導(dǎo)語：如何才能寫好一篇水循環(huán)系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：真空；冷凝；過濾；節(jié)能減排

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）35-8128-02

Key words： vacuum； condensation； filtration； energy conservation

1 真空回潮機簡介

1.1結(jié)構(gòu)

如圖1所示，真空回潮機由回潮箱1、真空系統(tǒng)（由4、6、8、9及相關(guān)管道、儀表、執(zhí)行器件組成）、加潮系統(tǒng)Ⅰ、液壓系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)（由2、5、7、10、11、12、13、14等組成）、氣動系統(tǒng)、單機電控系統(tǒng)等組成。

1.2原理

真空回潮機是利用真空泵抽吸回潮箱內(nèi)的空氣，使箱內(nèi)達到預(yù)定的真空度，然后由加潮系統(tǒng)將水蒸氣和水混合后以低壓濕蒸汽的形式輸入箱內(nèi)，被煙葉吸收而回軟。

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在此過程起的作用是：由位于多個真空泵之間的冷凝器將蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且減少蒸汽使用量。

其工作流程如下：

2 設(shè)備現(xiàn)狀及存在問題

真空回潮機在使用一段時間后，出現(xiàn)

1）真空度不穩(wěn)定甚至達不到真空度要求；2）物料出口水分偏小；

以上現(xiàn)象存在并有差距逐漸拉大的趨勢。這樣，不利于真空回潮機工藝任務(wù)的實現(xiàn)。

3 原因分析

造成真空度不穩(wěn)定甚至達不到真空度要求，物料出口水分偏小的原因，推斷有以下幾點：

1）蒸汽壓力偏低及壓力波動，蒸汽含水量過多：蒸汽壓力偏低及壓力波動對真空泵的能力有較大影響，因此蒸汽壓力不應(yīng)低于要求的工作壓力；而壓力波動會引起真空泵性能不穩(wěn)定。蒸氣含水量過大將導(dǎo)致各流量下真空度的波動，造成泵的工作不穩(wěn)定。

2）蒸汽噴射泵噴嘴磨損或堵塞：蒸汽噴嘴的磨損或堵塞將影響抽真空效果。

3）真空箱體門密封圈密封不好、氣動閥不到位、管路連接處或閥類器件損壞而造成的微小泄漏；

以上因素引起的泄露將直接影響到抽真空過程。

4）冷卻水水質(zhì)較差，影響熱交換性能，使蒸汽難于冷凝，從而影響真空度；

5）冷卻水供水量不足或溫度太高：進入冷凝器的冷卻水量不足，會使冷凝器中排氣溫度上升，從而使未冷凝的蒸汽量增多，使下一級蒸汽噴射泵被抽的混合物量增加，導(dǎo)致其吸入壓強上升，真空泵能力下降。并且冷卻水水溫越高，耗用的蒸汽量越多。

4 現(xiàn)象排查

1）對于原因分析中的1：檢查氣源壓力表示數(shù)大于0.8Mpa，且示數(shù)穩(wěn)定，未有壓力波動；真空回潮入口蒸汽管路疏水良好，是干度較高的工作蒸汽。

2）對于2：檢查噴嘴，未出現(xiàn)磨損或堵塞現(xiàn)象。

3）對于3：結(jié)果為箱體密封和管路無泄漏、各閥類器件均正常。

4）對于4：將冷凝水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的冷凝水放干凈，人工清理循環(huán)水池，重新注入純凈的軟化水。經(jīng)過試機，真空度仍然上不去。

5）對于5：在對進水管道閥類器件法蘭端拆卸后，發(fā)現(xiàn)存在銹皮、焊渣等雜物。而清理干凈后，真空度達到要求，且物料出口水分正常。

因此，判斷出，管道堵塞，冷凝水水量不足是造成真空度不達標(biāo)、蒸汽量消耗增多的原因。

為防止此類問題再次發(fā)生，需對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行改造。

5 改進措施及方案優(yōu)點

5.1改進措施

5.2方案優(yōu)點

1）進水管道加裝過濾器，用來消除冷卻水中的雜質(zhì)，使進入冷凝器中冷卻水量充足，降低冷凝器的排氣溫度，減少未冷凝的蒸汽量，實現(xiàn)真空度要求。并在過濾器下方加裝蝶閥，便于拆卸清理濾筒。

2）增加自循環(huán)水系統(tǒng)，并附加溫度檢測儀。自循環(huán)水系統(tǒng)即：水池循環(huán)水系統(tǒng)。當(dāng)溫度超過32°以上，水池循環(huán)水系統(tǒng)的水泵自動開啟，進入自循環(huán)，便于循環(huán)水熱量能夠排出。

3）水箱底部開排污口。定期打開水箱底部排污閥排除水箱底部污垢，便于水箱水泵的正常工作。同時，對水箱進行清洗，保證水質(zhì)清潔。

6 效果與總結(jié)

經(jīng)過實地改進，并跟蹤檢測，此項改造取得了良好效果，具體體現(xiàn)在：

冷卻水供量充足，冷凝器不再發(fā)熱，真空度穩(wěn)定且達到要求；蒸汽的滲透性和煙葉的吸濕性增強，回潮速度快且效果好，保證了工藝質(zhì)量；如表1所示。

表1

[＼&改造前（平均）＼&改造后（平均）＼&最低真空度＼&0.67Kpa＼&0.49Kpa＼&冷卻水進水最高溫度＼&33.7°＼&31.1°＼&出口水分＼&12.24%＼&13.66%＼&]

2）冷卻水溫度降低，使真空泵負荷降低，減少了抽真空所耗用的蒸汽量，一定程度上降低了能耗，為企業(yè)的節(jié)能減排做出了貢獻。

參考文獻：

[1] 徐灝.新編機械設(shè)計師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995：368.

[2] 電機工程手冊編委委員會.機械工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

篇2

關(guān)鍵詞：太陽能 熱水循環(huán)節(jié)能環(huán)保

中圖分類號：TE08文獻標(biāo)識碼： A

引言

隨著世界人口的增加，礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)，可利用的礦產(chǎn)資源越來越少，礦產(chǎn)資源的消耗帶來的污染也越來越嚴(yán)重，本著節(jié)約資源、降低能耗、減少環(huán)境污染的思想，特別是進入21世紀(jì)以來，社會的經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，建筑也向著節(jié)能、環(huán)保的方向迅速發(fā)展，其中太陽能環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟的特性得到了充分的應(yīng)用，太陽能的技術(shù)的應(yīng)用早已成為世界各國科學(xué)家研究的課題，其中太陽熱水器已進入千家萬戶，方便了廣大老百姓的生活，但是，目前太陽能熱水器絕大數(shù)為一家一戶獨立單獨的簡單的小系統(tǒng)，熱源、水源（熱水未能循環(huán)，開始使用需將管內(nèi)冷水放盡才到熱水）浪費也較大，而未形成集中統(tǒng)一的大型、復(fù)雜、多功能、更節(jié)能、更環(huán)保的熱水供應(yīng)系統(tǒng)，在公共住宅建筑中（如學(xué)校宿舍樓、大型賓館的熱水供應(yīng)系統(tǒng)還采用鍋爐燒水供應(yīng)）未能得到充分利用。

中國科學(xué)院研究生院（現(xiàn)更名為中國科學(xué)院大學(xué)），新園區(qū)學(xué)生宿舍的熱水供應(yīng)擬采用太陽能熱水集中、統(tǒng)一供水、熱水循環(huán)，且進行遠程控制的供應(yīng)系統(tǒng)。且其設(shè)計設(shè)想如下：

一、工程概況

1、中國科學(xué)院研究生院新園區(qū)5標(biāo)段，總建筑面積：79000平米，由A、B、C、D、E五個組團及三食堂組成，層數(shù)6-9層，共計478間宿舍，可容納4300名學(xué)生住宿。遠程控制室及泵房擬設(shè)在三食堂地下設(shè)備房。

2建筑狀況：樓頂建筑為平頂；

3用水類型：學(xué)生宿舍沐浴及生活用水；

4熱水用量：每人每日熱水定額為50L計算

本工程分為A區(qū)、B區(qū)，其中A區(qū)為2棟樓，B區(qū)為3棟樓，考慮到屋面上集熱器實際擺放數(shù)量以及熱水用量的需求，現(xiàn)將實際熱水用量設(shè)置如下：

A區(qū) A1號樓，日熱水用量20噸；

A2號樓，日熱水用量20噸。

B區(qū) B1號樓，共計3個單元，每單元日熱水用量12噸；

B2號樓，共計3個單元，每單元日熱水用量12噸；

B3號樓，共計2個單元，每單元日熱水用量12噸；

5用水方式：24小時用熱水；

6熱水溫度：55℃，溫度也可以調(diào)節(jié)；

7控制系統(tǒng)：智能控制器控制。

二、、設(shè)計說明:

根據(jù)國家節(jié)能減排及綠色工房的相關(guān)要求，本工程學(xué)生宿舍擬配套建設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)，宿舍屋頂安裝集熱器及水箱，利用太陽能加熱水，用于學(xué)生沐浴及生活用水。

設(shè)計為24小時供應(yīng)熱水，熱水設(shè)計水溫為55℃（可調(diào)）。系統(tǒng)主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、循環(huán)管路及水泵、控制系統(tǒng)組成。其中太陽能集熱器、太陽能集熱水箱均安裝在建筑的屋頂，實現(xiàn)一體化結(jié)構(gòu)，整套熱水系統(tǒng)由智能控制器控制，自動化運行，可實現(xiàn)無人值守。

工程設(shè)計要點：

1.建筑與太陽能一體化 ：

考慮太陽能與建筑結(jié)構(gòu)匹配，外觀美觀大氣，使用輕鋼結(jié)構(gòu)作支架，斜坡類型、顏色、尺寸盡可能接近，不出現(xiàn)設(shè)計缺陷，整體建筑風(fēng)格應(yīng)保持一致。

2.建筑自身負荷：

太陽能平均負荷約為70kg／㎡，加之輕鋼結(jié)構(gòu)對屋面都產(chǎn)生一定影響，所以設(shè)計時盡量考慮全面，避免屋面沉降；其次，屋面與輕鋼結(jié)構(gòu)接觸，考慮與隔熱防水層銜接完好。

3.太陽能與輕鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)接盡可能考慮鏍栓聯(lián)接，接口做過防銹處理，鏍栓鏍帽使用不銹鋼或熱鍍鋅材料。

4.太陽能售后檢修通道，日常維護通過應(yīng)考慮檢修通道便于檢修。

5.太陽能與鋼結(jié)構(gòu)防風(fēng)、防雷擊、防銹蝕。太陽能主機，聯(lián)箱，管道，鋼結(jié)構(gòu)支架等進行防銹處理；同時建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮防臺風(fēng)的增強措施，太陽能在建筑頂層，防雷擊措施到位。

三、太陽能系統(tǒng)運行原理

1.水位上水:系統(tǒng)采用水位上水方式，即當(dāng)儲熱水箱水位低于最低水位h1時，上水電磁閥F1開啟，向水箱內(nèi)進水，當(dāng)水位達到h2時，系統(tǒng)處于滿水狀態(tài)，即可進入集熱過程。

2.溫差循環(huán):當(dāng)儲熱水箱達到最高水位h2后，上水電磁閥F1不再開啟,系統(tǒng)自動比較集熱器出口水溫T1與儲熱水箱出口水溫T2，當(dāng)T1-T2>8°C時，集熱循環(huán)泵P1自動開啟溫差循環(huán)，當(dāng)T1-T2

3.快速補水:如果用水量較大集熱器產(chǎn)水量不能滿足要求，儲熱水箱水位不斷下降至最低警戒水位h1時，上水電磁閥F1打開，系統(tǒng)快速補水，避免系統(tǒng)斷水。若上水電磁閥F1出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無法正常補水時，可開啟手動補水閥F2通過浮球閥進行補水控制。

4.保溫循環(huán):用戶供熱管路設(shè)置自動增壓循環(huán)泵，在保證系統(tǒng)管路壓力的恒定也能保證管路內(nèi)水溫的恒定。當(dāng)熱水回水管管路水溫T5低于40℃時，回水電磁閥F3打開，進行保溫循環(huán)，當(dāng)T4升至45℃時，回水電磁閥F3關(guān)閉，待管路內(nèi)壓力恢復(fù)設(shè)定值時水泵停止循環(huán)，保證用戶端水溫、水壓的恒定。

5.防凍循環(huán)：當(dāng)室外管路水溫T3低于6°C時，集熱循環(huán)泵自動啟動進行防凍循環(huán)，T3升至8°C時，停止循環(huán)，保證室外管路冬季不發(fā)生冰凍危險。

四、太陽能系統(tǒng)設(shè)計計算

1、系統(tǒng)集熱面積的確認(rèn)

（1）設(shè)計用氣象參數(shù)

從上圖可看出，北京屬于我國太陽能資源II類地區(qū)，地理位置：北緯39°56′；年平均日太陽輻照量：16.014MJ/ m2；

（2）太陽能集熱系統(tǒng)面積的確定：

太陽集熱器數(shù)量的確定（以春秋季節(jié)為依據(jù)），水溫要求55℃

（式——1）

——直接系統(tǒng)集熱器采光面積，㎡；

——日均用水量Kg；

——水的密度，0.983kg/L；

——儲水箱內(nèi)水的終止溫度（用水溫度）55℃；

——水的定壓比熱容，4.187KJ/（㎏·℃）；

—— 水的初始溫度，5℃；

——集熱器受熱面上年均日輻照量，16014KJ/m2

——太陽能保證率，無量綱， 0.5；

——集熱器全日集熱效率，無量綱，0.55；

——管路及儲水箱熱損失率，無量綱，0.2；

本工程擬系統(tǒng)采用U型管式集熱器，型號為U1858-30，太陽能集熱器的規(guī)格為φ58×1.8米×30支，每組集熱器30支集熱管，每支集熱管的集熱面積為0.16㎡，每組集熱器集熱面30×0.16＝4.8m2。

根據(jù)屋面的實際擺放情況，各樓集熱器擺放數(shù)量如下：

A區(qū) A1號樓，日熱水用量20噸，設(shè)置集熱器60組，集熱面積為288㎡；

A2號樓，日熱水用量20噸，設(shè)置集熱器60組，集熱面積為288㎡；

B區(qū) B1號樓，一單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

二單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器28組，集熱面積為134.4㎡，

三單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

B2號樓，一單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

二單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器28組，集熱面積為134.4㎡，

三單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

B3號樓，一單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

二單元日熱水用量12噸；設(shè)置集熱器30組，集熱面積為144㎡，

（3）集熱器的布置

1）采用串并聯(lián)方式，集熱器采用串并聯(lián)的連接方式，通過角鋼支架傾角約15度左右敷設(shè)于屋面集熱器基礎(chǔ)上。

2）集熱器組前后排擺放時，為了放置前排的太陽能集熱器不遮擋后排必須使得后排集熱器不在前排集熱器的投影里。

3）集熱器安裝平臺：本工程安裝在建筑的樓頂上，在屋面上預(yù)置混凝土基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上搭建鋼結(jié)構(gòu)支架（與預(yù)埋在基礎(chǔ)上的金屬構(gòu)件焊接）作為太陽能集熱器的安裝平臺。

4）太陽能集熱器的連接組合：對于強制循環(huán)系統(tǒng)，太陽能集熱器采用串聯(lián)、并聯(lián)相結(jié)合的方式進行連接。

2、太陽能循環(huán)泵設(shè)計：

1）水泵選擇：水循環(huán)泵

2）型號選擇：根據(jù)施工現(xiàn)場的條件，結(jié)合現(xiàn)場情況，查看威樂水泵揚程流量曲線，各個系統(tǒng)選擇水泵型號為：

A區(qū)：A1、A2號樓的20噸熱水系統(tǒng)分別設(shè)置兩個循環(huán)系統(tǒng)，則每個循環(huán)系統(tǒng)的集熱循環(huán)泵為PH-251E——輸入功率為500W，全揚程為7.5m，最大流量為13.8T/h，電源220v。

B區(qū)：B1樓由3個單元組成，B2樓由3個單元組成、B3樓由2個單元組成，現(xiàn)將每個單元作為一套獨立的熱水系統(tǒng)設(shè)置，每單元用水量為12噸，則集熱循環(huán)泵為PH-251E——輸入功率為500W，全揚程為7.5m，最大流量為13.8T/h，電源220v。

型號 電源 功率（W） 揚程（m) 流量（l/min) 管徑（mm） 重量（kg)

輸入 輸出 最大 額定 最大 額定

PH-251E 220V/50Hz 410 250 7.5 4 230 190 65 17

3、系統(tǒng)管路設(shè)計

1、管材選型：選用襯塑復(fù)合管。

2、管徑確定：由上述所計算的集熱器循環(huán)流量及流速要求，太陽能集熱循環(huán)管路的管徑為：DN50；

3、管路保溫：采用橡塑保溫棉材料，室外明露部分管路保溫棉外包鋁皮防護。

4、儲熱水箱設(shè)計

A區(qū)：A1、A2號樓的分別設(shè)置1個20噸水箱。

B區(qū)：B1、B2、B3樓的每單元分別設(shè)置1個12噸水箱。

水箱形式為不銹鋼方形拼裝水箱，保溫材料為聚氨酯發(fā)泡保溫，厚度5cm。

保溫材料性能：聚胺脂發(fā)泡性能表

參數(shù)

性 能 測試標(biāo)準(zhǔn) 單位 測試說明 測試結(jié)果 備注

密度 GB6343-86 Kg/m3 —— 35.82

壓縮

強度 GB8813-88 Kpa —— 172.5

導(dǎo)熱

系數(shù) GB10295-88 W/Mk 熱板溫度25℃

冷板溫度 5℃

平均溫度15℃ 0.0193

尺寸

穩(wěn)定性 GB8811-88 % 方向

條件 L W T 平均值 L：長度

W: 寬度

T: 厚度

-20℃，24h 0.23 0.18 0.46 0.30

100℃，24h 0.63 0.46 0.69 0.60

閉孔率 GB10799-89 % 體積膨脹法23℃ 95.10

5、輔助熱源的確立

（1）、空氣源熱泵輔助加熱：在太陽能熱水系統(tǒng)中最惡劣的狀況就是連陰天，考慮學(xué)生洗浴規(guī)律，選用KRS-17Ⅱ型（5P）熱泵機組5臺。其設(shè)備制熱量105KW，輸入功率25KW，小時產(chǎn)水量2250Kg。保證在7個小時內(nèi)能將15噸恒溫水箱中的熱水從基礎(chǔ)溫度10℃加熱到40℃。

（2）、電加熱：本項目采用外置式水電分離電加熱機組，選用功率為90Kw電加熱機組，分三級控制，連陰天時可保證學(xué)生正常用水。

（3）、熱交換站熱水利用：如果學(xué)校建設(shè)熱交換站，也可作為太陽能系統(tǒng)的輔助熱源，本熱源運行成本較上兩種都比較經(jīng)濟，可最大程度節(jié)約常規(guī)能源。

6、控制系統(tǒng)功能的設(shè)計（系統(tǒng)運行原理）

（1）電控系統(tǒng)采用自動控制儀表。

（2）考慮到太陽能系統(tǒng)設(shè)置在建筑樓頂，對系統(tǒng)的監(jiān)控比較麻煩，現(xiàn)設(shè)計遠距離顯示與簡單控制的太陽能遠程控制系統(tǒng)

系統(tǒng)控制原理如下圖所示：

現(xiàn)場信號現(xiàn)場信號

控制信號控制信號

五、主要材料的選用

1、太陽能集熱器選用“銅鋁復(fù)合式”新型U形管式真空管型太陽能集熱器，該集熱器導(dǎo)熱能力墻、得熱量高，熱量轉(zhuǎn)化完全、熱損失小、抗凍能力強；

2、集熱器聯(lián)箱，外側(cè)采用優(yōu)質(zhì)彩鋼板，內(nèi)膽選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，采用優(yōu)質(zhì)聚氨酯，特有的三重保溫芯技術(shù)。

3、控制系統(tǒng)選用遠程型智能控制柜。

4、水泵選用太陽能集熱循環(huán)泵和熱水變頻泵，功率根據(jù)計算結(jié)果選擇，需滿足要求，并安裝減振設(shè)備。

5、水管管道及保溫：冷水管 熱水管 均選用天津友發(fā)國標(biāo)化優(yōu)質(zhì)鋼塑復(fù)合管道。外裹橡塑膠保溫棉，以鋁皮外包防護，耐腐蝕，美觀、整潔。

6、水箱：選用食品級SUS304不銹鋼板材制作而成，各項指標(biāo)均符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，進水箱主體不銹蝕，不漏水，不滋生藻類。確保水源無二次污染。水箱保溫采用5CM厚的聚氨酯發(fā)泡，可保證儲熱水箱保溫。

六、系統(tǒng)安全要求

防風(fēng)雪 系統(tǒng)支架為整體結(jié)構(gòu)，并與樓面預(yù)留的地墩固定，承重基礎(chǔ)做好防水。

防凍 系統(tǒng)室外水管和循環(huán)上水管安裝有自限溫電伴熱帶，可保證冬季不凍。

防雷擊 系統(tǒng)如不在原建筑防雷設(shè)施防護區(qū)內(nèi)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做防雷設(shè)施。

防冰雹 系統(tǒng)配置的真空管可抗擊Φ2.5CM冰雹。

防漏電 采用漏電開關(guān)和接地雙重保護，確保用電安全。

防水垢 在系統(tǒng)管路上安裝阻垢劑裝置，并控制熱水溫度不超過60℃。

防滲漏 嚴(yán)格按施工工藝要求做好防水防滲工序。

承重 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)情況，水箱放在預(yù)留承重梁上，集熱器放在承重水泥基礎(chǔ)上（由結(jié)構(gòu)設(shè)計單位驗算結(jié)構(gòu)頂板承載力）。

篇3

關(guān)鍵詞：熱電廠；循環(huán)水系統(tǒng)；處理技術(shù)；問題與建議

1.前言

首先，先對熱電廠的循環(huán)水系統(tǒng)進行了解。其是通過泵將循環(huán)水輸送到凝汽器中，在經(jīng)過換熱之后通過升溫的方式，在達到一定溫度之后在送至冷卻塔中將熱水從塔頂向下噴淋，以此形成水滴。其中，途經(jīng)的空氣會同熱水氣進行接觸，以此形成熱交換。而輸入到冷卻塔中的熱水在使用完之后，或者達不到熱水標(biāo)準(zhǔn)值時，則會通過再循環(huán)方式進行再次使用。因水蒸氣在噴淋過程中與空氣所接觸，所以在一定程度上提升了循環(huán)水中離子的數(shù)量，如果在使用中達不到循環(huán)水要求，則只有通過不斷的注入新鮮水才能將鹽分保持在合理范圍內(nèi)達到循環(huán)水應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，以此才能正常運行。而對于循環(huán)水同補充水之間所具有的離子比值則要與循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)相符。[1]如果是熱電廠特定的循環(huán)水系統(tǒng)對新鮮水的含鹽量進行合理調(diào)整也能夠達到循環(huán)水系統(tǒng)所具有的濃縮倍數(shù)值，才能確保循環(huán)水系統(tǒng)在穩(wěn)定環(huán)境中所運行。

2.熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)概況

3.熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)在運行過程中必然會對設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕，如水垢或者微生物、粘泥等，都會對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生一定影響，甚者對設(shè)備造成破壞。這些問題如得不到合理解決的話那么必然會對循環(huán)水系統(tǒng)所用水質(zhì)產(chǎn)生影響，對熱電廠正常運行上也會造成一定的影響。所以，為了熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)能夠正常運行，減少其對熱電廠正常運行所造成的影響，只有對循環(huán)水合理有效的管理才能得以改善。現(xiàn)今，國內(nèi)熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)處理技術(shù)主要有以下幾方面：

3.1對水垢的控制和清理

針對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備水垢問題則要將循環(huán)水中的鈣離子和鎂離子進行去除，循環(huán)水添加新鮮水的時候也要將水質(zhì)進行軟化處理，并要將其中具有的鎂離子和鈣離子進行去除，以此才能確保循環(huán)水系統(tǒng)中的設(shè)備不被水垢所腐蝕。現(xiàn)今，對水質(zhì)進行軟化的方法主要有以下幾種：第一種，采取石灰進行水質(zhì)軟化，此種方法較為簡便，只需將石灰放置水中就可將水中的鈣離子進行分離，以此產(chǎn)生CaCO3，產(chǎn)生沉淀物質(zhì)所進行分離。[2]因此種方法較為簡便，且所使用的成本相對較低。所以，如果熱電廠所用循環(huán)補充水較多的話，且在原水中存有大量的鈣離子，那么則可以使用這種方法將鈣離子進行分離；第二種，通過加酸或者加入二氧化碳的方式，將水質(zhì)中的PH值進行降低，保持水質(zhì)中的碳酸鹽具有恒久的穩(wěn)定性，以將重碳酸鹽保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。其計算公式為：Ca（HCO3）2=CaCO3+H2O+CO2。

對于加酸方法的使用，在一些熱電廠中仍得到應(yīng)用，通過往水質(zhì)中添加硫酸的方式，以對水質(zhì)中鈣離子進行游離。但是，使用這種方法要將酸量進行控制，如果所加入的酸過多，那么則會對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備造成腐蝕，不但不會減少對水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備的影響，反而加快了對設(shè)備的腐蝕作用。而使用二氧化碳氣體對水質(zhì)PH值進行控制時，如果所使用PH值在控制上不能達到循環(huán)水系統(tǒng)對PH值的要求，那么則在經(jīng)過冷卻塔時就會因二氧化碳氣體的溢出造成塔內(nèi)出現(xiàn)CaCO3結(jié)晶的情況，雖然將水垢的影響進行了轉(zhuǎn)移，但卻對循環(huán)水系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

3.2對污垢的控制

新鮮水要先進行預(yù)處理以此才能夠?qū)⑵浯嬖诘奈蹪岷湍嗌车冗M行處理；其次，針對循環(huán)水水質(zhì)存在的污垢給予重視，且通過有效方法將水質(zhì)進行處理；第三，通過往水質(zhì)中投加一定比例的分散劑對污垢問題進行處理；最后，可通過增設(shè)過濾設(shè)備的方式將污垢問題進行控制。且在循環(huán)水系統(tǒng)中使用過濾設(shè)備則要對設(shè)備中所流出的污垢等進行控制，以確保循環(huán)水在使用過程中減少污垢所造成的影響。[3]但是，污垢并不會完全去除，只能將污濁保持在水循環(huán)系統(tǒng)指標(biāo)范圍內(nèi)，以此減少污垢對水循環(huán)系統(tǒng)所造成的影響。采取以上方法雖然能夠?qū)⒀h(huán)水系統(tǒng)中污垢問題得以解決，但是以上方法都是借助其他物質(zhì)控制循環(huán)水系統(tǒng)中的污垢問題，而并未從根本上將污垢問題得以解決，并且對于鹽濃縮所造成的影響以及破壞等并未得到根治。并且，因采取傳統(tǒng)操作方法相對較為麻煩，在實際操作上程序較為復(fù)雜，且使用的藥劑費用上也相當(dāng)高，這樣就導(dǎo)致熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)在運行的成本上過高。

4.熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)處理新技術(shù)分析

對于熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)管理上存在的不足問題，針對所用藥劑費用較高，所以在對循環(huán)水系統(tǒng)中所存在的水垢和污濁以及滋生細菌等問題進行解決，采取有效的方法降低熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)中存在的問題，以達到節(jié)能減排的目的。因此，借助科學(xué)手段將循環(huán)水系統(tǒng)進行技術(shù)處理，采取過濾法、離子交換法第方法，以對這些技術(shù)進行循環(huán)水系統(tǒng)的處理。

4.1離子交換法

使用此種方法的話主要是采取物理方法將水質(zhì)中的離子化物質(zhì)進行去除。但是，因水質(zhì)中還有部分非離子物質(zhì)，尤其是在污泥中存在部分有機物質(zhì)，且同固定離子間具有一定的結(jié)合力，如果只采取離子交換法的話則無法將循環(huán)水污垢問題得以改善。除此之外，一些非離子物質(zhì)具有一定的氧化性，但是在性質(zhì)上不夠穩(wěn)定，如果采取離子交換方法的話在效果上不夠明顯。

4.2電滲析法

將離子交換膜作為介質(zhì)，借助離子通過性將水溶液中所具有的一些物質(zhì)進行分離處理。電滲析法是現(xiàn)今熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)中所采取的一種新技術(shù)，能夠?qū)⒀h(huán)水中電解質(zhì)物質(zhì)進行去除，且根據(jù)物理方法能達到一定效果。但是，對電滲析法進行了解發(fā)現(xiàn)，其雖然取得效果較好，但是在運行過程中所花費成本較高，且在回收率上較低。因此，采取電滲透方法在熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)中應(yīng)用也存在較大不足，不但不能進行再循環(huán)利用，且對熱電廠所取得的經(jīng)濟效益上也會產(chǎn)生影響，更與節(jié)能減排要求相差甚遠。

4.3反滲透法

這種方法在國內(nèi)污水治理中以及水質(zhì)去鹽上應(yīng)用較多，其主要原理是將水質(zhì)中的離子以及分子進行溶解和分離，以對物質(zhì)起到溶解作用。在操作的方法上也較為簡單：將一定壓力融入水質(zhì)中，以此將溶劑水從滲透膜中進行滲透，在一定時間內(nèi)就會變?yōu)榈?，而溶質(zhì)則會被在應(yīng)用過程中變?yōu)闈馑?。通過此種方法能夠從含鹽水中將淡水去除，且能夠?qū)⑻幚磉^的濃水所具有的污濁物質(zhì)進行溶解，以此還能被再利用。[4]采取這種方法不但在消耗上較低，并且所取得的效果較為明顯，具有一定的實用性。所以，熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)中采取此處理技術(shù)不但提高了效率，且符合節(jié)能減排需要，可以在熱電廠中被廣泛應(yīng)用。

5.結(jié)論與建議

雖然熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)在技術(shù)處理手段上取得了一定的成績，但是在實際應(yīng)用過程中仍存在諸多問題，可以通過以下方法得到改善：

5.1可以在循環(huán)水系統(tǒng)中增設(shè)旁濾裝置，雖然在投資費用上較高，但是其在運行過程中可以對水處理起到重要幫助，且在實際的運行上所花費費用較低。因此，可以在循環(huán)水系統(tǒng)旁邊安置旁濾裝置，以此⒀環(huán)水中的部分污垢等進行處理；

5.2對循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)進行嚴(yán)格監(jiān)控和檢測。對于一些重要部位應(yīng)安裝監(jiān)測掛片器，能夠隨時的對循環(huán)冷卻水處理的溫度和效果等有一定了解，確保循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備在穩(wěn)定環(huán)境中運行；

5.3對循環(huán)水中存在的泥垢等應(yīng)進行取樣，以對污濁物質(zhì)進行研究和分析，對設(shè)備腐蝕情況有一定了解后才能根據(jù)實際情況提出合理解決方案；

5.4對循環(huán)水中所使用的藥劑等要進行定期的檢查。因所使用的水處理藥劑不同對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備存在腐蝕作用，則對使用的藥劑應(yīng)進行嚴(yán)格控制，對藥劑的質(zhì)量和性能等進行評估，以確保水循環(huán)系統(tǒng)在合理范圍內(nèi)得到應(yīng)用。

參考文獻：

[1]熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)處理技術(shù)研究[J].任振軍.科技與企業(yè).2014（09）：89-93.

[2]H熱電廠循環(huán)水余熱回收項目風(fēng)險管理研究[J].張鶴群.吉林大學(xué).2015（06）：109-113.

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關(guān)鍵詞：循環(huán)水處理；控制系統(tǒng)；上位機；PLC

引言

工業(yè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)一般為敞開式循環(huán)系統(tǒng)，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要設(shè)備之一就是冷卻塔。冷卻塔的種類很多，按照塔內(nèi)空氣流動的動力可分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)式。自然通風(fēng)最常見的是風(fēng)筒式冷卻塔，機械通風(fēng)式又分為抽風(fēng)式和鼓風(fēng)式兩種。在工業(yè)冷卻水循環(huán)處理中抽風(fēng)式冷卻塔的應(yīng)用最為普遍，風(fēng)機安裝在冷卻塔頂部，抽風(fēng)時塔內(nèi)空氣處于負壓，有利于水的蒸發(fā)散熱，傳熱效果好，但缺點是風(fēng)機的電能消耗很大。工作時：循環(huán)水由水泵輸送到供水總管，再分別進入各臺生產(chǎn)設(shè)備，流過需冷卻的部位后匯集到回水總管，再經(jīng)過冷卻水塔上方的布水管向下噴淋。冷卻水塔頂部的風(fēng)機運轉(zhuǎn)時，回水在填料層中與空氣流進行充分的熱交換后流回到塔下吸水池中。

按照以前的常規(guī)做法，循環(huán)水處理系統(tǒng)的監(jiān)視控制都采用了常規(guī)模擬儀表，由于常規(guī)模擬儀表受到傳輸信號傳輸距離短，不便于全廠集中管理，分散控制，自動化水平低等原因的限制，在瑞星項目中，循環(huán)水系統(tǒng)的控制采用了可編程邏輯控制器（PLC）來完成實時數(shù)據(jù)的采集和自動控制功能，重要監(jiān)控參數(shù)通過光纖通訊至DCS進行監(jiān)控。可編程邏輯控制器（PLC）以其可靠性高、接線方便，編程簡單，性價比高等優(yōu)點大大提高了裝置整體自動化水平，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、長周期運轉(zhuǎn)，并大大降低了維修費用。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 概述

循環(huán)水處理系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)要求配置為：十臺離心式水泵（八用兩備），在正常負荷運行條件下八臺水泵就可滿足生產(chǎn)需要，另外兩臺水泵備用，以便在有水泵處于檢修狀態(tài)時仍能滿負荷生產(chǎn)。另外配置十臺冷卻風(fēng)機。

十臺循環(huán)水泵電機和十臺冷卻塔風(fēng)機電機軸承和定子測溫以及裝置內(nèi)水管上測溫共計熱電阻輸入信號104個，裝置內(nèi)水管壓力、流量及塔下吸水池液位測量共計模擬量輸入信號14個，循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)機運行狀態(tài)信號及塔下吸水池液位調(diào)節(jié)閥限位開關(guān)信號共計開關(guān)量輸入信號24個，循環(huán)水泵和冷卻塔風(fēng)機聯(lián)鎖停機信號及塔下吸水池液位調(diào)節(jié)閥開關(guān)信號共計開關(guān)量輸出信號25個。

為了便于全廠集中管理，分散控制，本循環(huán)水控制系統(tǒng)可分為兩部分：上位機監(jiān)控部分和控制部分。其中，控制部分包括了三套PLC系統(tǒng)，分別用于加藥系統(tǒng)，監(jiān)測換熱器系統(tǒng)和除此之外裝置內(nèi)所有循環(huán)水系統(tǒng)的監(jiān)視控制（加藥控制系統(tǒng)和監(jiān)測換熱器控制系統(tǒng)由設(shè)備廠家成套供貨）。本項目通過采用可靠性高、技術(shù)成熟、先進實用且具有最優(yōu)性價比的PLC控制系統(tǒng)，將提高裝置整體自動化水平，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、長周期運轉(zhuǎn)，并大大降低維修費用。

由于上位機監(jiān)控部分和控制部分相距較遠，為了保證系統(tǒng)的可靠運行及未來擴展的方便性，這兩部分之間采用光纖通訊。此系統(tǒng)可通過增加I/O單元來縱向擴展，橫向可通過以太網(wǎng)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加。當(dāng)設(shè)備增加時無需更換先前的系統(tǒng)，就可以使新系統(tǒng)加入到網(wǎng)絡(luò)中來，可擴展性好。另外，系統(tǒng)采用光纖通訊，減少了信息傳輸過程中信號的干擾和丟失，增加了上位機監(jiān)控部分和控制部分的傳輸距離，同時采用光纖通訊也有利于施工。

1.2 控制系統(tǒng)組成及體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)整個裝置內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)規(guī)模，設(shè)置3個PLC過程控制站（加藥控制系統(tǒng)過程控制站、監(jiān)測換熱器控制系統(tǒng)過程控制站、循環(huán)水控制系統(tǒng)過程控制站），一個操作站，用于完成對整個循環(huán)水系統(tǒng)工藝參數(shù)檢測顯示、設(shè)備狀態(tài)檢測顯示、控制和信息存儲、報表、打印等?？刂葡到y(tǒng)基本原理如下：現(xiàn)場工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位等經(jīng)傳感變送器測量變送后由PLC模擬量輸入卡送至PLC CPU卡進行數(shù)據(jù)計算處理；現(xiàn)場開關(guān)量如循環(huán)水泵、冷卻塔風(fēng)機運行狀態(tài)信號和閥門限位開關(guān)信號等由PLC數(shù)字量輸入卡送至PLC CPU進行數(shù)據(jù)處理；PLC CPU將現(xiàn)場傳來的模擬量信號和數(shù)字量信號進行運算處理后送至操作站進行現(xiàn)場參數(shù)的監(jiān)控顯示，現(xiàn)場輸出信號經(jīng)PLC判斷處理后由數(shù)字量輸出卡送至現(xiàn)場并改變現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)（如閥門開關(guān)信號，電機啟停信號）和燈的指示狀態(tài)（燈的亮和滅）等。

圖1 自動化控制系統(tǒng)示意圖

控制系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)：如圖2所示，系統(tǒng)硬件部分選用西門子S7-300PLC一臺，CPU采用標(biāo)準(zhǔn)型的CPU314，適用于對程序量有中等要求的應(yīng)用，對二進制和浮點數(shù)有較高的處理性能。另外，配備電源模塊3塊，接口模塊3塊，8通道熱電阻輸入卡13塊，8通道模擬量輸入卡8塊，16通道數(shù)字量輸入卡3塊，16通道數(shù)字量輸出卡2塊，形成了一個主機架，2個擴展機架，所有的模塊用DIN35導(dǎo)軌安裝在主機架和擴展機架上。主機架和擴展機架之間用接口模塊進行通信。

圖2 系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)過程測控站

2.1 概要

過程控制站是循環(huán)水控制系統(tǒng)直接與現(xiàn)場打交道的I/O處理系統(tǒng)，它主要有控制柜，S7-300PLC，內(nèi)部供配電系統(tǒng)等組成。承擔(dān)并完成循環(huán)水現(xiàn)場儀表和測控裝置系統(tǒng)的供配電，現(xiàn)場工藝參數(shù)的檢測、處理和傳輸，現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的檢測、傳輸和控制等功能。

2.2 主要功能

2.2.1 變送檢測功能?，F(xiàn)場物理量如溫度、壓力、流量、液位等通過現(xiàn)場儀表轉(zhuǎn)換成過程站PLC可接受的信號，由PLC對其完成檢測處理和向上傳輸；現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，如閥門的開與關(guān)，電機的開與停，工藝參數(shù)的正常或報警由檢測裝置送至過程站PLC，由PLC對其完成檢測處理和向上傳輸。

2.2.2 控制功能。循環(huán)水控制系統(tǒng)過程控制站具備PLC可編程順序控制功能，可對各設(shè)備的啟停進行順序條件控制，實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)各工藝設(shè)備的自動控制。

2.2.3 供配電功能。循環(huán)水控制系統(tǒng)過程控制站除完成測控功能外，同時還具有供配電功能，完成對現(xiàn)場流量儀表、各類變送器的供配電功能。

3 系統(tǒng)監(jiān)控管理站

3.1 概要

系統(tǒng)監(jiān)控管理站安放于就地控制室內(nèi)，主要由一臺觸摸屏、打印機、編程軟件、通訊卡等組成，觸摸屏采用西門子的彩色觸摸屏，10.4寸，并帶編程軟件。系統(tǒng)監(jiān)控管理站承擔(dān)并完成對循環(huán)水控制系統(tǒng)的上位監(jiān)控和管理功能。

3.2 主要功能

3.2.1 信號檢測處理功能。對現(xiàn)場模擬量和開關(guān)量信號進行實時檢測和處理，判斷是否有異常情況發(fā)生，對重要參數(shù)的超限發(fā)出聲光報警，提示操作人員注意并確認(rèn)。

3.2.2 畫面顯示功能。畫面顯示分檢測儀表顯示畫面、工藝流程顯示功能、設(shè)備狀態(tài)顯示畫面、報警信息匯總顯示畫面、趨勢曲線記錄顯示畫面等，要求畫面顯示直觀、色彩鮮艷、操作簡便。

3.2.3 趨勢曲線記錄功能。系統(tǒng)對模擬量有歷史趨勢曲線顯示記錄功能。

3.2.4 操作保護功能。為防止非授權(quán)人員操作測控系統(tǒng)，系統(tǒng)對重要的操作均設(shè)有密碼保護功能，以保證系統(tǒng)操作的安全性。

3.2.5 報表功能。根據(jù)生產(chǎn)要求制定各類報表格式和內(nèi)容，具備統(tǒng)計和計算功能，對報表進行打印輸出。

3.2.6 在線參數(shù)調(diào)整功能。系統(tǒng)能簡單方便地的對檢測點的各種信息如量程、上下限報警、單位、遷移量等進行授權(quán)在線修改。

4 結(jié)束語

在循環(huán)水控制系統(tǒng)中，采用中規(guī)模的S7-300 PLC控制器后，系統(tǒng)的可靠性，安全性，可擴展性，全廠的自動化水平等都得到了很大的提升。同時采用光纖通訊，減少了信息傳輸過程中信號的干擾和丟失。在系統(tǒng)監(jiān)控管理站中，采用PLC控制器后，可以對現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)等進行畫面監(jiān)控，清晰直觀，操作方便。

參考文獻

[1]唐中燕.工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的PLC控制[J].可編程控制器與工廠自動化，2009（7）.

[2]陸德民.石油化工自動控制設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[3]廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2012.

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關(guān)鍵詞：節(jié)能減排 天臺降雨積水 水循環(huán)利用

中圖分類號：TU 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0129-01

我國是水資源短缺非常嚴(yán)重的國家，且城市缺水問題尤為突出，全國666個城市中，有400多個城市缺水，100多個城市嚴(yán)重缺水，水資源短缺和水污染嚴(yán)重已經(jīng)成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的突出問題[1]。

調(diào)查顯示城市居民生活平均日用水量構(gòu)成中洗澡占（25%），洗衣服占（17%），做飯占（14%），洗滌占（11%）沖廁占（9%）洗漱占（7%），飲用占（2%），其他占（15%）。如果把其中洗衣、洗滌、洗漱用水中較為干凈的二手水用于廁所的沖洗那么廁所沖洗用水便不再要用潔凈的自來水了。這樣既節(jié)省9%的沖廁用水量，也減少了更多的臟水排放量。同時降雨水的循環(huán)利用也越來越受到重視，各大城市中，越來越多的社區(qū)和單位為了收集利用雨水，使用上了眾多高科技的手段，在北京更是把降雨水的收集利用寫入地方性法規(guī)。

1、洗漱間廁所用水循環(huán)設(shè)備設(shè)計原理

1.1 設(shè)計原理及思路

圖1所示就是此次設(shè)計中的宿舍、家庭及公共洗手間洗漱用水池[2、3]。其中盆1通過B管用來排放太臟而不適合用于沖洗廁所的水，盆2通過C管把洗漱+洗頭+洗衣等較干凈的二手水儲存于水池，通過D管(D管需添加閥門）用于廁所的沖洗。因為蓄水水位不能超過線a—b（因為水位超過a—b，則水將涌出盆來），所以布設(shè)A管用于控制蓄水水位，使多余的水排出，其中E管則根據(jù)需要來添加。添加E管則可以把上下兩層樓的水池通過A管和E管連通（此時A管和E管功能相同，既起到控制水位作用，又使上下樓水池相連通），使上層樓多余的水通過E管流到下層樓的水池，使水得以充分循環(huán)利用。因為在居民樓和宿舍樓為了不使上下兩層樓用水相互影響，所以不宜添加E管（此時A管僅僅起控制水位作用，不連接下樓）。而在公共場所添加E管就比較合適。

1.2 需考慮的因素

a.此設(shè)計主要要考慮的因素是沖洗廁所用水的壓強。如果壓強不夠則需要通過調(diào)節(jié)D管的高度以及增大D管直徑以提高水位差達到增強壓強的效果。最理想的辦法就是把上層樓蓄水池的水用于下層樓的沖洗（這樣就有足夠的水位差），但考慮到下層樓受上層樓的影響，因此此種方法應(yīng)有選擇性的使用，而在公共廁所（例如學(xué)校的教學(xué)樓）通常都使用節(jié)水水箱沖水，因而可以把上層樓的蓄水直接輸送到下層樓的節(jié)水水箱，所以壓強因素可以解決。b.水池的清洗也是需要考慮的因素，可以把盆2設(shè)計成活動式，清洗時把盆2提出就可以進行水池的清洗。也可以在a—b上方設(shè)計開口用于水池沖洗。當(dāng)然有了此種設(shè)施原有的廁所沖水設(shè)施也必須保留，使水池在沒有水時廁所仍可以正常沖洗。

2、天臺降雨水積蓄池設(shè)計原理

2.1 設(shè)計原理及思路

如圖2所示為天臺降雨蓄水池，原理簡單實際，可用于積蓄雨水，同樣也起到隔熱作用。底部鋪瀝青用來隔水，上面再鋪上圖2所示小塊水泥板用來蓋住水面，在降低水的蒸發(fā)的同時也便于在天臺上行走。接上A管，再在每層樓道上接上水龍頭就可以利用天臺所積蓄的雨水。可以用此水來進行許多清洗工作，也可以用來澆花等，因為雨水較為潔凈所以有多種用途。

2.2 需考慮的因素

a.此設(shè)計需考慮降雨積水的水位，因為如果降雨量過大，積水過多，水位過高則會蓋過小水泥板，影響天臺空間的綜合利用。b.此設(shè)計還需考慮天臺樓板所能承受的壓力大小，所以積水所產(chǎn)生的壓強必須小于天臺所能承受壓強的能力。因此綜合以上兩個因素設(shè)計B管，用于控制蓄水的水位，使超量的水由B管排出。

本文設(shè)計的水循環(huán)系統(tǒng)，既降低了自來水的用量也大大減少了生活廢水的排放量，充分利用了降雨水，達到了節(jié)能減排的效果。所設(shè)計的結(jié)構(gòu)物具有造價低、使用方便、適用性較強等特點。

參考文獻：

[1]張燦,周從直.污水的資源化與回用[J].西南給排水,2002,24（6）:20-23

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【關(guān)鍵詞】流量；設(shè)計；水壓；管損；水質(zhì)；功率

中圖分類號： S611文獻標(biāo)識碼： A

1引言

在很多化工生產(chǎn)中，循環(huán)水系統(tǒng)的電耗占生產(chǎn)成本很大一部分，以20萬噸燃料酒精的生產(chǎn)線為例，其循環(huán)水系統(tǒng)的電耗約占總電耗的23.6%，因此循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)劣在很大程度上決定燃料酒精產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。由于項目建設(shè)的獨特性決定循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用在生產(chǎn)中無法形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)參差不齊，存在較大的節(jié)能空間。在耗能方面主要反應(yīng)在水力輸送的水頭損失、靜壓損失、機泵的運行效率和循環(huán)冷卻水的冷卻效果等。

2循環(huán)水站位置和高程的確定意義

為盡可能的減少管道的沿程水頭損失、局部水頭損失和水柱高程，循環(huán)水站應(yīng)布置在便于進出水管配置，靠近負荷中心或主要用水點附近，建筑物的頂部或廠區(qū)內(nèi)的最高點建設(shè)。

例如：某項目需建設(shè)一個循環(huán)水站（地面高程±0.00），分別向+6.00平面供水1000m³/h和+12.00平面供水1500m³/h。若將循環(huán)水站建在±0.00平面，供水壓力必須大于水柱壓力∑hf（0.12Mpa）和水頭損失∑hj1之和hw，若將循環(huán)水站建在+12.0平面，供水壓力只需滿足大于最遠處的水頭損失∑hj2。假設(shè)管道的阻力特性及長度等同，則∑hj1=∑hj2。通過理論計算

Pe=ρg（qv1H1+ qv2H2）/3600s

=1000×9.8×（1000×6+1500×12）/3600s

=65.3kw

（ρ=1000kg/m³，qv1=1000m³/h，qv2=1500m³/h，H1=6m，H2=12m）

可見，在+12.0平面建設(shè)循環(huán)水站至少節(jié)約電耗65kw。

3汽蝕現(xiàn)象對泵性能的影響

由于管路設(shè)計的不合理，造成泵進口管道壓力較低，當(dāng)葉輪入口處壓強降至輸送液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓時，將產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，產(chǎn)生的氣泡進入高壓區(qū)后會急劇收縮凝結(jié)，產(chǎn)生高強度的沖擊波，簡稱“汽蝕”。汽蝕現(xiàn)象不僅直接造成設(shè)備的損害，同時造成設(shè)備性能的下降。

圖1 ns=70的單級離心泵發(fā)生汽蝕的性能曲線

由圖1可知，以ns=70離心式泵為例，當(dāng)泵距水面的幾何安裝高度為6m時，最大可調(diào)節(jié)流量約為95m³/h。若繼續(xù)開大閥門，揚程曲線急劇下降，且流量增加不明顯，形成斷裂工況。在發(fā)生汽蝕后，大量氣泡很快布滿葉輪流道，形成斷流，造成壓力、效率急劇下降。因此，循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計，要避免泵的進口壓力過低，防止汽蝕產(chǎn)生。

4供水方式的確定

對于有多個用水點的循環(huán)水系統(tǒng)，根據(jù)各用水點對供水要求指標(biāo)的不同，統(tǒng)籌考慮供水方式，設(shè)計原則主要為“以流量大、壓力集中的工況點為設(shè)計技術(shù)主線，采用同質(zhì)同壓、集中供給與分散供給相結(jié)合的方式”。對于流量和壓力均偏低的用水點，可適當(dāng)采用高質(zhì)低用的方式供給；對于小流量高壓力的用水點，可就近采用增加管道加壓泵供給方式供給。

5泵的選擇

在我國水泵耗能總量約占全國總發(fā)電量的20～25%，而我國水泵的平均效率僅為75％，比國際先進水平約低5%。因此，泵設(shè)備的合理選擇，同樣存在極大的節(jié)能潛力。在設(shè)備選型過程中，應(yīng)當(dāng)選擇水力模型設(shè)計先進，高效節(jié)能的泵，另外，每種型號的泵都有自身最佳運行工況點，應(yīng)盡可能選擇管道阻力特性和流量特性與設(shè)備額定工況相吻合的泵。

圖2泵的運行曲線

以圖2為例，泵的最佳運行工況點為Q=160L/S，H=13m，此時，泵的效率約為68%。若實際工況點為Q=60L/S，H=16m，此時效率為42%。

6管道的合理配置

在管道的配管過程中，利用經(jīng)濟流速來確定配管，同時減少配管過程中過的“瓶頸”現(xiàn)象，減少管道輸送距離，減少管道彎頭、變徑等管附件，做到低點排污，高低排空，減少“布袋”現(xiàn)象出現(xiàn)。

所謂經(jīng)濟流速是一次投資與運行費用之和最小時的流速為經(jīng)濟流速，而相應(yīng)的管徑即為經(jīng)濟管徑。在設(shè)計過程中，常采用經(jīng)驗參數(shù)作為經(jīng)濟流速。但是，在較大規(guī)模的循環(huán)水系統(tǒng)配管設(shè)計中，需反復(fù)比較管道的動力損耗費用與投資，針對性確定管道的經(jīng)濟流速。經(jīng)濟流速確定需綜合考慮管道造價、折舊、動力費用及用水變化規(guī)律等，選用適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟技術(shù)指標(biāo)和管損計算公式進行確定。

7泵設(shè)備的合理搭配

設(shè)計中選擇選流量大、電機電壓等級高的泵作為主泵，配合部分小泵作為負荷調(diào)節(jié)。減少設(shè)備并列運行的臺數(shù)，提高設(shè)備出力。多臺泵并聯(lián)運行后所能增加的流量越少，即每臺泵輸送

的流量減少，故并聯(lián)臺數(shù)過多并不經(jīng)濟。

圖3相同性能泵并聯(lián)工作運行曲線

如圖3所示，2臺同樣性能曲線的泵（Ⅰ、Ⅱ），其單獨運行時的標(biāo)定工況點為C點。當(dāng)并列運行后，其工況點轉(zhuǎn)移為M點，此時qVB

8變速調(diào)節(jié)負荷的應(yīng)用

在用水負荷變化量較大、對壓力要求不高的循環(huán)水工藝中，可采用變頻器調(diào)速的方法來調(diào)節(jié)負荷，做到節(jié)約電能目的。由電機特性分析可知，均勻改變電機供電頻率F，就可以平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速，從而改變泵機的轉(zhuǎn)速；結(jié)合泵機特性分析，降低電動機轉(zhuǎn)速，電動機輸入功率也隨之減少，泵機軸功率就相應(yīng)減少。

變速調(diào)節(jié)的曲線特性可根據(jù)泵的比例定律求得：

（Q:流量、H:揚程、P：壓力）

9水處理

在生產(chǎn)中循環(huán)水的主要用途作為循環(huán)冷卻用水，當(dāng)水質(zhì)較差，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的污垢系數(shù)較低，造成循環(huán)水浪費嚴(yán)重，同時管道阻力也將增大。因此，做好水處理的設(shè)計工作，有種重要意義。在《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》B50050-951中，對于工業(yè)循環(huán)水的水質(zhì)有種詳細要求。水處理的設(shè)計控制措施主要有以下幾方面：

9.1做好循環(huán)水的補水水源選擇；

9.2 投加殺菌滅藻劑，控制藻類的滋生；

9.3投加阻蝕緩垢劑，防止管道和換熱設(shè)備結(jié)垢和腐蝕；

9.4 增加旁濾設(shè)備，降低濁度；

9.5保持合理的水質(zhì)濃縮倍數(shù)。10余壓利用

在向高層生產(chǎn)單元供水的系統(tǒng)中，其回水管線形成虹吸，換熱設(shè)備出口壓力（絕壓）等于回水工作溫度對應(yīng)的飽和蒸汽壓，則說明有部分流動能可能沒利用。利用余壓再用技術(shù)對能源進行回收。目前市場上余壓利用技術(shù)比較多，比較典型的節(jié)能技術(shù)就是驅(qū)動水輪機發(fā)電。

例如：某項目循環(huán)水站在±0.00平面向+42.0面生產(chǎn)單元供水，回水溫度為50℃（對應(yīng)飽和蒸氣壓為12.4kpa），冷卻塔進口管線標(biāo)高為+10.0米，冷卻塔的阻力損失為5kpa。

不計管道損失，回水勢能為H總，已回收回水勢能為H回，可回收回水勢能為H可：

H總=42m-10m-0.05m

=31.95

H回=10.336m-1.269m

=9.067m

H可= H總-H回

=31.95m-9.067m

=22.883m

11結(jié)論

通過上述對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計的研究分析，充分挖潛優(yōu)化設(shè)計的思路，做到投資最省、運行合理經(jīng)濟。在項目建設(shè)完畢后，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，對于已安裝的循環(huán)水系統(tǒng)進行實地技術(shù)測量，收集泵的出口壓力、流量和消耗功率等技術(shù)參數(shù)，對于仍有挖潛節(jié)能空間的設(shè)備，采用葉輪切割的方式，進一步優(yōu)化改造。

[參考文獻]

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【關(guān)建詞】盾構(gòu)機 內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng) 換熱效率

一、改造前盾構(gòu)機循環(huán)水系統(tǒng)原理簡介

1.盾構(gòu)機循環(huán)水系統(tǒng)由外循環(huán)水回路和內(nèi)循環(huán)水回路組成。

2.改造前循環(huán)水系統(tǒng)原理簡介：

1）外循環(huán)水回路：

提供溫度 28°、壓力7bar的外循環(huán)水對板式冷卻器的內(nèi)循環(huán)水進行冷卻，對水箱進行加水；在回水回路上并聯(lián)一臺3KW的多級離心泵，其主要功能是對泡沫箱、螺旋機、人閘、土倉、注漿系統(tǒng)供水。

2）內(nèi)循環(huán)水回路

通過5.5KW的多級離心泵將水箱的冷卻水以通徑為DN50的鋼管作為主進水管經(jīng)臺車、連接橋及減壓閥（5bar）后輸送到盾體，對主驅(qū)動內(nèi)外密封及主驅(qū)動減速箱進行冷卻，然后以通徑為DN50的鋼管作為主回水管經(jīng)板式冷卻器冷卻后回水箱（該循環(huán)水回路在下文中簡稱為主驅(qū)動冷卻水回路）；

通過7.5KW的多級離心泵將水箱的冷卻水以通徑為DN50的鋼管作為主進水管經(jīng)臺車后分三路，分別對空氣壓縮機、主油箱液壓油、注漿泵油箱液壓油冷卻器供水冷卻，并最終與主驅(qū)動冷卻水回路的回水管串聯(lián)后，以通徑為DN50的鋼管作為主回水管，經(jīng)板式冷卻器冷卻回水箱（該循環(huán)水回路在下文中簡稱為空壓機及液壓油冷卻水回路）。

二、盾構(gòu)機循環(huán)水系統(tǒng)勘驗

1、 改造前盾構(gòu)機循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場勘驗：

1）板式冷卻器主要參數(shù)：工作壓力10bar，進出口通經(jīng)DN65，散熱面積18平方米；2）7.5KW水泵型號為CR20-6，當(dāng)流量Q=20m3/h，揚程H=72米；3）5.5KW水泵型號為CR20-4；當(dāng)流量Q=20m3/h，揚程H=49米；4）通往主驅(qū)動冷卻水回路的減壓閥（5bar）已被拆除；5）整個循環(huán)水系統(tǒng)管路內(nèi)表面生銹及水垢情況嚴(yán)重。

2.向業(yè)主技術(shù)人員咨詢循環(huán)水系統(tǒng)使用狀況：

1）盾構(gòu)機在掘進過程中，出現(xiàn)過循環(huán)水系統(tǒng)水溫高達50°以上，盾構(gòu)機自動停機；2）盾構(gòu)機在使用過程中，主驅(qū)動冷卻水回路的回水溫度與水箱冷卻水的水溫基本一致；3）使用中發(fā)現(xiàn)，主驅(qū)動冷卻水回路經(jīng)過減壓閥后，出水量很小，拆除減壓閥（現(xiàn)場減壓閥已經(jīng)拆除），出水量相對增大；4）使用中，對板式冷卻器加裝30片散熱片后，冷卻水溫相對降低，但效果不大，本次維修中業(yè)主要求繼續(xù)加裝散熱片以加強冷卻器的冷卻效果。

三、盾構(gòu)機循環(huán)水系統(tǒng)故障分析

根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)原理圖及故障勘驗，循環(huán)水系統(tǒng)溫度過高主要由以下幾方面造成。

1）首先分析水泵的功率是否滿足使用需求主驅(qū)動冷卻水回路的供水泵為：5.5KW，型號CR20-4 空壓機及液壓油冷卻水回路的供水泵為：7.5KW，型號CR20-65.5KW水泵（CR20-4）為主驅(qū)動冷卻水回路的供水泵，系統(tǒng)原理圖顯示回路中減壓閥壓力為5bar，通過觀察性能曲線圖，該泵正常使用時，出口壓力在5bar 左右，與減壓閥的出口壓力基本相同，所以該泵的壓力偏小，選型存在問題。

2）通過系統(tǒng)PLC程序可以了解到，內(nèi)循環(huán)水溫度達到40°時，回水壓力變送器把信號反饋到PLC，系統(tǒng)自動報警，當(dāng)內(nèi)循環(huán)水溫度達到50°及以上時，回水壓力變送器把信號反饋到PLC，刀盤自動停止轉(zhuǎn)動，因此必須把系統(tǒng)水溫控制在40°以下。

3）系統(tǒng)將主驅(qū)動冷卻水回路和空壓機及液壓油冷卻水回路的回水串接在一根DN50的鋼管上，由于空壓機及液壓油冷卻水回路供水泵功率比主驅(qū)動冷卻水回路供水泵功率大，且回路長度短、沿程損失小，則相對回水流量、壓力高，容易造成主驅(qū)動冷卻水回路回水不暢、回路水溫高，建議將這兩條回水回路分開，單獨回水箱。

4）根據(jù)業(yè)主反饋對板式冷卻器加裝30片散熱片后，冷卻水溫相對降低，這反映原板式冷卻器散熱面積不夠，選型參數(shù)存在問題。經(jīng)與板式冷卻器專業(yè)廠家溝通，廠家反饋，繼續(xù)在原板式冷卻器加裝散熱片效果不佳，建議更換一臺工作壓力10bar，進出口通經(jīng)DN80 ，散熱面積27平方米的板式冷卻器可滿足系統(tǒng)需求。

5）針對業(yè)主反饋拆除內(nèi)外密封及主驅(qū)動減速箱冷卻水進水回路減壓閥后，出水量相對增大的情況，減壓閥可能存在故障（閥芯卡死）。

四、盾構(gòu)機循環(huán)水改造方案

根據(jù)以上對循環(huán)水系統(tǒng)水溫過高故障的的分析，現(xiàn)做出以下幾點解決方案：

1、增大主驅(qū)動冷卻水回路的供水泵功率，且鑒于本次維修改造中，業(yè)主要求另外增加一條循環(huán)回路（供水壓力3bar）對土倉密封進行冷卻（該循環(huán)水回路在下文中簡稱為土倉密封冷卻水回路），因此建議把主驅(qū)動冷卻水回路供水泵由5.5KW更換為7.5KW，流量為20m3/h，揚程為72米。

2、由于專業(yè)廠家提供散熱面積為27平方米的板式冷卻器外形尺寸超出臺車安裝位置，因此建議在保留原板式冷卻器的基礎(chǔ)上，采購增加一臺散熱面積20平方米，進出口通經(jīng)DN65的板式冷卻器，單獨對主驅(qū)動內(nèi)外密封、主驅(qū)動減速箱及新增的土倉密封循環(huán)水進行冷卻。

3、對舊板式冷卻器進行拆檢，清洗冷卻器散熱片，單獨對空氣壓縮機、主油箱液壓油、液壓泵油箱液壓油進行冷卻。

4、回水管由一路改為三路（主驅(qū)動冷卻水回路回水管、新增的土倉密封冷卻水回路回水管、空壓機及液壓油冷卻水回路回水管）。關(guān)于水管的定位及布局，改造前水管定位是采用單層塑料管碼定位到臺車，改造后可通過二層和三層塑料管碼把水管進行疊加安裝，便于操作且節(jié)省空間。

5、在主驅(qū)動冷卻水回路和新增加的土倉密封冷卻水供水回路中分別增加減壓閥（減壓閥進水和出水口自帶壓力表），在回水回路上增加視鏡（帶葉輪）。通過觀察視鏡的葉輪轉(zhuǎn)動速度可以判別兩回路的回水量是否正常。

6、在主驅(qū)動內(nèi)外密封管道和液壓油冷卻器管道放置除垢劑，用水浸泡24小時，然后用循環(huán)水進行循環(huán)沖洗。

7、原循環(huán)水管全部作廢，采用熱浸鋅水管進行代替。

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【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)構(gòu)成 分層監(jiān)控 工藝要求

中圖分類號：TP 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―351―01

一、系統(tǒng)概述

本鋼超薄板循環(huán)水站控制系統(tǒng)采取“集中監(jiān)測、分散控制”的方式，有中央控制室和分控的PLC200及變頻器（凈水器裝置，過濾器裝置，系統(tǒng)加藥裝置，冷卻塔變頻系統(tǒng)，提升泵變頻系統(tǒng)）組成工業(yè)局域網(wǎng)。分控200系統(tǒng)及變頻器對相應(yīng)設(shè)備及生產(chǎn)過程進行監(jiān)測控制管理，PLC通過工業(yè)局域網(wǎng)將設(shè)備及生產(chǎn)情況傳至中央控制室的計算機系統(tǒng)，由上位機進行監(jiān)測，并可執(zhí)行相應(yīng)控制功能。

二、系統(tǒng)選型及特點

根據(jù)我公司長期從事自動化控制系統(tǒng)工程安裝、調(diào)試及選型的經(jīng)驗總結(jié)，我們在分析比較國內(nèi)外知名公司工控產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，選用了西門子公司的SMATIC S7-400可編程控制器和研華工控機構(gòu)成自控系統(tǒng)，再配以先進的WINCC監(jiān)控軟件，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，能完全滿足自動控制系統(tǒng)的要求。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置

本系統(tǒng)是一個基于PROFIBUS現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)最底層是設(shè)備控制層，主要完成生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場控制與監(jiān)測。第二層是監(jiān)控層，主要完成全部系統(tǒng)的在線監(jiān)測，并向設(shè)備控制層下達控制指令。第二層向上可連接到公司級管理層ERP系統(tǒng)，接受其下達的任務(wù)，同時也可向ERP系統(tǒng)提供在線設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1、監(jiān)控層（中央控制室）

本控制系統(tǒng)采用WINCC組態(tài)軟件，它承擔(dān)了數(shù)據(jù)管理、工廠數(shù)據(jù)采集、報警、趨勢、數(shù)據(jù)記錄及中文報表等工作。在中央控制室設(shè)有操作員工作站，操作員通過操作終端詳細了解整個循環(huán)水站的生產(chǎn)運行情況，并可下達操作控制指令，指揮生產(chǎn)，實現(xiàn)自動化控制。

操作人員可在上位機直觀的觀察到現(xiàn)場所有設(shè)備的運行狀態(tài)和相關(guān)儀表的數(shù)據(jù)，便于宏觀控制整個系統(tǒng)。上位機的報警系統(tǒng)有助于操作人員及時處理發(fā)生的相關(guān)問題，防止生產(chǎn)問題的發(fā)生。

2.分控系統(tǒng)

分控系統(tǒng)包括凈水器裝置、冷卻塔變頻系統(tǒng)、提升泵變頻系統(tǒng)、過濾器裝置及系統(tǒng)加藥裝置。其中凈水器裝置、過濾器裝置及系統(tǒng)加藥裝置為西門子公司PLC200系統(tǒng)，冷卻塔變頻系統(tǒng)、提升泵變頻系統(tǒng)為ABB變頻器，分控系統(tǒng)均由PROFIBUS組成工業(yè)局域網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與控制，各裝置自成系統(tǒng)，可自行更具需要進行自動化控制。

2.1、凈水器裝置：

凈水器裝置負責(zé)凈化由工業(yè)管網(wǎng)進入循環(huán)水站的用水。

2.2、過濾器裝置

過濾器裝置負責(zé)凈化吸水井中的存水。

2.3、系統(tǒng)加藥裝置

系統(tǒng)加藥裝置負責(zé)在進入凈水器的水中投入藥劑。

2.4、冷卻塔系統(tǒng)

冷卻塔系統(tǒng)負責(zé)控制吸水井存水溫度。

2.5、提升泵系統(tǒng)

提升泵系統(tǒng)為變頻調(diào)速泵，根據(jù)供水管網(wǎng)的壓力自動變頻。

四、控制畫面及相關(guān)要求

控制畫面由西門子WINCC監(jiān)控軟件完成，實現(xiàn)功能的同時保證美觀大方，并可根據(jù)現(xiàn)場實際進行相應(yīng)調(diào)整，靈活方便，并于同為西門子公司的SMATIC S7-400有很好的兼容性，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全通暢。

1、監(jiān)控系統(tǒng)功能

系統(tǒng)之間連鎖功能，按設(shè)計要求或生產(chǎn)設(shè)備廠家提供的工藝要求實現(xiàn)。完成凈水器、過濾器及連帶泵組的自動控制過程控制和監(jiān)視，實現(xiàn)加藥裝置、冷卻塔、消防水泵系統(tǒng)的通訊連接和監(jiān)控功能，高壓電機啟停及連鎖控制功能。

2、監(jiān)控系統(tǒng)畫面

系統(tǒng)畫面包括全部工藝設(shè)備畫面，過濾器畫面，凈水器畫面，加藥裝置畫面，儀表參數(shù)畫面，報警畫面，趨勢畫面和報表畫機

五、結(jié)束語

本系統(tǒng)自動化程度高，數(shù)據(jù)采集量大，網(wǎng)絡(luò)連接形式靈活，系統(tǒng)可靠性要求較高。但通過采用SIEMENS產(chǎn)品和技術(shù)，系統(tǒng)基本達到設(shè)計要求，運行效果較好。

篇9

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；循環(huán)水系統(tǒng)；應(yīng)用分析

1、基本概況

循環(huán)水系統(tǒng)的主要作用是冷卻汽機低壓缸排氣溫度，降低低壓缸排氣壓力，使得主蒸汽在通過汽輪機時最大限度的釋放能量做功轉(zhuǎn)化為汽輪機旋轉(zhuǎn)的機械能用于驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。循環(huán)水泵的作用是將冷卻水壓入凝汽器中與作過功的過熱蒸汽進行熱交換，降低汽輪機末端排壓。吸收熱量的循環(huán)水被輸送至冷卻塔后峨淋，經(jīng)逆流自然通風(fēng)冷卻后循環(huán)使用。

長期以來，人多數(shù)機組的循環(huán)水系統(tǒng)采用開停泵方式運行。通常存在循環(huán)水系統(tǒng)開一臺流量不夠，開兩臺流量過大的情況，夏季運行流量卻不足等現(xiàn)象。這就無法保證機組的長期經(jīng)濟性穩(wěn)定運行，而且一直以來沒有合理的控制和調(diào)節(jié)手段，無法實現(xiàn)循環(huán)泵的功耗跟隨機組負荷調(diào)整，循環(huán)泵能耗居高不下。

如何實現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的經(jīng)濟、可靠運行，降低循環(huán)水系統(tǒng)在機組低負荷下的能耗水平，成為一個重要的研究課題。隨著機組密封技術(shù)和運行效率評價體系的完善，變頻調(diào)速技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，使得采用自動運行方式控制凝汽器真空實現(xiàn)機組的經(jīng)濟遠行成為可能。

在循環(huán)水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)機組負荷大小、不同季節(jié)的環(huán)境溫度變化等兇素，合理控制循環(huán)水流量維持凝汽器排汽壓力最佳真空度，主要可以在以下幾個方面取到良好的效果：

(1)提高機組運行效率，降低煤耗水半。

(2)降低循環(huán)水泵單耗，節(jié)約大量電能。

(3)降低冷卻塔循環(huán)水蒸發(fā)量損失。

(4)避免冬季冷卻塔回水溫度過低，結(jié)冰等問題。

2、系統(tǒng)分析

通過對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備及運行工藝分析，結(jié)合變頻技術(shù)在環(huán)環(huán)水系統(tǒng)中應(yīng)用和產(chǎn)生的影響，進行針對性的分析論證。

2.1　循環(huán)水泵調(diào)速

在循環(huán)水泵上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，主要是用于機組在額定負甜以下運行時，循環(huán)泵運行參數(shù)向下調(diào)整的需要。即：運行頻率在≤50Hz范圍內(nèi)調(diào)整。通過對循環(huán)泵、管網(wǎng)特性曲線和機組流量需求情況分析，循環(huán)泵的流量調(diào)整空間有限；且轉(zhuǎn)速下降時流量降低，壓力降低幅值不大，不會產(chǎn)生較大影響、系統(tǒng)能夠接受循環(huán)泵在一定的范同內(nèi)實現(xiàn)調(diào)速方式運行。

2.2　凝汽器真空度及最有利真空的實現(xiàn)

真空度是指凝汽器的真空值與當(dāng)?shù)卮髿鈮旱谋戎档陌俜謹(jǐn)?shù)，也就是我們控制循環(huán)水系統(tǒng)的直接影響變量，是影響發(fā)電機組經(jīng)濟效益的重要參數(shù)。由于二次蒸汽在凝汽器中與冷卻水進行熱交換凝結(jié)成水時，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，體積迅速變化，這就在凝汽器內(nèi)形成高度真空，同時在汽輪機的排汽口建立并保持高度真空，使進入汽輪機的蒸汽能膨脹到盡可能低的壓力，提高了蒸汽對汽輪機的做功能力。

在實際的工程應(yīng)用中，采用汽輪機效率(N1)和循環(huán)水泵的運行電耗(N 2)達到最佳經(jīng)濟性運行的實現(xiàn)方法上，很難通過函數(shù)運算和過程控制的方式來達到機組最佳經(jīng)濟效果。通常采用汽輪機在出廠時確定的最佳背壓范圍米作為控制的目標(biāo)，從而改善機組運行工藝參數(shù)，實現(xiàn)凝汽器壓力隨機組負荷變化，經(jīng)濟性運行。因此，在循環(huán)泵中采用變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)最佳控制，就需要提出更新的控制策略，而采用熱力動態(tài)平衡理論，則有助于系統(tǒng)優(yōu)化控制的實現(xiàn)。

2.3　凝結(jié)水的過冷卻度問題

凝結(jié)水過冷會產(chǎn)生不町逆的汽源損失，是一項影響經(jīng)濟性的小指標(biāo)。正常運行時，凝汽器過冷度一般為0.5-2℃。凝汽器過冷卻度每升高1℃，熱耗增加0.014％，過商會導(dǎo)致煤耗水平增加。導(dǎo)致凝結(jié)水過冷的兇素也很多，其中循環(huán)水的流最及入口溫度對凝結(jié)水的過冷具有明顯影響。需在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程中考慮此問題，使得機組綜合經(jīng)濟指標(biāo)取得最佳。

2.4　冷卻塔蒸發(fā)水量損失與冬季結(jié)冰問題

在一定的環(huán)境溫度下，冷卻塔的主要水量損失豐要取決于循環(huán)水流量及冷卻水出人口溫度端差。也就是說，合理榨制冷卻塔循環(huán)水流量及冷卻水出人口溫度端差能夠有效降低冷卻塔水量損失。在循環(huán)水變頻控制系統(tǒng)滿足凝汽器真空的前提下，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)水運行。在北方冬季由于氣候寒冷，環(huán)境溫度接近0℃時，常常會出現(xiàn)冷卻塔局部結(jié)冰現(xiàn)象。在冷卻塔的進風(fēng)口結(jié)成冰簾從而減小進風(fēng)而積，導(dǎo)致進風(fēng)量下降，影響冷卻塔的運行效果。在冷卻塔內(nèi)部甚至?xí)斐商盍纤?，塔體內(nèi)混凝由于多次凍融而影響使用壽命。為了避免在冬季氣溫較低時出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，在循環(huán)水系統(tǒng)的控制中增加防凍控制子系統(tǒng)；控制凝汽器的回水溫度，可有效避免在冷卻塔蒸發(fā)降溫后出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。

3、系統(tǒng)控制方案

該控制策略采用多參量計算、單一量平衡算法，通過改變循環(huán)泵流量控制凝汽器真空，同時將能量守恒定律和熱力學(xué)傳導(dǎo)理論引入到循環(huán)水系統(tǒng)的控制策略當(dāng)中。從而，使得循環(huán)泵的流量控制不再以單純的凝汽器真空作為控制目標(biāo)。將機組負荷變化對凝汽器真空的不同要求，冷卻循環(huán)水的運行端差，環(huán)境溫度等參數(shù)作為主調(diào)節(jié)回路的綜合調(diào)節(jié)指標(biāo)。在滿足機組運行對凝汽器真空要求的同時，降低凝結(jié)水過冷度，把冷卻循環(huán)水的運行端差控制在合理范圍內(nèi)。從而，起到降低機組煤耗和冷卻塔蒸發(fā)

為了，保證機組在不同負荷下經(jīng)濟、安全運行，機組在設(shè)計和運行中有一條負荷與排氣壓力的關(guān)系曲線。在原有的運行模式下，循環(huán)水系統(tǒng)依靠開停方式調(diào)節(jié)，經(jīng)濟性無法保證，只能通過循環(huán)水維持凝汽器真空盡可能低值運行，該曲線主要用于機組保護。在循環(huán)水控制應(yīng)用中，將該曲線作為調(diào)節(jié)的參考量，進行保守值控制。

通過熱力學(xué)傳導(dǎo)理論可知：進行熱交換過程并非是溫度差值越大越好，也不是流量越多越好，而是將溫度端差控制在4.5-6.5℃范圍內(nèi)，實現(xiàn)5℃左右的出入口端差調(diào)節(jié)對于熱交換系統(tǒng)才是最經(jīng)濟的。溫度差值大，系統(tǒng)熱交換效能下降，交換介質(zhì)流量過高，運行成本增加，但是并不能帶來更好的效果。在保證凝汽器真空的同時，根據(jù)季節(jié)差異調(diào)節(jié)循環(huán)水流量，將出人口

考慮到夏天氣溫高，機組滿負荷時需求量大，可以通過變頻技術(shù)發(fā)揮循環(huán)泵的潛在空間充分提高系統(tǒng)經(jīng)濟性指標(biāo)；冬季氣溫低，容易導(dǎo)致凝結(jié)水過冷、冷卻塔結(jié)冰等因素，可以充分利用變頻的調(diào)節(jié)范圍寬、響應(yīng)速度快等特性滿足低負荷運行需要。在控制策略的設(shè)計中，取接近算法，以真空指標(biāo)為主，兼顧輔助控制學(xué)標(biāo)，從而使系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中具備了多樣性和靈活性，避免調(diào)節(jié)過程波動大，真空指標(biāo)不穩(wěn)，影響機組運行安全和機組效

結(jié)束語

篇10

關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍 水 微循環(huán) 水凈化

中圖分類號：G4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0199-02

近年來，國際上對淡水資源保護與利用的關(guān)注度逐漸提高，淡水資源的循環(huán)與凈化也日益為人們所關(guān)注，國內(nèi)外市場上水循環(huán)裝置的設(shè)計研究也成為一個熱潮。通過調(diào)查國內(nèi)外市場上的水循環(huán)設(shè)備得知，目前市場上主要存在的水循環(huán)裝置多采用水泵來實現(xiàn)水資源的循環(huán)使用，設(shè)計復(fù)雜且能源消耗較大。為改善此情況，結(jié)合高校宿舍現(xiàn)狀，該文探討了一個水循環(huán)利用的系統(tǒng)設(shè)計。

1 系統(tǒng)設(shè)計

這是一個結(jié)合過濾、儲水、微循環(huán)、再利用等特點的節(jié)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為具有過濾和儲水功能的水箱以及管道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，具體如下：每個宿舍衛(wèi)生間安裝一個儲水裝置（水箱），通過管道系統(tǒng)將上一樓層的洗衣、洗漱用水存儲起來，經(jīng)過水箱中過濾裝置的簡單處理后可用于沖便池，起到廢水循環(huán)再利用的節(jié)水目的。

1.1 系統(tǒng)的原理

該系統(tǒng)設(shè)計大、小兩個水箱同時工作，大水箱位于上方，用來儲存上層樓的洗漱用水并通過過濾裝置過濾后流向下方小水箱中，由小水箱控制便池沖水（如圖1所示）。當(dāng)小水箱內(nèi)水量不足6升時，自來水由進水口進入小水箱，直到水位到達浮球控制水位，實現(xiàn)便池沖水的目的。

1.2 過濾及儲水系統(tǒng)設(shè)計

以該校區(qū)四人宿舍為例，一個宿舍用來沖廁所的水量每天約為100 L，考慮到用水時段并不均勻，結(jié)合衛(wèi)生間的具體情況，把大水箱容積設(shè)定為300 L，可達到儲存廢水的目的。

為避免上層樓廢水中存在的雜質(zhì)堵塞管道，大水箱內(nèi)部設(shè)計有兩重過濾措施（如圖2）。首先，水箱內(nèi)部裝有可拆卸的過濾網(wǎng)和導(dǎo)流板將水箱分為上下兩個部分，廢水從水箱上部流經(jīng)過濾網(wǎng)后再由導(dǎo)流板流入下半部分，若因雜質(zhì)過多，過濾網(wǎng)被堵住，廢水可以從濾網(wǎng)頂部經(jīng)過一段裝有弧形過濾網(wǎng)的滑道流入下部，過濾網(wǎng)可由滑道隨時取出清洗。其次，為了防止一些固體雜質(zhì)沉積在箱底，將箱底設(shè)計成裝有可開蓋子的斜面，水箱放水后即可打開蓋子進行清洗。

1.3 管道系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計

該系統(tǒng)所有部件都建立在原有給排水管道之上，不破壞現(xiàn)有管道功能。大水箱的進水口與上層樓下水管道相連通，小水箱出水口與原有便池進水自來水管道相連通。連通道部件（如圖3所示），可通過開關(guān)恢復(fù)原有給水管道的運行。同時，蓄水箱頂部還設(shè)有通向下層樓蓄水箱的溢流管道，使整層樓的蓄水箱連為一體，當(dāng)上層水過多時廢水經(jīng)溢流管道自動流向下層水箱，而當(dāng)最底層的蓄水箱裝滿時廢水將通過下水管道流走。在考慮到以上問題的基礎(chǔ)上，每個水箱都還有通向所在洗手間下水道的管道，當(dāng)出現(xiàn)上述裝置解決不了的問題時，還可以將水全部排進下水道。

1.4 系統(tǒng)特色

綜合以上系統(tǒng)的設(shè)計，可總結(jié)出該系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點：（1）各宿舍水箱互聯(lián)，增大儲水量，提高廢水利用率，節(jié)水效果顯著；（2）不破壞現(xiàn)有給排水系統(tǒng)，且改進后的系統(tǒng)能隨時啟用；（3）不占用額外空間，不影響原有建筑結(jié)構(gòu)；（4）有濾網(wǎng)和蓄水箱底部的蓋子雙重過濾，且方便清理維護；（5）不靠其它能源維持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，節(jié)能減排；（6）水箱間相互聯(lián)通的管道上有開關(guān)，單個水箱的破壞不會影響其它水箱的正常使用。

2 結(jié)語

經(jīng)統(tǒng)計，該校區(qū)學(xué)生宿舍通過洗手池浪費的水資源約達20萬噸/年，這些水完全可以被循環(huán)利用于沖便池中。根據(jù)實驗，本系統(tǒng)裝置的節(jié)水率約為70%，若沖便池用水經(jīng)過本裝置全部由衛(wèi)生間產(chǎn)生的廢水提供，則全校區(qū)每年至少可節(jié)約4萬噸水，按常州市自來水費每噸3.07元計，則每年至少可節(jié)約水費12萬元。

參考文獻

[1] 姜文源.建筑給排水技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨向[J].給水排水，2007（S2）：5-17.