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燃气轮机及其在石油化工领域的应用工学论文
关键词：燃气轮机，石油化工，应用
摘要：简单介绍了燃气轮机的发展史、燃气轮机的分类、工作原理、主要结构材料、影响燃气轮机效率的因素及其在石油化工领域的应用等。
一、引言
燃气轮机是以连续流动的燃气作为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。它是以燃气而不是以水蒸气作为工质，因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。不仅如此，燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比，它具有重量轻、体积小、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。
作为燃气轮机的重要部件―--透平，其雏形在古代就已出现。公元前150年，古埃及亚历山大城的希罗（HERO）描述的希罗球；我国南宋高年间记载的走马灯和15意大利人达q芬奇（LEONARDODAVINCI）提出的烟气装置，其工作原理基本相同，是现代涡轮机（透平）的雏形。
之后，燃气轮机的发展经历了漫长的试验过程。直至19，法国人阿尔芒研制成世界历史上第一台能输出功的燃气轮机，这台燃气轮机的压比只有4，效率只有3，因而没有推广使用。19，德国人霍尔茨q瓦特制成第一台实用的燃气轮机，其效率为13，功率为370KW，但因按等容加热循环工作，存在重大缺陷而放弃。
随着空气动力学的发展，人们逐渐掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点，解决了压气机的高效率问题。与此同时，透平的效率也有了相应提高。在高温材料方面，出现了能承受高温的铬镍合金等耐热钢，因而可以采用较高的燃气初温，等压加热循环的燃气轮机终于得到了成功应用，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始迅速发展。
随着科学的不断进步，计算机等辅助设计的出现，耐更高温度的高温材料的`发现和透平叶片冷却效果的提高，使燃气初温逐步提高，燃气轮机的效率也不断提高，燃气轮机开始在国民经济各行业中获得了广泛的应用。在荷兰等欧美发达国家，为了合理利用燃料资源，已有50的化工部门安装了燃气轮机。在我国燃气轮机的发展和应用起步较晚，目前在石油化工装置的应用更是凤毛麟角。但随着国内能源市场的发展和变化，国家对环境的日益重视，以及燃气轮机技术的进一步改进，燃气轮机的市场前景十分广阔。在油田、炼厂、化工厂、海上平台、油气田的注水注气、天然气的压缩和储存以及西气东输管线上的增压站等都可用燃气轮机作为压缩机及泵的动力。
二、燃气轮机简述
燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。一般工业上用于拖动发电机组发电，或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机；而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。从结构上划分，燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴，负载的转速变化规律直接影响压气机转速，使吸入压气机的空气量发生变化，甚至使压气机喘振而发生事故。为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度，即负载变化规律不直接影响压气机的转速，负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况，人们设法使压气机与负载不共轴，因而产生了双轴和多轴燃气轮机。由上可见，在实际选型时，选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机，取决于系统中负载的变化情况，当系统负载变化不大时，一般选用单轴燃气轮机，如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机；当系统负荷变化较大时，可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机，如石油化工工业上用于机械驱动的燃气轮机。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三部分组成。
燃烧室的基本要求如下：
燃烧效率高
点火可靠，燃烧稳定
压力损失小
出口温度均匀
燃烧强度高
排气污染少
寿命长
三、燃气轮机在石油化工领域的应用
燃气轮机在石油化工领域的用途很多，是燃气轮机的主要用户。石油化工企业应用燃气轮机的主要方式有以下几种：
在自备电站（或动力站）与原有发电设备组成联合循环系统，提高供电效率；
与锅炉组成联合系统，供汽供电；
与各种加热炉组成联合系统，既保证工艺用热，又多发电；
回收工艺过程排放的难以利用的气体，充分利用可燃气，净化环境；
作为直接拖动压缩机的驱动机。
作为各种泵的驱动机。
石油化工企业中大量使用加热炉，其被加热介质进口温度在40~380℃，出口温度在150~500℃之间，是吸收燃气轮机排气余热的理想装置。燃气轮机与加热炉联合应用主要是提高燃气轮机的效率和总热利用率。另外，用燃气轮机直接拖动石油化工企业工艺系统中的压缩机可以省去能源多次转换所必然带来的各种损失。
1）燃气轮机在炼油厂和乙烯装置中的应用
2）燃气轮机在化肥装置上的应用
3）燃气轮机在天然气压缩和天然气储存装置中的应用
4）燃气轮机在石油化工装置中的其他用途
四、结束语
可以肯定的说，燃气轮机是炼油厂、石油和化工厂的重要用户。而且随着社会的发展和科技的进步，石油和化工企业的装置规模会越来越大，单台机组的功耗也越来越大。由于燃气轮机具有功率大，投资省，运行成本低，污染少，寿命周期长等优点，燃气轮机在石油化工领域的应用也必然越来越广泛。
思想政治工作在煤矿安全领域的应用论文
1制定“短、经、亲”思路，充实思想政治工作内涵
1.1短，即短时间效果实
利用三分钟时间开展形势任务主题教育，围绕不同时期、不同阶段的煤矿安全目标，提炼出宣传提纲，明确形势任务，理清煤矿安全生产与个人的关系，重点灌输渗透“零事故”价值理念，利用有效的短宣传转变价值观，激励员工自觉冲击“零隐患、零超限、零违章、零失爆、零突出、零缺陷、零伤害”等目标。
1.2经，即算经济转变真
利用经济、荣誉作为杠杆，转变员工价值取向，由“要我煤矿安全”向“我要煤矿安全”转变。结合煤矿安全生产实际，进一步细化6S管理煤矿安全项内容，加大奖惩力度，建立“无三违”员工奖分机制，运用经济杠杆引导员工的价值取向，倡导员工自觉反“三违”，逐步增强员工的煤矿安全意愿；以班组为单位挖掘正面典型，树立标杆，用身边人带动、引导员工追求煤矿安全；以队组为单位曝光反面事例，设立煤矿安全三违事故反思台，用身边的事震撼员工，产生共鸣，杜绝三违。使员工自觉产生践行“零事故”理念的意愿。
1.3亲，即用亲情监管全
运行《员工煤矿安全班前亲情提醒卡》，以亲情建立班前第一防线，发挥班前提醒嘱咐的作用；利用亲情卡收集员工思想状态，使科队领导及时掌握信息，井下巡查中重点监管“特殊人”，消除八小时外生活带来的煤矿安全隐患；结合亲情卡定期回访特殊员工，帮助解决实际问题，释放思想包袱；汇编亲情嘱咐语，举办展览，用朴实真切的`言语引发员工的共鸣，灌输“要煤矿安全就是为家人负责”的理念，增强员工的责任意识，使员工自觉践行“零事故”理念。
2发挥“粘合剂”作用，提升思想政治工作质效
2.1思路上粘合，谋活一盘棋
利用三分钟时间开展形势任务主题教育，采用媒介宣传渗透法、定期诵读渗透法、提问抽查渗透法、学习培训渗透法等，围绕不同时期、不同阶段的煤矿安全目标，提炼出宣传提纲，明确形势任务，理清煤矿安全生产与个人的关系，重点灌输渗透“零事故”价值理念，利用有效的短宣传转变价值观，激励员工自觉冲击“零隐患、零超限、零违章、零失爆、零突出、零缺陷、零伤害”等目标，加强正面引导，充分发挥价值引领，利用微信、煤矿安全提醒卡、岗前仪式等形式，加强形势任务教育，引导干部职工思进思上、共识共为，营造聚力克难攻坚、推动转型发展的干事环境，实现了以思想转变促煤矿安全提升。
2.2机制上粘合，拧成一股绳
一是引入目标管理，把目标管理引入队伍建设，借鉴“心理暗示”、“个人启示”原理，探索实施员工思想帮教，根据所在单位、支部的具体工作任务，由班组根据月度汇总形成三工情况进行转换，张榜公示，对当月下转为试用的员工有针对性进行帮扶，帮助其制定制定赶超目标及措施，带动提高广大职工的素质，不断提升整体队伍素质、能力和业绩；二推行自主管理，员工每班随身携带亲属填写的亲情提醒卡上岗，“亲情提醒卡”如实反映了员工当班的休息、饮酒、心情、家庭关系、昨天打牌上网状况，以及一条亲情嘱咐语。岗前，队组通过对“亲情提醒卡”反馈信息的汇总、整理，准确掌握员工的精神状态，有效提高了员工“自觉+约束”的煤矿安全操作行为，进一步增强了员工的煤矿安全意识和责任意识，实现了以机制引领促煤矿安全提升
2.3载体上粘合，高擎一面旗
坚持把广大员工的信任、评价、利益和关切放在第一位，尊重员工、理解员工、关心员工。一是建立员工信息库，掌握情况，化解矛盾。把员工的工作学习经历、兴趣爱好、家庭情况等信息登记备案，及时更新维护，做到对员工静态信息了如指掌。同时，建立与员工的沟通机制，运用好座谈会、个别谈心、家庭访问等工作方法，根据需求层次理论，及时、准确、全面、动态地了解职工最关心、最直接、最现实的利益问题，正确分析，充分沟通，妥善处理，活血化瘀。二是关心关爱员工，推出“员工煤矿安全班前亲情提醒卡”，跟班队干下井检查时结合亲情卡汇总信息有重点进行巡查，增强广大员工的责任感和归属感，实现了以亲情感化促煤矿安全提升。
2.4作风上粘合，打出一张牌
推行“现场工作法”（即问题在现场解决、措施在现场落实、管控在现场强化），以6S管理五级巡查机制为蓝本对现有的巡查管理制度进行了优化升级，实行了巡查分轨评价机制，巡查问题倒逼机制，巡查管理首问负责制，同时为确保现场管理水平发挥实质性变化，矿长、书记严格履职，率先垂范，主动深入现场查问题，亲自落实问题抓整改，半年来共深入洗煤厂、运销科、南丰工区、社区、井下工作面等生产生活场所累计235次，查找各类问题462条，解决了6S管理四、五级巡查考评落实责任人难、地面质量标准化达标难、井下岗位人员文明用语推广难、员工出勤率低、机电工素质低等一大批制约矿井转型跨越发展的挡手问题，发掘并选树了各类核心价值践行典型人物13个，其中选树的综采安装队穆春平同志最为出色，获得了“榜样山西最美劳动者”荣誉称号，发现、奖励并在全矿范围内推广科队自主创新项目23个，实现了管理质量和管理效率的全面提升，有效增强了现场管理的控制力，实现了以流程监管促煤矿安全提升。
3实现“粘合剂”作用，促使思想政治工作取实效
2~12月我们经过“试点推行、改进完善、全面推广”三个阶段，在我们矿40个6S管理单位进行了推广应用，取得了比较明显的效果，实现了思想政治工作“三推进”。一是推进了思想政治工作新加强，充分发挥了难题解决上的推动作用和工作落实上的督导作用，始终做到凡是与基层有关的工作都主动抓、带头抓、深入抓，有力地推动了基层思想政治工作的深入开展；二是促进了思想政治工作载体新拓展，各6S管理单位纷纷结合本地本单位工作实际，坚持把内容和形式有机统一起来，大力推行的煤矿安全提醒卡、一对一思想帮教、“一线工作法”等创新举措，得到了员工及家属广泛好评；三是促进了思想政治工作成效新提升，发挥基层党组织的主观能动性，确保各基层党组织各项工作都能紧扣建设矿井跨越转型发展目标，使基层党组织不但是矿井中心工作的宣贯者，更能更成为执行者、丰富者，真正形成了全员共同参与的大政工管理格局，从源头上确保了矿井的降本增效、高效运转。
4结束语
我们通过运行“短、经、亲”煤矿安全意识提升三步工作法，实现了矿井煤矿安全管理的迅速改进和根本性提升，实现了全年煤矿安全生产“零事故”的目标，并逐步向“零隐患、零超限、零违章、零失爆、零突出、零缺陷、零伤害”迈进，为企业转型跨越发展奠定了坚实的基础，为企业直面危机、寻求转机、赢得生机注入了软实力。
浅谈光纤在继电保护中的应用工学论文
论文关键词：光纤通道；光纤保护；应用
论文摘要：介绍了光纤通道的特点和工作原理，以及目前在电力光纤网络中光纤保护装置与光纤通道的连接方式和主要特点，讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法。
随着通信技术的发展，在纵联保护通道的使用上，已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势，使它与继电保护的结合，在电网中会得到越来越广泛的应用。
1光纤通道作为纵联保护通道的优势
光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用，它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道（如：电缆、微波等）具有如下特点：
1.1传输质量高，误码率低，一般在10-10以下。这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的“透明度”。即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节。
1.2光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。
1.3抗干扰能力强。由于光信号的特点，可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。
以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。若采用OPGW，则可以有效的防止类似事件的发生。
2光纤通道与光纤保护装置的配合方式
目前，纵联保护采用光纤通道的方式，得到了越来越广泛的应用，在现场运行设备中，主要有以下几种方式：
2.1专用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：WXB-11C、LFP-901A）配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式，在光纤通道上传输允许信号和直跳信号。此种方式，需要专用光纤接口（如：FOX-40），使用单独的专用光芯。优点是：避免了与其他装置的联系（包括通信专业的设备），减少了信号的传输环节，增加了使用的可靠性。缺点是：光芯利用率降低（与复用比较），保护人员维护通道设备没有优势。而且，在带路操作时，需进行本路保护与带路保护光芯的切换，操作不便，而且光接头经多次的拔插，易造成损坏。
2.2复用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保护）配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式，保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备，然后经复用设备上光纤通道。优点是：接线简单，利于运行维护。带路进行电信号切换，利于实施。提高了光芯的利用率。缺点是：中间环节增加，而且带路切换设备在通信室，不利于运行人员巡视检查，通信设备有问题要影响保护装置的运行。
2.3光纤纵联电流差动保护：
光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的'。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit数字通道，电流差动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit数字接口的光纤电流差动保护能很好地解决误码校验精度的问题。 3光纤保护实际应用中存在的问题
3.1施工工艺问题
光纤保护是超高压线路的主保护，通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。由于光缆传输需要经过转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等连接环节，并且光纤的施工工艺复杂、施工质量要求高，因此如果在保护装置投入运行前的施工、测试中存在误差，则会导致保护装置的误动作，进而影响全网的安全稳定运行。
3.2通道双重化问题
光纤保护用于220kV及以上电网时，按照220kV及以上线路主保护双重化原则的要求，纵联保护的信号通道也要求双重化，高频保护由于是在不同的相别上耦合，因此能满足双通道的要求，如果使用2套光纤保护作为线路的主保护，通道双重化的问题则一直限制着光纤保护的大规模推广应用。
3.3光纤保护管理界面的划分问题
随着保护与通信衔接的日益紧密，继电保护专业与通信专业管理界面日益难以区分，如不从制度上解决这一问题，将直接影响到光纤保护的可靠运行。对于独立纤芯的保护，通信专业与继电保护专业管理的分界点在通信机房的光纤配线架上。配线架以上包括保护装置的那段尾纤，属于继电保护专业维护，这就要求继电保护专业人员具备一定的光纤校验维护技能。
3.4光纤保护在旁路代路上的问题
线路光纤保护在旁路代路时不方便操作，由于光纤活接头不能随便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗测试，而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏，因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。对于电网中没有单独的旁路保护，旁路代路时是切换交流回路，因此不存在通道切换问题，但对电网有独立的旁路保护，对于光纤闭锁式、允许式纵联保护暂时可以采用切换二次回路的方式，但对于光纤差动电流保护则无法代路，目前都是采取旁路保护单独增设一套光纤差动保护的方法解决。已有部分厂家在谋求解决光纤保护切换问题的办法，如使用光开关来实现光纤通道切换。
结束语
尽管目前光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
参考文献
[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社.
[2]钟惠霞.数字光纤通信概述[J].
超声波在石油化工的使用论文
摘要:简要概述了超声波的发展历程，并对超声波在石油化工，尤其是在污水处理、除垢、乳化、有机合成、电化学、改善原油性质、强化原油脱盐脱硫以及分离技术中的应用进行了详细的介绍。讨论了超声波技术在石油化工中的研究进展，由于其清洁、高效、无污染的特点，将广泛应用于石油化工领域。
关键词:超声波;石油化工;脱金属;乳化
超声波是指频率高于0Hz的弹性波，其有波长短、能量集中等特点。超声波的热作用、机械作用和空化作用，能引起一连串的化学、热学和力学等方面的改变。美国学者Richard和Loomis于19首次发现超声波可以促进汞的分散、氯化银的絮凝等［1］;1927年，由Loomis第一次提出超声波化学的概念。1986年，哈威尔研究所首次于化工领域使用超声波，成立超生化学协会。1994年，关于超声波的学术刊物《UltrasonicsSonochemistry》公开发行。6月1日至8日，第十四次欧洲声化学会议(ESS14)在法国阿维尼翁大学举行，探讨了化学反应机理、气泡动力学等基础声化学方面的问题和食品声化学、化学催化剂等应用声化学方面的研究。在超声波的早期应用中，其更多应用于有机合成、聚合物化学、电化学等方面。作为一种新兴的手段，其成本低廉、应用范围大、操作过程方便，被广泛应用于石油化工领域。
1超声波技术应用
1．1超声波处理污水
迄今，水污染问题日益严峻，其根本原因在于随意排放污染物多、组成复杂的工业废水和有机物含量高的生活污水。常见的废水处理技术，如活性炭法、有机溶剂脱脂法、浮选法、膜法等都存在某些问题，并不能很好的达到预期目标。经过超声波作用后的膜生物反应器能够显著提高水的净化效率，刘红等［2］经实验证实10W的超声波作用效果最为明显，净化效率提升的幅度最大。对于低温和常温下超声波对污水中生物的处理效果，进一步的探索表明:在低温时，超声波作用后，污泥活性可以增加30%，较常温下超声波的作用效果更明显［3］。Tian等［4］通过碱和超声波(ALK+ULS)的协同作用处理污水，能够使生物降解能力提高37．8%，可溶性腐殖酸类微生物排放量显著增加。杨铁金等［5］将超声波与H2O2处理污水法相结合，可以大大降低氨氮含量，并将黑色的污水变为浅黄色。Ping［6］课题组的研究结果表明，与金刚烷胺制药废水的处理方法相比，Fenton/超声波联合作用能够更有效的处理废水中的有机物，尤其是含苯环的有机物。Abramov等［7］使用超声波处理油污，得到水的净化剂。利用超声波的空化作用，姜秉辰等［8］对被工业污染的水进行了一系列实验，结果表明:频率相同时，超声波功率越大，污水黏度降低得越多，复杂油分子的裂解先增多后减少，随着超声波作用时间的增加，污水的裂解效果和黏度不断下降。王秀蘅等［9］将超声波与膜生物反应器结合，能够有效降低水质的化学需氧量(COD)。Kotowska等［10］结合了超声波辅助乳化-萃取方法和气相色谱质谱(GC-MS)，检测并处理城市污水中的氯，在处理含量0．06～551．96μg/L的酸性化合物和0．03～102．54μg/L的酚类化合物的污水时，去除率分别达到了85%和99%。
1．2超声波合成有机物
超声波可以使合成反应的条件更温和、效率更高、时间更短。张素风等［11］通过超声波水解胶原蛋白合成施胶剂，超声波处理后的胶原蛋白分子结构不变，分子变小且分布均匀。安琳［12］通过超声波辐射，由叔丁基杯［n］芳烃制备磺化杯［n］芳烃。熊利芝等［13］通过超声辐射，合成糠酸正丁酯，与传统方法相比较，超声波合成有机物具有用时短，收率高、能耗低等特点。Shabalala等［14］通过超声波辐射合成吡唑，避免了传统色谱法中纯化的步骤，其选择性高、无副产物。
1．3超声波电化学
超声波可以提高电流效率，改善电路微观分布，还能影响电沉积过程中的金属镀层。盛敏奇等［15］通过超声波作用可以提高Co-Ni合金层平整度，与传统方法相比，其没有裂纹、硬度变大、腐蚀性高。有研究表明通过超声波辅助化学电镀，在室温下进一步活化合成亚微米级的Co-Al2O3，随着粉末负载的增加，Co-Al2O3相对含量降低。Lili等［16］在泡沫炭上用真空法和超声波协同无电镀铜，泡沫炭内壁及表面涂层均匀，其机械性能明显改善。超声波与电化学的协同作用还可以合成纳米材料。通过超声波作用合成的纳米Ni(OH)2有α和β相混合结构［17］。张仲举等［18］将超声波与共沉淀法协同作用制备α-Ni(OH)2，实验表明，该方法制备的样品化学性能更好，放电比容量更大。
1．4超声波除垢、清洗技术
超声波除垢技术具有安全、可靠、高效等特点，近年来已广泛应用于各种换热器中［19］。例如，大港石化公司在油浆换热器中应用超声波在线除垢技术，该技术可以使油浆换热器的传热系数大幅度增加，运行周期有所延长，汽包发汽量增加0．404t/h，油浆系统的运行状况得到了较大改进［20］。超声波由于空化作用产生的微射流能够不断冲击物体表面，使得污垢难以在表面附着，Chang等［21］将超声波应用于一种数码设备清洗过程中，并设计和制作了一个多功能的超声波清洗系统，极大的提高了清洗效率。对于超声波参数与除垢效果的相关性，黄磊落等［22］经实验证明，随着超声波功率和流体流速的增加，除垢效果越来越好，当流体温度为60℃时，除垢效果最佳。
1．5超声波的乳化作用
超声波的乳化是指在超声波作用下，使两种或两种以上的不相溶液体以及其微小的液滴均匀的分布在另一种液体中形成的乳状溶液的过程。李博等［23］通过超声波-机械搅拌联合乳化重质油工艺，研究影响乳化重油中分散相(水)的分散度的因素。结果表明:联合法乳化重油比超声波法乳化的重油分散度高。使用超声波乳化技术可以洗煤，Sahino-glu等［24］实验表明，超声波作用后，灰分和黄铁矿含量显著降低。Lemos等［25］利用一种基于超声波辅助乳化微萃取的火焰原子吸收光谱法进行镍的测定，该方法简单、经济、快速、高效，被用于测定参考材料和水中的镍。近十年，超声波乳化应用于越来越多的方面，其在食品、涂料、高分子聚合以及液-液不相溶液体反应等方面都具有重要影响。例如，Tonanon等［26］利用超声波的乳化作用得到一种亚微米级的介孔碳球，其表面纹理和介孔性能较机械乳化法制得的碳球有明显改变，且其尺寸更小、数量更多。Gashti等［27］使用超声波辐射软水剂，发现其乳化作用可以提高软水剂的分散性。目前，大部分研究都属于工业应用研究，对于其乳化机理的理论研究较少，这将是未来的研究热点问题。
2超声波技术研究进展
2．1超声波改善油品性质
在一定条件下，通过超声波作用可以改善分散体系的稳定性并可用于降黏。张龙力等［28］在超声波的作用下处理中东常压渣油，用质量分率电导率法研究胶体稳定性的变化，实验表明，超声波作用越强，胶体稳定性的改善效果越好，其改善作用主要来自于物理作用。超声波可以改变渣油四组分的变化，包括结构、含量和分布状态。渣油中的沥青质对胶体的稳定性有很大影响，超声波使沥青质的结构和含量发生改变，并增加了胶质含量，增加了胶体的稳定性［29］。杨帆等［30］通过超声波处理乳化基质，提高其稳定性。在高能超声波作用下，钟伟华等［31］研究了减压渣油的降黏实验，实验证明超声波作用时间越长，输出电压越大，降黏率越高。对于降黏率最大时超声波的最佳工艺参数，陈洁［32］实验组进行了进一步研究，研究认为:温度70℃、时间70min、功率750W时，降黏率最大。Mullakaev等［33］在超声波作用下对各种不同原油的黏温性能进行了研究，超声波的效率与原油的族组成和处理时间有关，通过增加处理时间来增加超声效率会导致黏度和倾点的显著降低。Gridneva等［34］使用各种催化剂和一系列超声波处理过但没有失去其特性的汽油，在超声波作用下提高所研究的汽油的辛烷值。许洪星等［35］研究超声波辅助催化剂裂解超稠油，结果显示，超声波辅助水的热裂解效果显著，十分具有可行性。进一步实验表明，与单纯催化水裂解相比，超声波作用可降低稠油分子质量、增加轻组分含量。Wang［36］课题组和Pawar等［37］也深入研究了超声波对黏度的影响。随着世界原油日益重质化，常规重油密度大、黏度大，开采和运输具有一定困难，因此，降黏就成为亟待解决的热点问题之一。目前，降黏手段包括稀释降黏、升温降黏和表面活性剂降黏等，超声降黏已取得一定的进展［38］。由于超声波是一种即清洁又环保的绿色技术，其在降黏方面将会拥有更好的市场前景。
2．2超声波脱金属
完成三次采油后，采出液通常是稳定的二维分散体系，其中含有一些影响其性质的不良物质，如钒、镍等。这些杂质不但对原油加工影响恶劣，而且对环境造成污染。如何高效地实现脱盐过程，净化原油成分，去除杂质，是目前急需解决的难题之一。超声波脱盐技术成为原油预处理的一种新途径，可以加强炼油生产的稳定性。叶国祥等［39］研究了影响超声波强化原油脱盐脱水预处理工艺的一些因素，实验表明，随着电场强度和超声波功率的增加，原油的脱盐脱水效率也增加，当电场强度为12000V/cm、超声波功率为150W时，达到最好的脱盐脱水效果。陈菲菲等［40］对超声波脱金属进行研究，超声波作用后，脱钙率为85．24%，脱镍率为83．24%，其脱除效果较好。宋官龙等［41］以焦化蜡油为研究对象，采用超声波辅助，脱锌率达到90%，钙和镍的脱除率超过80%。对于脱除页岩油中的金属，张蕾等［42］的实验结果表明，超声波作用下，金属脱除效果显著，Fe脱除率为80%以上，Mg脱除率超过90%。以鲁宁管输原油为实验对象，以工厂的实际电脱盐流程为参照，谢伟等［43］设计了超声波-电脱盐联合破乳实验装置。在超声波-电脱盐联合作用下，盐水质量浓度大幅度降低。宗松等［44］以钙含量为180μg/g的新疆重质原油为研究对象，采用超声波破乳技术对重质原油脱水脱钙进行研究。实验表明，原油脱钙率达到37．8%，含水量降低至0．64%(体积分数)。Sun等［45］实验表明，通过超声波辐射可以从金属卟啉中喷射出大量金属离子，用超声波代替合成金属盐法，脱除金属离子效果显著。
2．3超声波脱硫
目前，环境污染愈加恶劣，已经成为大众关注的重点，尤其汽车尾气中硫的排放已经成为环境污染的首要问题，严重威胁着人们的健康。已研究出多种解决此问题的方法，其中采用超声波能有效脱硫，促使空气更加清新，最终满足人们渴求良好环境的要求。超声波脱硫工艺是一种有前景的深度脱硫技术，是学者们关注的重点领域。戴咏川等［46］为降低柴油中的硫含量，达到低硫或超低硫柴油的标准，在超声波作用下，搭建超声波/类Fenton试剂的柴油氧化脱硫反应体系。结果发现，当类Fenton试剂的水相pH值≈2．00时，脱硫成效显著;随着超声波功率的增大，有助于氧化脱硫，使反应进行完全。进一步研究得知，反应时间相同时，超声波-fenton体系氧化脱硫效果最佳［47］。在不加氢的情况下，通常采用催化氧化脱硫来降低硫含量。例如韩雪松等［48］在催化氧化溶剂抽提的前提下，通过超声波的引入提供反应能量。结果显示，加超声波的萃取脱硫率为94．8%，而不加超声波的脱硫率只有67．2%，此实验说明超声波氧化脱硫效果较好。在前人基础上，董丽旭等［49］通过加入Fe盐、Cu盐和其他吸附剂研究影响超声波脱硫的因素，结果表明，使用H2O2为氧化剂，Fe盐和无机酸为催化剂，其脱硫率最大可达到97．7%。Sister［50］通过高强度的超声波震动研究原油和柴油脱硫过程发现，超声波处理后，在一个两相系统中，聚集在水相中的氧化硫比聚集在烃相中的硫减少了30%～40%，其脱硫作用明显。此外，还有学者通过超声波改善了Fe-Zn吸附剂的硫化特性，使得金属氧化物粒子更小，且更均匀的分散在焦炭基质上，其脱硫效果显著［51］。
2．4超声波分离技术
用超声波分离油砂或从油砂中提纯石油产品的研究并不多，即使对于研究最多的沥青-油砂系统，沥青回收率的'工艺参数的探讨也很少。在上述条件基础上，Swamy等［52］在大功率超声波流动型系统中设计一个工业规模的高容量分离设备，超声波反应器的功率高达10000W。从超声处理过的油砂中提取沥青质、石油和残余燃料油，Abramov等［53］的实验表明，超声波装置可以替代目前使用的从页岩油和油渣中萃取沥青和石油产品的工业设备。Lu等［54］通过超声波雾化从掌叶大黄中萃取蒽醌类化合物，与传统方法相比，此方法高效、快捷、成本低、更容易操作。也有学者［55］在超声波作用下从烟草种子中萃取净油，随着萃取温度的增加，种子和溶剂的比重减少，净油产率增加。超声波萃取的优点是，能够在相对短的时间内，获得较大的萃取率。
3结论及展望
随着世界经济技术的迅猛发展，超声波还可应用于石油化工的其他方面，如干燥、结晶、雾化、过滤、强化膜分离以及纳米材料制备等方面。超声波作为一项世界公认的高科技手段，由于其空化作用、热作用和机械作用，必使其广泛用于科研生产中，如化工、医药、航空、国防，创造巨大的市场价值。目前，国内对超声波的理论方面的研究还比较薄弱，对于空化作用与物质间的具体作用机制理解还不够全面;超声波设备的针对性也需要进一步加强;超声波的空化作用及热作用等促进反应的同时也产生一系列异常的副反应，如何减少副反应的发生是研究的难点之一;虽然超声波在石油化工领域取得了重要成果，但实现工业化生产还缺乏一定的理论依据和放大实验研究，因此，深入研究超声波实验的操作过程，优化实验参数，进行放大实验的开发是目前亟待解决的难题，也是未来研究的重点之一。
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立体车库的种类及其应用工学论文
摘 要：当前汽车消费持续升温，我国乘用车生产量和保有量均高速增长，这也带来了很多问题，尤其是城市中停车困难加剧。本文简单介绍这一问题的一个解决办法：发展立体车库。主要介绍了立体车库的常用种类、优点及选型原则等问题，指出我国立体车库发展要着力解决的几个问题。
关键词：立体车库；种类；应用
引言
当前随着汽车工业的发展和人民购买力的增强，汽车已经逐渐走入普通家庭。汽车给人们带来出行的方便，同时也带来交通的拥挤和停车的困难。在人口密集的城市中停车往往是驾驶员非常头痛的一件事情。那么如何解决停车难的问题呢？建大量的停车场在土地资源十分紧张的城市，显然是行不通的。解决的办法就是在有限的土地面积上尽量多停车，也就是停车场向空中或向地下发展，建造立体车库。
现在所知的最早的立体车库建于19，位于美国伊利诺斯州芝加哥市华盛顿西大街215号的一家宾馆（Hotel La Salle）的停车库，设计师是Holabird和Roche。由于车辆无处停放的问题是城市社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果， 立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近30~40年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于20世纪90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有的历程。由于很多城市新建小区和商业中心，为了解决地面停车位占地面积大与有限土地资源之间的矛盾，纷纷发展立体机械停车设备，立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性，已逐渐被广大用户接受。
1立体车库种类及优点
停车库就其结构特征来分类，可分为平面式及立体式，平面式又分为地下平面式停车库、地上平面式停车库；立体停车库又可分为自行式立体停车库、半自动立体停车库和全自动立体停车库。立体停车库是指各种非平面停放车辆的设施。立体停车库一般由钢构架、回转台（采用埋入式）、监控操作台、输送车、升降电梯及辅助设备（消防、配电、防盗机构）六大部分联合组成。立体停车库就其结构性能大致可以分:机械式、自走式及半机械式3种。主要类型有：
1.1升降横移类停车设备
该类的形式比较多，对场地的适应性较强，对土建要求较低，可建在露天，也可建在建筑的地上、地下，规模可大可小，可根据不同的地形和空间进行任意组合、排列，空间利用率高，存取车快捷，使用、维护简便，费用较低。根据经验，一个控制单元15~25辆车较为合适。适用于复式汽车库。
工作原理为：每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到地面层，驾驶员进入车库、存取车辆，完成存取过程。
1.2简易升降类机械式停车设备
该类是借助升降机构或载车板的仰俯（摆动）实现存取车的停车设备。该类车库一般是准无人方式，即人将车开到载车板后离开，然后移动汽车的方式。结构简单，操作容易。适于地上室外广场、地下室、小别墅住宅。
1.3垂直升降类汽车库
亦可称为塔式立体停车库，它是通过提升机的升降和装在提升机上的'横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式停车库。工作原理是：用提升机构将车辆或载车板升降到指定层，然后用安装在提升机构上的横移机构将车辆或载车板送入存车位；或是相反，通过横移机构将指定存车位上的车辆或载车板送入提升机构，提升机构降到车辆出入口处，打开库门，驾驶员将车辆开走。一般以二辆车为一个层面，整个存车库可多达20~25层，即可停放40~50辆车，占地面积小于等于50平方米，因此在各类车库中其空间利用率最高。适合于高层办公楼、住宅、医院、综合商业建筑等用地紧张的工程、新建独立式车库及老城改造。
1.4巷道堆垛类汽车库
根据场地的不同可设置在室外（一般采取全封闭式）、室内、地上或地下。存车容积率高，安全可靠。一部巷道堆垛机和搬运器所负责的车辆在50~100辆之间较为合适，每一层的停车数量一般在20辆以上，层数一般为二至六层，选择四层左右较为合适。
巷道堆垛机械式停车设备包括堆垛机和起重小车式，车位结构可为独立全钢结构或钢筋混凝土结构。
1.5平面移动类停车设备
该类型可以减少车道面积，增加停车密度，提高空间利用率。平面移动式停车设备又分为单层平面横移、单层（或多层）平面移动。其停车设备可建在地上、地下，设备安全、可靠、自动化程度高、存取车效率高、空间利用率高。
主要用于大型车库，室外停车场、尤其是对既要求解决停车位又要求地面可做绿地等，可设计成独立式车库建筑和室内复式车库。
2优点及选型原则
立体停车系统越来越受青睐是因为比传统停车库有许多优点：
2.1土地利用率高
自动立体停车库停车容量大。占地面积小，也可停放各种类型的车辆，特别是轿车。
2.2外观同建筑协调，管理方便
自动立体停车库最适合用于商场、宾馆、办公楼前、旅游区。在可以建设的与周围建筑物风格一致。并且自动化程度可以很高，许多装置基本无须专门的操作人员，一个值班人员就可单独完成。
2.3使用方便，安全可靠
自动立体车库具有完整的安全系统，如障碍物确认装置、紧急制动装置、防止突然落下装置、过载保护装置、漏电保护装置、车辆超长及超高检测装置等等，如果应用于公共场合，还可以配有计时装置，满足收费要求。存取过程可由人工完成，也可以配备计算机设备全自动完成，这也给今后的开发设计留有大的空间。
如上所述，立体车库的种类和形式很多，具体如何进行选择要根据车库的使用环境，服务对象，建设成本等方面的内容。一般考虑如下一些原则，一是与建设空间和周围环境相适应；二是以人为本；三是安全可靠；四是适量够用。
3应用问题及发展前景
立体车库虽然对解决城市交通拥挤和停车困难的问题有很多优点，但要想为公众所广泛接受还要有一个渐进的过程。其推广应用要从以下几个方面着手，首先要完善立体车库的车辆存取，做到安全、方便、快捷。二是要加强宣传，改变人们随意违规停车的习惯，单靠交警贴罚单效果并不十分理想。三是要改变计费机制，使得立体车库与地面车库能在价格上竞争。
我国轿车的生产量和保有量将持续快速增长，对停车位的需求也会快速增长。而城市土地供应日益紧张，这必将导致立体车库大行其道。因此从现有的停车位的缺口情况和今后市场的需求可以看出，机械式停车设备的国际、国内市场前景十分良好。
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屋顶绿化的应用工学论文
摘要：随着城市建设的发展，屋顶绿化成为拓展空间绿化的重要形式，屋顶绿化对改善城市的环境有着生态的、经济的重要意义。现在屋顶绿化工程的主要问题已经不是承重、防水等技术问题，而是成本问题与植物的选择、配置。
关键词：屋顶绿化；生态功能；经济意义；植物选择
人口的增长、城市的建设给环境带来一系列生态的、经济的压力。人们越来越清楚地认识到绿地对城市环境的改善所做出的贡献。在城市用地日益紧张的今天，地面绿化已经不是唯一的选择。屋顶绿化作为地面绿化的有益补充，将成为绿化建设中最有潜力的方式之一。
1 屋顶绿化的定义
屋顶绿化泛指各类建筑物、构筑物等顶部以及天台、露台上的绿化。
屋顶绿化古已有之，公元前六世纪巴比伦的“空中花园”被认定是最早的屋顶绿化，但在当时仅仅作为观赏景观并没有实际意义。直到20世纪60年代美国一位风景建筑师将一个单调顶部转变成为美丽的花园供人游憩后，屋顶绿化作为一项有生态意义的绿化方式方才开始呈现出勃勃的生机。
2 屋顶绿化的生态功能
2.1改善城市热岛效应
首先，屋顶绿化作为地面绿化的有益补充仿佛是一台天然的空调，在改善城市热岛效应上得到广泛的认可。
随着城市的发展，城市中绿地、水体等自然下垫面的减少，城市缓解热岛效应的能力被削弱。屋顶绿化可以有效地降低屋顶及室内的高温。佛甲草是被广泛应用的屋顶绿化植物。以佛甲草屋顶绿化为例来说明。
佛甲草是景天科植物，抗旱能力强，抗寒性能强，绿色期长，管理粗放，一般应用于覆被式屋顶绿化。夏季当室外温度达到30℃时，屋顶表面的温度可以达到40℃以上，种植有佛甲草草坪的屋顶温度比裸露的屋顶表面会降低6℃～8℃，顶层的室内温度将会降低3℃～5℃。
2.2吸收CO2释放氧气
屋顶绿化还可以吸收CO2释放氧气。以佛甲草屋顶绿化为例来说明。佛甲草是景天科植物，景天科植物的光合作用很特殊：晚上气孔开放吸入CO2，在羧化酶的作用下固定还原形成苹果酸，并积累于细胞的液泡中；白天气孔关闭，利用前一晚固定的CO2进行光合作用，放出氧气。佛甲草的放氧量是同面积其他植物的30倍，有效地改善了环境中的空气质量。
2.3吸附大气污染物降低噪音
屋顶绿化可以净化空气。隔离噪声。以佛甲草屋顶绿化为例来说明。佛甲草的成坪覆盖率在90％以上，植株多丛生，枝繁叶茂，叶表面积大，可以吸附生产活动过程中产生的大量废气如NOx、SO2：等有害气体和空气中的滞留灰尘等，提高了大气中氧的浓度，净化了空气。同时佛甲草株形整齐，株高基本一致，在屋面铺满后，好像一层密实的毯子覆盖在屋顶上，可以起到隔离噪声的效果。
2.4减少雨水的流失
屋顶绿化可以减缓暴雨在屋顶的流速，使雨水可以充分保持植物的根系，再通过植物的蒸腾作用进入大气循环，减少了雨水直接排放的损失。 2.5延长屋顶使用寿命
屋顶绿化可以有效地延长屋顶的使用寿命。屋顶所处位置高，气温的昼夜变化大，会引起屋顶构造的膨胀和收缩，建筑材料长期处于一种疲劳状态中，其强度会降低，寿命也会缩短。如果将屋顶进行绿化，不仅调节了夏天和冬天的极端温度，减少了昼夜的温差，而且在一定程度上稳定了建筑材料的性能，延长了屋顶的使用寿命。同时，屋顶绿化还能减少酸雨和紫外线对防水层的损坏。
3 屋顶绿化的`经济意义
大城市中寸土寸金，尤其是市中心兴建绿地的成本昂贵。使新建绿地的空间受到局限。而屋顶绿化不占用地面的面积，只利用现有的屋顶面积，省去了征地费用，相当于土地的二次利用，既经济又实用。
4 屋顶绿化的植物选择
过去屋顶绿化工程的建造由于屋顶的承重问题和防水问题使得绿化形式简单、植物种类单调。近年随着轻型基质的开发、排水技术的推广，可用于屋顶绿化的植物已有100多种(含品种)，其中：乔木约25种，灌木约6种，攀援植物约7种，宿根花卉和地被植物约23种。
可以用于屋顶绿化的植物有：砂地柏、洒金柏、翠柏、大叶黄杨、小叶黄杨、凤尾兰、早园竹、紫叶小檗、科腊梅、粉花绣线菊、碧桃、榆叶梅、贴梗海棠、紫叶矮樱、珍珠梅、美人梅、棣棠、平枝苟子、木槿、迎春、紫丁香、连翘、金叶女贞、紫薇、紫荆、红瑞木、金银木、锦带花、荆条、欧洲绣球、紫藤、藤本月季、葡萄、五叶地锦、中国地锦、宿根花卉、月季、万寿菊、荷兰菊、金鸡菊、耧斗莱、大花秋葵、费菜、红景天、白景天、美人蕉、紫萼、花叶玉簪、玉簪、萱草、麦冬、马蔺、鸢尾、常夏石竹、尖叶石竹、婆婆纳、矮牵牛、粉红八宝景天、佛甲草、垂盆草等等。
5 屋顶绿化的景观植物搭配
屋顶绿化中花灌木是景观的主体，应尽量实现四季花卉的搭配。但北方城市气候夏季干旱、少雨，冬季寒冷、干燥，春秋风沙大，全年湿度低。这种气候下植物不容易保持景观效果。有些植物适应性强，如西安桧、大叶黄杨、金叶女贞、紫叶李、砂地柏、红叶小檗、多花月季等植物，长势好，绿化效果快，但是这些植物在冬季就无景观可言了。
近年来国内外的研究人员证明景天类植物中多数具有抗寒、抗旱性强等特点，适合大面积覆被式绿化。这种绿化形式常选用佛甲草。佛甲草绿化施工时，只要在屋顶铺上一层3 cm～5cm左右的轻型基质，在基质上铺满草皮卷，浇透水，一次就成坪了，而且成坪后低养护、免灌溉、自生自繁。这种一次成坪技术有廉价、便捷、省管理、负荷小等优点，目前已被广泛应用。佛甲草大面积应用也带来一些问题：大面积的栽种一种植物，群落结构极其脆弱，容易造成退化甚至死亡。佛甲草的应用还应进一步研究。
6 结束语
城市中人与自然抢地的现状一直存在，屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间，改善由于过度砍伐自然树木、各种废气污染而形成的城市热岛效应，改善沙尘暴等对人类的危害有积极的意义。屋顶绿化的广泛推广，必将会产生巨大的生态意义和社会效益。
纳米技术在环保领域的应用
本文简单介绍了纳米和纳米技术,着重阐述了纳米技术在环保领域的`应用.
作 者：朱娱 作者单位：吉林省白城师范学院化学系 刊 名：科技信息（学术版） 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(34) 分类号：X7 关键词：纳米 纳米技术 环境保护浅谈全球定位系统在环境领域的应用
总结了近年来全球定位系统在环境领域中的应用,将GOPS技术在这一领域的应用概括为环境管理、环境监测,环境事故应急处理,水下地形测量4个方面.并结合实例阐述了全球定位系统在上述4个方面的应用情况.随着GPS技术的.进一步发展,其在环境领域中的应用将会越来越广泛和深入.
作 者：季惠颖 赵碧云 JI Hui-ying ZHAO Bi-yun 作者单位：季惠颖,JI Hui-ying(云南师范大学旅游与地理科学学院,云南,昆明,650092)赵碧云,ZHAO Bi-yun(云南环境信息中心,云南,昆明,650034)
刊 名：环境科学导刊 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE SURVEY 年，卷(期)： 27(z1) 分类号：X87 关键词：全球定位系统(GPS) 环境领域 3S 应用【摘 要】经过长时间的研究与实践，细胞培养技术已经得到了充分的发展与完善，离体培养的动物细胞具有可以人为控制的培养条件且结果便于观察的特点，因而被广泛应用于生物制药领域中并对该领域产生了巨大而深远的影响。
本文对细胞培养技术在疫苗生产、单克隆抗体制备、药物筛选、基因重组产品等生物制药领域的应用作一综述。
随着生命科学理论和技术的飞速发展，细胞培养技术的地位和作用日益成熟，动物细胞培养的研究取得了可观的效果，并且有着无限的应用发展前景。
主要的发展目标包括：开发生长密度高、目标产品分泌量大的细胞系;研制性能优良、吸附与解离容易、重复利用的微载体;开展规模化的生物反应器、检测系统、细胞培养与产物分离耦合系统等;设计新型培养基促进生物制品安全;研究三维细胞的培养条件[1]。
生物制药即运用生物化学、医学、微生物学等原理和方法，利用生物机体、组织、细胞、体液等生产具有预防、诊断和治疗功能的药物制品。
有关研究者采用基因重组技术或其他创新生物技术生产治疗性药物，主要产品有基因工程药物、抗体工程药物、疫苗等几类。
这些产品的开发研制及生产过程都离不开细胞培养技术。
1 疫苗生产
疫苗免疫是最有效的预防感染性疾病的措施之一。
疫苗免疫是指利用病毒性制剂、细菌性制剂及类毒素等人工主动免疫制剂，通过作用于机体的免疫防御系统起到免疫应答作用。
传统的流感疫苗生产多采用鸡胚培养，但当面临高致病性流感全球大流行、微生物感染、内毒素残余量多等问题时，传统的鸡胚生产方法可能难以满足疫苗市场的需求。
随着细胞培养技术的完善及其优点的体现积极推进使用细胞培养技术替代鸡胚培养技术生产流感疫苗，未来将会越来越多依靠细胞培养技术获得理想的疫苗。
与此同时也存在一些缺陷，尤其是哺乳动物细胞培养的病毒疫苗特别适合于工业的发展，应用微载体大规模培养细胞生产流感疫苗，使得流感病毒适应传代细胞(如VERO细胞)，该细胞不仅培养条件要求不高而且遗传性状稳定，对多种病毒的感染敏感[2]，如利用生物反应器大规模进行病毒繁殖，可实现流感疫苗的规模化生产。
MDCK细胞系是被公认为最适于生产甲、乙型流感病毒疫苗的细胞系，对流感病毒增殖快、感染效率高，且不易变异[3]。
其中典型代表，如巴斯德公司利用1000L反应器微载体培养Vero细胞生产人用狂犬病疫苗和脊髓灰质炎疫苗。
由此可见，利用细胞培养疫苗已成为目前疫苗研制的重要应用方向。
2 单克隆抗体制备
单克隆抗体是由单一B淋巴细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。
研究Hb在帕金森病中的发病机制，李旭颖等[4]制备抗Hb单克隆抗体，由重组人Hb作为抗原免疫小鼠，并将其细胞融合及细胞培养制备成杂交瘤，经过筛选获得抗人Hb单克隆抗体杂交瘤株，体内诱生法制备腹水经过酶联免疫吸附试验等方法进而获得特异性抗Hb单克隆抗体。
张培等[5]制备乙型脑炎病毒的单克隆抗体通过动物免疫、细胞融合、克隆和筛选等方法，应用ELISA等免疫学方法进行特异性和亚型的鉴定，为快速检测方法的建立奠定了基础。
单克隆抗体药物研发已经被列入863计划和国家重点项目，国内已经有2个治疗性单抗产品准备生产，3个治疗性产品处于临床试验阶段，多个抗体药物处于临床研究阶段，已经批准的治疗性单抗有31个，目前国内正在进行临床前研究的抗体药物有：抗CEA嵌合抗体;抗破伤风抗体及抗乙型脑炎等[6]。
3 药物筛选
药物筛选是从天然或合成的化合物中筛选出高效的新药或先导化合物。
生物活性和药理作用检测所筛选出的高效的新药或先导化合物，并根据检测结果评价某一物质的药用前景，是新药研究的最初过程和关键步骤。
体外二维和应用球状聚集体、细胞片层、脱细胞基质进行三维培养肝细胞的具体技术是进行药物毒性检测的重要途径[7]。
Kostadinava等建立了一种长时间的三维肝细胞共培养体系，比单层培养肝细胞能更好地检测体内药物导致的毒性。
细胞水平的药物筛选更接近人体生理状态，外界环境干扰少，准确率高，是细胞水平药物筛选模型的核心技术高内涵筛选。
高内涵药物筛选主要在微阵列多孔板上完成，通过在微孔板上进行细胞培养，施加药物刺激进行实验操作和数据的采集和分析。
HCS技术可完成各种对于细胞生理现象本质的研究，Talyor等[8]提出高内涵概念，HCS模型主要建立在细胞水平，通过观察样品对固定或动态细胞的多个功能的作用，涉及各种不同的靶点，从多个角度分析样品的作用，最终确定样品的活性和可能的毒性。
近年来发展起来的微流控芯片技术有可能成为细胞水平药物筛选的理想选择。
Ye等[9]构建了一套用于细胞水平药物筛选研究的集成化微流控芯片系统，它可以将细胞种植、培养、标记、加药、梯度稀释等操作通过微通道网络流体控制技术集成到一张芯片完成，保持了细胞结构的完整性，可全面记录细胞对药物刺激的各种反应。
4 基因重组产品
基因工程药物是将人某一部位的基因，注入到质粒中，然后导入工程菌或工程细胞中，经细胞培养或细菌培养，充分表达扩增后，分离，纯化而得。
基因重组产品与天然型的生物学活性一致，其结构分为两种，一种与天然型的一样;另一种稍有区别，如人白细胞介素是糖蛋白质，但糖链的有无对其机能无影响，故重组的不含糖链。
哺乳动物细胞已成为生物制药最重要的表达或生产系统，FDA(美国食品药品管理局)在以后批准的创新生物技术药物，用酵母表达的有2种，用大肠杆菌表达的产品只有4种，而通过动物细胞培养生产的生物技术产品则有22种，除两种组织工程产品外，其余都是蛋白类产品，这些蛋白都是分子量大、二硫键多、空间结构复杂的糖蛋白，只有使用CHO等哺乳动物细胞表达系统，这些蛋白的生产才成为可能。
建立CHO细胞表达的重组人白细胞介素-12(rhIL-12)的纯化工艺，赵峰等[10]取高效表达rhIL-12的CHO工程细胞培养上清液，分离纯化、定量计算、对纯化产品进行鉴定及检测rhIL-12的生物活性，经检测发现纯化产物回收率和纯度高，适用于工业化生产。
【摘 要】动物细胞培养基是体外细胞培养的重要因素,能够影响细胞生长。
它是利用动物细胞体外培养和扩增来生产生物产品，或者作为发现和测试新的工具。
为此本文就动物细胞培养基的发展及应用进行了简要的介绍。
【关键词】生物制药;动物细胞培养;应用
一、动物细胞的特点及生长特性
动物细胞虽可像微生物细胞一样，在人工控制条件的生物反应器中进行大规模培养，但其细胞结构和培养特性与微生物细胞相比，有显著差别：①动物细胞比微生物细胞大得多，无细胞壁，机械强度低，对剪切力敏感，适应环境能力差;②倍增时间长，生长缓慢，易受微生物污染，培养时须用抗生素;③培养过程需氧量少;④培养过程中细胞相互粘连以集群形式存在;⑤原代培养细胞一般繁殖50代即退化死亡;⑥代谢产物具有生物活性，生产成本高，但附加值也高。
二、动物细胞大规模培养技术的发展
动物细胞大规模培养技术生产大分子的生物制品起始于20世纪60年代，当时是为了满足生产疫苗的需要。
后来随着大规模培养技术的逐渐成熟和转基因技术的发展与应用，人们发现利用动物细胞大规模培养技术来生产大分子药用蛋白质比原核细胞表达系统更有优越性。
因为重组DNA技术修饰过的动物细胞能够正常地加工、折叠、糖基化、转运、组装和分泌由插入的外源基因所编码的蛋白质，而细菌系统的表达产物则常以没有活性的包含体形式存在。
随着大量永生性细胞株的创建，在商业利益的刺激下，动物细胞大规模培养技术也迅速发展起来，并被应用到生产实际。
动物细胞培养主要用于生产激素、疫苗、单克隆抗体、酶、多肽等功能性蛋白质，以及皮肤、血管、心脏、大脑、肝、肾、肠等组织器官。
它在医药工业和医学工程的发展中占重要地位。
大规模动物细胞培养生产药物产品将是生物制药领域的一个很重要的方面，具有重大的经济效益和社会效益。
生物技术在过去10年有显著增长，并继续快速发展，今后几十年内还将有更多的蛋白质、抗体、多肽类药物由动物细胞培养来生产。
随着生物技术的进一步发展，开发的动物细胞生产生物制品的种类的增多及产品周期短、安全高等优点，利用动物细胞进行大规模生产生物制品凸显其优越性的发展越来越快。
三、大规模细胞培养技术的应用
近几年来，已把巨大的人力和资金投入到开发大规模细胞培养技术上，将能加快发展步伐，进一步应用遗传修饰的哺乳动物细胞生产单克隆抗体和其他精细的糖蛋白。
获得有药物作用的蛋白质是十分复杂的过程，要求分子有精确的折叠和糖基化，这些要求在细菌和酵母体内却难以得到满足。
然而，采用杂交瘤和重组DNA技术往往可以使动物细胞产生和分泌出一定数量的有用蛋白质。
大规模的动物细胞培养在药物产品的生产方面具有重大的价值。
1.疫苗
在疫苗产业早期，往往利用动物来生产疫苗，如用家兔人工感染狂犬病毒生产狂犬疫苗，用奶牛来生产天花疫苗，用某些细菌接种到动物身上来生产抵抗该种细菌的疫苗。
早在20世纪50年代，已经能够利用动物细胞培养技术生产病毒。
先在反应器中大规模培养动物细胞，待细胞长到一定密度后.接种病毒，病毒利用培养的细胞进行复制，从而生产大量的病毒。
这一突破是动物细胞工程的真正开始。
虽然动物细胞培养技术发展迅速，大大降低了实验动物的用量，提高厂生产效率，但由于原代细胞增殖能力有限，一般只能通过简单增加动物的数量来增加产量。
而使用具有无限增殖潜力的细胞系，则使疫苗的生产得到飞跃式的进展。
某些来自人体或动物体内的细胞，在一定条件下的体外培养后，可以获得无限增殖的潜力，用它们来生产疫苗可以大大降低实验动物的用量。
更为重要的是，用动物细胞体外大规模培养技术生产的疫苗可以保证质量，因为所用的细胞性质均一，经过严格的安全检验，克服了动物个体间的差异造成的疫苗质量不稳定的问题，并且大大降低了来自动物的病原体传染使用者的可能性。
用类似的细胞培养技术可生产酶、细胞因子、抗体等生物制品，其先决条件是能够获得可分泌目标蛋白的细胞系。
但是，在基因工程技术出现之前，细胞表达蛋白的水平很低，因而用这种工艺生产蛋白制品产量低、成本高，因此早期的动物细胞技术只用于疫苗及少量的干扰素和尿激酶的生产。
基因重组技术和杂交瘤技术大大促进了动物细胞技术的进步及其在工业领域的应用，使动物细胞大规模培养技术在生产疫苗中越来越重要。
传统上一直把细胞培养产物用于人类和牲畜的病毒疫苗，这些疫苗至今己被大规模应用。
口蹄疫疫苗是大规模动物细胞培养方法生产的主要产品之一。
1983年，英国Wellcome公司就已能够利用动物细胞进行大规模培养生产口蹄疫疫苗。
美国Genentech公司应用SV40为载体，将乙型肝炎病毒表面抗原基因插入哺乳动物细胞内进行高效表达，已生产出乙型肝炎疫苗。
2.单克隆抗体
单克隆抗体在体外诊断、体内造影、人和家畜的治疗以及工业上的应用日益广泛，需要量可达数百克。
有些系统的单克隆抗体的需要量在今后几年内将迅速增加到几公斤的数量级。
为此，迫切需要更有效的生产方法。
采用传统方法(小鼠或大鼠的腹水瘤培养法)生产单克隆抗体，已不能适应实际需要。
