水循環原理范文

導語：如何才能寫好一篇水循環原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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各個泵站控制柜內配置S7-200PLC，使各泵可以單獨控制和調試，同時增加Profibus-DP通訊卡，與主站S7-300通過Profibus-DP總線通訊，方便主控制室的遠程監視與控制。進、排漿泵控制系統選用S7-200PLC完成就地控制。S7-200PLC對電動機冷卻風機，軸封水泵，管道上的電磁閥、壓力傳感器，柜內通風冷卻，變頻保護等設備的工作狀態進行監視與控制，并將各狀態通過內部總線輸入至通訊模塊后由Profibus-DP總線與主控制臺進行通訊，主控制臺再將進、排漿泵系統的電流、電壓、轉速以及泵和閥的啟停操作、速度調節等運行狀態在HMI工作畫面上顯示與控制。

各泥漿泵控制柜、閥門控制箱、地面監控站為從站結構，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，其中一個閥門控制箱作為本地控制，地面監控站設在地面監控室。各套控制系統通過ProfibusDP現場總線與主站通訊。地面監控站采用S7-200PLC+Profibus-DP模塊+計算機終端，同步顯示遠程控制站的泵、閥運行狀態，當且僅當遠程控制站切換為地面控制時，地面監控站具有操控泵、閥的控制功能，同時遠程控制失去控制功能。

從站PLC主要完成泵、閥門信號及操控狀態的采集和處理，過程參數的設定和監視，過程控制，設備的連鎖控制，報警檢測等控制。通過Profibus-DP總線與主控制站進行通訊，操作人員可以通過遠程操作站對系統遠程操作控制和監視系統工作狀況。每套設備機旁設有操作面板，操作人員可以在本地進行控制和維護。另外，系統設置有開挖艙液位、壓力和流量監視功能，并能夠自動將液位控制在設定范圍，實現液位的自動控制。

泥漿泵的驅動電機全部選用交流電機，交流電機的調速控制均采用schnielderAltivar71變頻器+Profibus-DP通訊卡+S7-200PLC，變頻器的運行狀態、參數及遠程調速控制均由Profibus-DP通訊卡與主站直接通信，ATV71系列是第一代采用DTC技術的變頻器，它能夠通過開環方式對轉速和轉矩進行準確控制（圖3），而且動態和靜態指標優于PWM閉環控制指標[2]。采用Profibus-DP網絡和西門子S7系列PLC搭建整個系統，總線采用2芯5類電纜作為傳輸介質，通訊速度可以達到12MBP，為解決長距離盾構隧道掘進通訊信號傳輸衰減及隧道內用電安全等問題，采取在每個本地控制柜增加光電隔離中繼放大器的措施。

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1.1水資源概況

大連市位于歐亞大陸東岸,中國東北遼東半島最南端。根據大連市第2次水資源評價成果,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,境內人均水資源僅為全國水平的1/5,特別是經濟發達的金州以南地區人均占有量僅有116m3,遠低于世界公認的人均水資源占有量1000m3的生存最低標準,多次出現嚴重缺水的緊張局面。且大連地區的海水入侵現狀比較嚴重,不僅加劇了水資源緊缺形勢,而且帶來了水環境生態系統破壞。大連地區受氣候影響,降水時空分布階段性明顯、時空分布不均、局部地區強降雨或雷陣雨場次偏多而且強度偏大,降水過程主要集中在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,河流獨流入海,現有水利工程調蓄工程較少,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社會經濟現狀

大連市下轄現設6區3市1縣,土地面積12574km2,2009年末全市常住人口617萬人,全市戶籍人口584.8萬人,其中非農業人口357.8萬人,占總人口的61.2%。國民經濟持續快速增長,2009年全市實現地區生產總值4417.7億元。其中,第一產業增加值313.4億元;第二產業增加值2314.8億元;第三產業增加值1789.5億元,增長率分別為7.8%,16.5%和14.6%。3次產業構成比例為7.1∶52.4∶40.5,對經濟增長的貢獻率分別為3.5%,55%和41.5%。按常住平均人口計算,全市人均生產總值由2008年的63198元增加到71833元。隨著綜合經濟實力的持續增強,大連市用水效率明顯提高,人均用水量、萬元GDP用水量、農田灌溉畝均用水量、萬元工業增加值用水量,這些指標的用水效率均比全國平均水平低。

2水資源承載力模型建立

2.1模型的建立

2.1.1系統動力學簡介

系統動力學簡稱SD(SystemDynalnics),以反饋控制理論為基礎,以數學計算機仿真技術為手段,研究復雜系統的行為,可用來定性和定量地剖析歷史、分析現在和研究未來,是實現決策科學化和經營管理現代化的有力手段。它最為突出的優點是處理周期性、長期性、高階、非線性、時變的問題。系統動力學研究的問題是動態的,系統中所包含的變量是隨時間變化的,因此模型可以模擬系統的發展趨勢,進行中長期預測。目前,系統動力學已成功應用于社會、經濟、生態復雜大系統的許多戰略與決策分析中。水資源承載力涉及面廣、內容復雜,普通方法受線性約束不能清楚地把握系統的各種反饋關系,只能追求最優解。而SD方法將復雜系統分為若干子系統,再對選用的每個決策變量設定各種方案,通過對各子系統之間相互關系的分析,模擬不同發展戰略得出水資源利用與各子系統之間的變化趨勢。

2.1.2模型設計思路

大連是一個水資源嚴重短缺的城市,隨著社會經濟的發展,人們對水資源的需求量持續增長,再加上干旱等自然災害頻繁發生,使已經有限的水資源更加短缺。為避免生活用水、社會經濟用水和生態用水之間的沖突,如何在有限的水資源條件下,實現水資源可持續利用,是一個迫在眉睫的任務,也是模型設計的目的。假設大連市城市化水平保持較快速度上升,對應的社會經濟也高速發展,而其用水模式保持目前水平,如按萬元工業增加值用水量保持目前的下降趨勢,生活需水量和生態需水量保持目前的增加趨勢不變等。在這樣的前提下,預測大連市未來需水情況,然后與可供水資源量進行比較,得出未來大連市目前用水模式下,是否能承載社會經濟的高速發展。

2.1.3系統動力學原理

系統動力學模型的本質是一階微分方程組[3]。在SD模型中狀態方程系統描述了水準(狀態)變量(流位)的變化規律,用歐拉法數值積分表示,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時刻的狀態變量;IR.JK,OR.JK分別表示流入速率與流出速率,K表示現在時刻,J表示與K相鄰的前一時刻,DT是步長且DT=JK。

2.1.4模型結構及流圖分析結合系統動力學研究問題的主要特點和大連市的實際情況,將系統邊界定在大連市土地面積范圍內,對重要用水環節進行系統分析后,采用SD專用模型Vensim建立包含人口、經濟、環境和資源4個子系統的大連市水資源承載力SD流圖。模型中主要變量為狀態變量和速率變量,狀態變量為總人口、工業總產值、道路面積、農業灌溉面積、綠地面積、節水灌溉面積、第三產業總產值,每一狀態變量對應相應的速率變量。

(1)人口子系統。本文總人口數主要考慮的是常住人口,它主要受機械增長率、自然增長率的影響,常住人口由城鎮人口和農業人口兩部分組成,人口子系統的主要變量包括總人口數、城鎮人口和農村人口3部分,以人口總數為狀態變量。該模塊主要研究人口數量的變化及其變化對生活需水量的影響。

(2)經濟子系統。經濟子系統用第一產業、第二產業和第三產業來表示,其中第一產業主要指農業,第二產業主要是工業。該子系統的主要變量分別由農田灌溉面積、工業增加值、第三產業增加值與農田畝均灌溉用水量、萬元工業增加值耗水量、萬元第三產業增加值耗水量兩組數值相對應的乘積求出。

(3)環境子系統。環境子系統包括城市環境和污水兩部分,城市環境用水包括全市綠化用水、市區及近郊沖刷道路用水,污水部分由生活污水和工業廢水排放量組成。污水總量由城市污水排放量與排污系數決定,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。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模型調試模型直觀檢驗和運行檢驗由軟件自動完成,以2004年為基準年,模擬步長為1a,將2005~2009年的仿真結果與歷史數據相比較進行一致性檢驗,若誤差小于5%,則認為模型正確,否則對模型進行修改或調整。由表1可以看出模擬結果與歷史數據擬合誤差均小于5%,表明模型結構合理,能反映大連市水資源承載力的特征,能夠模擬實際系統,有較高的可信度。

2.2方案設計和結果分析

2.2.1方案設計

為了比較和探討未來50a大連市水資源承載力在不同策略下的動態演變過程,本文設計了4種方案。方案1:現狀延續型。即不采取任何措施,保持現有狀況不變。方案中各決策變量指標值維持現有發展趨勢。方案2:經濟發展型。強調經濟發展的重要性,把經濟發展放在重中之重的位置。為此,把工業產值增長速度一度調整到大連市2001~2009年工業產值增長率的最快值23%,把2025年的城市化率提高到85%,其他參數與方案一相同。方案3:節水型。此方案強調水資源和環境保護的重要性,要求在合理開發利用、保護水資源的前提下發展經濟。因此在方案1的基礎上,降低經濟發展速度,抑制城市人口的過快增長,提高污水處理及回用率,降低居民生活用水量及農田灌溉用水定額,增加農業節水灌溉面積。根據預測,2025年工業產值增長率控制在10%,城市化率提高至75%,工業用水重復利用率提高到95%,污水處理率提高至100%,污水回用率提高至70%。把節水灌溉增長率提高至9%,其他參數指標維持不變。方案4:協調發展型。在建設節水型城市前提下,綜合考慮以上3種方案各自的特點,要求兼顧經濟和環境的協調發展。此方案污水處理率、回用率、重復利用率、廢水排放系數等均與方案2相同,城市化水平、經濟、灌溉面積適度增長。2010年到2015年工業增速為12%,其后保持5%的增速,其他參數指標維持不變。

2.2.2結果分析

選取模型中的城鎮人口、工業總產值、污水排放總量、水資源供需差額4個主要變量進行不同方案的對比。根據不同方案下4個主要變量的模擬結果(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化方案。在方案1的模式下,2025年大連市總需水量達到36.93億m3,可供水量為17.43億m3,水資源供需差額達19.48億m3,污水總量為16.42億m3。此時水資源短缺問題、環境污染問題將嚴重影響大連市的社會經濟發展,如何合理開發和利用水資源、提高污水處理及回用率是解決問題的關鍵。在方案2的模式下,工業總產值增速大于其他3種方案,2025年工業總產值模擬值達到22053.36億元,城市人口達到513.013萬人,工業總產值及人口數量的增加不僅加大了對水資源的需求量,工業廢水、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41.38億m3,水資源供需差額達23.94億m3,污水總量達19.31億m3。環境污染嚴重,大連市的缺水形勢更加嚴峻,水資源承載力更加脆弱,此方案也不可取。在方案3模式下,減緩工業產值增長速度,降低萬元工業增加值用水量,提高工業用水重復利用率,使得工業生產對水資源的需求量大幅度降低;對環境保護的投資加大,2025年污水處理率和污水回用率分別達到100%和80%;居民人均生活用水量及農田灌溉畝均用水量的降低,也使得生活需水量及農業需水量大大減少,到2025年大連市總需水量僅為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,同時工業生產總值到達到7489.23億元。可見方案3中大連市的水資源基本上得到了合理開發和利用。在方案4的模式下,按照協調發展原則,不以環境的犧牲換取發展的經濟,適當限制經濟增長速度,同時加大污水處理、污水回用的投資力度,在建設節水型城市前提下,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,缺水量僅0.106億m3,基本實現水資源供需平衡,大連市不會出現嚴重的缺水現象。雖然方案4與方案3,都可保證大連市到2025年不會出現嚴重的缺水問題,但方案4的工業產值可達到8521.08億元,污水總量僅為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,使大連市未來可以實現走上水資源可持續發展的道路,就必須建立起以水資源保障為基礎、以建設節水型社會為核心、以水生態環境保護為根本、以非常規水充分利用為重點的“循環水務”體系。

3循環經濟模式的構建

3.1構建思路

循環經濟模式的構建應貫穿于水資源開發利用的供、用、排環節中,統籌兼顧,全面考慮[1]。主要包括:在水資源開發過程中,注重合理開發,由傳統水源開發逐步向非傳統水源開發轉移,充分利用一切可利用的水資源,并通過水資源的優化配置對水資源進行合理調配;在利用過程中,注重節水用水,提高水資源利用率,同時注重各類水資源的回收利用,減少廢、污水的產生;在廢、污水排放時,以無害化為標準,使最終進入自然界水體的廢、污水對生態環境不會造成影響,同時盡可能地使廢、污水資源化,為增加供水量提供保障。

3.2構建方法

3.2.1實施分質供水,構建循環經濟動脈鏈

在大連地區通過淡水管線、海水管線和中水管線實行分質供水,集雨設施和雨水管線供水根據實際情況采用就近原則。根據各單位的生產工藝和地理位置,在單位內部和單位之間,實施水資源的梯級利用和分質利用。以海水為例,通過海水淡化、海水直接利用兩種方式形成與工業相關聯的海水動脈鏈。

3.2.2通過廢水回用,構建循環經濟靜脈鏈

廢水的處理和回用方式有:內部直接回用、內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、居民區和其他單位設立污水處理站,對自身產生廢水內部進行處理和回用。城市污水處理廠對排入城市污水管線的各類廢水進行統一處理,部分以中水回用的方式由中水管線進入城市供水系統,剩余的污水在達準后排入自然界水體。

3.2.3利用水資源信息系統,構建循環經濟網絡

綜合大連市水資源情況,建立水資源信息系統平臺(水資源信息庫、水環境數據庫和工業、農業、生活、生態環境用水狀況數據庫),及時、準確、客觀地反映水資源狀況,并科學預測未來水資源變化趨勢。通過水資源信息系統,對各種水資源、工業、農業和生活用水進行統一調度,構建循環水資源經濟網絡體系,最大限度地開發水資源潛力,使有限的水資源發揮最大的經濟效益。

4實現水資源循環經濟發展的途徑

4.1節約用水,實現水資源利用的減量化節約用水是循環經濟的減量化原則的體現,是發展循環經濟、建立水資源循環經濟的基礎。節約用水不但可以提高水資源利用效率,減少需水量,還可以減少廢水排放量,保護水環境。

4.1.1農業節水

根據大連市水資源條件調整農作物種植結構,擴大耐旱作物種植面積。推廣農業科技,鼓勵、引導和扶持農戶種植產出高、耗水低的農產品。改進古老的大水漫溉方式,采用節水的噴灌、微灌等新灌溉技術以及抗旱補灌技術。加大節水工程改造力度,降低無效損耗。利用各種綜合節水措施,如生物節水、農藝節水、工程節水和管理節水等技術,提高農業水利用效率。

4.1.2工業節水

推廣風力發電、水源熱泵等10大節水產業,扶持生物工程、電子信息等10大高新產業示范項目,加快工業產業結構和布局調整。以高新技術改造傳統用水工藝,降低大連市工業產品的萬元增加值耗水率,降低工業廢水的排放量。大力發展生產工藝節水技術、工業循環用水技術和其他節水技術。

4.1.3生活節水

最重要和最基礎的節水途徑是加強節水的宣傳教育,讓人們意識到節水的重要性,形成節水的社會意識,樹立正確的節水觀念,改變生活中的不良用水行為和習慣。在居民日常生活、公共服務設施,以及環境綠化等方面,推廣節水器具的應用,從根本上抑制或消除不合理用水。

4.2開發新水源,實現水資源再循環

4.2.1跨流域調水

為解決大連市水資源短缺問題,大連市累計投資近百億元,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。隨著經濟社會的快速發展,水資源問題仍是大連市一個亟待解決的問題。但自引英入連工程結束后,大連境內已無較大規模的水利工程,且水資源利用率已達40%以上(世界公認的警戒線為40%),水資源開發已達極根。境外調水已成為大連解決水資源保障問題的必由之路。目前,大連市正著手投巨資實施大伙房水庫向大連輸水和引洋入連供水工程。

4.2.2污水回用

在實現水資源利用“減量化”的基礎上,污水回用能夠有效提高水資源的利用率。大連市已投入運行的大型污水集中處理廠14座,總設計處理能力87.3萬m3/d,年末污水集中處理率超過90%。把污水作為非常規水資源,將達標排放變為開發利用為主,使污水處理率和中水回用率分別提高到70%和50%以上,對緩解城市供水短缺無疑會起很大作用。工業方面,在企業內部實施清潔生產,消減新鮮水用量和廢水排放量,實現水資源利用效率的最大化。在企業間層面,為各企業內部無法充分利用或難以利用的排水尋找下游消費者,實現工業共生的循環模式,進一步調高整個工業生態系統的用水效率。除了工業環節的污水再利用,還要在社會層面實現各系統之間的循環利用,把污水回用于農業、工業、生態環境包括地下回灌等,從而充分實現水資源的循環利用。

4.2.3雨水資源化利用

雨水資源化利用,也是節水的新渠道。在認真調研、確認可行的前提下,大力推廣集雨工程建設。城市雨水利用的途徑主要包括加大雨水就地滲入量、雨水儲蓄量,興建攔截和蓄存雨水的設施及利用雨水回灌。在城市,居民小區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。在現有設施的基礎上,把雨水資源利用與城市供水、城市規劃、生態建設、城區美化等多方面結合起來,統籌兼顧,達到高效利用。在農村,利用工程集水經凈化處理后解決居民生活用水問題。

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一、我國景區污水的現狀及相關再生利用方法

首先，景區污水不同于工業污水，其基本上都是生活污水，具有污水量小、時間長期長、監管較松，隱蔽性大等特點。所以針對景區污水的管理必須要因地制宜，根據不同的地理條件、氣候環境、景區規劃等因素綜合考慮。

其次，我們在探討污水資源循環經濟之前，先來了解何謂循環經濟。它是在物質的循環、再生、利用的基礎上發展的新型生態經濟，是按照物質循環和能量流動規律重建經濟系統，使得經濟發展和諧、自然的融入到生態系統的循環過程。其具備以下四個特點。

1.減量化原則。此點要求景區對污水的排放一定要注意控量，主要從以下幾點來注意。

（1）從源頭控制污水的產生。要求相關部門加大對景區水資源排放的管理。對于污水的排放設施要定期組織檢查工作，要求酒店、餐廳等企業自查自糾，從而控制總量；加強對游客的文明宣傳，逐步樹立游客節約用水的良好習慣；減少垃圾的隨地丟棄，也能在一定程度上減輕污水的產生。

（2）設定景區游客接待功能的警戒線。此點要求專家設計景區合理的生態容納線，達到警戒線后停止游客接待，以滿足景區自然生態水資源自行修偷囊求。

（3）嚴禁在風景區建立或運營相關水資源污染型企業。著名的太湖藍藻事件就是因為美麗的環太湖風景區附近分布的企業長期偷排放各種污水，從而導致藍藻的大面積爆發，給風景區的水資源帶來嚴重的災難，靠太湖自身消化吸收已無法處理。

2.再使用原則。此點主要是要求污水排放單位設法將使用過的水資源進行回收處理后再次使用。

3.再循環原則。此點主要要求污染水體能夠在相對封閉環境內進行循環使用，避免了污染水體的外泄。

4.專業性處理原則。 傳統的景區污水處理一般比照城市小區污水處理方式進行。此方式顯然沒有考慮到景區環境條件和水資源的特殊性和復雜性，更沒考慮到污水處理構建物與風景的協調性。所以，需要針對景區的特點進行有針對性的專業化處理。

5.水資源的功能差異化使用。按照功能來區分，比如說飲用水、沖廁所水、洗澡水、植物灌溉水等，就可以根據不同的需求使用不同水質的水體。

二、人工濕地生態系統

由上可知我國景區污水資源循環再生利用事宜已刻不容緩，接下來本文就要重點探討人工濕地生態修復系統，它也是污水資源循環經濟的新方向。

1.首先我們來了解人工濕地相關知識。它是依托相應地理形勢和位置人工建造并控制運行的仿生態沼澤地面，將污水資源進行有效的搜集，經過特殊設定的管道路徑將其投放到人工濕地，通過污水流動過程中，利用相關人工介質、土壤、植被、微生物、生物等協同作用，對污水進行綜合一體化處理的新型技術。其原理包括吸附、沉淀、過濾、生化反應、分解、水分蒸騰等作用。

2.了解完人工濕地后，我們再來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氧氣，增強水體的活性；而且可以降解水體中的有害物質。②這種方式與傳統的污水處理廠相比，具有成本低、建設周期短、使用時間長的特點。而且其處理過程中，采用重力自流的方式，減少了污水廠后續人工保養、維護及電力等支出成本。③人工濕地采用純生態技術進行水體凈化，避免了類似污水廠處理后會產生淤泥、廢渣等二次污染問題。④人工濕地能夠持續產生經濟效益。污水處理廠是純損耗性投入，需要政府財政的大力支持；而景區人工濕地通過科學管理和合理運營，比如凈化水體的觀賞性植物、經濟性生物等，不但能達到良好的景觀效果，還能產生可觀的經濟性效益。

3.人工濕地建設是一個對專業要求很高的系統性工程。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，當污水中的有害物質被植物根系吸收后，從而使水體凈化。從而可以看出其關鍵在于針對不同類型的濕地選擇相應的植物和搭配上。接下來我們就具體探討這一問題。

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

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

（3）生長量要小，不易腐敗。最好選擇常綠的，不會枯萎或者換季死亡的植物，否則會給人工濕地的床體后續維護帶來困擾。

（4）極強的環境適應能力和耐污染能力。由于人工濕地的植物根系長期浸泡在污水中的生長環境，所以此點也是要重點考慮的。

（5）具備一定的經濟效益植物?？梢愿鶕枰x擇觀賞型的、或者可用來當工業原料、農業原料的植物。

（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；常綠和季節性植物搭配。同時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的契合度。

（7）根據污水水體的特性，搭配不同的植物組合。不同風景點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、結語

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關鍵詞：循環水泵；超功率；詳細分析；處理方案；葉輪切割；再鑒定

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0161-02

前期某電站早在建設階段部分設備曾出現過一些技術問題，最終均得到順利解決。筆者近期負責了循環水泵的采購與參與了部分合同執行工作，為此對前期項目曾出現的部分技術問題進行了整理與歸納，以期對后續項目有所借鑒與參考。

電站循環水泵（以下簡稱“循泵”）功能為向凝汽器提供冷卻水，某電站（以下簡稱“P項目”）每臺機組配置兩臺循環水泵，供應商為國外廠家（以下簡稱A），泵型為混流式、混凝土蝸殼循環水泵，齒輪箱與電機分包商也均為國外廠家。

在安裝工作及靜態試驗完成，確認具備啟動條件后，便對該電站第一臺機組2號循泵（002PO）進行了首次性能試驗，數據顯示，在設計入口壓力下，循泵流量與電機功率均比系統要求的設計值高。隨后對該機組1號循泵（001PO）也進行了首次啟動，得到了相同的結果。

該電站建設承包方邀請循泵供貨A廠家現場服務工程師到現場，親自啟動了001PO性能試驗，并更加精確地測量了相應試驗數據，確認此問題真實存在，各方隨即展開了原因分析及落實最終的處理方案。

1 合同中規定的性能參數

原約定的參數見表1。

2 現場測試結果

在首次啟動發現循環水泵存在超功率問題后，為了得到更準確的試驗數據，隨后又分別于6月19日、6月23日兩次啟動了001PO，持續時間分別為5 h與3 h。

在此過程中收集了系統、設備的各項參數，現場泵性能試驗特性曲線如圖1所示。

從上述圖表中的數據可看出，電機的輸入功率為6 950 kW，比電機的額定功率6 500 kW超出7%，比電機的最大消耗功率6 233 kW超過約11.5%，電機穩定電流在710 A左右，比額定電流633 A超出了約12%，流量36.7 m3/s比設計的額定流量32.165 m3/s超出約14%，從上述結果可知，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，對此展開如下原因分析。

3 原因分析

在確認循環水泵超功率的問題后，根據工作經驗及認真分析，鎖定導致該問題的原因有系統阻力偏低、泵實際轉速偏高與泵幾何尺寸偏大三個，具體描述如下。

3.1 系統阻力偏低

泵工作點為系統阻力曲線與泵性能曲線（流量-揚程）的交點，經過仔細核查，發現循環水泵系統的實際阻力遠遠低于設計阻力，在性能曲線不變的情況下，交點沿著性能曲線向右下方移動，致使泵的揚程降低、流量增大。

3.2 泵實際轉速偏高

經調查發現，泵的設計轉速為160 rpm，但電機和齒輪箱的設計輸入卻為161 rpm，由于實際制造過程中存在一定允許的偏差，在現場測得的循泵實際轉速為161.8 rpm，與設計轉速存在約1.13%的偏差。根據比例定律公式：

Q2/Q1=n2/n1

H2/H1=（n2/n1）2

P2/P1=（n2/n1）3

致使流量、揚程、軸功率都增加，但據計算僅轉速增加不會導致功率的大幅上漲。

3.3 泵葉輪的幾何尺寸偏大

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

鑒于Q項目循泵運行良好，A廠家在Q項目原型泵基礎上，考慮一定線性比例因子后設計了P項目循泵，據A廠家反饋該比例因子為1.236；當發現P項目循環水泵的超功率問題后，A廠家經過重新核算，得出上述線性比例因子應為1.212（誤差值為2.4%）。

根據相似定律，流量與線性比例因子的立方成正比，揚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%，則該誤差將導致循泵流量、揚程與功率的顯著增大。

4 解決方案分析

針對前述三種原因，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，相應公式如下：

對循環水泵葉輪進行切割，根據上述公式可知，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，降低電機功率，但會使泵的揚程降低。

為達到合同規定的技術性能要求，廠家A計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，相關比較見表2。

另外，由于循環水流量增加，根據汽輪機組輸出功率和循環水流量的關系曲線，輸出功率可提高近0.08%（約800 kW），但實際能否增加機組的輸出功率以及增加多少還與凝汽器是否能達到該流量下對應的真空值有關。

綜上，該方法可以達到降低循泵流量與電機功率的目標；但所需工作量較大、實施難度也較大，預計4臺循環水泵全部車削葉輪，以及拆卸、安裝與調試共需5個月以上，無法滿足工程進度。

4.2 更換齒輪箱

不對電機進行更換，僅更換齒輪箱，在電機轉速不變的情況下改變齒輪箱太陽輪和行星輪的轉速比，以降低水泵轉速。

根據比例定律公式，轉速下降，流量、揚程和功率均可得到降低：

為達到合同規定的技術性能要求，廠家A計算轉速需由原來的161.8 rpm降低至155.3 rpm，齒輪箱變比將由原來的1：4.6降低為1：4.8，轉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，該方法可以達到降低循泵流量與電機功率的目標，且較葉輪車削，工期短、工作量??；但由于需重新設計、制造齒輪箱，成本較高，且齒輪箱的制造工期較長（約1 a）。

4.3 增加循環水泵系統阻力

由于循環水泵系統的實際阻力遠遠低于設計阻力，則可修改循泵蝸殼和涵道結構，或在凝汽器出水側管路中增加節流孔板，增大系統阻力，從而改變循泵工作點，達到提高揚程與減少流量的目的，但功率會稍有增加。在現有循泵嚴重超功率的情況下，該種方法不可取。

4.4 更換大功率的電機

現有循泵嚴重超功率，可考慮更換更大功率電機，但該種方案所需工期較長（2 a），不滿足工程進度；而且更換的電機功率將達到8 000 kW，成本較高，經濟型較差。

5 最終采取的處理方案

根據前述幾種方案的對比分析，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，且根據計算切削后的性能參數：

Q=126 000 m3/h，H=15 m，P=5 800 kW

可以滿足循環水系統穩定運行工況要求，同時，為保證葉輪切割質量，電站總承包方要求切削后的葉輪要單獨進行動平衡試驗。

5.1 葉輪切削后以及性能試驗結果

確定方案后，在各方的通力合作下，4臺循泵均進行了切削（葉輪直徑從2 879 mm減少到2 776 mm），在動平衡試驗合格后，運至現場進行了回裝，并對1、2號循泵進行了再鑒定性能試驗，試驗結果基本與預期相同，見表3。

5.2 結論及安全性評價

綜上，葉輪切削后，循泵流量、揚程和功率均得到了明顯下降，基本滿足了系統運行要求，雖然軸功率上漲較多，且電機輸入功率（6 550 kW）稍微超過了電機額定功率（6 500 kW），但據測試繞組溫升很低，電機廠家通過分析計算，認為即使在特殊工況下電機輸入功率短時達到6 700 kW，也不會對電機壽命造成影響。

此外，循環水泵由LGD/LGE中壓盤供電，不影響LHA/LHB應急母線的負載，因此不影響應急柴油機的帶載能力，因此供電系統也是安全的。最終，電站營運者經過試驗、計算與分析，也認可了循泵葉輪切削方案，認為最終試驗結果可以保證循泵的長期安全穩定運行。

至此，循環水泵超功率問題得到滿意的處理，同時也為后續其它項目提供了寶貴的經驗。

篇5

[關鍵詞]循環水泵 推力軸承 發熱量 冷卻器 油 粘度系數

中圖分類號：TM121.1.3 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）46-0006-01

1 循環水泵推力軸承溫度過高問題回顧

國內某電站每臺機組配備兩臺立式混凝土蝸殼海水循環水泵（以下簡稱循泵），分別稱為A列泵和B列泵。2012年2月，在1號機組調試期間，兩臺循泵運轉2小時左右，其推力軸承溫度上升至87℃且仍有緩慢上升趨勢，無法穩定（設計停泵溫度為90℃）。

2 循環水泵及其推力軸承結構

該循環水泵為立式混凝土蝸殼海水循環水泵，額定流量為24.31m3/s，揚程19m，轉速186rmp，功率5238kw，轉動部件總重量約為18t。該循環水泵的推力軸承主要承擔轉動部件的重力和運行中的軸向推力。推力軸承結構圖如圖1所示。

3 臨時改造措施

考慮到電廠調試的進度需要，2012年3月，該電站采取了臨時改造措施：在軸承室外部增設單列風-油冷卻器，對油進行強制外部循環冷卻。

臨時方案實施后，現場試轉后效果良好：四臺循泵的軸承溫度穩定在55-60℃左右。

4 推力軸承發熱量計算及分析

4.1 設計發熱量

經查閱循環水泵供應商和推力軸承廠家提供的設計材料，在正常運行工況下，此推力軸承的設計發熱量約為4.5KW。

考慮計算誤差以及軸承磨合期，在循環水泵初期運行階段，推力軸承的理論發熱量應該為6～9KW。

4.2 實際發熱量計算

為判斷推力軸承的實際發熱量是否與廠家的設計發熱量存在較大偏差，基于現場記錄的溫度變化數據，計算得出了外置風-油冷卻器的換熱量，即為推力軸承的實際發熱量。推力軸承的發熱量曲線如圖2?？梢钥闯觯谶\行穩定后，推力軸承的實際發熱量約為20～25KW，均大幅度超出了其設計發熱量。

4.3 軸承發熱量偏高原因分析

理論上，導致推力軸承發熱量超出設計計算量的可能原因有很多，例如：設計過程中計算模型選擇錯誤、推力軸承制造精度不滿足要求、循泵裝配尺寸存在偏差、循泵運行工況超出了設計范圍、油中含有雜質導致磨損、油牌號選擇不合適、等。

查閱推力軸承和循環水泵的制造完工報告，推力軸承軸向載荷的設計值約為800kN。然而，結合現場的實測值，包括：泵進口壓力/流速、泵出口壓力/流速、泵流量、轉速等，經復核計算，推力軸承的實際軸向載荷約為1000kN，為設計值的1.25倍左右。原設計計算值偏低的原因主要有：1）受力分析中，廠家認為葉輪后蓋板回流區域的受力較小，可以忽略不計；然而，實際運行中，此處回流量較大，葉輪因此而承受的軸向推力必須計入。2）循泵的設計流量（額定流量）為24.31m3/s；然而，循泵的實測流量為22.5 m3/s左右，循泵運行在小流量區域。根據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計流量工況。3）該電站位于北方海域，冬季外海潮位低于設計潮位，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計值，且此推力軸承具有重載、低速、溫度變化較大等特點，適用于選擇粘度等級更高、粘溫特性更好的油。2012年5月，將牌號為Shell Tellus 68（粘度等級68，粘溫系數96）的油更換為Shell Omala 150 HD（粘度等級150，粘溫系數100）油。現場試轉結果表明：推力軸承溫度穩定在40℃左右，推力軸承的運行穩定狀況得到了明顯改善。此時，計算得到推力軸承的實際發熱量降至6KW左右。

5 冷卻水室冷卻效果分析

5.1 冷卻水室實際冷卻量計算

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。經查閱廠家的設計材料，此推力軸承冷卻水室的設計冷卻能力為9KW。

然而，基于現場記錄的進出口水溫變化數據，計算所得冷卻水室的實際冷卻能力為5-6KW，約為設計能力的60%左右。

5.2 冷卻能力不足的原因分析

經現場核查，冷卻水室的材質選擇、制造尺寸、裝配/安裝精度滿足設計要求，而且現場的SRI冷卻水回路的實際壓力和流量符合設計要求。

從推力軸承的結構圖來看，導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計換熱面積不足；2）冷卻水室頂部有空氣聚集，導致水室與油室之間的冷卻水換熱能力下降；3）由于軸承室中加強筋板的存在，油在油室中未能充分攪動，油室內的溫度梯度不合理。4）油的粘度選擇不合適，油的導熱、散熱能力不足。

由于現場實際條件有限，且進度緊張，暫時無法對上述的可能原因做進一步的試驗分析或實物測試。

6 改造措施及效果

綜合前述分析和臨時措施效果，確定了循環水泵推力軸承溫度過高問題的最終改造方案：1）在推力軸承室外部增設冷卻器，對其油進行強制外部循環冷卻。2）將推力軸承室的油由Shell Tellus 68油更換為粘度等級更大的Shell Omala 150 HD油。

自2012年8月份實施改造以來，該電站循環水泵的運行狀況良好，四臺循環水泵的推力軸承溫度均穩定在40-55℃，改造取得成功。

7 結論

對于某電站循環水泵在調試期間發生的推力軸承溫度過高問題，本文分別從推力軸承發熱量、油選擇、冷卻水室冷卻能力、冷卻方式選擇等方面進行了計算分析，并確定了改造方案。得出以下結論：

（1） 在推力軸承的設計選型過程中，廠家對軸承軸向載荷的計算存在誤差，實際載荷為設計值的1.25倍，導致軸承發熱量超出了預期。

（2） 推力軸承油牌號選擇不合適，是導致軸承實際發熱量偏大的重要因素。

（3） 推力軸承冷卻水室的實際換熱量僅為設計換熱量的60%左右，是導致軸承溫度無法穩定的重要因素。而采用采用外置強制循環的冷卻方式，冷卻效果良好。

篇6

關鍵詞 有機朗肯循環；低溫余熱；工質

中圖分類號：TQl72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）12-0061-02

利用水泥生產過程中的廢氣余熱建設純低溫的余熱發電裝置，對于節能降耗、改善環境至關重要。本文對水泥廠有機郎肯循環低溫余熱發電系統的原理進行分析。

1 有機朗肯循環流程

圖1所示為有機朗肯的發電系統流程圖，由蒸發器、膨脹機、冷凝器、工質加壓泵、循環水泵、冷卻塔組成。余熱通過添加工質利用其沸點低的物理性質，經過蒸發、預熱等流程流入膨脹機，經過膨脹機作用，使熱能轉換為機械能，機械能通過發電機轉換為電能，達到發電目的。經膨脹做工后含有工質的余熱流會變為低溫低壓的氣體，再經過冷凝器，通過遇冷、冷凝等階段凝成工質液體，整個冷卻循環采用循環水冷卻法，水流經冷卻塔循環冷卻，從而完成整個循環。

3.2 有機朗肯工質的優勢特點

有機朗肯循環低溫余熱發電系統是采用有機工質作為能量的載體。就以往的經驗和相關理論來看，工質的特性會直接主導發電系統的結構以及能源的利用效率，有機工質有著比傳統工質高的能源利用效率，所以國內外有關專家學者都在進行有機工質對于系統影響的相關研究。

通過理論和實驗研究證明R123 比水具有更好的性能，有機朗肯循環在低溫余熱條件下下回收中低品位熱能時具有更高的效率，這是因為ORC在回收顯熱效率較高，而在ORC循環中顯熱/潛熱值比較大，因此采用ORC技術能夠回收比較多的熱量。在各自最佳的壓力情況下，水在中低溫區域內輸出功率比其他有機工質低得多。

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，不利于在中低溫下做功。在圖3（a）中，理想做功過程（3-4s）與實際做功過程（3-4）對比可以看出工質為水時，膨脹過程趨向濕蒸汽區域，若余熱溫度不足以達到狀態點3的溫度，狀態點4將會處于濕蒸汽區內，因為其做功曲線會與干濕蒸汽分界線相交。就使得發電的成本和工藝的復雜性

提高。

如圖3（b）所示，有機工質大部分是等熵流體、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）中理想做功過程（3-4s）與實際做功過程（3-4）對比可以看出有機工質的膨脹過程趨向過熱蒸汽區域，工質越膨脹越干燥，做功完畢后的過熱蒸汽不會變成濕蒸汽。狀態點3是狀態平衡點，在平衡狀態下有機工質無需過熱，不會對發電設備帶來危害。

有機工質與水工質相比的優點如下：

1）沸點更低，更容易產生高壓蒸汽。

2）蒸發潛熱更小，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，不需要考慮復雜的真空系統來防止工質泄漏。

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

5）系統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更低。

6）飽和蒸汽壓曲線的切線斜率值更大，不需要進行過熱處理，不會對發電設備帶來危害。

當余熱進行換熱過程時都伴隨著降溫過程，如圖4所示，可以選取非共沸混合工質來減少換熱不可逆損失，見圖4（b），因為所選取的混合工質是非共沸的，蒸發曲線（3-4）斜率為正值，對比圖4（a）純工質狀態下蒸發曲線（3-4）斜率為0，因此選擇混合工質可以使換熱不可逆損失降低。

本文對有機朗肯（ORC）發電系統的循環流程進行了描述，在此基礎上介紹了有機工質的優勢特點以及基于有機朗肯循環的發電系統的應用情況。有機朗肯循環低溫余熱發電系統正處于快速發展階段，同時還是一個有待于進一步趨于成熟的行業。隨著國家對于能源方面和環境保護的重視，未來有機朗肯循環低溫余熱發電系統必然迎來快速的發展。

參考文獻

[1]于興敏，張富.倡導循環經濟推進節約型水泥工業的建設[J].中國水泥，2006（3）：26-29.

[2]新型干法水泥熟料生產線四級和五級預熱器純低溫余熱發電分析.

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關鍵詞：地理環境；運動

中圖分類號：G632.749 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）05-188-01

巖石圈物質循環、水循環和大氣循環運動是自然界的三大物質循環，這部分也是必修1模塊的主干知識之一，備受學業水平考試命題者的青睞，成為歷屆高考的“鐘情點”之一。以下就學業水平考試考查的相關內容和方式做一番剖析和透視。

高中地理學業水平考試對考試內容掌握程度的要求分為四個層次，從低到高依次為：識記、理解、應用、綜合，分別用字母a、b、c、d表示。其中含義如下：

a―識記：識別重要地理事物的名稱、概念、特點和地理數據等基礎知識，重大地理新聞及與地理有關的法規；在地圖上正確識別重要地理事物的位置。

b―理解：簡述、簡釋、比較地理基本概念、規律、原理以及地理事物的特點（包括分布、結構、演變、成因等）和與地理有關的基本國情、國策；解讀地理統計數據和圖表。

c―應用：利用各類信息材料說明地理基本原理；運用地理基本規律、原理分析地理問題；繪制簡單的地理圖表；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境的各要素及其內在聯系。

d―綜合：運用所學知識和觀點，將學習和生活中出現的地理現象和地理事實的各個部分、各個方面、各種因素聯結起來，以形成統一整體的認識。

一、巖石圈物質循環

考試要求：

①地質循環a

②三大類巖石之間及巖石與巖漿之間的相互轉化及圖示c

主要考查內容：地震波在地球內部的傳播與地球內部圈層的劃分，地球內部和外部圈層結構及各圈層的主要特點，三大類巖石的形成與轉化，地殼內部物質循環過程。

1、三大巖類

在地球內部壓力作用下，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）。已經形成的巖石在各種外力作用下被侵蝕、風化、搬運后沉積下來，經過固結成巖作用，形成沉積巖（如砂巖、頁巖、礫巖、石灰巖等）?；蛟谝欢ǖ臏囟群蛪毫ο掳l生變質作用，形成變質巖（板巖、大理巖、片巖、片麻巖等）。

2、巖石圈的物質循環過程

巖石圈的物質循環過程，實際上是三大類巖石與巖漿之間的相互轉化過程。正確理解的關鍵是掌握影響它們之間相互轉化的各種內外力作用。

3、巖石圈物質循環的重要意義

（1）在循環過程中，形成了地球上多樣的、豐富的礦產。

（2）改變了地表的形態，塑造了千姿百態的自然景觀。

（3）實現了地區之間、圈層之間的物質交換和能量傳輸，從而改變了地表的環境。

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

二、水循環

考試要求：

①水循環的過程和主要環節a

②水循環的地理意義b

主要考查內容：河流的補給，徑流的變化及其影響因素，水循環的概念和類型，水循環的環節，水循環的意義，人類活動對水循環的影響。

1、河流的主要補給類型及特點

較大的河流一般都是由多種水源混合補給的。

2、水循環及其意義

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【關鍵詞】中央空調；變頻；控制；節能

隨著人們生活水平的不斷提高，中央空調在越來越多地應用到各類建筑物中。中央空調是科技發展的產物，它的出現為人們帶來了舒適的生活，但同時，如果設計不夠良好，中央空調還是會產生很大的耗能，不利于節能和環保。在中央空調剛開始應用的一段時間，它的高耗能使中央空調的普遍應用受到制約。我國的決策層可久以來都倡導可持續發展，創建低碳社會。中央空調的高能耗顯然和國家的發展目標是不相符合的。因此，在中央空調系統的設計中，如何進能耗的節省就是一個最為重要的環節。中央空調節約能耗的一個典型的發展方向就是應用變頻技術 [1]。本文筆者根據自己在中央空調領域長期的工作經驗對其系統的各個部分的變頻控制進行了分析，并且分析了這樣設計的節能原理。

1、中央空調概述

中央空調系統是一個較為龐大的系統，一般由主機和末段系統兩大部分組成。主機是中央空調的核心，擔負著整個中央空調的運轉控制的作用，末端系統是中央空調系統的各個主要制冷和制熱區域的所有工作設備的統稱。中央空調的類型很多，其分類的方式也有很多，一般可以按照介質分類，按照設備的集中程度分類，按照空氣的來源分類等等。不管按照那種方式進行分類，其優點基本上可以分為如下幾點：經濟節能，環保，節約空間，管理簡單，提升檔次。

2、中央空調的工作原理

根據中央空調系統的類型的不同，其工作原理也是有區別的，中央空調系統主要有風管機、變頻一拖機、冷熱水機等幾種大的類型。

風管機是室外機利用室內機的制冷劑蒸發的原理進行制冷的。制熱時，室外的制冷機組吸收的是氣體制冷劑，將氣體制冷劑壓縮，向室內各機組輸送壓縮后的汽體制冷劑，天花板上的回風口將室內的冷空氣吸入，進行熱交換后送入風管內，再利用散流器將熱空氣輸送到室內。

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

冷熱水機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行制冷和制熱。制冷時，對冷媒水進行降溫；制熱時，對熱媒水進行升溫。無論制冷還是制熱媒水都是送到室內的風盤機組來完成和室內的溫度交換的。

3、中央空調的變頻控制設計和節能分析

3.1主機制冷系統變頻設計

主機制冷系統是中央空調的核心。根據以往的資料顯示，中央空調系統的能耗量的60%以上是主機制冷循環系統消耗的[4]。所以，中央空調系統系統的主要變頻控制設計的目的就是節省主機制冷循環系統的能耗。為此，主機制冷系統變頻控制設計的主要是壓縮機的變頻控制。壓縮機是主機制冷系統的核心，可以說是心臟的核心。通過變頻控制設計可以減少壓縮機的振動，進而降低噪聲和機器的溫度。另外，變頻設計使得主機系統能檢測到負載的變化，從而降低起動電流，有效地實現軟制動和軟啟動。所以，壓縮機的變頻參數不是固定不變的，這些參數要根據實際的運行情況進行調整，使得壓縮機的變頻控制設計的更為理想，能使得整個中央空調系統達到一個最佳地運行狀態。另外，整個中央空調的機組也需要根據實際情況，修改運行參數，以降低功耗量。

3.2送風系統變頻設計

中央空調系統的送風系統的變頻控制設計是通過相關的送風設備來完成的，主要的送風設備有盤管風機、變風量風機以及回風機、新風機等等[5]。下面筆者主要討論一下送風系統的變頻控制設計

（1）送風系統需要利用變頻器來改變地風機的轉速，這樣就能保證風機的穩定運行。利用變頻控制，可以避免冷凍水從頂棚漫出，還可以方便系統控制、提高系統的節能效果，所以送風系統的變頻控制設計是中央空調系統實現節能的一種根本途經。

（2）變頻風機的變頻控制主要是過恒溫PID來實現的。這是因為對整個中央空調的的溫度控制區域對于舒適性的要求是比較高的。所以，在實際的設計中，要結合用戶的具體需求，來進行調整。

（3）如果是大型的中央空調系統。就應設計成多段變風量的變頻控制方式來應對節假日的大負荷運行。多段變風量的控制方式能對風量進行有效的估算，然后通過對很主機的微控制器進行編程實現。如果系統對風量沒有那么大的需求，可以改變吸風機的轉速控制風量。這樣，還能有效地減少風機能耗。

3.3水循環系統變頻設計

水循環系統的變頻設計也很重要。水循環系統主要采用變頻調速技術，通過速度的調整使水循環系統的冷卻水和冷凍水的很好的運行。但是在調速的過程中一定要控制好水泵電機的轉速，這樣能量才能在電機的輸送過程中，被充分利用。水循環系統的變頻設計原則不是固定不變的，需要和具體環境相結合進行處理。下面筆者分別對水循環系統的冷凍水和冷卻水變頻設計進行分析。

（1）冷凍水循環系統變頻設計

在制冷機組中，要設計一個溫度床拿起來控制水量和水溫，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調節器相結合，形成冷凍水循環系統的控制系統。變頻器需要合理的調整頻率以控制冷凍水的溫差和保證電機轉速的穩定性。在冷凍水循環過程中，風機組件會對出水量進行調節，這樣就降低了水泵電機的功率。下面，筆者分析一下冷凍水循環系統的制冷模式：如果室內原本的溫度就不高，在制冷的過程中，負荷就不會很大，變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉速以進一步降低能耗；如果室內溫度較高，制冷時負荷就會較大，冷凍水泵的轉速就要提升以更快的將室內的溫度降低。所以在室內的溫度不斷變化的過程中，冷凍水泵的轉速也不斷變換。在一臺電機不能滿足功率的情況下，需要啟動第二臺電機，以此類推，就能實現冷凍水循環系統的變頻運行。

（2）冷卻水循環系統變頻設計

冷卻水系統的變頻控制的設計和冷凍水循環系統一樣。都是通過水溫和機組的結合來形成一個閉合的控制系統，從而實現變頻調節。如果室內原本的溫度就不高，在制冷的過程中，負荷就不會很大，變頻控制就可以降低冷凍水泵的轉速以進一步降低能耗；如果室內溫度較高，制冷時負荷就會較大，冷凍水泵的轉速就要提升以更快的將室內的溫度降低。通過上述的分析，筆者得出結論，對于中央系統的變頻控制設計需要根據具體的實際情況進行調整。并且，冷凍機組的配置過程，是需要以最大負荷做為參考的，還需要流出10%-20%的設計余量。所以，在節能設計時，要對電機電源的頻率進行分析，通過合理的調節，改變電機轉速，有效地控制泵的轉速、流量和軸功率，從而整個系統就可以達到良好的節能目的。

4、小結

雖然中央空調系統在各種建筑物里的應用越來越廣泛，但是中央空調系統的高能耗卻是不能忽視的問題，嚴重制約了中央空調系統的發展。為了有效降低中央空調系統的能耗最好的就是采用變頻技術，本文對中央空調的定義和工作原理進行了分析，然后在此基礎上對中央空調系統的主機制冷系統、送風系統和水循環系統的變頻設計和節能問題進行了詳細的分析。

參考文獻：

[1]劉旭東，葉明哲. 變頻調速在空調中的應用[J].中國高新技術企業，2010（ 18）：30-33

[2]方斌.淺談中央空調的安裝[J].科技資訊，2009

[3]龍小飛.中央空調安裝施工在高層建筑中的應用[J].科學時代，2010

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關鍵詞：廚房家用電器；低溫烹飪；水循環應用；精確控溫應用

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A

在國際標準IEC60335-1和IEC60335- 2中還沒有定義，在中國GB4706.1和GB4706特殊標準中也沒有定義到該設備。而在國外有個名稱為：Sous Vide（Immersion Circulator），在設計產品中技術要點填補廚房家用電器《分子美食水循環烹飪》的空白，還組織邀請上海ITS，寧波SGS等權威認證專家和電器工程師上海交大的教授等商討關于低溫烹飪水循環處理器產品技術領域和安規標準定義。

最終大家一致認可該設備在國際標準IEC60335-1通用和IEC60335-2特殊標準中定義IEC60335-1；IEC60335-2-14；IEC60335-2-15；IEC60335-2-73；因為產品技術含量高，目前只能用多個標準來定義該設備。

在國內標準GB4706.1通用和GB4706特殊標準中定義GB4706.1；GB4706.30廚房機械；GB4706.19液體加熱器；GB 4706.75固定浸入式加熱器；因為產品技術含量高，國內目前只能用多個標準來定義該設備。

該設備還帶有智能超級APP.并采用美國FCC標準FCC Rule Part 15.和采用歐盟EMC：EN55014-1；EN55014-2；EN61000-3-2；EN61000-3-3標準定義。

該設備其產品的技術含量在于給大眾帶來的高檔享受有關聯，產品用于廚房分子美食低溫水循環烹飪法，特別是高檔餐廳頂級廚師在烹飪時使食物的營養不流失而研制的一種產品。并得到國外廚師的認可。如西班牙 El Bulli 和英國 Fat Duck，El Bulli 和 Fat Duck；Pierre Troisgros；Brouno Goussault；意大利的Orved；法國的Dito Electrolux；德國的Julabo；德國的MCC；西班牙分子料理大師 Ferran Adria；英國Heston Blumenthal；美國Thomas Keller；1974年 食品化學家Bruno Goussault和廚師Georges Pralus， Pieere Troisgrois首先運用了Sous-Vide這種新的烹飪技術，即真空低溫烹飪。

一、實驗部分

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.主要設備

Agilent Technolgies34972A數據采集儀；亞克力桶；電子稱；量杯；真空機；真空袋；秒表；低溫烹飪水循環處理器。

3.反應機理

該設備工作原理：裝每種食物分開真空包裝，用電子稱秤出重量和水的重比，將該設備器固定在亞克力桶上，水和食物分別放入桶中，調度好該設備的溫度；時間。工作時該設備的數據與采集儀的溫度和秒表的時間一致，并得出該設備分子美食低溫水循環烹飪法對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應用和精確控溫應用和產生。

二、實驗分析與討論

1.結論

蛙類：59.5℃，45分鐘；

大閘蟹：64℃，1小時；

貝類：63℃，13分鐘；

福壽螺：61℃，35分鐘；

豬肉：85℃，6小時；

鴿子：64℃，1小時；

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；

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。

經各種不同食物進行實驗得出的結果，每一種食物的營養不同所對應的溫度和時間也不同，這個實驗告訴我們，美味的食物不是沒有看你是怎樣的心態來品嘗，以上得出的結果供參考，還有更多的食物等著你們去體會，還有更多美食等著我們去實驗來分享給大家。食物在烹飪加工過程中，因受水、空氣和熱等真空因素的影響，其內在成分會發生一系列的理化變化。真空食物中一部分營養成分發生不同程度的水解，蛋白質發生凝固，水溶性物質浸出，芳香物質揮發，營養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，同時也使食物的營養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，機器溫控在±0.1℃之間，如果溫度不夠，會殘留細菌，危害人體健康。但如果溫度過高，會使一些營養物質遭到損失、破壞，甚至產生一些對人體有害的物質。如食物中的水溶性蛋白質過度受熱會結成硬塊，肉類中的脂肪過度加熱則氧化分解，損失其所含的維生素成份，蔬菜中的維生素成份等很不穩定，烹飪熱度越高，時間越長，損失就越大。所以在烹飪食物時，原料要盡量切得細小一些，以縮短加熱時間。原料盡量做到現切現炒，現做現吃，避免較長時間的高溫或多次加熱，以減少營養物質的損失和變化。

2.該設備其真正的用途在如對烹飪食物的保鮮；保存原材料水分；營養不流失；口感好；可以穩定控制溫度的低溫烹飪水循環烹飪烹制菜肴；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 ；保證每次烹飪的結果都是一樣的。比其他蒸煮節省能源，綠色環保，無油煙污染，不同的食物能通過單獨真空包裝同時烹飪，不需要星級的廚師，人人都可以操作并到達理想的效果，贏得更多的準備時間。這項技術還可以最大程度的使廚房提前準備，因為經過該設備烹飪的食物可以再次冷凍或冷藏，需要的時候再次進行加熱。食物在烹飪過程中與一氧化二碳融合改變食材物理型態，食物得到有效的真空，食物有0～50℃的環境里是茵類的高發期，60℃左右的溫度的食物是最適合人的味覺。而且溫度精確到0.1℃誤差時，都感覺是在創造奇跡。

結語

保護傳統烹飪，并在此基礎上進一步革新，包括原料、烹飪技術、廚具的革新和信息的拓展。創造也是一種力量，它能淋漓極致地發揮每個人的潛力。再者，我們學來的知識和技能是為社會服務的，讓人很科學地理解整個過程，只有人與人之間互相交流才能真正發揮出人們烹飪美食的潛力。一旦你有了這種創新意識，你就會行動，不懈地堅持下去，就一定能完成你最初的夢想！

參考文獻

篇10

給發電廠降溫。原理是把冷水引入冷卻塔中，不斷循環，使機組降溫。冷卻塔里面的水變熱后產生水蒸氣，通過頂部對外排放?；鹆Πl電廠要使用大量的冷卻水，這些冷卻水主要是通過汽輪機的冷凝器，將做過功的乏汽冷卻成凝結水循環利用。

發電廠的循環水：分為“開式循環”和“閉式循環”，缺水地區多用閉式循環。開式循環就是只用一次，經過冷卻器換熱以后就排放掉。閉式循環是將使用過的冷卻水經過冷卻塔冷卻以后再反復使用。

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

（來源：文章屋網 ）