內(nèi)蒙古新聞出版廣電局841臺(tái)設(shè)備更新項(xiàng)目效益分析

牛慧軍 青 春

1.2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局841臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

廣播電視發(fā)射臺(tái)站是國(guó)家廣播電視傳輸覆蓋網(wǎng)的重要組成部分，自治區(qū)廣播電視發(fā)射臺(tái)站數(shù)量眾多、分布廣泛、功能多樣，承擔(dān)著中央、自治區(qū)、盟市、旗縣四級(jí)廣播電視節(jié)目的無(wú)線覆蓋任務(wù)，責(zé)任重大、任務(wù)艱巨。如今在多種信息傳播手段群雄并起的格局下，傳統(tǒng)無(wú)線廣播要想保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮主流媒體主傳播渠道作用，發(fā)射臺(tái)站如何在提質(zhì)增效、升級(jí)發(fā)展方面有所突破，讓無(wú)線廣播覆蓋事業(yè)在新時(shí)代煥發(fā)新的生命力，這些都是廣電人深入思考和亟需解決的問(wèn)題。

面對(duì)新形勢(shì)，內(nèi)蒙古廣播電視局充分認(rèn)識(shí)廣播電視鮮明的意識(shí)形態(tài)屬性，著眼全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)，聚焦于廣播電視無(wú)線覆蓋事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，結(jié)合自治區(qū)實(shí)際，進(jìn)一步提高創(chuàng)新發(fā)展能力和服務(wù)大局能力，深入推進(jìn)“智慧廣電”臺(tái)站標(biāo)準(zhǔn)化2.0版建設(shè)，積極實(shí)施841臺(tái)設(shè)備更新項(xiàng)目，推廣應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品，加快老舊設(shè)備換代升級(jí)，大力倡導(dǎo)綠色發(fā)展模式，收到了良好的安全播出效果和顯著的節(jié)能減排效益，為更好地做好無(wú)線廣播覆蓋工作，為人民群眾提供優(yōu)質(zhì)的廣播電視基本公共服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

1 項(xiàng)目背景及概況

內(nèi)蒙古廣播電視局841臺(tái)位于呼和浩特市西南呼托舊公路2.5公里處，承擔(dān)著15套廣播電視信號(hào)的發(fā)射任務(wù)。其中，調(diào)頻廣播12套、模擬電視2套、移動(dòng)數(shù)字電視1套，發(fā)射總功率103kW，擁有各類(lèi)發(fā)射機(jī)17部，屬安全播出一級(jí)保障單位。841臺(tái)調(diào)頻信號(hào)受眾范圍廣、影響程度大，是首府300多萬(wàn)人民群眾和各級(jí)黨政干部通過(guò)無(wú)線廣播收聽(tīng)中央和自治區(qū)聲音的主要途徑。

在2001年“西新工程”第一期建設(shè)任務(wù)中，841臺(tái)投入運(yùn)行的4部10kW全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)和3部精密空調(diào)，已持續(xù)運(yùn)行近20年，設(shè)備運(yùn)行中故障率很高、運(yùn)行效率低下。機(jī)器智能化程度低，無(wú)自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于機(jī)器陳舊，生產(chǎn)廠家無(wú)法提供設(shè)備零件，維護(hù)經(jīng)費(fèi)和難度逐年增加，每年花費(fèi)大量財(cái)力為4部發(fā)射機(jī)和3部精密空調(diào)更換場(chǎng)效應(yīng)管、功放風(fēng)扇、變壓器、壓縮機(jī)等零部件。發(fā)射機(jī)整機(jī)效率不足40%，大量電能不能有效做功，轉(zhuǎn)而變?yōu)闊崃渴?，增加了供配電系統(tǒng)負(fù)荷，浪費(fèi)了許多寶貴能源，也增加了空調(diào)冷卻系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。為保證安全播出，改善覆蓋效果，提高收聽(tīng)質(zhì)量，降低維護(hù)強(qiáng)度，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，2019年12月內(nèi)蒙古廣播電視局開(kāi)始實(shí)施841臺(tái)設(shè)備更新項(xiàng)目，主要是為841臺(tái)更新4部10kW全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)和3部大功率精密空調(diào)。2020年4月17日項(xiàng)目竣工驗(yàn)收。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求

2.1 發(fā)射機(jī)

新購(gòu)發(fā)射機(jī)必須滿足技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、安全高效、節(jié)能環(huán)保的原則，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)符合《米波調(diào)頻廣播技術(shù)規(guī)范GB/T 4311-2000》《米波調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測(cè)量方法GY/T 169-2001》等國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品供應(yīng)商應(yīng)提供國(guó)家廣播電視總局（原國(guó)家新聞出版廣電總局）頒發(fā)的《廣播設(shè)備器材入網(wǎng)認(rèn)定證書(shū)》和國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部審批許可的《無(wú)線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)證》。

新購(gòu)發(fā)射機(jī)應(yīng)具有良好的兼容性、通用性，能夠全面適應(yīng)841臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主備機(jī)倒換控制系統(tǒng)等既有設(shè)施條件，并在控制軟件、激勵(lì)器等系統(tǒng)、部件方面與原有設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)通用互換，檢修維護(hù)技術(shù)（方法）應(yīng)具有較強(qiáng)的一致性。

2.2 精密空調(diào)

2.2.1 總體要求

精密空調(diào)機(jī)組工藝精良、結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)路采用下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)模式；壓縮機(jī)應(yīng)配置低噪音、低振動(dòng)和高能效的渦旋式機(jī)；風(fēng)機(jī)應(yīng)噪音低、振動(dòng)低，轉(zhuǎn)速可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)；冷凝器應(yīng)具有超強(qiáng)耐腐蝕特性，風(fēng)機(jī)能夠在種氣候條件下正常運(yùn)行，具有無(wú)極調(diào)速功能；控制單元應(yīng)設(shè)有簡(jiǎn)體中文操作界面，多級(jí)密碼保護(hù)，具備來(lái)電自啟動(dòng)、事件記錄、存儲(chǔ)歷史信息、故障自我診斷和報(bào)警功能；聯(lián)網(wǎng)集中控制單元可對(duì)多機(jī)組的交替運(yùn)行、避免競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)行、防止層疊運(yùn)行等進(jìn)行智能化管理；盤(pán)管要有利于換熱效率和降低機(jī)組阻力，表面應(yīng)有親水設(shè)計(jì)方便冷凝水排出。

2.2.2 冷量設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)房負(fù)荷、空間其它熱量計(jì)算，精密空調(diào)總制冷量應(yīng)大于等于240kW，共需3臺(tái)機(jī)組，單機(jī)制冷量應(yīng)大于等于80kW，計(jì)算方法如下：

方法一：功率及面積法

適用：已經(jīng)了解機(jī)房面積及計(jì)算機(jī)等主設(shè)備的總功率

Q總=Q設(shè)備+Q建筑

其中：

Q總：總制冷量（kW）

Q設(shè)備：設(shè)備熱負(fù)荷=設(shè)備功率×80%-90%（設(shè)備發(fā)熱系數(shù)）

Q建筑：建筑熱負(fù)荷（0.12kW）故：

機(jī)房設(shè)備268kW，設(shè)備熱負(fù)荷為268×80%=214.4kW冷量；

建筑熱負(fù)荷為270m2×0.12kW=32.4kW冷量；

Q總=214.4+32.4=246.8kW冷量。

方法二：面積估算法

Q總：總制冷量（kW）

S：機(jī)房面積（m2）

P：?jiǎn)挝幻娣e單位面積冷負(fù)荷估算系數(shù)（kW/m2）根據(jù)不同用途機(jī)房的估算指標(biāo)選取。

不同性質(zhì)機(jī)房的單位面積冷負(fù)荷估算系數(shù)的取值：

Q總=270×800=216kW冷量

3 新置設(shè)備介紹

3.1 發(fā)射機(jī)

3.1.1 主要技術(shù)參數(shù)

新置發(fā)射機(jī)為意大利RVR技術(shù)有限公司新一代TX10000熱插拔10kW全固態(tài)機(jī)，產(chǎn)品型號(hào)為PJ KPS-CA。發(fā)射機(jī)為模塊化設(shè)計(jì)，主要有：

1.5臺(tái)額定功率為2.2kW的射頻功放模塊；

2.1臺(tái)控制單元（CCU）；

3.1臺(tái)功率分配-耦合器單元；

4.2臺(tái)激勵(lì)器單元（一主一備）；

5.1臺(tái)TLK302T遙測(cè)控制器；

6.1臺(tái)假負(fù)載單元。

主要技術(shù)參數(shù)：

1.頻率范圍：87.5MHz-108MHz

2.額定功率：大于10kW

3.功耗：典型值14.7kW

5.激勵(lì)功率：30W

6.功率因數(shù)：大于0.95

7.最大頻偏：100KHz

8.工作溫度：0℃-45℃

9.工作高度：3000米

3.1.2 主要功能特點(diǎn)

1.發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，工藝水平高。新一代發(fā)射機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì)與工藝水平較之第一代有了明顯的提升，所有部件均安裝在19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)，體積約為第一代機(jī)型的1/3，重量380kg是第一代的1/4。四部機(jī)器由于體積變小，因而為機(jī)房節(jié)省了大量空間，有利于發(fā)射機(jī)的散熱和后期維護(hù)。

中央控制單元可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和控制。平時(shí)發(fā)射機(jī)由中央控制單元實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)、主備激勵(lì)器切換、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等基本功能，中央控制單元可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)功率和低功率，方便部分用戶夜間降功率播出需求。中央控制單元LCD顯示屏上可集中顯示發(fā)射機(jī)所有技術(shù)參數(shù)，包括每只功放管電壓、電流、溫度，以及功率輸入、輸出、駐波等數(shù)據(jù)，中央控制單元也可通過(guò)外部通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

選取2017年2月～2018年2月接受診治的急性闌尾炎患者60例作為研究對(duì)象，按住院登記的順序?qū)⑵浞譃閷?duì)照組（前）與觀察組（后），各30例。其中，觀察組男16例，女14例，年齡23～54歲，平均年齡（37.9±5.4）歲；對(duì)照組男14例，女16例，年齡22～56歲，平均年齡（41.0±4.9）歲。兩組的性別、年齡等一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.功放模塊穩(wěn)定性好，效率高，具備熱插拔功能。整機(jī)配有5個(gè)2.2kW射頻功放模塊，功放模塊支持熱插拔功能，且冗余設(shè)計(jì)，維修單個(gè)模塊不必關(guān)閉整機(jī)，模塊拔出后發(fā)射機(jī)將在降功率狀態(tài)下維持工作，基于控制系統(tǒng)、射頻連接器、電源和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)交換方式，熱插拔操作不會(huì)對(duì)模塊本身以及整機(jī)造成損害。

3.每個(gè)射頻功放模塊內(nèi)部含一個(gè)前級(jí)功放，其增益根據(jù)BLF175 MOSFET管而變化。經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大的射頻信號(hào)被分成3個(gè)支路，由3個(gè)LDMOS MERF6VP11KHR5放大，經(jīng)由低通濾波器合成輸出2.2kW輸出。MERF6VP11KHR5是飛思卡爾公司推出的高功率LDMOS射頻功率晶體管，工作頻率10MHz-150MHz，采用飛思卡爾公司第六代高電壓（VHV6）LDMOS（橫向擴(kuò)散金屬氧化物晶體管）技術(shù)，MRF6VP11KHR5增益高達(dá)27dB，單只可提供800W功率，效率高、能耗低、發(fā)熱少，由于高增益性故減少了放大器設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、增益進(jìn)階、部件數(shù)量和電路板數(shù)量。

射頻功放模塊還具備過(guò)激勵(lì)、緩啟動(dòng)，過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、駐波比過(guò)大等保護(hù)功能，具有較強(qiáng)的溫度適應(yīng)能力和抗負(fù)載失諧能力。

4.具有完善的自我保護(hù)和報(bào)警功能。發(fā)射機(jī)整機(jī)具有完善的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫保護(hù)系統(tǒng)和可靠的防雷電保護(hù)能力。高可靠性、高冗余的開(kāi)關(guān)電源內(nèi)置于功放模塊內(nèi)部，具有缺相保護(hù)功能，可有效保護(hù)風(fēng)機(jī)和電源，防止因缺相造成風(fēng)機(jī)損壞。具有風(fēng)機(jī)風(fēng)量檢測(cè)功能，在風(fēng)量不足時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能。

新一代RVR TX10000熱插拔10kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)整機(jī)效率高約在65%-70%之間，整機(jī)滿功率運(yùn)行時(shí)，功耗為14.7kW。該機(jī)器散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，支持熱插拔，調(diào)速風(fēng)扇根據(jù)機(jī)內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，有效降低了機(jī)房噪音。

5.TLK302T監(jiān)測(cè)控制器功能強(qiáng)大，使用方便。發(fā)射機(jī)配備了RVR公司新近開(kāi)發(fā)的TLK302T發(fā)射機(jī)監(jiān)測(cè)控制器。該設(shè)備屬獨(dú)立選裝設(shè)備，通過(guò)I2C總線與中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并實(shí)現(xiàn)各種控制功能。TLK302T監(jiān)測(cè)控制器主要具備三項(xiàng)功能，一是監(jiān)測(cè)功能，可對(duì)發(fā)射機(jī)入射、反射、電壓、電流、駐波等電參數(shù)，溫度、風(fēng)量、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等機(jī)械參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常即報(bào)警；二是控制功能，用戶根據(jù)權(quán)限通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)、功率調(diào)整、激勵(lì)切換等遠(yuǎn)程操作；三是分析功能，可在線對(duì)音頻信號(hào)的頻偏、幅度、帶寬、電平等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析。TLK302T監(jiān)測(cè)控制器網(wǎng)絡(luò)化程度高，通過(guò)Web瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)所有功能，也可以使用手機(jī)、平板電腦等終端訪問(wèn)，無(wú)需安裝應(yīng)用軟件。瀏覽器界面功能豐富，操作方便，設(shè)計(jì)美觀，可大大減輕值班人員的壓力和維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。

3.2 精密空調(diào)

新購(gòu)置的3部維諦技術(shù)有限公司P2080精密空調(diào)，單機(jī)制冷冷量為80.6kW。該空調(diào)為L(zhǎng)iebert.PEX3風(fēng)冷系列精密空調(diào)，可靠性高，高顯熱比以及大風(fēng)量的特點(diǎn)能夠?yàn)闄C(jī)房提供一個(gè)合理的運(yùn)行環(huán)境。該空調(diào)機(jī)組為風(fēng)冷單冷源系統(tǒng)，即壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，系統(tǒng)配置copeland高效渦旋式壓縮機(jī)，有振動(dòng)小、噪聲低、和可靠性高的特點(diǎn)，使用R410A制冷劑，R410A是一種新型環(huán)保制冷劑，不破壞臭氧層。該機(jī)制冷時(shí)，工作壓力為普通R22空調(diào)的1.6倍左右，具備制冷效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)越特點(diǎn)。

該機(jī)室內(nèi)單元使用大面積V型蒸發(fā)器，確保高制冷量和顯冷量，室內(nèi)風(fēng)機(jī)配置的是具有高效節(jié)能，節(jié)省空間，低噪音等特點(diǎn)的直流調(diào)速后傾離心風(fēng)機(jī)（EC風(fēng)機(jī)），可自動(dòng)根據(jù)機(jī)房負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整風(fēng)量。Liebert.PEX3空調(diào)配置有Vertiv微處理控制器，有多級(jí)密碼保護(hù)，能有效防止非法操作。微處理控制器還具有掉電后自動(dòng)恢復(fù)功能，以及高/低電壓保護(hù)功能。它有強(qiáng)大的聯(lián)控和通訊功能，可以根據(jù)具體需求設(shè)置三機(jī)并行或者輪換運(yùn)行。

空調(diào)更新前，在機(jī)房9部空調(diào)全部開(kāi)啟的情況下，機(jī)房溫度控制在25攝氏度左右。因發(fā)射機(jī)更新后效率明顯提升，機(jī)房?jī)?nèi)布局更趨合理，功耗發(fā)熱量明顯下降，從而減少了機(jī)房冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，新空調(diào)進(jìn)一步提升了冷卻能力，始終將機(jī)房溫度保持在21±1度，給發(fā)射機(jī)及相關(guān)播出系統(tǒng)提供了良好的運(yùn)行環(huán)境。

4 新舊設(shè)備能耗比較

新置設(shè)備均表現(xiàn)出了優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性。具測(cè)算，設(shè)備更新后總電流比更新前下降80.2A，1小時(shí)可節(jié)約電能47.5度，1天可節(jié)約電能1140度，1年可節(jié)約電能416100度。如按電價(jià)0.6元/度計(jì)算，1年可節(jié)省電費(fèi)24.9萬(wàn)元，3年節(jié)省的電費(fèi)即可以新購(gòu)1部發(fā)射機(jī)，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

4.1 發(fā)射機(jī)能耗比較

新置發(fā)射機(jī)輸出相同功率單部發(fā)射機(jī)電流下降15A左右，總電流下降62.7A，降幅在40%以上。

新設(shè)備總節(jié)能效益

新舊發(fā)射機(jī)能耗比較

4.2 精密空調(diào)能耗比較

新空調(diào)安裝后不僅電能的消耗減少了，而且節(jié)省了機(jī)房空間。之前9部空調(diào)才能滿足機(jī)房溫度要求，目前3部即可且節(jié)約電流17.5A。同時(shí)，空調(diào)中央控制單元還具備機(jī)組聯(lián)網(wǎng)控制功能，除在盛夏高溫季節(jié)全部開(kāi)啟以外，其它時(shí)節(jié)以2（工作）：1（等待）的模式交替運(yùn)行，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的切換和控制，以節(jié)約運(yùn)行成本，延長(zhǎng)使用壽命。

新舊空調(diào)能耗比較

4.3 變壓器負(fù)荷減輕

設(shè)備更新后由于總電流減少80.2A，使變壓器負(fù)荷明顯減輕。目前841臺(tái)技術(shù)區(qū)和生活區(qū)總電流在用電高峰時(shí)段約為540A左右，非高峰時(shí)段430A左右。這樣如果在非高峰時(shí)段發(fā)生主路停電，由備路電源供電時(shí)，備路變壓器可以滿足全部用電需求，不需要降低發(fā)射機(jī)播出功率，安全播出可靠性進(jìn)一步得到保障。

4.4 UPS后備時(shí)間增加

設(shè)備更新后，841臺(tái)技術(shù)區(qū)UPS電源后備時(shí)間由原來(lái)的15分鐘延長(zhǎng)至22分鐘。7分鐘時(shí)長(zhǎng)，是實(shí)際演練雙路失電后啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供電整個(gè)操作過(guò)程的最長(zhǎng)用時(shí)，意味著有更多的時(shí)間可以從容應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，有效保障操作過(guò)程的安全性和供電的可靠性。

4.5 維護(hù)工作量減少

新置設(shè)備的質(zhì)保期為3年，質(zhì)保期內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障及維護(hù)產(chǎn)生的費(fèi)用會(huì)由廠家負(fù)擔(dān)，可以減少部分維護(hù)工作量和備品備件的采購(gòu)費(fèi)用。此外，在廠家維護(hù)設(shè)備時(shí)可以學(xué)習(xí)一些操作技術(shù)和維護(hù)方法，為出保后排除設(shè)備故障積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

5 小 結(jié)

適時(shí)淘汰風(fēng)險(xiǎn)大、指標(biāo)差、能耗高的老舊設(shè)備，推廣應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品，在提高安全播出保障能力的同時(shí)，倡導(dǎo)綠色發(fā)展模式，為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)做出貢獻(xiàn)，努力創(chuàng)建安全可靠節(jié)能環(huán)保型發(fā)射臺(tái)站，促進(jìn)廣播電視無(wú)線覆蓋事業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，更好地滿足人民群眾對(duì)優(yōu)質(zhì)廣播電視基本公共服務(wù)的需求，進(jìn)一步提高發(fā)射臺(tái)站經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。