水循环系统范文
时间：2023-03-25 12:11:29
导语：如何才能写好一篇水循环系统，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：真空；冷凝；过滤；节能减排
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8128-02
Key words： vacuum； condensation； filtration； energy conservation
1 真空回潮机简介
1.1结构
如图1所示，真空回潮机由回潮箱1、真空系统（由4、6、8、9及相关管道、仪表、执行器件组成）、加潮系统Ⅰ、液压系统、冷却水循环系统（由2、5、7、10、11、12、13、14等组成）、气动系统、单机电控系统等组成。
1.2原理
真空回潮机是利用真空泵抽吸回潮箱内的空气，使箱内达到预定的真空度，然后由加潮系统将水蒸气和水混合后以低压湿蒸汽的形式输入箱内，被烟叶吸收而回软。
冷却水循环系统在此过程起的作用是：由位于多个真空泵之间的冷凝器将蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且减少蒸汽使用量。
其工作流程如下：
2 设备现状及存在问题
真空回潮机在使用一段时间后，出现
1）真空度不稳定甚至达不到真空度要求；2）物料出口水分偏小；
以上现象存在并有差距逐渐拉大的趋势。这样，不利于真空回潮机工艺任务的实现。
3 原因分析
造成真空度不稳定甚至达不到真空度要求，物料出口水分偏小的原因，推断有以下几点：
1）蒸汽压力偏低及压力波动，蒸汽含水量过多：蒸汽压力偏低及压力波动对真空泵的能力有较大影响，因此蒸汽压力不应低于要求的工作压力；而压力波动会引起真空泵性能不稳定。蒸气含水量过大将导致各流量下真空度的波动，造成泵的工作不稳定。
2）蒸汽喷射泵喷嘴磨损或堵塞：蒸汽喷嘴的磨损或堵塞将影响抽真空效果。
3）真空箱体门密封圈密封不好、气动阀不到位、管路连接处或阀类器件损坏而造成的微小泄漏；
以上因素引起的泄露将直接影响到抽真空过程。
4）冷却水水质较差，影响热交换性能，使蒸汽难于冷凝，从而影响真空度；
5）冷却水供水量不足或温度太高：进入冷凝器的冷却水量不足，会使冷凝器中排气温度上升，从而使未冷凝的蒸汽量增多，使下一级蒸汽喷射泵被抽的混合物量增加，导致其吸入压强上升，真空泵能力下降。并且冷却水水温越高，耗用的蒸汽量越多。
4 现象排查
1）对于原因分析中的1：检查气源压力表示数大于0.8Mpa，且示数稳定，未有压力波动；真空回潮入口蒸汽管路疏水良好，是干度较高的工作蒸汽。
2）对于2：检查喷嘴，未出现磨损或堵塞现象。
3）对于3：结果为箱体密封和管路无泄漏、各阀类器件均正常。
4）对于4：将冷凝水循环系统内的冷凝水放干净，人工清理循环水池，重新注入纯净的软化水。经过试机，真空度仍然上不去。
5）对于5：在对进水管道阀类器件法兰端拆卸后，发现存在锈皮、焊渣等杂物。而清理干净后，真空度达到要求，且物料出口水分正常。
因此，判断出，管道堵塞，冷凝水水量不足是造成真空度不达标、蒸汽量消耗增多的原因。
为防止此类问题再次发生，需对冷却水循环系统进行改造。
5 改进措施及方案优点
5.1改进措施
5.2方案优点
1）进水管道加装过滤器，用来消除冷却水中的杂质，使进入冷凝器中冷却水量充足，降低冷凝器的排气温度，减少未冷凝的蒸汽量，实现真空度要求。并在过滤器下方加装蝶阀，便于拆卸清理滤筒。
2）增加自循环水系统，并附加温度检测仪。自循环水系统即：水池循环水系统。当温度超过32°以上，水池循环水系统的水泵自动开启，进入自循环，便于循环水热量能够排出。
3）水箱底部开排污口。定期打开水箱底部排污阀排除水箱底部污垢，便于水箱水泵的正常工作。同时，对水箱进行清洗，保证水质清洁。
6 效果与总结
经过实地改进，并跟踪检测，此项改造取得了良好效果，具体体现在：
冷却水供量充足，冷凝器不再发热，真空度稳定且达到要求；蒸汽的渗透性和烟叶的吸湿性增强，回潮速度快且效果好，保证了工艺质量；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＼&冷却水进水最高温度＼&33.7°＼&31.1°＼&出口水分＼&12.24%＼&13.66%＼&]
2）冷却水温度降低，使真空泵负荷降低，减少了抽真空所耗用的蒸汽量，一定程度上降低了能耗，为企业的节能减排做出了贡献。
参考文献：
[1] 徐灏.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995：368.
[2] 电机工程手册编委委员会.机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.
篇2
关键词：太阳能 热水循环节能环保
中图分类号：TE08文献标识码： A
引言
随着世界人口的增加，矿产资源的过度开发，可利用的矿产资源越来越少，矿产资源的消耗带来的污染也越来越严重，本着节约资源、降低能耗、减少环境污染的思想，特别是进入21世纪以来，社会的经济的发展和科学技术水平的提高，建筑也向着节能、环保的方向迅速发展，其中太阳能环保、节能、经济的特性得到了充分的应用，太阳能的技术的应用早已成为世界各国科学家研究的课题，其中太阳热水器已进入千家万户，方便了广大老百姓的生活，但是，目前太阳能热水器绝大数为一家一户独立单独的简单的小系统，热源、水源（热水未能循环，开始使用需将管内冷水放尽才到热水）浪费也较大，而未形成集中统一的大型、复杂、多功能、更节能、更环保的热水供应系统，在公共住宅建筑中（如学校宿舍楼、大型宾馆的热水供应系统还采用锅炉烧水供应）未能得到充分利用。
中国科学院研究生院（现更名为中国科学院大学），新园区学生宿舍的热水供应拟采用太阳能热水集中、统一供水、热水循环，且进行远程控制的供应系统。且其设计设想如下：
一、工程概况
1、中国科学院研究生院新园区5标段，总建筑面积：79000平米，由A、B、C、D、E五个组团及三食堂组成，层数6-9层，共计478间宿舍，可容纳4300名学生住宿。远程控制室及泵房拟设在三食堂地下设备房。
2建筑状况：楼顶建筑为平顶；
3用水类型：学生宿舍沐浴及生活用水；
4热水用量：每人每日热水定额为50L计算
本工程分为A区、B区，其中A区为2栋楼，B区为3栋楼，考虑到屋面上集热器实际摆放数量以及热水用量的需求，现将实际热水用量设置如下：
A区 A1号楼，日热水用量20吨；
A2号楼，日热水用量20吨。
B区 B1号楼，共计3个单元，每单元日热水用量12吨；
B2号楼，共计3个单元，每单元日热水用量12吨；
B3号楼，共计2个单元，每单元日热水用量12吨；
5用水方式：24小时用热水；
6热水温度：55℃，温度也可以调节；
7控制系统：智能控制器控制。
二、、设计说明:
根据国家节能减排及绿色工房的相关要求，本工程学生宿舍拟配套建设太阳能热水系统，宿舍屋顶安装集热器及水箱，利用太阳能加热水，用于学生沐浴及生活用水。
设计为24小时供应热水，热水设计水温为55℃（可调）。系统主要由太阳能集热器、储热水箱、循环管路及水泵、控制系统组成。其中太阳能集热器、太阳能集热水箱均安装在建筑的屋顶，实现一体化结构，整套热水系统由智能控制器控制，自动化运行，可实现无人值守。
工程设计要点：
1.建筑与太阳能一体化 ：
考虑太阳能与建筑结构匹配，外观美观大气，使用轻钢结构作支架，斜坡类型、颜色、尺寸尽可能接近，不出现设计缺陷，整体建筑风格应保持一致。
2.建筑自身负荷：
太阳能平均负荷约为70kg／㎡，加之轻钢结构对屋面都产生一定影响，所以设计时尽量考虑全面，避免屋面沉降；其次，屋面与轻钢结构接触，考虑与隔热防水层衔接完好。
3.太阳能与轻钢结构联接尽可能考虑镙栓联接，接口做过防锈处理，镙栓镙帽使用不锈钢或热镀锌材料。
4.太阳能售后检修通道，日常维护通过应考虑检修通道便于检修。
5.太阳能与钢结构防风、防雷击、防锈蚀。太阳能主机，联箱，管道，钢结构支架等进行防锈处理；同时建筑结构应考虑防台风的增强措施，太阳能在建筑顶层，防雷击措施到位。
三、太阳能系统运行原理
1.水位上水:系统采用水位上水方式，即当储热水箱水位低于最低水位h1时，上水电磁阀F1开启，向水箱内进水，当水位达到h2时，系统处于满水状态，即可进入集热过程。
2.温差循环:当储热水箱达到最高水位h2后，上水电磁阀F1不再开启,系统自动比较集热器出口水温T1与储热水箱出口水温T2，当T1-T2>8°C时，集热循环泵P1自动开启温差循环，当T1-T2
3.快速补水:如果用水量较大集热器产水量不能满足要求，储热水箱水位不断下降至最低警戒水位h1时，上水电磁阀F1打开，系统快速补水，避免系统断水。若上水电磁阀F1出现故障，系统无法正常补水时，可开启手动补水阀F2通过浮球阀进行补水控制。
4.保温循环:用户供热管路设置自动增压循环泵，在保证系统管路压力的恒定也能保证管路内水温的恒定。当热水回水管管路水温T5低于40℃时，回水电磁阀F3打开，进行保温循环，当T4升至45℃时，回水电磁阀F3关闭，待管路内压力恢复设定值时水泵停止循环，保证用户端水温、水压的恒定。
5.防冻循环：当室外管路水温T3低于6°C时，集热循环泵自动启动进行防冻循环，T3升至8°C时，停止循环，保证室外管路冬季不发生冰冻危险。
四、太阳能系统设计计算
1、系统集热面积的确认
（1）设计用气象参数
从上图可看出，北京属于我国太阳能资源II类地区，地理位置：北纬39°56′；年平均日太阳辐照量：16.014MJ/ m2；
（2）太阳能集热系统面积的确定：
太阳集热器数量的确定（以春秋季节为依据），水温要求55℃
（式——1）
——直接系统集热器采光面积，㎡；
——日均用水量Kg；
——水的密度，0.983kg/L；
——储水箱内水的终止温度（用水温度）55℃；
——水的定压比热容，4.187KJ/（㎏·℃）；
—— 水的初始温度，5℃；
——集热器受热面上年均日辐照量，16014KJ/m2
——太阳能保证率，无量纲， 0.5；
——集热器全日集热效率，无量纲，0.55；
——管路及储水箱热损失率，无量纲，0.2；
本工程拟系统采用U型管式集热器，型号为U1858-30，太阳能集热器的规格为φ58×1.8米×30支，每组集热器30支集热管，每支集热管的集热面积为0.16㎡，每组集热器集热面30×0.16＝4.8m2。
根据屋面的实际摆放情况，各楼集热器摆放数量如下：
A区 A1号楼，日热水用量20吨，设置集热器60组，集热面积为288㎡；
A2号楼，日热水用量20吨，设置集热器60组，集热面积为288㎡；
B区 B1号楼，一单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
二单元日热水用量12吨；设置集热器28组，集热面积为134.4㎡，
三单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
B2号楼，一单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
二单元日热水用量12吨；设置集热器28组，集热面积为134.4㎡，
三单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
B3号楼，一单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
二单元日热水用量12吨；设置集热器30组，集热面积为144㎡，
（3）集热器的布置
1）采用串并联方式，集热器采用串并联的连接方式，通过角钢支架倾角约15度左右敷设于屋面集热器基础上。
2）集热器组前后排摆放时，为了放置前排的太阳能集热器不遮挡后排必须使得后排集热器不在前排集热器的投影里。
3）集热器安装平台：本工程安装在建筑的楼顶上，在屋面上预置混凝土基础，在此基础上搭建钢结构支架（与预埋在基础上的金属构件焊接）作为太阳能集热器的安装平台。
4）太阳能集热器的连接组合：对于强制循环系统，太阳能集热器采用串联、并联相结合的方式进行连接。
2、太阳能循环泵设计：
1）水泵选择：水循环泵
2）型号选择：根据施工现场的条件，结合现场情况，查看威乐水泵扬程流量曲线，各个系统选择水泵型号为：
A区：A1、A2号楼的20吨热水系统分别设置两个循环系统，则每个循环系统的集热循环泵为PH-251E——输入功率为500W，全扬程为7.5m，最大流量为13.8T/h，电源220v。
B区：B1楼由3个单元组成，B2楼由3个单元组成、B3楼由2个单元组成，现将每个单元作为一套独立的热水系统设置，每单元用水量为12吨，则集热循环泵为PH-251E——输入功率为500W，全扬程为7.5m，最大流量为13.8T/h，电源220v。
型号 电源 功率（W） 扬程（m) 流量（l/min) 管径（mm） 重量（kg)
输入 输出 最大 额定 最大 额定
PH-251E 220V/50Hz 410 250 7.5 4 230 190 65 17
3、系统管路设计
1、管材选型：选用衬塑复合管。
2、管径确定：由上述所计算的集热器循环流量及流速要求，太阳能集热循环管路的管径为：DN50；
3、管路保温：采用橡塑保温棉材料，室外明露部分管路保温棉外包铝皮防护。
4、储热水箱设计
A区：A1、A2号楼的分别设置1个20吨水箱。
B区：B1、B2、B3楼的每单元分别设置1个12吨水箱。
水箱形式为不锈钢方形拼装水箱，保温材料为聚氨酯发泡保温，厚度5cm。
保温材料性能：聚胺脂发泡性能表
参数
性 能 测试标准 单位 测试说明 测试结果 备注
密度 GB6343-86 Kg/m3 —— 35.82
压缩
强度 GB8813-88 Kpa —— 172.5
导热
系数 GB10295-88 W/Mk 热板温度25℃
冷板温度 5℃
平均温度15℃ 0.0193
尺寸
稳定性 GB8811-88 % 方向
条件 L W T 平均值 L：长度
W: 宽度
T: 厚度
-20℃，24h 0.23 0.18 0.46 0.30
100℃，24h 0.63 0.46 0.69 0.60
闭孔率 GB10799-89 % 体积膨胀法23℃ 95.10
5、辅助热源的确立
（1）、空气源热泵辅助加热：在太阳能热水系统中最恶劣的状况就是连阴天，考虑学生洗浴规律，选用KRS-17Ⅱ型（5P）热泵机组5台。其设备制热量105KW，输入功率25KW，小时产水量2250Kg。保证在7个小时内能将15吨恒温水箱中的热水从基础温度10℃加热到40℃。
（2）、电加热：本项目采用外置式水电分离电加热机组，选用功率为90Kw电加热机组，分三级控制，连阴天时可保证学生正常用水。
（3）、热交换站热水利用：如果学校建设热交换站，也可作为太阳能系统的辅助热源，本热源运行成本较上两种都比较经济，可最大程度节约常规能源。
6、控制系统功能的设计（系统运行原理）
（1）电控系统采用自动控制仪表。
（2）考虑到太阳能系统设置在建筑楼顶，对系统的监控比较麻烦，现设计远距离显示与简单控制的太阳能远程控制系统
系统控制原理如下图所示：
现场信号现场信号
控制信号控制信号
五、主要材料的选用
1、太阳能集热器选用“铜铝复合式”新型U形管式真空管型太阳能集热器，该集热器导热能力墙、得热量高，热量转化完全、热损失小、抗冻能力强；
2、集热器联箱，外侧采用优质彩钢板，内胆选用优质不锈钢，采用优质聚氨酯，特有的三重保温芯技术。
3、控制系统选用远程型智能控制柜。
4、水泵选用太阳能集热循环泵和热水变频泵，功率根据计算结果选择，需满足要求，并安装减振设备。
5、水管管道及保温：冷水管 热水管 均选用天津友发国标化优质钢塑复合管道。外裹橡塑胶保温棉，以铝皮外包防护，耐腐蚀，美观、整洁。
6、水箱：选用食品级SUS304不锈钢板材制作而成，各项指标均符合国家卫生标准，进水箱主体不锈蚀，不漏水，不滋生藻类。确保水源无二次污染。水箱保温采用5CM厚的聚氨酯发泡，可保证储热水箱保温。
六、系统安全要求
防风雪 系统支架为整体结构，并与楼面预留的地墩固定，承重基础做好防水。
防冻 系统室外水管和循环上水管安装有自限温电伴热带，可保证冬季不冻。
防雷击 系统如不在原建筑防雷设施防护区内，按相关标准做防雷设施。
防冰雹 系统配置的真空管可抗击Φ2.5CM冰雹。
防漏电 采用漏电开关和接地双重保护，确保用电安全。
防水垢 在系统管路上安装阻垢剂装置，并控制热水温度不超过60℃。
防渗漏 严格按施工工艺要求做好防水防渗工序。
承重 根据建筑结构情况，水箱放在预留承重梁上，集热器放在承重水泥基础上（由结构设计单位验算结构顶板承载力）。
篇3
关键词：热电厂；循环水系统；处理技术；问题与建议
1.前言
首先，先对热电厂的循环水系统进行了解。其是通过泵将循环水输送到凝汽器中，在经过换热之后通过升温的方式，在达到一定温度之后在送至冷却塔中将热水从塔顶向下喷淋，以此形成水滴。其中，途经的空气会同热水气进行接触，以此形成热交换。而输入到冷却塔中的热水在使用完之后，或者达不到热水标准值时，则会通过再循环方式进行再次使用。因水蒸气在喷淋过程中与空气所接触，所以在一定程度上提升了循环水中离子的数量，如果在使用中达不到循环水要求，则只有通过不断的注入新鲜水才能将盐分保持在合理范围内达到循环水应用的标准，以此才能正常运行。而对于循环水同补充水之间所具有的离子比值则要与循环水系统浓缩倍数相符。[1]如果是热电厂特定的循环水系统对新鲜水的含盐量进行合理调整也能够达到循环水系统所具有的浓缩倍数值，才能确保循环水系统在稳定环境中所运行。
2.热电厂循环水系统概况
3.热电厂循环水系统处理技术的发展现状
热电厂循环水系统在运行过程中必然会对设备产生一定的腐蚀，如水垢或者微生物、粘泥等，都会对循环水系统设备产生一定影响，甚者对设备造成破坏。这些问题如得不到合理解决的话那么必然会对循环水系统所用水质产生影响，对热电厂正常运行上也会造成一定的影响。所以，为了热电厂循环水系统能够正常运行，减少其对热电厂正常运行所造成的影响，只有对循环水合理有效的管理才能得以改善。现今，国内热电厂循环水系统处理技术主要有以下几方面：
3.1对水垢的控制和清理
针对循环水系统设备水垢问题则要将循环水中的钙离子和镁离子进行去除，循环水添加新鲜水的时候也要将水质进行软化处理，并要将其中具有的镁离子和钙离子进行去除，以此才能确保循环水系统中的设备不被水垢所腐蚀。现今，对水质进行软化的方法主要有以下几种：第一种，采取石灰进行水质软化，此种方法较为简便，只需将石灰放置水中就可将水中的钙离子进行分离，以此产生CaCO3，产生沉淀物质所进行分离。[2]因此种方法较为简便，且所使用的成本相对较低。所以，如果热电厂所用循环补充水较多的话，且在原水中存有大量的钙离子，那么则可以使用这种方法将钙离子进行分离；第二种，通过加酸或者加入二氧化碳的方式，将水质中的PH值进行降低，保持水质中的碳酸盐具有恒久的稳定性，以将重碳酸盐保持在稳定的状态。其计算公式为：Ca（HCO3）2=CaCO3+H2O+CO2。
对于加酸方法的使用，在一些热电厂中仍得到应用，通过往水质中添加硫酸的方式，以对水质中钙离子进行游离。但是，使用这种方法要将酸量进行控制，如果所加入的酸过多，那么则会对循环水系统设备造成腐蚀，不但不会减少对水循环系统设备的影响，反而加快了对设备的腐蚀作用。而使用二氧化碳气体对水质PH值进行控制时，如果所使用PH值在控制上不能达到循环水系统对PH值的要求，那么则在经过冷却塔时就会因二氧化碳气体的溢出造成塔内出现CaCO3结晶的情况，虽然将水垢的影响进行了转移，但却对循环水系统正常运行产生严重的影响。
3.2对污垢的控制
新鲜水要先进行预处理以此才能够将其存在的污浊和泥沙等进行处理；其次，针对循环水水质存在的污垢给予重视，且通过有效方法将水质进行处理；第三，通过往水质中投加一定比例的分散剂对污垢问题进行处理；最后，可通过增设过滤设备的方式将污垢问题进行控制。且在循环水系统中使用过滤设备则要对设备中所流出的污垢等进行控制，以确保循环水在使用过程中减少污垢所造成的影响。[3]但是，污垢并不会完全去除，只能将污浊保持在水循环系统指标范围内，以此减少污垢对水循环系统所造成的影响。采取以上方法虽然能够将循环水系统中污垢问题得以解决，但是以上方法都是借助其他物质控制循环水系统中的污垢问题，而并未从根本上将污垢问题得以解决，并且对于盐浓缩所造成的影响以及破坏等并未得到根治。并且，因采取传统操作方法相对较为麻烦，在实际操作上程序较为复杂，且使用的药剂费用上也相当高，这样就导致热电厂循环水系统在运行的成本上过高。
4.热电厂循环水系统处理新技术分析
对于热电厂循环水系统管理上存在的不足问题，针对所用药剂费用较高，所以在对循环水系统中所存在的水垢和污浊以及滋生细菌等问题进行解决，采取有效的方法降低热电厂循环水系统中存在的问题，以达到节能减排的目的。因此，借助科学手段将循环水系统进行技术处理，采取过滤法、离子交换法第方法，以对这些技术进行循环水系统的处理。
4.1离子交换法
使用此种方法的话主要是采取物理方法将水质中的离子化物质进行去除。但是，因水质中还有部分非离子物质，尤其是在污泥中存在部分有机物质，且同固定离子间具有一定的结合力，如果只采取离子交换法的话则无法将循环水污垢问题得以改善。除此之外，一些非离子物质具有一定的氧化性，但是在性质上不够稳定，如果采取离子交换方法的话在效果上不够明显。
4.2电渗析法
将离子交换膜作为介质，借助离子通过性将水溶液中所具有的一些物质进行分离处理。电渗析法是现今热电厂循环水系统中所采取的一种新技术，能够将循环水中电解质物质进行去除，且根据物理方法能达到一定效果。但是，对电渗析法进行了解发现，其虽然取得效果较好，但是在运行过程中所花费成本较高，且在回收率上较低。因此，采取电渗透方法在热电厂循环水系统中应用也存在较大不足，不但不能进行再循环利用，且对热电厂所取得的经济效益上也会产生影响，更与节能减排要求相差甚远。
4.3反渗透法
这种方法在国内污水治理中以及水质去盐上应用较多，其主要原理是将水质中的离子以及分子进行溶解和分离，以对物质起到溶解作用。在操作的方法上也较为简单：将一定压力融入水质中，以此将溶剂水从渗透膜中进行渗透，在一定时间内就会变为淡水，而溶质则会被在应用过程中变为浓水。通过此种方法能够从含盐水中将淡水去除，且能够将处理过的浓水所具有的污浊物质进行溶解，以此还能被再利用。[4]采取这种方法不但在消耗上较低，并且所取得的效果较为明显，具有一定的实用性。所以，热电厂循环水系统中采取此处理技术不但提高了效率，且符合节能减排需要，可以在热电厂中被广泛应用。
5.结论与建议
虽然热电厂循环水系统在技术处理手段上取得了一定的成绩，但是在实际应用过程中仍存在诸多问题，可以通过以下方法得到改善：
5.1可以在循环水系统中增设旁滤装置，虽然在投资费用上较高，但是其在运行过程中可以对水处理起到重要帮助，且在实际的运行上所花费费用较低。因此，可以在循环水系统旁边安置旁滤装置，以此⒀环水中的部分污垢等进行处理；
5.2对循环水系统应进行严格监控和检测。对于一些重要部位应安装监测挂片器，能够随时的对循环冷却水处理的温度和效果等有一定了解，确保循环水系统设备在稳定环境中运行；
5.3对循环水中存在的泥垢等应进行取样，以对污浊物质进行研究和分析，对设备腐蚀情况有一定了解后才能根据实际情况提出合理解决方案；
5.4对循环水中所使用的药剂等要进行定期的检查。因所使用的水处理药剂不同对循环水系统设备存在腐蚀作用，则对使用的药剂应进行严格控制，对药剂的质量和性能等进行评估，以确保水循环系统在合理范围内得到应用。
参考文献：
[1]热电厂循环水系统处理技术研究[J].任振军.科技与企业.2014（09）：89-93.
[2]H热电厂循环水余热回收项目风险管理研究[J].张鹤群.吉林大学.2015（06）：109-113.
篇4
关键词：循环水处理；控制系统；上位机；PLC
引言
工业冷却水循环系统一般为敞开式循环系统，敞开式循环冷却水系统的主要设备之一就是冷却塔。冷却塔的种类很多，按照塔内空气流动的动力可分为自然通风和机械通风式。自然通风最常见的是风筒式冷却塔，机械通风式又分为抽风式和鼓风式两种。在工业冷却水循环处理中抽风式冷却塔的应用最为普遍，风机安装在冷却塔顶部，抽风时塔内空气处于负压，有利于水的蒸发散热，传热效果好，但缺点是风机的电能消耗很大。工作时：循环水由水泵输送到供水总管，再分别进入各台生产设备，流过需冷却的部位后汇集到回水总管，再经过冷却水塔上方的布水管向下喷淋。冷却水塔顶部的风机运转时，回水在填料层中与空气流进行充分的热交换后流回到塔下吸水池中。
按照以前的常规做法，循环水处理系统的监视控制都采用了常规模拟仪表，由于常规模拟仪表受到传输信号传输距离短，不便于全厂集中管理，分散控制，自动化水平低等原因的限制，在瑞星项目中，循环水系统的控制采用了可编程逻辑控制器（PLC）来完成实时数据的采集和自动控制功能，重要监控参数通过光纤通讯至DCS进行监控。可编程逻辑控制器（PLC）以其可靠性高、接线方便，编程简单，性价比高等优点大大提高了装置整体自动化水平，实现安全、稳定、长周期运转，并大大降低了维修费用。
1 控制系统结构
1.1 概述
循环水处理系统根据生产要求配置为：十台离心式水泵（八用两备），在正常负荷运行条件下八台水泵就可满足生产需要，另外两台水泵备用，以便在有水泵处于检修状态时仍能满负荷生产。另外配置十台冷却风机。
十台循环水泵电机和十台冷却塔风机电机轴承和定子测温以及装置内水管上测温共计热电阻输入信号104个，装置内水管压力、流量及塔下吸水池液位测量共计模拟量输入信号14个，循环水泵和冷却塔风机运行状态信号及塔下吸水池液位调节阀限位开关信号共计开关量输入信号24个，循环水泵和冷却塔风机联锁停机信号及塔下吸水池液位调节阀开关信号共计开关量输出信号25个。
为了便于全厂集中管理，分散控制，本循环水控制系统可分为两部分：上位机监控部分和控制部分。其中，控制部分包括了三套PLC系统，分别用于加药系统，监测换热器系统和除此之外装置内所有循环水系统的监视控制（加药控制系统和监测换热器控制系统由设备厂家成套供货）。本项目通过采用可靠性高、技术成熟、先进实用且具有最优性价比的PLC控制系统，将提高装置整体自动化水平，实现安全、稳定、长周期运转，并大大降低维修费用。
由于上位机监控部分和控制部分相距较远，为了保证系统的可靠运行及未来扩展的方便性，这两部分之间采用光纤通讯。此系统可通过增加I/O单元来纵向扩展，横向可通过以太网来实现网络节点的增加。当设备增加时无需更换先前的系统，就可以使新系统加入到网络中来，可扩展性好。另外，系统采用光纤通讯，减少了信息传输过程中信号的干扰和丢失，增加了上位机监控部分和控制部分的传输距离，同时采用光纤通讯也有利于施工。
1.2 控制系统组成及体系结构
根据整个装置内循环水系统规模，设置3个PLC过程控制站（加药控制系统过程控制站、监测换热器控制系统过程控制站、循环水控制系统过程控制站），一个操作站，用于完成对整个循环水系统工艺参数检测显示、设备状态检测显示、控制和信息存储、报表、打印等。控制系统基本原理如下：现场工艺参数如温度、压力、流量、液位等经传感变送器测量变送后由PLC模拟量输入卡送至PLC CPU卡进行数据计算处理；现场开关量如循环水泵、冷却塔风机运行状态信号和阀门限位开关信号等由PLC数字量输入卡送至PLC CPU进行数据处理；PLC CPU将现场传来的模拟量信号和数字量信号进行运算处理后送至操作站进行现场参数的监控显示，现场输出信号经PLC判断处理后由数字量输出卡送至现场并改变现场设备的状态（如阀门开关信号，电机启停信号）和灯的指示状态（灯的亮和灭）等。
图1 自动化控制系统示意图
控制系统硬件体系结构：如图2所示，系统硬件部分选用西门子S7-300PLC一台，CPU采用标准型的CPU314，适用于对程序量有中等要求的应用，对二进制和浮点数有较高的处理性能。另外，配备电源模块3块，接口模块3块，8通道热电阻输入卡13块，8通道模拟量输入卡8块，16通道数字量输入卡3块，16通道数字量输出卡2块，形成了一个主机架，2个扩展机架，所有的模块用DIN35导轨安装在主机架和扩展机架上。主机架和扩展机架之间用接口模块进行通信。
图2 系统硬件体系结构图
2 系统过程测控站
2.1 概要
过程控制站是循环水控制系统直接与现场打交道的I/O处理系统，它主要有控制柜，S7-300PLC，内部供配电系统等组成。承担并完成循环水现场仪表和测控装置系统的供配电，现场工艺参数的检测、处理和传输，现场设备状态的检测、传输和控制等功能。
2.2 主要功能
2.2.1 变送检测功能。现场物理量如温度、压力、流量、液位等通过现场仪表转换成过程站PLC可接受的信号，由PLC对其完成检测处理和向上传输；现场设备状态，如阀门的开与关，电机的开与停，工艺参数的正常或报警由检测装置送至过程站PLC，由PLC对其完成检测处理和向上传输。
2.2.2 控制功能。循环水控制系统过程控制站具备PLC可编程顺序控制功能，可对各设备的启停进行顺序条件控制，实现循环水系统各工艺设备的自动控制。
2.2.3 供配电功能。循环水控制系统过程控制站除完成测控功能外，同时还具有供配电功能，完成对现场流量仪表、各类变送器的供配电功能。
3 系统监控管理站
3.1 概要
系统监控管理站安放于就地控制室内，主要由一台触摸屏、打印机、编程软件、通讯卡等组成，触摸屏采用西门子的彩色触摸屏，10.4寸，并带编程软件。系统监控管理站承担并完成对循环水控制系统的上位监控和管理功能。
3.2 主要功能
3.2.1 信号检测处理功能。对现场模拟量和开关量信号进行实时检测和处理，判断是否有异常情况发生，对重要参数的超限发出声光报警，提示操作人员注意并确认。
3.2.2 画面显示功能。画面显示分检测仪表显示画面、工艺流程显示功能、设备状态显示画面、报警信息汇总显示画面、趋势曲线记录显示画面等，要求画面显示直观、色彩鲜艳、操作简便。
3.2.3 趋势曲线记录功能。系统对模拟量有历史趋势曲线显示记录功能。
3.2.4 操作保护功能。为防止非授权人员操作测控系统，系统对重要的操作均设有密码保护功能，以保证系统操作的安全性。
3.2.5 报表功能。根据生产要求制定各类报表格式和内容，具备统计和计算功能，对报表进行打印输出。
3.2.6 在线参数调整功能。系统能简单方便地的对检测点的各种信息如量程、上下限报警、单位、迁移量等进行授权在线修改。
4 结束语
在循环水控制系统中，采用中规模的S7-300 PLC控制器后，系统的可靠性，安全性，可扩展性，全厂的自动化水平等都得到了很大的提升。同时采用光纤通讯，减少了信息传输过程中信号的干扰和丢失。在系统监控管理站中，采用PLC控制器后，可以对现场设备的状态等进行画面监控，清晰直观，操作方便。
参考文献
[1]唐中燕.工业循环水系统的PLC控制[J].可编程控制器与工厂自动化，2009（7）.
[2]陆德民.石油化工自动控制设计手册[M].化学工业出版社，2000.
[3]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].机械工业出版社，2012.
篇5
关键词：节能减排 天台降雨积水 水循环利用
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O8-0129-01
我国是水资源短缺非常严重的国家，且城市缺水问题尤为突出，全国666个城市中，有400多个城市缺水，100多个城市严重缺水，水资源短缺和水污染严重已经成为制约城市可持续发展的突出问题[1]。
调查显示城市居民生活平均日用水量构成中洗澡占（25%），洗衣服占（17%），做饭占（14%），洗涤占（11%）冲厕占（9%）洗漱占（7%），饮用占（2%），其他占（15%）。如果把其中洗衣、洗涤、洗漱用水中较为干净的二手水用于厕所的冲洗那么厕所冲洗用水便不再要用洁净的自来水了。这样既节省9%的冲厕用水量，也减少了更多的脏水排放量。同时降雨水的循环利用也越来越受到重视，各大城市中，越来越多的社区和单位为了收集利用雨水，使用上了众多高科技的手段，在北京更是把降雨水的收集利用写入地方性法规。
1、洗漱间厕所用水循环设备设计原理
1.1 设计原理及思路
图1所示就是此次设计中的宿舍、家庭及公共洗手间洗漱用水池[2、3]。其中盆1通过B管用来排放太脏而不适合用于冲洗厕所的水，盆2通过C管把洗漱+洗头+洗衣等较干净的二手水储存于水池，通过D管(D管需添加阀门）用于厕所的冲洗。因为蓄水水位不能超过线a—b（因为水位超过a—b，则水将涌出盆来），所以布设A管用于控制蓄水水位，使多余的水排出，其中E管则根据需要来添加。添加E管则可以把上下两层楼的水池通过A管和E管连通（此时A管和E管功能相同，既起到控制水位作用，又使上下楼水池相连通），使上层楼多余的水通过E管流到下层楼的水池，使水得以充分循环利用。因为在居民楼和宿舍楼为了不使上下两层楼用水相互影响，所以不宜添加E管（此时A管仅仅起控制水位作用，不连接下楼）。而在公共场所添加E管就比较合适。
1.2 需考虑的因素
a.此设计主要要考虑的因素是冲洗厕所用水的压强。如果压强不够则需要通过调节D管的高度以及增大D管直径以提高水位差达到增强压强的效果。最理想的办法就是把上层楼蓄水池的水用于下层楼的冲洗（这样就有足够的水位差），但考虑到下层楼受上层楼的影响，因此此种方法应有选择性的使用，而在公共厕所（例如学校的教学楼）通常都使用节水水箱冲水，因而可以把上层楼的蓄水直接输送到下层楼的节水水箱，所以压强因素可以解决。b.水池的清洗也是需要考虑的因素，可以把盆2设计成活动式，清洗时把盆2提出就可以进行水池的清洗。也可以在a—b上方设计开口用于水池冲洗。当然有了此种设施原有的厕所冲水设施也必须保留，使水池在没有水时厕所仍可以正常冲洗。
2、天台降雨水积蓄池设计原理
2.1 设计原理及思路
如图2所示为天台降雨蓄水池，原理简单实际，可用于积蓄雨水，同样也起到隔热作用。底部铺沥青用来隔水，上面再铺上图2所示小块水泥板用来盖住水面，在降低水的蒸发的同时也便于在天台上行走。接上A管，再在每层楼道上接上水龙头就可以利用天台所积蓄的雨水。可以用此水来进行许多清洗工作，也可以用来浇花等，因为雨水较为洁净所以有多种用途。
2.2 需考虑的因素
a.此设计需考虑降雨积水的水位，因为如果降雨量过大，积水过多，水位过高则会盖过小水泥板，影响天台空间的综合利用。b.此设计还需考虑天台楼板所能承受的压力大小，所以积水所产生的压强必须小于天台所能承受压强的能力。因此综合以上两个因素设计B管，用于控制蓄水的水位，使超量的水由B管排出。
本文设计的水循环系统，既降低了自来水的用量也大大减少了生活废水的排放量，充分利用了降雨水，达到了节能减排的效果。所设计的结构物具有造价低、使用方便、适用性较强等特点。
参考文献：
[1]张灿,周从直.污水的资源化与回用[J].西南给排水,2002,24（6）:20-23
篇6
【关键词】流量；设计；水压；管损；水质；功率
中图分类号： S611文献标识码： A
1引言
在很多化工生产中，循环水系统的电耗占生产成本很大一部分，以20万吨燃料酒精的生产线为例，其循环水系统的电耗约占总电耗的23.6%，因此循环水系统的设计优劣在很大程度上决定燃料酒精产品的生产成本。由于项目建设的独特性决定循环水系统应用在生产中无法形成统一的技术标准，循环水系统的设计技术指标参差不齐，存在较大的节能空间。在耗能方面主要反应在水力输送的水头损失、静压损失、机泵的运行效率和循环冷却水的冷却效果等。
2循环水站位置和高程的确定意义
为尽可能的减少管道的沿程水头损失、局部水头损失和水柱高程，循环水站应布置在便于进出水管配置，靠近负荷中心或主要用水点附近，建筑物的顶部或厂区内的最高点建设。
例如：某项目需建设一个循环水站（地面高程±0.00），分别向+6.00平面供水1000m³/h和+12.00平面供水1500m³/h。若将循环水站建在±0.00平面，供水压力必须大于水柱压力∑hf（0.12Mpa）和水头损失∑hj1之和hw，若将循环水站建在+12.0平面，供水压力只需满足大于最远处的水头损失∑hj2。假设管道的阻力特性及长度等同，则∑hj1=∑hj2。通过理论计算
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）
可见，在+12.0平面建设循环水站至少节约电耗65kw。
3汽蚀现象对泵性能的影响
由于管路设计的不合理，造成泵进口管道压力较低，当叶轮入口处压强降至输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，将产生汽化现象，产生的气泡进入高压区后会急剧收缩凝结，产生高强度的冲击波，简称“汽蚀”。汽蚀现象不仅直接造成设备的损害，同时造成设备性能的下降。
图1 ns=70的单级离心泵发生汽蚀的性能曲线
由图1可知，以ns=70离心式泵为例，当泵距水面的几何安装高度为6m时，最大可调节流量约为95m³/h。若继续开大阀门，扬程曲线急剧下降，且流量增加不明显，形成断裂工况。在发生汽蚀后，大量气泡很快布满叶轮流道，形成断流，造成压力、效率急剧下降。因此，循环水系统的设计，要避免泵的进口压力过低，防止汽蚀产生。
4供水方式的确定
对于有多个用水点的循环水系统，根据各用水点对供水要求指标的不同，统筹考虑供水方式，设计原则主要为“以流量大、压力集中的工况点为设计技术主线，采用同质同压、集中供给与分散供给相结合的方式”。对于流量和压力均偏低的用水点，可适当采用高质低用的方式供给；对于小流量高压力的用水点，可就近采用增加管道加压泵供给方式供给。
5泵的选择
在我国水泵耗能总量约占全国总发电量的20～25%，而我国水泵的平均效率仅为75％，比国际先进水平约低5%。因此，泵设备的合理选择，同样存在极大的节能潜力。在设备选型过程中，应当选择水力模型设计先进，高效节能的泵，另外，每种型号的泵都有自身最佳运行工况点，应尽可能选择管道阻力特性和流量特性与设备额定工况相吻合的泵。
图2泵的运行曲线
以图2为例，泵的最佳运行工况点为Q=160L/S，H=13m，此时，泵的效率约为68%。若实际工况点为Q=60L/S，H=16m，此时效率为42%。
6管道的合理配置
在管道的配管过程中，利用经济流速来确定配管，同时减少配管过程中过的“瓶颈”现象，减少管道输送距离，减少管道弯头、变径等管附件，做到低点排污，高低排空，减少“布袋”现象出现。
所谓经济流速是一次投资与运行费用之和最小时的流速为经济流速，而相应的管径即为经济管径。在设计过程中，常采用经验参数作为经济流速。但是，在较大规模的循环水系统配管设计中，需反复比较管道的动力损耗费用与投资，针对性确定管道的经济流速。经济流速确定需综合考虑管道造价、折旧、动力费用及用水变化规律等，选用适当的经济技术指标和管损计算公式进行确定。
7泵设备的合理搭配
设计中选择选流量大、电机电压等级高的泵作为主泵，配合部分小泵作为负荷调节。减少设备并列运行的台数，提高设备出力。多台泵并联运行后所能增加的流量越少，即每台泵输送
的流量减少，故并联台数过多并不经济。
图3相同性能泵并联工作运行曲线
如图3所示，2台同样性能曲线的泵（Ⅰ、Ⅱ），其单独运行时的标定工况点为C点。当并列运行后，其工况点转移为M点，此时qVB
8变速调节负荷的应用
在用水负荷变化量较大、对压力要求不高的循环水工艺中，可采用变频器调速的方法来调节负荷，做到节约电能目的。由电机特性分析可知，均匀改变电机供电频率F，就可以平滑地改变电动机的转速，从而改变泵机的转速；结合泵机特性分析，降低电动机转速，电动机输入功率也随之减少，泵机轴功率就相应减少。
变速调节的曲线特性可根据泵的比例定律求得：
（Q:流量、H:扬程、P：压力）
9水处理
在生产中循环水的主要用途作为循环冷却用水，当水质较差，导致换热设备的污垢系数较低，造成循环水浪费严重，同时管道阻力也将增大。因此，做好水处理的设计工作，有种重要意义。在《工业循环冷却水处理设计规范》B50050-951中，对于工业循环水的水质有种详细要求。水处理的设计控制措施主要有以下几方面：
9.1做好循环水的补水水源选择；
9.2 投加杀菌灭藻剂，控制藻类的滋生；
9.3投加阻蚀缓垢剂，防止管道和换热设备结垢和腐蚀；
9.4 增加旁滤设备，降低浊度；
9.5保持合理的水质浓缩倍数。10余压利用
在向高层生产单元供水的系统中，其回水管线形成虹吸，换热设备出口压力（绝压）等于回水工作温度对应的饱和蒸汽压，则说明有部分流动能可能没利用。利用余压再用技术对能源进行回收。目前市场上余压利用技术比较多，比较典型的节能技术就是驱动水轮机发电。
例如：某项目循环水站在±0.00平面向+42.0面生产单元供水，回水温度为50℃（对应饱和蒸气压为12.4kpa），冷却塔进口管线标高为+10.0米，冷却塔的阻力损失为5kpa。
不计管道损失，回水势能为H总，已回收回水势能为H回，可回收回水势能为H可：
H总=42m-10m-0.05m
=31.95
H回=10.336m-1.269m
=9.067m
H可= H总-H回
=31.95m-9.067m
=22.883m
11结论
通过上述对循环水系统设计的研究分析，充分挖潜优化设计的思路，做到投资最省、运行合理经济。在项目建设完毕后，总结设计经验，对于已安装的循环水系统进行实地技术测量，收集泵的出口压力、流量和消耗功率等技术参数，对于仍有挖潜节能空间的设备，采用叶轮切割的方式，进一步优化改造。
[参考文献]
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[5]张文钢，黄刘琦.水泵的节能技术[M].上海：上海交通大学出版社，2010.
篇7
【关建词】盾构机 内循环水系统 换热效率
一、改造前盾构机循环水系统原理简介
1.盾构机循环水系统由外循环水回路和内循环水回路组成。
2.改造前循环水系统原理简介：
1）外循环水回路：
提供温度 28°、压力7bar的外循环水对板式冷却器的内循环水进行冷却，对水箱进行加水；在回水回路上并联一台3KW的多级离心泵，其主要功能是对泡沫箱、螺旋机、人闸、土仓、注浆系统供水。
2）内循环水回路
通过5.5KW的多级离心泵将水箱的冷却水以通径为DN50的钢管作为主进水管经台车、连接桥及减压阀（5bar）后输送到盾体，对主驱动内外密封及主驱动减速箱进行冷却，然后以通径为DN50的钢管作为主回水管经板式冷却器冷却后回水箱（该循环水回路在下文中简称为主驱动冷却水回路）；
通过7.5KW的多级离心泵将水箱的冷却水以通径为DN50的钢管作为主进水管经台车后分三路，分别对空气压缩机、主油箱液压油、注浆泵油箱液压油冷却器供水冷却，并最终与主驱动冷却水回路的回水管串联后，以通径为DN50的钢管作为主回水管，经板式冷却器冷却回水箱（该循环水回路在下文中简称为空压机及液压油冷却水回路）。
二、盾构机循环水系统勘验
1、 改造前盾构机循环水系统现场勘验：
1）板式冷却器主要参数：工作压力10bar，进出口通经DN65，散热面积18平方米；2）7.5KW水泵型号为CR20-6，当流量Q=20m3/h，扬程H=72米；3）5.5KW水泵型号为CR20-4；当流量Q=20m3/h，扬程H=49米；4）通往主驱动冷却水回路的减压阀（5bar）已被拆除；5）整个循环水系统管路内表面生锈及水垢情况严重。
2.向业主技术人员咨询循环水系统使用状况：
1）盾构机在掘进过程中，出现过循环水系统水温高达50°以上，盾构机自动停机；2）盾构机在使用过程中，主驱动冷却水回路的回水温度与水箱冷却水的水温基本一致；3）使用中发现，主驱动冷却水回路经过减压阀后，出水量很小，拆除减压阀（现场减压阀已经拆除），出水量相对增大；4）使用中，对板式冷却器加装30片散热片后，冷却水温相对降低，但效果不大，本次维修中业主要求继续加装散热片以加强冷却器的冷却效果。
三、盾构机循环水系统故障分析
根据循环水系统原理图及故障勘验，循环水系统温度过高主要由以下几方面造成。
1）首先分析水泵的功率是否满足使用需求主驱动冷却水回路的供水泵为：5.5KW，型号CR20-4 空压机及液压油冷却水回路的供水泵为：7.5KW，型号CR20-65.5KW水泵（CR20-4）为主驱动冷却水回路的供水泵，系统原理图显示回路中减压阀压力为5bar，通过观察性能曲线图，该泵正常使用时，出口压力在5bar 左右，与减压阀的出口压力基本相同，所以该泵的压力偏小，选型存在问题。
2）通过系统PLC程序可以了解到，内循环水温度达到40°时，回水压力变送器把信号反馈到PLC，系统自动报警，当内循环水温度达到50°及以上时，回水压力变送器把信号反馈到PLC，刀盘自动停止转动，因此必须把系统水温控制在40°以下。
3）系统将主驱动冷却水回路和空压机及液压油冷却水回路的回水串接在一根DN50的钢管上，由于空压机及液压油冷却水回路供水泵功率比主驱动冷却水回路供水泵功率大，且回路长度短、沿程损失小，则相对回水流量、压力高，容易造成主驱动冷却水回路回水不畅、回路水温高，建议将这两条回水回路分开，单独回水箱。
4）根据业主反馈对板式冷却器加装30片散热片后，冷却水温相对降低，这反映原板式冷却器散热面积不够，选型参数存在问题。经与板式冷却器专业厂家沟通，厂家反馈，继续在原板式冷却器加装散热片效果不佳，建议更换一台工作压力10bar，进出口通经DN80 ，散热面积27平方米的板式冷却器可满足系统需求。
5）针对业主反馈拆除内外密封及主驱动减速箱冷却水进水回路减压阀后，出水量相对增大的情况，减压阀可能存在故障（阀芯卡死）。
四、盾构机循环水改造方案
根据以上对循环水系统水温过高故障的的分析，现做出以下几点解决方案：
1、增大主驱动冷却水回路的供水泵功率，且鉴于本次维修改造中，业主要求另外增加一条循环回路（供水压力3bar）对土仓密封进行冷却（该循环水回路在下文中简称为土仓密封冷却水回路），因此建议把主驱动冷却水回路供水泵由5.5KW更换为7.5KW，流量为20m3/h，扬程为72米。
2、由于专业厂家提供散热面积为27平方米的板式冷却器外形尺寸超出台车安装位置，因此建议在保留原板式冷却器的基础上，采购增加一台散热面积20平方米，进出口通经DN65的板式冷却器，单独对主驱动内外密封、主驱动减速箱及新增的土仓密封循环水进行冷却。
3、对旧板式冷却器进行拆检，清洗冷却器散热片，单独对空气压缩机、主油箱液压油、液压泵油箱液压油进行冷却。
4、回水管由一路改为三路（主驱动冷却水回路回水管、新增的土仓密封冷却水回路回水管、空压机及液压油冷却水回路回水管）。关于水管的定位及布局，改造前水管定位是采用单层塑料管码定位到台车，改造后可通过二层和三层塑料管码把水管进行叠加安装，便于操作且节省空间。
5、在主驱动冷却水回路和新增加的土仓密封冷却水供水回路中分别增加减压阀（减压阀进水和出水口自带压力表），在回水回路上增加视镜（带叶轮）。通过观察视镜的叶轮转动速度可以判别两回路的回水量是否正常。
6、在主驱动内外密封管道和液压油冷却器管道放置除垢剂，用水浸泡24小时，然后用循环水进行循环冲洗。
7、原循环水管全部作废，采用热浸锌水管进行代替。
篇8
【关键词】系统构成 分层监控 工艺要求
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―351―01
一、系统概述
本钢超薄板循环水站控制系统采取“集中监测、分散控制”的方式，有中央控制室和分控的PLC200及变频器（净水器装置，过滤器装置，系统加药装置，冷却塔变频系统，提升泵变频系统）组成工业局域网。分控200系统及变频器对相应设备及生产过程进行监测控制管理，PLC通过工业局域网将设备及生产情况传至中央控制室的计算机系统，由上位机进行监测，并可执行相应控制功能。
二、系统选型及特点
根据我公司长期从事自动化控制系统工程安装、调试及选型的经验总结，我们在分析比较国内外知名公司工控产品的基础上，选用了西门子公司的SMATIC S7-400可编程控制器和研华工控机构成自控系统，再配以先进的WINCC监控软件，实现监控系统的各项功能，能完全满足自动控制系统的要求。
三、系统结构与配置
本系统是一个基于PROFIBUS现场总线和以太网的分布式控制系统。系统最底层是设备控制层，主要完成生产设备的现场控制与监测。第二层是监控层，主要完成全部系统的在线监测，并向设备控制层下达控制指令。第二层向上可连接到公司级管理层ERP系统，接受其下达的任务，同时也可向ERP系统提供在线设备的相关数据。
1、监控层（中央控制室）
本控制系统采用WINCC组态软件，它承担了数据管理、工厂数据采集、报警、趋势、数据记录及中文报表等工作。在中央控制室设有操作员工作站，操作员通过操作终端详细了解整个循环水站的生产运行情况，并可下达操作控制指令，指挥生产，实现自动化控制。
操作人员可在上位机直观的观察到现场所有设备的运行状态和相关仪表的数据，便于宏观控制整个系统。上位机的报警系统有助于操作人员及时处理发生的相关问题，防止生产问题的发生。
2.分控系统
分控系统包括净水器装置、冷却塔变频系统、提升泵变频系统、过滤器装置及系统加药装置。其中净水器装置、过滤器装置及系统加药装置为西门子公司PLC200系统，冷却塔变频系统、提升泵变频系统为ABB变频器，分控系统均由PROFIBUS组成工业局域网，实现数据传输与控制，各装置自成系统，可自行更具需要进行自动化控制。
2.1、净水器装置：
净水器装置负责净化由工业管网进入循环水站的用水。
2.2、过滤器装置
过滤器装置负责净化吸水井中的存水。
2.3、系统加药装置
系统加药装置负责在进入净水器的水中投入药剂。
2.4、冷却塔系统
冷却塔系统负责控制吸水井存水温度。
2.5、提升泵系统
提升泵系统为变频调速泵，根据供水管网的压力自动变频。
四、控制画面及相关要求
控制画面由西门子WINCC监控软件完成，实现功能的同时保证美观大方，并可根据现场实际进行相应调整，灵活方便，并于同为西门子公司的SMATIC S7-400有很好的兼容性，保证了网络的安全通畅。
1、监控系统功能
系统之间连锁功能，按设计要求或生产设备厂家提供的工艺要求实现。完成净水器、过滤器及连带泵组的自动控制过程控制和监视，实现加药装置、冷却塔、消防水泵系统的通讯连接和监控功能，高压电机启停及连锁控制功能。
2、监控系统画面
系统画面包括全部工艺设备画面，过滤器画面，净水器画面，加药装置画面，仪表参数画面，报警画面，趋势画面和报表画机
五、结束语
本系统自动化程度高，数据采集量大，网络连接形式灵活，系统可靠性要求较高。但通过采用SIEMENS产品和技术，系统基本达到设计要求，运行效果较好。
篇9
关键词：变频技术；循环水系统；应用分析
1、基本概况
循环水系统的主要作用是冷却汽机低压缸排气温度，降低低压缸排气压力，使得主蒸汽在通过汽轮机时最大限度的释放能量做功转化为汽轮机旋转的机械能用于驱动发电机发电。循环水泵的作用是将冷却水压入凝汽器中与作过功的过热蒸汽进行热交换，降低汽轮机末端排压。吸收热量的循环水被输送至冷却塔后峨淋，经逆流自然通风冷却后循环使用。
长期以来，人多数机组的循环水系统采用开停泵方式运行。通常存在循环水系统开一台流量不够，开两台流量过大的情况，夏季运行流量却不足等现象。这就无法保证机组的长期经济性稳定运行，而且一直以来没有合理的控制和调节手段，无法实现循环泵的功耗跟随机组负荷调整，循环泵能耗居高不下。
如何实现循环水系统的经济、可靠运行，降低循环水系统在机组低负荷下的能耗水平，成为一个重要的研究课题。随着机组密封技术和运行效率评价体系的完善，变频调速技术的成熟和广泛应用，使得采用自动运行方式控制凝汽器真空实现机组的经济远行成为可能。
在循环水系统中采用变频调速技术，根据机组负荷大小、不同季节的环境温度变化等凶素，合理控制循环水流量维持凝汽器排汽压力最佳真空度，主要可以在以下几个方面取到良好的效果：
(1)提高机组运行效率，降低煤耗水半。
(2)降低循环水泵单耗，节约大量电能。
(3)降低冷却塔循环水蒸发量损失。
(4)避免冬季冷却塔回水温度过低，结冰等问题。
2、系统分析
通过对循环水系统设备及运行工艺分析，结合变频技术在环环水系统中应用和产生的影响，进行针对性的分析论证。
2.1 循环水泵调速
在循环水泵上应用变频调速技术，主要是用于机组在额定负甜以下运行时，循环泵运行参数向下调整的需要。即：运行频率在≤50Hz范围内调整。通过对循环泵、管网特性曲线和机组流量需求情况分析，循环泵的流量调整空间有限；且转速下降时流量降低，压力降低幅值不大，不会产生较大影响、系统能够接受循环泵在一定的范同内实现调速方式运行。
2.2 凝汽器真空度及最有利真空的实现
真空度是指凝汽器的真空值与当地大气压的比值的百分数，也就是我们控制循环水系统的直接影响变量，是影响发电机组经济效益的重要参数。由于二次蒸汽在凝汽器中与冷却水进行热交换凝结成水时，由气态转变为液态，体积迅速变化，这就在凝汽器内形成高度真空，同时在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力，提高了蒸汽对汽轮机的做功能力。
在实际的工程应用中，采用汽轮机效率(N1)和循环水泵的运行电耗(N 2)达到最佳经济性运行的实现方法上，很难通过函数运算和过程控制的方式来达到机组最佳经济效果。通常采用汽轮机在出厂时确定的最佳背压范围米作为控制的目标，从而改善机组运行工艺参数，实现凝汽器压力随机组负荷变化，经济性运行。因此，在循环泵中采用变频调速技术实现最佳控制，就需要提出更新的控制策略，而采用热力动态平衡理论，则有助于系统优化控制的实现。
2.3 凝结水的过冷却度问题
凝结水过冷会产生不町逆的汽源损失，是一项影响经济性的小指标。正常运行时，凝汽器过冷度一般为0.5-2℃。凝汽器过冷却度每升高1℃，热耗增加0.014％，过商会导致煤耗水平增加。导致凝结水过冷的凶素也很多，其中循环水的流最及入口温度对凝结水的过冷具有明显影响。需在系统的调节过程中考虑此问题，使得机组综合经济指标取得最佳。
2.4 冷却塔蒸发水量损失与冬季结冰问题
在一定的环境温度下，冷却塔的主要水量损失丰要取决于循环水流量及冷却水出人口温度端差。也就是说，合理榨制冷却塔循环水流量及冷却水出人口温度端差能够有效降低冷却塔水量损失。在循环水变频控制系统满足凝汽器真空的前提下，实现系统节水运行。在北方冬季由于气候寒冷，环境温度接近0℃时，常常会出现冷却塔局部结冰现象。在冷却塔的进风口结成冰帘从而减小进风而积，导致进风量下降，影响冷却塔的运行效果。在冷却塔内部甚至会造成填料塌落，塔体内混凝由于多次冻融而影响使用寿命。为了避免在冬季气温较低时出现结冰现象，在循环水系统的控制中增加防冻控制子系统；控制凝汽器的回水温度，可有效避免在冷却塔蒸发降温后出现结冰的现象。
3、系统控制方案
该控制策略采用多参量计算、单一量平衡算法，通过改变循环泵流量控制凝汽器真空，同时将能量守恒定律和热力学传导理论引入到循环水系统的控制策略当中。从而，使得循环泵的流量控制不再以单纯的凝汽器真空作为控制目标。将机组负荷变化对凝汽器真空的不同要求，冷却循环水的运行端差，环境温度等参数作为主调节回路的综合调节指标。在满足机组运行对凝汽器真空要求的同时，降低凝结水过冷度，把冷却循环水的运行端差控制在合理范围内。从而，起到降低机组煤耗和冷却塔蒸发
为了，保证机组在不同负荷下经济、安全运行，机组在设计和运行中有一条负荷与排气压力的关系曲线。在原有的运行模式下，循环水系统依靠开停方式调节，经济性无法保证，只能通过循环水维持凝汽器真空尽可能低值运行，该曲线主要用于机组保护。在循环水控制应用中，将该曲线作为调节的参考量，进行保守值控制。
通过热力学传导理论可知：进行热交换过程并非是温度差值越大越好，也不是流量越多越好，而是将温度端差控制在4.5-6.5℃范围内，实现5℃左右的出入口端差调节对于热交换系统才是最经济的。温度差值大，系统热交换效能下降，交换介质流量过高，运行成本增加，但是并不能带来更好的效果。在保证凝汽器真空的同时，根据季节差异调节循环水流量，将出人口
考虑到夏天气温高，机组满负荷时需求量大，可以通过变频技术发挥循环泵的潜在空间充分提高系统经济性指标；冬季气温低，容易导致凝结水过冷、冷却塔结冰等因素，可以充分利用变频的调节范围宽、响应速度快等特性满足低负荷运行需要。在控制策略的设计中，取接近算法，以真空指标为主，兼顾辅助控制学标，从而使系统在调节过程中具备了多样性和灵活性，避免调节过程波动大，真空指标不稳，影响机组运行安全和机组效
结束语
篇10
关键词：学生宿舍 水 微循环 水净化
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0199-02
近年来，国际上对淡水资源保护与利用的关注度逐渐提高，淡水资源的循环与净化也日益为人们所关注，国内外市场上水循环装置的设计研究也成为一个热潮。通过调查国内外市场上的水循环设备得知，目前市场上主要存在的水循环装置多采用水泵来实现水资源的循环使用，设计复杂且能源消耗较大。为改善此情况，结合高校宿舍现状，该文探讨了一个水循环利用的系统设计。
1 系统设计
这是一个结合过滤、储水、微循环、再利用等特点的节水系统，该系统分为具有过滤和储水功能的水箱以及管道结构系统两部分构成，具体如下：每个宿舍卫生间安装一个储水装置（水箱），通过管道系统将上一楼层的洗衣、洗漱用水存储起来，经过水箱中过滤装置的简单处理后可用于冲便池，起到废水循环再利用的节水目的。
1.1 系统的原理
该系统设计大、小两个水箱同时工作，大水箱位于上方，用来储存上层楼的洗漱用水并通过过滤装置过滤后流向下方小水箱中，由小水箱控制便池冲水（如图1所示）。当小水箱内水量不足6升时，自来水由进水口进入小水箱，直到水位到达浮球控制水位，实现便池冲水的目的。
1.2 过滤及储水系统设计
以该校区四人宿舍为例，一个宿舍用来冲厕所的水量每天约为100 L，考虑到用水时段并不均匀，结合卫生间的具体情况，把大水箱容积设定为300 L，可达到储存废水的目的。
为避免上层楼废水中存在的杂质堵塞管道，大水箱内部设计有两重过滤措施（如图2）。首先，水箱内部装有可拆卸的过滤网和导流板将水箱分为上下两个部分，废水从水箱上部流经过滤网后再由导流板流入下半部分，若因杂质过多，过滤网被堵住，废水可以从滤网顶部经过一段装有弧形过滤网的滑道流入下部，过滤网可由滑道随时取出清洗。其次，为了防止一些固体杂质沉积在箱底，将箱底设计成装有可开盖子的斜面，水箱放水后即可打开盖子进行清洗。
1.3 管道系统及结构设计
该系统所有部件都建立在原有给排水管道之上，不破坏现有管道功能。大水箱的进水口与上层楼下水管道相连通，小水箱出水口与原有便池进水自来水管道相连通。连通道部件（如图3所示），可通过开关恢复原有给水管道的运行。同时，蓄水箱顶部还设有通向下层楼蓄水箱的溢流管道，使整层楼的蓄水箱连为一体，当上层水过多时废水经溢流管道自动流向下层水箱，而当最底层的蓄水箱装满时废水将通过下水管道流走。在考虑到以上问题的基础上，每个水箱都还有通向所在洗手间下水道的管道，当出现上述装置解决不了的问题时，还可以将水全部排进下水道。
1.4 系统特色
综合以上系统的设计，可总结出该系统具有以下创新点：（1）各宿舍水箱互联，增大储水量，提高废水利用率，节水效果显著；（2）不破坏现有给排水系统，且改进后的系统能随时启用；（3）不占用额外空间，不影响原有建筑结构；（4）有滤网和蓄水箱底部的盖子双重过滤，且方便清理维护；（5）不靠其它能源维持系统运转，节能减排；（6）水箱间相互联通的管道上有开关，单个水箱的破坏不会影响其它水箱的正常使用。
2 结语
经统计，该校区学生宿舍通过洗手池浪费的水资源约达20万吨/年，这些水完全可以被循环利用于冲便池中。根据实验，本系统装置的节水率约为70%，若冲便池用水经过本装置全部由卫生间产生的废水提供，则全校区每年至少可节约4万吨水，按常州市自来水费每吨3.07元计，则每年至少可节约水费12万元。
参考文献
[1] 姜文源.建筑给排水技术现状及发展趋向[J].给水排水，2007（S2）：5-17.
