水循环原理范文第1篇

【关键词】超声流量计；换能器；同轴电缆；质量控制

1概述

循环水系统是秦山二期核电工程3、4号机组中重要系统之一，作为汽轮机凝汽器及辅助冷却水系统的冷源，向其提供冷却海水。循环水系统的四条大口径出水管沟上，各安装一台内装式多声道超声流量计，用来测定满水工况下循环水泵参数和监测循环水系统的流量。

超声流量计测量装置由流量计主机、内装式换能器、同轴电缆、软件以及一些安装附件构成。其中，换能器的准确定位对于保证超声流量计测量精度起着关键作用。在核电厂运行环境中，输变电线路、发电机及变压器等设备对超声流量计测量装置存在电磁干扰，同轴电缆连接要求严格，影响信号传输强度。而调试工作是保证系统正常运行的关键，决定系统是否满足设计和生产运行要求。

为了最大限度降低安装阶段引起的误差，厂家已对仪表自身误差、安装误差、横向流引起的误差、脉动流引起的误差进行了分析。在此基础上，重点从换能器定位安装、电缆连接和调试三个方面进行控制。

2超声流量计测量原理

3换能器定位安装

3.1声道布置

（2）

式中，R为管道半径，?为管道断面与水平轴线的夹角，θ为换能器声道角。

3.3换能器安装

换能器空间位置误差和管道截面积测量误差均构成超声波流量计测量误差的重要原因，必须采用专业的激光经纬仪、激光瞄准器等安装工具和仪器进行精确定位和声道布置。

3.3.1确定换能器座位置

在确定管道轴线的前提下，可根据计算得到的声道布置和声道角找到8个换能器座的理论安装位置，在管壁上精确标记。考虑到换能器座和换能器自身高度，换能器的超声波发射面与管壁存在一定距离，因此需对理论安装位置进行修正，最后按修正后的位置进行换能器座焊接。

3.3.2铺设护缆管和电缆

铺设在管内的电缆护管，要求做到布置合理，阻水性小。穿缆器在焊接之前，所用孔应光滑无毛刺；穿缆器安装在外露钢管处，焊牢即可。将电缆往换能器端的电缆保护管中穿，穿时一定要保持电缆上的拉力恒定并满足最小弯曲半径的要求，不能刮破或拉断电缆。

3.3.3换能器的安装和对准

水循环原理范文第2篇

关键词：循环水 节能减排 技术改造

中原化工有限公司始建于20世纪80年代，由于当时条件所限及国家政策、法律要求不高，公司循环水直接排放，不但浪费了资源、能源，也增加了排污，污染了环境。为改变这种局面，根据国家有关要求，公司成立技术攻关小组，组织人员进行技术攻关，通过对合成车间、反应车间、锅炉车间等有循环水的所有车间进行深入分析、科学论证，制定技术改造方案，对循环水系统进行了彻底、科学、合理的改造。实践证明技改方案具有效果显著、投资省、可延长循环水循环周期2到3倍。通过技术改造既产生了较好的经济效益，也产生了较好的环境效益、社会效益。

一、循环水运行现状情况

中原化工有限公司是一家综合性化工企业，主要由尿素、甲醇等生产合成车间组成，配套一台70吨燃煤锅炉，锅炉采用湿法除尘。本次改造研究把合成氨车间冷却用水、氮肥车间冷却用水、造粒车间冷却用水、锅炉车间脱硫除尘废水、合成醛类冷却用水、原料脱氮脱硫冷却循环水、产品精馏车间冷却循环水等循环用水分别采取各自闭路循环。把各路循环后外排的污水进行研究分析，按含有的不同成分进行分类收集，设定统一处理目标，根据各自的特点采取不同的收集处理方式。水质具有独立特性的单独收集单独处理，水质具有相近、相似或相同特性在处理方式上又具有相同要求的集中收集、集中处理，处理合格后再循环利用。对锅炉车间脱硫、除尘冷却水、造粒车间冷却用水、原料脱氮、脱硫车间冷却循环水等相对纯度较高，含各种杂质及各种有机污染物、无机污染物较少的循环水可将其直接通入3#尿素循环水。根据不同性质的冷却水确定不同的去向，分类施策，分别利用，从而达到降低成本，节约能源、资源，减少对环境污染的效果。

（一）循环水补充水水源

中原化工有限公司将循环水作为补水水源主要有以下几种情况。

经过反渗透法处理后水的特点。经反渗透处理过的水，其中的无机污染物、有机污染物含量都较低，养分较少，不利于微生物、细菌、藻类的生长繁殖，长期使用反渗透法处理后的水，可有效降低设备的结垢率及污泥产生率。目前中原化工有限公司有四套反渗透装置，充分发挥四套反渗透装置的处理能力，可有效减轻脱盐装置的负荷，交换树脂的使用量及树脂复活剂的使用量都大幅度减少，反渗透法水的使用不但节约了成本也降低了污染物的排放。

用一次性水作为补充水水源。一次性水也可作为补充水，但是一次性水的缺点是水中含有的有机污染物、无机污染物、微生物都较高，如果作为补充水使用它的优点是水源充足、费用低，缺点是水的质量较差，若长期使用会使循环水中的无机离子含量增加较快，循环水质变化快，对设备影响大。因此该水不能作为长期大量补水的水源，所以只有当一次性水中各项有机、无机指标含量低时，才益补充一次性水。

将循环排放水终端排放水作为补充水水源。终端水是各套循环水的排放水，若不利用将排入外环境，浪费资源，污染环境，被视为污水，因此水的质量较差，浊度、无机盐分、其他有机污染物物及微生物都较多，是必需经过二次处理方可使用的水。该水处理主要采用物理法、物理化学法、化学法及生物化学法，沉淀环节等进行处理，经分析各项指标达到要求后方可进入循环水系统，参与再循环，如果将处理不达标的终端水补入循环水系统，将使循环水受到污染，恶化循环水水质，影响设备的工作效率及使用寿命。

（二）设备表面结垢、腐蚀、微生物藻类生长问题

各系统循环水的主要作用是降低设备的温度，使其保持恒定，保证设备处于最佳工作状态。而循环水散热的方式有以下几种，一是通过循环水与空气接触传导散热；二是通过水分蒸发带走热量散热。其散热过程循环水与大气密切接触，特别是在工业区与受污染的空气接触，使大气中的污染成分溶解在循环水中，使循环水的有机污染物、无机污染物浓度升高，水质发生变化。另外水分蒸发散热使循环水中的水变为水蒸气散发，进一步使水中的污染物浓缩、浓度升高。这样产生的后果是设备表面容易结垢，同时对设备产生一定的腐蚀作用。微生物及藻类大量繁殖，使循环水中的粘泥量增加，粘泥沉淀设备表面，影响设备散热，长时间沉积会导致管道堵塞，最终影响设备正常工作，功率下降，效率降低，甚者会影响生产。同时循环水的循环周期明显缩短，也增加对设备的清洗次数，导致成本增加，清洗产生的污染物污染环境。

二、处理方案

（一）补充水的预处理

一次水通过反渗透装置降低水中盐分、微生物以及有机物等其他物质的含量，采用反渗透装置处理的水，补入循环水后可保持循环水水质不会短时间恶化，使循环冷却水的使用周期明显延长。减少循环水的补充，降低了用水成本，减少污染物排放。但反渗透水处理费用相对较高。各循环环系的排放水叫终端水，其特点是其中含有污染成分复杂浓度较高，必须经过有效处理达标后方可使用。具体措施是用泵把污水打入加药池加药混合，使终端水与药剂密切接触、充分反应，停留一定时间后循环水中的颗粒物充分凝结，然后流入沉降池，把大颗粒固体沉降下来后流入清水池备用。稳定后的循环水浊度基本保持在30-40NTU，进口出口浊度最少能降50NTU，可以充分满足再循环的要求。

（二）循环水处理

随着循环水冷却水循环次数的增加，水中的有机污染物、无机污染物、微生物、藻类等杂质增加，浓度也会相应升高，极易沉积、结垢、堵塞，必须进行相应处理，否则不宜使用。中原化工有限公司采用缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂来控制设备的结垢、腐蚀以及菌藻繁殖，解决了浮着结垢及沉积堵塞问题。

缓蚀剂可以在金属表面形成一层保护膜，减少设备与有害物质的接触，有效阻止电子学腐蚀的进行，延缓腐蚀进度，提高设备使用寿命。

（三）增加旁滤设备

中原化工有限公司在系统中增加旁滤设备，辅助解决循环水浊度问题，通过旁滤设备的进一步调节与处理，使循环水系统长时间运行下的浊度变化不大，进出口浊度差在20-50NTU，保证循环水水质控制在指标内，确保系统运行正常、稳定。

（四）水的分类、分级使用

通过调查、研究、分析对水的分类、分级使用，主要从以下三个方面。一是油水分离，可防止含油废水再次污染不含油的废水。集中回收废水中的油，通过油回收装置进行氧化（酸化）沉淀、过滤，达到油标准重新使用，变废为宝，既降低成本，又减少污染。二是污水雨水分离，特别是初期雨水，落到地面冲洗地面，将地面的泥沙、杂质冲入雨水中，增加水的浑浊度，同时还将一些有机污染物如COD、BOD、石油类、SS物、生活垃圾中的微生物等溶入雨水中，对水质产生不良影响，必须对其单独收集，做到雨水分离。另外雨水数量不易控制，若不单独收集，当雨量大时会出现较大的设备冲击力，增加水负荷。三是水分级使用，尿素车间、脱碳车间设备标准高，对循环水影响较小，循环水质较好，当需补充循环水时，主要补充水质稳定、质量较好的反渗透水。甲醇车间、合成车间对循环水要求不高，对循环系统主要补充经处理过的终端水。

（五）加装过滤装置

该公司采用化学办法，用絮凝剂快速中和、处理水中胶体颗粒表面的负电荷，又能在粒子间起吸附作用，从而产生大颗粒絮凝物析出，再用助凝剂加大絮凝物颗粒直径，使其便于沉淀，减低水的浊度。该方法受水流速度的影响较大，当水流速度较慢时颗粒物易于沉降浊度降低，当水流速度较快时效果较差，为了解决速度快时的沉降问题，还需加装过滤装置，彻底解决沉降问题。

（六）去除水中盐分

如何去除水中盐分，应用较广的方法有三种。即电渗析法，反渗透法，离子交换法。

一是离子交换法的特点。离子交换法系统相对复杂，需要建立相应的软件设施，并且需要定期对离子交换树脂进行再生，消耗大量的酸、碱，投资费用与运行费用都较高，产污量较大。

二是反渗透法处理循环水的特点。利用反渗透法处理循环水，解决水中的盐分问题，特点是投资费用高但运行费用低。

三是电渗析法处理循环水的特点。电渗析法对原水的水质要求不高，设施简单，投资费用较低。电渗析的耗电量与原水含盐量密切相关，当原水中盐量高时用电量就高，成正比关系，含盐量在400-3500mg/L。采用电渗法，必须配以精密过滤系统去除悬浮物然后经电渗析除盐，只有密切配合才能较好地降低水中的含盐量，使之达到循环水补水水质的要求。

（七）沉淀污泥定期清掘

一般小型污水处理都设置重力浓缩池，经浓缩后的污泥集中到附近大型污水处理厂或污泥塘处理；除此之外还可以用污泥干化床，这种方式用于气候适宜，冬季不结冰的地区（冬季不适宜我公司使用），干化后的污泥用作农肥或填埋；也可以把污泥汇于污泥塘内，经长时间静置沉淀后，上清液回流至水处理系统，沉淀污泥定期清掘后造肥或填埋。

三、污水零排放

随着经济的壮大与发展，环境问题、资源问题也日益突出，循环经济、绿色经济理念正深入人心，环境问题是急需解决的重要问题之一。氮肥生产污水零排放项目会越来越多地在氮肥企业中推广，而如何治理好循环水，把握好循环水利用、处理的每个环节，达到使产污最小化，再利用最大化的效果，是做到零排放的重要因素。是循环水持续有效的再循环，不排向外环境，就能实现零排放无污染，公司就有可能实现经济效益与环境效益的最大化。

我公司通过对循环水再利用的调查、分析及处理技术的研究与应用，有效地解决了公司的资源、能源利用、污染物排放等实际问题，产生了较好的经济效益、环境效益及社会效益，为零排放奠定了基础，为同行提供了借鉴。

参考文献：

[1] 伦纳德・奥托兰诺著.环境管理与影响评价[M].北京：化学工业出版社，2004：95- 98.

[2] 赵军，杨凯等.上海城市河流生态系统服务的支付意愿[J].环境科学，2005（2）.

水循环原理范文第3篇

关键词：炼油厂；循环冷却水；系统；问题

中图分类号：TE685 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0177-02

中国石化海南炼油化工有限公司地处我国海南省西北部洋浦经济开发区区域，与北部湾比邻，包括避风港以及深水良港在内的区域优势比较显著。在当前技术条件支持下，海南炼化原油综合加工能力基本保持在平均每年800万t以上水平，循环冷却水系统在整个炼油化工工艺技术的优化发展中占据着不容小觑的作用。现阶段，为满足海南炼化各单元对于循环水用水的要求，设置有循环水场。考虑到炼油、化工所需循环水水质的差异性，系统共分两部分，其中炼油部分循环水设计用量为

25 973 m3/h，设计规模为29 800 m3/h；化工部分循环水设计用量为8 100 m3/h，设计规模为12 000 m3/h。在整个生产系统运行过程当中，化工循环水系统与空分空压循环水系统之间的循环冷、热水增设连通跨线，以便空分空压在正常生产时可由化工循环水系统供应。

1 炼油厂循环冷却水系统工艺原理及改进措施分

析

水体在通过循环冷却水系统相关化热性设备（包括炼油装置、水冷器装置以及化工装置在内）的换热反应作用之下会留有一部分的余压。这部分余压使得压力循环热水水体能够流入冷却塔当中发生冷却反应。特别值得注意的一点是：在整个冷却塔装置内部，这部分压力循环热水的流动方向始终保持与冷却塔内部空气流向的相反性，并在与空气发生直接且充分性接触反应的过程当中完成相应的物质交换作业以及热交换作业。在经过冷却塔内部充分冷却处理的水体能够在配水渠传输通道的作用之下自塔下水池流入冷水池反应装置当中，并在此过程当中完成借助于循环冷水泵装置的加压处理与输送操作，从而实现循环使用。基于对改进后整个炼油厂循环冷却水系统工作流程的分析，从设备配置角度上来说，应当做出相应优化的内容重点可以归纳为如下几个方面。

①冷却塔装置优化。针对传统循环冷却水系统冷却塔中老化风机及电机装置进行更新处理，特别注意将风筒更新为动能回收作业模式。在此基础之上，针对包括风筒、收水器以及配料装置在内的关键设备原材进行优化改进，优选强度参数较高的非金属材料，通过对这部分关键设备原材耐腐蚀性能的提升，有效减少整个炼油厂循环冷却水系统在正常运行状态下频频出现的维修问题，进而实现相关设备运行作业的长期性与稳定性。与此同时，针对原有循环冷却水系统中收水器在运行状态下所表现出的漂水损失率较高的问题予以改进，通过对更新高效低阻收水器装置的方式，一方面能够提高漂水作业的有效性，另一方面也能够实现对风机有效使用寿命的维护与延长。在此基础之上，结合海南炼油厂所处地域特性，通过对玻璃钢材质保护性设备的选取能够实现对整个冷却塔抗紫外线干扰的有效保护，确保循环冷却水系统运行的正常性与稳定性。

②循环冷水泵装置优化。首先，将循环冷水泵布设位置设定在露天状态，相对于室内环境下的运行而言，露天布设状态下循环冷水泵装置维修作业更为简便、运行维护费用开支更为合理，并借助于对真空泵装置抽真空方式的应用，确保了整个循环冷水泵装置启动响应动作执行的有效性与可靠性。与此同时，改进后的循环冷水处理系统还于炼油装置邻近部位配备有小型水泵，能够实现在炼油设备处于启动/停止状态下对于循环水供水量的调节目的。与此同时，针对原油循环冷却水系统在实践运行过程当中出现的蒸汽分配不均衡问题进行了有效改进，通过设置两台透平驱动作业泵装置的方式一方面确保了循环冷水泵运行作业的节能性，另一方面通过对蒸汽平衡的有效满足提高了循环水作业效率。

③加药系统优化。通过对原有炼油厂循环冷却水系统运行作业的分析发现：在加药系统的运行过程当中，相关运行管理维护工作人员无法针对参与循环冷却水系统反应的药剂成分进行监测处理，也无法以一种相对于而言比较直观与简便的方式进行统计，从而在整个加药系统的运行过程当中无法可靠确保加药合格率的稳定性。基于原有加药系统存在的以上问题，在整个炼油厂循环冷却水系统的改进过程当中借助于对示踪技术的应用有效解决了以上问题。经过改进处理后的整个加药系统由加药泵装置、加药罐装置以及控制仪装置组成。其中加药罐容积设定为1.0 m3，正常运行状态下加药泵极限流量为30.3 l/h。简单来说，在整个炼油厂循环冷却水系统的正常运行状态下，仅需要将循环水水体回水部分引入控制设备采样水进口位置即可实现对加药药剂中所含各种有效成分的监测作业，并借助于人机交互的方式直观显示。更为关键的一点是，显示于数字显示器终端中的数据信息能够以标准电流的方式完成输出作业，从而给实现对加药系统中加压泵装置开度有效控制的目的。这种改进方式最为显著的优势在于能够确保整个炼油厂循环冷却水应用系统中总磷含量能够始终控制在标准规范范围内，进而也就确保了加药系统加药合格水平的高效与稳定。

④自动杀菌系统优化。更新原有杀菌系统中所采取的杀菌技术，借助于对缓慢释放型自动杀菌技术的应用实现整个杀菌系统在炼油厂循环冷却水系统中的自动化控制。特别值得注意的一点是：借助于整个杀菌系统对自动化控制的实现，能够实现对整个反应过程当中循环水水体回水余氯值的有效控制，这对于提高整个循环冷却水系统杀菌作业时效性与可靠性而言极为关键。

2 炼油厂循环冷却水技术控制优势分析

在针对炼油厂循环冷却水系统进行改进的技术支持作用之下，考虑到原有循环冷却水系统受到各方面因素影响较易在正常运行过程当中出现循环水水体水质结垢及腐蚀问题，从而对整个循环冷却水系统相关设备的换热效率发挥以及正常使用年限的实现造成不利影响，干扰对循环水水处理作业的有效性，在以上改进过程当中还应当基于对炼油厂循环冷却水系统技术的有效控制确保其应用质量的稳定性以及循环水水体质量的有效性。具体而言，需要关注如下几点问题。

首先，在炼油厂循环冷却水系统自动加药装置运行过程当中借助于对荧光示踪技术的综合应用，能够确保加药系统运行相对于反应状态下循环水水体阻垢问题的有效缓释及消解目的，从而提高循环水水体水质。与此同时，通过对余氯分析仪装置的应用能够实现对加药系统相对于加药剂量的有效控制。简单来说，在自动加药装置的正常运行状态作用之下，循环水水体中的余氯含量应当中维持在0.5～1.0 mg/l的正常水平范围之内。这也就意味着当余氯分析仪装置监测到循环水水体中余氯参数表现为1.0 mg/l状态的情况下，自动加药装置能够及时停止药剂加入动作。而当余氯分析仪装置监测到循环水水体中余氯参数表现为1.0 mg/l状态的情况下，自动加药装置能够及时停止药剂加入动作。

其次，在炼油厂循环冷却水系统杀菌剂缓慢投加自动控制系统的运行过程当中，能够以自动加药系统中余氯分析仪装置所确定的循环水水体中余氯值含量的有效控制，结合对循环水回水总管装置运行专题太的分析确保杀菌剂量的选取能够保持与循环回水总管余氯值参数的相关性变动，进而确保有关循环水水体杀菌剂消毒处理的有效性。在此过程当中需要特别注意的一个方面问题在于：通过对加料斗装置、计量系统装置、输送系统装置以及自动控制装置的总额和应用，能够结合对循环回水总管实时余氯量指标的在线设定，通过余氯控制仪装置针对加料斗电动阀装置、补水阀装置以及输送泵装置传输相应的数据信号，通过对指标高低程度的判定完成自动化的杀菌与消毒作业过程。

3 结 语

综上所述，通过对炼油厂原有循环冷却水系统的改进与优化，确保了整个系统技术综合应用的有效性，提高了循环冷却水处理系统的作业效率与运行质量，由此而获取的经济效益与综合效益是极为突出的。总而言之，本文针对有关炼油厂循环冷却水技术相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献：

[1] 张玉玲，黄君礼，程志辉，等.聚天冬氨酸用于循环冷却水的性能研究[J].南京理工大学学报（自然科学版），2007，31（5）：654-658.

[2] 周彤，郭晓，周向争，等.城市污水回用于循环冷却水时氨氮去除[J].工业用水与废水，2000，31，（6）：9-11.

[3] 马涛，刘芳，赵朝成，等.循环水系统黏泥细菌群落结构多样性的PCR-DGGE分析[J].石油学报，2011，27（3）：493-500.

[4] 刘芳，侯衍美，赵朝成，等.循环冷却水系统中生物黏泥形成的水质影响因素[J].中国石油大学学报（自然科学版），2009，33（2）：149-154.

水循环原理范文第4篇

[关键词] 水资源 循环经济 再利用 意义

1 前言

水是重要的自然资源，是人类赖以生存和社会发展的必要资源。随着社会经济的发展，“水危机”日益显现，人们对于水资源的开发利用研究也经历了由低级向高级发展的过程。起初人们对水资源的研究仅仅局限于对水资源的开发利用，研究水资源的时空分布规律和运动规律，即着重于水资源自然属性的研究。随着社会的发展，特别是现代科技革命，使人们对水资源的研究产生了一个质的飞跃，逐步从水资源自然属性的研究过渡到水资源社会经济属性的研究，从社会经济系统的角度广泛开展水资源合理开发利用研究，这些研究领域包括水资源与经济发展关系的研究、水环境安全的研究、水权水价的研究、水资源管理体制的研究等。

2 水循环经济的概念与特征

2.1 水循环经济的概念

水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式，它是建立在社会水循环系统分析的基础上，遵循循环经济的思想，按照水资源节约、水环境友好的原则，使人们在生产和生活过程中，在水资源开发利用的各个环节，始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则，重视采用新技术、新材料、新工艺，并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障，提高水的利用效益和效率，最大限度地减轻和降低污染，从而实现社会发展的最终可持续性。

2.2 水循环经济的特征

根据水循环经济的定义，通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出，水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征：

2.2.1发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性

水循环经济模式在发展目标上追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一，要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。

（1）效率特征要求水资源利用注重节水，在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下，采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染，高效利用水资源。

（2）效益特征表现在中观上水资源配置的高效益，要构建节水型经济系统和节水型社会系统。

（3）可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护，不以牺牲生态环境为代价，这是水循环经济模式追求的最高目标。

2.2.2管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环

发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境，水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环，且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济需要贯彻以下三个基本原则：

输入端的减量化原则（Reduce）。要求在供水环节，减少进入生产和消费流程的水资源量，即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求，在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。

过程控制的再利用原则（Reuse）。为了提高水资源的利用效率，要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用，水资源在生产过程中尽量多次重复利用。

输出端的再循环原则（Recycle）。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。

2.2.3利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化

先进的科学技术是循环经济的核心竞争力，如果没有先进技术的输入，水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。

有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用，充分利用价格、税收和财政等各种经济手段，实现符合水循环经济发展要求的3R原则。

法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展，也是所有发达国家普遍采用的重要手段，是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。

3 水资源再利用模式

水资源再利用模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中，包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是节水，减少对自然水资源的索取；二是减少排放，减少对自然水生态的扰动。水资源再利用模式在人类实践中早有应用，如节水器具，节水的绿色建筑，还有各种中水的回用等。总体来看，对这些模式的研究和分析还不够深入，没有更好地提炼总结，尤其是从经济学角度的分析还有待加强。

3.1节约用水模式。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪费严重。可见，我国农业节水潜力相当可观，应大力研究和分析农业节水模式，通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究，通过产业布局的调整和产业结构的调整，达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇，要加强水的循环利用研究，控城镇生活的用水浪费，减少城市给水管网和用水器具漏水损失，充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益，通过成本和效益的比较，选择最优的节约用水模式。

3.2清洁生产模式。近年来，世界上大力推广清洁生产，广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施，20年来，日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280 t水中，只有14 t是注入的新水，其余用的都是循环水。至2000年，我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上，但与世界先进水平的90%～95%相比，还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计，2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3，增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究，多角度地选择清洁生产模式，改进工艺和流程，进一步提高多次重复循环用水，提高用水的效率。

3.3污水资源化模式。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命，是工业废水治理的努力方向；城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理，分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统，将生活、生产污水处理之后再次使用，从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水，主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工业废水）以每年6.5%的速度增加，预计到2020年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此，污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点，需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。

3.4雨水资源化模式。由于自然和历史的原因，在我国北方地区，尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计，当地人均可利用水资源占用量只有110 m3，是全国人均可利用水资源占有量（720m3）的15.3%，是世界人均可利用水资源占有量（2970m3）的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来，西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验，使他们得以在这里生存。面对发展的需要，这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此，今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。

3.5海水淡化模式。我国拥有1万8000多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区，海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算，中国城市的用水中约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%，就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源，同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代，目前在技术上还不够成熟。今后，需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究，使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。

4 水资源再利用技术的创新

“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径，在水资源供应不断减少的今天，其核心在于水的循环利用，即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施，增加水资源的间接供应，尽量减少水的使用量，这样不仅可以减少无效需求，减轻供水压力，还可以相应减少污水排放和污水处理的负担，减少对环境的污染。为此，循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施，特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。

技术创新是为了实现一定的系统目标，考虑系统内外客观因素的制约，对各种可能得到的技术手段进行分析比较，不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究，主要是从事技术科学的学者，要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中，通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析，提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。

例如，在社会经济系统中，各用水部门与行业都存在节水技术与相关设备；在污水处理厂，要实现污水的资源化利用，必须不断更新处理设施和技术，以提高污水的处理水平；同样，要实现污水的循环利用，需要对饮用水、循环水的管道系统进行技术改造。从经济学的角度看，还需要考虑不同技术项目的成本与效益，如引入新的生产流程与工艺所需要的投入及预期产出。从企业和区域社会经济发展来看，还要对比分析采取水循环技术的长期成本和短期成本，从而确定水循环技术的可行性。这些工作，需要根据各地的水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平等因素，对各类循环水的技术和设备进行系统的分类，并提出相关的技术识别评价指标，为水循环经济的发展提供理论指导。

5 水循环经济管理体制及经济机制

长期以来，我国实行水资源分部门管理的体制，水量与水质、地表水与地下水等分割管理，水资源的分割管理导致部门职能交叉、政出多门、推萎扯皮、管理效率低下等诸多弊端。随着社会经济近年来的快速发展，不少地区的水短缺和水污染等水问题日显严重，传统的水资源分割管理模式越来越成为制约水资源可持续利用的障碍。加强水循环经济管理体制和经济机制问题的研究是实践水循环经济工作的突破口，更是实现社会经济可持续发展目标的迫切要求。水循环经济管理体制和经济机制的研究包括循环水权制度的研究、循环水权交易市场的研究、循环水价的研究、水循环经济政府财政和税收的研究、有关循环水的法律法规的建立和完善研究等。

6 结论

我国是一个水资源严重缺乏的国家，迫切需要在包括工业、农业等在内的各个领域引入水与资源可持续利用的概念与技术。通过水循环与资源的回收，不仅可以节约水和资源，减少对环境的依赖，还可以最大限度地减少废水排放，保护环境。因此，建立水循环经济与水资源再利用体系研究是非常有意义的。

参考文献：

[1] 王晓昌,张荔,袁宠林,等.水资源利用与保护[M].北京:高等教育出版社,2008.

水循环原理范文第5篇

关键词:变频器 ACS1000 原理 维护

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0089-01

现代工业生产中,由于工艺流程的要求玩玩需要电机的转速可调,从已达到对产品质量、生产过程的精确控制。现在工业生产最常用的调速手段是交流变频器。由于变频器是交流-整流-逆变的过程,每个转换过程都会发热,特别是逆变的过程要产生大量的热。功率较小的变频器往往采用风冷散热,但大功率的就必须要用到水冷了。水冷散热具有散热效率高,且水冷变频器还有噪音小的特点。本文主要谈的是ABB ACS1000水冷变频器的水冷系统。

1 ACS1000水冷变频器的水冷系统原理

ACS1000变频器的水冷可以分为内循环和外循环,内外循环之间有热交换器,进行热能量交换。

1.1 外循环

所谓的外循环就是从外部接一套循环水系统,把变频器产生的热量通过内循环—热交换器即时的交换出去。同时也把内部热空气通过另外一个热交换器带出去。一般采用的是把厂内循环水直接引入电缆间再从电缆间引入变频柜。

如图1所示,增加旁通阀主要是为了清洗过滤器时可以不用停机。

1.2 内循环系统

内循环系统是整套水冷系统的核心。其原理的是将变频器运行时所产生的热量及时的通过水传导出去,由于水是导电体,所以必须要增加一套去除水中离子的装置,使水的导电能力(电导率)降低到一个可以接受的范围(低于0.7μS)。

其原理是通过水泵把向变频的器的逆变、整流及电抗器内部注入循环水,在通过热交换器进热量的交换达到冷却的目的。

另外,变频器内部还有一套风冷系统,用来冷却内部运算电路板、接口板、及低压工作电源等,原理是通过水-空气热交换器把内部的热风及时的通过外循环水带走。

2 运行以来发生的几次停机事故及对策

某厂水冷变频器自开工运行以来发生过三次故障,现分析如下。

2.1 事故简介及原因分析

第一次是冬季发生的变频器外循环管线结冰的情况,在一次正常停机的时候由于停机时内循环是停止的导致B14关闭,从而外循环也停止。(当然定期清理变频器内的外循环水过滤器,也需要把外循环暂时关闭),由于电缆间没有空调等制热设备导致外循环水线结冰,从而导致不能开机延误了生产,从而造成了经济损失。

第二次是水箱水位低跳闸。水冷变频器的内循环水线之间的街头是通过一个金属头进行连接的,而金属头和管线直接则是特殊设计的一次性连接,这种连接具有连接简单密封性好的特点。但由于管线较硬,若管线以较大的角度晃动则会造成结合处漏水。当水箱的水位低于设定值时则导致变频器跳闸,生产停工。

第三次是变频器冷却水温度高跳闸,原因是外循环水的过滤器堵塞导致外循环水流量不能达到冷却需求。由于外循环水是整个厂区统一提供的循环水,所以对其水质无法进行提高,只能靠过滤器被动的进行改善,但是每次都是到停工的时候才去清理过滤器。若是生产比较稳定,一个较长的时期不停工则会导致过滤器堵塞,从而可能发生导致变频器跳闸。

2.2 实施对策

对于事故一主要预防措施就是在外循环水线上添加跨接阀,并在每次停机的时候及时打开外循环水的跨接旁通阀。保证水的流动,防止循环水冻凝。送电时则要及时的关闭,以免外循环的水没有经过热交换器,达不到散热的目的。从而导致报警、停机。

第二种事故的对策是:(1)加强巡检次数。(2)可以安装一个液体渗漏传感器。在ACS1000变频器的190.43组参数里有一个关于WtrCoolLeakage的设置组,在这里可以对一个液体渗漏传感器进行设置。从而能及早的发出报警信号,能有充裕的时间进行处理,防止非计划停工。

最后一种情况外是一种比较严重的故障。最彻底的解决办法是在外循环水线上再增加一套过滤系统,这样可以两套交替运行,从而可以对其中一套进行定期的清理而不必等生产停工。还有就是在现有基础上进行定期清理,每次清理时让循环水经过旁路进入变频器。但是这种要求清理过程要快不然会导致变频器内的过滤器堵塞。

3 水冷变频器的维护

3.1 日常维护

日常维护分每日的巡检和定期的清理。

每日的巡检就是在控制盘看水温、水压、和电导率是否在正常范围内;并打开水冷柜的柜门看水位是否正常,是否有渗漏以及内部电机的运行情况。

定期清理,就是在计划停工的时候或长时间的非计划停工的时候及时对外循环水的过滤器进行清理。

3.2 厂家维护

ABB售后服务人员会定期对变频器的整个循环系统进行检测以确定运行情况。比如:内循环系统的滤网和离子交换器由于不能进行清理,只能采取定时更换的方式(每3年更换一次)。

4 结语

本文简单的介绍了ABB ACS1000变频器水冷系统的原理及日常维护方法,并简单的讨论了发生的几次事故及对策。由于是首次采用水冷系统,导致运行维护经验不足是导致上述故障的主要原因,希望拙文能对相关行业的生产维护有所帮助,减少事故的发生。

参考文献

[1] ABB ACS1000 Medium Voltage AC Drives SignalanParameter Table,MSAH44xx,2006,12,18.