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

篇1

各個(gè)泵站控制柜內(nèi)配置S7-200PLC，使各泵可以單獨(dú)控制和調(diào)試，同時(shí)增加Profibus-DP通訊卡，與主站S7-300通過(guò)Profibus-DP總線通訊，方便主控制室的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。進(jìn)、排漿泵控制系統(tǒng)選用S7-200PLC完成就地控制。S7-200PLC對(duì)電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)，軸封水泵，管道上的電磁閥、壓力傳感器，柜內(nèi)通風(fēng)冷卻，變頻保護(hù)等設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視與控制，并將各狀態(tài)通過(guò)內(nèi)部總線輸入至通訊模塊后由Profibus-DP總線與主控制臺(tái)進(jìn)行通訊，主控制臺(tái)再將進(jìn)、排漿泵系統(tǒng)的電流、電壓、轉(zhuǎn)速以及泵和閥的啟停操作、速度調(diào)節(jié)等運(yùn)行狀態(tài)在HMI工作畫面上顯示與控制。

各泥漿泵控制柜、閥門控制箱、地面監(jiān)控站為從站結(jié)構(gòu)，選用S7-200PLC控制，各泥漿泵控制柜、閥門控制箱放置于各泥漿泵、閥門旁邊，其中一個(gè)閥門控制箱作為本地控制，地面監(jiān)控站設(shè)在地面監(jiān)控室。各套控制系統(tǒng)通過(guò)ProfibusDP現(xiàn)場(chǎng)總線與主站通訊。地面監(jiān)控站采用S7-200PLC+Profibus-DP模塊+計(jì)算機(jī)終端，同步顯示遠(yuǎn)程控制站的泵、閥運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)且僅當(dāng)遠(yuǎn)程控制站切換為地面控制時(shí)，地面監(jiān)控站具有操控泵、閥的控制功能，同時(shí)遠(yuǎn)程控制失去控制功能。

從站PLC主要完成泵、閥門信號(hào)及操控狀態(tài)的采集和處理，過(guò)程參數(shù)的設(shè)定和監(jiān)視，過(guò)程控制，設(shè)備的連鎖控制，報(bào)警檢測(cè)等控制。通過(guò)Profibus-DP總線與主控制站進(jìn)行通訊，操作人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作站對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作控制和監(jiān)視系統(tǒng)工作狀況。每套設(shè)備機(jī)旁設(shè)有操作面板，操作人員可以在本地進(jìn)行控制和維護(hù)。另外，系統(tǒng)設(shè)置有開(kāi)挖艙液位、壓力和流量監(jiān)視功能，并能夠自動(dòng)將液位控制在設(shè)定范圍，實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)控制。

泥漿泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部選用交流電機(jī)，交流電機(jī)的調(diào)速控制均采用schnielderAltivar71變頻器+Profibus-DP通訊卡+S7-200PLC，變頻器的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)及遠(yuǎn)程調(diào)速控制均由Profibus-DP通訊卡與主站直接通信，ATV71系列是第一代采用DTC技術(shù)的變頻器，它能夠通過(guò)開(kāi)環(huán)方式對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)確控制（圖3），而且動(dòng)態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)優(yōu)于PWM閉環(huán)控制指標(biāo)[2]。采用Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)和西門子S7系列PLC搭建整個(gè)系統(tǒng)，總線采用2芯5類電纜作為傳輸介質(zhì)，通訊速度可以達(dá)到12MBP，為解決長(zhǎng)距離盾構(gòu)隧道掘進(jìn)通訊信號(hào)傳輸衰減及隧道內(nèi)用電安全等問(wèn)題，采取在每個(gè)本地控制柜增加光電隔離中繼放大器的措施。

篇2

1.1水資源概況

大連市位于歐亞大陸東岸,中國(guó)東北遼東半島最南端。根據(jù)大連市第2次水資源評(píng)價(jià)成果,全市多年平均地表水資源量為32.70億m3,折合徑流深260.06mm,地下水資源量為7.27億m3,境內(nèi)人均水資源僅為全國(guó)水平的1/5,特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的金州以南地區(qū)人均占有量?jī)H有116m3,遠(yuǎn)低于世界公認(rèn)的人均水資源占有量1000m3的生存最低標(biāo)準(zhǔn),多次出現(xiàn)嚴(yán)重缺水的緊張局面。且大連地區(qū)的海水入侵現(xiàn)狀比較嚴(yán)重,不僅加劇了水資源緊缺形勢(shì),而且?guī)?lái)了水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)破壞。大連地區(qū)受氣候影響,降水時(shí)空分布階段性明顯、時(shí)空分布不均、局部地區(qū)強(qiáng)降雨或雷陣雨場(chǎng)次偏多而且強(qiáng)度偏大,降水過(guò)程主要集中在6~8月份,約占全年降水量的60%~70%,容易形成春旱秋澇。地表徑流和降水量空間分布由西南向東北遞增,河流獨(dú)流入海,現(xiàn)有水利工程調(diào)蓄工程較少,目前大連市地表水的攔截率僅為24.5%,地表徑流利用率不高,每年絕大部分的水資源以汛期洪水方式白白流入渤海。

1.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀

大連市下轄現(xiàn)設(shè)6區(qū)3市1縣,土地面積12574km2,2009年末全市常住人口617萬(wàn)人,全市戶籍人口584.8萬(wàn)人,其中非農(nóng)業(yè)人口357.8萬(wàn)人,占總?cè)丝诘?1.2%。國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng),2009年全市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值4417.7億元。其中,第一產(chǎn)業(yè)增加值313.4億元;第二產(chǎn)業(yè)增加值2314.8億元;第三產(chǎn)業(yè)增加值1789.5億元,增長(zhǎng)率分別為7.8%,16.5%和14.6%。3次產(chǎn)業(yè)構(gòu)成比例為7.1∶52.4∶40.5,對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率分別為3.5%,55%和41.5%。按常住平均人口計(jì)算,全市人均生產(chǎn)總值由2008年的63198元增加到71833元。隨著綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的持續(xù)增強(qiáng),大連市用水效率明顯提高,人均用水量、萬(wàn)元GDP用水量、農(nóng)田灌溉畝均用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量,這些指標(biāo)的用水效率均比全國(guó)平均水平低。

2水資源承載力模型建立

2.1模型的建立

2.1.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)稱SD(SystemDynalnics),以反饋控制理論為基礎(chǔ),以數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為手段,研究復(fù)雜系統(tǒng)的行為,可用來(lái)定性和定量地剖析歷史、分析現(xiàn)在和研究未來(lái),是實(shí)現(xiàn)決策科學(xué)化和經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)代化的有力手段。它最為突出的優(yōu)點(diǎn)是處理周期性、長(zhǎng)期性、高階、非線性、時(shí)變的問(wèn)題。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的問(wèn)題是動(dòng)態(tài)的,系統(tǒng)中所包含的變量是隨時(shí)間變化的,因此模型可以模擬系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)行中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。目前,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)已成功應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)復(fù)雜大系統(tǒng)的許多戰(zhàn)略與決策分析中。水資源承載力涉及面廣、內(nèi)容復(fù)雜,普通方法受線性約束不能清楚地把握系統(tǒng)的各種反饋關(guān)系,只能追求最優(yōu)解。而SD方法將復(fù)雜系統(tǒng)分為若干子系統(tǒng),再對(duì)選用的每個(gè)決策變量設(shè)定各種方案,通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)之間相互關(guān)系的分析,模擬不同發(fā)展戰(zhàn)略得出水資源利用與各子系統(tǒng)之間的變化趨勢(shì)。

2.1.2模型設(shè)計(jì)思路

大連是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的城市,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)水資源的需求量持續(xù)增長(zhǎng),再加上干旱等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,使已經(jīng)有限的水資源更加短缺。為避免生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水和生態(tài)用水之間的沖突,如何在有限的水資源條件下,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,是一個(gè)迫在眉睫的任務(wù),也是模型設(shè)計(jì)的目的。假設(shè)大連市城市化水平保持較快速度上升,對(duì)應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)也高速發(fā)展,而其用水模式保持目前水平,如按萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量保持目前的下降趨勢(shì),生活需水量和生態(tài)需水量保持目前的增加趨勢(shì)不變等。在這樣的前提下,預(yù)測(cè)大連市未來(lái)需水情況,然后與可供水資源量進(jìn)行比較,得出未來(lái)大連市目前用水模式下,是否能承載社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

2.1.3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的本質(zhì)是一階微分方程組[3]。在SD模型中狀態(tài)方程系統(tǒng)描述了水準(zhǔn)(狀態(tài))變量(流位)的變化規(guī)律,用歐拉法數(shù)值積分表示,其一般形式為:L.K=L.J+DT(IR.JK-OR.JK)式中,L.K,L.J分別為K,J時(shí)刻的狀態(tài)變量;IR.JK,OR.JK分別表示流入速率與流出速率,K表示現(xiàn)在時(shí)刻,J表示與K相鄰的前一時(shí)刻,DT是步長(zhǎng)且DT=JK。

2.1.4模型結(jié)構(gòu)及流圖分析結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究問(wèn)題的主要特點(diǎn)和大連市的實(shí)際情況,將系統(tǒng)邊界定在大連市土地面積范圍內(nèi),對(duì)重要用水環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)分析后,采用SD專用模型Vensim建立包含人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源4個(gè)子系統(tǒng)的大連市水資源承載力SD流圖。模型中主要變量為狀態(tài)變量和速率變量,狀態(tài)變量為總?cè)丝?、工業(yè)總產(chǎn)值、道路面積、農(nóng)業(yè)灌溉面積、綠地面積、節(jié)水灌溉面積、第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值,每一狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)相應(yīng)的速率變量。

(1)人口子系統(tǒng)。本文總?cè)丝跀?shù)主要考慮的是常住人口,它主要受機(jī)械增長(zhǎng)率、自然增長(zhǎng)率的影響,常住人口由城鎮(zhèn)人口和農(nóng)業(yè)人口兩部分組成,人口子系統(tǒng)的主要變量包括總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)人口和農(nóng)村人口3部分,以人口總數(shù)為狀態(tài)變量。該模塊主要研究人口數(shù)量的變化及其變化對(duì)生活需水量的影響。

(2)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)用第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)來(lái)表示,其中第一產(chǎn)業(yè)主要指農(nóng)業(yè),第二產(chǎn)業(yè)主要是工業(yè)。該子系統(tǒng)的主要變量分別由農(nóng)田灌溉面積、工業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值與農(nóng)田畝均灌溉用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值耗水量、萬(wàn)元第三產(chǎn)業(yè)增加值耗水量?jī)山M數(shù)值相對(duì)應(yīng)的乘積求出。

(3)環(huán)境子系統(tǒng)。環(huán)境子系統(tǒng)包括城市環(huán)境和污水兩部分,城市環(huán)境用水包括全市綠化用水、市區(qū)及近郊沖刷道路用水,污水部分由生活污水和工業(yè)廢水排放量組成。污水總量由城市污水排放量與排污系數(shù)決定,選取污水處理率和污水回用率作為不同的政策輸入。

(4)資源子系統(tǒng)。水資源量主要包含地表水供水量、地下水供水量、雨水、海水淡化供水量。

2.1.5模型調(diào)試模型直觀檢驗(yàn)和運(yùn)行檢驗(yàn)由軟件自動(dòng)完成,以2004年為基準(zhǔn)年,模擬步長(zhǎng)為1a,將2005~2009年的仿真結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)相比較進(jìn)行一致性檢驗(yàn),若誤差小于5%,則認(rèn)為模型正確,否則對(duì)模型進(jìn)行修改或調(diào)整。由表1可以看出模擬結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)擬合誤差均小于5%,表明模型結(jié)構(gòu)合理,能反映大連市水資源承載力的特征,能夠模擬實(shí)際系統(tǒng),有較高的可信度。

2.2方案設(shè)計(jì)和結(jié)果分析

2.2.1方案設(shè)計(jì)

為了比較和探討未來(lái)50a大連市水資源承載力在不同策略下的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程,本文設(shè)計(jì)了4種方案。方案1:現(xiàn)狀延續(xù)型。即不采取任何措施,保持現(xiàn)有狀況不變。方案中各決策變量指標(biāo)值維持現(xiàn)有發(fā)展趨勢(shì)。方案2:經(jīng)濟(jì)發(fā)展型。強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性,把經(jīng)濟(jì)發(fā)展放在重中之重的位置。為此,把工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)速度一度調(diào)整到大連市2001~2009年工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)率的最快值23%,把2025年的城市化率提高到85%,其他參數(shù)與方案一相同。方案3:節(jié)水型。此方案強(qiáng)調(diào)水資源和環(huán)境保護(hù)的重要性,要求在合理開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)水資源的前提下發(fā)展經(jīng)濟(jì)。因此在方案1的基礎(chǔ)上,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,抑制城市人口的過(guò)快增長(zhǎng),提高污水處理及回用率,降低居民生活用水量及農(nóng)田灌溉用水定額,增加農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積。根據(jù)預(yù)測(cè),2025年工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)率控制在10%,城市化率提高至75%,工業(yè)用水重復(fù)利用率提高到95%,污水處理率提高至100%,污水回用率提高至70%。把節(jié)水灌溉增長(zhǎng)率提高至9%,其他參數(shù)指標(biāo)維持不變。方案4:協(xié)調(diào)發(fā)展型。在建設(shè)節(jié)水型城市前提下,綜合考慮以上3種方案各自的特點(diǎn),要求兼顧經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。此方案污水處理率、回用率、重復(fù)利用率、廢水排放系數(shù)等均與方案2相同,城市化水平、經(jīng)濟(jì)、灌溉面積適度增長(zhǎng)。2010年到2015年工業(yè)增速為12%,其后保持5%的增速,其他參數(shù)指標(biāo)維持不變。

2.2.2結(jié)果分析

選取模型中的城鎮(zhèn)人口、工業(yè)總產(chǎn)值、污水排放總量、水資源供需差額4個(gè)主要變量進(jìn)行不同方案的對(duì)比。根據(jù)不同方案下4個(gè)主要變量的模擬結(jié)果(表2),比較4種仿真方案,選取可提高大連市水資源承載力的優(yōu)化方案。在方案1的模式下,2025年大連市總需水量達(dá)到36.93億m3,可供水量為17.43億m3,水資源供需差額達(dá)19.48億m3,污水總量為16.42億m3。此時(shí)水資源短缺問(wèn)題、環(huán)境污染問(wèn)題將嚴(yán)重影響大連市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,如何合理開(kāi)發(fā)和利用水資源、提高污水處理及回用率是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。在方案2的模式下,工業(yè)總產(chǎn)值增速大于其他3種方案,2025年工業(yè)總產(chǎn)值模擬值達(dá)到22053.36億元,城市人口達(dá)到513.013萬(wàn)人,工業(yè)總產(chǎn)值及人口數(shù)量的增加不僅加大了對(duì)水資源的需求量,工業(yè)廢水、生活污水排放量也急劇增加。由于污水治理投資的限制,2025年大連市總需水量達(dá)41.38億m3,水資源供需差額達(dá)23.94億m3,污水總量達(dá)19.31億m3。環(huán)境污染嚴(yán)重,大連市的缺水形勢(shì)更加嚴(yán)峻,水資源承載力更加脆弱,此方案也不可取。在方案3模式下,減緩工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)速度,降低萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量,提高工業(yè)用水重復(fù)利用率,使得工業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源的需求量大幅度降低;對(duì)環(huán)境保護(hù)的投資加大,2025年污水處理率和污水回用率分別達(dá)到100%和80%;居民人均生活用水量及農(nóng)田灌溉畝均用水量的降低,也使得生活需水量及農(nóng)業(yè)需水量大大減少,到2025年大連市總需水量?jī)H為16.89億m3,可供水量大于總需水量,水資源盈余0.54億m3;污水總量減少至8.34億m3,同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)總值到達(dá)到7489.23億元?？梢?jiàn)方案3中大連市的水資源基本上得到了合理開(kāi)發(fā)和利用。在方案4的模式下,按照協(xié)調(diào)發(fā)展原則,不以環(huán)境的犧牲換取發(fā)展的經(jīng)濟(jì),適當(dāng)限制經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度,同時(shí)加大污水處理、污水回用的投資力度,在建設(shè)節(jié)水型城市前提下,努力提高污水利用率。到2025年大連市總需水量為18.74億m3,可供水量為18.86億m3,缺水量?jī)H0.106億m3,基本實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡,大連市不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水現(xiàn)象。雖然方案4與方案3,都可保證大連市到2025年不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水問(wèn)題,但方案4的工業(yè)產(chǎn)值可達(dá)到8521.08億元,污水總量?jī)H為7.25億m3,表明方案4是提高大連市水資源承載力的最可行方案。由此可看出,要提高大連市水資源承載力,使大連市未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)走上水資源可持續(xù)發(fā)展的道路,就必須建立起以水資源保障為基礎(chǔ)、以建設(shè)節(jié)水型社會(huì)為核心、以水生態(tài)環(huán)境保護(hù)為根本、以非常規(guī)水充分利用為重點(diǎn)的“循環(huán)水務(wù)”體系。

3循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的構(gòu)建

3.1構(gòu)建思路

循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的構(gòu)建應(yīng)貫穿于水資源開(kāi)發(fā)利用的供、用、排環(huán)節(jié)中,統(tǒng)籌兼顧,全面考慮[1]。主要包括:在水資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中,注重合理開(kāi)發(fā),由傳統(tǒng)水源開(kāi)發(fā)逐步向非傳統(tǒng)水源開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)移,充分利用一切可利用的水資源,并通過(guò)水資源的優(yōu)化配置對(duì)水資源進(jìn)行合理調(diào)配;在利用過(guò)程中,注重節(jié)水用水,提高水資源利用率,同時(shí)注重各類水資源的回收利用,減少?gòu)U、污水的產(chǎn)生;在廢、污水排放時(shí),以無(wú)害化為標(biāo)準(zhǔn),使最終進(jìn)入自然界水體的廢、污水對(duì)生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成影響,同時(shí)盡可能地使廢、污水資源化,為增加供水量提供保障。

3.2構(gòu)建方法

3.2.1實(shí)施分質(zhì)供水,構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)動(dòng)脈鏈

在大連地區(qū)通過(guò)淡水管線、海水管線和中水管線實(shí)行分質(zhì)供水,集雨設(shè)施和雨水管線供水根據(jù)實(shí)際情況采用就近原則。根據(jù)各單位的生產(chǎn)工藝和地理位置,在單位內(nèi)部和單位之間,實(shí)施水資源的梯級(jí)利用和分質(zhì)利用。以海水為例,通過(guò)海水淡化、海水直接利用兩種方式形成與工業(yè)相關(guān)聯(lián)的海水動(dòng)脈鏈。

3.2.2通過(guò)廢水回用,構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)靜脈鏈

廢水的處理和回用方式有:內(nèi)部直接回用、內(nèi)部處理后回用和處理后排入城市污水管線3種方式。在有條件的工企業(yè)、居民區(qū)和其他單位設(shè)立污水處理站,對(duì)自身產(chǎn)生廢水內(nèi)部進(jìn)行處理和回用。城市污水處理廠對(duì)排入城市污水管線的各類廢水進(jìn)行統(tǒng)一處理,部分以中水回用的方式由中水管線進(jìn)入城市供水系統(tǒng),剩余的污水在達(dá)準(zhǔn)后排入自然界水體。

3.2.3利用水資源信息系統(tǒng),構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)

綜合大連市水資源情況,建立水資源信息系統(tǒng)平臺(tái)(水資源信息庫(kù)、水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境用水狀況數(shù)據(jù)庫(kù)),及時(shí)、準(zhǔn)確、客觀地反映水資源狀況,并科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)水資源變化趨勢(shì)。通過(guò)水資源信息系統(tǒng),對(duì)各種水資源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度,構(gòu)建循環(huán)水資源經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)體系,最大限度地開(kāi)發(fā)水資源潛力,使有限的水資源發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。

4實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的途徑

4.1節(jié)約用水,實(shí)現(xiàn)水資源利用的減量化節(jié)約用水是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的減量化原則的體現(xiàn),是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建立水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。節(jié)約用水不但可以提高水資源利用效率,減少需水量,還可以減少?gòu)U水排放量,保護(hù)水環(huán)境。

4.1.1農(nóng)業(yè)節(jié)水

根據(jù)大連市水資源條件調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),擴(kuò)大耐旱作物種植面積。推廣農(nóng)業(yè)科技,鼓勵(lì)、引導(dǎo)和扶持農(nóng)戶種植產(chǎn)出高、耗水低的農(nóng)產(chǎn)品。改進(jìn)古老的大水漫溉方式,采用節(jié)水的噴灌、微灌等新灌溉技術(shù)以及抗旱補(bǔ)灌技術(shù)。加大節(jié)水工程改造力度,降低無(wú)效損耗。利用各種綜合節(jié)水措施,如生物節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、工程節(jié)水和管理節(jié)水等技術(shù),提高農(nóng)業(yè)水利用效率。

4.1.2工業(yè)節(jié)水

推廣風(fēng)力發(fā)電、水源熱泵等10大節(jié)水產(chǎn)業(yè),扶持生物工程、電子信息等10大高新產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目,加快工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局調(diào)整。以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)用水工藝,降低大連市工業(yè)產(chǎn)品的萬(wàn)元增加值耗水率,降低工業(yè)廢水的排放量。大力發(fā)展生產(chǎn)工藝節(jié)水技術(shù)、工業(yè)循環(huán)用水技術(shù)和其他節(jié)水技術(shù)。

4.1.3生活節(jié)水

最重要和最基礎(chǔ)的節(jié)水途徑是加強(qiáng)節(jié)水的宣傳教育,讓人們意識(shí)到節(jié)水的重要性,形成節(jié)水的社會(huì)意識(shí),樹(shù)立正確的節(jié)水觀念,改變生活中的不良用水行為和習(xí)慣。在居民日常生活、公共服務(wù)設(shè)施,以及環(huán)境綠化等方面,推廣節(jié)水器具的應(yīng)用,從根本上抑制或消除不合理用水。

4.2開(kāi)發(fā)新水源,實(shí)現(xiàn)水資源再循環(huán)

4.2.1跨流域調(diào)水

為解決大連市水資源短缺問(wèn)題,大連市累計(jì)投資近百億元,相繼完成了引碧、引英入連等蓄輸水工程,有效地緩解了水資源供需矛盾。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,水資源問(wèn)題仍是大連市一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。但自引英入連工程結(jié)束后,大連境內(nèi)已無(wú)較大規(guī)模的水利工程,且水資源利用率已達(dá)40%以上(世界公認(rèn)的警戒線為40%),水資源開(kāi)發(fā)已達(dá)極根。境外調(diào)水已成為大連解決水資源保障問(wèn)題的必由之路。目前,大連市正著手投巨資實(shí)施大伙房水庫(kù)向大連輸水和引洋入連供水工程。

4.2.2污水回用

在實(shí)現(xiàn)水資源利用“減量化”的基礎(chǔ)上,污水回用能夠有效提高水資源的利用率。大連市已投入運(yùn)行的大型污水集中處理廠14座,總設(shè)計(jì)處理能力87.3萬(wàn)m3/d,年末污水集中處理率超過(guò)90%。把污水作為非常規(guī)水資源,將達(dá)標(biāo)排放變?yōu)殚_(kāi)發(fā)利用為主,使污水處理率和中水回用率分別提高到70%和50%以上,對(duì)緩解城市供水短缺無(wú)疑會(huì)起很大作用。工業(yè)方面,在企業(yè)內(nèi)部實(shí)施清潔生產(chǎn),消減新鮮水用量和廢水排放量,實(shí)現(xiàn)水資源利用效率的最大化。在企業(yè)間層面,為各企業(yè)內(nèi)部無(wú)法充分利用或難以利用的排水尋找下游消費(fèi)者,實(shí)現(xiàn)工業(yè)共生的循環(huán)模式,進(jìn)一步調(diào)高整個(gè)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的用水效率。除了工業(yè)環(huán)節(jié)的污水再利用,還要在社會(huì)層面實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的循環(huán)利用,把污水回用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境包括地下回灌等,從而充分實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

4.2.3雨水資源化利用

雨水資源化利用,也是節(jié)水的新渠道。在認(rèn)真調(diào)研、確認(rèn)可行的前提下,大力推廣集雨工程建設(shè)。城市雨水利用的途徑主要包括加大雨水就地滲入量、雨水儲(chǔ)蓄量,興建攔截和蓄存雨水的設(shè)施及利用雨水回灌。在城市,居民小區(qū)利用工程集水直接用作綠化、沖洗、景觀及洗車等城市非飲用水水源上下工夫,以緩解城市供水壓力。在現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上,把雨水資源利用與城市供水、城市規(guī)劃、生態(tài)建設(shè)、城區(qū)美化等多方面結(jié)合起來(lái),統(tǒng)籌兼顧,達(dá)到高效利用。在農(nóng)村,利用工程集水經(jīng)凈化處理后解決居民生活用水問(wèn)題。

篇3

一、我國(guó)景區(qū)污水的現(xiàn)狀及相關(guān)再生利用方法

首先，景區(qū)污水不同于工業(yè)污水，其基本上都是生活污水，具有污水量小、時(shí)間長(zhǎng)期長(zhǎng)、監(jiān)管較松，隱蔽性大等特點(diǎn)。所以針對(duì)景區(qū)污水的管理必須要因地制宜，根據(jù)不同的地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境、景區(qū)規(guī)劃等因素綜合考慮。

其次，我們?cè)谔接懳鬯Y源循環(huán)經(jīng)濟(jì)之前，先來(lái)了解何謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)。它是在物質(zhì)的循環(huán)、再生、利用的基礎(chǔ)上發(fā)展的新型生態(tài)經(jīng)濟(jì)，是按照物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律重建經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展和諧、自然的融入到生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程。其具備以下四個(gè)特點(diǎn)。

1.減量化原則。此點(diǎn)要求景區(qū)對(duì)污水的排放一定要注意控量，主要從以下幾點(diǎn)來(lái)注意。

（1）從源頭控制污水的產(chǎn)生。要求相關(guān)部門加大對(duì)景區(qū)水資源排放的管理。對(duì)于污水的排放設(shè)施要定期組織檢查工作，要求酒店、餐廳等企業(yè)自查自糾，從而控制總量；加強(qiáng)對(duì)游客的文明宣傳，逐步樹(shù)立游客節(jié)約用水的良好習(xí)慣；減少垃圾的隨地丟棄，也能在一定程度上減輕污水的產(chǎn)生。

（2）設(shè)定景區(qū)游客接待功能的警戒線。此點(diǎn)要求專家設(shè)計(jì)景區(qū)合理的生態(tài)容納線，達(dá)到警戒線后停止游客接待，以滿足景區(qū)自然生態(tài)水資源自行修偷囊求。

（3）嚴(yán)禁在風(fēng)景區(qū)建立或運(yùn)營(yíng)相關(guān)水資源污染型企業(yè)。著名的太湖藍(lán)藻事件就是因?yàn)槊利惖沫h(huán)太湖風(fēng)景區(qū)附近分布的企業(yè)長(zhǎng)期偷排放各種污水，從而導(dǎo)致藍(lán)藻的大面積爆發(fā)，給風(fēng)景區(qū)的水資源帶來(lái)嚴(yán)重的災(zāi)難，靠太湖自身消化吸收已無(wú)法處理。

2.再使用原則。此點(diǎn)主要是要求污水排放單位設(shè)法將使用過(guò)的水資源進(jìn)行回收處理后再次使用。

3.再循環(huán)原則。此點(diǎn)主要要求污染水體能夠在相對(duì)封閉環(huán)境內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用，避免了污染水體的外泄。

4.專業(yè)性處理原則。 傳統(tǒng)的景區(qū)污水處理一般比照城市小區(qū)污水處理方式進(jìn)行。此方式顯然沒(méi)有考慮到景區(qū)環(huán)境條件和水資源的特殊性和復(fù)雜性，更沒(méi)考慮到污水處理構(gòu)建物與風(fēng)景的協(xié)調(diào)性。所以，需要針對(duì)景區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的專業(yè)化處理。

5.水資源的功能差異化使用。按照功能來(lái)區(qū)分，比如說(shuō)飲用水、沖廁所水、洗澡水、植物灌溉水等，就可以根據(jù)不同的需求使用不同水質(zhì)的水體。

二、人工濕地生態(tài)系統(tǒng)

由上可知我國(guó)景區(qū)污水資源循環(huán)再生利用事宜已刻不容緩，接下來(lái)本文就要重點(diǎn)探討人工濕地生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，它也是污水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新方向。

1.首先我們來(lái)了解人工濕地相關(guān)知識(shí)。它是依托相應(yīng)地理形勢(shì)和位置人工建造并控制運(yùn)行的仿生態(tài)沼澤地面，將污水資源進(jìn)行有效的搜集，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)定的管道路徑將其投放到人工濕地，通過(guò)污水流動(dòng)過(guò)程中，利用相關(guān)人工介質(zhì)、土壤、植被、微生物、生物等協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行綜合一體化處理的新型技術(shù)。其原理包括吸附、沉淀、過(guò)濾、生化反應(yīng)、分解、水分蒸騰等作用。

2.了解完人工濕地后，我們?cè)賮?lái)看看其到底有哪些用途，為何為筆者推崇。①人工濕地的植物能為水體帶來(lái)氧氣，增強(qiáng)水體的活性；而且可以降解水體中的有害物質(zhì)。②這種方式與傳統(tǒng)的污水處理廠相比，具有成本低、建設(shè)周期短、使用時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。而且其處理過(guò)程中，采用重力自流的方式，減少了污水廠后續(xù)人工保養(yǎng)、維護(hù)及電力等支出成本。③人工濕地采用純生態(tài)技術(shù)進(jìn)行水體凈化，避免了類似污水廠處理后會(huì)產(chǎn)生淤泥、廢渣等二次污染問(wèn)題。④人工濕地能夠持續(xù)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。污水處理廠是純損耗性投入，需要政府財(cái)政的大力支持；而景區(qū)人工濕地通過(guò)科學(xué)管理和合理運(yùn)營(yíng)，比如凈化水體的觀賞性植物、經(jīng)濟(jì)性生物等，不但能達(dá)到良好的景觀效果，還能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)性效益。

3.人工濕地建設(shè)是一個(gè)對(duì)專業(yè)要求很高的系統(tǒng)性工程。其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的凈化水體植被，當(dāng)污水中的有害物質(zhì)被植物根系吸收后，從而使水體凈化。從而可以看出其關(guān)鍵在于針對(duì)不同類型的濕地選擇相應(yīng)的植物和搭配上。接下來(lái)我們就具體探討這一問(wèn)題。

（1）凈化水體能力要強(qiáng)。這些植物肯定都需要具備超強(qiáng)的水體凈化能力，否則不在考慮之列。

（2）具有較強(qiáng)的生命力。這些植物在污水環(huán)境下首先要能存活，才能承擔(dān)起吸收有害物質(zhì)，凈化水體的重責(zé)。

（3）生長(zhǎng)量要小，不易腐敗。最好選擇常綠的，不會(huì)枯萎或者換季死亡的植物，否則會(huì)給人工濕地的床體后續(xù)維護(hù)帶來(lái)困擾。

（4）極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和耐污染能力。由于人工濕地的植物根系長(zhǎng)期浸泡在污水中的生長(zhǎng)環(huán)境，所以此點(diǎn)也是要重點(diǎn)考慮的。

（5）具備一定的經(jīng)濟(jì)效益植物。可以根據(jù)需要選擇觀賞型的、或者可用來(lái)當(dāng)工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)原料的植物。

（6）在植物搭配上，盡量做到淺根系和深根系的植物搭配；散生型與叢生型搭配；常綠和季節(jié)性植物搭配。同時(shí)盡量避免單一品種的植物。最后，濕地植物的搭配也要考慮到跟整體景區(qū)的契合度。

（7）根據(jù)污水水體的特性，搭配不同的植物組合。不同風(fēng)景點(diǎn)的污水特性肯定不同或者有差異，這樣就需要我們先行了解景區(qū)的污水特性，從而找到要治理這些污水最適合的植物品種。

三、結(jié)語(yǔ)

篇4

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵；超功率；詳細(xì)分析；處理方案；葉輪切割；再鑒定

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）15-0161-02

前期某電站早在建設(shè)階段部分設(shè)備曾出現(xiàn)過(guò)一些技術(shù)問(wèn)題，最終均得到順利解決。筆者近期負(fù)責(zé)了循環(huán)水泵的采購(gòu)與參與了部分合同執(zhí)行工作，為此對(duì)前期項(xiàng)目曾出現(xiàn)的部分技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了整理與歸納，以期對(duì)后續(xù)項(xiàng)目有所借鑒與參考。

電站循環(huán)水泵（以下簡(jiǎn)稱“循泵”）功能為向凝汽器提供冷卻水，某電站（以下簡(jiǎn)稱“P項(xiàng)目”）每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)循環(huán)水泵，供應(yīng)商為國(guó)外廠家（以下簡(jiǎn)稱A），泵型為混流式、混凝土蝸殼循環(huán)水泵，齒輪箱與電機(jī)分包商也均為國(guó)外廠家。

在安裝工作及靜態(tài)試驗(yàn)完成，確認(rèn)具備啟動(dòng)條件后，便對(duì)該電站第一臺(tái)機(jī)組2號(hào)循泵（002PO）進(jìn)行了首次性能試驗(yàn)，數(shù)據(jù)顯示，在設(shè)計(jì)入口壓力下，循泵流量與電機(jī)功率均比系統(tǒng)要求的設(shè)計(jì)值高。隨后對(duì)該機(jī)組1號(hào)循泵（001PO）也進(jìn)行了首次啟動(dòng)，得到了相同的結(jié)果。

該電站建設(shè)承包方邀請(qǐng)循泵供貨A廠家現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)，親自啟動(dòng)了001PO性能試驗(yàn)，并更加精確地測(cè)量了相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確認(rèn)此問(wèn)題真實(shí)存在，各方隨即展開(kāi)了原因分析及落實(shí)最終的處理方案。

1 合同中規(guī)定的性能參數(shù)

原約定的參數(shù)見(jiàn)表1。

2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

在首次啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵存在超功率問(wèn)題后，為了得到更準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨后又分別于6月19日、6月23日兩次啟動(dòng)了001PO，持續(xù)時(shí)間分別為5 h與3 h。

在此過(guò)程中收集了系統(tǒng)、設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)泵性能試驗(yàn)特性曲線如圖1所示。

從上述圖表中的數(shù)據(jù)可看出，電機(jī)的輸入功率為6 950 kW，比電機(jī)的額定功率6 500 kW超出7%，比電機(jī)的最大消耗功率6 233 kW超過(guò)約11.5%，電機(jī)穩(wěn)定電流在710 A左右，比額定電流633 A超出了約12%，流量36.7 m3/s比設(shè)計(jì)的額定流量32.165 m3/s超出約14%，從上述結(jié)果可知，該泵的Q-H性能曲線較大程度上偏離了合同要求的性能曲線，對(duì)此展開(kāi)如下原因分析。

3 原因分析

在確認(rèn)循環(huán)水泵超功率的問(wèn)題后，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及認(rèn)真分析，鎖定導(dǎo)致該問(wèn)題的原因有系統(tǒng)阻力偏低、泵實(shí)際轉(zhuǎn)速偏高與泵幾何尺寸偏大三個(gè)，具體描述如下。

3.1 系統(tǒng)阻力偏低

泵工作點(diǎn)為系統(tǒng)阻力曲線與泵性能曲線（流量-揚(yáng)程）的交點(diǎn)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵系統(tǒng)的實(shí)際阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)阻力，在性能曲線不變的情況下，交點(diǎn)沿著性能曲線向右下方移動(dòng)，致使泵的揚(yáng)程降低、流量增大。

3.2 泵實(shí)際轉(zhuǎn)速偏高

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，泵的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為160 rpm，但電機(jī)和齒輪箱的設(shè)計(jì)輸入?yún)s為161 rpm，由于實(shí)際制造過(guò)程中存在一定允許的偏差，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的循泵實(shí)際轉(zhuǎn)速為161.8 rpm，與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速存在約1.13%的偏差。根據(jù)比例定律公式：

Q2/Q1=n2/n1

H2/H1=（n2/n1）2

P2/P1=（n2/n1）3

致使流量、揚(yáng)程、軸功率都增加，但據(jù)計(jì)算僅轉(zhuǎn)速增加不會(huì)導(dǎo)致功率的大幅上漲。

3.3 泵葉輪的幾何尺寸偏大

除本文討論的P項(xiàng)目外，廠家A在本次供貨前也曾為其他電站項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱Q項(xiàng)目）提供過(guò)循環(huán)水泵，二者使用了相同的水力模型。

鑒于Q項(xiàng)目循泵運(yùn)行良好，A廠家在Q項(xiàng)目原型泵基礎(chǔ)上，考慮一定線性比例因子后設(shè)計(jì)了P項(xiàng)目循泵，據(jù)A廠家反饋該比例因子為1.236；當(dāng)發(fā)現(xiàn)P項(xiàng)目循環(huán)水泵的超功率問(wèn)題后，A廠家經(jīng)過(guò)重新核算，得出上述線性比例因子應(yīng)為1.212（誤差值為2.4%）。

根據(jù)相似定律，流量與線性比例因子的立方成正比，揚(yáng)程與線性比例因子的平方成正比，而功率與該因子的五次方成正比，目前該比例因子的誤差值為2.4%，則該誤差將導(dǎo)致循泵流量、揚(yáng)程與功率的顯著增大。

4 解決方案分析

針對(duì)前述三種原因，制定如下四種解決方案。

4.1 切割葉輪，減小葉輪直徑

循泵為混流泵，滿足切削定律，相應(yīng)公式如下：

對(duì)循環(huán)水泵葉輪進(jìn)行切割，根據(jù)上述公式可知，葉輪直徑減小，其它幾何尺寸不變（忽略出口處葉片寬度的微小變化），可減小泵的流量，降低電機(jī)功率，但會(huì)使泵的揚(yáng)程降低。

為達(dá)到合同規(guī)定的技術(shù)性能要求，廠家A計(jì)算原循泵葉輪半徑需車削掉51.5 mm，車削后水泵性能曲線將向下平移，可基本與合同要求的特性曲線重合，相關(guān)比較見(jiàn)表2。

另外，由于循環(huán)水流量增加，根據(jù)汽輪機(jī)組輸出功率和循環(huán)水流量的關(guān)系曲線，輸出功率可提高近0.08%（約800 kW），但實(shí)際能否增加機(jī)組的輸出功率以及增加多少還與凝汽器是否能達(dá)到該流量下對(duì)應(yīng)的真空值有關(guān)。

綜上，該方法可以達(dá)到降低循泵流量與電機(jī)功率的目標(biāo)；但所需工作量較大、實(shí)施難度也較大，預(yù)計(jì)4臺(tái)循環(huán)水泵全部車削葉輪，以及拆卸、安裝與調(diào)試共需5個(gè)月以上，無(wú)法滿足工程進(jìn)度。

4.2 更換齒輪箱

不對(duì)電機(jī)進(jìn)行更換，僅更換齒輪箱，在電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下改變齒輪箱太陽(yáng)輪和行星輪的轉(zhuǎn)速比，以降低水泵轉(zhuǎn)速。

根據(jù)比例定律公式，轉(zhuǎn)速下降，流量、揚(yáng)程和功率均可得到降低：

為達(dá)到合同規(guī)定的技術(shù)性能要求，廠家A計(jì)算轉(zhuǎn)速需由原來(lái)的161.8 rpm降低至155.3 rpm，齒輪箱變比將由原來(lái)的1：4.6降低為1：4.8，轉(zhuǎn)速降低后水泵性能曲線將向下平移，可基本與合同要求的特性曲線重合。

綜上，該方法可以達(dá)到降低循泵流量與電機(jī)功率的目標(biāo)，且較葉輪車削，工期短、工作量??；但由于需重新設(shè)計(jì)、制造齒輪箱，成本較高，且齒輪箱的制造工期較長(zhǎng)（約1 a）。

4.3 增加循環(huán)水泵系統(tǒng)阻力

由于循環(huán)水泵系統(tǒng)的實(shí)際阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)阻力，則可修改循泵蝸殼和涵道結(jié)構(gòu)，或在凝汽器出水側(cè)管路中增加節(jié)流孔板，增大系統(tǒng)阻力，從而改變循泵工作點(diǎn)，達(dá)到提高揚(yáng)程與減少流量的目的，但功率會(huì)稍有增加。在現(xiàn)有循泵嚴(yán)重超功率的情況下，該種方法不可取。

4.4 更換大功率的電機(jī)

現(xiàn)有循泵嚴(yán)重超功率，可考慮更換更大功率電機(jī)，但該種方案所需工期較長(zhǎng)（2 a），不滿足工程進(jìn)度；而且更換的電機(jī)功率將達(dá)到8 000 kW，成本較高，經(jīng)濟(jì)型較差。

5 最終采取的處理方案

根據(jù)前述幾種方案的對(duì)比分析，在綜合考慮各種因素后，各方最終決定采用第一種解決方案，且根據(jù)計(jì)算切削后的性能參數(shù)：

Q=126 000 m3/h，H=15 m，P=5 800 kW

可以滿足循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行工況要求，同時(shí)，為保證葉輪切割質(zhì)量，電站總承包方要求切削后的葉輪要單獨(dú)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。

5.1 葉輪切削后以及性能試驗(yàn)結(jié)果

確定方案后，在各方的通力合作下，4臺(tái)循泵均進(jìn)行了切削（葉輪直徑從2 879 mm減少到2 776 mm），在動(dòng)平衡試驗(yàn)合格后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了回裝，并對(duì)1、2號(hào)循泵進(jìn)行了再鑒定性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果基本與預(yù)期相同，見(jiàn)表3。

5.2 結(jié)論及安全性評(píng)價(jià)

綜上，葉輪切削后，循泵流量、揚(yáng)程和功率均得到了明顯下降，基本滿足了系統(tǒng)運(yùn)行要求，雖然軸功率上漲較多，且電機(jī)輸入功率（6 550 kW）稍微超過(guò)了電機(jī)額定功率（6 500 kW），但據(jù)測(cè)試?yán)@組溫升很低，電機(jī)廠家通過(guò)分析計(jì)算，認(rèn)為即使在特殊工況下電機(jī)輸入功率短時(shí)達(dá)到6 700 kW，也不會(huì)對(duì)電機(jī)壽命造成影響。

此外，循環(huán)水泵由LGD/LGE中壓盤供電，不影響LHA/LHB應(yīng)急母線的負(fù)載，因此不影響應(yīng)急柴油機(jī)的帶載能力，因此供電系統(tǒng)也是安全的。最終，電站營(yíng)運(yùn)者經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、計(jì)算與分析，也認(rèn)可了循泵葉輪切削方案，認(rèn)為最終試驗(yàn)結(jié)果可以保證循泵的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

至此，循環(huán)水泵超功率問(wèn)題得到滿意的處理，同時(shí)也為后續(xù)其它項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

篇5

[關(guān)鍵詞]循環(huán)水泵 推力軸承 發(fā)熱量 冷卻器 油 粘度系數(shù)

中圖分類號(hào)：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0006-01

1 循環(huán)水泵推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題回顧

國(guó)內(nèi)某電站每臺(tái)機(jī)組配備兩臺(tái)立式混凝土蝸殼海水循環(huán)水泵（以下簡(jiǎn)稱循泵），分別稱為A列泵和B列泵。2012年2月，在1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間，兩臺(tái)循泵運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)左右，其推力軸承溫度上升至87℃且仍有緩慢上升趨勢(shì)，無(wú)法穩(wěn)定（設(shè)計(jì)停泵溫度為90℃）。

2 循環(huán)水泵及其推力軸承結(jié)構(gòu)

該循環(huán)水泵為立式混凝土蝸殼海水循環(huán)水泵，額定流量為24.31m3/s，揚(yáng)程19m，轉(zhuǎn)速186rmp，功率5238kw，轉(zhuǎn)動(dòng)部件總重量約為18t。該循環(huán)水泵的推力軸承主要承擔(dān)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重力和運(yùn)行中的軸向推力。推力軸承結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3 臨時(shí)改造措施

考慮到電廠調(diào)試的進(jìn)度需要，2012年3月，該電站采取了臨時(shí)改造措施：在軸承室外部增設(shè)單列風(fēng)-油冷卻器，對(duì)油進(jìn)行強(qiáng)制外部循環(huán)冷卻。

臨時(shí)方案實(shí)施后，現(xiàn)場(chǎng)試轉(zhuǎn)后效果良好：四臺(tái)循泵的軸承溫度穩(wěn)定在55-60℃左右。

4 推力軸承發(fā)熱量計(jì)算及分析

4.1 設(shè)計(jì)發(fā)熱量

經(jīng)查閱循環(huán)水泵供應(yīng)商和推力軸承廠家提供的設(shè)計(jì)材料，在正常運(yùn)行工況下，此推力軸承的設(shè)計(jì)發(fā)熱量約為4.5KW。

考慮計(jì)算誤差以及軸承磨合期，在循環(huán)水泵初期運(yùn)行階段，推力軸承的理論發(fā)熱量應(yīng)該為6～9KW。

4.2 實(shí)際發(fā)熱量計(jì)算

為判斷推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量是否與廠家的設(shè)計(jì)發(fā)熱量存在較大偏差，基于現(xiàn)場(chǎng)記錄的溫度變化數(shù)據(jù)，計(jì)算得出了外置風(fēng)-油冷卻器的換熱量，即為推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量。推力軸承的發(fā)熱量曲線如圖2?？梢钥闯?，在運(yùn)行穩(wěn)定后，推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量約為20～25KW，均大幅度超出了其設(shè)計(jì)發(fā)熱量。

4.3 軸承發(fā)熱量偏高原因分析

理論上，導(dǎo)致推力軸承發(fā)熱量超出設(shè)計(jì)計(jì)算量的可能原因有很多，例如：設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算模型選擇錯(cuò)誤、推力軸承制造精度不滿足要求、循泵裝配尺寸存在偏差、循泵運(yùn)行工況超出了設(shè)計(jì)范圍、油中含有雜質(zhì)導(dǎo)致磨損、油牌號(hào)選擇不合適、等。

查閱推力軸承和循環(huán)水泵的制造完工報(bào)告，推力軸承軸向載荷的設(shè)計(jì)值約為800kN。然而，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)值，包括：泵進(jìn)口壓力/流速、泵出口壓力/流速、泵流量、轉(zhuǎn)速等，經(jīng)復(fù)核計(jì)算，推力軸承的實(shí)際軸向載荷約為1000kN，為設(shè)計(jì)值的1.25倍左右。原設(shè)計(jì)計(jì)算值偏低的原因主要有：1）受力分析中，廠家認(rèn)為葉輪后蓋板回流區(qū)域的受力較小，可以忽略不計(jì)；然而，實(shí)際運(yùn)行中，此處回流量較大，葉輪因此而承受的軸向推力必須計(jì)入。2）循泵的設(shè)計(jì)流量（額定流量）為24.31m3/s；然而，循泵的實(shí)測(cè)流量為22.5 m3/s左右，循泵運(yùn)行在小流量區(qū)域。根據(jù)葉輪的軸向載荷曲線分析，小流量工況的軸向載荷值要高于設(shè)計(jì)流量工況。3）該電站位于北方海域，冬季外海潮位低于設(shè)計(jì)潮位，也促使循泵流量低于額定流量。

另一方面，考慮到循泵的軸向載荷超出了設(shè)計(jì)值，且此推力軸承具有重載、低速、溫度變化較大等特點(diǎn)，適用于選擇粘度等級(jí)更高、粘溫特性更好的油。2012年5月，將牌號(hào)為Shell Tellus 68（粘度等級(jí)68，粘溫系數(shù)96）的油更換為Shell Omala 150 HD（粘度等級(jí)150，粘溫系數(shù)100）油?，F(xiàn)場(chǎng)試轉(zhuǎn)結(jié)果表明：推力軸承溫度穩(wěn)定在40℃左右，推力軸承的運(yùn)行穩(wěn)定狀況得到了明顯改善。此時(shí)，計(jì)算得到推力軸承的實(shí)際發(fā)熱量降至6KW左右。

5 冷卻水室冷卻效果分析

5.1 冷卻水室實(shí)際冷卻量計(jì)算

推力軸承室容量約為200L，冷卻水室的冷卻水流量約為2 m3/h。經(jīng)查閱廠家的設(shè)計(jì)材料，此推力軸承冷卻水室的設(shè)計(jì)冷卻能力為9KW。

然而，基于現(xiàn)場(chǎng)記錄的進(jìn)出口水溫變化數(shù)據(jù)，計(jì)算所得冷卻水室的實(shí)際冷卻能力為5-6KW，約為設(shè)計(jì)能力的60%左右。

5.2 冷卻能力不足的原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查，冷卻水室的材質(zhì)選擇、制造尺寸、裝配/安裝精度滿足設(shè)計(jì)要求，而且現(xiàn)場(chǎng)的SRI冷卻水回路的實(shí)際壓力和流量符合設(shè)計(jì)要求。

從推力軸承的結(jié)構(gòu)圖來(lái)看，導(dǎo)致冷卻水室冷卻能力不足的可能的原因有：1）冷卻水室頂部與油室的設(shè)計(jì)換熱面積不足；2）冷卻水室頂部有空氣聚集，導(dǎo)致水室與油室之間的冷卻水換熱能力下降；3）由于軸承室中加強(qiáng)筋板的存在，油在油室中未能充分?jǐn)噭?dòng)，油室內(nèi)的溫度梯度不合理。4）油的粘度選擇不合適，油的導(dǎo)熱、散熱能力不足。

由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件有限，且進(jìn)度緊張，暫時(shí)無(wú)法對(duì)上述的可能原因做進(jìn)一步的試驗(yàn)分析或?qū)嵨餃y(cè)試。

6 改造措施及效果

綜合前述分析和臨時(shí)措施效果，確定了循環(huán)水泵推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題的最終改造方案：1）在推力軸承室外部增設(shè)冷卻器，對(duì)其油進(jìn)行強(qiáng)制外部循環(huán)冷卻。2）將推力軸承室的油由Shell Tellus 68油更換為粘度等級(jí)更大的Shell Omala 150 HD油。

自2012年8月份實(shí)施改造以來(lái)，該電站循環(huán)水泵的運(yùn)行狀況良好，四臺(tái)循環(huán)水泵的推力軸承溫度均穩(wěn)定在40-55℃，改造取得成功。

7 結(jié)論

對(duì)于某電站循環(huán)水泵在調(diào)試期間發(fā)生的推力軸承溫度過(guò)高問(wèn)題，本文分別從推力軸承發(fā)熱量、油選擇、冷卻水室冷卻能力、冷卻方式選擇等方面進(jìn)行了計(jì)算分析，并確定了改造方案。得出以下結(jié)論：

（1） 在推力軸承的設(shè)計(jì)選型過(guò)程中，廠家對(duì)軸承軸向載荷的計(jì)算存在誤差，實(shí)際載荷為設(shè)計(jì)值的1.25倍，導(dǎo)致軸承發(fā)熱量超出了預(yù)期。

（2） 推力軸承油牌號(hào)選擇不合適，是導(dǎo)致軸承實(shí)際發(fā)熱量偏大的重要因素。

（3） 推力軸承冷卻水室的實(shí)際換熱量?jī)H為設(shè)計(jì)換熱量的60%左右，是導(dǎo)致軸承溫度無(wú)法穩(wěn)定的重要因素。而采用采用外置強(qiáng)制循環(huán)的冷卻方式，冷卻效果良好。

篇6

關(guān)鍵詞 有機(jī)朗肯循環(huán)；低溫余熱；工質(zhì)

中圖分類號(hào)：TQl72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）12-0061-02

利用水泥生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣余熱建設(shè)純低溫的余熱發(fā)電裝置，對(duì)于節(jié)能降耗、改善環(huán)境至關(guān)重要。本文對(duì)水泥廠有機(jī)郎肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的原理進(jìn)行分析。

1 有機(jī)朗肯循環(huán)流程

圖1所示為有機(jī)朗肯的發(fā)電系統(tǒng)流程圖，由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器、工質(zhì)加壓泵、循環(huán)水泵、冷卻塔組成。余熱通過(guò)添加工質(zhì)利用其沸點(diǎn)低的物理性質(zhì)，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、預(yù)熱等流程流入膨脹機(jī)，經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)作用，使熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，達(dá)到發(fā)電目的。經(jīng)膨脹做工后含有工質(zhì)的余熱流會(huì)變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，再經(jīng)過(guò)冷凝器，通過(guò)遇冷、冷凝等階段凝成工質(zhì)液體，整個(gè)冷卻循環(huán)采用循環(huán)水冷卻法，水流經(jīng)冷卻塔循環(huán)冷卻，從而完成整個(gè)循環(huán)。

3.2 有機(jī)朗肯工質(zhì)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)是采用有機(jī)工質(zhì)作為能量的載體。就以往的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論來(lái)看，工質(zhì)的特性會(huì)直接主導(dǎo)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及能源的利用效率，有機(jī)工質(zhì)有著比傳統(tǒng)工質(zhì)高的能源利用效率，所以國(guó)內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者都在進(jìn)行有機(jī)工質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)影響的相關(guān)研究。

通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)研究證明R123 比水具有更好的性能，有機(jī)朗肯循環(huán)在低溫余熱條件下下回收中低品位熱能時(shí)具有更高的效率，這是因?yàn)镺RC在回收顯熱效率較高，而在ORC循環(huán)中顯熱/潛熱值比較大，因此采用ORC技術(shù)能夠回收比較多的熱量。在各自最佳的壓力情況下，水在中低溫區(qū)域內(nèi)輸出功率比其他有機(jī)工質(zhì)低得多。

如圖3（a）所示，水為濕流體，飽和蒸汽壓曲線的切線斜率值為負(fù)，不利于在中低溫下做功。在圖3（a）中，理想做功過(guò)程（3-4s）與實(shí)際做功過(guò)程（3-4）對(duì)比可以看出工質(zhì)為水時(shí)，膨脹過(guò)程趨向濕蒸汽區(qū)域，若余熱溫度不足以達(dá)到狀態(tài)點(diǎn)3的溫度，狀態(tài)點(diǎn)4將會(huì)處于濕蒸汽區(qū)內(nèi)，因?yàn)槠渥龉η€會(huì)與干濕蒸汽分界線相交。就使得發(fā)電的成本和工藝的復(fù)雜性

提高。

如圖3（b）所示，有機(jī)工質(zhì)大部分是等熵流體、即飽和蒸汽曲線切線斜率為零或干流體、即飽和蒸汽曲線切線斜率為正值。在圖3（b）中理想做功過(guò)程（3-4s）與實(shí)際做功過(guò)程（3-4）對(duì)比可以看出有機(jī)工質(zhì)的膨脹過(guò)程趨向過(guò)熱蒸汽區(qū)域，工質(zhì)越膨脹越干燥，做功完畢后的過(guò)熱蒸汽不會(huì)變成濕蒸汽。狀態(tài)點(diǎn)3是狀態(tài)平衡點(diǎn)，在平衡狀態(tài)下有機(jī)工質(zhì)無(wú)需過(guò)熱，不會(huì)對(duì)發(fā)電設(shè)備帶來(lái)危害。

有機(jī)工質(zhì)與水工質(zhì)相比的優(yōu)點(diǎn)如下：

1）沸點(diǎn)更低，更容易產(chǎn)生高壓蒸汽。

2）蒸發(fā)潛熱更小，在低溫條件下余熱回收效率更高。

3）冷凝壓力比水更大，等量綱與大氣壓，不需要考慮復(fù)雜的真空系統(tǒng)來(lái)防止工質(zhì)泄漏。

4）凝固點(diǎn)低，低于-73℃，在低溫下仍能夠釋放出能量，在寒冷地區(qū)不需要為冷凝器增加防凍設(shè)施。

5）系統(tǒng)的工作壓力比水更低，約1.5 MPa，其載流管道的工藝要求相對(duì)更低。

6）飽和蒸汽壓曲線的切線斜率值更大，不需要進(jìn)行過(guò)熱處理，不會(huì)對(duì)發(fā)電設(shè)備帶來(lái)危害。

當(dāng)余熱進(jìn)行換熱過(guò)程時(shí)都伴隨著降溫過(guò)程，如圖4所示，可以選取非共沸混合工質(zhì)來(lái)減少換熱不可逆損失，見(jiàn)圖4（b），因?yàn)樗x取的混合工質(zhì)是非共沸的，蒸發(fā)曲線（3-4）斜率為正值，對(duì)比圖4（a）純工質(zhì)狀態(tài)下蒸發(fā)曲線（3-4）斜率為0，因此選擇混合工質(zhì)可以使換熱不可逆損失降低。

本文對(duì)有機(jī)朗肯（ORC）發(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)流程進(jìn)行了描述，在此基礎(chǔ)上介紹了有機(jī)工質(zhì)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)以及基于有機(jī)朗肯循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用情況。有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)正處于快速發(fā)展階段，同時(shí)還是一個(gè)有待于進(jìn)一步趨于成熟的行業(yè)。隨著國(guó)家對(duì)于能源方面和環(huán)境保護(hù)的重視，未來(lái)有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)必然迎來(lái)快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]于興敏，張富.倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)推進(jìn)節(jié)約型水泥工業(yè)的建設(shè)[J].中國(guó)水泥，2006（3）：26-29.

[2]新型干法水泥熟料生產(chǎn)線四級(jí)和五級(jí)預(yù)熱器純低溫余熱發(fā)電分析.

篇7

關(guān)鍵詞：地理環(huán)境；運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào)：G632.749 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）05-188-01

巖石圈物質(zhì)循環(huán)、水循環(huán)和大氣循環(huán)運(yùn)動(dòng)是自然界的三大物質(zhì)循環(huán)，這部分也是必修1模塊的主干知識(shí)之一，備受學(xué)業(yè)水平考試命題者的青睞，成為歷屆高考的“鐘情點(diǎn)”之一。以下就學(xué)業(yè)水平考試考查的相關(guān)內(nèi)容和方式做一番剖析和透視。

高中地理學(xué)業(yè)水平考試對(duì)考試內(nèi)容掌握程度的要求分為四個(gè)層次，從低到高依次為：識(shí)記、理解、應(yīng)用、綜合，分別用字母a、b、c、d表示。其中含義如下：

a―識(shí)記：識(shí)別重要地理事物的名稱、概念、特點(diǎn)和地理數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)知識(shí)，重大地理新聞及與地理有關(guān)的法規(guī)；在地圖上正確識(shí)別重要地理事物的位置。

b―理解：簡(jiǎn)述、簡(jiǎn)釋、比較地理基本概念、規(guī)律、原理以及地理事物的特點(diǎn)（包括分布、結(jié)構(gòu)、演變、成因等）和與地理有關(guān)的基本國(guó)情、國(guó)策；解讀地理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和圖表。

c―應(yīng)用：利用各類信息材料說(shuō)明地理基本原理；運(yùn)用地理基本規(guī)律、原理分析地理問(wèn)題；繪制簡(jiǎn)單的地理圖表；在圖上正確填繪重要地理事物名稱；比較和分析組成地理環(huán)境的各要素及其內(nèi)在聯(lián)系。

d―綜合：運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和觀點(diǎn)，將學(xué)習(xí)和生活中出現(xiàn)的地理現(xiàn)象和地理事實(shí)的各個(gè)部分、各個(gè)方面、各種因素聯(lián)結(jié)起來(lái)，以形成統(tǒng)一整體的認(rèn)識(shí)。

一、巖石圈物質(zhì)循環(huán)

考試要求：

①地質(zhì)循環(huán)a

②三大類巖石之間及巖石與巖漿之間的相互轉(zhuǎn)化及圖示c

主要考查內(nèi)容：地震波在地球內(nèi)部的傳播與地球內(nèi)部圈層的劃分，地球內(nèi)部和外部圈層結(jié)構(gòu)及各圈層的主要特點(diǎn)，三大類巖石的形成與轉(zhuǎn)化，地殼內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)過(guò)程。

1、三大巖類

在地球內(nèi)部壓力作用下，巖漿沿著巖石圈的薄弱地帶侵入巖石圈上部或噴出地表，冷卻凝固形成巖漿巖（如花崗巖、玄武巖、橄欖巖、流紋巖等）。已經(jīng)形成的巖石在各種外力作用下被侵蝕、風(fēng)化、搬運(yùn)后沉積下來(lái)，經(jīng)過(guò)固結(jié)成巖作用，形成沉積巖（如砂巖、頁(yè)巖、礫巖、石灰?guī)r等）。或在一定的溫度和壓力下發(fā)生變質(zhì)作用，形成變質(zhì)巖（板巖、大理巖、片巖、片麻巖等）。

2、巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程

巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，實(shí)際上是三大類巖石與巖漿之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。正確理解的關(guān)鍵是掌握影響它們之間相互轉(zhuǎn)化的各種內(nèi)外力作用。

3、巖石圈物質(zhì)循環(huán)的重要意義

（1）在循環(huán)過(guò)程中，形成了地球上多樣的、豐富的礦產(chǎn)。

（2）改變了地表的形態(tài)，塑造了千姿百態(tài)的自然景觀。

（3）實(shí)現(xiàn)了地區(qū)之間、圈層之間的物質(zhì)交換和能量傳輸，從而改變了地表的環(huán)境。

【考查方式】以地震波在地球內(nèi)部傳播示意圖為背景，考查地球內(nèi)部圈層的界線與特點(diǎn)；以示意圖的方式考查三大類巖石的物質(zhì)轉(zhuǎn)化方式。

二、水循環(huán)

考試要求：

①水循環(huán)的過(guò)程和主要環(huán)節(jié)a

②水循環(huán)的地理意義b

主要考查內(nèi)容：河流的補(bǔ)給，徑流的變化及其影響因素，水循環(huán)的概念和類型，水循環(huán)的環(huán)節(jié)，水循環(huán)的意義，人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響。

1、河流的主要補(bǔ)給類型及特點(diǎn)

較大的河流一般都是由多種水源混合補(bǔ)給的。

2、水循環(huán)及其意義

篇8

【關(guān)鍵詞】中央空調(diào)；變頻；控制；節(jié)能

隨著人們生活水平的不斷提高，中央空調(diào)在越來(lái)越多地應(yīng)用到各類建筑物中。中央空調(diào)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)為人們帶來(lái)了舒適的生活，但同時(shí)，如果設(shè)計(jì)不夠良好，中央空調(diào)還是會(huì)產(chǎn)生很大的耗能，不利于節(jié)能和環(huán)保。在中央空調(diào)剛開(kāi)始應(yīng)用的一段時(shí)間，它的高耗能使中央空調(diào)的普遍應(yīng)用受到制約。我國(guó)的決策層可久以來(lái)都倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)建低碳社會(huì)。中央空調(diào)的高能耗顯然和國(guó)家的發(fā)展目標(biāo)是不相符合的。因此，在中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)能耗的節(jié)省就是一個(gè)最為重要的環(huán)節(jié)。中央空調(diào)節(jié)約能耗的一個(gè)典型的發(fā)展方向就是應(yīng)用變頻技術(shù) [1]。本文筆者根據(jù)自己在中央空調(diào)領(lǐng)域長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)其系統(tǒng)的各個(gè)部分的變頻控制進(jìn)行了分析，并且分析了這樣設(shè)計(jì)的節(jié)能原理。

1、中央空調(diào)概述

中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)較為龐大的系統(tǒng)，一般由主機(jī)和末段系統(tǒng)兩大部分組成。主機(jī)是中央空調(diào)的核心，擔(dān)負(fù)著整個(gè)中央空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的作用，末端系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)主要制冷和制熱區(qū)域的所有工作設(shè)備的統(tǒng)稱。中央空調(diào)的類型很多，其分類的方式也有很多，一般可以按照介質(zhì)分類，按照設(shè)備的集中程度分類，按照空氣的來(lái)源分類等等。不管按照那種方式進(jìn)行分類，其優(yōu)點(diǎn)基本上可以分為如下幾點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)節(jié)能，環(huán)保，節(jié)約空間，管理簡(jiǎn)單，提升檔次。

2、中央空調(diào)的工作原理

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)的類型的不同，其工作原理也是有區(qū)別的，中央空調(diào)系統(tǒng)主要有風(fēng)管機(jī)、變頻一拖機(jī)、冷熱水機(jī)等幾種大的類型。

風(fēng)管機(jī)是室外機(jī)利用室內(nèi)機(jī)的制冷劑蒸發(fā)的原理進(jìn)行制冷的。制熱時(shí)，室外的制冷機(jī)組吸收的是氣體制冷劑，將氣體制冷劑壓縮，向室內(nèi)各機(jī)組輸送壓縮后的汽體制冷劑，天花板上的回風(fēng)口將室內(nèi)的冷空氣吸入，進(jìn)行熱交換后送入風(fēng)管內(nèi)，再利用散流器將熱空氣輸送到室內(nèi)。

變頻一拖多機(jī)組的工作原理和風(fēng)管理類似。也是將室內(nèi)的制冷劑吸收以達(dá)到制冷的目的。制熱時(shí)，室外的制冷機(jī)組吸收的是氣體制冷劑，將氣體制冷劑壓縮，向室內(nèi)各機(jī)組輸送壓縮后的汽體制冷劑，天花板上的回風(fēng)口將室內(nèi)的冷空氣吸入，進(jìn)行熱交換后送入風(fēng)管內(nèi)，并通過(guò)出風(fēng)口上的散流器向室內(nèi)各房間輸送熱的空氣。

冷熱水機(jī)組和其他兩種類型的工作原理不相同。它主要是利用冷媒水和熱媒水進(jìn)行制冷和制熱。制冷時(shí)，對(duì)冷媒水進(jìn)行降溫；制熱時(shí)，對(duì)熱媒水進(jìn)行升溫。無(wú)論制冷還是制熱媒水都是送到室內(nèi)的風(fēng)盤機(jī)組來(lái)完成和室內(nèi)的溫度交換的。

3、中央空調(diào)的變頻控制設(shè)計(jì)和節(jié)能分析

3.1主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)

主機(jī)制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)的核心。根據(jù)以往的資料顯示，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗量的60%以上是主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)消耗的[4]。所以，中央空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)的主要變頻控制設(shè)計(jì)的目的就是節(jié)省主機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的能耗。為此，主機(jī)制冷系統(tǒng)變頻控制設(shè)計(jì)的主要是壓縮機(jī)的變頻控制。壓縮機(jī)是主機(jī)制冷系統(tǒng)的核心，可以說(shuō)是心臟的核心。通過(guò)變頻控制設(shè)計(jì)可以減少壓縮機(jī)的振動(dòng)，進(jìn)而降低噪聲和機(jī)器的溫度。另外，變頻設(shè)計(jì)使得主機(jī)系統(tǒng)能檢測(cè)到負(fù)載的變化，從而降低起動(dòng)電流，有效地實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng)和軟啟動(dòng)。所以，壓縮機(jī)的變頻參數(shù)不是固定不變的，這些參數(shù)要根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，使得壓縮機(jī)的變頻控制設(shè)計(jì)的更為理想，能使得整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)最佳地運(yùn)行狀態(tài)。另外，整個(gè)中央空調(diào)的機(jī)組也需要根據(jù)實(shí)際情況，修改運(yùn)行參數(shù)，以降低功耗量。

3.2送風(fēng)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)

中央空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)是通過(guò)相關(guān)的送風(fēng)設(shè)備來(lái)完成的，主要的送風(fēng)設(shè)備有盤管風(fēng)機(jī)、變風(fēng)量風(fēng)機(jī)以及回風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等等[5]。下面筆者主要討論一下送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)

（1）送風(fēng)系統(tǒng)需要利用變頻器來(lái)改變地風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣就能保證風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。利用變頻控制，可以避免冷凍水從頂棚漫出，還可以方便系統(tǒng)控制、提高系統(tǒng)的節(jié)能效果，所以送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)是中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一種根本途經(jīng)。

（2）變頻風(fēng)機(jī)的變頻控制主要是過(guò)恒溫PID來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)閷?duì)整個(gè)中央空調(diào)的的溫度控制區(qū)域?qū)τ谑孢m性的要求是比較高的。所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，要結(jié)合用戶的具體需求，來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

（3）如果是大型的中央空調(diào)系統(tǒng)。就應(yīng)設(shè)計(jì)成多段變風(fēng)量的變頻控制方式來(lái)應(yīng)對(duì)節(jié)假日的大負(fù)荷運(yùn)行。多段變風(fēng)量的控制方式能對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效的估算，然后通過(guò)對(duì)很主機(jī)的微控制器進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。如果系統(tǒng)對(duì)風(fēng)量沒(méi)有那么大的需求，可以改變吸風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量。這樣，還能有效地減少風(fēng)機(jī)能耗。

3.3水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)

水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)也很重要。水循環(huán)系統(tǒng)主要采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過(guò)速度的調(diào)整使水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水和冷凍水的很好的運(yùn)行。但是在調(diào)速的過(guò)程中一定要控制好水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣能量才能在電機(jī)的輸送過(guò)程中，被充分利用。水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)原則不是固定不變的，需要和具體環(huán)境相結(jié)合進(jìn)行處理。下面筆者分別對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的冷凍水和冷卻水變頻設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

（1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)

在制冷機(jī)組中，要設(shè)計(jì)一個(gè)溫度床拿起來(lái)控制水量和水溫，該傳感器安裝在水管的冷凍水的回水管的上方，它和變頻器以及PID調(diào)節(jié)器相結(jié)合，形成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。變頻器需要合理的調(diào)整頻率以控制冷凍水的溫差和保證電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。在冷凍水循環(huán)過(guò)程中，風(fēng)機(jī)組件會(huì)對(duì)出水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就降低了水泵電機(jī)的功率。下面，筆者分析一下冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的制冷模式：如果室內(nèi)原本的溫度就不高，在制冷的過(guò)程中，負(fù)荷就不會(huì)很大，變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)一步降低能耗；如果室內(nèi)溫度較高，制冷時(shí)負(fù)荷就會(huì)較大，冷凍水泵的轉(zhuǎn)速就要提升以更快的將室內(nèi)的溫度降低。所以在室內(nèi)的溫度不斷變化的過(guò)程中，冷凍水泵的轉(zhuǎn)速也不斷變換。在一臺(tái)電機(jī)不能滿足功率的情況下，需要啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)，以此類推，就能實(shí)現(xiàn)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的變頻運(yùn)行。

（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)變頻設(shè)計(jì)

冷卻水系統(tǒng)的變頻控制的設(shè)計(jì)和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)一樣。都是通過(guò)水溫和機(jī)組的結(jié)合來(lái)形成一個(gè)閉合的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)。如果室內(nèi)原本的溫度就不高，在制冷的過(guò)程中，負(fù)荷就不會(huì)很大，變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)一步降低能耗；如果室內(nèi)溫度較高，制冷時(shí)負(fù)荷就會(huì)較大，冷凍水泵的轉(zhuǎn)速就要提升以更快的將室內(nèi)的溫度降低。通過(guò)上述的分析，筆者得出結(jié)論，對(duì)于中央系統(tǒng)的變頻控制設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。并且，冷凍機(jī)組的配置過(guò)程，是需要以最大負(fù)荷做為參考的，還需要流出10%-20%的設(shè)計(jì)余量。所以，在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)電機(jī)電源的頻率進(jìn)行分析，通過(guò)合理的調(diào)節(jié)，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，有效地控制泵的轉(zhuǎn)速、流量和軸功率，從而整個(gè)系統(tǒng)就可以達(dá)到良好的節(jié)能目的。

4、小結(jié)

雖然中央空調(diào)系統(tǒng)在各種建筑物里的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是中央空調(diào)系統(tǒng)的高能耗卻是不能忽視的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了中央空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展。為了有效降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗最好的就是采用變頻技術(shù)，本文對(duì)中央空調(diào)的定義和工作原理進(jìn)行了分析，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)制冷系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)的變頻設(shè)計(jì)和節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

參考文獻(xiàn)：

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[3]龍小飛.中央空調(diào)安裝施工在高層建筑中的應(yīng)用[J].科學(xué)時(shí)代，2010

篇9

關(guān)鍵詞：廚房家用電器；低溫烹飪；水循環(huán)應(yīng)用；精確控溫應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-1和IEC60335- 2中還沒(méi)有定義，在中國(guó)GB4706.1和GB4706特殊標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有定義到該設(shè)備。而在國(guó)外有個(gè)名稱為：Sous Vide（Immersion Circulator），在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中技術(shù)要點(diǎn)填補(bǔ)廚房家用電器《分子美食水循環(huán)烹飪》的空白，還組織邀請(qǐng)上海ITS，寧波SGS等權(quán)威認(rèn)證專家和電器工程師上海交大的教授等商討關(guān)于低溫烹飪水循環(huán)處理器產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域和安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)定義。

最終大家一致認(rèn)可該設(shè)備在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-1通用和IEC60335-2特殊標(biāo)準(zhǔn)中定義IEC60335-1；IEC60335-2-14；IEC60335-2-15；IEC60335-2-73；因?yàn)楫a(chǎn)品技術(shù)含量高，目前只能用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義該設(shè)備。

在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB4706.1通用和GB4706特殊標(biāo)準(zhǔn)中定義GB4706.1；GB4706.30廚房機(jī)械；GB4706.19液體加熱器；GB 4706.75固定浸入式加熱器；因?yàn)楫a(chǎn)品技術(shù)含量高，國(guó)內(nèi)目前只能用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義該設(shè)備。

該設(shè)備還帶有智能超級(jí)APP.并采用美國(guó)FCC標(biāo)準(zhǔn)FCC Rule Part 15.和采用歐盟EMC：EN55014-1；EN55014-2；EN61000-3-2；EN61000-3-3標(biāo)準(zhǔn)定義。

該設(shè)備其產(chǎn)品的技術(shù)含量在于給大眾帶來(lái)的高檔享受有關(guān)聯(lián)，產(chǎn)品用于廚房分子美食低溫水循環(huán)烹飪法，特別是高檔餐廳頂級(jí)廚師在烹飪時(shí)使食物的營(yíng)養(yǎng)不流失而研制的一種產(chǎn)品。并得到國(guó)外廚師的認(rèn)可。如西班牙 El Bulli 和英國(guó) Fat Duck，El Bulli 和 Fat Duck；Pierre Troisgros；Brouno Goussault；意大利的Orved；法國(guó)的Dito Electrolux；德國(guó)的Julabo；德國(guó)的MCC；西班牙分子料理大師 Ferran Adria；英國(guó)Heston Blumenthal；美國(guó)Thomas Keller；1974年 食品化學(xué)家Bruno Goussault和廚師Georges Pralus， Pieere Troisgrois首先運(yùn)用了Sous-Vide這種新的烹飪技術(shù)，即真空低溫烹飪。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.主要原料

礦泉水，小牛排；雞腿；鴨肉；羊排；豬肉；鴿子；牛排；鵝肉；三文魚；大龍蝦；普通魚類；雞蛋。

2.主要設(shè)備

Agilent Technolgies34972A數(shù)據(jù)采集儀；亞克力桶；電子稱；量杯；真空機(jī)；真空袋；秒表；低溫烹飪水循環(huán)處理器。

3.反應(yīng)機(jī)理

該設(shè)備工作原理：裝每種食物分開(kāi)真空包裝，用電子稱秤出重量和水的重比，將該設(shè)備器固定在亞克力桶上，水和食物分別放入桶中，調(diào)度好該設(shè)備的溫度；時(shí)間。工作時(shí)該設(shè)備的數(shù)據(jù)與采集儀的溫度和秒表的時(shí)間一致，并得出該設(shè)備分子美食低溫水循環(huán)烹飪法對(duì)每種食物的烹飪要求。使得新的廚房家用電器低溫烹飪水循環(huán)應(yīng)用和精確控溫應(yīng)用和產(chǎn)生。

二、實(shí)驗(yàn)分析與討論

1.結(jié)論

蛙類：59.5℃，45分鐘；

大閘蟹：64℃，1小時(shí)；

貝類：63℃，13分鐘；

福壽螺：61℃，35分鐘；

豬肉：85℃，6小時(shí)；

鴿子：64℃，1小時(shí)；

牛排：61℃，65分鐘；

鵝肝：68℃，30分鐘；

家禽肉：82℃，90分鐘；

雞：71.5℃，75分鐘；

羊肉：75℃，100分鐘；

蛋類：71℃，60分鐘；

小牛排：59.5℃，45分鐘；

雞腿：64℃，1小時(shí)；

三文魚：60℃，12分鐘；

大龍蝦：59.5℃，15分鐘；

魚類：63℃，13分鐘；

雞蛋：68.5℃，45分鐘；

烤肉類：63℃，55分鐘；

蔬菜類：55℃，40分鐘；

鴨肉：61℃，28分鐘；

羊排：61℃，35分鐘。

經(jīng)各種不同食物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，每一種食物的營(yíng)養(yǎng)不同所對(duì)應(yīng)的溫度和時(shí)間也不同，這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，美味的食物不是沒(méi)有看你是怎樣的心態(tài)來(lái)品嘗，以上得出的結(jié)果供參考，還有更多的食物等著你們?nèi)ンw會(huì)，還有更多美食等著我們?nèi)?shí)驗(yàn)來(lái)分享給大家。食物在烹飪加工過(guò)程中，因受水、空氣和熱等真空因素的影響，其內(nèi)在成分會(huì)發(fā)生一系列的理化變化。真空食物中一部分營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生不同程度的水解，蛋白質(zhì)發(fā)生凝固，水溶性物質(zhì)浸出，芳香物質(zhì)揮發(fā)，營(yíng)養(yǎng)浸透食物色素形成或減退等，以上各種變化，能除去食物原有的腥邪氣味，增加令人愉快的色、香、味，同時(shí)也使食物的營(yíng)養(yǎng)成份更容易被人體消化吸收。每種食物都有其適宜的烹飪溫度，機(jī)器溫控在±0.1℃之間，如果溫度不夠，會(huì)殘留細(xì)菌，危害人體健康。但如果溫度過(guò)高，會(huì)使一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)遭到損失、破壞，甚至產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)。如食物中的水溶性蛋白質(zhì)過(guò)度受熱會(huì)結(jié)成硬塊，肉類中的脂肪過(guò)度加熱則氧化分解，損失其所含的維生素成份，蔬菜中的維生素成份等很不穩(wěn)定，烹飪熱度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，損失就越大。所以在烹飪食物時(shí)，原料要盡量切得細(xì)小一些，以縮短加熱時(shí)間。原料盡量做到現(xiàn)切現(xiàn)炒，現(xiàn)做現(xiàn)吃，避免較長(zhǎng)時(shí)間的高溫或多次加熱，以減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失和變化。

2.該設(shè)備其真正的用途在如對(duì)烹飪食物的保鮮；保存原材料水分；營(yíng)養(yǎng)不流失；口感好；可以穩(wěn)定控制溫度的低溫烹飪水循環(huán)烹飪烹制菜肴；保留食物的原味和香料的香味和顏色；減少食鹽的使用，分離事物原汁和清水；比蒸、煮更能保留維他命成分 ；保證每次烹飪的結(jié)果都是一樣的。比其他蒸煮節(jié)省能源，綠色環(huán)保，無(wú)油煙污染，不同的食物能通過(guò)單獨(dú)真空包裝同時(shí)烹飪，不需要星級(jí)的廚師，人人都可以操作并到達(dá)理想的效果，贏得更多的準(zhǔn)備時(shí)間。這項(xiàng)技術(shù)還可以最大程度的使廚房提前準(zhǔn)備，因?yàn)榻?jīng)過(guò)該設(shè)備烹飪的食物可以再次冷凍或冷藏，需要的時(shí)候再次進(jìn)行加熱。食物在烹飪過(guò)程中與一氧化二碳融合改變食材物理型態(tài)，食物得到有效的真空，食物有0～50℃的環(huán)境里是茵類的高發(fā)期，60℃左右的溫度的食物是最適合人的味覺(jué)。而且溫度精確到0.1℃誤差時(shí)，都感覺(jué)是在創(chuàng)造奇跡。

結(jié)語(yǔ)

保護(hù)傳統(tǒng)烹飪，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步革新，包括原料、烹飪技術(shù)、廚具的革新和信息的拓展。創(chuàng)造也是一種力量，它能淋漓極致地發(fā)揮每個(gè)人的潛力。再者，我們學(xué)來(lái)的知識(shí)和技能是為社會(huì)服務(wù)的，讓人很科學(xué)地理解整個(gè)過(guò)程，只有人與人之間互相交流才能真正發(fā)揮出人們烹飪美食的潛力。一旦你有了這種創(chuàng)新意識(shí)，你就會(huì)行動(dòng)，不懈地堅(jiān)持下去，就一定能完成你最初的夢(mèng)想！

參考文獻(xiàn)

篇10

給發(fā)電廠降溫。原理是把冷水引入冷卻塔中，不斷循環(huán)，使機(jī)組降溫。冷卻塔里面的水變熱后產(chǎn)生水蒸氣，通過(guò)頂部對(duì)外排放?；鹆Πl(fā)電廠要使用大量的冷卻水，這些冷卻水主要是通過(guò)汽輪機(jī)的冷凝器，將做過(guò)功的乏汽冷卻成凝結(jié)水循環(huán)利用。

發(fā)電廠的循環(huán)水：分為“開(kāi)式循環(huán)”和“閉式循環(huán)”，缺水地區(qū)多用閉式循環(huán)。開(kāi)式循環(huán)就是只用一次，經(jīng)過(guò)冷卻器換熱以后就排放掉。閉式循環(huán)是將使用過(guò)的冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻塔冷卻以后再反復(fù)使用。

交換熱量來(lái)源，用水泵將換熱后的熱水達(dá)到冷卻塔頂部，然后讓熱水似下雨一樣落下，在下方蓄水池回收冷水循環(huán)使用。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）