自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
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系统初期 投资 为: 购 买喷 洒 车等 相关 车 辆约 30 万元, 修建盐池等基础设施约 5 万元, 共约 35万元。 ( 3 ) 利 用喷 气吹 雪车 进 行融 雪化 冰, 根 据 实际 工程应用了解到, 在冬天使用喷气吹雪车进 行一次融 雪化冰所需的费用 为: S3 = 5 万 元。系统 初期投 资购 买喷气吹雪车约 40 万元。 整理以上计算结 果如表 1。由表 1 看出, 采 用自 发热技术融雪化冰系统的初期投资最小, 每 次融雪的 运行费用高于 融雪 剂法, 但比 喷气 吹雪车 法低 很多, 更重要的是自发热技术避免了融雪剂和喷气 吹雪车对 机 场道面以 及周边 生态环境 造成的 危害和经 济损失。 采用自发热技术对机场道面进行融雪化冰具 有较高的 经济效益。
路 基 工 程 80
Subgrade Eng ineering
2011 年第 1 期 ( 总第 154 期 )
分, 作为评价综合效果好坏的依据。计算公式为
n
F = m ax
Fi
i= 1
xi +
n
式中 F i 为第 i项指 标的得分, i = 1, 2, , n为 评价指标的数目; x i 为每项指标根据它的重 要性质所 xn ( 1) 规定的权数。 根据加乘混合法得到的综合评价结果如表 2。
由表 2看 出, 自发热 技术 的综合 评价 结果 最高, 是机场道面进行融雪化冰的最佳方案。 4 结论 本 文介 绍 了目 前常 用的 融 雪化 冰方 法 及其 优缺 点, 对自发热技术融雪化冰的工作原理 进行分析, 以 新疆且末机场为例, 将自发热技术法与融雪 剂法和喷 气吹雪车法进行综合评价。结果证明, 采用 自发热技 术对机场道面进行融雪化冰具有较高的经济 和社会效 益, 自发热技术是机场道面融雪化冰的最佳方案。
作者简介 : 李洪磊 ( 1982- ) , 男 , 山东威 海人。博士 研究生 , 从
李洪磊 , 等 : 自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
79
其高于冰点, 实现机场道面融雪化冰的 目的。其工作 原理是: 根据气象预报, 预知机场可能出现 下雪或结 冰情况, 就 可确 定在 该 气 象条 件 下所 需 要的 预 热时 间, 待系统开启后, 导电体通电发热, 当达 到设定的 最高控制温度时, 系统关闭电源, 以节 省资源, 保护 道面结构; 当导电体温度降低到最低控 制温度时, 系 统开启电源, 继续加热, 如此循环, 使导电 体始终保 持在合理的控制温度范围内, 并通过热 传导, 不断提 高机场道面表面温度, 待下雪或结冰时, 道 面表面达 到的温度就可实现融雪化冰的目的。 在寒冷的冬季, 自 发热 技 术的 应用, 不仅 安全、 快捷地解决冰雪给机场道面带来的各种 问题, 且该法 对 机场道面 结构以 及周边环 境基本 上没有破 坏作用, 消除了其它方法带来的负面影响, 保证了飞 机的起降 安全, 同时还满足绿化环保的要求。当然自 发热技术 能否应用于机场道面融雪化冰的实际工 程当中, 除了 要分析融雪化冰的效果外, 还应对 其政治、经济、国 防、社会、技术、环境与生态、自然资源等 方面进行 评价, 即进行工程项目的综合评价, 而综合 评价当中 最重要的就是经济评价。 2 经济评价 建设项目的经济评价主要包括两方 面内容: 一是 对一个方案, 评价其经济上的合理性与 可行性; 二是 在两个或 两个 以 上方 案 中, 通 过 经济 比 较选 出 最佳 方案。 现以新疆且末机场盖被工程为例。该机 场跑道道 面为 1 700 m 33 m, 加铺沥青混凝土道面厚度 8 c m。 当机场遇到下雪或结冰时, 采用自发热技术 进行融雪 化冰, 对该项目进行经济评价。 2 1 经济可行性 现利用效益 - 成本比法对自发热技术进 行经济可 行性分析, 设 B 为效益, C 为 成本, D 为 非效益, 则 效益成本比 [ B /C ] = (B - D ) /C。 若效益成本比 [ B /C ] 1, 说 明效益大 于成本, 是可行的; 反之, 效益成本比 [B /C ] < 1则不行。 另一种是将成本 从效益 中扣除, 采 用净效 益 [ B - C ] 作 为 评 价 指 标, 即: - C。 若 [B - C ] 0, 表示 项目可 行; 反之, 若 [ B - C ] < 0, 则不行。 对于新疆且末机场融雪化冰工程项 目, 需要在道 面中加铺导电体、购买安装控制系统的材料 费和施工 费约为: C = 1700 33 2 5+ 10= 24万元。 该项目每年节省融雪剂、保护机场道面 和生态环 境带来的收益约为 2万元, 设利率为 5 % , 则自发热 技术产生的效益约为: B = 2 /0 05= 40 万元。 [B - C ] = (B - D ) >0
App lication S tudy of Self heating Technology in Snow Ice M elting on A irport Pavem en t
LI H ong le, i GU Q iang kang , CEN Guo p ing
表 1 三种融雪方法经济比较
融雪方法 运行费用 / (万元 次 - 1 ) 初期投资 /万元 自发热技术法 融雪剂法 1 68 24 00 0 77 35 00 喷气吹雪车法 5 00 40 00
3 综合评价 综合评价的具体做法是将多个指标分别 给出评价 分, 再对这些评价分进行综合评价运算, 求 出综合目 标值。这个指标性的数值就成为综合评 价的基础。综 合评价运算包括加法、乘法、加乘混合 法、除法和最 小二乘法。 现采用加乘混 合法 对自 发热 技术 法、融雪 剂法、 喷气吹雪车法三种融雪化冰方法进行综合评价 (各项 指标的评分结果仅 供参考 ) 。加乘 混合法 同时采 用加 法和乘法两种运算, 将两者的计算结果再相 加求得总
[ 1]
文献标志码: A
文章编号: 1003- 8825 ( 2011) 01 - 0078- 03 巨大的经济损失且给客货运输带来极大 不便, 甚至造 成空中交通 瘫痪 。根 据美国 玛奎塔大 学的统 计表 明, 对机场道面进 行融 雪化冰 既能 降低事 故发 生率, 也能减少经济损失。因此, 对机场道面进行 快速有效 的融雪化冰具有重大社会及经济意义。 国内外常用的融雪化冰方法大致可分为 清除法和 [ 2] 融化法两大类 , 其中氯化盐融雪剂法是最 常用的方 法, 国内机场部门还使用航空喷气发动机改 装而成的 喷气吹雪车对机场进行融雪化冰, 但这些方 法都存在 若干问题
收稿日期 : 2009 - 11- 18 事机场道 面设 计、研 究与 施工。 E ma i:l momo lh lloveyou @ sohu com。
械化 自动化 智能化。但达到自动化甚至 智能化还 有很长一段距离。因而, 开发研究自发热技 术已成重 机 要课题。 本文利用网格型导电体作为发热材 料, 当修建新 沥青混凝 土机 场道 面或 旧 机场 加盖 沥 青混 凝 土 道面 时, 将导电体铺装在沥青混凝土中, 利用计 算机系统 控制导电体发热温度, 提高机场道面表 面的温度, 使
[ 3- 6]
, 已成为机场需重 点解决的
国内对此通常的处理方法是机场封闭停 运或融雪 化冰。我国有将近一百个机场处于降雪 带, 每年的降 雪期长达三四个月, 如果一遇冰雪就封 闭机场, 将导 致一年中有将近 1 /3图 1。
1 自发热技术 机场道面融雪化冰方法发展方向为: 人 工化
[ 4] [ 5] [ 6]
参考文献:
[ 1] [ 2] [ 3] 黄淑琴. 路面加盐除冰 [ J]. 公路, 与化工, 2005 ( 2): 27- 32 . 1996 ( 8): 44- 46 . 王军, 袁军生, 孟兴智, 张林栋. 除雪技术 的开发现状 [ J]. 海湖盐 Sherif Y eh ia , Christopher Y Tuan . C onduc tive C onc rete O verlay for B ridg e Deck D eic ing [ J] . AC IM aterials Journa, l 1999 , 96 ( 3): 382- 390 . 张炳 臣, 刘 淑 敏. 冬季 道 路除 雪方 式的 探 讨 [ J]. 山东 交通 科 技, 2004 ( 1) : 76- 77 . 晋跃. 国外道路除雪 机械技 术发展概 况 [ J] . 专用 汽车, 2001 ( 4) : 43- 44 . 骆虹, 罗立斌, 张晶. 融雪剂对环境的影 响及对策 [ J]. 中国 环境监 测, 2004 , 20 ( 1): 55- 57 .
的融雪化冰方法。自发热技术融雪化冰方法就是将导电体铺装在沥青混凝土中, 利用导电体通电发热 提高道面表面温度, 使其高于冰点温度来实现对机场道面融雪化冰的目的。自发热技术融雪化冰方法 效率高, 效果好, 且为绿色环保技术, 具有广阔的应用前景。 关键词: 自发热技术; 机场道面; 融雪化冰; 评价 中图分类号: U 416 217 0 引言 交通运输是国民经济的大动脉, 而航空 运输则是 交通运输的快道, 因此机场也就成为国民交 通运输中 必不可少的重要组成部分, 它对整个国民经 济的发展 起到不可估量的作用。但机场的安全问 题, 尤其是机 场道面的降雪结冰问题 难题之一。
该项目每年产生的非效益约为: D = 0万元。 则: [ B /C ] = (B - D ) /C = ( 40 - 0 ) /24 = 1 67> 1 [ B - C ] = (B - D ) - C = ( 40 - 0 ) - 24= 16
可见, 采用自发热技术对该机场道面进 行融雪化 冰在经济上具有可行性。 2 2 经济比较 ( 1) 利用自发热 技 术法 对 机场 道 面进 行 融 雪大 -3 约需要 2小 时, 则 所需 的 电费 为: S 1 = 250 10 1700 33 2 0 6 = 1 68 万 元。系统 初 期投 资为 24 万元。 ( 2) 根据山东泰 和 水处 理 有限 公 司提 供 的 融雪 剂使用量, 当 大 气 温度 为 - 10 ~ - 5 时, 融 化 1 2 m 道面积雪的融雪剂 使用量 为 0 08 kg , 融雪 剂的价 格为 480 元 / t , 融雪作业的人工 费为 2 500元 /次, 机 械台班及 折旧 费用 为 3 000 元 /次, 则用 融雪 剂 进行 一次融雪作业 所需的 费用 为 S 2 = 2500 + 3000 + 480 0 08 1700 33 10 = 0 77万元。
n
F1
x1
Fn
表 2 综合评价结果
自发热技术法 指标 1 2 3 4 5 6 7 加法 平均 总分 乘法 平均 加乘混合法 政治 国防 社会 技术 经济 环境生态 自然资源 总分 得分 5 0 5 0 5 0 3 5 4 0 5 0 4 5 38 50 5 50 118125 00 5 30 10 80 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0 得分 4 5 4 5 4 0 4 0 4 5 3 5 4 0 35 25 5 04 61236 00 4 83 9 87 融雪剂法 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0 得分 4 5 4 5 4 0 4 0 3 5 4 5 4 0 34 75 4 96 61236 00 4 83 9 79 喷气吹雪车法 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0
路 基 工 程 78
Subgrade Eng ineering
2011 年第 1 期 ( 总第 154 期 )
自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
李洪磊, 顾强康, 岑国平
( 空军工程大学工程学院 , 西安 710038)
摘
要: 目前对机场道面降雪结冰所采用的融雪化冰方法都存在一定缺点, 很有必要寻求一种新
系统初期 投资 为: 购 买喷 洒 车等 相关 车 辆约 30 万元, 修建盐池等基础设施约 5 万元, 共约 35万元。 ( 3 ) 利 用喷 气吹 雪车 进 行融 雪化 冰, 根 据 实际 工程应用了解到, 在冬天使用喷气吹雪车进 行一次融 雪化冰所需的费用 为: S3 = 5 万 元。系统 初期投 资购 买喷气吹雪车约 40 万元。 整理以上计算结 果如表 1。由表 1 看出, 采 用自 发热技术融雪化冰系统的初期投资最小, 每 次融雪的 运行费用高于 融雪 剂法, 但比 喷气 吹雪车 法低 很多, 更重要的是自发热技术避免了融雪剂和喷气 吹雪车对 机 场道面以 及周边 生态环境 造成的 危害和经 济损失。 采用自发热技术对机场道面进行融雪化冰具 有较高的 经济效益。
路 基 工 程 80
Subgrade Eng ineering
2011 年第 1 期 ( 总第 154 期 )
分, 作为评价综合效果好坏的依据。计算公式为
n
F = m ax
Fi
i= 1
xi +
n
式中 F i 为第 i项指 标的得分, i = 1, 2, , n为 评价指标的数目; x i 为每项指标根据它的重 要性质所 xn ( 1) 规定的权数。 根据加乘混合法得到的综合评价结果如表 2。
由表 2看 出, 自发热 技术 的综合 评价 结果 最高, 是机场道面进行融雪化冰的最佳方案。 4 结论 本 文介 绍 了目 前常 用的 融 雪化 冰方 法 及其 优缺 点, 对自发热技术融雪化冰的工作原理 进行分析, 以 新疆且末机场为例, 将自发热技术法与融雪 剂法和喷 气吹雪车法进行综合评价。结果证明, 采用 自发热技 术对机场道面进行融雪化冰具有较高的经济 和社会效 益, 自发热技术是机场道面融雪化冰的最佳方案。
作者简介 : 李洪磊 ( 1982- ) , 男 , 山东威 海人。博士 研究生 , 从
李洪磊 , 等 : 自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
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其高于冰点, 实现机场道面融雪化冰的 目的。其工作 原理是: 根据气象预报, 预知机场可能出现 下雪或结 冰情况, 就 可确 定在 该 气 象条 件 下所 需 要的 预 热时 间, 待系统开启后, 导电体通电发热, 当达 到设定的 最高控制温度时, 系统关闭电源, 以节 省资源, 保护 道面结构; 当导电体温度降低到最低控 制温度时, 系 统开启电源, 继续加热, 如此循环, 使导电 体始终保 持在合理的控制温度范围内, 并通过热 传导, 不断提 高机场道面表面温度, 待下雪或结冰时, 道 面表面达 到的温度就可实现融雪化冰的目的。 在寒冷的冬季, 自 发热 技 术的 应用, 不仅 安全、 快捷地解决冰雪给机场道面带来的各种 问题, 且该法 对 机场道面 结构以 及周边环 境基本 上没有破 坏作用, 消除了其它方法带来的负面影响, 保证了飞 机的起降 安全, 同时还满足绿化环保的要求。当然自 发热技术 能否应用于机场道面融雪化冰的实际工 程当中, 除了 要分析融雪化冰的效果外, 还应对 其政治、经济、国 防、社会、技术、环境与生态、自然资源等 方面进行 评价, 即进行工程项目的综合评价, 而综合 评价当中 最重要的就是经济评价。 2 经济评价 建设项目的经济评价主要包括两方 面内容: 一是 对一个方案, 评价其经济上的合理性与 可行性; 二是 在两个或 两个 以 上方 案 中, 通 过 经济 比 较选 出 最佳 方案。 现以新疆且末机场盖被工程为例。该机 场跑道道 面为 1 700 m 33 m, 加铺沥青混凝土道面厚度 8 c m。 当机场遇到下雪或结冰时, 采用自发热技术 进行融雪 化冰, 对该项目进行经济评价。 2 1 经济可行性 现利用效益 - 成本比法对自发热技术进 行经济可 行性分析, 设 B 为效益, C 为 成本, D 为 非效益, 则 效益成本比 [ B /C ] = (B - D ) /C。 若效益成本比 [ B /C ] 1, 说 明效益大 于成本, 是可行的; 反之, 效益成本比 [B /C ] < 1则不行。 另一种是将成本 从效益 中扣除, 采 用净效 益 [ B - C ] 作 为 评 价 指 标, 即: - C。 若 [B - C ] 0, 表示 项目可 行; 反之, 若 [ B - C ] < 0, 则不行。 对于新疆且末机场融雪化冰工程项 目, 需要在道 面中加铺导电体、购买安装控制系统的材料 费和施工 费约为: C = 1700 33 2 5+ 10= 24万元。 该项目每年节省融雪剂、保护机场道面 和生态环 境带来的收益约为 2万元, 设利率为 5 % , 则自发热 技术产生的效益约为: B = 2 /0 05= 40 万元。 [B - C ] = (B - D ) >0
App lication S tudy of Self heating Technology in Snow Ice M elting on A irport Pavem en t
LI H ong le, i GU Q iang kang , CEN Guo p ing
表 1 三种融雪方法经济比较
融雪方法 运行费用 / (万元 次 - 1 ) 初期投资 /万元 自发热技术法 融雪剂法 1 68 24 00 0 77 35 00 喷气吹雪车法 5 00 40 00
3 综合评价 综合评价的具体做法是将多个指标分别 给出评价 分, 再对这些评价分进行综合评价运算, 求 出综合目 标值。这个指标性的数值就成为综合评 价的基础。综 合评价运算包括加法、乘法、加乘混合 法、除法和最 小二乘法。 现采用加乘混 合法 对自 发热 技术 法、融雪 剂法、 喷气吹雪车法三种融雪化冰方法进行综合评价 (各项 指标的评分结果仅 供参考 ) 。加乘 混合法 同时采 用加 法和乘法两种运算, 将两者的计算结果再相 加求得总
[ 1]
文献标志码: A
文章编号: 1003- 8825 ( 2011) 01 - 0078- 03 巨大的经济损失且给客货运输带来极大 不便, 甚至造 成空中交通 瘫痪 。根 据美国 玛奎塔大 学的统 计表 明, 对机场道面进 行融 雪化冰 既能 降低事 故发 生率, 也能减少经济损失。因此, 对机场道面进行 快速有效 的融雪化冰具有重大社会及经济意义。 国内外常用的融雪化冰方法大致可分为 清除法和 [ 2] 融化法两大类 , 其中氯化盐融雪剂法是最 常用的方 法, 国内机场部门还使用航空喷气发动机改 装而成的 喷气吹雪车对机场进行融雪化冰, 但这些方 法都存在 若干问题
收稿日期 : 2009 - 11- 18 事机场道 面设 计、研 究与 施工。 E ma i:l momo lh lloveyou @ sohu com。
械化 自动化 智能化。但达到自动化甚至 智能化还 有很长一段距离。因而, 开发研究自发热技 术已成重 机 要课题。 本文利用网格型导电体作为发热材 料, 当修建新 沥青混凝 土机 场道 面或 旧 机场 加盖 沥 青混 凝 土 道面 时, 将导电体铺装在沥青混凝土中, 利用计 算机系统 控制导电体发热温度, 提高机场道面表 面的温度, 使
[ 3- 6]
, 已成为机场需重 点解决的
国内对此通常的处理方法是机场封闭停 运或融雪 化冰。我国有将近一百个机场处于降雪 带, 每年的降 雪期长达三四个月, 如果一遇冰雪就封 闭机场, 将导 致一年中有将近 1 /3图 1。
1 自发热技术 机场道面融雪化冰方法发展方向为: 人 工化
[ 4] [ 5] [ 6]
参考文献:
[ 1] [ 2] [ 3] 黄淑琴. 路面加盐除冰 [ J]. 公路, 与化工, 2005 ( 2): 27- 32 . 1996 ( 8): 44- 46 . 王军, 袁军生, 孟兴智, 张林栋. 除雪技术 的开发现状 [ J]. 海湖盐 Sherif Y eh ia , Christopher Y Tuan . C onduc tive C onc rete O verlay for B ridg e Deck D eic ing [ J] . AC IM aterials Journa, l 1999 , 96 ( 3): 382- 390 . 张炳 臣, 刘 淑 敏. 冬季 道 路除 雪方 式的 探 讨 [ J]. 山东 交通 科 技, 2004 ( 1) : 76- 77 . 晋跃. 国外道路除雪 机械技 术发展概 况 [ J] . 专用 汽车, 2001 ( 4) : 43- 44 . 骆虹, 罗立斌, 张晶. 融雪剂对环境的影 响及对策 [ J]. 中国 环境监 测, 2004 , 20 ( 1): 55- 57 .
的融雪化冰方法。自发热技术融雪化冰方法就是将导电体铺装在沥青混凝土中, 利用导电体通电发热 提高道面表面温度, 使其高于冰点温度来实现对机场道面融雪化冰的目的。自发热技术融雪化冰方法 效率高, 效果好, 且为绿色环保技术, 具有广阔的应用前景。 关键词: 自发热技术; 机场道面; 融雪化冰; 评价 中图分类号: U 416 217 0 引言 交通运输是国民经济的大动脉, 而航空 运输则是 交通运输的快道, 因此机场也就成为国民交 通运输中 必不可少的重要组成部分, 它对整个国民经 济的发展 起到不可估量的作用。但机场的安全问 题, 尤其是机 场道面的降雪结冰问题 难题之一。
该项目每年产生的非效益约为: D = 0万元。 则: [ B /C ] = (B - D ) /C = ( 40 - 0 ) /24 = 1 67> 1 [ B - C ] = (B - D ) - C = ( 40 - 0 ) - 24= 16
可见, 采用自发热技术对该机场道面进 行融雪化 冰在经济上具有可行性。 2 2 经济比较 ( 1) 利用自发热 技 术法 对 机场 道 面进 行 融 雪大 -3 约需要 2小 时, 则 所需 的 电费 为: S 1 = 250 10 1700 33 2 0 6 = 1 68 万 元。系统 初 期投 资为 24 万元。 ( 2) 根据山东泰 和 水处 理 有限 公 司提 供 的 融雪 剂使用量, 当 大 气 温度 为 - 10 ~ - 5 时, 融 化 1 2 m 道面积雪的融雪剂 使用量 为 0 08 kg , 融雪 剂的价 格为 480 元 / t , 融雪作业的人工 费为 2 500元 /次, 机 械台班及 折旧 费用 为 3 000 元 /次, 则用 融雪 剂 进行 一次融雪作业 所需的 费用 为 S 2 = 2500 + 3000 + 480 0 08 1700 33 10 = 0 77万元。
n
F1
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Fn
表 2 综合评价结果
自发热技术法 指标 1 2 3 4 5 6 7 加法 平均 总分 乘法 平均 加乘混合法 政治 国防 社会 技术 经济 环境生态 自然资源 总分 得分 5 0 5 0 5 0 3 5 4 0 5 0 4 5 38 50 5 50 118125 00 5 30 10 80 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0 得分 4 5 4 5 4 0 4 0 4 5 3 5 4 0 35 25 5 04 61236 00 4 83 9 87 融雪剂法 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0 得分 4 5 4 5 4 0 4 0 3 5 4 5 4 0 34 75 4 96 61236 00 4 83 9 79 喷气吹雪车法 权数 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 5 1 0
路 基 工 程 78
Subgrade Eng ineering
2011 年第 1 期 ( 总第 154 期 )
自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
李洪磊, 顾强康, 岑国平
( 空军工程大学工程学院 , 西安 710038)
摘
要: 目前对机场道面降雪结冰所采用的融雪化冰方法都存在一定缺点, 很有必要寻求一种新