利用等全面的評(píng)價(jià)，這樣才能夠真正的實(shí)現(xiàn)綠色度。

針對(duì)石油裝備綠色綜合評(píng)價(jià)，具體見(jiàn)圖1所示。其中，在經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)以及社會(huì)成本指標(biāo)之中的綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品，需要重點(diǎn)考慮到環(huán)保、回收重用等設(shè)計(jì)要求，而提升成本與利益的回報(bào)。在維護(hù)性的指標(biāo)之中，需要考慮到利用可拆卸回收指標(biāo)來(lái)對(duì)產(chǎn)品的拆卸回收重用難易程度進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。在環(huán)境指標(biāo)之中，主要是針對(duì)綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)的特征指標(biāo)。在環(huán)境性指標(biāo)之中，其資源屬性指標(biāo)的評(píng)價(jià)材料資源、社會(huì)資源以及設(shè)備資源的實(shí)際利用情況，同時(shí)做好對(duì)環(huán)境影響的分析。材料的評(píng)價(jià)，則是考慮到材料的個(gè)性特征、材料的兼容性、毒性以及回收重用率等指標(biāo)。設(shè)備的評(píng)價(jià)主要是針對(duì)配置情況優(yōu)化、設(shè)備利用率、設(shè)備修復(fù)率以及設(shè)備故障率等指標(biāo)進(jìn)行良好的評(píng)價(jià)。社會(huì)資源則包含了綠色設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及消費(fèi)過(guò)程中裝備所涉及到的信息資源和人力資源等，通過(guò)人員素質(zhì)特性、人員利用率、信息刷新率以及信息廣泛度等指標(biāo)評(píng)價(jià)。能源屬性指標(biāo)指的是產(chǎn)品生產(chǎn)、使用、回收重用時(shí)，能源利用種類(lèi)和效率的評(píng)價(jià)。環(huán)保屬性指的是整個(gè)生命周期之中，石油裝備對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的影響，其中包含了噪聲污染、生命周期廢物排放，可以利用生物污染、化學(xué)污染、廢棄物污染等多個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖1 石油裝備綠色綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在可持續(xù)發(fā)展理念以及低碳經(jīng)濟(jì)理念的共同作用之下，現(xiàn)代化的石油裝備在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)就應(yīng)該更加注重綠色設(shè)計(jì)的合理使用。所以，針對(duì)石油裝備進(jìn)行行之有效的綠色設(shè)計(jì)，本文對(duì)于石油裝備之中綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用的分析，并且在這一基礎(chǔ)上，從材料的合理選擇、循環(huán)利用、液壓系統(tǒng)以及環(huán)境保護(hù)裝置等四個(gè)方面進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的分析與探討，這樣就可以將石油裝備之中綠色設(shè)計(jì)需要注意的重點(diǎn)精準(zhǔn)分析出來(lái)?；谶@一基礎(chǔ)，做好思維優(yōu)化，增強(qiáng)利用率，降低浪費(fèi)，盡可能減少污染，這樣才能夠在綠色設(shè)計(jì)之中真正的貫穿低碳環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的綠色理念，這樣才為石油裝備環(huán)境保護(hù)提供重要的支撐，這 不僅僅是為社會(huì)輸送高利用率的資源，同時(shí)也可以避免發(fā)生石油項(xiàng)目開(kāi)采存在的環(huán)境污染和環(huán)境破壞等問(wèn)題。

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1671-0711（2017）08（下）-0202-02