高压变频器在热电厂锅炉恒压供水中的应用探讨
高压变频器在热电厂的应用分析

O . 引言 近年来 . 随着我 国电力电子技术在我 国的发展 . 变频调 速技术因 其在频率调整范 围、 动态响应速度 、 功 率补偿等方面具有 比传统交流 调速更优的特性 . 在各个行业都获得 了广泛的应用 随着我 国电力体制 改革的不断深入 , 以及 “ 厂 网分开 、 竞 价上网” 政策 的推行 , 电厂在发展中也面临着提高用电效率 、 降低发电成本 、 提 高企业竞争力 的压 力 . 在此背景下 . 变频技术在 电厂 发电领域获得 了 更加广阔的应用。 下文中 , 将结合笔者 自 身工作经验 , 对 高压变频器在
1 . Hale Waihona Puke 电厂 与变 频 技 术 简 介
热 电厂是指兼具发电与供热 功能 的火 电厂 . 热 电厂 的装机容量和 机组 规模 一般 比火电厂小 . 由于兼 具了供热功能 。 热 电厂的锅炉容量 比一般火 电厂要大 随着电力体制改革后 . “ 竞价上 网” 政策的提出, 热 电厂面临更更大的降低 发电成本 的压力 。 变频器 ( V F D ) 是指通过绝缘栅 双极型 晶体管 ( I G B T ) 的开断 , 来完 成 对电机工作电源的 电压和频 率的调节 . 从而起 到变 频调速 、 节省能 源的作用 。此外 , 变频器还可以起 到过流 、 过压保护功能 , 变频技术有 利于节约资源 、 提升效率 . 在 工业控制和高压 直流输 电等领域获得 了 广阔的应用 。 目前 . 变频调速技术在 电厂发电系统 中的应用还 不够深入 . 主要 面临这以下两个 问题 : 首先 , 火电厂中的用电设备普遍功率较大 、 供电 电压相对较高. 而变频开关器件 由于设计所 限 . 耐压水平一般不高。 其 次. 适用于热 电厂 的高电压大容量变频器一般 成本较高 、 技术难度较 大. 很多小型热 电厂处 于经济效益考虑 . 会选择其它方式。 高压变频器 在热电厂的应用 . 目 前 多集 中于 电厂的风机和水 泵节能以及电厂控 制 方面 . 下文中 , 将 以高压变频器在热电厂锅炉引风机上的应 用为例 , 浅
变频器在恒压供水系统的应用

变频器在恒压供水系统的应用摘要:应用变频器实现供水系统的恒压供水,避免了调节闸阀的开度来控制管道压力而造成的损失,节约了电能;泵站由变频器来控制水泵机组的运行,减少了设备的维修,改善了工作环境。
关键词:变频器恒压供水闭环控制节能中图分类号:tn773文献标识码: a 文章编号:前言鹤岗诚基水电热力有限责任公司南部供水系统由富力泵站、鹿林加压站和南山配水池组成,富力泵站以0.76mpa恒压运行,在保证鹿林山地区用水的前提下,多余水量送到鹿林加压站,由鹿林加压站将水送至南山配水池,通过自流供南山地区用水。
为保证富力泵站的恒压供水和南山配水池有调节水量的能力来满足南山地区用水,诚基水电热力有限责任公司在富力泵站、鹿林加压站安装了变频器,通过plc实现了南部供水系统的自动化控制。
高压变频器的工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置。
变频器由移相变压器、功率单元和控制器组成。
它采用直接“高-高”形式,6kv输入直接高压 6kv输出,6kv系列有15个功率单元,单元串联多电平拓扑结构,每相由5个功率单元串联而成,每个功率单元可以互换,其电路结构如图3为基本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对igbt逆变桥进行正弦pwm控制,可得到单相交流输出。
功率单元输入侧由移相变压器供电,移相变压器的副边绕组分为三组,构成30脉冲整流方式,经过多级移相叠加的整流方式,消除了大部分由独立功率模块引起的谐波电流,大大改善网侧的电流波形。
输出侧由每个单元的u、v输出端子相互串接而成星型接法给电机供电,通过对每个单元的pwm波形进行重组,可得到阶梯pwm 波形。
这种波形正弦度好,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,完全适合旧设备的改造。
控制器由高速单片处理器、人机界面和plc共同构成,单片机实现pwm控制,人机界面提供了全中文监控界面实现远程监控和网络化控制,内置plc则用于信号的逻辑处理。
高压变频器在电厂中的应用探究

【 关键词 】高压变频器 ;电厂;应 用分析 ;起动装置
由于当前我国的社会经济发展 快速 ,各行各业的市场竞争趋势
也越来越激烈,加上电力市场行业 的改革进程不断推进与发展,以 及政府 出台的各类 电厂 电网分开、竞价上 网等相应政策 ,如何提高
电力企业 的经营利润及企业效益是当前首要解决 的问题 。 1高压变频器及 其在 电厂 中的运用方式 1 . 1高压变频器概述 为了提升 电力企业 的经营效益,必须先降低 电厂 的用 电率及其 发 电成本 ,以便提升 电力企业的 自身综合实力与竞争实力 、经济效 益。而高压交流变频调速技术可 以有效的对交 流电动机实现变频调 速 ,此技术主要是 由 1 9 9 0年代开始崛起 的, 通过应用高压交流变频 调 速技术 ,可 以有效 、快速的对 电力企业设备实现 高技能 、高效化 、 高节能化 、高精确度 、高范围化的调速,从而为用户提供完善 、全 面的电力 电子保护功能 。此外,高压变频器不仅具备运 行的安全性 、 可靠性与稳定性 ,而且为用户提供 了全面、便捷化的服务 ,现 已成 为电力企 业开展 电机节能化进程 的首选装置 。 由于高压变频器并不单单只有一种,其类别 较多,而且随着我 国市场经 济的不断发展 ,对 电厂 的要求也越来越高,通过加大力度 将高压变频器应 用于电厂管理 、控制与生产等各方面之中,可以有 效的提高 电厂的经营效 益。当前,我 国电厂 中所使用的高压变频器 主要为相互 串联式的交一 直一 交 高压变频器 ,此种高压变频器主要包 括三大部分:变频器的控 制系 统、输入移箱式变压器 以及功率单元 这三大部分 。 1 . 2 高压变频器在 电厂中的运用方式 在 电厂中,主要是将高压变频器运用 于功率较 高的电压辅机上 , 类似循环水泵、凝结水泵、引风机 、送风机及灰浆泵等。 由于各类 设备不 同,其相应 的负载水平也各不相同。在 高压变频器 的应用过 程 中,通过结合其相应的设备负载水 平,可 以采取各种运用方式 , 包括 : “ 一拖 一 ” 的方 式 、 “ 一 拖 二 ”的方 式 等 。 2 高压变频器在电厂中的具体应 用分析 通过使用 高压变频器来实现对 电厂中水泵与风机 的变频控制, 调节水泵 与风机运行、转速的依据即为相应 高压变频器 的实 际压力 与流量的变化 ,保 障了电厂 中设备运行的可靠性与稳定性 ,它对于 减 少相应 发电厂 的能源消耗与提升 电厂企业的经营效益具有重要作 用。现将 其应用 分析如下 : 2 . 1高压变频器在 电厂中的控制应用 近几年来 ,我国的交流变频调速技术发展快 速,尤 其是矢量控 制技术,在我国电厂的应用与推广 中较为广泛 ,促使交流 电力拖动 技术更为完善,从而可 以有效 的实现将设备的调速范围拓宽,将 其 调速精度 提高,在四象限做可逆运行活动并实现较快的动态响应 。 由此可见 ,通过 使用高压变频 器,可 以促使 电厂在运行过程中更加 节约能源 ,并提高其各方面的精确度 。 2 . 2高压变频器在电厂中的节 能应用 目前 ,在 中国电源结构 中,火 电占 7 4 % ,水 电占 2 5 % ,核 电仅 占 1 % 左右 ,因此火 电机组及其辅 机设备 的节能 工作是非常重要的。火 力发 电厂 中的各种动力设备中,风机 水泵类 负载 占绝大部分 。由于 各 电厂调峰力度 的加大 ,这些设备的负荷变化 范围很大 ,所 以必须
变频器在恒压供水控制系统中的应用

变频器在恒压供水控制系统中的应用文章主要集中对变频器在恒压供水中的应用做相应的介绍,同时结合恒压供水系统的组成,变频器在其中的穿插运用进行讲解。
还对变频器在恒压供水系统中的运用原理进行分析和解释,让大家更加清楚的认识该系统的运作方式,还有就是针对该变频系统容易出现的各种故障进行简要的分析介绍,希望对以后从事这方面的工作者一定的经验传授,遇到问题后能更加顺利的解决。
标签:变频器;恒压供水系统;应用引言在人们的生活供水中,大多数用水集中在晚上,由于用水量的剧增,相应的管网的压力也急剧的上升。
如果仍旧使用传统的供水方式进行供水就会使得供水系统的效率大打折扣,根本不能满足人们的用水需求。
使用变频器后,可以对供水系统进行闭环控制,能够保证管网的压力保持稳定,而且还能实现变频器对内部的智能控制功能,将设备的运用最大化,使整个供水系统运作更加流畅稳定。
1 系统的基本组成1.1 系统的主控环节经过主控PLC或者是主控人机设定的信号是整个系统的核心控制部分,它可以实现对整个系统运作信号的综合控制,特别是在遇到故障时的处理操作,能够及时的进行系统的维护。
[1]1.2 变频器内部的控制环节变频器内部的PID功能模块就是变频器的内部控制部分。
它的主要作用是保证现场工程师设置工作和调试工作的便捷,同时还能在硬件PID板的控制上节省相当大的成本,相比以前的控制方法来说又省去了硬件维护方面的需求,节省控制成本预算。
相应的控制环节所需要的PID模块的具体PID特性可以根据相应的参数进行选择,保证控制的可行性。
1.3 供水附件所谓的供水附件就是变频器外部的一个控制部分,它可以作为一个单独的控制系统来对待。
在连接上只需要用一根外接的电话线将其与主控制板相连就可以进行远程控制。
一般的连接是采用485通讯底层接口进行连接,不需要另外准备外接电源,这样的一个独立的控制系统可以完成对多达5个以上的继电器进行控制。
它也有它自身的优点,接口相对简单,但是控制更加灵活方便。
高压变频器在电厂节能改造中的运用探究

高压变频器在电厂节能改造中的运用探究摘要:在我国现代化建设的同时,能源在大量消耗,其中电能更是消耗巨大,无论从居民生活到工业生产都离不开电能的消耗,电能被广泛应用在各个领域。
电能在我们的生活中起到重大的作用如何在电厂中实现节能非常重要,电厂节能改造有很多种方法,如水泥浆再利用、电除尘改造、微油点火改造、变频改造等。
高压变频器在电厂节能改造中具有重要作用,本文首先分析了高压变频器的工作原理和种类,并针对它的具体运用进行深入分析和探究。
关键词:高压变频器;电厂;节能一、高压变频器的工作原理和种类1、高压变频器的工作原理高压变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机的电能控制装置。
随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,高压大功率变频调速装置被广泛地应用于大型矿业生产厂、市政供水、电力能源等行业。
2、高压变频器的种类高压变频器有很多种类,也有很多分类方法。
按中间环节是否有直流部分,分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型变频器和电压型变频器;按有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。
二、高压变频器在电厂节能改造中的具体运用电厂中需要节能的设备有很多,如泵类设备、风机类设备、循环水泵电机等,其中泵类、风机类使用高压变频器进行节能效果较好。
排粉机和凝结水泵是进行高压变频器改造的重点设备。
1、排粉机属于离心式风机设备,在电厂中发挥着重大作用,以往的老式运行方式造成了大量的能量的浪费,对其进行高压变频调速,可以解决这一问题。
主要方式是对排粉机中的高压交流电动机进行调速。
具体方法如下。
1.1选择高压变频器。
高压变频器有很多种类,我们需要选择的高压变频器应该各项性能综合指标良好。
变频器在恒压供水装置中的应用

并 达 到额 定 功 率 ( 变 频 即 器 输 出 电 源 率 5 H 1而 O z, 供 水 管 网压 力没 有 达 到 设 定 压力 值 时 . 2号 水 泵 电 机 会 自动 启 动 .以工 频 方
转 速 的 3次 方 成 正 比f N K 3 而 水 即 = n. ) 泵 的设 计 是 按 工 频 转 速 设 计 的 。 用 水 但
调 整 变 频 器 输 出 的 电 源 频 率 . 变 水 泵 改 电机 的转 速 . 使管 网压 力 不 断 向设 定 可 压 力 趋 近 可 编制 控 制 器 控 制 多 台水 泵 f 括 补水 泵1 环 软 启 动 。 期 性 的 以 包 循 周 变 频 方 式 工 作 .当 l 取 号
压 力 与 设 定 压 力 经 过 可 编 程 控 制 器 比
器 ( I 、 位 显 示 控 制 器 、 传 压 力 P E) 水 远 表、 水位 传 感 器 及 相 关 电气 控 制 部 件 组
成 ( 图 2 。 一种 具 有 变 频 调 速 和 全 见 )是
较 后 输 出偏 差 信 号 . 由偏 差 信 号 控 制 再
停 机 。 水 池 水 位 以数 字 显 示 。 五 是 保 蓄 护 功 能 多 。 障显 示 报 警 , 有 却 相 、 故 具 短
水 厂清 水 池 水 位 显示 控 制 器设 有 上 、 、 3 中 下 个 水 位控 制线 当 清水 池水
路 、 热 、 载 、 压 、 压 、 电 、 时 过 过 过 欠 漏 瞬
水 泵 电机 以 变频 方 式 运 行
变化 . 自动 调 节 变 频 泵 的转 速 和 自动 启
动 , 维护 用水压力恒 定 ; 以 当变 频 控 制
自动 闭 环 控 制 的 功 能 的 机 电 一 体 化 智 能设 备 .可同时对 一 台或多 台 30 8V。
火电厂高压变频器安全应用技术

高压变频器内部电路复杂,可能出现 短路或接地故障,引发设备故障或火 灾事故。
电磁干扰
高压变频器在运行过程中会产生较强 的电磁干扰,可能对周围设备和仪表 产生影响,甚至导致误动作。
火电厂高压变频器的安全防护措施
散热设计优化
合理设计散热系统,确保高压变 频器在各种工况下都能有效散热,
防止过热。
电磁屏蔽与滤波
集成化
未来高压变频器将更加集成化,将电机、变频器 和控制系统集成在一起,实现更紧凑、更方便的 安装和维护。
智能化
高压变频器将与人工智能、大数据等先进技术结 合,实现智能化运行和远程监控,提高运行效率 和安全性。
高压变频器在火电厂中的发展前景
01
节能减排
随着环保要求的不断提高,火电厂需要不断降低污染物排放和能源消耗。
火电厂高压变频器安全应 用技术
• 火电厂高压变频器概述 • 高压变频器的安全应用技术 • 高压变频器在火电厂中的实际应用案
例 • 高压变频器安全应用的挑战与解决方
案 • 高压变频器安全应用的未来展望
01
火电厂高压变频器概述
高压变频器的定义与特点
总结词
高压变频器是一种能够将输入的工频电源转换成不同频率的交流电源的设备,具 有高效、节能、调速精度高、范围广等优点。
详细描述
在高压变频器的安装与调试过程中,应加强质量监控,对 每个环节进行严格的检查和验收。一旦发现问题,应及时 进行处理,确保设备的质量和性能。
总结词
保持安装与调试人员的专业水平,定期进行培训和技能提 升。
详细描述
为确保高压变频器的安装与调试质量,应保持相关人员的 专业水平。应定期进行培训和技能提升,使安装与调试人 员熟悉新技术、新方法,提高其专业能力和技术水平。
高压大容量变频器在火力发电厂中的应用

高压大容量变频器在火力发电厂中的应用摘要:介绍了目前高压变频器产品的特点,以及高压变频器在火力发电厂应用时的三种接线方案,分析了这三种接线方案的优缺点和适用场合,并从设计的角度提出了一些需要注意的问题。
应用实例的运行情况表明,在火力发电厂中应用高压大容量变频器,可降低发电厂的厂用电率,提高机组的运行性能。
关键词:火力发电厂高压变频器接线随着交流变频调速技术的高速发展,低压变频器以其通用性广、可靠性高、控制灵活以及通信的网络化、容量的扩大化等特点在各个领域已得到了广泛应用。
同时,由于新型电力电子器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成门极换向晶闸管(IGCT)等的出现,计算机技术的发展和新型的控制理论(如矢量控制技术、直接转矩控制技术)的应用,高压变频器(国外称之为中压变频器)也得到了快速发展。
其应用主要是在冶金、纺织、化工等工业领域,近两年才在发电厂得到少量应用。
1 高压变频器的特点同低压变频器相比,高压变频器具有以下特点:a)低压变频器功率元件多为IGBT。
对于某些小容量变频器则采用了智能功率模块(IPM),如日立公司生产的J300系列就采用了IPM,该系列最大容量为76 k VA。
而高压变频器元件采用的功率元件种类较多,各种元件的耐压和通流能力不同,应用的变频器型式也不同。
具有代表性的高压变频器和功率元件如表1所示。
世界上生产高压变频器的厂家较多,除表1外还有其它厂家,如俄罗斯莫斯科电力科学研究院(华能北京热电厂在热网水泵上采用了该公司ЭTBA系列变频器),法国CEGELEC公司,日本三菱公司、东芝公司,意大利的ANSALDO 公司等。
我国目前也有一些公司生产高压变频器,如成都东方凯奇电气有限责任公司、北京先行新机电技术有限责任公司等。
b)由于低压IGBT在低压变频器中得到了广泛应用,所以低压变频器已趋于电压源型;而对于高压变频器,仍在千方百计地寻求办法解决功率元件的耐压问题。
目前高压变频器有多种电路结构,如三电平电压源型、多电平电压源型、电流源型和采用低压单相变频器串联的高压变频器。
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高压变频器在热电厂锅炉恒压供水中的
应用探讨
摘要:利用低压变频器驱动低压电动机进行的节能改造,在国内已经得到了
广泛的应用,这一技术具有节能环保、操作简单以及运行稳定的巨大优势。本文
重点阐述了新型高压变频器在热电厂锅炉恒压供水中的重要应用。文中所示的各
项相关统计数据分析结果,表明热电厂锅炉电动给水泵变频驱动的节能改造采用
的一些技术方案是可行的。
关键词:高压变频器;恒压供水;闭环控制;节能
目前,我国的大型异步电动机应用变频调速技术已非常成熟,且随着电力、
电子器件的不断发展,高压变频装置的型号、样式也变得越来越多。由于变频调
速的调速、起动和制动性能,易于自动化控制、高效率、高功率因数、良好的节
能省电效果以及广泛的适用范围等优点,变频调速被国内外公认为是有良好发展
前途的调速方式,本文就此来分析探讨高压变频器在热电厂锅炉恒压供水中的应
用。
1变频器恒压供水方式及变频调速的特点分析
如果想用变频器进行恒压供水,我们一共有两种方式,一种是使用一台变频
器控制一台水泵;另一种是使用一台变频器控制几台水泵。前种方法主要是根据
压力反馈信号,通过PID运算自动调整变频器的输出频率,从而改变电动机转速,
最终达到恒压的目的。后一种方法需要利用恒压供水器PLC,当变频器被使用后,
A泵电动机接触器首先会被控制导通,变频器的输出频率上升,管网压力增加,
出水管网的压力信号与恒压供水器PLC管网压力设定信号负反馈闭环,当电动机
频率上升到最高频率,而管网压力达不到设定要求时,变频器立即控制工频接通
A泵,使A泵先运行,然后,经过一段时间变频器对B泵进行变频控制。当水需
求量减少的时候,管网压力会逐渐升高,变频器输出频率会降低,当变频器输出
频率低至0Hz,而管网高于所设定的压力时,变频器会切断当前的变频控制泵,
转而控制下一个原工频控制泵,变频器在水泵控制转换过程中,会轮换使用水泵,
使每个水泵的利用率均等,以此增加系统可靠性。对于大功率的机组,通常采用
第一种控制方式。变频调速的特点及分析:因为用户用水量一般是动态的,所以
会出现供水不足或过剩的情况。而用水和供水之间的不平衡主要集中反映在供水
的压力上,我们需要保持供水压力的恒定,从而使供水和用水之间保持平衡,以
此提高供水的质量。
2工况
某化工有限公司成立于2009年3月26日,为注册在乌鲁木齐国家高新技术
开发区的一家从事煤化工生产经营的大型高科技绿色化工企业,是新疆地区首个
建成投产的多品种、多联产、循环式煤化工项目,也是新疆维吾尔自治区首个通
过竣工环境保护验收的煤化工企业。拥有热电、空分、气化、甲醇和尿素等五个
主要工段,其中热电工段拥有3台220t/h煤粉锅炉和两台25mw的发电配套机组,
系统正常运行时,两台锅炉运行、一台锅炉备用。锅炉给水系统为4台
1600kW/10kV的给水泵,4台水泵互为备用;两台锅炉正常运行时,锅炉给水泵
两台运行、一台备用、一台检修,每台锅炉拥有两条上水线路——主线和副线,
主线和副线上均安装有电动调节阀,通过调节阀门开度,达到自动供水的目的。
3改造方案
我们选择一种变频控制单元及其旁路采用串联的高——高形式的高压变频器,
这种采用串联旁路结构的新型变频器具有良好的变频模拟信号输入、输出以及信
号动态波形,非常高的性价比,可靠性高,即便个别新型变频控制单元旁路出现
故障,也可将其作为故障旁路,然后所在的另外一组新型变频控制单元旁路作为
降压旁路,从而降频重复使用。
图1 “高-高”形式变频器系统结构图
3.1根据现场情况和可具备的条件,所采取的改造方案步骤
(1)1#给水采用一拖一的高压起动工作方式。(2)从母管上提取一个备用
压力专用变送器的4~20mA信号,将其作为内部电流控制反馈,给定后的电流反
馈频率根据实际情况,由用户从DCS直接输出给定频率。(3)运行信号、停止
信号和运行控制信号从DCS内部直接给定。(4)高压水泵压力驱动变频器的状
态信号从变频器的控制柜里送到DCS系统,以便工作人员监控时能够实时进行观
察。(5)改造后的高压水泵母管内部控制压力值和流量控制值必须能够达到相
关国际制造工艺质量标准中的要求,即压力在6.8MPa以上。(6)将每台水泵的
旁通阀关闭,将锅炉专用给水主线(或副线)高压调节阀全开,用高压变频器来
自动调节高压电动机的转速,从而控制锅炉所需要的给水压力和流量。
3.2 闭环控制
两台锅炉运行时,1#、3#给水泵运行,其中3#给水泵工频运行、1#给水泵变
频运行。将1#、3#给水泵的输出旁路自动疏通和闸阀关闭,利用输出压力控制变
频器和压力系统管理软件及其自带的压力控制器和PID程序联动实现闭环控制,
由DCS控制给出一个对应给定连续水流压力母管可以微调的4~20mA输出压力信
号(其对应0~10MPa的输出水流压力),由输出压力母管上的输出水流压力自
动控制器和变送器的0~10MPa输出水流压力闭环控制信号(其对应4~20mA信
号),通过反馈提供给输出压力控制变频器,通过压力控制器和PID功能来控制
1#给水泵电动机的转速,实现自动化的调节给水流量的闭环控制目的。
4结语
随着我国对中小企业有关节能环保的高度重视和有关节能环保低碳高效减排
以及相关行业优惠政策的陆续出台发布,企业对于产品生产以及经营发展过程中
如何节约能源的大量排放以及浪费等污染现象日益高度重视,纷纷提出加强合理
有效利用能源的经营管理,降低生产成本,提高生产企业的核心竞争力,对节能
变频器的快速发展与广泛推广应用起到了重要作用,也为配置有风机与压力水泵
的企业节能减排运行和提高风机、水泵的节能运行管理效率提供了有效途经。
参考文献:
[1]杨国谋.变频器在锅炉给水系统中应用的可行分析[J].广东化
工,2012,39(04):196-197