水循環系統范文
時間：2023-03-25 12:11:29
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篇1
關鍵詞：真空；冷凝；過濾；節能減排
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）35-8128-02
Key words： vacuum； condensation； filtration； energy conservation
1 真空回潮機簡介
1.1結構
如圖1所示，真空回潮機由回潮箱1、真空系統（由4、6、8、9及相關管道、儀表、執行器件組成）、加潮系統Ⅰ、液壓系統、冷卻水循環系統（由2、5、7、10、11、12、13、14等組成）、氣動系統、單機電控系統等組成。
1.2原理
真空回潮機是利用真空泵抽吸回潮箱內的空氣，使箱內達到預定的真空度，然后由加潮系統將水蒸氣和水混合后以低壓濕蒸汽的形式輸入箱內，被煙葉吸收而回軟。
冷卻水循環系統在此過程起的作用是：由位于多個真空泵之間的冷凝器將蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且減少蒸汽使用量。
其工作流程如下：
2 設備現狀及存在問題
真空回潮機在使用一段時間后，出現
1）真空度不穩定甚至達不到真空度要求；2）物料出口水分偏小；
以上現象存在并有差距逐漸拉大的趨勢。這樣，不利于真空回潮機工藝任務的實現。
3 原因分析
造成真空度不穩定甚至達不到真空度要求，物料出口水分偏小的原因，推斷有以下幾點：
1）蒸汽壓力偏低及壓力波動，蒸汽含水量過多：蒸汽壓力偏低及壓力波動對真空泵的能力有較大影響，因此蒸汽壓力不應低于要求的工作壓力；而壓力波動會引起真空泵性能不穩定。蒸氣含水量過大將導致各流量下真空度的波動，造成泵的工作不穩定。
2）蒸汽噴射泵噴嘴磨損或堵塞：蒸汽噴嘴的磨損或堵塞將影響抽真空效果。
3）真空箱體門密封圈密封不好、氣動閥不到位、管路連接處或閥類器件損壞而造成的微小泄漏；
以上因素引起的泄露將直接影響到抽真空過程。
4）冷卻水水質較差，影響熱交換性能，使蒸汽難于冷凝，從而影響真空度；
5）冷卻水供水量不足或溫度太高：進入冷凝器的冷卻水量不足，會使冷凝器中排氣溫度上升，從而使未冷凝的蒸汽量增多，使下一級蒸汽噴射泵被抽的混合物量增加，導致其吸入壓強上升，真空泵能力下降。并且冷卻水水溫越高，耗用的蒸汽量越多。
4 現象排查
1）對于原因分析中的1：檢查氣源壓力表示數大于0.8Mpa，且示數穩定，未有壓力波動；真空回潮入口蒸汽管路疏水良好，是干度較高的工作蒸汽。
2）對于2：檢查噴嘴，未出現磨損或堵塞現象。
3）對于3：結果為箱體密封和管路無泄漏、各閥類器件均正常。
4）對于4：將冷凝水循環系統內的冷凝水放干凈，人工清理循環水池，重新注入純凈的軟化水。經過試機，真空度仍然上不去。
5）對于5：在對進水管道閥類器件法蘭端拆卸后，發現存在銹皮、焊渣等雜物。而清理干凈后，真空度達到要求，且物料出口水分正常。
因此，判斷出，管道堵塞，冷凝水水量不足是造成真空度不達標、蒸汽量消耗增多的原因。
為防止此類問題再次發生，需對冷卻水循環系統進行改造。
5 改進措施及方案優點
5.1改進措施
5.2方案優點
1）進水管道加裝過濾器，用來消除冷卻水中的雜質，使進入冷凝器中冷卻水量充足，降低冷凝器的排氣溫度，減少未冷凝的蒸汽量，實現真空度要求。并在過濾器下方加裝蝶閥，便于拆卸清理濾筒。
2）增加自循環水系統，并附加溫度檢測儀。自循環水系統即：水池循環水系統。當溫度超過32°以上，水池循環水系統的水泵自動開啟，進入自循環，便于循環水熱量能夠排出。
3）水箱底部開排污口。定期打開水箱底部排污閥排除水箱底部污垢，便于水箱水泵的正常工作。同時，對水箱進行清洗，保證水質清潔。
6 效果與總結
經過實地改進，并跟蹤檢測，此項改造取得了良好效果，具體體現在：
冷卻水供量充足，冷凝器不再發熱，真空度穩定且達到要求；蒸汽的滲透性和煙葉的吸濕性增強，回潮速度快且效果好，保證了工藝質量；如表1所示。
表1
[＼&改造前（平均）＼&改造后（平均）＼&最低真空度＼&0.67Kpa＼&0.49Kpa＼&冷卻水進水最高溫度＼&33.7°＼&31.1°＼&出口水分＼&12.24%＼&13.66%＼&]
2）冷卻水溫度降低，使真空泵負荷降低，減少了抽真空所耗用的蒸汽量，一定程度上降低了能耗，為企業的節能減排做出了貢獻。
參考文獻：
[1] 徐灝.新編機械設計師手冊[M].北京：機械工業出版社，1995：368.
[2] 電機工程手冊編委委員會.機械工程手冊[M].北京：機械工業出版社，1982.
篇2
關鍵詞：太陽能 熱水循環節能環保
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A
引言
隨著世界人口的增加，礦產資源的過度開發，可利用的礦產資源越來越少，礦產資源的消耗帶來的污染也越來越嚴重，本著節約資源、降低能耗、減少環境污染的思想，特別是進入21世紀以來，社會的經濟的發展和科學技術水平的提高，建筑也向著節能、環保的方向迅速發展，其中太陽能環保、節能、經濟的特性得到了充分的應用，太陽能的技術的應用早已成為世界各國科學家研究的課題，其中太陽熱水器已進入千家萬戶，方便了廣大老百姓的生活，但是，目前太陽能熱水器絕大數為一家一戶獨立單獨的簡單的小系統，熱源、水源（熱水未能循環，開始使用需將管內冷水放盡才到熱水）浪費也較大，而未形成集中統一的大型、復雜、多功能、更節能、更環保的熱水供應系統，在公共住宅建筑中（如學校宿舍樓、大型賓館的熱水供應系統還采用鍋爐燒水供應）未能得到充分利用。
中國科學院研究生院（現更名為中國科學院大學），新園區學生宿舍的熱水供應擬采用太陽能熱水集中、統一供水、熱水循環，且進行遠程控制的供應系統。且其設計設想如下：
一、工程概況
1、中國科學院研究生院新園區5標段，總建筑面積：79000平米，由A、B、C、D、E五個組團及三食堂組成，層數6-9層，共計478間宿舍，可容納4300名學生住宿。遠程控制室及泵房擬設在三食堂地下設備房。
2建筑狀況：樓頂建筑為平頂；
3用水類型：學生宿舍沐浴及生活用水；
4熱水用量：每人每日熱水定額為50L計算
本工程分為A區、B區，其中A區為2棟樓，B區為3棟樓，考慮到屋面上集熱器實際擺放數量以及熱水用量的需求，現將實際熱水用量設置如下：
A區 A1號樓，日熱水用量20噸；
A2號樓，日熱水用量20噸。
B區 B1號樓，共計3個單元，每單元日熱水用量12噸；
B2號樓，共計3個單元，每單元日熱水用量12噸；
B3號樓，共計2個單元，每單元日熱水用量12噸；
5用水方式：24小時用熱水；
6熱水溫度：55℃，溫度也可以調節；
7控制系統：智能控制器控制。
二、、設計說明:
根據國家節能減排及綠色工房的相關要求，本工程學生宿舍擬配套建設太陽能熱水系統，宿舍屋頂安裝集熱器及水箱，利用太陽能加熱水，用于學生沐浴及生活用水。
設計為24小時供應熱水，熱水設計水溫為55℃（可調）。系統主要由太陽能集熱器、儲熱水箱、循環管路及水泵、控制系統組成。其中太陽能集熱器、太陽能集熱水箱均安裝在建筑的屋頂，實現一體化結構，整套熱水系統由智能控制器控制，自動化運行，可實現無人值守。
工程設計要點：
1.建筑與太陽能一體化 ：
考慮太陽能與建筑結構匹配，外觀美觀大氣，使用輕鋼結構作支架，斜坡類型、顏色、尺寸盡可能接近，不出現設計缺陷，整體建筑風格應保持一致。
2.建筑自身負荷：
太陽能平均負荷約為70kg／㎡，加之輕鋼結構對屋面都產生一定影響，所以設計時盡量考慮全面，避免屋面沉降；其次，屋面與輕鋼結構接觸，考慮與隔熱防水層銜接完好。
3.太陽能與輕鋼結構聯接盡可能考慮鏍栓聯接，接口做過防銹處理，鏍栓鏍帽使用不銹鋼或熱鍍鋅材料。
4.太陽能售后檢修通道，日常維護通過應考慮檢修通道便于檢修。
5.太陽能與鋼結構防風、防雷擊、防銹蝕。太陽能主機，聯箱，管道，鋼結構支架等進行防銹處理；同時建筑結構應考慮防臺風的增強措施，太陽能在建筑頂層，防雷擊措施到位。
三、太陽能系統運行原理
1.水位上水:系統采用水位上水方式，即當儲熱水箱水位低于最低水位h1時，上水電磁閥F1開啟，向水箱內進水，當水位達到h2時，系統處于滿水狀態，即可進入集熱過程。
2.溫差循環:當儲熱水箱達到最高水位h2后，上水電磁閥F1不再開啟,系統自動比較集熱器出口水溫T1與儲熱水箱出口水溫T2，當T1-T2>8°C時，集熱循環泵P1自動開啟溫差循環，當T1-T2
3.快速補水:如果用水量較大集熱器產水量不能滿足要求，儲熱水箱水位不斷下降至最低警戒水位h1時，上水電磁閥F1打開，系統快速補水，避免系統斷水。若上水電磁閥F1出現故障，系統無法正常補水時，可開啟手動補水閥F2通過浮球閥進行補水控制。
4.保溫循環:用戶供熱管路設置自動增壓循環泵，在保證系統管路壓力的恒定也能保證管路內水溫的恒定。當熱水回水管管路水溫T5低于40℃時，回水電磁閥F3打開，進行保溫循環，當T4升至45℃時，回水電磁閥F3關閉，待管路內壓力恢復設定值時水泵停止循環，保證用戶端水溫、水壓的恒定。
5.防凍循環：當室外管路水溫T3低于6°C時，集熱循環泵自動啟動進行防凍循環，T3升至8°C時，停止循環，保證室外管路冬季不發生冰凍危險。
四、太陽能系統設計計算
1、系統集熱面積的確認
（1）設計用氣象參數
從上圖可看出，北京屬于我國太陽能資源II類地區，地理位置：北緯39°56′；年平均日太陽輻照量：16.014MJ/ m2；
（2）太陽能集熱系統面積的確定：
太陽集熱器數量的確定（以春秋季節為依據），水溫要求55℃
（式——1）
——直接系統集熱器采光面積，㎡；
——日均用水量Kg；
——水的密度，0.983kg/L；
——儲水箱內水的終止溫度（用水溫度）55℃；
——水的定壓比熱容，4.187KJ/（㎏·℃）；
—— 水的初始溫度，5℃；
——集熱器受熱面上年均日輻照量，16014KJ/m2
——太陽能保證率，無量綱， 0.5；
——集熱器全日集熱效率，無量綱，0.55；
——管路及儲水箱熱損失率，無量綱，0.2；
本工程擬系統采用U型管式集熱器，型號為U1858-30，太陽能集熱器的規格為φ58×1.8米×30支，每組集熱器30支集熱管，每支集熱管的集熱面積為0.16㎡，每組集熱器集熱面30×0.16＝4.8m2。
根據屋面的實際擺放情況，各樓集熱器擺放數量如下：
A區 A1號樓，日熱水用量20噸，設置集熱器60組，集熱面積為288㎡；
A2號樓，日熱水用量20噸，設置集熱器60組，集熱面積為288㎡；
B區 B1號樓，一單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
二單元日熱水用量12噸；設置集熱器28組，集熱面積為134.4㎡，
三單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
B2號樓，一單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
二單元日熱水用量12噸；設置集熱器28組，集熱面積為134.4㎡，
三單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
B3號樓，一單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
二單元日熱水用量12噸；設置集熱器30組，集熱面積為144㎡，
（3）集熱器的布置
1）采用串并聯方式，集熱器采用串并聯的連接方式，通過角鋼支架傾角約15度左右敷設于屋面集熱器基礎上。
2）集熱器組前后排擺放時，為了放置前排的太陽能集熱器不遮擋后排必須使得后排集熱器不在前排集熱器的投影里。
3）集熱器安裝平臺：本工程安裝在建筑的樓頂上，在屋面上預置混凝土基礎，在此基礎上搭建鋼結構支架（與預埋在基礎上的金屬構件焊接）作為太陽能集熱器的安裝平臺。
4）太陽能集熱器的連接組合：對于強制循環系統，太陽能集熱器采用串聯、并聯相結合的方式進行連接。
2、太陽能循環泵設計：
1）水泵選擇：水循環泵
2）型號選擇：根據施工現場的條件，結合現場情況，查看威樂水泵揚程流量曲線，各個系統選擇水泵型號為：
A區：A1、A2號樓的20噸熱水系統分別設置兩個循環系統，則每個循環系統的集熱循環泵為PH-251E——輸入功率為500W，全揚程為7.5m，最大流量為13.8T/h，電源220v。
B區：B1樓由3個單元組成，B2樓由3個單元組成、B3樓由2個單元組成，現將每個單元作為一套獨立的熱水系統設置，每單元用水量為12噸，則集熱循環泵為PH-251E——輸入功率為500W，全揚程為7.5m，最大流量為13.8T/h，電源220v。
型號 電源 功率（W） 揚程（m) 流量（l/min) 管徑（mm） 重量（kg)
輸入 輸出 最大 額定 最大 額定
PH-251E 220V/50Hz 410 250 7.5 4 230 190 65 17
3、系統管路設計
1、管材選型：選用襯塑復合管。
2、管徑確定：由上述所計算的集熱器循環流量及流速要求，太陽能集熱循環管路的管徑為：DN50；
3、管路保溫：采用橡塑保溫棉材料，室外明露部分管路保溫棉外包鋁皮防護。
4、儲熱水箱設計
A區：A1、A2號樓的分別設置1個20噸水箱。
B區：B1、B2、B3樓的每單元分別設置1個12噸水箱。
水箱形式為不銹鋼方形拼裝水箱，保溫材料為聚氨酯發泡保溫，厚度5cm。
保溫材料性能：聚胺脂發泡性能表
參數
性 能 測試標準 單位 測試說明 測試結果 備注
密度 GB6343-86 Kg/m3 —— 35.82
壓縮
強度 GB8813-88 Kpa —— 172.5
導熱
系數 GB10295-88 W/Mk 熱板溫度25℃
冷板溫度 5℃
平均溫度15℃ 0.0193
尺寸
穩定性 GB8811-88 % 方向
條件 L W T 平均值 L：長度
W: 寬度
T: 厚度
-20℃，24h 0.23 0.18 0.46 0.30
100℃，24h 0.63 0.46 0.69 0.60
閉孔率 GB10799-89 % 體積膨脹法23℃ 95.10
5、輔助熱源的確立
（1）、空氣源熱泵輔助加熱：在太陽能熱水系統中最惡劣的狀況就是連陰天，考慮學生洗浴規律，選用KRS-17Ⅱ型（5P）熱泵機組5臺。其設備制熱量105KW，輸入功率25KW，小時產水量2250Kg。保證在7個小時內能將15噸恒溫水箱中的熱水從基礎溫度10℃加熱到40℃。
（2）、電加熱：本項目采用外置式水電分離電加熱機組，選用功率為90Kw電加熱機組，分三級控制，連陰天時可保證學生正常用水。
（3）、熱交換站熱水利用：如果學校建設熱交換站，也可作為太陽能系統的輔助熱源，本熱源運行成本較上兩種都比較經濟，可最大程度節約常規能源。
6、控制系統功能的設計（系統運行原理）
（1）電控系統采用自動控制儀表。
（2）考慮到太陽能系統設置在建筑樓頂，對系統的監控比較麻煩，現設計遠距離顯示與簡單控制的太陽能遠程控制系統
系統控制原理如下圖所示：
現場信號現場信號
控制信號控制信號
五、主要材料的選用
1、太陽能集熱器選用“銅鋁復合式”新型U形管式真空管型太陽能集熱器，該集熱器導熱能力墻、得熱量高，熱量轉化完全、熱損失小、抗凍能力強；
2、集熱器聯箱，外側采用優質彩鋼板，內膽選用優質不銹鋼，采用優質聚氨酯，特有的三重保溫芯技術。
3、控制系統選用遠程型智能控制柜。
4、水泵選用太陽能集熱循環泵和熱水變頻泵，功率根據計算結果選擇，需滿足要求，并安裝減振設備。
5、水管管道及保溫：冷水管 熱水管 均選用天津友發國標化優質鋼塑復合管道。外裹橡塑膠保溫棉，以鋁皮外包防護，耐腐蝕，美觀、整潔。
6、水箱：選用食品級SUS304不銹鋼板材制作而成，各項指標均符合國家衛生標準，進水箱主體不銹蝕，不漏水，不滋生藻類。確保水源無二次污染。水箱保溫采用5CM厚的聚氨酯發泡，可保證儲熱水箱保溫。
六、系統安全要求
防風雪 系統支架為整體結構，并與樓面預留的地墩固定，承重基礎做好防水。
防凍 系統室外水管和循環上水管安裝有自限溫電伴熱帶，可保證冬季不凍。
防雷擊 系統如不在原建筑防雷設施防護區內，按相關標準做防雷設施。
防冰雹 系統配置的真空管可抗擊Φ2.5CM冰雹。
防漏電 采用漏電開關和接地雙重保護，確保用電安全。
防水垢 在系統管路上安裝阻垢劑裝置，并控制熱水溫度不超過60℃。
防滲漏 嚴格按施工工藝要求做好防水防滲工序。
承重 根據建筑結構情況，水箱放在預留承重梁上，集熱器放在承重水泥基礎上（由結構設計單位驗算結構頂板承載力）。
篇3
關鍵詞：熱電廠；循環水系統；處理技術；問題與建議
1.前言
首先，先對熱電廠的循環水系統進行了解。其是通過泵將循環水輸送到凝汽器中，在經過換熱之后通過升溫的方式，在達到一定溫度之后在送至冷卻塔中將熱水從塔頂向下噴淋，以此形成水滴。其中，途經的空氣會同熱水氣進行接觸，以此形成熱交換。而輸入到冷卻塔中的熱水在使用完之后，或者達不到熱水標準值時，則會通過再循環方式進行再次使用。因水蒸氣在噴淋過程中與空氣所接觸，所以在一定程度上提升了循環水中離子的數量，如果在使用中達不到循環水要求，則只有通過不斷的注入新鮮水才能將鹽分保持在合理范圍內達到循環水應用的標準，以此才能正常運行。而對于循環水同補充水之間所具有的離子比值則要與循環水系統濃縮倍數相符。[1]如果是熱電廠特定的循環水系統對新鮮水的含鹽量進行合理調整也能夠達到循環水系統所具有的濃縮倍數值，才能確保循環水系統在穩定環境中所運行。
2.熱電廠循環水系統概況
3.熱電廠循環水系統處理技術的發展現狀
熱電廠循環水系統在運行過程中必然會對設備產生一定的腐蝕，如水垢或者微生物、粘泥等，都會對循環水系統設備產生一定影響，甚者對設備造成破壞。這些問題如得不到合理解決的話那么必然會對循環水系統所用水質產生影響，對熱電廠正常運行上也會造成一定的影響。所以，為了熱電廠循環水系統能夠正常運行，減少其對熱電廠正常運行所造成的影響，只有對循環水合理有效的管理才能得以改善。現今，國內熱電廠循環水系統處理技術主要有以下幾方面：
3.1對水垢的控制和清理
針對循環水系統設備水垢問題則要將循環水中的鈣離子和鎂離子進行去除，循環水添加新鮮水的時候也要將水質進行軟化處理，并要將其中具有的鎂離子和鈣離子進行去除，以此才能確保循環水系統中的設備不被水垢所腐蝕。現今，對水質進行軟化的方法主要有以下幾種：第一種，采取石灰進行水質軟化，此種方法較為簡便，只需將石灰放置水中就可將水中的鈣離子進行分離，以此產生CaCO3，產生沉淀物質所進行分離。[2]因此種方法較為簡便，且所使用的成本相對較低。所以，如果熱電廠所用循環補充水較多的話，且在原水中存有大量的鈣離子，那么則可以使用這種方法將鈣離子進行分離；第二種，通過加酸或者加入二氧化碳的方式，將水質中的PH值進行降低，保持水質中的碳酸鹽具有恒久的穩定性，以將重碳酸鹽保持在穩定的狀態。其計算公式為：Ca（HCO3）2=CaCO3+H2O+CO2。
對于加酸方法的使用，在一些熱電廠中仍得到應用，通過往水質中添加硫酸的方式，以對水質中鈣離子進行游離。但是，使用這種方法要將酸量進行控制，如果所加入的酸過多，那么則會對循環水系統設備造成腐蝕，不但不會減少對水循環系統設備的影響，反而加快了對設備的腐蝕作用。而使用二氧化碳氣體對水質PH值進行控制時，如果所使用PH值在控制上不能達到循環水系統對PH值的要求，那么則在經過冷卻塔時就會因二氧化碳氣體的溢出造成塔內出現CaCO3結晶的情況，雖然將水垢的影響進行了轉移，但卻對循環水系統正常運行產生嚴重的影響。
3.2對污垢的控制
新鮮水要先進行預處理以此才能夠將其存在的污濁和泥沙等進行處理；其次，針對循環水水質存在的污垢給予重視，且通過有效方法將水質進行處理；第三，通過往水質中投加一定比例的分散劑對污垢問題進行處理；最后，可通過增設過濾設備的方式將污垢問題進行控制。且在循環水系統中使用過濾設備則要對設備中所流出的污垢等進行控制，以確保循環水在使用過程中減少污垢所造成的影響。[3]但是，污垢并不會完全去除，只能將污濁保持在水循環系統指標范圍內，以此減少污垢對水循環系統所造成的影響。采取以上方法雖然能夠將循環水系統中污垢問題得以解決，但是以上方法都是借助其他物質控制循環水系統中的污垢問題，而并未從根本上將污垢問題得以解決，并且對于鹽濃縮所造成的影響以及破壞等并未得到根治。并且，因采取傳統操作方法相對較為麻煩，在實際操作上程序較為復雜，且使用的藥劑費用上也相當高，這樣就導致熱電廠循環水系統在運行的成本上過高。
4.熱電廠循環水系統處理新技術分析
對于熱電廠循環水系統管理上存在的不足問題，針對所用藥劑費用較高，所以在對循環水系統中所存在的水垢和污濁以及滋生細菌等問題進行解決，采取有效的方法降低熱電廠循環水系統中存在的問題，以達到節能減排的目的。因此，借助科學手段將循環水系統進行技術處理，采取過濾法、離子交換法第方法，以對這些技術進行循環水系統的處理。
4.1離子交換法
使用此種方法的話主要是采取物理方法將水質中的離子化物質進行去除。但是，因水質中還有部分非離子物質，尤其是在污泥中存在部分有機物質，且同固定離子間具有一定的結合力，如果只采取離子交換法的話則無法將循環水污垢問題得以改善。除此之外，一些非離子物質具有一定的氧化性，但是在性質上不夠穩定，如果采取離子交換方法的話在效果上不夠明顯。
4.2電滲析法
將離子交換膜作為介質，借助離子通過性將水溶液中所具有的一些物質進行分離處理。電滲析法是現今熱電廠循環水系統中所采取的一種新技術，能夠將循環水中電解質物質進行去除，且根據物理方法能達到一定效果。但是，對電滲析法進行了解發現，其雖然取得效果較好，但是在運行過程中所花費成本較高，且在回收率上較低。因此，采取電滲透方法在熱電廠循環水系統中應用也存在較大不足，不但不能進行再循環利用，且對熱電廠所取得的經濟效益上也會產生影響，更與節能減排要求相差甚遠。
4.3反滲透法
這種方法在國內污水治理中以及水質去鹽上應用較多，其主要原理是將水質中的離子以及分子進行溶解和分離，以對物質起到溶解作用。在操作的方法上也較為簡單：將一定壓力融入水質中，以此將溶劑水從滲透膜中進行滲透，在一定時間內就會變為淡水，而溶質則會被在應用過程中變為濃水。通過此種方法能夠從含鹽水中將淡水去除，且能夠將處理過的濃水所具有的污濁物質進行溶解，以此還能被再利用。[4]采取這種方法不但在消耗上較低，并且所取得的效果較為明顯，具有一定的實用性。所以，熱電廠循環水系統中采取此處理技術不但提高了效率，且符合節能減排需要，可以在熱電廠中被廣泛應用。
5.結論與建議
雖然熱電廠循環水系統在技術處理手段上取得了一定的成績，但是在實際應用過程中仍存在諸多問題，可以通過以下方法得到改善：
5.1可以在循環水系統中增設旁濾裝置，雖然在投資費用上較高，但是其在運行過程中可以對水處理起到重要幫助，且在實際的運行上所花費費用較低。因此，可以在循環水系統旁邊安置旁濾裝置，以此⒀環水中的部分污垢等進行處理；
5.2對循環水系統應進行嚴格監控和檢測。對于一些重要部位應安裝監測掛片器，能夠隨時的對循環冷卻水處理的溫度和效果等有一定了解，確保循環水系統設備在穩定環境中運行；
5.3對循環水中存在的泥垢等應進行取樣，以對污濁物質進行研究和分析，對設備腐蝕情況有一定了解后才能根據實際情況提出合理解決方案；
5.4對循環水中所使用的藥劑等要進行定期的檢查。因所使用的水處理藥劑不同對循環水系統設備存在腐蝕作用，則對使用的藥劑應進行嚴格控制，對藥劑的質量和性能等進行評估，以確保水循環系統在合理范圍內得到應用。
參考文獻：
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[2]H熱電廠循環水余熱回收項目風險管理研究[J].張鶴群.吉林大學.2015（06）：109-113.
篇4
關鍵詞：循環水處理；控制系統；上位機；PLC
引言
工業冷卻水循環系統一般為敞開式循環系統，敞開式循環冷卻水系統的主要設備之一就是冷卻塔。冷卻塔的種類很多，按照塔內空氣流動的動力可分為自然通風和機械通風式。自然通風最常見的是風筒式冷卻塔，機械通風式又分為抽風式和鼓風式兩種。在工業冷卻水循環處理中抽風式冷卻塔的應用最為普遍，風機安裝在冷卻塔頂部，抽風時塔內空氣處于負壓，有利于水的蒸發散熱，傳熱效果好，但缺點是風機的電能消耗很大。工作時：循環水由水泵輸送到供水總管，再分別進入各臺生產設備，流過需冷卻的部位后匯集到回水總管，再經過冷卻水塔上方的布水管向下噴淋。冷卻水塔頂部的風機運轉時，回水在填料層中與空氣流進行充分的熱交換后流回到塔下吸水池中。
按照以前的常規做法，循環水處理系統的監視控制都采用了常規模擬儀表，由于常規模擬儀表受到傳輸信號傳輸距離短，不便于全廠集中管理，分散控制，自動化水平低等原因的限制，在瑞星項目中，循環水系統的控制采用了可編程邏輯控制器（PLC）來完成實時數據的采集和自動控制功能，重要監控參數通過光纖通訊至DCS進行監控。可編程邏輯控制器（PLC）以其可靠性高、接線方便，編程簡單，性價比高等優點大大提高了裝置整體自動化水平，實現安全、穩定、長周期運轉，并大大降低了維修費用。
1 控制系統結構
1.1 概述
循環水處理系統根據生產要求配置為：十臺離心式水泵（八用兩備），在正常負荷運行條件下八臺水泵就可滿足生產需要，另外兩臺水泵備用，以便在有水泵處于檢修狀態時仍能滿負荷生產。另外配置十臺冷卻風機。
十臺循環水泵電機和十臺冷卻塔風機電機軸承和定子測溫以及裝置內水管上測溫共計熱電阻輸入信號104個，裝置內水管壓力、流量及塔下吸水池液位測量共計模擬量輸入信號14個，循環水泵和冷卻塔風機運行狀態信號及塔下吸水池液位調節閥限位開關信號共計開關量輸入信號24個，循環水泵和冷卻塔風機聯鎖停機信號及塔下吸水池液位調節閥開關信號共計開關量輸出信號25個。
為了便于全廠集中管理，分散控制，本循環水控制系統可分為兩部分：上位機監控部分和控制部分。其中，控制部分包括了三套PLC系統，分別用于加藥系統，監測換熱器系統和除此之外裝置內所有循環水系統的監視控制（加藥控制系統和監測換熱器控制系統由設備廠家成套供貨）。本項目通過采用可靠性高、技術成熟、先進實用且具有最優性價比的PLC控制系統，將提高裝置整體自動化水平，實現安全、穩定、長周期運轉，并大大降低維修費用。
由于上位機監控部分和控制部分相距較遠，為了保證系統的可靠運行及未來擴展的方便性，這兩部分之間采用光纖通訊。此系統可通過增加I/O單元來縱向擴展，橫向可通過以太網來實現網絡節點的增加。當設備增加時無需更換先前的系統，就可以使新系統加入到網絡中來，可擴展性好。另外，系統采用光纖通訊，減少了信息傳輸過程中信號的干擾和丟失，增加了上位機監控部分和控制部分的傳輸距離，同時采用光纖通訊也有利于施工。
1.2 控制系統組成及體系結構
根據整個裝置內循環水系統規模，設置3個PLC過程控制站（加藥控制系統過程控制站、監測換熱器控制系統過程控制站、循環水控制系統過程控制站），一個操作站，用于完成對整個循環水系統工藝參數檢測顯示、設備狀態檢測顯示、控制和信息存儲、報表、打印等。控制系統基本原理如下：現場工藝參數如溫度、壓力、流量、液位等經傳感變送器測量變送后由PLC模擬量輸入卡送至PLC CPU卡進行數據計算處理；現場開關量如循環水泵、冷卻塔風機運行狀態信號和閥門限位開關信號等由PLC數字量輸入卡送至PLC CPU進行數據處理；PLC CPU將現場傳來的模擬量信號和數字量信號進行運算處理后送至操作站進行現場參數的監控顯示，現場輸出信號經PLC判斷處理后由數字量輸出卡送至現場并改變現場設備的狀態（如閥門開關信號，電機啟停信號）和燈的指示狀態（燈的亮和滅）等。
圖1 自動化控制系統示意圖
控制系統硬件體系結構：如圖2所示，系統硬件部分選用西門子S7-300PLC一臺，CPU采用標準型的CPU314，適用于對程序量有中等要求的應用，對二進制和浮點數有較高的處理性能。另外，配備電源模塊3塊，接口模塊3塊，8通道熱電阻輸入卡13塊，8通道模擬量輸入卡8塊，16通道數字量輸入卡3塊，16通道數字量輸出卡2塊，形成了一個主機架，2個擴展機架，所有的模塊用DIN35導軌安裝在主機架和擴展機架上。主機架和擴展機架之間用接口模塊進行通信。
圖2 系統硬件體系結構圖
2 系統過程測控站
2.1 概要
過程控制站是循環水控制系統直接與現場打交道的I/O處理系統，它主要有控制柜，S7-300PLC，內部供配電系統等組成。承擔并完成循環水現場儀表和測控裝置系統的供配電，現場工藝參數的檢測、處理和傳輸，現場設備狀態的檢測、傳輸和控制等功能。
2.2 主要功能
2.2.1 變送檢測功能。現場物理量如溫度、壓力、流量、液位等通過現場儀表轉換成過程站PLC可接受的信號，由PLC對其完成檢測處理和向上傳輸；現場設備狀態，如閥門的開與關，電機的開與停，工藝參數的正常或報警由檢測裝置送至過程站PLC，由PLC對其完成檢測處理和向上傳輸。
2.2.2 控制功能。循環水控制系統過程控制站具備PLC可編程順序控制功能，可對各設備的啟停進行順序條件控制，實現循環水系統各工藝設備的自動控制。
2.2.3 供配電功能。循環水控制系統過程控制站除完成測控功能外，同時還具有供配電功能，完成對現場流量儀表、各類變送器的供配電功能。
3 系統監控管理站
3.1 概要
系統監控管理站安放于就地控制室內，主要由一臺觸摸屏、打印機、編程軟件、通訊卡等組成，觸摸屏采用西門子的彩色觸摸屏，10.4寸，并帶編程軟件。系統監控管理站承擔并完成對循環水控制系統的上位監控和管理功能。
3.2 主要功能
3.2.1 信號檢測處理功能。對現場模擬量和開關量信號進行實時檢測和處理，判斷是否有異常情況發生，對重要參數的超限發出聲光報警，提示操作人員注意并確認。
3.2.2 畫面顯示功能。畫面顯示分檢測儀表顯示畫面、工藝流程顯示功能、設備狀態顯示畫面、報警信息匯總顯示畫面、趨勢曲線記錄顯示畫面等，要求畫面顯示直觀、色彩鮮艷、操作簡便。
3.2.3 趨勢曲線記錄功能。系統對模擬量有歷史趨勢曲線顯示記錄功能。
3.2.4 操作保護功能。為防止非授權人員操作測控系統，系統對重要的操作均設有密碼保護功能，以保證系統操作的安全性。
3.2.5 報表功能。根據生產要求制定各類報表格式和內容，具備統計和計算功能，對報表進行打印輸出。
3.2.6 在線參數調整功能。系統能簡單方便地的對檢測點的各種信息如量程、上下限報警、單位、遷移量等進行授權在線修改。
4 結束語
在循環水控制系統中，采用中規模的S7-300 PLC控制器后，系統的可靠性，安全性，可擴展性，全廠的自動化水平等都得到了很大的提升。同時采用光纖通訊，減少了信息傳輸過程中信號的干擾和丟失。在系統監控管理站中，采用PLC控制器后，可以對現場設備的狀態等進行畫面監控，清晰直觀，操作方便。
參考文獻
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篇5
關鍵詞：節能減排 天臺降雨積水 水循環利用
中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0129-01
我國是水資源短缺非常嚴重的國家，且城市缺水問題尤為突出，全國666個城市中，有400多個城市缺水，100多個城市嚴重缺水，水資源短缺和水污染嚴重已經成為制約城市可持續發展的突出問題[1]。
調查顯示城市居民生活平均日用水量構成中洗澡占（25%），洗衣服占（17%），做飯占（14%），洗滌占（11%）沖廁占（9%）洗漱占（7%），飲用占（2%），其他占（15%）。如果把其中洗衣、洗滌、洗漱用水中較為干凈的二手水用于廁所的沖洗那么廁所沖洗用水便不再要用潔凈的自來水了。這樣既節省9%的沖廁用水量，也減少了更多的臟水排放量。同時降雨水的循環利用也越來越受到重視，各大城市中，越來越多的社區和單位為了收集利用雨水，使用上了眾多高科技的手段，在北京更是把降雨水的收集利用寫入地方性法規。
1、洗漱間廁所用水循環設備設計原理
1.1 設計原理及思路
圖1所示就是此次設計中的宿舍、家庭及公共洗手間洗漱用水池[2、3]。其中盆1通過B管用來排放太臟而不適合用于沖洗廁所的水，盆2通過C管把洗漱+洗頭+洗衣等較干凈的二手水儲存于水池，通過D管(D管需添加閥門）用于廁所的沖洗。因為蓄水水位不能超過線a—b（因為水位超過a—b，則水將涌出盆來），所以布設A管用于控制蓄水水位，使多余的水排出，其中E管則根據需要來添加。添加E管則可以把上下兩層樓的水池通過A管和E管連通（此時A管和E管功能相同，既起到控制水位作用，又使上下樓水池相連通），使上層樓多余的水通過E管流到下層樓的水池，使水得以充分循環利用。因為在居民樓和宿舍樓為了不使上下兩層樓用水相互影響，所以不宜添加E管（此時A管僅僅起控制水位作用，不連接下樓）。而在公共場所添加E管就比較合適。
1.2 需考慮的因素
a.此設計主要要考慮的因素是沖洗廁所用水的壓強。如果壓強不夠則需要通過調節D管的高度以及增大D管直徑以提高水位差達到增強壓強的效果。最理想的辦法就是把上層樓蓄水池的水用于下層樓的沖洗（這樣就有足夠的水位差），但考慮到下層樓受上層樓的影響，因此此種方法應有選擇性的使用，而在公共廁所（例如學校的教學樓）通常都使用節水水箱沖水，因而可以把上層樓的蓄水直接輸送到下層樓的節水水箱，所以壓強因素可以解決。b.水池的清洗也是需要考慮的因素，可以把盆2設計成活動式，清洗時把盆2提出就可以進行水池的清洗。也可以在a—b上方設計開口用于水池沖洗。當然有了此種設施原有的廁所沖水設施也必須保留，使水池在沒有水時廁所仍可以正常沖洗。
2、天臺降雨水積蓄池設計原理
2.1 設計原理及思路
如圖2所示為天臺降雨蓄水池，原理簡單實際，可用于積蓄雨水，同樣也起到隔熱作用。底部鋪瀝青用來隔水，上面再鋪上圖2所示小塊水泥板用來蓋住水面，在降低水的蒸發的同時也便于在天臺上行走。接上A管，再在每層樓道上接上水龍頭就可以利用天臺所積蓄的雨水。可以用此水來進行許多清洗工作，也可以用來澆花等，因為雨水較為潔凈所以有多種用途。
2.2 需考慮的因素
a.此設計需考慮降雨積水的水位，因為如果降雨量過大，積水過多，水位過高則會蓋過小水泥板，影響天臺空間的綜合利用。b.此設計還需考慮天臺樓板所能承受的壓力大小，所以積水所產生的壓強必須小于天臺所能承受壓強的能力。因此綜合以上兩個因素設計B管，用于控制蓄水的水位，使超量的水由B管排出。
本文設計的水循環系統，既降低了自來水的用量也大大減少了生活廢水的排放量，充分利用了降雨水，達到了節能減排的效果。所設計的結構物具有造價低、使用方便、適用性較強等特點。
參考文獻：
[1]張燦,周從直.污水的資源化與回用[J].西南給排水,2002,24（6）:20-23
篇6
【關鍵詞】流量；設計；水壓；管損；水質；功率
中圖分類號： S611文獻標識碼： A
1引言
在很多化工生產中，循環水系統的電耗占生產成本很大一部分，以20萬噸燃料酒精的生產線為例，其循環水系統的電耗約占總電耗的23.6%，因此循環水系統的設計優劣在很大程度上決定燃料酒精產品的生產成本。由于項目建設的獨特性決定循環水系統應用在生產中無法形成統一的技術標準，循環水系統的設計技術指標參差不齊，存在較大的節能空間。在耗能方面主要反應在水力輸送的水頭損失、靜壓損失、機泵的運行效率和循環冷卻水的冷卻效果等。
2循環水站位置和高程的確定意義
為盡可能的減少管道的沿程水頭損失、局部水頭損失和水柱高程，循環水站應布置在便于進出水管配置，靠近負荷中心或主要用水點附近，建筑物的頂部或廠區內的最高點建設。
例如：某項目需建設一個循環水站（地面高程±0.00），分別向+6.00平面供水1000m³/h和+12.00平面供水1500m³/h。若將循環水站建在±0.00平面，供水壓力必須大于水柱壓力∑hf（0.12Mpa）和水頭損失∑hj1之和hw，若將循環水站建在+12.0平面，供水壓力只需滿足大于最遠處的水頭損失∑hj2。假設管道的阻力特性及長度等同，則∑hj1=∑hj2。通過理論計算
Pe=ρg（qv1H1+ qv2H2）/3600s
=1000×9.8×（1000×6+1500×12）/3600s
=65.3kw
（ρ=1000kg/m³，qv1=1000m³/h，qv2=1500m³/h，H1=6m，H2=12m）
可見，在+12.0平面建設循環水站至少節約電耗65kw。
3汽蝕現象對泵性能的影響
由于管路設計的不合理，造成泵進口管道壓力較低，當葉輪入口處壓強降至輸送液體在工作溫度下的飽和蒸汽壓時，將產生汽化現象，產生的氣泡進入高壓區后會急劇收縮凝結，產生高強度的沖擊波，簡稱“汽蝕”。汽蝕現象不僅直接造成設備的損害，同時造成設備性能的下降。
圖1 ns=70的單級離心泵發生汽蝕的性能曲線
由圖1可知，以ns=70離心式泵為例，當泵距水面的幾何安裝高度為6m時，最大可調節流量約為95m³/h。若繼續開大閥門，揚程曲線急劇下降，且流量增加不明顯，形成斷裂工況。在發生汽蝕后，大量氣泡很快布滿葉輪流道，形成斷流，造成壓力、效率急劇下降。因此，循環水系統的設計，要避免泵的進口壓力過低，防止汽蝕產生。
4供水方式的確定
對于有多個用水點的循環水系統，根據各用水點對供水要求指標的不同，統籌考慮供水方式，設計原則主要為“以流量大、壓力集中的工況點為設計技術主線，采用同質同壓、集中供給與分散供給相結合的方式”。對于流量和壓力均偏低的用水點，可適當采用高質低用的方式供給；對于小流量高壓力的用水點，可就近采用增加管道加壓泵供給方式供給。
5泵的選擇
在我國水泵耗能總量約占全國總發電量的20～25%，而我國水泵的平均效率僅為75％，比國際先進水平約低5%。因此，泵設備的合理選擇，同樣存在極大的節能潛力。在設備選型過程中，應當選擇水力模型設計先進，高效節能的泵，另外，每種型號的泵都有自身最佳運行工況點，應盡可能選擇管道阻力特性和流量特性與設備額定工況相吻合的泵。
圖2泵的運行曲線
以圖2為例，泵的最佳運行工況點為Q=160L/S，H=13m，此時，泵的效率約為68%。若實際工況點為Q=60L/S，H=16m，此時效率為42%。
6管道的合理配置
在管道的配管過程中，利用經濟流速來確定配管，同時減少配管過程中過的“瓶頸”現象，減少管道輸送距離，減少管道彎頭、變徑等管附件，做到低點排污，高低排空，減少“布袋”現象出現。
所謂經濟流速是一次投資與運行費用之和最小時的流速為經濟流速，而相應的管徑即為經濟管徑。在設計過程中，常采用經驗參數作為經濟流速。但是，在較大規模的循環水系統配管設計中，需反復比較管道的動力損耗費用與投資，針對性確定管道的經濟流速。經濟流速確定需綜合考慮管道造價、折舊、動力費用及用水變化規律等，選用適當的經濟技術指標和管損計算公式進行確定。
7泵設備的合理搭配
設計中選擇選流量大、電機電壓等級高的泵作為主泵，配合部分小泵作為負荷調節。減少設備并列運行的臺數，提高設備出力。多臺泵并聯運行后所能增加的流量越少，即每臺泵輸送
的流量減少，故并聯臺數過多并不經濟。
圖3相同性能泵并聯工作運行曲線
如圖3所示，2臺同樣性能曲線的泵（Ⅰ、Ⅱ），其單獨運行時的標定工況點為C點。當并列運行后，其工況點轉移為M點，此時qVB
8變速調節負荷的應用
在用水負荷變化量較大、對壓力要求不高的循環水工藝中，可采用變頻器調速的方法來調節負荷，做到節約電能目的。由電機特性分析可知，均勻改變電機供電頻率F，就可以平滑地改變電動機的轉速，從而改變泵機的轉速；結合泵機特性分析，降低電動機轉速，電動機輸入功率也隨之減少，泵機軸功率就相應減少。
變速調節的曲線特性可根據泵的比例定律求得：
（Q:流量、H:揚程、P：壓力）
9水處理
在生產中循環水的主要用途作為循環冷卻用水，當水質較差，導致換熱設備的污垢系數較低，造成循環水浪費嚴重，同時管道阻力也將增大。因此，做好水處理的設計工作，有種重要意義。在《工業循環冷卻水處理設計規范》B50050-951中，對于工業循環水的水質有種詳細要求。水處理的設計控制措施主要有以下幾方面：
9.1做好循環水的補水水源選擇；
9.2 投加殺菌滅藻劑，控制藻類的滋生；
9.3投加阻蝕緩垢劑，防止管道和換熱設備結垢和腐蝕；
9.4 增加旁濾設備，降低濁度；
9.5保持合理的水質濃縮倍數。10余壓利用
在向高層生產單元供水的系統中，其回水管線形成虹吸，換熱設備出口壓力（絕壓）等于回水工作溫度對應的飽和蒸汽壓，則說明有部分流動能可能沒利用。利用余壓再用技術對能源進行回收。目前市場上余壓利用技術比較多，比較典型的節能技術就是驅動水輪機發電。
例如：某項目循環水站在±0.00平面向+42.0面生產單元供水，回水溫度為50℃（對應飽和蒸氣壓為12.4kpa），冷卻塔進口管線標高為+10.0米，冷卻塔的阻力損失為5kpa。
不計管道損失，回水勢能為H總，已回收回水勢能為H回，可回收回水勢能為H可：
H總=42m-10m-0.05m
=31.95
H回=10.336m-1.269m
=9.067m
H可= H總-H回
=31.95m-9.067m
=22.883m
11結論
通過上述對循環水系統設計的研究分析，充分挖潛優化設計的思路，做到投資最省、運行合理經濟。在項目建設完畢后，總結設計經驗，對于已安裝的循環水系統進行實地技術測量，收集泵的出口壓力、流量和消耗功率等技術參數，對于仍有挖潛節能空間的設備，采用葉輪切割的方式，進一步優化改造。
[參考文獻]
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篇7
【關建詞】盾構機 內循環水系統 換熱效率
一、改造前盾構機循環水系統原理簡介
1.盾構機循環水系統由外循環水回路和內循環水回路組成。
2.改造前循環水系統原理簡介：
1）外循環水回路：
提供溫度 28°、壓力7bar的外循環水對板式冷卻器的內循環水進行冷卻，對水箱進行加水；在回水回路上并聯一臺3KW的多級離心泵，其主要功能是對泡沫箱、螺旋機、人閘、土倉、注漿系統供水。
2）內循環水回路
通過5.5KW的多級離心泵將水箱的冷卻水以通徑為DN50的鋼管作為主進水管經臺車、連接橋及減壓閥（5bar）后輸送到盾體，對主驅動內外密封及主驅動減速箱進行冷卻，然后以通徑為DN50的鋼管作為主回水管經板式冷卻器冷卻后回水箱（該循環水回路在下文中簡稱為主驅動冷卻水回路）；
通過7.5KW的多級離心泵將水箱的冷卻水以通徑為DN50的鋼管作為主進水管經臺車后分三路，分別對空氣壓縮機、主油箱液壓油、注漿泵油箱液壓油冷卻器供水冷卻，并最終與主驅動冷卻水回路的回水管串聯后，以通徑為DN50的鋼管作為主回水管，經板式冷卻器冷卻回水箱（該循環水回路在下文中簡稱為空壓機及液壓油冷卻水回路）。
二、盾構機循環水系統勘驗
1、 改造前盾構機循環水系統現場勘驗：
1）板式冷卻器主要參數：工作壓力10bar，進出口通經DN65，散熱面積18平方米；2）7.5KW水泵型號為CR20-6，當流量Q=20m3/h，揚程H=72米；3）5.5KW水泵型號為CR20-4；當流量Q=20m3/h，揚程H=49米；4）通往主驅動冷卻水回路的減壓閥（5bar）已被拆除；5）整個循環水系統管路內表面生銹及水垢情況嚴重。
2.向業主技術人員咨詢循環水系統使用狀況：
1）盾構機在掘進過程中，出現過循環水系統水溫高達50°以上，盾構機自動停機；2）盾構機在使用過程中，主驅動冷卻水回路的回水溫度與水箱冷卻水的水溫基本一致；3）使用中發現，主驅動冷卻水回路經過減壓閥后，出水量很小，拆除減壓閥（現場減壓閥已經拆除），出水量相對增大；4）使用中，對板式冷卻器加裝30片散熱片后，冷卻水溫相對降低，但效果不大，本次維修中業主要求繼續加裝散熱片以加強冷卻器的冷卻效果。
三、盾構機循環水系統故障分析
根據循環水系統原理圖及故障勘驗，循環水系統溫度過高主要由以下幾方面造成。
1）首先分析水泵的功率是否滿足使用需求主驅動冷卻水回路的供水泵為：5.5KW，型號CR20-4 空壓機及液壓油冷卻水回路的供水泵為：7.5KW，型號CR20-65.5KW水泵（CR20-4）為主驅動冷卻水回路的供水泵，系統原理圖顯示回路中減壓閥壓力為5bar，通過觀察性能曲線圖，該泵正常使用時，出口壓力在5bar 左右，與減壓閥的出口壓力基本相同，所以該泵的壓力偏小，選型存在問題。
2）通過系統PLC程序可以了解到，內循環水溫度達到40°時，回水壓力變送器把信號反饋到PLC，系統自動報警，當內循環水溫度達到50°及以上時，回水壓力變送器把信號反饋到PLC，刀盤自動停止轉動，因此必須把系統水溫控制在40°以下。
3）系統將主驅動冷卻水回路和空壓機及液壓油冷卻水回路的回水串接在一根DN50的鋼管上，由于空壓機及液壓油冷卻水回路供水泵功率比主驅動冷卻水回路供水泵功率大，且回路長度短、沿程損失小，則相對回水流量、壓力高，容易造成主驅動冷卻水回路回水不暢、回路水溫高，建議將這兩條回水回路分開，單獨回水箱。
4）根據業主反饋對板式冷卻器加裝30片散熱片后，冷卻水溫相對降低，這反映原板式冷卻器散熱面積不夠，選型參數存在問題。經與板式冷卻器專業廠家溝通，廠家反饋，繼續在原板式冷卻器加裝散熱片效果不佳，建議更換一臺工作壓力10bar，進出口通經DN80 ，散熱面積27平方米的板式冷卻器可滿足系統需求。
5）針對業主反饋拆除內外密封及主驅動減速箱冷卻水進水回路減壓閥后，出水量相對增大的情況，減壓閥可能存在故障（閥芯卡死）。
四、盾構機循環水改造方案
根據以上對循環水系統水溫過高故障的的分析，現做出以下幾點解決方案：
1、增大主驅動冷卻水回路的供水泵功率，且鑒于本次維修改造中，業主要求另外增加一條循環回路（供水壓力3bar）對土倉密封進行冷卻（該循環水回路在下文中簡稱為土倉密封冷卻水回路），因此建議把主驅動冷卻水回路供水泵由5.5KW更換為7.5KW，流量為20m3/h，揚程為72米。
2、由于專業廠家提供散熱面積為27平方米的板式冷卻器外形尺寸超出臺車安裝位置，因此建議在保留原板式冷卻器的基礎上，采購增加一臺散熱面積20平方米，進出口通經DN65的板式冷卻器，單獨對主驅動內外密封、主驅動減速箱及新增的土倉密封循環水進行冷卻。
3、對舊板式冷卻器進行拆檢，清洗冷卻器散熱片，單獨對空氣壓縮機、主油箱液壓油、液壓泵油箱液壓油進行冷卻。
4、回水管由一路改為三路（主驅動冷卻水回路回水管、新增的土倉密封冷卻水回路回水管、空壓機及液壓油冷卻水回路回水管）。關于水管的定位及布局，改造前水管定位是采用單層塑料管碼定位到臺車，改造后可通過二層和三層塑料管碼把水管進行疊加安裝，便于操作且節省空間。
5、在主驅動冷卻水回路和新增加的土倉密封冷卻水供水回路中分別增加減壓閥（減壓閥進水和出水口自帶壓力表），在回水回路上增加視鏡（帶葉輪）。通過觀察視鏡的葉輪轉動速度可以判別兩回路的回水量是否正常。
6、在主驅動內外密封管道和液壓油冷卻器管道放置除垢劑，用水浸泡24小時，然后用循環水進行循環沖洗。
7、原循環水管全部作廢，采用熱浸鋅水管進行代替。
篇8
【關鍵詞】系統構成 分層監控 工藝要求
中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―351―01
一、系統概述
本鋼超薄板循環水站控制系統采取“集中監測、分散控制”的方式，有中央控制室和分控的PLC200及變頻器（凈水器裝置，過濾器裝置，系統加藥裝置，冷卻塔變頻系統，提升泵變頻系統）組成工業局域網。分控200系統及變頻器對相應設備及生產過程進行監測控制管理，PLC通過工業局域網將設備及生產情況傳至中央控制室的計算機系統，由上位機進行監測，并可執行相應控制功能。
二、系統選型及特點
根據我公司長期從事自動化控制系統工程安裝、調試及選型的經驗總結，我們在分析比較國內外知名公司工控產品的基礎上，選用了西門子公司的SMATIC S7-400可編程控制器和研華工控機構成自控系統，再配以先進的WINCC監控軟件，實現監控系統的各項功能，能完全滿足自動控制系統的要求。
三、系統結構與配置
本系統是一個基于PROFIBUS現場總線和以太網的分布式控制系統。系統最底層是設備控制層，主要完成生產設備的現場控制與監測。第二層是監控層，主要完成全部系統的在線監測，并向設備控制層下達控制指令。第二層向上可連接到公司級管理層ERP系統，接受其下達的任務，同時也可向ERP系統提供在線設備的相關數據。
1、監控層（中央控制室）
本控制系統采用WINCC組態軟件，它承擔了數據管理、工廠數據采集、報警、趨勢、數據記錄及中文報表等工作。在中央控制室設有操作員工作站，操作員通過操作終端詳細了解整個循環水站的生產運行情況，并可下達操作控制指令，指揮生產，實現自動化控制。
操作人員可在上位機直觀的觀察到現場所有設備的運行狀態和相關儀表的數據，便于宏觀控制整個系統。上位機的報警系統有助于操作人員及時處理發生的相關問題，防止生產問題的發生。
2.分控系統
分控系統包括凈水器裝置、冷卻塔變頻系統、提升泵變頻系統、過濾器裝置及系統加藥裝置。其中凈水器裝置、過濾器裝置及系統加藥裝置為西門子公司PLC200系統，冷卻塔變頻系統、提升泵變頻系統為ABB變頻器，分控系統均由PROFIBUS組成工業局域網，實現數據傳輸與控制，各裝置自成系統，可自行更具需要進行自動化控制。
2.1、凈水器裝置：
凈水器裝置負責凈化由工業管網進入循環水站的用水。
2.2、過濾器裝置
過濾器裝置負責凈化吸水井中的存水。
2.3、系統加藥裝置
系統加藥裝置負責在進入凈水器的水中投入藥劑。
2.4、冷卻塔系統
冷卻塔系統負責控制吸水井存水溫度。
2.5、提升泵系統
提升泵系統為變頻調速泵，根據供水管網的壓力自動變頻。
四、控制畫面及相關要求
控制畫面由西門子WINCC監控軟件完成，實現功能的同時保證美觀大方，并可根據現場實際進行相應調整，靈活方便，并于同為西門子公司的SMATIC S7-400有很好的兼容性，保證了網絡的安全通暢。
1、監控系統功能
系統之間連鎖功能，按設計要求或生產設備廠家提供的工藝要求實現。完成凈水器、過濾器及連帶泵組的自動控制過程控制和監視，實現加藥裝置、冷卻塔、消防水泵系統的通訊連接和監控功能，高壓電機啟停及連鎖控制功能。
2、監控系統畫面
系統畫面包括全部工藝設備畫面，過濾器畫面，凈水器畫面，加藥裝置畫面，儀表參數畫面，報警畫面，趨勢畫面和報表畫機
五、結束語
本系統自動化程度高，數據采集量大，網絡連接形式靈活，系統可靠性要求較高。但通過采用SIEMENS產品和技術，系統基本達到設計要求，運行效果較好。
篇9
關鍵詞：變頻技術；循環水系統；應用分析
1、基本概況
循環水系統的主要作用是冷卻汽機低壓缸排氣溫度，降低低壓缸排氣壓力，使得主蒸汽在通過汽輪機時最大限度的釋放能量做功轉化為汽輪機旋轉的機械能用于驅動發電機發電。循環水泵的作用是將冷卻水壓入凝汽器中與作過功的過熱蒸汽進行熱交換，降低汽輪機末端排壓。吸收熱量的循環水被輸送至冷卻塔后峨淋，經逆流自然通風冷卻后循環使用。
長期以來，人多數機組的循環水系統采用開停泵方式運行。通常存在循環水系統開一臺流量不夠，開兩臺流量過大的情況，夏季運行流量卻不足等現象。這就無法保證機組的長期經濟性穩定運行，而且一直以來沒有合理的控制和調節手段，無法實現循環泵的功耗跟隨機組負荷調整，循環泵能耗居高不下。
如何實現循環水系統的經濟、可靠運行，降低循環水系統在機組低負荷下的能耗水平，成為一個重要的研究課題。隨著機組密封技術和運行效率評價體系的完善，變頻調速技術的成熟和廣泛應用，使得采用自動運行方式控制凝汽器真空實現機組的經濟遠行成為可能。
在循環水系統中采用變頻調速技術，根據機組負荷大小、不同季節的環境溫度變化等兇素，合理控制循環水流量維持凝汽器排汽壓力最佳真空度，主要可以在以下幾個方面取到良好的效果：
(1)提高機組運行效率，降低煤耗水半。
(2)降低循環水泵單耗，節約大量電能。
(3)降低冷卻塔循環水蒸發量損失。
(4)避免冬季冷卻塔回水溫度過低，結冰等問題。
2、系統分析
通過對循環水系統設備及運行工藝分析，結合變頻技術在環環水系統中應用和產生的影響，進行針對性的分析論證。
2.1 循環水泵調速
在循環水泵上應用變頻調速技術，主要是用于機組在額定負甜以下運行時，循環泵運行參數向下調整的需要。即：運行頻率在≤50Hz范圍內調整。通過對循環泵、管網特性曲線和機組流量需求情況分析，循環泵的流量調整空間有限；且轉速下降時流量降低，壓力降低幅值不大，不會產生較大影響、系統能夠接受循環泵在一定的范同內實現調速方式運行。
2.2 凝汽器真空度及最有利真空的實現
真空度是指凝汽器的真空值與當地大氣壓的比值的百分數，也就是我們控制循環水系統的直接影響變量，是影響發電機組經濟效益的重要參數。由于二次蒸汽在凝汽器中與冷卻水進行熱交換凝結成水時，由氣態轉變為液態，體積迅速變化，這就在凝汽器內形成高度真空，同時在汽輪機的排汽口建立并保持高度真空，使進入汽輪機的蒸汽能膨脹到盡可能低的壓力，提高了蒸汽對汽輪機的做功能力。
在實際的工程應用中，采用汽輪機效率(N1)和循環水泵的運行電耗(N 2)達到最佳經濟性運行的實現方法上，很難通過函數運算和過程控制的方式來達到機組最佳經濟效果。通常采用汽輪機在出廠時確定的最佳背壓范圍米作為控制的目標，從而改善機組運行工藝參數，實現凝汽器壓力隨機組負荷變化，經濟性運行。因此，在循環泵中采用變頻調速技術實現最佳控制，就需要提出更新的控制策略，而采用熱力動態平衡理論，則有助于系統優化控制的實現。
2.3 凝結水的過冷卻度問題
凝結水過冷會產生不町逆的汽源損失，是一項影響經濟性的小指標。正常運行時，凝汽器過冷度一般為0.5-2℃。凝汽器過冷卻度每升高1℃，熱耗增加0.014％，過商會導致煤耗水平增加。導致凝結水過冷的兇素也很多，其中循環水的流最及入口溫度對凝結水的過冷具有明顯影響。需在系統的調節過程中考慮此問題，使得機組綜合經濟指標取得最佳。
2.4 冷卻塔蒸發水量損失與冬季結冰問題
在一定的環境溫度下，冷卻塔的主要水量損失豐要取決于循環水流量及冷卻水出人口溫度端差。也就是說，合理榨制冷卻塔循環水流量及冷卻水出人口溫度端差能夠有效降低冷卻塔水量損失。在循環水變頻控制系統滿足凝汽器真空的前提下，實現系統節水運行。在北方冬季由于氣候寒冷，環境溫度接近0℃時，常常會出現冷卻塔局部結冰現象。在冷卻塔的進風口結成冰簾從而減小進風而積，導致進風量下降，影響冷卻塔的運行效果。在冷卻塔內部甚至會造成填料塌落，塔體內混凝由于多次凍融而影響使用壽命。為了避免在冬季氣溫較低時出現結冰現象，在循環水系統的控制中增加防凍控制子系統；控制凝汽器的回水溫度，可有效避免在冷卻塔蒸發降溫后出現結冰的現象。
3、系統控制方案
該控制策略采用多參量計算、單一量平衡算法，通過改變循環泵流量控制凝汽器真空，同時將能量守恒定律和熱力學傳導理論引入到循環水系統的控制策略當中。從而，使得循環泵的流量控制不再以單純的凝汽器真空作為控制目標。將機組負荷變化對凝汽器真空的不同要求，冷卻循環水的運行端差，環境溫度等參數作為主調節回路的綜合調節指標。在滿足機組運行對凝汽器真空要求的同時，降低凝結水過冷度，把冷卻循環水的運行端差控制在合理范圍內。從而，起到降低機組煤耗和冷卻塔蒸發
為了，保證機組在不同負荷下經濟、安全運行，機組在設計和運行中有一條負荷與排氣壓力的關系曲線。在原有的運行模式下，循環水系統依靠開停方式調節，經濟性無法保證，只能通過循環水維持凝汽器真空盡可能低值運行，該曲線主要用于機組保護。在循環水控制應用中，將該曲線作為調節的參考量，進行保守值控制。
通過熱力學傳導理論可知：進行熱交換過程并非是溫度差值越大越好，也不是流量越多越好，而是將溫度端差控制在4.5-6.5℃范圍內，實現5℃左右的出入口端差調節對于熱交換系統才是最經濟的。溫度差值大，系統熱交換效能下降，交換介質流量過高，運行成本增加，但是并不能帶來更好的效果。在保證凝汽器真空的同時，根據季節差異調節循環水流量，將出人口
考慮到夏天氣溫高，機組滿負荷時需求量大，可以通過變頻技術發揮循環泵的潛在空間充分提高系統經濟性指標；冬季氣溫低，容易導致凝結水過冷、冷卻塔結冰等因素，可以充分利用變頻的調節范圍寬、響應速度快等特性滿足低負荷運行需要。在控制策略的設計中，取接近算法，以真空指標為主，兼顧輔助控制學標，從而使系統在調節過程中具備了多樣性和靈活性，避免調節過程波動大，真空指標不穩，影響機組運行安全和機組效
結束語
篇10
關鍵詞：學生宿舍 水 微循環 水凈化
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0199-02
近年來，國際上對淡水資源保護與利用的關注度逐漸提高，淡水資源的循環與凈化也日益為人們所關注，國內外市場上水循環裝置的設計研究也成為一個熱潮。通過調查國內外市場上的水循環設備得知，目前市場上主要存在的水循環裝置多采用水泵來實現水資源的循環使用，設計復雜且能源消耗較大。為改善此情況，結合高校宿舍現狀，該文探討了一個水循環利用的系統設計。
1 系統設計
這是一個結合過濾、儲水、微循環、再利用等特點的節水系統，該系統分為具有過濾和儲水功能的水箱以及管道結構系統兩部分構成，具體如下：每個宿舍衛生間安裝一個儲水裝置（水箱），通過管道系統將上一樓層的洗衣、洗漱用水存儲起來，經過水箱中過濾裝置的簡單處理后可用于沖便池，起到廢水循環再利用的節水目的。
1.1 系統的原理
該系統設計大、小兩個水箱同時工作，大水箱位于上方，用來儲存上層樓的洗漱用水并通過過濾裝置過濾后流向下方小水箱中，由小水箱控制便池沖水（如圖1所示）。當小水箱內水量不足6升時，自來水由進水口進入小水箱，直到水位到達浮球控制水位，實現便池沖水的目的。
1.2 過濾及儲水系統設計
以該校區四人宿舍為例，一個宿舍用來沖廁所的水量每天約為100 L，考慮到用水時段并不均勻，結合衛生間的具體情況，把大水箱容積設定為300 L，可達到儲存廢水的目的。
為避免上層樓廢水中存在的雜質堵塞管道，大水箱內部設計有兩重過濾措施（如圖2）。首先，水箱內部裝有可拆卸的過濾網和導流板將水箱分為上下兩個部分，廢水從水箱上部流經過濾網后再由導流板流入下半部分，若因雜質過多，過濾網被堵住，廢水可以從濾網頂部經過一段裝有弧形過濾網的滑道流入下部，過濾網可由滑道隨時取出清洗。其次，為了防止一些固體雜質沉積在箱底，將箱底設計成裝有可開蓋子的斜面，水箱放水后即可打開蓋子進行清洗。
1.3 管道系統及結構設計
該系統所有部件都建立在原有給排水管道之上，不破壞現有管道功能。大水箱的進水口與上層樓下水管道相連通，小水箱出水口與原有便池進水自來水管道相連通。連通道部件（如圖3所示），可通過開關恢復原有給水管道的運行。同時，蓄水箱頂部還設有通向下層樓蓄水箱的溢流管道，使整層樓的蓄水箱連為一體，當上層水過多時廢水經溢流管道自動流向下層水箱，而當最底層的蓄水箱裝滿時廢水將通過下水管道流走。在考慮到以上問題的基礎上，每個水箱都還有通向所在洗手間下水道的管道，當出現上述裝置解決不了的問題時，還可以將水全部排進下水道。
1.4 系統特色
綜合以上系統的設計，可總結出該系統具有以下創新點：（1）各宿舍水箱互聯，增大儲水量，提高廢水利用率，節水效果顯著；（2）不破壞現有給排水系統，且改進后的系統能隨時啟用；（3）不占用額外空間，不影響原有建筑結構；（4）有濾網和蓄水箱底部的蓋子雙重過濾，且方便清理維護；（5）不靠其它能源維持系統運轉，節能減排；（6）水箱間相互聯通的管道上有開關，單個水箱的破壞不會影響其它水箱的正常使用。
2 結語
經統計，該校區學生宿舍通過洗手池浪費的水資源約達20萬噸/年，這些水完全可以被循環利用于沖便池中。根據實驗，本系統裝置的節水率約為70%，若沖便池用水經過本裝置全部由衛生間產生的廢水提供，則全校區每年至少可節約4萬噸水，按常州市自來水費每噸3.07元計，則每年至少可節約水費12萬元。
參考文獻
[1] 姜文源.建筑給排水技術現狀及發展趨向[J].給水排水，2007（S2）：5-17.
