设备设计范文

导语：如何才能写好一篇设备设计，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。

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关键词:FAS;自动灭火系统;防排烟系统;电梯、防火卷帘;接口

FAS设计与各种消防设备的选择有着密切的联系,应根据电气、给排水、暖通空调等相关专业选用的消防设备进行安全适用、技术先进、经济合理的接口设计才能使整个消防系统有效及安全地运行,并以笔者曾参与的广州地铁四号线FAS和各消防系统的设计为例,简述如下:

1FAS与喷淋系统的接口

自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、供水设施组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统分为闭式系统(包括湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统、预作用系统)、开式系统(包括雨淋系统、水幕系统等)。

根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98,以下简称《报警规范》)6.3.3.3条规定,消防控制设备对自动喷水灭火系统应“有显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态”的功能。《报警规范》5.3.2条以及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)11.0.1条规定,湿式报警阀压力开关和接点和消防控制室手动按钮应能直接延时起泵。消防控制室内应设联动盘,将压力开关的接点线路引至联动盘,经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵,并显示信号。FAS与喷淋系统接口关系见图1。

2FAS与消火栓系统的接口

FAS与消火栓系统之间的接口与喷淋系统类似,消火栓系统给FAS传送动作信号以及接收FAS的控制指令。

3FAS与自动灭火系统的接口

当前常用的气体灭火系统包括:氮气、CO2气体灭火系统、IG541、七氟丙烷惰性气体灭火系统等。根据结构型式又分为有管网型与无管网型。

有管网的气体灭火系统按《报警规范》6.3.4条的要求:在消防联动控制台(盘)上显示气体灭火系统的手动、自动工作状态;在报警、喷射各阶段,消防控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭对应的防火门窗,停止通风空调系统,关闭有关部位的防火阀;显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(窗)、通风空调等设备的状态。报警、喷射阶段在消防控制室的声、光警报信号可通过信号模块接入报警总线,在火灾报警控制器上发出声、光警报信号;相关防火门、窗等设备的关闭可通过控制模块发出控制信号动作。在火灾报警后经过设备确认或人工确认方可启动气体灭火系统,为了准确可靠,应以保护区现场的手动启动为主。消防联动控制台(盘)上只要求显示气体灭火系统的手动和自动工作、故障状态,不要求在消防控制室控制灭火系统。

FAS接收自动灭火系统的火灾预报警、报警确认、系统故障、自动释放、手/自动转换开关状态等共五组信号。自动灭火系统提供给FAS的五组信号触点(DC24V,1A)必须为独立不带电、不接地的常开触点,并且各组触点之间不允许采用共用端子(即不允许公共正或公共负)。FAS与自动灭火系统接口关系见图2。

4FAS与防排烟系统的接口

防排烟系统主要由防(排)烟防火阀、防(排)烟风机、管路、风口等组成。现在防烟防火阀均具有当烟气温度上升到70℃时强行打开或关闭,并输出电接点信号的功能。设有消防控制室的工程,防排烟系统的设计常使用电动防火阀,按照《报警规范》6.3.9条规定,在电动防火阀处设置控制模块,火灾报警后开启相应防烟分区(或防火分区)内的加压送风口或排烟口的电动防火阀,关闭有关部位的空调送风系统,并返回动作信号。防排烟风机的开启,应将自动联动控制信号经联动控制线传输至联动盘,同样按照《报警规范》5.3.2条的规定,联动盘上除设自动控制外还应设手动直接控制装置。联动盘与防排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线,做到在联动盘能自动和手动控制防排烟风机的启、停,显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。

空调送风系统风管道上的防火阀,一般都使用当风管处温度达到70℃时阀门自动关闭,并带有输出接点。在未设置FAS的工程中,可利用该接点去关闭空调送风机;设有FAS的工程,只需用控制模块联动关送风机即可。如送风管道上采用电动防火阀,则应在火灾报警后,用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀,并关空调送风机。

按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2001年版)8.4.11条和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97)8.2.7条的规定,高层民用建筑设置机械排烟的地下室和汽车库内无直接通向室外疏散出口的防火分区,设置机械排烟系统时,应同时设置送风系统。送风系统的送风机和送风阀,在火灾时应联动开启,该送风机电源应该按消防电源要求供电。FAS与排烟风机接口关系见图3,FAS与手动调节防火阀接口关系见图4。

5FAS与电梯系统的接口

根据《报警规范》6.3.1.9条规定“,消防控制室在确认火灾后,应能控制电梯全部停于首层,并接收其反馈信号。《”火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92)第4.3.2条则规定“,强制消防电梯停于首层试验”对其它电梯不作试验。通过对《报警规范》的执行,现在较普遍的观点是,在确认火灾后控制消防电梯停于首层,客梯就层(因为电梯井道具有烟囱效应,客梯不能作为人员疏散使用。当下层发生火灾时,客梯恰好在失火层的上面层,如果要使客梯下降至底层,就必须穿过失火层,对于客梯轿厢内的人员是不安全的)。在客梯订货时,应注意带有自动平层功能。只有客梯具有自动平层功能装置,才能够在火灾和故障停电时,确保客梯轿厢内人员的安全,这是至关重要的。在确认火灾后,由消防联动控制台(盘)控制消防电梯停于首层,供消防人员扑救火灾使用;停客梯电源,使客梯就层,客梯的自动平层装置将轿厢内的人员迅速地撤离电梯,从最近处的疏散楼梯或安全出口疏散至安全地带。而在地铁项目中,电梯不作为消防电梯使用,通常车站只有两三层,电梯在火灾只要求停至首层即可。

民用建筑中消防电梯在首层设有紧急迫降按钮,消防电梯停于首层的联动线,可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制和返回信号接点上,通过该接点信号控制消防电梯停于首层。FAS与普通电梯接口关系见图5。

6FAS与低压配电系统切断非消防电源的接口

低压配电系统接收FAS切断非消防电源的控制指令以及向FAS传送非消防电源被切除的状态信号。

(1)FAS通过模块(FRR28ZZ-S)控制中间继电器提供一组独立不带电、不接地的常开触点(触点容量为AC220V,1A),在火灾情况下将低压配电系统的非消防电源进行紧急切除。

(2)FAS通过模块(FRR28ZZ-S)的输入端接收非消防电源系统电源被切除的状态信号。

7FAS与防火卷帘的接口

防火卷帘电机电源一般为三相交流380V,防火卷帘控制器的控制电源可接交流或直流24V。根据《报警规范》6.3.8条的规定,在疏散通道上的防火卷帘应在卷帘两则设感烟、感温探测器组,在其任意一侧感烟探测器动作后,通过报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m,感温探测器动作后,防火卷帘下降到到底;作为防火分区分隔的防火卷帘,当任一侧防火分区内火灾探测器动作后,防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮,在探测器组误动作时,能强制开启防火卷帘。当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时,应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。设有消防控制室的工程,火灾探测器的动作信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室显示。

设置火灾探测器的许多场所,只适合采用一种类型的火灾探测器探测火灾。如《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》就指出“:由于汽车库内通风不良,又受车辆尾气的影响,设置感烟探测器经常发生故隙。除开敞式汽车库外,一般的汽车库内采用感温探测器。”疏散通道通常属于开敞空间,温度不易集聚,不应采用感温探测器,只适合设置感烟探测器。因此,我们在设计实践中,采用一种类型探测器“的与”门信号控制防火卷帘的一次下降。疏散通道上的防火卷帘一次下降至距地面1.8m,防火分隔的防火卷帘一次下降到底。疏散通道上防火卷帘的二次下降控制,则利用防火卷帘控制箱所带的时间继电器延时下降到底。

8总结

在实际工程设计中,FAS还与其他的机电设备有接口关系,具体的设计也会根据不同的工程发生变化,所以FAS设计必须与根据消防设备的具体选择,并结合FAS产品的详细技术资料,与相关专业密切配合设计出安全、可靠、合理的火灾自动报警系统。

参考文献

[1]火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98.

[2]火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92).

[3]建筑设计防火规范》GB50016-2006.

[4]高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版).

[5]汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97.

[6]自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001.

[7]广州市轨道交通四号线FAS专业接口协议书-广州市地下铁道总公司.

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应用嵌入式芯片构建网络安全设备的设计研究文/童友连本文全面分析了网络安全隐患，清楚地阐述了构建网络安全设备的必要性，结合文献资料及现阶段的技术现状，尝试性提出将嵌入式芯片应用于网络安全设备的相关技术，以期为程序编写人员提供参考依据，提高网络使用的安全性能。摘要技术

1.1嵌入式智能岛技术

目前最常见的嵌入式系统为Linux操作系统，它具有优良的内核管理功能，还可为后续程序的编程修改提供相关的工具与数据库支持，且该系统的操作方法简单易行，在实际使用过程中备受推崇。现以Linux系统为基础，探讨嵌入式智能岛技术的实现过程及其可行性。嵌入式智能岛技术是在嵌入式芯片内部功能的基础上，加设网络控制程序，最大限度地确保网络使用安全。用户可直接将嵌入式芯片应用于网络安全设备，从而达到安全用网的目的。通过这一技术，未联网用户或内部网络用户在访问外部网络时，用户使用网络的相关指令将由浏览器发送至嵌入式芯片中的服务器，服务器可自动收集指令，并实现指令处理的智能化运作。同时，智能岛服务器还能对所收集的指令进行集中化处理，对指令中对应的网站点进行全网式搜索，将相关信息进行分类处理，并将合乎安全性要求的信息及其类别导入到芯片内部的数据库中，为后续使用提供便利。若用户在未联网的情况下使用计算机等设备时，嵌入式智能岛结构中的网络开关可实现内部网络与外部网络的物理隔离，从而有效减轻来自外部网络的病毒或黑客攻击等安全隐患。

1.2嵌入式防火墙技术

传统防火墙多位于网络入口的控制位置，可很好地抵抗来自外部网络的攻击，但其对内部攻击毫无抵抗能力，具有较强的安全局限性。嵌入式防火墙技术是将防火墙软件通过一定的编程技术写入嵌入式芯片，利用嵌入式芯片实现对整个网络的安全防护。嵌入式防火墙系统由多个内部网络中的客户端和一部集中管理器组成。通过嵌入式芯片的使用，可很好地对内部网络中的每一客户端实行安全监控，具有过滤和检测进入内网的外部网络数据的作用，从而实现对各用户使用外部网络过程中不安全因素的有效控制。内网中所有的嵌入式芯片均可作为整个嵌入式防火墙的重要组分，通过与集中服务器的联合使用，可清楚明了地进行内部网络的安全管理工作，其具体作用过程为：服务器可通过嵌入式芯片的使用，制定相应的安全管理策略，根据各客户端的使用要求分配相应的安全控制任务。通过嵌入式芯片构建嵌入式防火墙系统，可实现对整个内网中的服务器、各客户端主机等组件在使用过程中的安全防护，进一步确保内网用户的网络使用安全。利用嵌入式芯片实现嵌入式防火墙的关键技术主要体现在以下几个方面：

（1）利用分割点计算编写区域分割包的有关算法，对嵌入式防火墙内部的库管理过程进行动态点计算，减小决策树的长度，有效提高防火墙的操作快捷性。

（2）根据用户在内网中的使用等级，编写相对应的策略生成算法，实现对不同用户使用外网的安全监护。

（3）可通过编程技术，创新性地将嵌入式防火墙应用于操作系统的桌面防护中，从硬件和软件两方面对内部网络中的用户进行保护。此外，在构建嵌入式防火墙系统的同时，应将传统防火墙与嵌入式芯片技术联合使用，进一步提高网络访问的安全性能。

2结束语

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[关键词]化工设备；防腐蚀；设计

中图分类号：TQ050.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0018-01

1、化工设备腐蚀原因

化工设备在一定程度上受到了腐蚀不仅会对正常的化工生产产生影响，而且会缩短该化工设备的使用寿命。如果化工设备的腐蚀程度比较严重，它的管道还可能发生渗透事故。我们都知道，在一般的化学生产过程中，很多种生产原料均为有毒物质，且很容易发生化学反应。更有甚者还会出现燃爆现象，这种危险因素的存在严重威胁着人们生命和财产安全。化工机械设备因周围环境的变化发生化学或者电化学作用出现被破坏的现象就是化工设备的腐蚀。所以，对于化工设备，首先必须了解导致化工设备容易受到腐蚀的原因，然后再针对性地提出解决方案。

1.1 内在因素

1）、材料的影响：设备制造材料一般为金属材料。材料不同，它的抗腐蚀能力也各有不同；

2）、在设备的制造过程中，如果技术人员的技术工艺不够精确，同样也会对设备带来一定的腐蚀，化工设备表面的质量好坏直接关系到其是否容易受到腐蚀；

3）、设备的外在形状和内部结构也是主要的影响因素，如在交接的接口处密封不紧密，存在某些缝隙或者错位等都会使设备受到腐蚀；

1.2 外在因素

因外部环境而对设备产生腐蚀的影响被称为外在因素，像碱、酸、盐、氧等物质都会是化工设备发生腐蚀的原因。就连外在的气温及空气湿度也会对其产生一定的影响，在生产过程中如果掺入其他的杂质，同样会对设备产生腐蚀。

2、化工设备腐蚀种类

化工设备出现腐蚀常见的现象就是物理腐蚀、电化学腐蚀、化学腐蚀。物理腐蚀就是出现物理溶解导致化工设备金属物质遭受破坏，在物理腐蚀过程中是不伴随电化学反应和化学反应的，就是单纯的在液态金属中发生物理反应，使得金属出现物理溶解。电化学腐蚀就是由于电解质溶液接触到化工设备之后通过电极反应出现腐蚀现象，造成对设备的破坏，一般潮湿的环境下更容易出现电化学腐蚀现象。化学腐蚀这种现象是由于一些物质和化工设备表面的材质接触后发生了化学反应，在化学反应过程中物质会发生变化，产生一种或者多种氧化物，而生成的氧化物会对化工设备的表面结构造成损害，出现腐蚀现象。

3、化工设备设计中的防腐措施

3.1 结构设计

化工设备的设计需要重视设备的抗腐蚀性能。一般有很多的因素都会对设备的抗腐蚀性能造成影响。提升设备的耐腐蚀性，能够对化工设备的使用寿命进行延长。所以，结构设计也是影响腐蚀的关键因素。一些单位为了化工设备的简单化操作，在设备设计过程中直接设计在方便安装的角度，造成设备设计方案缺陷而出现很多安全问题。设备中的死角和缝隙会在局部沉降堆积一些固体杂质，导致液体排出不完全，设备在运转使用中这些死角，缝隙中残留的液体浓度会剧增，产生腐蚀现象。为了防止这一问题的出现，在化工设备结构设计中需要避免出现缝隙，防止缝隙腐蚀。在保障设备正常使用的前提下，可以尽量减少缝隙设计。并且尽量使用同一种材料。在焊接时不能间接焊接，要采用连续焊接，减少内应力的产生。如果设备结构设计中需要使用搭接接头，最好不要使用铆接连接而使用焊接，用焊缝将2个搭面完全焊接在一起。对接焊头时采用双面连接，防止焊缝腐蚀。同时，要平衡判断设计方案和安装方案之间的联系，在保障设备防腐蚀性能的基础上还要考虑到设备的安装和正常使用问题。

在设计列管式换热器、管道、旋转机械时，需要重视断面出现的变化。在一些死角部位控制适当的流速能够使得液体浓度均匀化，防止由于堆积物造成的腐蚀。但是，当设备断面突然发生大幅度的变化或是流速太大时，就会造成不均匀的流动状态，严重的冲刷会加大局部的腐蚀。化工设备的设计中需要重视这一问题。

3.2 材料选择

在化工设备设计时，设计人员需要认真分析设备中需要容纳的物料、器材、溶液。选择材料时，首先需要考虑到操作时产生的压力和温度，其次清楚腐蚀的环境和掌握操作介|的特性，并将此作为化工设备防腐设计的依据。

3.3 介质分析

在化工设备设计中需要对一些介质成分，如蒸汽、气体、溶液进行研究分析。设计人员没有掌握介质本身的特性，就无法制定出相应的技术要求。例如，在压力容器设计图纸中，在技术特性表内需要标注的浓度，不能只是单纯地写碱液。对热处理的相关要求要明确指出，氧化剂能够使一些材料在介质中发生钝化。所以要对空气混入的程度了解清楚，检查有没有其他的氧化剂。同时，对于混液和杂质的含量以及混入液体中固体物质导致的腐蚀现象了解清楚，还要掌握加热，冷却的温度周期变化。了解有的因突然变热或是突然变冷产生的冲击或是应力变化。优化化工设备设计中的防腐问题，能够防止磨蚀、冲刷、闪蒸、汽蚀引起的设备容器局部厚度的削减，降低安全隐患。

3.4 有效控制腐蚀

化工设备另一个防腐措施就是从腐蚀的原理入手合理地控制腐蚀。首先，最好是减少设备与能够和设备发生直接反应原料的接触机会，防止设备和材料之间发生化学反应而造成化学腐蚀。为了防止电化学腐蚀，可以采用牺牲阳极保护法，此种方法是使用电极电势比需要保护的金属更低的金属作为阳极，在需要保护的金属上进行固定，形成腐蚀电极。需要保护金属作为阴极，达到保护化工设备的目的。其次，可通过对金属设备进行镀层处理，防止物理腐蚀，在金属设备表面镀上难以被溶解和渗透的金属物质，降低物理腐蚀。

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关键词：地铁工程；新型人防设备；设计要点

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.125

0 引言

地铁工程建设中人防工程至关重要，新型人防设备的应用有助于提升地铁应对意外灾害能力，实现地铁线路空间的有效划分，提升人防空间与设备利用效率与价值。新型人防设备的设计与应用要兼顾到新时期地铁工程建设要求与城市地形、应对意外灾害等需求，通过明确设计要点以提升服务能力与价值。下面对地铁新型人防设备设计要点进行研究。

1 新型人防设备

新型区间单扇防护密闭隔断门作为适用于地铁隧道正线轨道的人防设备，具有外形尺寸大、平面垂直要求高，密封梁升降机构与闭锁系统同步联动，制作与安装工艺复杂难度大，门体重量大，铰页加工精度和安装同轴度要求高，门扇密封性能要求高等诸多特点，是目前地铁人防设备应用热点。由于地铁人防工程必须满足平时与战时空间功能切换要求，保证刚性接触网在人防空间密闭、隔断不受影响，且转换过程中区间隔断门顺利运作，因此国内接触网供电比起第三轨授电方式更具优势，可在节约空间的基础上实现空间的高效综合利用，且施工便利、运营过程安全，因此独具优势。

汇流排刚性悬挂接触网系统配合新型区间单扇防护密闭隔断门可构建安全可靠的人防系统，目前在国内多个城市地铁工程建设中得到了普遍应用，具有安装维护便利、安全可靠等诸多优势。新型人防设备的应用可解决好传统设备占据空间大、经济性与实用性欠佳等特点，在实际应用中减少刚性接触网漂移过大造成的密封问题，同时由于适应盾构施工，进一步提升了人防设计的灵活性与高效性。

2 地铁新型人防设备设计要点分析

2.1 设计目的

新型人防设备设计中要重点解决四大问题，一是接触网授电模式下必须迅速完成轨道交通中平时与战时模式的灵活切换，在不断开接触网的情况下能够实现快捷开闭，且保证地铁线路运营安全性；二是新型接触网以不规则纺锤形结构为主，必须保证供电设计中接触网偏差不会影响密闭性，确保设备开闭过程中接触网过轨处良好密封；三是隔断门安装过程中必须在确保密封功能的基础上留有一定的升降行程，以适应更加复杂的线路要求，减少高差限制，确保隔断门安装与维护的便利性；四是要适应地铁施工中盾构施工界面尺寸要求，确保一次成型隧道也能够具备设置区间隔断设备的土建条件，适应薄弱隔墙条件下的人防要求。

2.2 门扇结构设计

单扇去见隔断门结构设计要运营安全，内二应当安装可与活动梁同步升降的传动机构，保证自动复位功能，螺旋千斤顶限位器的安全必须能够顺利发挥支撑作用，因此隔断门在结构设计上采取拼装结构，闭锁置于内部，利用水平安装模式实现这一目的。考虑到接触网要求，主门扇应安装在下方，以避免对接触网工作造成影响，保证正常开闭功能，接触网的密封则通过后背上密封梁实现，以V型结构设计避开接触网，确保其能够根据接触网实际位置进行升降调整，且保证密封性能。

2.3 密封设计

新型人防设备设计中要重点注意密封问题，包括刚性接触网、钢轨轨道及排水沟等。刚性接触网设计中要注意减少隧道净空，降低隧道工程预算的同时确保无外加张力，汇流排加上支撑装置和电气安全距离，采用弹性底座，在保证密封性的同时减少维护与运营负担，利用绝缘锚段关节保证正线接触网系统的相对连续性，从而确保安全性与可靠性。钢轨轨道可利用L型仿形版与橡胶板实现螺母挤压下的密封，通过橡胶板的增用来减少调整轨道槽间隙，提升密封效果。排水沟密封设计可采用防护密闭闸板装置，在平时与战时转换中通过反压梁、闸板阀扇、密封胶条等的安装就位，实现四周胶条密封，从而满足开闭启动间的密闭要求，适应更复杂情况下的地铁人防要求。要通过做好密封设计更好的实现地铁低下空间的人防工程建设与人防设备应用，指导城市地下空间开发的合理运作，提高人防设备设计的标准化程度，促进设备应用的规范化、标准化与高效化。

3 地铁新型人防设备的应用实践

地铁工程从地下出入口开始到通风道、轨道区间，再到疏散通道都要布设大量的专业防护设备，应用各类防护门和通风防护设备以及孔洞的防护封堵处理，在面临战事和重大灾情时，确保隔断防护门关闭后可瞬间将地铁站变成一个人防设施。比如设计中要充分考虑到新型人防设备占用空间及维护安装便利性，以缩小空间、提升地铁线路空间利用率与人防单元密闭性等为目标，实现接触网漂移量较大情况下人防设备的灵活、迅速开闭，确保实际人防工程应用中适应性良好，可在曲线路段也进行安装使用，避开难度过大的地铁线路，确保人防设备的应用不会同地铁线路、轨道专业等产生冲突。

新型人防设备的应用积极改进以往限制人防设备应用的要素，减少实际应用中同地铁工程施工中产生的冲突，节约隧道施工横断面尺寸，适应盾构施工要求及一次性成型隧道要求。比如为解决人防系统设计中水平洞口和连续多跨超高垂直洞口的防护问题，可应用滑轨式封堵板防护设备，兼顾节能设计与车站防护功能需求，利用水平滑轨式封堵板解决地下车站顶板采光孔防护问题，利用适合大跨度、高洞口防护的垂直滑轨式钢结构封堵板，解决地铁车站与大型商业接驳连通口的防护问题。

4 结束语

综上所述，地铁新型人防设备的设计要使用人防工程建设要求，以提升便利性、灵活性等为目标实现人防空间的合理划分与高效利用，配合地铁工程建设全面提升人防工程服务价值与效益。

参考文献：

[1]郭士博，徐胜.地铁区间新型人防设备设计要点[J].城市轨道交通研究，2016（02）：50-53.

[2]王淑敬，卢屹东，徐胜等.地铁新型单扇防护密闭门的研制[J].机械工程师，2015（10）：125-127.

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将用户放在第一位

在动态环境中，教学设计师需要从用户的角度看待设计。当我们把用户放在第一位时，应该由用户的需求来驱动设计过程，包括以下转变：

・教学设计流程从“以产品为核心”转变到“以学员为中心”。重点不再是开发产品本身，而是要使产品切实满足用户需求。

・该流程从瀑布式（垂直而下的分析、设计、搭建、测试、评估等环节）转变为迭代式（敏捷开发方式，制作原型，快速测试，迅速发现不足之后立刻改进，再进行新的迭代）。

・组织一支跨部门的协作团队，而不是启用传统的个人设计师。

・与其让需求驱动原型开发，不如让快速开发出来的原型来帮助需求出现和进化。

开发有效的视觉语言

许多公司都意识到强大的视觉语言的重要性，并且做了很多工作来开发属于自己的可立即识别的视觉元素。例如谷歌的材料设计（Material Design），苹果的接口设计（Interface Design），以及IBM的视觉设计语言（Visual Design Language）等。

一个设计优良的学习体验包括基本的教材，也包括了一些组织、引导、激励学习过程的图形元素。这种视觉语言有助于将多媒体元素和互动界面组件相融合，进一步说明和强调已经解释过的内容，同时推动协作与监控流程。

优秀的教学设计会采用系统化的方式来运用图形元素。其基础组成部分包括颜色、形状、字体等。每一个图形元素都有自己的“职责”――强化重点，组织主题，帮助用户进步。

正确使用科技

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关键词：化工设备；高温结构；设计分析

Abstract: the chemical equipment in design, designers often overlooked the particularity of high temperature structure design, but only through and other common structure design measures to carry on the design, ignore the high temperature structure to the expansion of the quantity produced the whole equipment, high temperature material expansion quantity and local structure of quantity expansion. Based on this, the paper on the design of chemical equipment high temperature structure is discussed in the paper, in order to solve the problems in the traditional design brings leak.

Keywords: chemical equipment; High temperature structure; Design analysis

中图分类号： TQ042 文献标识码： A 文章编号：

目前，很多化工设备的设计人员在对高温结构进行设计的时候，采用的方法一般是常规的用于各种结构设计的方法，并且按照高温压力容器的持久性强度或者是发生蠕变的极限来选择作用的应力，往往忽略了高温结构在设计中的特殊性，从而带来了结构使用的不安全等问题。因此，在设计的时候需要特别注意高温结构整个设备产生的膨胀量、高温材料的膨胀量以及局部结构中的膨胀量这三部分内容。在各种化工设备的接管设计中，一般采用的连接方法都是传统的接管法兰连接方法，但是这种方法应用于高温中，很容易失去原有的作用，从而使得高温容器发生泄漏现象。因此，在化工设备高温结构设计中，应该通过以下措施来优化结构的性能。

一、高温结构设计中法兰的选择

在高温高压设备中，法兰连接采用透镜式金属垫，在升温时，由于法兰大，升温慢，透镜垫却升温快，透镜垫热膨胀受到法兰约束，产生较大的热应力，与垫片所受预紧应力叠加，其合成应力很易超过屈服限，产生应力松弛和垫片残余变形；在降温时，由于垫片冷却比法兰快，造成压紧力不足而泄漏。如此循环多次，残余变形的积累将使压紧力越来越不足，以致造成泄漏。法兰的周向上温度应该控制在相似的水平上，尤其是当存在纵向的隔板时，应该在法兰的高温一侧配置水夹套或者隔热衬里。选择垫片时应该依据压力、温度等来确定，并且需要减少法兰和筒体之间的温度差异，以防止产生泄露。当温度太高时，例如，如果温度是在500摄氏度以上，当采用接管法兰时，因为法兰材料的强度会在高温作用下而出现急剧下降的现象，所以法兰的选择应该选择材料比较厚的，并且有比较大的螺栓的，以使其正常运行。如果是一些口径比较大的接管，在连接的时候最好不要采用法兰连接，而是用对焊连接。为了抵抗高温产热的冲击以及热循环所形成的载荷，可以通过利用活套式法兰的方式来改善。这种法兰比普通的法兰具有更高的强度和厚度，并且螺栓的长度较长，能够有效将法兰的热膨胀吸收过来，不易造成螺栓应力的超限。它可以减少或者防止法兰在螺栓的拉力作用下产生偏转。同时，这种法兰具有比较短的力臂，因此螺栓受到的作用力比较小，这样有利于降低螺栓拉长的长度；再者，法兰和管壁之间的连接方式是非刚性连接的，这种连接方式使得管壁的热应力不会对法兰造成影响，防止出现偏转。在管道上使用时可以用螺纹型的法兰，如果设备的直径比较大，则需要选择其他价格比较便宜的法兰。

二、高温结构设计上的优化措施

（1）螺栓、法兰以及垫片的受热状况的优化措施

在法兰的内侧和垫片中，采取隔热衬环设置的方法，来不断优化和改善设备中的螺栓、法兰以及垫片的受热状况。隔热衬环能够降低这些结构的受热温度，并且平衡它们之间的温差，防止法兰和垫片发生变形,以及防止螺栓由于受热温度过高而出现蠕变的现象。设置隔热衬环这一措施能够有效防止设备出现烧毁和泄露问题。

（2）控制密封垫片不超载的措施

增加螺栓长度，利用套筒和螺栓结合在一起，他们的长度总和会起到补偿热应力的作用, 并且采用套筒的话，法兰可以有较大的轴向上的热膨胀位移,并且螺栓的应力也不会超限，从而能够较好地对密封垫片起到保护作用，使其不会出现负荷超载。

（3）增强结构弹性的措施

设置螺栓的加弹性垫圈。该结构具有和套筒相似的作用，能够吸收法兰的热膨胀。但这种结构比套筒小，因此对于密封垫片产生的较大的预紧力，它并不能承受。在这种过大的作用力下，结构容易被压扁，因此，这种结构应该避免在温度太高和压力太大的情况下使用，才不会使其失去弹性。

三、高温结构优化的注意事项

第一，除上述考虑的预防措施外, 在设计时, 还应注意工程中的问题, 即高温管线对端点管法兰的推力矩数值, 端点推力矩数值过大, 往往可能造成法兰泄漏, 因此,设计时应与配管专业加以确认, 以及在生产中对管子改造时应提醒制造厂注意管法兰允许的推力矩数值。

第二，在高温中常采用Cr-Mo钢, 当压力较高时, 应采用整体补强方法, 如采用带径对焊法兰与壳体的连接结构, 此结构焊接较不宜全焊透。

第三，在生产过程中, 装置开停车期间, 应严格控制升温和降温速率不得大于规定值。在开车时, 要严格按先升温、后升压的顺序; 停车时, 要严格按先降压、后降温的规则进行操作。另外, 螺栓预紧时, 要对称均匀, 合理地分级预紧; 要严格控制螺栓的预紧扭力矩。

第四，带衬环的设备法兰, 当衬环板的材料为奥氏体不锈钢时, 由于其热胀系数比碳素钢或低合金钢大30%至50% , 当法兰在高温下工作时, 衬环及其焊缝因受到很大的温差应力, 可能使衬环板凸起, 焊缝受剪切, 严重时将影响法兰工作的可靠性。使用温度不要超过300 摄氏度 , 超过300摄氏度时宜采用堆焊结构。

四、应用实例

（1）某设计温度为480摄氏度、设计压力为0. 15MPa的卧式换热器, 使用不久左侧管板就发生泄漏, 失效分析结论为卧式容器的鞍式支座底板上的长圆孔不能满足设备高温膨胀量的需要, 温差应力得不到释放造成。解剖设备发现换热管与管板的焊缝大都开裂, 部分换热管已弯曲。

改善的措施：在设备两侧的进、出口处又分别设置一个膨胀节以解决高温膨胀问题。将其鞍式支座的长圆孔长度改为为40 mm, 以符合高温膨胀量的要求, 使两端的膨胀节充分发挥作用。去除在滑动端支座垫板下的三角铁垫板,在支耳及滑动鞍座底板粘贴一层2-3 mm 厚聚四氟乙烯。钢板与聚四氟乙烯的摩擦系数L= 0. 04, 使壳体与支耳及鞍座连接处的局部应力大大降低。

（2）某高温反应容器的设计

设计中镍复合板覆层选用GB／T2054—2005《镍及镍合金板》6号纯镍(N6)板，厚度为3 mm，以满足耐腐蚀要求，选用(N6)可避免材料产生晶间腐蚀，覆层材料不计人强度计算中。基层选用GB6654—1996《压力容器用钢板》16MnR低合金钢板，这主要满足结构强度和刚度的要求。镍复合板按JB4748—2002(压力容器用镍基合金爆炸复合板》B级进行制造、检验、试验及验收。因设备端部法兰及上封头受碱性溶液的影响较小，可以不使用复合板，端部法兰选用JB4726{压力容器用钢锻件》16 MnlI级锻件，上封头选用GB6654—1996《压力容器用低合金钢板》16 MnR钢板，腐蚀裕量为4．0 mm；设备简体及下封头采用镍复合板，腐蚀裕量为0．0 mm；

我国的容器设计中对高温设备，没有制定相应的规范或规定，也没有可参照使用的规范。但在主要的工业化国家都有高温压力容器设计规范。目前，一些设计人员在设计高温设备时，通常采用常规的设计方法，使用应力按高温压力容器蠕变极限或持久强度选取，但未对高温结构问题予以特殊的关注，这是不够安全的。在实际设计中，应对其材料、局部结构、设备整体的膨胀量等加以特别注意。

结束语：

本文对化工设备设计中高温结构进行了分析，并充分考虑高温结构的材料膨胀性，以及整体和局部的结构的膨胀性等来对其法兰连接进行了优化，从而确保高温结构的稳定性和优良性能。

参考文献:

[ 1] 郑津洋等. 特殊压力容器[M ]. 北京: 化学工业出版社, 1997.

[ 2] 古大田等. 废热锅炉[M ] . 北京: 化学工业出版社, 2002.

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关键词：电子通讯设备 可靠性 设计技术

中图分类号：TN606 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0026-01

1 电子通信设备在设计技术上的可靠性指标

1.1 可靠性在电子通信设备设计中的意义

电子通信设备再开发设计的过程中，其可靠性是无法绕过的关键节点。对于很多企业来说，都非常看重电子通信设备可靠性的研发，也会通过一系列的管理体制和技术手段去实现符合当下需求的可靠性设计，并将其适用于产品的实用效果当中。由此不难看出，加强对可靠性的投入，让产品在市场竞争中表现出强劲的竞争力就是令其电子通信技术强大的意义所在。

1.2 通过元器件控制可靠性

元器件是电子通信设备能否正常运转的基础。是否选择可靠性高的元器件在产品整体的质量上异常重要。科学的使用元器件，能够在生产过程中保障设备性能，还能够有效的降低生产成本。对元器件在可靠性上进行严格监管，以保证它在质量和使用年限上得到最大程度的发挥。

1.3 通过降额设计技术提高可靠性

能够提高电子通信设备可靠性的另一个重要的技术手段就是降额设计技术。降额设计技术在产品应用中起到的主要作用是：让设备运转时承受低于其工作应力的额定值，大大降低设备出故障的几率。通过降额设计这样的技术手段，能够有效的提升设备运行过程中可靠性，这而是其技术应用的最核心目的。

1.4 通过简化设计提升可靠性

为了能够让更多的人接触和使用电子通信设备，享受其带来的便利和功能，就需要在生产过程中做好成本控制。保障可靠性的前提下，如何降低生产成本也是企业需要克服的问题。所以简化设计，在不影响设备正常运转的情况，很好的降低了产品的初始成本和故障率，从另一个方面提升了设备的可靠性。

1.5 通过余度设计增加可靠性

余度设计是指设备中配备多套能够完成功能呈现的单元。利用可靠性、稳定性更高的软件取代硬件的余度设计，设计过程简单，成本不高，是很常见也很实用的。采用软件替代硬件的设计会增加设备的复杂程度，在基础可靠性上并没有让产品获得提升。所以余度设计的使用范围受到了一定的局限性，一般都是在使用高质量元器件以及设计技术后，仍然无法让设备稳定运行的情况下才会使用。

2 电磁兼容设计技术对可靠性提升的作用

由于电子设备在使用的过程中需要占据电磁频谱，随着市场对电子设备的大量需求，各种类型的电子设备相继出现，造成了电磁频谱使用紧张，这在一定程度上也影响了电子设备的可靠性。这就使电子设备的兼容问题暴露出来，加上国内的电子兼容技术起步晚，发展不成熟，是的电磁兼容性的问题越来越严重。为了顺应市场的发展需求，近几年国内也开始加强对电磁兼容设计的研究（见图1），逐渐完善了电磁兼容设计的理论体系，也提出了一些解决实际问题的方案。目前在很多电子通信设备的设计生产中都得到了很好的应用和实践，为产品可靠性的提升起到了很关键的作用。

3 热设计技术对可靠性的帮助

通过冷却、加热或者恒温等多种温度调节的技术手段，来保证电子通信设备中元器件在不同温度条件下的正常运转，这是热设计为设备可靠性提供的最大帮助（见图2）。随着电子通信设备高密度、集成化的发展方向，散嵛侍庵鸾コ晌了考验设备性能和可靠性的重要因素。因此，热设计的研究成果和研发进展对设备可靠性的提升贡献了新的标准。一套成熟的热设计方案，需要对成本进行管控，同时解决设备的散热问题。在电子通信设备进行热设计的实践操作中，必须要通过对电路设计、结构设计、维修设计的综合考虑，才能达到设备可靠性的必备条件，这是一个综合性的工作过程。在热设计使用之前，先要做好初步的评估工作，彻底释放设备的散热风险，依靠可靠性研发在各个环节的联系和沟通禅城评估流程，完不成热设计风险，就不会进入流程的下一个阶段。

4 结语

上述内容对电子通信设备的可靠性在设计研发过程中的各个环节都做了分析。可知，想要提升可靠性，就要优先在热设计、元器件的采用、降额设计等发面进行有机的结合，将其融入到电子通信设备的总体设计中。能否坚持执行，把控细节是提升可靠性的关键所在。因此，应该秉承将可靠性设计放在首位的原则，加强研究开发过程中数据整理工作，为电子通信设备的性能提升和质量打好基础，确保设备的稳定性、可靠性。作为电子通信设备的生产企业更需要确立自身产品在可靠性方面的优势，才能在竞争激烈的市场中占据一席之地。

参考文献

[1]寇晓莹.电子通讯设备的可靠性设计技术探讨[J].科技论坛，2013（17）.

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关键词：化工设备 防腐蚀 电化学反应

中图分类号：TQ050.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0079-01

当前，企业的化工设备基本以金属为主，在化工产品的生产过程中通常会对设备造成腐蚀，容易出现机器故障并造成安全隐患。对化工设备防腐蚀的研究和处理有利于降低生产中的风险，提高设备寿命，减少企业经营成本。

1 腐蚀的基本原理

从金属发生腐蚀的机理上，我们将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所为化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触，发生氧化还原反应而被氧化生成金属氧化物产生损耗的过程。这种腐蚀并不普遍，在现代化学工艺中，这一问题通过在设备表面进行涂漆、在金属中掺杂稀有金属等方式基本可以得到解决，因而对设备防腐蚀性的研究主要基于如何防止电化学反应发生的层面上。电化学腐蚀是指金属原子和反应物形成两个电极，组成腐蚀原电池，具有阴极区和阳极区，因为金属的电极电位通常比反应物的电极电位低，所以电子由阴极区流向阳极区，金属遭到腐蚀。以铁为例，铁在发生电化学腐蚀后，表面形成许多大小不一的鼓包，次层则是黑色粉末状的腐蚀坑陷。电化学腐蚀在化工设备的生产过程中极为常见，因此本文将其作为主要研究对象。

2 防腐蚀的基本措施

目前，我国对化工设备的防腐蚀管理日益健全，本文认为对设备防腐蚀性的管理应该从材料的选择、材料表面的防护、设备的运行环境以及后续的腐蚀调查四方面做起。

2.1 材料的选择

在设备设计之初，需要对设备以后生产产品的原料的性质、生产的温度、湿度、压力、氧气的密度等等进行了解，对可能发生的腐蚀反应进行估计，并通过实验对设备的腐蚀效果进行预测，通过可靠的数据对材料的腐蚀性及经济性等做出综合的测量，尽量避免使用易腐蚀的金属设备。随着冶炼技术的发展，通过在铁中掺入少量C、Si、Mn、P、S以及其他元素，能够使铁的组织结构和性能发生变化，产生的合金在硬度、耐磨性、韧性、抗腐蚀性上较纯铁相比都具有更好的特性。

2.2 材料表面的防护

所谓材料的表面防护是指通过电镀、喷镀等方法对金属表面进行处理，在其表面形成一层保护膜，使其与外界原料、空气相隔绝，防止其被氧化。根据生产产品的不同，表面防护层的性质有很大区别。一方面，出于对设备导电性能的考虑，将在金属表面形成一层比该金属更为活泼的保护层，这一保护层作为原电池的负极在生产过程中被腐蚀原金属作为正极受到了保护。另外，还可以在设备外设置有机涂层，如塑料、橡胶等，玻璃、搪瓷等也能起到防腐蚀的作用。在设备的安装过程中，往往需要对设备进行焊接，焊接的接头部位是极易发生氧化的点，焊接工艺对设备寿命具有决定作用，必要时，需要对焊接部位进行特殊的保护。

2.3 设备运行环境的标准化

化工产品的生产一般是在弱酸性或中性环境中进行的，因而铁的吸氧腐蚀是最经常发生的，在这一反应中：2Fe+O2+2H2O =2Fe（OH）2，负极（Fe）：Fe-2e-=Fe2+，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-。因而，在设备的工作中，应尽量将氧气和水蒸气的浓度控制在较低水平，同时尽可能使工作环境呈现弱碱性。常见的除氧方式有铁屑除氧、真空除氧以及化学试剂除氧等。以化学试剂除氧为例：通过将亚硫酸钠、联氨、二甲基酮肟等化学药剂直接加入设备中即可达到深度除氧的目的，不但操作简单、投资省而且除氧效果稳定。在日常的设备储存过程中，应该尽量防止碰撞、划伤，尽量保持设备表面光洁完好。在设备的使用过程中，更应该严格控制化工生产的工艺条件，对流速、pH值、温度、介质浓度等指标严格按规定执行，防止由于操作失误带来的腐蚀隐患。

2.4 腐蚀调查及防腐管理

尽管防腐蚀技术已经有了很大的发展，但是在实际操作过程中，化工设备的腐蚀是不可避免的，因而，在化工设备的生产过程中，腐蚀调查和防腐管理是极其必要和重要的。一方面，需要定期对设备的受腐蚀情况进行调查，对腐蚀的部位、腐蚀的厚度、腐蚀的类型进行严格的记录，同时要标明该设备的工作环境，对设备工作环境的空气湿度、氧气浓度、pH值进行精确测量。另一方面，应该对设备的腐蚀情况进行横向和纵向的对比，通过控制单一变量的方法，观察实际应用与理论值之间的差别，对设备腐蚀程度以及环境控制难度进行综合的估算得出合适的结论。

3 对降低设备腐蚀的意见和建议

3.1 加强防腐蚀材料的研制

防腐蚀材料的性能是化工设备防腐蚀的基础，随着现代工艺的发展，必然能够生产出防腐蚀性更强的适用于化工生产的材料，关键在于如何降低其成本，使其能够广泛得到应用。

3.2 强化防腐蚀设备的施工质量

设备施工质量是设备防腐蚀性的关键，因而应该对其进行严格的过程控制，保证喷砂质量达标，材料用量标准。

3.3 培养化工防腐蚀方面的专业人员

专业化的人才是化工设备防腐蚀的后续保障，化工设备防腐蚀的保证更需要专业、谨慎、负责的人才。

4 结语

防腐蚀管理的好坏直接关系到设备能否正常运行以及企业是否安全，关系企业的经济效益，是企业管理的重要部分。对化工防腐蚀的管理以及专业人员的专业技能、综合分析能力提出了更高水平的要求，企业只有做好防腐蚀工作、积极促进反防腐蚀技术发展，才能更好的实现企业的发展。

参考文献

[1] 张引玲，郇新峰，党引线.浅谈化工设备防腐蚀管理和调查[J].管理科学，2012（2）.

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关键词：化工固废；搅拌设备；副产品；无害化处理；设备选型；循环经济；可持续发展

1引言

近年来，利用城市固废制备固废衍生燃料已成为废弃物处理研究的热点。在发达国家如日本等国的各研究机构对此项进行了详细的研究开发，各设备生产厂家都开发了相关的RDF生产、利用设备。我国近几年对RDF技术也进行了研究，但主要集中在城市垃圾相关的RDF技术，对产业的废弃物，特别是化工工艺残渣的处理利用方面尚未见报道。

2固体混合的影响因素

与液体搅拌相比，固体混合不具有自身扩散的性质，因而必须施加外力才能强制流动。影响混合的因素，除混合设备和操作条件外，固体粉粒体的性质、包括粒子的粒度与粒度分布、粒子形状、表观密度、表面性质、静电荷、水分含量、休止角、流动性、凝聚性，对混合过程的影响极大。

3混合过程机理

粉粒体混合时有三种基本的混合机理。

（l）扩散混合。粉粒体在小尺寸范围内的随机运动，即增加单个粒子移动性所引起的局部混合。只要不同时存在离析作用，扩散混合能使固体间的混合高度均一，扩散混合作用一般发生在不断新生表面上并再分布，或发生在众粒子相互间的移动性增加时。前者如鼓式混合器中进行的混合操作，后者如冲击磨中进行的混合过程。

（2）对流混合或移动混合。粉粒体进行大尺寸的随机运动，即粒子成批地从一处移动到一处，从而形成环流并同时进行混合。

（3）剪切混合。在物料内部粒子之间相对移动产生的混合。混合过程中发生的对流、剪切和扩散三种混合机理不可能在各自的区间独立起作用，而是随混合过程进行同时出现，如图所示。虽然每种型式的混合设备会同时出现三种混合机理，但总是只有一种机理起主要作用。

4混合设备的分类

4．1容器回转型混合设备

①适用于物性差异小、流动性好的混合，可以获得较高的混合精度，但对粒径比等物性差异大、流动性差的物料，采用该种型式大多数情况下不能得到良好的效果；

②装料系数低，一般为0.3-0.4；

③最佳回转速度，即处于最佳混合状态的速度一般为临界速度的50%-80%；

④设备容易清洗，适合于多品种小批量生产；

⑤回转速度慢、适合于易磨损物料的混合；

⑥容器回转空间大，但伴随回转容易一起负荷变动，因而需要设置安全栅和牢固的基础；

⑦进出口的地位较困难。

4.2容器固定型混合设备

①机种多，不仅可以满足各种物性粉粒体的混合，也可用于粉粒体中添加液体的混合；

②因容器是固定的，混合设备与粉粒体进出料装置容易连接；

③装料系数大，一般为0.5-0.6；

④设备清洗困难，适合于少品种大批量生产；

⑤存在搅拌浆叶磨损和轴封部件粉尘等问题。

4.3复合型混合设备

这类混合设备是在容器回转型的基础上，在容器内部增设了搅拌物料用的叶片，以增强物料的混合和分散作用，从而提高混合效果。如在常用的滚筒、V型、双重圆锥型等混合设备中，分别设置了特定的叶片，便构成了复合型混合设备。

5混合容器几何尺寸的确定

5.1容器容积的确定

因而欲求容器的容积，首先必须将产量化成单位时间的体积量，然后根据操作工况（间歇或连续），采用相应的公式计算。己知本设计设备的处理量为50kg/h，采用连续操作，则容器容积可根据式（1）确定：

V=V't(1+€%`)/€%om （1）

式中： V'要求每小时处理的物料的体积，m3/h；t为每批物料的处理时间，h； €%`为搅拌容器的备用系数，一般为0.1-0.15；€%o 为装料系数，根据实际生产条件或试验结果而确定；m为伺样容积的搅拌容器的台数，台。

5．2容器内径和高度的确定

一定结构型式搅拌器的桨叶直径同与装配的搅拌罐体内径有一定的比例范围，随着罐体长径比的减小，即高度减小而直径放大，搅拌器桨叶直径也相应放大。在固定的搅拌轴转速下，搅拌器功率与搅拌器桨叶直径的5次方成正比。所以，随着罐体直径的放大，搅拌器功率增加很多，这对于需要较大搅拌作业功率的搅拌过程是适宜的，否则减小长径比只能是无谓地消耗一些搅拌器功率，长径比则可以考虑选得大一些。

在确定了搅拌容器的容积V之后，必须选择适宜的容器装液高度与内直径之比值（以下简称装液高径比），以确定筒体的内径D和高度H。

对于带锥形封头的容器，可先忽略封头的容积，由式（2）先算出标准直径D，再通过式（3）计算筒体高度。

V€%o=€%iD3(HL/D)/4 （2）

H=4(V-Vd)/(€%iD)（3）

6搅拌器的选用

高豁度流体混合操作通常都处于层流状态，其对应的薪度范围为1-1000Pa·s。高勃度的流体在层流下操作，没有明显湍动，流体离开搅拌器后，其能量很快耗散，因此不能通过流体的翻腾来造成容积循环，往往采用直接大面积推动流体使之达到混合，最常用的搅拌器有锚式，框式，螺带式，螺杆式等。锚式搅拌器结构简单，应用广泛，由于缺乏轴向循环流动，混合效率较低。

7固体混合设备的功率计算

电动机额定功率可按式（4）确定:

PN=(P'+PS)/ €%`（4）

式中： PN为电动机功率，kW； P'为搅拌器功率，kW； PS为轴封装置的摩擦损失功率，kW； €%`为传动装置的机械效率。摆线针轮行星减速机传动装置的机械效率€%` >0.9。

7.1搅拌功率的计算

功率P是搅拌器的转速与所加扭矩的乘积，而扭矩可从桨叶表面局部压力分布积分而得，这样就可求出无因次压力p*和无因次功率之间的关系:

p*∝N/€%jn3dj5 （5）

若取

Np=N/ €%jn3dj5（6）

则

P'= N/ €%jn3dj5 （7）

根据苏联等人的著作推荐的螺杆式搅拌器的尺寸参数为： dj/D=0.4-0.44，

h/dj=0.6-2.5， s/D=1， H/D=0.8-3.5。在层流区操作时，不带导流筒的螺杆式其功率准数为:

Np=70(h/dj)(Re)-1.0（8）

雷诺数Re由式（9）确定:

Re=€%j Nd2/ €%e（9）

式中：Re为雷诺数； €%j 为流体密度，kg/m3；N为搅拌桨转速，r/s；d为搅拌桨直径，m； €%e为流体粘度。

8结束语

化工残渣固形燃料技术在对这些产业废弃物进行处理的同时，能有效地回收利用能源和资源。因此，开展此项技术研究开发，不仅具有十分重要的现实意义，而且对我省的生态省建设和经济发展也具有积极的促进作用。

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关键词：移动基站 智能换热设备 设计

0 引言

通信基站是一个相对密闭的空间，大量通信设备工作不断散热，就会使机房温度不断升高，所以通信机房采用空调来调节温度。空调的功率和运行时间随着基站规模、设备数量的增加，在不断地增大和增长，用电量快速增长。为了实现通信基站节能降耗的目的，引入了通信基站智能换热设备，它可以有效地减少或调节空调的运行时间，从而达到节电的目的。

1 概述

通信基站智能换热设备是一种向通信基站提供诸如空气循环、空气过滤和冷却控制的装置，其本身不带任何制冷元件。通过对基站墙体的简单改造，利用基站内部、外部环境温差，实现基站内A外部冷热空气热量交换来降温，可以独立使用或者与其它主要的制冷空调联动使用。

1.1 基本原理及工作流程 智能换热设备，是基于外界与基站内部的温度差，通过风机引入温度低的外界空气，在换热芯体处与引进的机房内部热空气进行热量交换，同时将交换后的室外热空气排出，交换中，室内空气温度降低，重新回流到机房，致使整个机房温度下降，从而减少空调的运行时间，达到节能目的。

首先按照基站工作温度要求，设定换热设备温度门限、室内外温差等参数，通过环境监测传感器的检测，当室内温度超过温度门限，外界温度不满足条件时，系统可以控制空调进行制冷，当外界环境温度很低，满足室内外温差设定值时，智能换热系统控制风机启动运行，外部冷空气及基站内部热空气在换热芯体进行热量传递，室内温度下降，直至基站温度达到工作温度时，风机停止运行，从而达到节能的最佳效果。同时，当室内温度很低时，设备也可以控制空调进行加热，直至温度满足要求，空调停止运行。

1.2 智能换热设备组成 基站智能换热设备多为一体化设备，机箱内部主要由控制器（含LCD显示、键盘）、室内侧风机、室外侧风机、环境监测传感器、换热芯体、交流接触器或红外发射器组成，以及室外防雨罩和其它安装附件等。

控制器是系统的核心，通过各种端口对基站内外各种环境参数的采集、存贮和运算及处理，根据设定的参数控制室内外侧风机及空调的工作，利用外部环境自然空气的内外交换来达到室内温度调节的作用，从而减少空调启动时间，达到节能降耗的目的。

换热芯体是基站内外空气热量交换的载体。通过它的交换，使外界冷空气温度上升，使室内热空气温度降低，从而达到基站内部空气制冷的效果。

室内侧风机主要功能是将基站内部的热空气通过风机引入到换热芯体，经过热量交换后将温度降低的冷空气再次排回到基站。

室外侧风机主要功能是将外界的冷空气通过风机引入到换热芯体，经过热量交换后将温度升高的热空气排出到室外。

环境监测传感器用于采集基站内外部温度参数，为控制器提供环境数据。

交流接触器或红外发射器主要用来检测空调的运行状态以及控制空调的启动与停止，通过交流接触器或红外发射器，换热设备可以与空调进行联动运行。

1.3 主要功能特点 ①节能：该换热设备在一定时间内可以代替空调制冷。通过换热芯体，机房空气热量转移，达到降低基站内部温度的效果，大大降低了基站电耗，同时由于该换热设备的利用，空调机的工作时间大为减少，延长了其使用寿命，降低了通信运营商的投资成本及维护费用。②运行方式多样：换热设备独立安装，运行时可与空调设备联动，也可单独使用进行降温。若基站内部温度、外界温度、室内外温差满足要求时，换热设备单独运行，通过热量交换，及时把基站内部的空气热量排出，降低基站内部温度，减少空调运行时间。若基站内部温度、外界温度、室内外温差不满足要求时，节能换热设备将控制空调联动运行，通过空调进行制冷，将基站调节到工作温度。③防尘、防水：智能换热设备是通过换热芯体进行室内、外空气热量交换，基站空气同室外空气是完全隔离的。室内热空气进入换热芯体内侧通道被降温后又排入室内、室外冷空气进入换热芯体外侧通道被升温后又排到室外，室外空气中的灰尘和杂物，不会进入到室内，不会影响到基站的洁净度和湿度，完全起到了防尘、防水的功能。④故障应急：智能换热设备作为通信基站温度调节和控制的设备，当设备运行故障无法调控基站温度时，自动切离，同时启动空调系统，从而不影响原有空调设备的正常工作和控制功能。当空调设备运行故障时，在室外温度低于基站内温度情况下，同时温差满足要求，开启换热设备也可以正常工作。⑤自启动功能：开启/关闭智能换热设备的温度、运行状态等各类参数值，可根据用户要求进行设置并保存。系统掉电时，具有保存参数设置值及告警信息的功能，供电恢复时，系统具有来电自启动功能。⑥防止设备频繁切换功能：在保证基站所要求的温度前提条件下，智能换热设备中风机、空调独立运行时间可设定，可防止换热设备与基站空调频繁切换运行的状况发生。⑦监控功能：对室内、外温度、风机运行状况、空调运行状况，以及系统运行模式等信息的监控功能，并向机房监控系统上传上述信息。⑧报警功能：智能换热设备产生告警时，及时向机房监控系统上传告警信息，室外、室内任何环境监测传感器故障，系统会发出告警，并停止风机，启动空调来控制室内环境。⑨智能控制：人性化可视界面，完善的控制逻辑。

2　当前移动通信基站的节能现状分析

通信基站利用自然空气为冷源进行节能，主要有通风换气和智能换热两种设备实现。通风换气设备本身工作原理很简单，当室外空气温度较低时，直接用风机将室外低温空气送至基站内部，为室内降温。相对于智能换热设备来说，节能方式更直接，效果也更好。但系统受外界天气约束比较大，外界温度过低时引入，会使室内空气冷凝，增大湿度，影响设备运行，风沙大时灰尘会增多，影响机房的洁净度，均会破坏到机房的工作环境。智能换热设备，利用换热芯体隔离交换的方式，所以外界空气不会影响到机房的工作环境，所以智能换热设备工作范围更广，工作时间也会更长。

3 节能应用举例

3.1 案例介绍 2008年4月份，在广东省联通基站对换热设备节电量进行了测试，选取了5个基站。每个基站采用空调独立运行和换热设备空调联动系统运行两种方式进行，分别记录每个基站空调或换热设备的耗电量，同一基站耗电量进行对比，计算出节电量、节电率。

在测试时间内，通信设备运行正常，基站业务量也比较稳定。两种运行方式测试起始终止时间完全相同，节能设备工作小时数与空调单独工作小时数完全一致，运行时间周期是一样的。外界环境，包括天气、温度等基本一致。所以，这段期间空调或换热设备的耗电量、节电量、节电率等数据具有可靠性、参考性。

3.2 测试分析

从表一基站耗电量分析表中，我们可以看到，采用换热设备工作时，耗电量明显减少，节电率也相当不错，节电量效果非常好。

3.3 经济效益 根据智能换热设备的工作原理及基站要求温度，在该地区，该设备的最佳节电时间在1、2、3、11、12月份，其它月份在外界温度合适的情况下也可达到节电的效果。

智能换热设备每年有5个月节电效果非常良好，按全年平均34.88%的节电率，每个基站每天节电5.4度计算，每个基站每年可节电810度，节省空调电费接近648元，按该地区约300个自建基站计算，每年可以节省空调电费19.44万元，经济效益非常明显，大大节约了基站成本。

4 结束语

综上所述，通信基站智能换热设备的研发，具有显著的节能、节电效果，大幅降低了运营商的成本，不仅有助于国家的节能减排工作，对促进通信行业的可持续发展，增强企业市场竞争力具有非常重要的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]中国移动通信企业标准QB-W-012-2007，基站节能系统技术规范—智能换热器部分.

[2][06K301-1]空气-空气能量回收装置选用与安装中国建筑标准设计研究院.2007-2-1.