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水循环

水循环

水循环范文第1篇

[关键词]循环水泵 选择

中图分类号:U464.138 文献标识码: A

热水系统一般由热水锅炉、循环水泵、管路等组成。循环水泵是驱动热水在热水供热系统中循环流动的机械设备,安装在系统回水和热水锅炉之间,将低温回水加压输送到热水锅炉,经热水锅炉加热后,输送至热力管网。而在实际工程中,由于循环水泵更换、改造及初始选型等原因,循环水泵容量偏大的现象较为普遍,如果循环水泵的扬程偏大由于管线和设备的压力限制,导致出口阀门开度小,致使流量偏低,无法达到预期的供热效果,并且流量和扬程偏大,会造成电能的严重浪费。

循环水泵的选择

循环水泵是供暖系统重要的组成部分,运行中的问题也比较多。因此,正确选择、合理使用和管理,确保正常供暖和提高经济效益是十分重要的。选择的原则是:设备在系统中能够安全、高效、经济地运行。选择的内容主要是确定它的型式、台数、规格、转速以及与之配套的电动机功率。

1.1循环水系统流程

德州站循环水系统是由水塔供给的生水经过钠离子罐、碱罐进行处理之后进入软化水罐,再由循环水泵加压进入锅炉,经过锅炉加热之后,进入热力管网。流程图如图1所示:

如图1循环水系统流程

1.2循环水泵流量的确定

德州站现配备锅炉为WNS2.1-0.7/95/70-Y,额定出力为2.1MW,由于1瓦特=1焦耳/秒,则

…………………………(1)

对只有单一供暖热负荷,或采用集中质调节的具有多种热负荷的并联闭式热水供热系统,网路的总最大设计流量,亦即网路循环水泵的流量,可按下式(2)计算:

t/h…………………………(2)

其中式(2)中各参数:

-考虑热网热损失的系数,取1.05~1.10;

-供热系统总热负荷,W;

-热水的平均比热,4.2kJ/(kg.℃);

-供热系统出水温度;

-供热系统回水温度;

-锅炉出口母管和循环水泵进口管之间旁通管的循环流量,t/h;不设旁通管时,=0。

式(2)表示供回水温差,以德州站额定出力为2.1MW的热水锅炉为例,出水水温设计为95摄氏度,回水水温设计为70摄氏度,用(2)式进行计算循环水泵的流量为:

…………………………(3)

由…………………………(4)

式(4)-水的比重;查的70摄氏度水的比重为978。由式(4)可知:

在实际运行中,锅炉供回水温差多数在1O~15℃,以温差为10℃,出水水温为80摄氏度,回水水温为70摄氏度为例,计算循环水泵的流量为:

…………………………(5)

由式(4)可知:

同样由式(4)可知温差为15℃,

因此在循环水泵的流量选择是之间根据不同厂家,不同型号进行选择。

1.3循环水泵扬程的确定

在热水循环系统中,德州站在运行中一般要求进入管网的热水压力控制在0.4MPa以下,循环水泵的压头为克服热水锅炉、热力系统附件消耗的压力和进入管网的压力之和。

………………………………………(6)

-裕量系数,取1.05~1.10。

-克服热水锅炉消耗的压力,一般不超过10m;

-克服热力系统附件消耗的压力,一般不超过5m;

-进入管网的压力。

综合确定的循环水泵的计算流量和扬程,根据泵样本初选为型号ISZR125-100-250A,流量为 扬程为64.5m,效率为78%。

1.4电机功率的确定

水泵所需要的功率由公式(7)可知:

……………………………………………………(7)

-泵所需要的轴功率KW;

-水的比重;查的70摄氏度水的比重为978;

-循环水泵的流量;选定型号为;

-循环水泵扬程MPa;选定型号为64.5m;

-循环水泵扬程的效率,选定型号为78%。

由公式(7)可知:循环水泵需要的轴功率为:

电动机的轴功率:

……………………………………………………(8)

-电机的轴功率KW;

-电机的容量安全系数,电机功率大于20KW时取1.1;

-循环水泵传动的机械效率,联轴器传动时为98%。

由公式(8)可知:电机的轴功率为:

1.5循环水泵的选择

循环水泵应选择在水泵工作点附近流量-扬程曲线应比较平缓。在调节水泵的出口阀时,循环水泵的扬程不会发生较大的变化。一般单级水泵特性曲线比较平缓,因此宜选用单级水泵。

循环水泵的耐温能力应与热力管网的设计参数相适应。循环水泵一般安装在热网回水管上。循环水泵允许的工作温度,一般不应低于80℃。一般采用耐高温的R型热水循环水泵。

工作点应在水泵高效工作范围内。一般将泵的工作点选在泵的设计点左侧,这样在开大出口阀门时,绷得工作点向右偏移,仍处于高效区内。

2.循环水泵偏大的原因分析、影响及避免措施

2.1循环水泵偏大的原因分析

在热水循环系统中,选择循环水泵的由于多种因素的存在,循环水泵容量偏大的现象普遍存在,主要原因如下:

(1)在初始设计安装时,由于设计人员经验不足,计算热负荷和系统阻力,尤其是外网和锅炉房的阻力,采用估算方法,为保险起见,估算值过大,致使选的水泵流量和扬程加大很多,水泵扬程大,致使出口阀开度小,无法在高效区进行工作;

(2)部分热水系统运行后,需要多次进行阀门开度调节,才能达到调节平衡,在调节中,由于经验不足,初调节一旦系统出现水力失调,有人认为是水泵容量不够,而盲目更换大泵;

(3)选水泵时,因水泵规格系列所限,很难选到流量,扬程完全一致的水泵,一般都相近选大一号的,这样层层加码,致使容量偏大。

(4)现有运行中的锅炉,供回水温差控制过低,以至于选择水泵时,流量选择偏大,增加了水泵运行的耗电量。

2.2循环水泵偏大的影响

循环水泵选择偏大,使电能消耗增加,同时带来不安全隐患,给安全运行带来不良后果,甚至会导致循环水泵无法运行。主要影响有如下几点:

运行状况不稳定,耗电大。由于循环水泵选型偏大,致使循环水泵不能在高效区运行,循环水泵输出扬程不能被系统完全消耗,致使流量增加,电机负荷增加,电机超负荷运行,使电机过热、振动大,易损坏电机。

易损坏出口阀门。为防止电机的超载运行,保证循环水泵的正常运行,只能减小循环水泵出口阀的开度来维持系统的正常运行,通过阀门的节流降压,会使流相在出口管线内发生急剧变化,导致管线震动严重,系统的压力集中消耗在循环水泵的出口阀门上,容易使阀门损坏,或者产生掉托的现象。

2.3循环水泵偏大的避免措施

针对循环水泵易产生流量和扬程偏大的现象,可采取以下措施予以避免:

参考经验值,并根据实际情况进行灵活变通。在计算扬程时,设计人员应根据同等条件下的经验值进行估算,并积极同设备厂家进行沟通,搜集锅炉、附件等的技术参数,进行详细的水力计算,不宜只考虑《锅炉房设计手册》中推荐的经验值估算系统阻力。

更换过程中不要盲目加大循环水泵参数。在实际工程中,更换前循环水泵可能由于调节偏流等问题,致使部分管网不热,在更换工程中,工作人员应该在更换时进行参数核算,并根据平时运行时的压力,判断是否是循环水泵扬程过高,致使阀门开度偏小,不要盲目加大扬程。

3.结语

综合考虑厂家的产品质量、技术参数、性能特点,根据厂家提供的水泵样本,选择合适的循环水泵流量和扬程,保证泵在高效区运行,选择合适的锅炉供回水温度,以达到供暖的最佳效果。避免水泵扬程加大,浪费电能。

参考文献

1 杨在山.水泵技术.供暖系统循环水泵的选型计算.2006年第3期

水循环范文第2篇

图1为四大圈层间的主要水分循环示意图。其中甲、乙、丙、丁代表四大圈层,箭头代表水循环环节。读图回答1~2题。

1.图中甲圈层是:

A.水圈 B.生物圈 C.岩石圈 D.大气圈

2.联系丙、丁圈层的主要水循环环节是:

①蒸发 ②降水 ③径流输送 ④下渗 ⑤吸收

A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤

图2是“南半球某条河流上游水文站和下游水文站测得的径流量随季节变化曲线图”。读图回答3~4题。

3.从图中可看出河流上游和下游最主要的补给水源分别是:

A.雨水、雨水 B.湖泊水、高山冰雪融水

C.高山冰雪融水、雨水 D.季节性积雪融水、雨水

4.下列关于该流域湖泊、河流的叙述,正确的是:

A.夏季湖泊补给河流,冬季河流补给湖泊

B.河湖水不参与陆上内循环

C.河流汛期主要出现在夏季

D.河流有结冰期

二、综合题

5.阅读图文材料,回答下列问题。

材料:2016年3月22~28日是第29届“中国水周”,某校研究性学习小组的同学们对学校所在地区的水资源状况进行调查研究。通过走访及实地调查,发现随着山区森林植被的恢复和退耕还湖等生态工程建设,枯水期河流下游断流的现象近乎消失。图3是目前该地区主要水系图,图4是该地区的月平均气温变化曲线和降水量柱状图。

(1)比较河流M与N水文特征的差异。

(2)森林植被恢复前,该地区某些河段常在枯水期断流,断流主要是枯水期地下水不再补给河水的缘故。试分析图中某些河段枯水期断流的原因。

(3)相同降水条件下,目前M附近水文站测得的洪峰值比多年前低且洪峰点后移。主要原因是什么?

(4)指出山区植被恢复、退耕还湖等生态建设,对该地区经济发展的积极意义。

水循环范文第3篇

例1 (2015年全国新课标文综卷Ⅰ) 雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地,主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水,也可以作为城市景观用水、厕所用水等。图1示意雨水花园结构。读图,完成(1)~(3)题。

(1)铺设树皮覆盖层的主要目的是( )

A.为植物提供养分

B.控制雨水渗漏速度

C.吸附雨水污染物

D.保持土壤水分

(2)对下渗雨水净化起主要作用的填充层是( )

A.树皮覆盖层和种植土层

B.种植土层和砂层

C.砂层和砾石层

D.树皮覆盖层和砾石层

(3)雨水花园的核心功能是( )

A.提供园林观赏景观

B.保护生物多样性

C.控制雨洪和利用雨水

D.调节局地小气候

【解题思路】 2015年4月2日,国家“海绵城市”试点建设城市名单公布,一时成为热点。雨水花园是海绵城市的一种形态。

第(1)题,雨水花园的主要功能是促进雨水下渗、控制雨洪,铺设树皮覆盖层增加了土壤的水分,避免土壤过于干燥而板结。另一方面,也可保证植被的生长。因此,通过图1可发现,该模式的底部为砂层和砾石层,铺设此层利于让经过上层土层处理的雨水下渗,并把渗下的雨水导出流走。同时,为保证地表植物生长,又必须保持土壤合适的水分条件,覆盖树皮可达到此目的。

第(2)题,问的是对下渗雨水净化起主要作用的填充层,“铺设树皮”,在第一问说了是保持土壤水分,所以可以排除。因此答案在B、C之间。土层、砂层、砾石层,哪个是主要净化雨水的?三者的差别就在颗粒物大小:颗粒物越大,留有的空隙也就越大,颗粒物越小,空隙也就越小。这就好像家里的水槽网,肯定是空隙越小,越能阻挡杂物、净化水质。由此可见,种植土层和砂层可对雨水起到过滤作用,达到在一定程度上净化雨水的作用。故B正确。

第(3)题,雨水花园的核心功能是什么?根据雨水花园概念前半句“雨水汇集、渗漏”“汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水”,可见其有控制雨洪的功能;根据后半句“净化后的雨水不仅可以补给地下水,也可以作为城市景观用水、厕所用水等”,可知其有净化雨水、利用雨水的功能。这样就减少了地表径流,起到有效降低暴雨后城市内涝的频率和程度。故C正确。

【名师点睛】 该题以雨水花园结构示意图为材料,考查了水循环和水资源利用这一考点。读材料时要把握关键词,并提炼出的几个关键词:雨水花园、汇水、下渗、净水来分析。通过对材料的整体分析,可以看出考查的主干知识是“水循环的过程和主要环节,及水循环的地理意义”。分析水循环中蒸发、下渗、地表径流等主要环节的发生过程及其地理意义,探讨水循环的有关地理原理规律对生活实践的指导意义。

【答案】 (1)D (2)B (3)C

例2 (2015年江苏地理卷,双选) 2011年日本大地震导致的核泄漏已经影响到多个国家。据此回答(1)~(2)题。

(1)核泄漏物质随洋流扩散,下列国家受其影响较大的可能是( )

A.加拿大 [WB]B.马来西亚

C.墨西哥 D.阿根廷

(2)上述国家受影响海域,夏季表层海水等温线与下列示意图相符的是( )

【解题思路】 第(1)题,2011年日本大地震导致的核泄漏,受洋流的影响,其污染的范围进一步扩大:结合世界洋流分布图,核泄漏物质首先随北太平洋暖流向东扩散,来到北美洲西侧太平洋沿岸,然后随向南流的加利福尼亚寒流主要影响美国、墨西哥;随向北流的阿拉斯加暖流影响加拿大及美国的阿拉斯加地区,故答案选AC。

第(2)题,加拿大西海岸纬度较高,水温较低,洋流为阿拉斯加暖流,结合表层海水等温线凸向即洋流流向这一规律,可判定等温线向北凸出,对应选项C;同理,墨西哥西海岸纬度较低,水温较高,洋流为加利福尼亚寒流,可判定等温线向南凸出,对应选项D,故选CD。

【名师点睛】 本题组以2011年日本大地震导致的核泄漏话题为切入点,考查世界洋流分布规律、洋流对地理环境的影响,让学生分析洋流对海洋环境污染的影响、洋流流经地区水温分布特征。第(1)题具体考查洋流对海洋环境污染的影响,解答此题的关键是记住洋流的分布规律和流动方向。第(2)题具体考查洋流流经地区水温分布特征,解答该题有两个关键点:一是洋流所处的地理位置,决定水温高低;二是洋流的性质,决定等温线的弯曲方向。

【答案】 (1)AC (2)CD

二、解题准备

1.水循环的主要类型、环节和特点。

类型发生领域主要环节及示意图特点例证

海陆间循环 海洋和陆地外流区之间

最重要的循环,又称大循环。使陆地水得到补充,水资源得以再生

长江参与了海陆间循环的地表径流输送,夏季风参与了水汽输送

陆地内循环 陆地上(内、外流区兼有)循环水量少,但对干旱地区非常重要塔里木河流域的降水

海上内循环 海洋上

循环水量最大,对全球的热量输送有着重要意义海洋上的狂风暴雨

2.人类活动对水循环各环节的影响。

(1)改变地表径流――最主要的影响方式。人类的引河湖水灌溉、修建水库、跨流域调水、填河改陆、围湖造田等一系列针对河流、湖泊的活动,极大地改变了地表径流的自然分布状态。

(2)影响地下径流。人类对地下水资源的开发利用、局部地区的地下工程建设都不可避免地对地下径流产生影响,如雨季对地下水的人工回灌,抽取地下水灌溉,城市地下铁路的修建破坏地质结构、改变地下水的渗流方向等。

(3)影响局地大气降水。如人工降雨。

(4)影响蒸发。如植树造林、修建水库可以增加局部地区的水汽供应量。

3.水资源相关问题的分析。

(1)水资源丰歉程度的指标是多年平均径流量,其大小受下列因素影响:如图3所示。

(2)水资源利用的突出问题――水资源短缺,可按如下思路分析:如图4。

4.洋流模式图。

近地面风和大气运动是洋流形成的主要动力,因此洋流的分布与气压带和风带的分布密切相关。具体如图5所示。

[TPh84.TIF,BP][TS(][JZ][HT5"H]图5

记忆技巧:在记忆世界各洋流的分布时,可把洋流模式想象成分数式“8[]0”:中间分数线为赤道,分子“8”,按笔顺代表北半球大洋环流及洋流流向;分母“0”,按笔顺代表南半球大洋环流及洋流流向(南半球中高纬度没有形成环流)。

5.全球洋流的分布规律。

全球洋流的分布规律大体可分为几个区域:中低纬度海区、北半球中高纬度海区、北印度洋海区及南极洲周围(40°S~60°S附近)海区,各海区具体规律如下。

环流系统海区模式

以副热带海区为中心的副热带环流(北半球顺时针,南半球逆时针)中低纬度海区(除北印度洋海区)

以副极地海区为中心的副极地环流(逆时针)北半球中高纬度海区

北印度洋季风环流(夏季顺时针,冬季逆时针)北印度洋海区

西风漂流40°S~60°S附近环流

6.洋流对地理环境的影响。

[HT6][HJ*3]

环境类型影响

气候促进高、低纬度间热量和水分的输送和交换,调节全球热量和水分平衡;暖流增温增湿,寒流降温减湿

海洋生物(1)寒、暖流交汇形成的渔场:纽芬兰渔场和日本的北海道渔场;(2)上升流海域形成的渔场:秘鲁渔场

海洋航行(1)顺洋流航行可节约燃料,加快速度;(2)寒、暖流相遇形成的海雾,对海上航行不利;(3)洋流携带的冰山对海上航运有较大威胁

海洋污染加快净化速度;扩大污染范围

三、命题预测

综合分析近几年的高考命题,可知对地球上水体运动的考查有以下几种类型。

1.“水循环各环节的构成、陆地水体间转换的方式”是常见命题点。常见考查方式:以图文材料为背景,侧重考查河湖的补给类型,河流的水文特征,水系特征、成因以及河流、湖泊与人类活动的关系。考查角度为:以陆地水体之间的关系网络图或区域图为背景,考查对陆地水体关系及相关地理环境要素的影响的认知与分析能力;以区域流域图、河流流量图为载体,考查河流的水文特征分析,或以某一河流图为载体,比较不同河段水文特征的变化或差异。[HJ1.6mm]

2.“世界洋流的分布规律及其对地理环境的影响”是高考热衷的命题点。常见的考查方式:以模式图、文字材料、海陆分布图或海陆分布局部区域图为背景,或以热点事件为命题情境,考查学生对洋流分布规律、洋流对地理环境和人类活动的影响的认知与分析能力。

由此可见,2016年高考对此内容的考查侧重获取和解读信息的能力,以及运用相关原理、规律阐释事物的能力。具体会考查水循环的类型、作用及人类活动施加的影响和洋流及其对地理环境的影响。

四、能力测试

(原创) [HTK]水资源问题是全球面临的一个重要问题,是最严峻和最紧迫的问题之一,有些学者认为,可能比全球变暖和其他的一些问题还要急迫。结合图6,回答1~3题。

1.对两国缺水原因,叙述正确的是( )

A.两国经济以农业为主,用水量大

B.两国降水稀少

C.国土面积小,地表水、地下水存储的条件差

D.河流众多,但污染严重,不能利用

2.加强雨水收集,是解决城市缺水的一项重要措施。下列城市雨水利用流程工程占地少、效率高,处理后的雨水利用达到90%以上,图7所示系统适用于上述国家中的( )

A.甲国 B.乙国

C.两国都可以 D.两国都不可以

3.为解决淡水供给不足问题,现阶段两国可以采取的措施是( )

A.引用海水

B.国内跨流域调水

C.人工降水

D.利用科技,循环用水

(改编) 图8为局部海区大洋环流示意图。读图,完成4~5题。

4.依图中信息推断,此时所处的季节最有可能是( )

A.春季 B.夏季

C.秋季 D.冬季

5.对沿岸气候起到降温减湿作用的洋流是( )

A.① B.②

C.③ D.④

(改编) [HTK]图9示意某沿海地区甲洋流流经区域等温线T1和T2的分布状况。读图,回答6~7题。

6.若甲洋流所处的纬度是30°,下列洋流中能与其构成完整洋流系统的是( )

①本格拉寒流 ②千岛寒流 ③秘鲁寒流④西风漂流 ⑤南赤道暖流 ⑥东澳大利亚暖流 ⑦阿拉斯加暖流 ⑧巴西暖流 ⑨北太平洋暖流

A.甲②⑨①

B.⑧①⑤甲

C.③甲⑦②

D.⑥④甲⑤

7.若甲洋流的性质属于暖流,则甲洋流的地理位置在( )

A.(10°W,61°N) B.(150°W,4°S)

C.(157°E,28°S) D.(143°E,32°N)

[HTK](原创) 8.目前,能不能利用南极的冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题?这是很多科学家都在探讨的一个问题。很多科学家曾提出过运输冰山形式水的构想,并提出用船的动力和洋流将南极冰山拖至阿拉伯半岛,路线如图10所示。结合图10,回答下列问题。

[TPh95.TIF,BP][TS(][JZ][HT5"H]图10

(1)试从气候角度分析图中甲、乙两地景观的成因。

(2)试判定冰山运输的合适季节,并描述图中路线经过的洋流名称。

(3)试分析该做法对南极的影响。

【参考答案及解析】

1.C 甲为卡塔尔,年降水量小,河流稀少;乙为新加坡,年降水量大,河流较多。两国都为经济发达国家,水资源消耗量大,但两国国土面积小,地表水、地下水存储的条件差,致使水资源缺乏,故选C。

2.B 该系统适用于降水量较多的城市,故选用于乙国,故选B。

3.D 两国均为发达国家,科技发达,可加大科技投入,实现水资源的循环利用,故选D。

4.B 北印度洋海区洋流为自西向东流,为夏季,故选B。

5.D 对沿岸气候起到降温减湿作用的是寒流,④为西澳大利亚寒流,故选D。

6.D 根据洋流流经地区等温线的凸出方向就是洋流流向,再结合“甲洋流所处的纬度是30°”这一信息可以判定,该洋流位于南半球中低纬度大洋东岸(或大陆西部沿海),再调运南半球的大洋环流分布知识即可作答。

7.A 根据图中的海陆位置、洋流性质及流向可以判定,其位置在北半球中高纬度的大洋东岸。

8.(1)甲地常年受副热带高气压控制,全年炎热干燥,盛行下沉气流,降水稀少,形成了典型的荒漠景观;乙地常年受极地高压控制,盛行正常气流,降水稀少,但因为终年严寒,降水多以固体形式出现,而且不易融化,经年积累,形成厚厚的冰川。

水循环范文第4篇

[关键词] 循环水 加药 自动系统

目前,在电厂或能源站的生产设备中,工业循环水是不可缺少的部分,工业循环冷却系统在自然运行时,会因循环水的硬度、碱度、PH值、浓缩倍数、气温、环境湿度等因素的综合影响产生结垢或腐蚀倾向,两者对循环冷却系统的安全和运行效率都会产生不良影响, 致使设备的使用寿命极大的缩短,给企业造成很大的经济损失,为了抑制结垢或者腐蚀发生,就需向水中人工投加缓蚀剂或阻垢剂,而传统的循环水加药过程主要是依靠人工进行,人工投加药物存在加药量不能随着循环冷却水的水质以及各类相关工艺参数的变化而相应地变化的缺陷。近年来,对于提高工业循环水处理的自动化程度,引起了人们的高度重视。新研制的循环水加药系统采用自动控制加药装置进行药剂的精确投加,从而有效的将化学药剂经济、合理的加入到循环冷却水系统中,可以保证优良的水质,对延长生产设备的运行周期,降低能耗和生产成本,提高经济效益乃至环境的保护都具有重要意义。

一、循环水加药系统的概述

常规循环冷却水系统加药加酸处理,常用的缓蚀剂和阻垢剂包括聚磷酸盐、锌盐、聚梭酸盐和嶙酸盐等等。虽然能够起到一定的作用,但是要达到理想的效果,距离系统常年无垢运行还有很大的差距。传统的循环水加药过程多以加入液态药品为主,存在以下缺点:1、需要配加药泵,存在结构复杂、耗能、维修麻烦的缺点;2、要配备储存液体的容器体积大、占地空间大;3、存在安全隐患:液体药品易溅入眼睛、沾染身体;4、碳排放高。以上提到的各种问题可能在冷却水系统运行中综合存在,而且随着浓缩倍数的增加而更加严重。针对不同的水质及设备型式,采取切合实际的水处理方案,确保装置及水冷设备安全经济运行成为迫切需要。为了解决现有技术的循环水加药存在结构复杂、体积大、不安全和碳排放高等问题,现研制了循环水的加药系统,此系统具有占地面积小、结构简单、加药方便可行、安全环保的特点,它既能保证加药效果,以保持和稳定循环水质在一个良好的水平,保证系统的正常运行,又减轻运行人员的负担,节省人力物力。

二、循环水加药系统的组成

循环冷却水自动加药系统主要包括两部分:一是自动投加适量的阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂,二是自动保持适宜的浓缩倍数或循环水电导率,两者缺一不可。

(一)自动投加适量的阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂

水处理工艺流程大都根据原水水质壮況经过物理、物理化学、化学和/或生物化学方法去除杂质,使出水水质达标。目前,消除上述隐患的办法有多种,如臭氧法、超低频振动法以及向水体中注入适量的添加剂(混凝剂/絮凝剂、氧化剂、中和剂、阻垢剂、缓蚀剂等,通称“药剂”)是水处理工艺经常采用的技术路线,一次性设备投入较低,但对药剂的投加有一定要求,如适量、均匀、连续或定时,否则可能达不到预期效果,或增加运行费用。实践表明:采用自动加药技术及成套设备是提高设备效率、延长使用寿命、减少运行费用、强化管理工作的有效手段。采用自动加药系统是提高水处理设备效率、減少运行费用的必要手段,也是今后发展的必然趋势。

(二)自动保持适宜的浓缩倍数或循环水电导率

浓缩倍数是循环水水质管理的一个重要经济技术指标。随着循环水水处理药剂的发展,循环水处理都向高浓缩倍数(≥3.5)方向发展。浓缩倍数高,可减少排污量,有利于节约水资源,但水质变差,影响热交换效率,增加能耗;降低‘浓缩倍数’可使水质状况改善、热交换效果好,但排污量加大、用水量增加,有悖节水方针。既降低了新鲜补水量,又可节约药剂,降低运行成本,同时减少排污水量,减轻对环境的污染。反之,浓缩倍数偏低,运行成本上升。但在高浓缩倍数的运行情况下,水中的结垢性和腐蚀性离子成倍增加,并且药剂在系统中的停留时间延长。因此,在高浓缩倍数运行情况下如何判断系统水质是否具有恶化趋势,及时调整运行指标和水稳剂配方,显得尤为重要。理论计算和实验表明,保持‘浓缩倍数’在2.5~3.5之间比较适宜,但须视具体环境、工艺和水质状况作适当调整。保持‘浓缩倍数’的最佳手段就是采用‘浓缩倍数’自动保持系统。此系统采用在线监测循环水体电导率的技术路线,设定与最适浓缩倍数对应的电导率上限值,当循环水体的电导率达到该设定值时自动排污,随着补充水在液位控制器的作用下不断进入循环水系统,电导率的实测值不断下降,到达电导率下限值时,系统自动关闭排污阀,以此来保持在最适宜的范围。循环冷却水中的溶解盐类呈离子状态,具有一定的导电能力,因此可用溶液中的电导率间接地表示溶解盐类的含量。电导率测定方法较简单,但由于系统中投入氧化性杀菌剂后会增加一些溶解性的Cl-,Br-等离子,同时系统的物料泄漏等原因会引起电导率的波动。所以,对于循环冷却水系统而言,投入氧化性杀菌剂一般都是定期的,物料泄漏也不是经常性的。因此用电导率测定循环水浓缩倍数具有一定的参考意义。

三、循环水加药系统的功能

(一)AR-xy-01型

功能:① 加药泵可工作在手动/自动两种运行模式。运行在‘自动’模式时,由可编程时间控制器设定加药泵每天的运行时间段;运行在‘手动’模式时,由操作人员按启动/停止按钮;② 加药泵为半自动操作计量泵。设定加药速度后即自行以恒定速率加药;③ 药箱内药剂液位低达下限时,自动停泵和发出声光报警信号。

(二)AR-xy-02型

功能:有些用户要求带有搅拌机,故在Bj-xy-01型基础上增加搅拌机及其控制器。

(三) AR-xy-03型

功能:药液多为浓缩型或粉剂,必须注入适当水量稀释或溶解粉剂。配置同Bj-xy-02型,增加配药用远传水表、注水电磁阀和控制电器。加入浓缩药液或粉剂后,按照设定的水流量值自动注入自来水,直至达到设定值时停止注水;与此同时自动开动搅拌机工作。

(四)AR-xy-04型

功能:① 在线监测循环水体的电导率,间接反映‘浓缩倍数’(循环电导率/补充水电导率)。当电导率达到上限值时,自动开启排污阀和充水阀;当电导率恢复到下限设定值时,自动关闭排污阀和补充水阀。② 其他功能同Bj-xy-02型。

(五) 集中操作型(PLC控制)

适用于多套空调机组集中控制,控制柜操作盘上印有模拟控制流程图.根据用户实际需求可增加测量补充水电导率仪1台,冷却塔进、出口温度变送器各1台,集水池液位计1台以及pH计、浊度计、余氯分析仪等。

四、循环水加药系统的功效

循环水的加药系统采用固体加药的形式进行循环水处理,具有占地面积小、结构简单、加药方便可行、安全环保的特点,它既能保证加药效果,又减轻运行人员的负担,节省人力物力。由于新型的固体药品含有有机物鳌合剂和分散剂的混合物,可控制矿物质和有机物污垢,同时也含有缓蚀剂,保护系统金属材质。产品不含任何重金属,长效持久,安全无害,绿色环保,有效控制水垢沉积,不需使用加药泵,符合低碳排放,有效控制污垢,减少工人劳动力和设备的维护。确保循环水水质情况下,缓解或可能情况下解决甲方循环水系统及凝汽器钢管结垢的问题。同时还可提高循环水浓缩倍率,降低循环水的排污量。

五、总结

随着现代化工业的快速发展,冷却水的使用不仅用量越来越大,同时大量循环交换设备中存在的水垢由于得不到科学的清洗,导致了能源的消耗和环境的破坏,在设备遭到损害的同时降低了运行效率。①循环水加药系统采用自动控制加药装置进行药剂的精确投加,提高了经济效益,保护了生态环境。

参考文献:

[1] 高强. 循环水加药处理的可行研究[J]. 中国电力教育. 2010(S2).

[2] 刘建芹. 工业循环水系统的技术管理[J]. 内蒙古石油化工. 2009(02) .

[3] 侯凯旋,郑建,田华,沃留杰,王志勇. 自动加药系统在工业循环冷却水中的应用评述[J]. 河南化工. 2008(02) .

[4] 罗胜. 循环水的加药处理[J]. 广西轻工业. 2008(09) .

水循环范文第5篇

关键字:循环水泵 电力消耗 循环阻力 水力平衡 价值工程 

1 循环水泵容量过大的问题

循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题,其容量常常达到实际需要的2-4倍,造成工程投资和运行费用的严重浪费。其主要原因如下: 

1.1 设计冷负荷偏大

设计冷负荷是选择设备的主要依据,所以正确地计算建筑冷负荷对整个空调系统的设计十分重要。目前,教科书及设计手册中提供的空调负荷计算方法不论是计算围护结构的墙壁负荷,还是门窗负荷,其计算结果都是针对某一具体房间而言。然而,空调系统设备容量是依据整个建筑的冷负荷确定。由于建筑内各房间的朝向、位置、使用功能及其发热源等因素的不同,往往造成各房间最大冷负荷出现的时间并不相同。因此,建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。据调查在我国有部分设计人员在计算建筑冷负荷时只是简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加,导致计算结果远大于实际需求负荷。所以我们必须对此给予足够的重视,使设计负荷的确定更加合理正确。

1.2 系统循环阻力偏大

在计算系统循环阻力时,由于设计人员经验不足,使得一些计算参数取值过于保守,造成循环阻力计算值偏大,更有甚者,在施工图设计阶段采用估算方法确定循环阻力,致使计算循环阻力比实际值大一倍以上。

1.3 系统静压问题

空调系统充满水才能运行,水泵的进、出口承受相同的静水压力。因此,所选水泵的扬程只克服管道系统阻力即可。然而,有的设计者却把静水压力也计入该循环阻力之内,这当然会使循环水泵的容量增大很多。 

1.4 系统水力平衡问题

由于设计时不认真进行系统的水力平衡计算,工程竣工后又未按要求进行全面调试,往往造成系统水力失调,系统出现冷热不均的现象。有些技术人员错误地认为造成此现象的原因是循环水泵的容量太小,结果只简单地采用加大水泵的方法解决了之,自然也就使水泵容量增大。

2 水泵特性曲线及最佳工作点 

2.1 水泵的流量——扬程特性曲线

水泵的流量——扬程特性曲线一般有三种类型:平坦型、陡降型、驼峰型(如图 2.1所示)。用于空调水循环系统的水泵应具有平坦特性,其零流量与最大流量之间的扬程变化范围不应大于10%-15%;陡降特性的水泵由于其最大流量与最小流量间的扬程变化太大,故不宜选用;驼峰特性的水泵也不可采用,因为在两台水泵并联运行时可能引起负荷和扬程的周期变化,而当这一变化的频率等于系统的自振频率时便产生危险的“振荡现象”,而此现象将对系统的正常运行造成一定影响。

2.2 最佳工作点

如图2.2所示:循环水泵的最佳工作点是水泵特性曲线与系统管网特性曲线的交点A。但是,由于种种原因,系统的实际流量总是大于设计计算流量,其结果是设计水泵工作点沿水泵特性曲线向右偏移(如图2.2 B点)。

 

在水泵工作点向右偏移时,循环水泵所产生的扬程降低,这对系统的正常运行是极其不利的,尤其是系统中最不利环路,将促使该环路的流量进一步减少,影响正常使用功能。

造成工作点右移的原因主要有两个方面:首先是设计中水力计算采用过大的安全系数及不实际的压降计算方法,其次是设计的系统未进行认真的水力平衡计算,而施工后又未进行严格的系统调试。因此,为使系统按设计工况运行,除应认真仔细地进行相关计算外,还应在选择水泵时将水泵的工作点选择在最佳工作点左侧适当的位置,以防水泵实际工作点超出一定范围处于不经济的运行状况,影响系统正常运行。 

[NextPage]

3 循环水泵的技术经济分析

3.1 循环水泵的台数选择

《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87,2001年版)第6.1.11条规定:冷水泵(一次泵)的台数及流量,应与制冷机的台数及设计工况下的流量相对应。二次泵的设置,应根据冷水系统的大小、各并联环路压力损失的差异程度、使用条件和调节要求等通过技术经济比较确定。然而在实际工作中,设计人员往往未对空调系统各种设备的综合配置进行全面的技术经济分析,结果造成工程初投资增加及“大马拉小车”等浪费资源的现象。为避免发生该现象,广大设计人员在方案设计阶段应依据使用功能、高低峰负荷时间、系统特征以及其它条件,针对空调系统中的冷水机组、循环泵、冷却塔等设备的综合配置进行全面充分的技术经济分析,以期在满足使用功能的前提下降低工程造价和运行费用。

3.2 工程寿命周期成本

笔者认为在进行循环水泵、冷水机组等设备的技术经济分析时应引入一个概念——工程寿命周期成本。工程寿命周期成本是工程设计、开发、建造、使用、维修和报废等过程发生的费用,也即该项目在其确定的寿命周期内或在预定的有效期内所需支付的设计费、建安费、运行维修费、报废回收费的总和。在不同项目和不同项目阶段寿命周期成本也大不相同(如图 3.1 所示)。通常情况下,运营及维护成本往往大于项目建设的一次性投资。因此在进行技术经济分析时,应明确寿命周期成本包括的费用项目、各项费用的内容和范围以及它们在费用构成体系中的相互关系,这对我们进行技术经济比较十分重要。

3.3 价值工程

价值工程是以提高产品或作业价值为目的,通过有组织的创造性工作寻求用最低的寿命周期成本可靠地实现使用者所需功能的一种管理技术,其表达式如式3.3.1。

V = F/C (3.3.1) 

式中 V——研究对象的价值

 F——研究对象的功能

 C——研究对象的成本 

价值工程技术已广泛运用于研发、设计、建造等各行各业,其核心思想是以最低的寿命周期成本使产品具备它所必须具备的功能。在空调设备选型及技术经济分析时,设计者应充分运用价值工程理念,力争以最低工程投资达到必须的使用功能。当然就目前情况看,要达到这样的设计水平尚需时日,但广大设计人员应朝这个方向努力,以期取得良好的社会效益和经济效益。

4 结论

① 在空调设计中应客观准确地计算冷负荷和系统阻力,避免因此而造成设备选型偏大;

② 选择循环水泵时,注意水泵工况点向右偏移现象,以保障水泵扬程变化在系统正常运行的允许范围之内;

③ 工程寿命周期成本和价值工程都是工程经济评价的良好工具,在做技术经济分析时应充分运用它们。

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