智能水表范文

導語：如何才能寫好一篇智能水表，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。

篇1

2、補水費只補負數，如果耍賴的話，不補也可以，{畢竟不是你弄壞的}，水費一般沒有滯納金。

3、智能水表是一種利用現代微電子技術、現代傳感技術、智能IC卡技術對用水量進行計量并進行用水數據傳遞及結算交易的新型水表。

4、傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比，是很大的進步。智能水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量進行控制。

5、如果液晶顯示屏沒有問題的話，這種情況多數是ic卡智能水表內漏造成的。一般情況下，當不用水時，ic卡水表的閥門會關上。

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關鍵詞：智能傳輸 nRF9E5 GSM

中圖分類號： TS951 文獻標識碼： A 文章編號：

當前國內外智能抄表系統(tǒng)主要有以下幾種：(1)公用電話網方式：維護少，需要固定運行費用，(2)電臺傳送方式：后期成本低，前期投入大，不利于偏遠地區(qū)；(3)電力載波方式：電網干擾較大，穩(wěn)定性差；(4)網絡傳輸方式：實時性強，可遠程控制、覆蓋范圍廣、建設成本低。(5)有線方式：技術成熟，操作簡單，但投入人力資源多，維護工作量大；

1、系統(tǒng)各模塊介紹

智能抄表系統(tǒng)主要由智能水表、集中器、計算機監(jiān)控中心組成。智能水表由基表和電子儀器組成，即普通計量表內嵌入智能傳輸模塊。智能水表完成表計量工作后，將數據及有關狀態(tài)定量或定時傳給集中器。集中器在系統(tǒng)中處于信息傳輸的中間位置，實時或定時抄表，并保存數據，存儲的數據包括抄表的記錄值、用戶信息等多項內容。集中器和用戶水表之間的通信采用nRF9E5智能傳輸模塊，與監(jiān)控管理中心之間采用GSM智能通信網絡來傳輸，基于GSM通信網的智能抄表系統(tǒng)具有數據傳輸速度快、可靠性高、實時在線等優(yōu)點。監(jiān)控管理中心負責整個網絡的組建和維護，所有的控制指令都由中心通過GSM智能通信網絡下發(fā)到各小區(qū)集中器，各種通信、操作參數也由管理中心完成，用戶數據也都上傳到中心，管理中心將數據進行處理。管理中心還具有查詢、管理、定時或實時抄表、斷線檢測等功能。智能抄表系統(tǒng)與傳統(tǒng)的手工抄表系統(tǒng)相比有如下優(yōu)勢：(1)工作效率高，數據準確可靠。(2)能及時發(fā)現系統(tǒng)故障，減少損失。(3)運行成本低，減少大量人力物力，沒有手工抄表員入戶難等問題。(4)具有報警功能，及時發(fā)現盜水等現象。

2、軟、硬件設計

2.1 智能水表硬件

智能水表的硬件電路包括：處理器、智能通信模塊、通信部分、EEPROM、報警部分、水表接口電路、電源電路等。處理器采用PIC16CE624單片機，PIC16CE624單片機采用RISC技術，僅35條指令，低價格、低功耗、高性能、全靜態(tài)，有很高的性價比，能有效降低終端設計成本，廣泛用于儀器儀表及工業(yè)自動化。智能通信模塊采用nRF9E5，nRF9E5可在 433/868/915M多個頻段工作，本系統(tǒng)選用433 MHz頻段，外接50Ω天線，無障礙物時，發(fā)射距離為500m，有遮擋時350m左右。該模塊內置電壓調整模塊，為系統(tǒng)提供1.9-3.6V工作電壓，QFN5x5mm封裝，能有效地抑制噪音，且功耗低，工作可靠，沒有復雜的通訊協議，對用戶透明，同種產品間可自由通訊，降低了智能應用的開發(fā)難度。

2.2 集中器

集中器主要由智能收發(fā)模塊、GSM模塊、串行通信接口電路組成。集中器將管理中心的命令發(fā)送給智能水表，也將智能水表的數據、信息返回給管理中心。集中器與水表間的智能收發(fā)模塊是nRF9E5，完成用戶水表信息的傳輸。GSM模塊采用用SIMENZ公司的TC35T模塊，完成與管理中心的傳輸。GSM模塊對外有一個串行接口，支持9600bps速率，通過串行接口對GSM模塊進行操作、收發(fā)短信、得到相應的返回數據。管理控制中心通過GSM通信網絡將控制命令發(fā)給小區(qū)的集中器，集中器通過智能傳輸模塊nRF9E5將命令發(fā)給用戶端的智能水表，集中器得到水表數據后，再通過GSM網絡傳回管理中心。本系

統(tǒng)采用的是GSM通信網絡的短信業(yè)務,短信通過專有控制信令信道傳送，通過短消息中心來存儲，傳輸采用專有信道，可靠性高，且費用低。

2.3 管理監(jiān)控中心軟件

管理監(jiān)控軟件是在Delphi 6平臺下開發(fā)的，軟件包括以下幾個部分的功能:(1)數據處理:實時抄表及用戶各種信息，或預設后自動定時抄表、保存數據。(2)監(jiān)控:可以實時查看系統(tǒng)運行的異常情況，方便查看、分析故障。(3)用戶管理:根據用戶的信息，可以實時更改用戶信息，設定使用權限等。(4)到處功能:可以數據導出并保存，以便處理。(5)系統(tǒng)的管理:根據小區(qū)的管理情況，管理員可以添加或刪除一些選項，以便管理。綜上所述，該軟件能夠靈活、方便的監(jiān)控管理智能抄表系統(tǒng)的運行情況，如有異常情況可及時發(fā)現、處理。

3系統(tǒng)軟件

本系統(tǒng)軟件由三部分組成:

數據接收系統(tǒng):由于需要從并口讀取用戶的用水量,所以在用戶的用水量上來之后,先由數據接收系統(tǒng)將用戶的數據轉換成文本文件。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動之后應當自動啟動,并且一直處于工作狀態(tài)。

數據轉換系統(tǒng):考慮到數據接收之后形成的是文本文件,不能直接進入數據庫,所以設計一個數據轉換系統(tǒng)將數據存入數據庫。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動之后應當自動啟動,并且一直處于工作狀態(tài)。

4系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)具有完善的智能識別功能,能準確、及時地識別用戶違章行為、電源工作狀態(tài)和電話機工作狀態(tài)。水表與數據處理器之間的無線通信采用編碼方式,碼址多達411個,可以保證各住戶互不干擾。數據處理器與管理計算機之間通過電話線,實現音頻雙向通信,可使數據傳輸可靠。

5實例

主芯片采用德州儀器(TI) ZigBee射頻芯片CC2530-F256，片上集成高性能低功耗 8051 內核、128-bit ADC、2 個 USART以及功能強大的 DMA 功能等，支持 ZigBee2007/Pro 協議棧等特點使它成為實現高性價比、高集成度的 ZigBee 合適解決方案。

以51系列RF-CC2530單片機為基礎，通過MAX3485芯片實現半雙工 RS485 通信，實現水 / 電表抄表功能。MAX3485引腳 RO 連接單片機的 P02 信號接收口，引腳 D1 連接單片機的P03，轉換的 RS485 通信信號 A、B 口分別與智能水電表的 A、B 口相連。RE 是信號使能口連接單片機的 P20。當 RE 置 0 時，是表示發(fā)送使能。當 RE=1 時，表示接收使能。單片機通過串口命令發(fā)送 16 個字節(jié)的串口命令來讀取水電表的示數信息，經過數據處理后能將讀數精確到小數點的后兩位。

主程序流程圖實現系統(tǒng)硬件初始化，初始化 OSAL 操作系統(tǒng)，建立一個 Zigbee 無線網絡，開始一個 OSAL 系統(tǒng)任務輪尋調度的功能?；?ZigBee 協議棧（Z-Stack），控制終端的 ZigBee 模塊作為無線網絡設備中的協調器（coordinator）自動完成網絡建立，各個安裝在家電設備上的ZigBee模塊作為終端設備（enddevice）通過綁定方式加入網絡，并進行初始化、數據傳輸、處理任務消息等。完整的 Zigbee 協議具有很靈活的通信方式，包括直接通信和間接通信。本設計系統(tǒng)是屬于間接通信，是通過 End-Point 的綁定建立的一種通信關系。

6 結語

智能抄表系統(tǒng)包括智能水表、集中器、管理中心，整個系統(tǒng)的數據傳輸都是智能。水表與集中器間的傳輸通過nRF9E5完成，集中器與管理中心間的數據傳輸采用GSM網絡的SMS短消息業(yè)務，軟件根據實際情況增加或減少選項。整個系統(tǒng)使用起來方便、靈活。

參考文獻

[1]張鴻博,張洋.基于GSM 模塊的智能抄表終端設計[J].華北水利水電學院學報,2010.8.

[2]張炳達,翁情安.基于nRF9E5和GPRS的智能抄表系統(tǒng)[J].電子技術應用,2006.12.

篇3

關鍵詞：AT89C52單片機； 干簧管； DS18B20； 液晶顯示屏； E2PROM

中圖分類號：TN919-34 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)20-0175-03

Design of Temperature Sensitive Water-meter Based on SCM

ZHOU Ying1, JIA Cheng-jun2,CHENG Xiao-dong1

(1. Department of Information and Electronics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China;

2. Xinchang Products Quality Supervision and Inspection Institute, Xinchang 312500, China)

Abstract： To overcome the shortcomings of the existing water-meters, a new practical temperature sensitive water-meter was designed. The double reed switch is adopted in the system as a flow sensor which improves the measure precision. AT89C52 SCM is used as a primary control chip. When the system is working, the temperature sensor DS18B20 gathers the water temperature information into AT89C52 SCM and compares it with the designed value. If the water temperature is above the designed value, the system begins to count the number of the pulses output by the flow sensor and starts calculating the flow. The result calculated by AT89C52 SCM is demonstrated by the LCD and stored by E2PROM to protect it from the electricity failure. The testing results indicate that the system can calculate the temperature accurately and stably. Therefore, it has a wide prospect in the market.

Keywords： AT89C52 SCM; reed switch; DS18B20; LCD; E2PROM

0 引 言

現用的檢測熱水流量的方法是在熱水或暖氣管道的入戶端安裝一個水表，直接檢測流過的流量，根據記錄的流量來計費。但是，熱水不可能一直使用，閑置在管道中的熱水會逐漸冷卻，每一次間隔較長的使用，用戶都要事先放掉一些涼水。每一個采暖季開始前，都需要循環(huán)大量的冷水來試驗管道的可靠性，然后才會逐步提高水溫。而這些放掉或循環(huán)的冷水卻需要用戶按熱水的價格來承擔費用，這顯然不合理。為了解決現有技術上的缺陷，本文對傳統(tǒng)的水表做了改進，采用AT89C52單片機作為主控芯片，由溫度傳感器DS18B20實時采集管內液體溫度信息。當溫度超過設定閾值時，單片機啟動流量計算。同時，系統(tǒng)增加了顯示端口和存儲端口，可實現數據的實時顯示和數據保存。

1 系統(tǒng)總體設計

智能感溫水表由信號采集、信號處理、計算以及數據顯示、記錄3部分組成，系統(tǒng)框架圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

水管中的溫度傳感器實時采集液體溫度信息，傳給AT89C52單片機。單片機判斷傳來的溫度值大于閾值時，啟動流熱水量計算。流量傳感器是由安裝在管道內的葉輪和一對干簧管實現的。當熱水流過葉輪時，葉輪轉動，通過干簧管形成電脈沖信號，單片機統(tǒng)計脈沖數即可計算出當前流量。計算的結果通過串口液晶顯示模塊顯示出來。同時，所得的數據采用I2C總線，存儲到E2PROM中，進行掉電保護。

2 系統(tǒng)硬件設計

硬件電路的搭建以AT89C52單片機為信號處理核心［1］，P0口和P1口控制顯示電路（1602B），P2口控制溫度傳感器（DS18B20）和雙干簧管（MARR-5）的信號采集，P3口負責E2PROM（CAT24WC0X）存儲。系統(tǒng)的硬件電路示意圖如圖2所示。

圖2 硬件電路示意圖

2.1 流量傳感器的設計

水管中的液體流量信號的采集是通過雙干簧管傳感器實現的。系統(tǒng)采用了MARR-5干簧管，這是一種磁敏開關［2］，其結構如圖3所示。包含2片軟磁性材料做成的磁簧片，被封裝在充有惰性氣體的玻璃管里，磁簧片間留有空隙，構成常開觸點。

圖3 干簧管結構圖

當永久磁鐵靠近干簧管時，簧片的接點就會感應出極性相反的磁極。由于磁極極性相反而相互吸引，當吸引的磁力超過簧片的抗力時，分開的接點便會吸合。

在熱水管道中安裝一個可以自由轉動的葉輪，水的流動推動葉輪不斷旋轉，流量越大，葉輪的轉速越高。葉輪軸向安裝一個計數轉盤，一片永磁鐵固定轉盤上，干簧管固定安裝在計數轉盤附近［3］。整個傳感器的組成示意圖如圖4所示。

轉盤每轉一圈，永磁鐵就經過干簧管一次，即在信號端產生一個計量脈沖，單片機計數器統(tǒng)計計量脈沖即可求出流量。但是使用單個干簧管易受水錘現象、人為電磁干擾等外界因素的影響，產生較大的計量誤差［4］。所以，感溫水表在設計流量傳感器時采用了雙干簧管傳感器（見圖4）。當檢測到干簧管A吸合時，先記錄下來；再檢測干簧管B，只有檢測到干簧管B吸合后才認為此次采集的計數脈沖有效。

圖4 流量傳感器結構圖

2.2 溫度傳感器

水管溫度傳感器采用了Dallas公司的DS18B20傳感器，測量范圍：-55～+125 ℃，分辨率12位，滿足設計要求。DS18B20以計數器原理工作，可直接向單片機輸出數字量，不需要后加加A/D轉化模塊。它采用單總線方式，僅需一根信號線與單片機連接即可傳送串行數據，且不需要外部元件。測溫結果的數字量位數為9～12位，并可編程選擇。控制簡單，工作可靠［5-6］。

2.3 液晶顯示電路和存儲電路

感溫水表信息顯示模塊采用液晶顯示屏(LCD)顯示。由于該水表顯示的內容包括少量數字和字母，段式LCD1602B就可以滿足要求，且價格低廉。 它內部集成有LCD控制器、LCD驅動器和RAM，因而可方便顯示數據的編程［7］。設計中，1602B采用3～4線串行數據輸入，直接與單片機P0口相連。由于串行接口方式節(jié)省了所需的口線和系統(tǒng)資源，因而使系統(tǒng)具有較高的資源利用率。

數據存儲電路采用I2C總線的E2PROM存儲器CAT24WC04。CAT24WC04是串行的E2PROM存儲器，其存儲容量為4 KB［8］。圖2中草SCL為時鐘線，SDA為數據線。當前時刻的流量數據會保存在CAT24WC04中，可保證掉電時，數據不丟失。

3 系統(tǒng)軟件設計

3.1 軟件總體設計

系統(tǒng)的軟件設計采用了模塊化的設計方法，主程序通過調用各子程序模塊來實現相應的功能，其程序流程如圖5所示。

系統(tǒng)初始化程序完成單片機端口的功能選擇及各寄存器、LCD顯示模塊的初始化。溫度傳感器模塊檢測當前水管中液體溫度，并與設定的閾值（85 ℃）相比較，當溫度高于閾值時，流量傳感器模塊計算當前流量。LCD顯示模塊程序完成流量顯示，存儲模塊存儲當前流量值。

圖5 主程序流程圖

3.2 流量信號的計算

流量傳感器中的干簧管采用單計數脈沖輸入，2個100 μF的電容用來消除雙干簧管閉合時產生的抖動［9］。如圖4所示，轉盤每轉一圈，永磁鐵經過干簧管附近一次，即產生一個計量脈沖。雙干簧管的情況下這要計數脈沖有效就對流量進行計算。具體的程序流程如圖6所示。

圖6 流量監(jiān)測程序流程圖

當檢測到干簧管A的脈沖信號是并不直接開始計算，還要檢測干簧管B得脈沖信號。當干簧管B的脈沖信號也被檢測到的時候，認為此次計數脈沖有效，并記錄，與以前的檢測脈沖數求和。

在室溫下進行20次測量實驗，傳感器管道直徑50 mm。實驗數據得到該流量傳感器平均一次有效計數脈沖對應0.64 L的液體流過設計管道。

若當前記錄的總的脈沖數為N，則此時的流量Q=0.64N（單位:L）。

3.3 溫度測量

感溫水表的溫度測量系統(tǒng)的溫度傳感器是DS18B20，硬件電路簡單、穩(wěn)定。但是這是以犧牲軟件為代價的，在編程時必須嚴格遵守DS18B20工作時序的要求［10］?；贒S18B20的溫度信號檢測流程如圖7所示。

圖7 溫度信號檢測流程圖

先由主機給DS18B20發(fā)一個復位脈沖，在DS18B20發(fā)回響應脈沖給主機后，主機再發(fā)讀ROM命令(代碼33H)，并發(fā)一個15 μs左右的脈沖，接著再讀取DS18B20序列號的一位，并用同樣方法讀取序列號的每一位。

4 結 語

本文所設計的感溫水表，以AT89C52單片機為核心控制芯片，加入了溫度傳感器、流量傳感器、顯示電路和E2PROM存儲設備。

設計提出的采用DS18B20傳感器采集溫度信號的設計方案，克服了普通水表不能分辨冷熱水的缺陷，適合用于我國各種不同的區(qū)域環(huán)境。同時，其計量準確度符合國家標準要求，有良好的實用價值，具有廣闊的市場前景。

參考文獻

［1］沈衛(wèi)紅.單片機應用系統(tǒng)設計實例與分析［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2003.

［2］劉鴻，徐建華.干簧管開關及其在煤礦的應用［J］.煤礦現代化，1998（1）：80-82.

［3］鐘文斌.基于單片機的渦輪流量計顯示儀表的設計［J］.2008(12):62-63.

［4］謝川，張純偉，劉志峰.基于AT89C2051單片機的智能渦輪流量計的設計［J］.儀表技術與傳感器,2007（10）：7-9.

［5］沙占友.智能化集成溫度傳感器原理與應用［M］.北京:機械工業(yè)出版社,2002.

［6］金偉正.單線數字溫度傳感器的原理與應用［J］.電子技術應用,2000(6):66-68.

［7］王雷.點陣式液晶顯示器在單片機接口實驗中是的應用［J］.實驗室研究與探索，2002，21(2):103-105.

［8］馮秀麗，韓建國.24LC系列EEPROM原理及應用［J］.北京化工大學學報,2000，27(4):63-65.

［9］李素康.用單片機實現精確計量的智能水表［J］.企業(yè)技術開發(fā),2005,24(6)：23-25.

篇4

Abstract: Three common residential water meter designs are discussed with the combination of engineering practice.

關鍵詞:住宅給水水表;設計方式;體會

Key words: residential water meter;design approach;experience

中圖分類號:TU20 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)27-0079-01

0引言

水表的作用是用來測量管道流量的單向水流總量,按測量構造不同可分為旋翼式水表和水平螺翼式水表;按工作原理不同可分為機械水表和IC卡智能水表。IC卡預付費水表是一種集自動供水、自動收費、自動控制、顯示報警等多種功能一體的全新概念的智能水表,是傳統(tǒng)水表的替換產品,它主要由發(fā)訊基表、電控板和電動閥三部分組成。用戶把預購的水量存于表中,用水時,該表實時采集流量信號,并在預購的水量中扣除,當表中剩余水量小于2立方米時,給出聲音報警,提示及時購水,當剩余水量為零時,自動關閉閥門,用戶重新購水插卡打開閥門用水。在住宅設計中,我們常用的水表為旋翼式水表(以下稱為普通機械水表)和IC卡智能水表,水平螺翼式水表主要用于大口徑給水管道的流量計量?！督ㄖo水排水設計規(guī)范》GB 50015-2003第3.4.17條規(guī)定:住宅的分戶水表宜相對集中讀數,且宜設置于戶外,對設在戶內的水表,宜采用遠傳水表或IC卡智能水表。結合我們自身幾年來的設計體會,通常有三種設計方式:

①水表設置在戶內;

②水表設置在一層樓梯平臺下;

③水表設置在管道井內。

1水表設于戶內

水表設置在戶內廚房或衛(wèi)生間,但水表宜采用IC卡智能型水表。近幾年我們住宅設計基本上都采用這種方式,這種方式無需入戶抄表,同時各戶支管長度小,水頭損失小,施工簡單,似乎沒有大的缺點。但經過多年的使用和當地水管部門的反映,發(fā)現該方式的最大弊病,即管理不方便。我們知道,對IC卡,用戶只需在卡上預存上一定數額的水費,水費用完了便會自動停水,充值后又自動供水。但實際問題卻是:有些住戶充值一次后,再也不用去充值,其賬戶上水費一直都有結余。各個住宅小區(qū)的供水總表與小區(qū)各戶水表顯示的用水量差額日益增大,無奈之下只有去住戶家里查看究竟。以前是普通機械式水表,收費人員有理由進戶查表收費,但現在是IC卡智能型水表,無需查表收費,住戶便會以各種理由回絕收費人員進入戶內,更有甚者以報警相威,在這種情況下,相當看好的這種設計方式卻出現了比以前更尷尬的局面。問題出在哪里呢?通過與當地水管部門了解,原來部分住戶私自將IC卡智能型水表卸下,水表被擱置一邊,這樣卡上的水費永遠都有結余,這也是拒絕收費人員入戶的最充分的理由。為解決這個問題,自來水公司已經著手對這種方式進行改造,將水表統(tǒng)一安裝在一層樓梯平臺下,即采用第二種方式。

2水表設置在一層樓梯平臺下

水表統(tǒng)一安裝一層樓梯平臺下,水表采用傳統(tǒng)的普通機械式水表或者IC卡智能型水表。其做法是各戶支管從各戶水表后接入室內用水點。

此方式優(yōu)點是管理方便,不上樓在水表集中設置點便可對所有住戶的給水進行抄表和控制。缺點是支管管線太長,水頭損失大,由于用支管代替了立管,所有在用水高峰期會造成住宅上面幾層水壓不足,此種方式適用于對第一種設計方式的住宅給水改造,而對新設計多層住宅不提倡采用,對高層住宅不適合。

3水表設置在設備管道井內

分戶水表整齊排列于管道井內(同層水表設置于同層管道井內),水表采用傳統(tǒng)的普通機械式水表或者IC卡智能型水表。此方式為現在住宅設計中最常用的,無論多層還是高層、是否分區(qū)等都適用。其優(yōu)點是管理方便,尤其對當地水管部門來說,這種方式是他們最認同的。因為設備管道井設置在公用部位,管道井的門鑰匙一般由小區(qū)物業(yè)部門統(tǒng)一管理,杜絕了住戶對水表和給水支管的私自改造等行為。這種設計方式在近幾年的設計中得到了各方主體的認可,同時實踐也證明了這一點。為了保證美觀及適用性,這種方式其給水支管宜采用埋地方式來解決(敷設在找平層或墊層內),但這種方式存在滲漏隱患且不宜維修。

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關鍵詞：給排水管道，系統(tǒng)設計，管材

中圖分類號：TL353+.2 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著人民生活的不斷提高，對居住環(huán)境條件的要求也越來越高，雖然住宅的建筑面積、居室房間數因開發(fā)商的不同，市場供求的變化而難以統(tǒng)一制定，但作為住宅的核心部分即廚房、衛(wèi)生間的設計，要求的原則可以說基本是一致的。在這樣的環(huán)境下，如何使給排水設計更加理性化，人文化，更加實用、美觀，是給排水從業(yè)人員應該思考的問題。本人結合近幾年在住宅給排水設計中的經驗，提出一些粗淺的認識。

1 給排水管道的設計

1.1 給排水立管

在不同設備中立管的作用是各不相同的，但主要是對設備上部和下部的物料進行輸送。 給排水立管應盡量置于同一個位置，最好布置于通風道附近，以便于住戶進行裝修包裹。在有條件時，最好設置管道井。給排水立管的主要安裝方式有以下幾種：

1) 立管安裝在廚房、衛(wèi)生間的墻角處。在以往的住宅設計中較多采用這種敷設方式，它施工方便，但明露管道有礙居室美觀，住戶在二次裝修時大多會用輕質材料掩蓋起來。管道明裝在室內時，應不影響廚房、衛(wèi)生間等各種衛(wèi)生設備的正常使用。

2) 立管敷設在管道井內。這種方式使居室潔凈美觀，而且在衛(wèi)生間設立集中管道井，把給排水管等管道都集中在管道井里布置，已經成為現代住宅、廚房、衛(wèi)生間居住文明的重要體現。但這種方式需要的管道井占用了有效建筑面積且管道施工和維修都比較困難，在施工中也是應該注意的問題。

3) 立管裝在建筑物外墻陰角處。立管要盡量避免全天暴露在陽光直射下，因為現在常用的塑料管線長時間在陽光下暴曬極易老化，會因此影響住戶的正常生活。而且，管道在外墻敷設會影響建筑美觀，也不便于維修，一般不建議采用此種敷設方式。

1.2 給水支管

給水支管管徑de ≤32 mm ，小管徑的塑料給水管，呈彎曲狀態(tài)，故住宅給水支管提議采用暗設。給水支管暗設的方式有：1)暗裝管道可以有效地保護管道不受外力破壞，又不影響室內美觀。暗設在磚墻里，施工時在磚墻面開管槽，管槽寬度為管子外徑(de + 20) mm ，深度為管子外徑de，管道直接嵌入管槽，并用管卡將其固定在管槽內。2) 對于小管徑給水支管de ≤20 mm ，可暗設在樓(地) 面找平層里。施工時在樓(地) 板面上開管槽，槽寬為(de + 10)mm ，深為1/2 de ，管道半嵌入管槽里，并用管卡將管子固定在管槽內。

1.3 排水支管

1) 廚房:排水橫支管在本層樓板面上接入排水立管，廚房地漏可選用側墻式敷設或者取消地漏，洗菜池的S 形存水彎安裝在樓板地面上，整個廚房的排水支管不會落在下層空間，這樣既可增大廚房的使用空間，也便于住戶維修。

2) 衛(wèi)生間:排水橫支管在本層敷設具體措施:a.采用下沉式衛(wèi)生間(或者局部下沉)。衛(wèi)生間樓板面下沉300 mm(坐式大便器)或500 mm(蹲式大便器) ，排水橫支管暗埋在下沉空間里。應嚴格做好衛(wèi)生間地面的防水處理及下沉室四周的防水處理;衛(wèi)生間內所有給排水管道應經嚴格試壓注水試驗后方可暗封管道。建議在下沉室側面設置側排地漏，以排除可能出現的積水。b.衛(wèi)生間地板面不下沉，而使用后出水式坐便器，地漏采用側墻式，洗臉盆、浴缸等排水管道也在地面以上敷設與立管相接。

2 水表的設置

新訂的建筑給水排水設計規(guī)范規(guī)定：住宅的分戶水表宜相對集中讀數，且宜設置于戶外：對設在戶內的水表，宜采用遠傳表或IC卡水表等智能化水表。住宅水表有以下幾種形式:

1) 遠傳水表。把普通機械式水表換成遠傳水表，由一根信號線連接水表與數據采集機，再傳至智能管理(微機)。它的優(yōu)點在于節(jié)省大量人力物力來抄表，數據準確，缺點是系統(tǒng)造價較高。

2) 二次流量儀。由智能水表和LED 液晶顯示器兩部分組成。它的優(yōu)點在于智能水表和LED液晶顯示器兩部分可同時顯示用戶用水量，同時節(jié)省大量人力物力來抄表，數據準確，缺點是系統(tǒng)造價較高。

3) IC 卡智能水表。IC卡智能水表以IC智能卡為載體，在管理系統(tǒng)與智能水表間雙向傳遞數據，實現管理功能。用戶把預購的水量存于表中，用水時，該表實時采集流量信號，并在預購的水量中予以扣除，缺點是水表價格較高，用戶需預先支付水費。

4) 采用普通水表設在戶外，水表出戶一般有以下幾種方式:a. 分戶水表集中設于底層空間內(變頻供水)。這種方式常用于多層單元式住宅中。一般一個單元設一個水表井(箱)，分戶水管從管道井引入戶內。b.水表分層設于樓梯休息平臺處。給水立管設于平臺處，每戶設一水表箱，將水表箱嵌入休息平臺兩側墻體中。水表每層集中設于與采暖系統(tǒng)共用的綜合管井內。

本人認為目前比較可行的方案是采用IC 卡智能水表，像目前用電的方式一樣通過現有的銀行網點繳費購水，這樣既能避免自來水公司收費難的問題，又能減少大量抄表勞動力。以上幾種水表出戶方式各有優(yōu)缺點，在工程實際設計中須結合住宅廚、衛(wèi)等平面布置、住宅的檔次、當地管理部門要求后再來確定。

3 噪聲的控制

1) 合理選擇排水管管材。為解決噪聲問題，在UPVC 管內壁增加了凸起的螺旋形導流線，使水流條件得到改善，有效的降低了噪聲，即目前市場上的UPVC 螺旋管。排水管道設于室內時，應優(yōu)先選用螺旋管、芯層發(fā)泡管或離心鑄造排水鑄鐵管。高層住宅底層排水立管需要轉換時，排水橫干管、轉換層以下的排水立管、出戶管應采用離心鑄造排水鑄鐵管，提高排水管道因堵塞后下部管路系統(tǒng)為受壓狀態(tài)時的承壓能力，提高整個排水管道系統(tǒng)的安全度。

2) 合理控制流速。由于水流噪聲與水流速度成正比，所以控制水流速度是控制噪聲的有效措施。住宅室內給水支管的管徑通常內徑小于25 mm ，當有防噪要求時，冷水管的水流速度宜控制在0.8m/s～1.0m/s之間，熱水管的水流速度宜控制在0.6m/s～0.8m/s之間。排水管水流噪聲主要是水流在立管中作快速自由落體運動時產生的，立管越高則流速越大，產生的氣壓波動越大，噪聲也隨之越大。為控制水流在立管內的流速，應采用設置“乙”字管消能的方法來控制流速，“乙”字管可以隔5層～6層設置一個。此外，也可以采用導流裝置引導水流沿管壁旋流而下，這樣既可以大幅度降低水流速度，又能在管道中心形成一個中空柱，從而減小氣流阻力和立管內的壓力波動，達到降低噪聲的目的。

4 給水管道材質的選擇

目前，塑料給水管的應用能夠很好解決鍍鋅鋼管易銹蝕，使用壽命短，生活用水不能滿足水質衛(wèi)生標準等問題。塑料給水管與金屬管道相比，具有重量輕，耐壓強度好，輸送液體阻力小，耐化學腐蝕性能強，安裝方便，省鋼節(jié)能，使用壽命長等優(yōu)點。因此生活給水管應選用塑料給水管。

篇6

摘 要：本文從水泥的物理性能、礦物組成等幾個方面，探討對混凝土各種性能的影響，為水泥混凝土結構施工及試驗分析提供一些思路。

關鍵詞：水泥；性能指標；水泥混凝土；影響

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A

混凝土是目前世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。它在建設領域中發(fā)揮著不可替代的作用。受到市場對早期脫模，縮短施工工期需求的支配，人們對工程質量所注重的就是混凝土的強度，而水泥是混凝土最重要的組分之一，因此混凝土生產商對水泥質量的要求也就是強調其強度。換而言之，認為強度越高的水泥其質量也就越高。其結果是高強、早強水泥更受歡迎，從而高鈣、高鋁、高比表面積的水泥應運而生。然而，預拌混凝土的水化熱越來越大，抗裂性、抗腐蝕性越來越差，混凝土強度的后期增長緩慢甚至倒縮，從而嚴重地影響了混凝土結構抵抗環(huán)境作用的耐久性能，本文僅從水泥的物理性能、礦物組成等因素闡述其對混凝土各種性能的影響。

一、影響因素

1 水泥細度的影響

水泥粉磨細度以及水泥的顆粒級配、顆粒形狀對水泥活性的充分發(fā)揮和混凝土性能的改善有較大的影響。水泥的粉磨細度與時間、強度、干縮以及水化放熱速率等一系列性能都有密切的關系。水泥細度對水泥的早期強度影響最大，水泥越細或比表面積越大，水泥水化誘導期越短，水泥水化熱反應就越快，反應物表面積增大，使水化早期形成大量的水化產物，減少了漿體中的空隙，使水泥石較為密實，使水泥早期強度有很大的提高，引起徐變松馳能力下降，彈性模量增加。但也不是水泥細度越細越好。水泥過細，會增大水泥的需水量，降低水泥強度。水泥細度是影響水泥流變性能的重要因素，水泥流變性能對混凝土施工和工程質量有重要影響。水泥比表面積相對較大且顆粒級配恰當的水泥，可得到良好的流變性能，對混凝土和工程質量有利。

2 水泥凝結時間的影響

凝結時間對混凝土施工有很大的影響。初凝結時間過短，往往來不及施工，甚至來不及運送到施工工地；終凝時間太長，又會使施工人員難以適應，妨礙工程進展。影響凝結時間的水泥礦物成份主要是C3S和 C3A ，在水泥磨制時摻加適當的二水石膏，不僅可以調節(jié)凝結時間，還能提高早期強度，降低干縮變形，改善耐蝕性、抗凍性、抗摻性等一系列性能。然而，水泥在磨制時，如果磨機內溫度過高，就會使二水石膏脫水，變成硬石膏，失去調節(jié)凝結時間的作用，并可能出現快裂、緩凝或假凝現象，使凝結時間難以控制。

3水泥強度的影響

水泥混凝土中的活性成分強度大小直接影響著混凝土強度的高低。受市場供求關系的影響，現有水泥廠為追求效益的最大化，普遍生產R型水泥。R型水泥雖然可以達到混凝土早強、早拆模的目的，但由于3d強度高，水化熱和收縮集中，會對混凝土裂縫的產生帶來不利影響。隨著水泥工藝的不斷發(fā)展，水泥熟料質量越來越高，導致生產的水泥強度越來越高。好多水泥廠為了搶占市場，水泥富裕系數不斷增加，水泥強度的提高，使混凝土強度的增長速度進一步加快，凝結時間縮短，收縮速度增加，混凝土早期開裂的可能性大大提高。

雖然提高混凝土強度能有效減少構件斷面的面積，減少"肥梁、胖柱、厚板"的現象，減少建筑物的自身重量，提高有效面積和空間，但由于混凝土構件斷面不能小到超過保證構件穩(wěn)定的極限，所以，過高的混凝土強度等級其實是浪費。

4 水泥安定性對混凝土的影響

水泥體積安定性是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。在凝結硬化前，水泥混凝土混合物處于流塑性狀態(tài)，混合物中有水有氣有空隙，此時水泥水化物體積膨脹，填充空隙，對形成固態(tài)混凝土有利；如果水泥硬化后產生不均勻的體積變化，即為體積安定性不良，安定性不良會使水泥制品或混凝土構件產生膨脹性裂縫，降低建筑物質量，甚至引起嚴重事故。安定性不良的水泥絕對不能使用。

5 水泥中含堿量和混凝土開裂的關系

熟料中堿含量對水泥活性的影響，一直為各國研究領域所關注。堿能促進水泥的收縮開裂，當含堿量低于0.6%時，水泥的抗裂性明顯增加。雖然，堿-骨料反應必須在混凝土中有足夠的含堿量、足夠數量的堿活性骨料和足夠的水分供應這三個條件同時存在的情況下才會發(fā)生，并不要求任何情況下都限制水泥的含堿量，但是，促進混凝土收縮裂縫的生成和發(fā)展以至造成混凝土結構物的劣化，卻是高含堿量水泥對混凝土更大的安全威脅。不管是否使用活性骨料，必須將水泥中的含堿量減到最少。

6 水泥的礦物組成

硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物有以下四種：C3S、C2S、C3A、C4AF，本文主要介紹C3A和C3S。C3A的水化熱是其他礦物水化熱的數倍，尤其在混凝土早期強度的發(fā)揮時期，C3A干縮變形大，抗硫酸鹽性能差，脆性大，耐磨性差。因此用C3A含量較大的早強水泥澆筑的混凝土容易因早期的溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開裂。

C3S的水化熱雖然比C3A的小很多，但在3天卻是C2S水化熱的幾乎5倍，因其含量在熟料中約占一半，故影響也很大；C3S含量的提高，同樣對提前拆模、縮短工期、配制高強度等級混凝土帶來便利，但C3S含量的增加，水泥水化釋放熱量增大，強度和溫度上升速度過快，使混凝土中產生收縮裂縫的機會變大。一般說來，減少水泥C3S含量也可提高抗淡水溶析能力，改善抗硫酸鹽侵蝕性能，有利于提高混凝土耐久性。

7 水泥質量的波動

水泥質量的波動對混凝土強度的影響，應引起注意。水泥廠生產的同一品種同一標號的水泥，不可避免地會在質量上有波動。水泥質量的波動，毫無疑問地在混凝土強度上反映出來。采用具有相同平均強度而離散系數小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥質量波動大多是由于水泥細度和早期強度的差異引起的，而這些因素在早期的影響最大，隨著時間的延長其影響就不再是最重要的了。因此，水泥質量波動對混凝土早期強度影響大。

二、建議

1除非工程有特別特殊需要，一般情況下應盡量避免使用早強水泥。

2不論骨料是否有堿活性，都應當限制對水泥和混凝土中的含堿量。

3對水泥和混凝土質量增加抗裂性的要求。

4在混凝土中減少水泥用量，代之以抗裂性較好的礦物摻合料（如粉煤灰）。

結語

水泥品質是影響混凝土質量的主要原因，施工中應充分考慮混凝土的生產要求，關心水泥在混凝土中的行為，即對混凝土各項性能的影響。具有良好的勻質性、穩(wěn)定性、耐久性與外加劑良好的相容性的水泥，才是預拌混凝土生產所需要的，并有利于混凝土結構長期性能的發(fā)展。

參考文獻

篇7

關鍵詞：曝氣設備; 氧轉移系數; 充氧性能

中圖分類號：S969.32 文獻標識碼：A

1.引言

在測試曝氣器的充氧性能指標時，我們首先要測試出氧傳遞系數KLa值，然后根據測試條件計算出曝氣設備的性能指標。因此，首先介紹KLa的意義。

標準氧轉移系數KLa20是指曝氣器在標準狀態(tài)（大氣壓1013 hPa，水溫20℃，下同）下，單位傳質推動力作用時，單位時間內向單位體積水中傳遞氧的數量。KLa20表征氧分子從氣相傳遞到液相的快慢，是計算標準氧轉移效率SOTE和理論動力效率E等指標的基本參數[1]。

2 主要評價指標

常用來評價曝氣設備充氧性能的主要指標有：標準氧轉移速率、理論動力效率、標準氧轉移效率SOTE、阻力損失RL，主要內容為[2-4]：

標準氧轉移速率SOTR又稱為充氧能力，指曝氣器在標準狀態(tài)測試下向DO為零的水中1 h內所增加的氧量，單位kg/h。SOTR與KLa成正比例關系。實際上對于任何給定的污水處理系統(tǒng)，需氧率是個已知量也就是標準氧轉移速率是確定的。

理論動力效率E是曝氣器在標準狀態(tài)下消耗1kW•h電能轉移到水中的氧量，單位kg/kW•h。動力效率反映了曝氣供氧與耗能二者之間的關系，是重要的效能指標，將直接關系到污水處理廠的運行費用的大小。它比KLa、SOTR、SOTE更具有現實意義。

標準氧轉移效率SOTE即氧的利用效率或氧利用率，指曝氣器在標準狀態(tài)下轉移到水中的氧量和曝氣量之比，單位%。SOTE與理論動力效率是共同反映曝氣設備充氧效果的指標，一味的提高某一指標是沒有意義的。一般來講，供氣量小，則SOTE高。SOTE越高，即氧轉移系數大或推動力（CS-C）越大，但未必省電。此外，如果增加動力攪動，雖然可以提高了SOTE，但E卻未必就高。所以對于任何一個曝氣系統(tǒng)，只有在增加動力效率E的條件下同時提高SOTE才有實際意義。然而降低供氧量會使SOTE增加，不一定會提高動力效率和降低用電量。因此，SOTE事實上與曝氣設備的節(jié)能降耗并無直接的關系，它是個規(guī)格指標。

阻力損失RL指是每個曝氣器在典型通氣量下的動態(tài)濕壓力損失，單位Pa。其與曝氣器的能耗有密切的聯系，是評價曝氣器充氧性能優(yōu)劣的一項重要指標。這是因為RL的大小直接決定了污水廠運行費用的多少；曝氣器的RL值越大，說明鼓風機需要消耗的動力越大或需要提供的鼓風機數量越多，能耗也就越多，一個污水處理廠電費往往占運行費用的1/3，而其中50%以上的電費花費在鼓風曝氣上；其次，如果RL太大，反映曝氣器的充氧效果差，進一步直接縮短曝氣器的使用壽命。

3 曝氣設備充氧性能指標的選取

雖然提高曝氣量可使KLa20值增大，同時增加單位時間內轉移到水中的氧量，但消耗的能耗也相應地增加，因此，KLa20值大小不能直接反映實際曝氣系統(tǒng)是否經濟。所以，提出了標準氧轉移效率SOTE與理論動力效率E等指標來評價曝氣設備充氧效果。標準氧轉移效率SOTE也稱為氧的利用率，這個指標是行業(yè)內常用的指標；動力效率E的高低直接影響到污水處理廠的運行費用，是唯一的效能指標，因此，標準中必須對標準氧轉移效率SOTE、動力效率E提出相應的規(guī)定。

有專家曾建議行業(yè)標準中不需要對SOTR指標作出要求，由于曝氣量變化對微孔曝氣器充氧效果的影響規(guī)律：在同一實驗水深條件下，SOTE隨曝氣量的增加而直線下降；E隨著曝氣量的增加呈逐漸下降的趨勢；而SOTR隨著曝氣量的增加而直線上升。若不對SOTR指標作出要求，就會給曝氣設備生產廠家在檢測中心檢測其設備充氧性能時留下漏洞，弄虛作假，這樣生產商為了提高設備的充氧性能，就會故意向檢測單位虛報曝氣設備的典型通氣量范圍（提供數值比較小的典型通氣量），若采用較小的通氣量檢測，SOTR與E值就會比較高；而在較小的通氣量下，SOTR值卻比較低，所以對SOTR指標作出規(guī)定是必要的，這樣三個指標相互對曝氣設備充氧性能作出限定。

比標準氧轉移效率SSOTE指在標準條件（氣體完全干燥并在0℃和0.1013 MPa）下每m3空氣縱向擴散1m所轉移的氧氣量，或者表示為轉移到單位水深中氧氣所占的百分比。其計算公式為：

（1）

而SOTE計算公式為：

（2）

式中：SSOTE—比標準氧轉移效率， %O2/m；

SOTR—標準氧轉移速率，kg/h；

q—曝氣器的典型通氣量，m3/h；

hE—曝氣器的淹沒水深，m；

0.299—在0℃和0.1013 MPa條件下干燥空氣中氧的密度，kg/m3。

從公式（1）、（2）知， SOTE與SSOTE呈線性關系，但是國家行業(yè)標準CJ/T 263-2007、CJ/T264-2007都對SSOTE作出了相關規(guī)定；而且在德國將SSOTE作為污水處理廠設計時采用的一個重要指標。因為不同的污水處理廠曝氣設備的淹沒水深不同，而SSOTE反映的是每米水深溶入氧的百分數，這樣就可以通過SSOTE間接計算出不同污水處理廠實際運行中曝氣設備的氧轉移效率值。所以，對SSOTE做出相應的規(guī)定也是必要的[5-6]。

結束語

綜上，以上四個指標被常用來評價曝氣器充氧性能的好壞；而在這些指標中都受到關鍵因素氧傳遞系數KLa的影響，因此，在曝氣設備充氧性能測定中必須要保證KLa的準確性。為了使曝氣設備的節(jié)能降耗，實現污水處理成本的的下降，在曝氣設備的研發(fā)、生產和應用上，提高動力效率都具有重大的經濟意義。

參考文獻

[1] Zhen He, Anurk Petiraksaul. Oxygen-Transfer Measurement in Clean Water [J].KMITNB. 2003, 13(1):14~19.

[2] 馮俊生.新型管式微孔曝氣器性能研究[J].環(huán)境污染治理技術與設備.2005,6(6): 80~82.

[3] Gillot, S, Heduit, A. Effect of air flow rate on oxygen transfer in an oxidation ditch equipped with fine bubble diffusers and slow speed mixers [J]. Water Research.2000, 34(5): 1756 ~1762.

[4] 李建軍.新型微孔曝氣器的工藝及特性研究[D].天津:天津大學,2008,08.

篇8

[關鍵詞]海水養(yǎng)殖；漁業(yè)循環(huán)經濟；能值理論；貽貝養(yǎng)殖；

1前言

隨著科技的提高和經濟全球化的深入，我國海洋漁業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，海水產品產量逐年增加，從2009年的2797.53萬t增長至2016年的3490.15萬t。然而，高投入、低效率的傳統(tǒng)海洋漁業(yè)模式資源利用率低下，導致漁業(yè)資源緊張，海洋漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)供給服務數量下降。隨著人口的持續(xù)增長，漁業(yè)資源壓力加大，急需一種新的發(fā)展模式來擺脫漁業(yè)經濟發(fā)展困境。漁業(yè)循環(huán)經濟以循環(huán)經濟理論和漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展思想指導海洋漁業(yè)經濟活動，通過清潔生產技術減少廢棄物排放，提高資源重復利用率，實現資源效率最大化，污染排放最小化。發(fā)展?jié)O業(yè)循環(huán)經濟是解決漁業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境矛盾，實現漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。量化循環(huán)經濟發(fā)展的水平是判斷漁業(yè)循環(huán)經濟發(fā)展質量的主要依據。只有建立科學有效的循環(huán)經濟評價指標體系，才能對漁業(yè)循環(huán)經濟發(fā)展狀況進行監(jiān)測和預測，為漁業(yè)循環(huán)經濟的發(fā)展規(guī)劃提供決策服務。以美國系統(tǒng)生態(tài)學家H.T.Odum為首，創(chuàng)立的能值分析方法將系統(tǒng)中不同種類、不可比較的物質流、能量流、貨幣流和信息流轉換成具有統(tǒng)一單位的能值進行分析，利用一系列能值指標分析系統(tǒng)的結構、功能特征與生態(tài)經濟效益。能值理論能為評估漁業(yè)循環(huán)經濟系統(tǒng)的效益和可持續(xù)性及具體實施過程提供一個系統(tǒng)性的框架。目前，國內外已有不少研究者利用能值理論評估農業(yè)循環(huán)經濟、工業(yè)循環(huán)經濟、產業(yè)園區(qū)等各種循環(huán)經濟系統(tǒng)。M.T．Brown等提出了一系列能值指標，評價了不同的材料通過“原料循環(huán)使用”、“副產物利用”、“適應性再利用”三種回收途徑的循環(huán)回收效率，研究發(fā)現不同的原材料的循環(huán)使用潛力不同，適合的循環(huán)回收途徑不同；精煉提取成本越高的原材料，直接回收利用獲得的收益最大。本研究基于傳統(tǒng)能值方法，以浙江省舟山市嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖區(qū)域為研究對象，建立基于能值理論的循環(huán)經濟系統(tǒng)指標體系，從企業(yè)層面評價漁業(yè)循環(huán)經濟系統(tǒng)的生產效率、循環(huán)效率以及對環(huán)境的影響，以期為循環(huán)漁業(yè)的發(fā)展提供科學依據。

2研究區(qū)概況與數據來源

2.1研究區(qū)概況

嵊泗列島位于杭州灣以東、長江口東南，氣候溫和，年平均氣溫約17℃，多年平均降雨量約1209mm，夏季易受臺風影響，年太陽輻射量為4683～4927MJ/m2。海域水體肥沃、潮流較急是貽貝的絕佳養(yǎng)殖地。嵊泗海洋特別保護區(qū)素有“中國貽貝之鄉(xiāng)”之稱，截至2018年嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖面積達1484hm2，貽貝產量達159668t，產生了巨大的經濟效益。嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖模式主要為深水浮筏養(yǎng)殖，在海面上用浮子和繩索組成浮筏用纜繩固定于海底，使貽貝苗固著在苗繩上懸掛于浮筏。貽貝苗大部分購買于福建等地的育苗場，養(yǎng)殖周期一般為2～3年。然而，在產量逐年增加的同時，占貽貝重量近1/3的貽貝殼被堆積或傾倒至嵊泗列島附近的海域或海灘，造成嚴重的環(huán)境污染。貽貝殼含有大量的CaCO3，貽貝殼粉可作為鈣源添加在飼料中或作土壤改良劑。對廢棄貽貝殼進行資源化利用，是形成貽貝產業(yè)循環(huán)經濟至關重要的一步。

2.2數據來源

本研究中用到的數據主要包括兩類：（1）水產養(yǎng)殖、水產品加工等實物量數據主要由嵊泗列島金盟水產養(yǎng)殖專業(yè)合作社、景晟貽貝產業(yè)發(fā)展有限公司提供。漁業(yè)產業(yè)數據主要來自嵊泗列島海洋與漁業(yè)局以及《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》；（2）能值轉換率（Unitemergyvalue，UEV）主要來自《能值分析與實踐》M.T.Brown等以及Buranakarn.V等人的研究，能值轉換率均基于能值基準GBE2016（12.0E+24seJ/a）。

3基于能值的循環(huán)經濟評價指標計算方法

能值是資源、產品和服務等在形成過程中直接和間接消耗的太陽能之量，單位為太陽能焦耳（solaremjoules，sej）。能值分析主要包括系統(tǒng)能值指標分析、系統(tǒng)循環(huán)指標分析等，能值投入主要有可更新自然資源R1、不可更新自然資源N、可更新有機能R2和不可更新工業(yè)能IMP，在此基礎上建立能值指標體系。漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)常用的能值指標有能值產出率EYR、環(huán)境負載率ELR、可持續(xù)發(fā)展指標ESI及適用于漁業(yè)循環(huán)經濟系統(tǒng)的指標。能值分析方法為評估漁業(yè)循環(huán)經濟的資源利用效率、環(huán)境壓力和循環(huán)經濟發(fā)展的可行性提供了科學的方法，基于能值理論的循環(huán)經濟評價指標體系是評價漁業(yè)循環(huán)經濟發(fā)展的有效指標。能值產出率（EYR）是指系統(tǒng)產出能值與社會經濟投入系統(tǒng)內部的能值（不可更新工業(yè)輔助能值與可更新有機能之和）的比值，是衡量一個生產系統(tǒng)資源利用效率的指標。EYR越高表明系統(tǒng)利用資源的效率越高。其計算公式為：EYR=Y/IMP+R2其中，Y為系統(tǒng)的產出能值，IMP為投入系統(tǒng)的不可更新輔助能值，R2為投入系統(tǒng)的可更新有機能。環(huán)境負載率（ELR）是指系統(tǒng)投入的不可更新能值與可更新能值之比，表征區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承受的環(huán)境壓力。ELR越高，說明系統(tǒng)的經濟活動強度越大，區(qū)域環(huán)境負荷越大。環(huán)境負載率的計算公式為：ELR=（IMP+N）/（R1+R2）其中，IMP為投入系統(tǒng)的不可更新輔助能值，N為投入系統(tǒng)的不可更新自然資源，R1為投入系統(tǒng)的可更新自然資源，R2為投入系統(tǒng)的可更新有機能?？沙掷m(xù)發(fā)展指標（ESI）是系統(tǒng)能值產出率和環(huán)境負載率的比值，表征研究系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力。在一定范圍內，ESI越高，單位環(huán)境壓力下的社會經濟效益越好，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢越好。資源的可持續(xù)發(fā)展是經濟可持續(xù)發(fā)展的保障，如果系統(tǒng)為追求經濟產值的增長，過分開發(fā)不可更新資源，那該系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力會大大降低?？沙掷m(xù)發(fā)展指標是地區(qū)能值分析評價的關鍵性指標。計算公式為：ESI=EYR/ELR其中，EYR為能值產出率，ELR為環(huán)境負載率。循環(huán)收益率（RBR）是將資源轉換為原材料的能值與回收循環(huán)的能值之比。RBR反應了系統(tǒng)廢棄物的回收利用潛力，即廢棄物被作為資源投入再生產可節(jié)省的能值。RBR低于1時，表示該物質循環(huán)利用的能值收益極低。其計算公式為：RBR=（A+B）/F其中，A為養(yǎng)殖貽貝所需的社會經濟投入之和，B為收獲捕撈成熟貽貝所需的社會經濟投入之和，兩者之和代表系統(tǒng)原材料提取所需的能值，F為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經濟投入之和。循環(huán)產出率（RYR）是循環(huán)物質（廢棄物）的能值與用于循環(huán)的能值之比。RYR可用于評估社會通過資源循環(huán)利用效益，它衡量了社會將能值投入循環(huán)經濟系統(tǒng)后獲得的收益。RYR越高，循環(huán)經濟系統(tǒng)的能值投資收益越好。計算公式為：RYR=（R+A+B+C）/F其中，R為形成原材料（貽貝）所需的環(huán)境投入，A為養(yǎng)殖貽貝所需的社會經濟投入之和，B為收獲捕撈成熟貽貝所需的社會經濟投入之和，C為去殼貽貝加工所需的社會經濟投入之和，四者之和為廢棄物所含的能值，F為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經濟投入之和。填埋/循環(huán)收益比（LRR），即填埋某一材料需要的能值與用于循環(huán)的能值之比。LRR這一指標反應相比直接填埋，回收循環(huán)利用所獲得的收益。LRR越大，物質循環(huán)對社會收益越大。填埋/循環(huán)收益比的計算公式為：LRR=F’/F其中，F’為直接填埋系統(tǒng)廢棄物所需的社會經濟投入之和，F為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經濟投入之和。

4結果與分析

4.1嵊泗貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經濟系統(tǒng)構建

最外面的黑框表示嵊泗列島貽貝循環(huán)經濟系統(tǒng)，主要包括養(yǎng)殖系統(tǒng)、去殼貽貝加工系統(tǒng)、貽貝殼粉加工系統(tǒng)等子系統(tǒng)。左側的是外界投入的可更新自然資源，主要包括太陽輻射能、地熱能、潮汐能、風能、雨水化學能等。由于當地無法育出用于養(yǎng)殖的苗種，因此主要從福建購入貽貝苗用于貽貝生產養(yǎng)殖。貽貝從一開始包苗、掛苗、成熟后收獲、去殼加工、貽貝殼回收運輸到最后的殼粉加工都需要系統(tǒng)外的能源商品投入和人類勞動。

4.2循環(huán)經濟系統(tǒng)能值流分析

通過計算貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經濟系統(tǒng)的物質、能量、貨幣流動數據，統(tǒng)計匯總出貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經濟系統(tǒng)能值表。為避免重復計算，在實際核算時常常將三種初級能流（太陽輻射能、地熱能、潮汐能）相加，與次級能值流、第三季能值流的最大值進行對比，取兩者的最大值作為驅動系統(tǒng)運作的可更新自然資源能值（R1）。貽貝屬于濾食性貝類，潮汐作用所引起的水交換帶來的懸浮有機碎屑和依賴于光合作用的單胞藻與原生動物為貽貝的主要餌料來源。苗種、電費和勞動力的能值投入在貽貝養(yǎng)殖中占很大一部分。對傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式而言，占貽貝重量1/3之多的貽貝殼作為廢棄物直接填埋丟棄。而對貽貝循環(huán)經濟系統(tǒng)而言，貽貝殼作為貽貝殼粉加工子系統(tǒng)的原料投入，最終生產出貽貝殼粉。

4.3漁業(yè)循環(huán)經濟模式的能值指標分析

傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖、傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式和貽貝循環(huán)經濟模式的EYR分別為6.65、1.56和4.57，說明傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式和貽貝循環(huán)經濟模式的生產效率較高。貽貝循環(huán)經濟系統(tǒng)可以開發(fā)貽貝的潛在經濟能值。延長產業(yè)鏈，加大對廢棄貽貝殼的開發(fā)，可以達到進一步提高經濟效益的目的。通過“資源—產品—再生資源—再加工”的模式來實現“低開采、高利用、低排放”的目標，對進入系統(tǒng)的能量與物質進行最大程度的利用，提高利用率的同時盡可能地減少污染物的排放，進而提高經濟運行的效益與質量。環(huán)境負載率ELR可評估系統(tǒng)的生態(tài)承載能力，當ELR小于或等于2時，由于生產過程產生的影響可被大范圍的環(huán)境稀釋，生產過程對環(huán)境產生的壓力較小。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式的ELR為1.09，貽貝養(yǎng)殖系統(tǒng)生產過程對環(huán)境壓力較小。傳統(tǒng)的貽貝養(yǎng)殖模式和貽貝循環(huán)經濟模式的ELR分別為2.62和3.21，這是由于隨著產業(yè)鏈的延長，加工環(huán)節(jié)增加，能源和人類勞務等不可更新工業(yè)輔助能投入的增多。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式的ESI為6.11，處于1～10的范圍，說明傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式具有較好的活力及較大的發(fā)展?jié)摿Α＿@是因為貽貝養(yǎng)殖過程無需投放餌料，充分利用了海域生態(tài)環(huán)境提供的自然資源，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力較高。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式的ESI為0.60，小于1，表明該模式為高環(huán)境負載率的消費型生態(tài)經濟系統(tǒng)。貽貝循環(huán)經濟模式的ESI（1.42）大于傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式的ESI（0.60），說明單位環(huán)境壓力下貽貝循環(huán)經濟模式的經濟效益更好，貽貝循環(huán)經濟系統(tǒng)具備一定的可持續(xù)性，能兼顧社會與環(huán)境效益。能值循環(huán)經濟指標可用于評價循環(huán)經濟系統(tǒng)的可行性。本研究中，貽貝的RBR為13.01，RBR大于1說明廢棄貽貝殼具有一定的回收利用潛力。貽貝的RYR為32.91，相對較高，表明能值投入循環(huán)經濟系統(tǒng)的收益較好。貽貝的LRR大于1，表明回收利用廢棄貽貝殼從長遠來看是大有裨益的。LRR是基于廢棄物填埋所用的能值計算的，直接填埋廢棄貽貝對整個社會經濟系統(tǒng)而言是一種資源的浪費，還會產生處理廢棄物的成本。貽貝的LLR為4.62說明相比回收循環(huán)利用廢棄貽貝殼，社會需要投入4.62倍的能值用于填埋廢棄貽貝殼。

5結論與討論

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[關鍵詞]儀表 保溫

中圖分類號：TQ875 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0372-01

一、管網監(jiān)測儀表智能加熱保溫裝置研究背景

極端寒潮對公司管網儀表影響

在2016年1月的世紀寒潮影響下，蘇州1月23～24日出現連續(xù)兩天-9℃，在嚴寒天氣期間供水SCADA系統(tǒng)報警顯多處壓力監(jiān)測點壓力低于0.05Mpa，明顯低于正常壓力區(qū)間0.15MPa～0.35MPa。水務公司維修人員緊急趕赴現場進行壓力表現場測試，測試結果均為0.25Mpa左右，屬正常壓力范圍，但現場發(fā)現在線監(jiān)測儀表被冰凍，無法正常傳輸數據。徹查所有流量計和管網壓力點發(fā)現：

①40臺管網流量計未見受凍而異常；

②70個管網壓力點中，有55個因控制井位于地面下而未受寒凍影響，另外15個高于地面的儀表控制箱受凍，造成此部分壓力點受損或故障，不能顯示數據。

此次部分壓力點在線監(jiān)測儀受損，無法有效反饋管網運行情況，直接影響公司緊急調度速度。

二、管網監(jiān)測儀表基本介紹

1.系統(tǒng)概述

自來水管網SCADA監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線監(jiān)測設備為核心，運用現代傳感器技術，對自來水管網水質、壓力和流量等監(jiān)測信息進行實時快速收集、存貯、處理、查詢、報表、預警的綜合性監(jiān)測管理系統(tǒng)。24小時監(jiān)控所轄區(qū)域水壓、水質的實時變化以及通過流量的異常變化判斷有無爆管情況發(fā)生。

2.系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由在線自動分析儀、網絡傳輸及監(jiān)測管理系統(tǒng)三部分組成。在線自動分析儀對監(jiān)測點位水質的余氯、濁度進行監(jiān)測；RTU通訊模塊負責將監(jiān)測到的數據通過移動GPRS方式傳輸給監(jiān)測管理系統(tǒng)，監(jiān)測管理系統(tǒng)對數據進行收集、存儲、查詢、統(tǒng)計、預警，調度中心值班人員可以在調度中心遠程監(jiān)測全區(qū)供水管網的壓力及流量情況。調度指揮水廠啟停供水設備，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定；及時發(fā)現和預測爆管事故的發(fā)生。

三、管網監(jiān)測儀表智能加熱保溫裝置研究思路

根據對管網70個壓力點進行徹查，發(fā)現55個安裝與地面下的均未受寒凍影響，另外15個高于地面的均受到不同的程度的損壞或故障，導致不能顯示數據而無法有效反饋管網運行情況。因此根據以上數據進行分情況研究，采取適當的方法增強管網監(jiān)測儀表耐低溫性能。

（1）地埋式在線監(jiān)測儀

根據寒潮的經驗，可發(fā)現地埋式在線監(jiān)測儀耐低溫性能遠遠優(yōu)于地面式在線監(jiān)測儀，但為保證萬無一失，在寒潮來臨之前在管線及控制箱內關鍵元器件適當包裹保溫材料。

（2）地面式在線監(jiān)測儀

①將地面式在線監(jiān)測儀改造為地埋式

現有30個地面在線監(jiān)測儀控制箱，在條件合適時進行改造，改造為地埋式在線監(jiān)測儀。但此方案對環(huán)境工況要求高且改造難度大，實施可能性較?。?/p>

②對地面式在線監(jiān)測儀進行保溫改造

無法改造為地埋式的地面式在線監(jiān)測儀，通過儀表控制箱自動加熱，實現預防低溫寒潮災害。

擬分兩步進行研究并實施改造：首先對現有儀表進行冷庫模擬實驗，得出儀表低溫運行狀態(tài)和最低環(huán)境溫度要求數據；再在地面儀表控制箱外殼及內部管道包裹保溫材料，最后在控制箱內加裝溫度控制開關及暖風加熱器，當環(huán)境溫度將為設定溫度時，自動開啟暖風加熱器，保證控制箱內溫度不會受外界溫度影響，使管網在線設備運行正常、數據穩(wěn)定可靠的目的。

四、確定管網監(jiān)測儀表智能加熱保溫裝置方案

1.確定控制箱外殼及內部管線包裹保溫棉厚度

過對現有儀表進行冷庫模擬實驗，對在-5℃和-10℃溫度下包裹不同厚度保溫棉的控制箱及管線保溫效果進行統(tǒng)計，發(fā)現在-5℃時包裹25mm厚保溫棉時保溫效果可達到理想要求，在-10℃時包裹40mm厚保溫棉保溫效果可達到理想要求。（如下圖箭頭標識處）（見圖1）

2.確定控制箱內智能加熱保溫裝置方案

①暖風加熱器

暖風加熱器選用HGL046系列緊湊型暖風機系列，該系列優(yōu)點有：緊湊型設計、夾子固定、使用壽命長、免維護、溫度安全保護，緊湊型暖風防止形成凝結，集成高性能軸流風機強迫空氣流通，因此保證了機箱內溫度達到理想值。

②溫度控制開關

通過溫度控制開關使得到達設定溫度時暖風加熱器自動開啟，KTO011：溫控器（常閉）用于調控加熱器，KTS011：溫控器（常開）用于調控風機或開關信號裝置，可采購常開常閉一體化設計（加熱散熱兩用型溫控器）。

將暖風加熱器與溫度控制開關按照如下示意圖進行接線，最終達到對控制箱進行智能加熱保溫的目的（見圖2）

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根據局黨組安排，為了摸清我縣村級集中供水工程運營管理情況，進一步提升農村供水保障水平，我們組建專班，深入調查研究，并多方征求意見，形成了如下調研成果。

一、村級集中供水工程基本情況及存在的問題

目前，我縣基本建成了“以大中型供水為主、小型供水為輔、分散供水為補充”的農村飲水安全體系，骨干供水覆蓋了農村地區(qū)80%以上的人口，供水基礎較好。

經普查，除骨干供水工程外，全縣農村地區(qū)還有359處村級集中供水工程承擔著向3.5萬戶居民供水的職能。從用戶規(guī)模來看：20-100戶規(guī)模的253處，100-200戶規(guī)模的63處，200戶規(guī)模以上的有43處。從水源類型來看：地下水源的有233處，地表水源的有126處。從骨干供水覆蓋來看：骨干供水全覆蓋的有182處，部分覆蓋的120處，未覆蓋的有57處。從水費單價來看：2元以下的有122處，2～3元的有151處，3～4元的有69處,4元以上的有17處。從凈水設施來看：簡易過濾的有330處（凈水效果差），凈水設備的有27處，構筑物的有2處。從水費收入來看：水費收入在1萬元以下的有297處，水費收入在1～2萬元的有62處。其運營管理主要存在如下問題：

（一）凈水設施工藝落后

簡易過濾工藝的村級集中供水工程共有330處。由于其凈水設施工藝缺失或不達標（反應、沉淀工藝缺失，過濾工藝不達標），造成供水水質較差，主要影響的指標是渾濁度、色度等3項感官性指標。因地下水濁度、色度本身較小，因此該類問題主要體現在以地表水（塘庫、河溝）作為水源的小型集中供水工程上。

（二）加藥消毒設施正常運行率低

加藥消毒設施（堿式氯化鋁投加機和二氧化氯發(fā)生器）是水廠最為重要的設施之一，堿式氯化鋁投加機屬凈水設施配套設備，主要作用為降低水質渾濁度、色度等3項感官性指標，二氧化氯發(fā)生器主要作用為殺滅總大腸菌群、大腸埃希氏菌等4項微生物指標。經調查，全縣村級集中供水工程加藥消毒設施正常使用率不到10%，原因主要為：一是設備費和維修費較貴，用戶負擔不起；二是出于節(jié)約運營成本考慮，管水員沒有購買藥劑。

（三）運營收入較低

由于村級集中供水工程規(guī)模小，常年在家用水戶少，水價偏低，多水源供水等原因，導致運營收入較低，全縣有費用結余的工程不到20%。由于經費不足，管水員工資難以保證，制水藥劑購買不到位，直接導致了水質不達標，服務水平低下。

（四）監(jiān)督管理責任落實不到位

根據《巴中市村鎮(zhèn)供水工程管理實施細則》精神，鎮(zhèn)人民政府和村委會作為村級集中供水工程管護主體，需切合實際建立管護制度，并對工程運行管護情況進行監(jiān)督檢查。但實際工作中，大部分村委會將工程管護權移交管水員了事，讓管水員自收自支，自負盈虧，客觀上為管水員培植了掠奪式經營的土壤，工程帶病運營十分普遍。

二、應對措施及建議

由于村級集中供水工程與骨干供水工程水價存在價差，加之骨干供水管線過長和供水保障能力有限，群眾對村級集中供水工程用水需求依然存在，為了實現2025年前全面解決飲水安全問題的目標，實施村級集中供水工程標準化改造和管理體制改革十分必要。

（一）實施工程標準化改造

1、凈水設施技改。凈水設施技改以地表水為水源的村級集中供水工程為重點，骨干供水全覆蓋或將延伸覆蓋的區(qū)域不再技改。經調查，骨干供水工程未覆蓋或覆蓋不全的村級集中供水工程（以地表水為水源）共有46處，其中：20-100戶規(guī)模的有28處，100-200戶規(guī)模的有10處，200戶規(guī)模以上的有8處。技改方案為配置相應規(guī)模的全自動一體化凈水設備并配套建設管理房等必要附屬設施，經測算，需投資1430萬元，2022至2024年每年投資480萬元。

2、加藥消毒設施配置。加藥設施選用堿式氯化鋁投加機（7000元/處），在全縣凈水設施達標的水廠中配置，全縣預計有60處村級集中供水工程有配置必要。消毒設施因目前常用的二氧化氯發(fā)生器設備費較貴（20000元/處），維修不便，不建議選擇。建議選用簡易漂白粉投加裝置，其具有操作簡單，設備費低廉（300元/處），維修方便，效果有保障的優(yōu)點，全縣共有359處需要配置。經測算，配齊全縣加藥消毒設施需投資60萬元，2022至2024年每年投資20萬元。

3、IC卡智能水表改造。智能水表改造在駟馬鎮(zhèn)桃花村試點以來，運行情況良好，能夠有效提高水費征收率和降低水管員工作強度。IC卡智能水表改造計劃在106處（100戶規(guī)模以上）集中供水工程實施，預計用戶為2萬戶，水表單價為235元，政府補貼按每戶100元計算，需投資200萬元，2022至2025年每年投資50萬元。

（二）實施管理體制改革

1、明確管理責任。村民委員會是村級集中供水工程的管護主體，應負責管理制度制定、水費收取、賬務管理、管水員考核等。管水員應與村民委員會簽訂勞務協議，明確工資待遇和服務要求。該項工作可于2022年起實施。

2、規(guī)范水費收繳。管水員每月按時抄表，并將抄表臺賬和代收水費移交村民委員會記賬會計，收費要使用統(tǒng)一印制的水費發(fā)票，用水戶需按時繳納水費，不按時繳納者，應當征收滯納金。村委會集體及村干部應當帶頭足額繳納水費，不得拖欠。該項工作可于2022年起實施。