处在中心地位的工程设计

1958年,奥尔贝托·皮亚蒂出生于瓦雷泽,1982年毕业于米兰理工大学机械工程系(能源专业)。专业从事技术经济可行性分析、设计、项目管理、能源设备项目工程、传统能源和可再生能源,以及民用、商用、医院用和工业用公辅设施的设计。
1994年,他在 Castellanza 市的卡罗·卡塔内奥大学自由学院的工程系担任讲师。同年,加入了Studio Associato di Ingegneria 事务所,后来,于1997年与其他几位合作者扩大了该事务所,集聚了在能源、工业、制造、城建和大型基础设施的设备设计和制造上有能力、有经验,包括具有大量不同专门知识的专家。在其职业生涯里,他与一些重要的 EPC(工程总承包)公司在能源领域内积极合作,如 Techint、Carlo Gavazzi Impianti、Aster 等。他还是大约30种专业刊物的撰稿人 并参与了许多以能源设施为主题的会议。

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 “我总是在空闲时寻找一些科学题材,尤其是数学问题:在上大学时,逐渐发觉能源设备设计无论过去还是现在都是我钟爱的职业。准确来说,机械装置总是有一种特殊的魔力吸引着我,这就是今日我本人仍然束缚在工程界的原因。成为自由职业者后,我不断出现在学术环境中。1994年,开始在卡罗·卡塔内奥大学–LIUC 任教(目前主讲《工业能源设施》课程)。在同阶段,与几个同事一起,包括卡罗·皮埃蒙特(Carlo Piemonte)教授(作为教员和同事,与我分享了我的全部职业经历),成立了 Associato di Ingegneria 事务所,至今我仍在那里工作。”
什么东西会改变目前的大学体制?
“总的说来,采用三年学制降低了毕业生熟悉业务的水准,即使是五年学制的毕业生,也有这样的问题。对于十年或十五年前毕业的人来说,这一点不是问题。相反,如今的年轻工程师面对来自生活水平比意大利低得多的国家的毕业生的竞争,他们愿意辛苦工作而拿较低的报酬。因此,我认为意大利大学的课程不应减少,而更要加强。出于同样的道理,我相信最后两年的专业学习实际上对于意大利的劳动力市场的发展不起作用。现在,对于一个新毕业生说来,所面对的是一系列有限定时间的职务,而原则上这些职务的雇佣时间各不相同。因此,大学应该培养作好开放和适应准备的工程师,以便有利于他们寻找不同的职业机遇。”
目前专业界的主要问题是什么?
“最重要的问题是设计师失去了中心地位:遗憾的是,这个现象不仅发生在建筑业界,而且也出现在工业界。在大部分场合,项目被理解为只不过是用于确定建设成本的一个功能要素,因此,从竞标角度讲,它的展开受到最小必然性的限制,成为了企业经济上投入的目的。总之,这些企业常常将任务转包给了分包商,不过,分包商通常没能力管理这些设计业务。
相反,特别是在热电站项目场合,根据目标和相关热力情况选择高效方案,对于正确计算能源流和相关经济性的可行性研究阶段,以及随后为获得最大收益和启用后优化运行性能,都是必不可少的前提条件。
恰如大家都确信的那样,假如市场引导经济,同时,希望某些人会认真地定量分析对成功项目的价值系统低估的成本和裨益。就我而言,我确信单调乏味的学科,即工程设计、技术和研究是任何生产活动成功的基础。”
就热电联产而论,可再生能源可起什么作用?
“燃油有很好的推广前景,但由于燃油价格的上升与生产设备的推广成正比,反而妨碍了这种技术的发展。相反,就固体生物质设备来讲,新激励机制不鼓励建设这种大型热电联产厂。
因存在这些条件,似乎容易采用的途径就是按照工业标准批量生产小型自给自足式系统。系统功率在200~500kW之间,能够方便地组合在一个集装箱内,随时可供使用,价格也有竞争性;系统的构成为一台生物质锅炉、一台蒸汽膨胀机、一台小型空气分离器、一台生产供热热水的冷凝器和一台冷凝回流热水的空气加热器。”
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最大的职业满意感落在何处?
“经常与精通业务的内行客户的要求对照,始终是将工作做得更好的一种激励。自觉地尽最大努力并使之为客户情况所印证。”
项目
热电联产站
设在 Garda 造纸厂内的的联合循环热电联产站(总装机功率53MW,其中燃气轮机45MW,汽轮机8MW),供给:造纸厂自用,蒸汽70t/h,三段压力(4、6、14bar);
-城市公共远程供热系统(热水管道),最大(将来)达43MW,其中约有15MW可由燃气轮机和汽轮机组回收,1.3MW由高温热泵回收。
该热电联产站由 Alto Garda Power 电力公司联合所产能源的用户一起建设和管理。在规划期间,优先考虑高效率和高可靠性,特别是留有足够储备,避免出现用户供热中断,绝对要求连续提供服务。
 
医疗研究机构
预期在 Sesto San Giovanni 镇(米兰)建设的健康城项目由一个公共平台构成,将接纳意大利国内临床治疗和医疗研究的顶级机构-IRCSS Besta 神经病研究所和国立肿瘤研究所,它们需要新的空间来发展其业务。这个具有国际水准的卓越的医疗卫生中心将占地130,000m2,预定用于医院和科研用途。相关设备主要基于完全隐蔽在地下的一个技术中心,其它设备还包括了冷热电三联产设施。
Studio Associato di Ingegneria 事务所已经基于竞标完成了项目文件编制。竞标包括以下内容:暖风空调设备和机械设备–热水供热(10MW);夏季空调(19MW);空气处理机组(超过1,000,000m3/h);基础蒸汽供应量(9MW);公用设施,含水暖、天然气、消防、医用气体–以及冷热电三联产站所用设备(装机功率8Mwe),加上热能和冷能生产,包括为保证绝对连续服务所需的适当储备。
 
古迹建筑群
近年来,蒙扎皇家庄园作为古迹及附属花园的建筑修复和利用项目的构成部分,有好几处涉及到了改造和改建。对于主体建筑的修复作了初步设计,尤其是,暖风空调和机械设备的设计为古迹保护的特殊需要,特别注重了将建筑制约条件与技术需要紧密地结合起来。
冬夏季的一次空气空调系统将利用烟囱和走道中已有的管道,并适当重排管道;整合适当设计的图腾式活动暖风机模块,利用嵌入边门和窗口并用壁板隐蔽的快速接头和插口,连接通用管网。除了确保环境舒适外,这种设施还需保证温湿度条件适合保存墙壁装饰和木头装饰。
 
热电冷碳四联产站
Nogara 市(维罗纳)的可口可乐工厂新建了一个创新设施,可以同时生产四种能源/产品(四联产):电力(9.1MW),热能(蒸汽3.9MW,热水4.5MW)、冷冻水(2MW)和二氧化碳(1.5t/h)。后者用于饮料添加,从原动机燃烧产物中抽取。
四联产站向工厂提供电力和热能;一部分热水供给为生产车间供冷的吸收式制冷机组和 CO2 生产设备,发电机的排气也向后者输送。工程按照标准 UNI EN ISO 22000:2005《食品安全管理系统–食品链组织要求》进行了认证。与传统系统相比,整个设施可以减少66%二氧化碳排放并将能源效率提高到83%。
 
地热泵
奥尔贝托•皮亚蒂
除非出现无法预知的技术进步,使得核能技术变得非常安全方便,那么,如果我们想避免化石燃料价格持续上涨,保持其储备并抑制其环境影响的话,则有必要在今后多年里加大可再生能源的利用,即努力遏制相关的投资成本,以求不使回收能源价格超过市场价。
大功率热泵的应用已经成为了极有意义的领域。即便存在几十度的温差,这种机器也能在蒸发器上产生80~90°C的高温,而各种性能系数都很理想。
从已经可以获得的流体来讲,来自低焓值地热源、汇水盆地、地表河流或工业活动产出的水,这种技术已证实特别有效验,即使最终倒过来还是要组合到远程供热系统中去。
实际上,对于能源来讲,不要求做很复杂的事:在利用地热的场合,按照地下水的条件,打几口通常几十米深的汲水和回灌用的井就足够了,而对环境实际上毫无影响。
现在,最先进的热电厂利用热泵配合热电联产发电机组和锅炉,向远程供热管网供给热能。仅基于大功率热泵的系统目前在国外的大都市地区,还处在前期研究阶段。
譬如,法国巴黎的一个系统(70MWt 和23MWf),其中包括3台可逆式热泵,配离心式压缩机(冬季供热总功率为21MWt,夏季供冷总功率为22MWf),热源来自从18口地热井中汲取的15°C热水。
相反,第二个地热远程供热系统(35MWt)正处在马德里的大学-医院中心的研究阶段。系统与一台配离心式压缩机的热泵连接,由从2,000米深的井下汲取的73°C地热水供给热能。在这种场合,产出的热水可达90°C高温,因此很适合直接供给远程供热管网。

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