循环系统十篇

循环系统篇1

1开放性

开放性是实现系统和谐有序的前提。系统只有开放，才有可能从外界环境不断地引入负熵流，把自身的熵排入到外界中，从而实现系统的有序，推动系统发展。系统的孤立或封闭只能导致系统的死亡或使系统处于紊乱无序状态。

循环经济是由环境和经济系统构成的开放、动态的系统，正是因为系统的开放，从而使得循环经济系统异常活跃，并能对相关环境做出积极反应。传统经济所形成的则是一个孤立的、封闭的系统。在传统经济系统中的物质和能量转化是以资源的使用为开端，经过能量的转化，除了被系统吸收的能量之外，其余的能量则被排出系统之外，不再参与物质的循环，整个过程是一次性的。这意味着传统经济的整个经济活动只能朝一个直线向上的平衡方向发展，一旦平衡达到，过程结束了，整个系统也就瓦解了，在此过程中，能量的输入和输出互不相干，输出对输入没有形成反馈。因此，传统经济往往会因为资源的短缺而危及到物质基础，使经济活动难以为继。而循环经济则不同，循环经济系统不断从外界输入能量补充内部消耗，经过能量的转化，其中一部分能量在系统内部被吸收，还有的能量和物质被损耗，另外一些能量和物质则被反馈到输入过程，与外界的物质和能量相结合，形成一个物质和能量不断转化的循环回路。因此，循环经济的内部物质和能量的转化可以持续不断地进行，这个过程是不可逆的，也是系统走上有序的基本途径。社会经济运行具有生产者、消费者和分解者的三大功能，实施循环经济战略从本质上要求恢复和重建“自然一经济一社会”的合理规则和运行路线，它以绿色技术为支撑，在企业内部、企业之间和企业与环境之间通过建立稳定、健康的物质流、能量流和信息流，实现了经济效益、生态效益和社会效益的“三赢”。循环经济的运行方式通过完整的物流分析，不仅延长了线性经济，而且实现了闭合循环，在“资源利用—绿色工业—资源再生”各个环节实施了“减量化”、“再利用”和“资源化”原则，真正体现了可持续发展的经济涵义。循环经济系统所表现出的结构与功能以及相应的生态、反馈、抗逆、共建共享，形成了一个有序的、具有自组织功效、有较强抗干扰能力和取得物质、能量损耗最小而系统内部寻求优化的整体运行模式。

2动态性

复杂性系统总是在不断变化的，动态演化性是产生系统复杂性的主要原因之一。复杂系统总是从一种状态变化到另一种状态，其中稳定与平衡是运动的一种趋势，而波动、不平衡、矛盾等才是运动的常态，系统在矛盾运动中表现出十分复杂的现象。复杂系统运行的有序化取决于系统内部相关因素的相互作用能否形成动态演化态势。动态演化态势的形成和发展与复杂系统运行有着内在的必然联系。复杂系统是动态的，处于不断的演化过程中，总趋向于进化。随着时间发展，其结构、功能、行为不断变化，总的趋向是通过自适应、自组织作用向更高级的有序化演化，具有自适应和进化能力。循环经济系统同样也要遵循这一系统动态演化规律。

循环经济系统是由多种元素构成的复杂系统，它以生态学、经济学、管理学等学科为基础，以绿色技术为技术载体，目的是实现人、生态和经济的协调发展。因此，循环经济系统的正常运转不仅要受到系统内部各种因素的影响，同时也会受到外部条件的制约。随着科学探索的不断深入和技术的向前发展，循环经济也必然不断丰富自身的内容，它的发展也会更科学，更符合社会发展的要求。事实上，循环经济本身就是在可持续发展思想的提出和绿色技术日臻完善的条件下产生和发展起来的，它的形成就是经济活动与科学技术、社会发展战略相互作用的结果。目前，循环经济正处在一个市场需求多样化，技术快速发展的动态环境中，它与环境的交流越来越频繁。循环经济只有不断从外部环境中吸收新的能量，接受新的信息，才能增强它的生命力，更好地实现它的目标。发展循环经济就必须遵循动态性的原则，关注前沿科学，引进生态技术。资源利用率的提高，资源综合利用的实现，都需要以科学和技术的进步为依托，不吸收先进的科技成果，循环经济的发展就无法适应社会的要求和时代的潮流。

3多层次性

系统是由相互联系的部分组成，系统的整体性的维持和发展，有赖于一个连续的等级结构，即层次性。系统的层次性主要是指任何复杂系统都可以从纵向上可以分为若干等级，其中低一级系统就是高一级系统的若干组成部分，不同的层次之间存在隶属关系。系统层次性是系统在进化过程中形成的，系统的层次与层次之间具有不可分割的相互联系和作用，系统的层次性突出了部分与整体之间的质的差异，强调高层次向低层次的不可还原性。

循环经济有着不同的等级及层次结构。

首先，循环经济中物质循环的场所具有层次性。这可以从三个层面来说明：①企业层面。即物质资源在企业内部的循环，也叫基础循环。企业推行清洁生产，选择清洁生产工艺，建立生产全过程的环境管理系统，减少产品和服务中物料和能源的消耗量，实现最终排放废物减量化、资源化、无害化。企业生产过程产生的废弃物、污染物经本企业自身的物理化学处理，使之成为再生资源，实现低排放或零排放，建立生产者责任延伸制度，促进产品生态设计。②区域层面。即物质资源在产业部门之间的循环，也叫中观循环。这个层次的资源流动既可以在同产业部门间实现，也可以跨产业进行。若干互相关联的企业建立共生的工业园区，甲企业的废弃物、污染物由乙企业处理利用，乙企业的废弃物、污染物由丙企业处理利用，从而形成较大的链式循环。区域内企业或行业间建立生态产业群落，上游企业的副产品或废弃物用做下游企业的原料，形成企业间的工业代谢和共生关系，在生态工业、生态农业、生态化的服务业内实现废弃物资源化。③社会层面。即在全社会的生产、流通、消费之间建立的循环，也称宏观循环。以生产链为纽带，统筹规划工业与农业、生产与消费、城市与农村的发展，大力发展资源循环利用产业，实行可持续生产和消费，逐步建成资源节约型和环境友好型社会。在社会层面上就要建立相关的政策体系，倡导绿色消费，建立绿色政府、绿色办公、绿色采购，建立节约型的社会，包括节水、节能等。

其次，循环经济中物质循环的反馈过程具有多层次性。在物质和能量的转化过程中，输入和输出相互作用，形成多层次、多步骤的循环过程。其中，在每一次输出进入新的循环成为输入部分时，又会形成新的步骤和层次。如农场为酒厂提供酿酒的原材料——稻谷，稻壳作为酒厂的废弃物输出，又成为生态农药厂发酵提取菌种的原材料，每次的输出对输入都是一个质能的反馈。输入和输出的循环就构成循环经济复杂的网络和层次，这也是循环经济多层性的一个显著特征。

4非线性

非线性是指变量与变量之间没有正比例那样的直线关系，在非线性系统中，凡是非线性都可以找到一条直线和它至少有两个以上的交点，这就引起多值性，叠加原理失效，不具有加和性和可分性。在非线性系统中，系统一个变量的微小变化，可能导致系统其他变量产生不成比例的甚至灾难性的变化，从而导致“蝴蝶效应”。

循环经济是国际社会推进可持续发展战略的优选模式之一。它是以物质流动为特征的一种生态经济，它与传统的资源消费、产品生产、废物排放这么一个单向线性流动经济不同，它是一种再生的资源、一种流动的资源，是物质和能量在整个经济活动中得到合理的利用，最大限度地提高资源配置的效益，实现经济生态化转向。它强调以循环生产模式替代线性生产模式，表现为“资源——产品——再生资源”这一最有效利用资源和保护环境的路线，体现在循环经济的构成是多层次的技术、知识、管理的长期积累，显示出与外界环境相联系的多层次、多目标的开放性和彼此间的耦合特征。循环经济将传统的线性、开放式的经济系统转变为非线性的经济系统，逐步实现很小的排放性和环境友好性，使市场生产的产品能够持久的使用，并延长使用的寿命。

根据非线性系统的特征，循环经济系统涉及无数的因素(或变量)，这些因素(或变量)又构成错综复杂的相互联系，在这些因素、关系之间很难区分谁主谁次、谁重谁轻，它们之间的机制不是简单的径直的因果规定，而是复杂的交互作用、双向甚至多向的构建方式。一旦其中的某个要素受到干扰，都会反馈到系统的整体功能上，影响到系统的稳定性。因此，不能从循环经济局部的个别目标去判断它的发展方向，也不能仅仅通过子系统的功能来确定它的整体功能。如在循环经济系统中，采用清洁技术可以减少或者避免污染的产生。资源的再利用环节则形成了物质的循环，如果在生产中运用了清洁技术，但产生的废弃物却没有进行再利用，而是直接排出系统外，这样就不能称这次经济活动为循环经济，因为它没有履行其中一个环节的功能，从而无法实现循环经济的整体功能。因此，在发展循环经济时，要把握系统的整体性，从系统的各个方面进行合理规划，让每个环节都充分实现各自功能，保证循环经济系统各要素的相互衔接，实现整体功能的最优化，达成系统的目标。

5自组织性

自组织是开放系统在大量子系统合作下出现的宏观的新结构。系统随着时间而变化，经过系统内部和系统与环境的相互作用，不断适应、调节，通过自组织作用，经过不同阶段和不同的过程，向更高级的有序化发展，涌现出独特的整体行为与特征，具有自适应、自组织的趋向有序化功能。维纳提出的控制论，阐述了以正反馈和负反馈为基础的“自组织”科学概念。

循环系统篇2

关键词：冷却循环水系统 选型 冷却水处理 管道布置

引言

随着国民经济的发展，使用集中式空调系统的建筑越来越多，能耗也随之增大。作为空调系统中循环冷却水系统，虽然水量较小，设备为定型产品，水质要求较低，季节性运转等，但设计中对一些具体的细节问题，关注不够，造成冷却水系统水温降不下来，系统能耗过大，运转操作不便等问题，甚至由于空调冷却水系统的结垢、腐蚀和藻类滋生造成循环水系统管道的堵塞和腐蚀。为有效解决上述问题，下面从冷却塔选型，循环水的处理，系统管道的布置几个方面进行分析。

1循环冷却水系统设备的合理选型

1.1注重设计基础资料

为保证冷却塔的冷却效果，必须注重气象参数的收集， 气象参数应包括空气干球温度θ（℃），空气湿球温度τ（℃），大气压力P(Pa)，夏季主导风向，风速或风压，冬季最低气温等。

根据《采暖通风与空气调节设计规范》和《建筑给水排水设计规范》，冷却塔设计计算所选用的空气干球温度和湿球温度，应与所服务的空调等系统的设计空气干球温度和湿球温度相吻合，应采用历年平均不保证50小时的干球温度和湿球温度。

1.2循环冷却水量确定

确定冷却循环水量时，首先要清楚准确地了解空调负荷及空调设备要求的冷却循环水量，同时还要关注空调机的选型，一般可根据制冷量（美RT），估算冷却循环水量Q（m3/h），对于机械式制冷：离心式、螺杆式、往复式制冷机，Q=0.8RT。对于热力式制冷：单、双效溴化锂吸收式制冷机，Q=(1.0-1.1)RT 。

1.3冷却塔选型

民用建筑冷却塔选型一般选超低噪音逆流冷却塔，逆流塔冷却水与空气逆流接触，热交换率高，当循环水量容积散质系数βxv相同，填料容积比横流式要少约20%-30%，对于大流量的循环系统，可以采用横流塔，横流塔高度比逆流塔低，结构稳定性好，有利于建筑物立面布置和外观要求。

冷却塔选型时应考虑一定余地，我们在工程设计时，一般按制冷机样本所提供的冷却循环水量的110%-115%进行选型。防止由于环境，管道结垢等原因影响冷却水系统的效率。

2　循环冷却水处理

冷却水的处理方法可分为化学法和物理法。

2.1化学法。目前，大型冷却水系统多采用化学方法，为此必须在冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂及其配套的清洗剂等，从而形成了冷却水的全套水处理技术。可供设计大型空调冷却水处理的参考。由于阻垢可保证传热效果（节能），级蚀剂、杀菌灭藻剂可减少设备腐蚀，延长设备寿命均属正效益，所以被世人所关注。

2.2物理方法：是近几年开始普遍广泛使用的一种方法，该方法运行费用低、使用方便、易于控制、无污染是一种比较理想的水处理方法，实际上国外早在60年代便把注意力由化学方法转移到物理方的开发上来。目前，应用的物理方法有磁力法、电解法、超声法、静电法等。

电解法能抑制水垢的附着，但是除垢不彻底，且具有电解孔蚀的危险 ；早期应用的磁力法稳定性比较差，长时间使用不能控制积垢，必须定期清扫积聚在控制器中的氧化铁；而静电法则克服了上述诸方法的缺点，并且，除了防垢和溶垢外，还有显著的杀菌灭藻的效能。但是静电法和电子水处理法缓蚀作用较专用的化学缓蚀略低，在一般空调冷却水系统内可不考虑采用其它缓蚀方法。而在一些对缓蚀要求较高的系统最好同时适量添加一些缓蚀剂，可获得更好效果。

3冷却水系统的管道布置

冷却水系统的管道布置虽然比较简单，但如果考虑不周，也会出现一些问题。由于循环冷却水系统是开式系统，如果冷却塔集水盘容积小或冷却塔距水泵距离太远及并联运行的冷却塔出水管阻力平衡严重失调，就会使空气混入水中，进入水泵并压入管道中，引起严重的水锤致使水泵出水管及其管件损坏。所以，冷却水系统应注意下列几个问题：

3.1冷却塔并联使用时管道阻力平衡，冷却塔与泵的距离不能太远；泵应布置在冷水机组的前边（即将冷却水压入冷水机组中）；并且，泵应作成自灌式；避免泵的吸水管上下翻弯。另外，冷却泵、冷水机组、冷却塔宜做成一一对应，以便于调节和流量平衡，如果不能实现上述控制时，应采用自动控制系统，冷却塔的进出口处均应设电磁阀，且应同步开、关。或在每台冷却塔的进、出水管上设置平衡阀以保证每台冷却塔的进水量满足其额定流量。为提高吸水管的集水量，设计吸水管时可适当加大吸水管的管径。

3.2选择冷却塔时首先应注意产品样本给出的性能参数与该产品实际性能的差距。其中包括产品样本的不实及工程建设地点的气象条件与产品标定性能的测试条件不同等因素。要按照工程地点的气象条件进行校核。并应根据该产品的工程应用经验采取相应的调整措施。有时不得不采用较大的裕量系数。

3.3冷却塔一般安装在高层建筑的裙房屋面。因距离主楼较近，所以尚应考虑冷却塔的吸风距离、防火、噪声、漂雾等问题。

3.4选择冷却水泵时要根据冷却水系统的循环阻力，输水高差及自由水头决定，不宜富裕过多。水泵的流量应按校核后的冷水温差决定。多台泵并联工作时要按并联曲线进行计算和校核。不能盲目地按台数进行水量叠加。

3.5关于冷却水系统的集水池，以往在设计冷却水设备时，其集水池的容积大多按冷却水量的10%设置（见空调制冷手册）。这一要求在选用集水型冷却塔时已不适用。集水型冷却塔带有自身的集水箱，其容量较小，但实际证明亦能满足冷却水泵工作的需要。目前的空调冷却水系统，白于受建筑条件的限制，多数无法设置大型、符合10%冷却水要求的集水他。所以，依靠冷却塔本身的集水箱并做好水位保持及补水即可。有关资料推荐，集水箱的容积一般为冷却水量的2%一3%，建筑条件许可增设水池，其容量也不宜过大，不需要按冷却水量的10%设置。只要能容纳冷却水系统的水量，能够保证冷却水泵正常起动和工作即可。

4结束语

透过分析我们知道，冷却循环水系统运行使用的关键在于正确选择设计参数，必要的水处理措施以及系统管道布置的是否合理，使之节能，高效地行，满足现代建筑功能的需求。

参考文献：建筑学生联盟&Z8 T e f3gZ

[1] 李援瑛央空调的冷却水系统，机械工业出版社，2010。

循环系统篇3

[关键词]DCS；仪表；自动化；循环水；自动加药

中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0397-01

概述：在现代化工行业中，循环水系统的正常运行对主工艺生产和设备维护有着重要意义。一般在正式投运之前， 必须经过冲洗、酸洗预膜等处理，合格的水质能延长设备的使用寿命，降低能耗。

循环水系统通过管道布置连接集水池、循环水泵、冷却塔、加药设备、软水设备、过滤器等设备（如图1），其每个环节与仪表及自动化息息相关。

一、循环水系统的仪表性能

随着现代技术的提高，仪表的种类和可选性越来越多，如测温有热电偶、热电阻、红外等，测压有膜盒压力变送器等，测流量有电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计、涡轮流量计、插入式流量计、孔板流量计等，测液位有雷达液位计、差压液位计、磁翻板液位计、投入式液位计等。项目设计前期根据现场循环水条件，温度区间，腐蚀情况，工作压力，工作流量，容器体积，检测项目等确定各类仪表的类型，测量方式和测量量程。常用接触式螺纹连接的铠装热电阻测量给水和回水总管的温度，常用膜盒式变送器测量给水和回水总管的压力，常用电磁流量计测量给水和回水总管流量，常用投入式或雷达液位计测量集水池的液位，其中集水池补水时水流波动较大，投入式液位计的探头应放入不锈钢丝网制成的固定护罩内，一方面过滤水池中杂质进入探头影响使用寿命，另一方面，减缓水流对探头的冲击，保证探头数据准确性。除此之外，就地仪表常用的有双金属温度计和压力表等，其中循环水泵进出口常采用耐震压力表，方便现场人员巡检时查看记录。

二、循环水系统的相关设备

设计单位根据项目主工艺和现场实际情况，设计集水池的容量及储存方式，循环水泵的送水量，冷却塔的冷却效率，从而决定设备数量，管道规格及走向，仪表类型及量程。

为方便操作及管理，现场动设备有就地控制和远程控制两种，远程控制由DCS系统根据工艺逻辑联锁控制和DCS手动控制组成，如循环水泵、冷却塔、软水装置中的补水泵、加药计量泵等的控制。加药装置由规定药剂溶液、溶液槽（配搅拌装置）、加药计量泵等组成（如图2）。

由于现场水质不一，规定溶液有多种。补水阀的开关和加药计量泵的联锁由DCS控制，当规定溶液混合后，搅拌并通过加药计量泵加压，随补充水投加到循环水系统。

检测仪，即能够检测水质各项参数，具有4-20mA信号输出到DCS的分析仪。水质检测一般包括电导率、PH值、氯离子、浊度、钙硬度等。一般现场条件限制，化验员每天取一次样品，人工分析，而且取样也往往是集水池表面的循环水，无法真实体现循环系统水质的真实情况。大型项目的循环水系统，就需要不同水层不同位置，多点取样，通过DCS控制不同取样管上的电磁阀，使循环水能够单独的按一定体积一定先后顺序流入样品槽。样品槽根据水质检测要求，内部相互隔开，各种在线分析仪同时检测，分析结果实时传递给DCS系统。最后，DCS控制电磁阀，排空残液，清洗样品槽，等待下一个取样点定量的循环水流入检测。从而降低化验员素质要求，降低工作量，保证测量数据的实时、准确与稳定。

三、循环水系统的DCS系统

确保运行可靠操作维护方便，一般现场采用就地控制和DCS系统控制相结合的原则，重要工艺参数的显示、控制、报警以及各机组的逻辑联锁保护控制均由DCS系统完成。其具有数据采集、控制运算、控制输出（包括顺序和间歇控制等）、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算，以及所有这些信息的组态、调试、打印、诊断、系统下装等功能。系统具有开放性，能够上挂管理网的功能。而且有易操作性、可靠性、可组态性、可扩展性、冗错技术、实时性、经济性、有故障记忆功能和在线调试功能等特点。循环水系统中各仪表和设备的信号进入DCS系统（如图3）。

显示相关数据和状态，当液位不足，工艺要求循环量增加，水质检测超标等。DCS根据工艺要求，对应的控制循环水泵、冷却塔、加药计量泵、补水泵等，从而保证主工艺生产和设备的正常运行。

四、结束语

随着现代技术发展，自动化设计和仪表性能逐渐朝着简易操作、安全可靠、持续监测、动作灵敏、方便维护等方面发展，同时随着近年来行业发展的需要， 许多设备对于循环水水质稳定要求也将越来越严格，在实际项目中也越来越受到关注。

参考文献

循环系统篇4

关键词：冷却循环水系统；类型；设计；控制

中图分类号：TU991.41 文献标识码：A 文章编号：

近年来，我国经济快速发展，工业化程度越来越高，工业用水消耗量也越来越大，为了提高工业用水的利用率，减少水的消耗，循环水系统应用日益广泛。工业冷却循环水系统的设计对于工业的建设起着非常重要的作用，它不仅直接影响企业的用水效果，而且还与经济效益、环保密切相关。本文作者依据多年的工作经验，结合工业循环水系统工艺流程，从以下方面进行设计考虑：循环水系统类型的选择，冷却换热系统的选择，循环泵站布置方式的选择等。

1、工业冷却循环水系统的类型

冷却循环水系统，现在已广泛的应用在大部分生产企业中，根据企业的工艺要求选择安全、合理、经济的循环方式是循环水设计思路之一。本文作者认为，循环水系统可以如下分类：

1.1根据循环方式的不同，可以分为：密闭式系统和敞开式系统。密闭式循环水系统水质一般采用纯水，系统内的循环水与外界基本隔绝，以保证水质，但系统密闭，出现水路堵塞时不易及时发现，容易发生事故。敞开式循环水系统常用于一般设备的间接冷却及作为换热器的冷媒水，通常在设备出口或冷却塔出口泄压，容易观察，及时发现隐患，但水质在泄压处.与外界接触，水质不能保证。在实际工作中，敞开式循环水系统是最普遍采用的循环方式。

1.2根据循环水冷却设备方式的不同，可以分为：内循环系统和外循环系统。内循环系统是指接人设备的水系统，如图1所示，热水泵抽热水池水经过滤器，再通过板换换热后进人车间设备，最后带走设备热量流回热水池。它对水质的要求更高，通常采用纯水，因为在设备内循环，如果出现结垢会对设备造成严重的后果，而且设备每年除垢维修的费用比系绷孟行费用还高，造成了巨大的浪费。外循环系统是指做为冷媒来冷却内循环.系统的，如图1的冷水池的水系统，它由冷水泵抽取通过过滤器，再经板换对热水池的水进行换热后，上冷却塔冷却流回冷水池，该系统的水不通过设备，它对水质的要求相对低些，通常采用自来水。以往我们多数是采用内循环系统，在冷却内循环系统时冷却塔会使水质更脏，需要进行相应的处理才能保证冷却水的水质。现在，企业循环水系统中往往两个系统并用，能最大程度发挥各自优点。

图1 冷却水内、外循环系统

1.3循环系统选定后，要对系统的水量、水压、温度进行设计，应慎重考虑供、排水管的压力平衡，并应在进、出水管处采取相应技术措施，以确保系统运行的安全可靠。同时能正确使用管材，选用内壁粗糙系数低的，能够减小系统的阻力损失，避免供水压力的不足。将进、出水水管的管径偏大采用，理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零，阻力主要集中在设备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水，后供水的设备后排水，尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡，供水水量仅随支管管径大小而变化，可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表，可随时根据变化了的工况，对供水状况进行适当微调，并可实测相关数据，以累积经验，满足生产需要。

冷却、换热系统：

既然有内外两个循环系统并用，那它们之间有着必然的联系。如图1所示，外循环系统与内循环.系统在换热器中进行换热，内系统冷却设备，外系统经过冷却设备进行冷却，如此循环不断。两系统通过换热器进行间接换热，所以对换热设备的选择也非常重要。在工程实列中，我们用过板式换热器，效率高，但容易结垢，清洗困难。冷却设备的选择更偏重工艺的要求，如循环水系统流程图所示：在夏季或工艺要求的温度较低时，必须配置冷水机组来配合降温。在冷水机组的选用上，水冷式机组的安全性、可靠性、稳定性要胜过风冷式机组，尤其在北方寒冷地区，但同时增加循环水池和循环水泵，投资造价上又比水冷式的高出许多。

3,循环水泵站：

是维系整个循环系统正常运行的动力系统。它主要配置循环泵、冷却泵。其布置形式、适用条件和特点如表1所示。

表1：循环水泵站布置形式比较

布

泵站布置方式选好后，从设计的角度要考虑泵站的安全、节能等注意以下几个方面：

3.1循环水泵的调速和控制

循环水泵在初选时工况应与实际相匹配，提高水泵运行效率，不浪费。一旦系列变化循环水泵压力和流量都不在工作点上，往往不是在高效率区间工作。同时配置调速装置，根据生产工艺的变化，调节循环水泵的转速，使送出压力和流量满足工艺要求，并使水泵在高效区间工作，尽量避免采取调节闸阀消耗能量，而引起工作.系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液.力稠合器调速和可控硅串级调速等，调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时，循环水工作泵由正常转速和调速状态下配合使用，最好有备用泵以保证系统安全可靠。

3.2设置应急水源(应急电源)

由于循环水一般是高温设备冷却用水，突然的断水对设备来说是严重的损害，甚至导致设备的报废。但是紧急突发状态下，循环水泵临时断电在所难免，故需设置应急水源。应急水必须保证设备用水在规定范围和时间内的用水量，可以由自来水系统配合使用，但必须采取措施保证不污染水源。也可设置高位水箱，出水至少能带走设备热量，保证设备安全。与此配套，还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置，排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施，正常工作时，循环泵供给设备用水，备用水源由阀门控制处在关闭状态;停电时，断水报警系统动作，备用水源开通，即可保证设备安全运行。当然，最好在泵站设置应急电源，可以由发电机发电，在断电时启动以保证循环水泵的正常运转。

4、结束语

冷却循环水系统设计的合理性关系到企业生产的安全稳定和生产效率，也符合当前节约用水的总体要求，对保护生态环境、减少水污染起着非常重要的作用。因此，设计人员在设计的时候要充分考虑技术、成本投入等各方面的要求，进行技术性、经济性、可靠性等方面的评定，来制定设计方案，选用质优、价廉的设备与材料，为企业提供优秀的设计方案。另外，科学的设计方法、严谨的工作态度和严密监控手段也是保证设计方案的重要前提。只有将设计和生产管理相协调，才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。

参考文献

[1]刘曼.工业循环冷却水系统优化运行的研究[D];武汉大学;2005年

循环系统篇5

关键词：冶金工业 环境保护 零排放 净循环水 浊循环水

1.引言

给排水工程设计在冶金工业建设中有着举足轻重的地位，它不仅直接影响冶金企业的用水及当地环境保护，其用水效果还直接影响冶金企业的产品质量，从而影响企业的经济效益。

2．冶金企业用水现状

随着资源开发的深入和工业的快速发展, 环境保护压力日趋严峻, 水资源的保护和控制已经成为了世界性的突出难题, 我国的环境保护法和相关的水污染防治法对水资源的保护、水污染的控制等提出了更加严格的要求。根据《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定，对废水排放量及污染物总量进行限制。因此对冶金企业的给排水设计及管理提出了更高的要求。目前大力提倡冶金企业零排放，以应对目前水资源严重不足的现状。

3.冶金企业循环水处理系统的特点

循环水处理系统在冶金企业中已经是很重要的系统，它主要包括净循环水处理系统和浊循环水处理系统；冶金企业循环水总量较大，除高炉等主要设备外，通常情况下单台设备的用水量较小，用水点较多，安全供水要求高，如果设计考虑不周，可能造成设备损坏，因此设计初期就应该认真分析水量平衡图，严格控制各用水点的水量及水压。

净循环水处理系统主要是保证出水的温度、硬度、悬浮物等指标达到设备使用要求，一般通过部分过滤及添加补充新水等方式降低硬度及悬浮物浓度；通过冷却塔降低水温，同时可根据水质要求增设阻垢剂、杀菌剂等加药装置辅助控制。

浊循环水处理系统主要是降低循环水中悬浮物及循环水温度，使之达到使用要求，一般浊环水的水质要求要比净循环水使用要求低；根据冶金企业产品特点选用适合的工艺，比如炼铁高炉冲渣循环水处理主要是采用沉淀、自然冷却工艺，而精密管生产线中的卓循环水系统就相对复杂，一般采用格栅+沉淀+除油+过滤+冷却塔工艺。

4．净循环水处理系统的设计要点

净循环水处理系统的设计中应该从以下几方面着重考虑：(1)设计初期应收集整体相关基础设计资料，比如用水设备的循环水质水量要求，安装位置等，这个是循环水设计的基本资料；（2）根据水质要求确定系统处理方案，一般工艺流程是热水+上塔泵+冷却塔+冷水池+循环供水泵，冷水池中需要添加补充新水，循环供水泵出口一般应设置自清洗过滤器，系统通常还会设置阻垢剂、杀菌剂等加药装置。（3）补充新水应严格控制出水水质，水量一般为系统出力的3—5%左右。为了补充系统蒸发及其他损耗水，系统增设补充新水处理系统，一般补充新水处理系统采用厂区工业水或者就近河流地表水作为水源，采用河流地表水时，补充新水处理流程为：河水+净水器+软化装置，一般净水器采用一体化设备，包括混凝、沉淀、过滤等单元，软化装置一般采用离子交换器设备，通过以上工艺处理后的补充新水电导率低，可以很好的调整循环水水质。（4）自清洗过滤器的选型及安装位置应合理。自清洗过滤器是为了进一步拦截循环水中固体物质，保证出水水质安全，一般处理能力按系统出力的30%左右考虑，通常选择带自动清洗功能的形式。

当然根据冶金企业工艺设备的特点，可以选择不同的循环水处理方案。

5．浊循环水处理系统的设计要点

根据冶金企业的工艺设备特点，浊循环水处理系统的工艺方案选择有较大差异，出水水质要求也略有不同，本文以精密管生产线浊循环水处理系统为例论述浊环水系统的设计要点：（1）与净循环水系统类似，设计初期应收集整理相关基础设计资料；（2）根据水质要求确定系统处理流程，一般采用格栅+沉淀+除油+过滤+冷却塔+供水泵工艺；（3）除油装置一般采用化学除油器设备，能有效的去除浊环水的油类物质和大部分悬浮物，同时应设置油凝聚剂和油絮凝剂加药装置，处理效果明显，油去除率可达80%， SS去除率可达85%；（4）过滤器反洗强度应能充分保证。浊环水过滤器一般选用多介质过滤器，滤料采用无烟煤和石英砂，如果反冲洗强度太小，可能造成反洗不彻底，影响过滤器处理效果，通常过滤器反洗强度为12L/（m2.s）；（5）浊环水系统中应考虑水泵、管道阀门的耐磨性。冶金行业浊环水中含有大量不规则形状的颗粒物质，有的是金属残渣等坚硬固体，因此在水泵、管道、阀门选型时应选择耐磨型设备材料，比如目前用的最多的不锈钢水泵、钢衬铸石管道、灰渣阀等耐磨型设备材料，这些设备材料在工程使用实践中已经达到了很好的效果。（6）浊环水系统尽量能实现不外排污水。浊环水系统除了产生的污泥外运之外，尽量保证不外排污水，比如过滤器反冲洗排水应排至浊环沉淀池继续处理回用，污泥处理系统中滤液排水也应排入沉淀池继续处理回用，这样既能达到节约用水的目的，又能减少外部排水系统投资。

6．循环水处理系统的设计应综合考虑施工现场情况

施工图设计完成后，最终还是由施工单位完成施工图中的工程内容，因此设计跟施工不能完全分离开，两者应该是有着紧密联系，所以保证设计的可操作性是最为重要的。本文重点从以下几个方面论述：（1）大型设备周围应有足够的施工间隙。循环水处理系统中，比如冷却塔设备，一般外形尺寸、重量都比较大，如果周围间隙太小，没有足够的安装空间，可能此设备安装就很难完成或者有时候就无法完成，因此设计中建构筑物之间应考虑有足够的安装间距。（2）循环水系统设计应考虑必要的安装检修平台及爬梯。很多设计人员在设计过程中很少在意系统中安装检修平台爬梯的设计，觉得这些不重要，实际这些辅助的设施会给工程安装及投运后的检修操作等带来很多方便，比如高处的阀门、高耸设备的检修等等。殊不知最终的运营人员会因为没有检修平台爬梯而苦恼。（3）应根据设计要求尽量减少循环水池、循环水泵房的深度。土建成本是工程建设成本中的重要成本之一，如果循环水水池等构筑物深度过大，就势必增加土建开挖深度及基坑降水排水难度，增加工程施工成本，尤其是在地下水位较浅的地区或者是雨水季节，水池过深会大大增加施工成本和施工难度。因此我们在满足技术要求的前提下，应尽量节约工程成本。（4）安装材料选型应尽量标准化。循环水处理系统中管道相对比较复杂，管线长、规格种类多等，因此应尽量选择标准配件，一般都选择国标配件，这样设备供货单位采购就比较方便，减少了不必要的工作内容。

7．结束语

冶金企业循环水系统设计的合理性、可操作性和可靠性是保证企业高效生产的重要前提，同时也是环境保护和水资源合理利用的基本要求。因此设计人员在设计过程中应综合考虑技术、经济等因素，通过经济技术比较，确定合理的设计方案，为企业提供优质的设计。同时，设计、施工和生产管理应协调配合、不断完善，这样才能保证工程建设圆满完成。

参考文献：

[1]给水排水设计手册.第6册.中国建筑工业出版社

[2]张景来，王剑波.冶金工业污水处理技术及工程实例. 北京化学工业出版社，2003.

循环系统篇6

关键词：供热系统 循环水泵 节能降耗

中图分类号：TU833+.1文献标识码：A

由于供暖系统是由热源设备、热网和室内采暖设备组成的一个整体系统，因此任何一部分出现问题都会影响供暖效果。在供暖系统中，水循环水泵是关键设备，它是连接热源设备、热网和室内采暖系统的的必要设备，由热源产生热能后通过循环水泵输送到千家用户。本文从循环水泵扬程、流量的选择以及设计、选型和运行维护上具体分析了循环水泵容量偏大、浪费电能的问题。

一 从设计上对循环水泵节能省电的研究

在供热系统中，单循环水泵存在过多的无效电能，为防止无效电能的产生，对以下几种设计方案进行探讨。

方案一:热源泵与热用户泵合一，承担热源内部的水循环和各热用户资用压头的建立，热网泵由20个加压泵承担。方案二：热源泵、热网泵和热用户泵各司其职。方案三：热源泵单独设置，热网泵和热用户泵合一，其功能由10个热用户泵承担。综上所述方案三是最佳方案，该方案不但节电、经济，也比较方便。与方案三相似的就是热用户的资用压头由热源循环泵承担，实际上，热用户泵只承担热望循环泵的功能。方案三的优势就是取决于热用户循环泵承担了供热系统中热煤的输送功能。在提高一次网供水温度同时，把热用户循环泵改为加压混水泵其节电效果会更明显，同时，既起到加压的作用，又起到供水的作用。

二 从选型上对循环水泵节能省电的分析

供热系统水循环泵的工作能力和供暖区域建筑热负荷、供暖管路有直接关系。因此循环水泵选择的型号不同，循环水泵的工作效率也就不同。选择合理的循环水泵，电能消耗就会减少很多。

1.循环水泵偏大的原因

供热系统中循环水泵偏大的原因有以下几方面:一是由于设计人员在进行热负荷和系统阻力计算值时采用大概估算的方法，尤其对外网和锅炉房的阻力估算值过大，致使水泵的扬程和流量参数加大；二是供暖系统运行后，对各方面设备的初次运行没有仔细调节，一旦出现水力失调，人们一致认为是水泵容量不大，而盲目换大容量的水泵；三是部分设计人员对专业知识认识不深入，尤其是对定压点的设置和扬程的设计，致使扬程的加大；四是由于高层建筑采用锅炉供热系统，压力很低，起不到水循环的作用，因此只有增加循环水泵的扬程。因此设计人员在选择常压锅炉系统供暖时，对三层以上的建筑要采用扬升供暖以减小扬程达到省电的目的。五是选择水泵时，因水泵型号不同很难达到扬程和流量一致，为了保险起见都选择大一号的，这样层层加码，导致水泵容量加大。水泵容量增大不仅破坏原设计的水力工况，还增加了电能的消耗。

2.循环水泵的选择

2.1循环水泵在供暖系统中占的比例是最大的，无论是容量还是水泵数量，因此要想科学合理的选择供暖效益好的循环水泵必须要在型式、数量规格上进行综合考虑。首先是所选循环水泵在满足供暖系统要求的同时，应接近实际工况点，在保证正常运转的情况下，提高经济效益。其次在选择时要选择结构简单实用、重量体积小的、而且工作效率高的循环水泵。再次在正常的工况下，力求运行安全平稳、噪音小。最后选择扬程小流量大的循环水泵。

2.2循环水泵的参数要在热负荷计算流量没有任何调节手段的前提下根据室内采暖系统计算垂直失调的最佳流量，等到节能意识到位后再对循环水泵进行调节。确定热源设备和换热设备系统的阻力，根据计算设定供暖系统的温度和工作压力。

利用循环水泵性能表选择水泵，在精确计算水泵流量和扬程的前提下选择流量和扬程一致的而且工作效率高的循环水泵，这样才能保证水泵的经济效益和适用性，以达到节能降耗的目的。

3.水泵耐压强度

热水循环水泵选择时，当水温达不到八十度时可选用IS型，当循环流量大时可选用S型，当水温较高时可选用R型循环水泵。因循环水泵的型号不同、制造材料不同，所以其承压能力也各有大小。选泵时要注意泵的进口和出口压力，水泵入口压力加水泵扬程等于水泵出口压力，这时水泵就达到了做大工作压力，所以在设计和选择时要告诉其压力数值。

4.循环水泵耗电输热比

为了降低循环水泵的耗能，我们应该计算EHR是否符合要求。计算出的EHR数值越小就说明耗电越少，循环水泵的工作效率越高，相反，如果水泵流量和扬程过大时其EHR值就越高，对电能的利用率也就越高。

三 对循环水泵的运行管理

在对循环水泵操作和运行维护中，应该遵循设备的使用维修规范，在循环水泵的运行过程中，要时常对水泵的运行情况进行检查，包括噪音、振动及运行电流值。在进行修理时最好只对出现问题的构件检查和更换，有针对性的具体维修，尽量不要整体拆除后在做检查，这样可能会导致密封不好而漏水。循环水泵几个最容易出现问题的地方就是叶轮、轴承和汽蚀等，因此在实际运行中要加强重视这些问题的发生。

以上内容是从循环水泵的几个方面加以阐述，对循环水泵的选择水泵系统的阻力和负荷不平衡修正参数进行设计和调节，从两个方面要求达到节能的效果。其一是应分阶段改变流量的调节及选择合适的循环水泵，同时精确计算出系统的负荷及阻力，不要把水泵的流量和扬程作为循环水泵的工作压力。其二是尽量选择供回水温度合适的锅炉，尽量不要选择常压和常压锅炉扬升的供暖方式，避免加大循环水泵的扬程，造成不必要的电能浪费。

结语 随着社会的发展，生活水平的提高，我国的采暖供热系统应用面积逐步扩大，因此供热系统循环水泵的选择和运行是否经济合理，在正常运行的情况下是否可以做到节能降耗的作用，是我们需要如何加强对循环水泵从设计上、选型上以及运行维护上需要全面考虑的问题。

参考文献

［1］石兆玉、李德英、王红霞“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”《2004[1]清华大学，年全国供热技术研讨会论文集》

［2］刘兰斌；付林；江亿. 小区集中供热系统循环水泵电耗实测分析.暖通空调.2008-01-15

循环系统篇7

关键词： 循环水系统；运行；设计；分析；优化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.133

1 系统功能

将过滤后的海水通过循环水管道向常规岛凝汽器及其辅助冷却水系统提供冷却水，并带走凝汽器和辅助冷却水系统的热量。

2 系统工作原理及运行

循环水系统采用海水直流供水系统，采用隧洞取水、一机一洞取水方案，每台机组设置独立的循环水泵房，每台机组设置两条排水沟。循环水系统通过两条独立的进水母管分别向三台凝汽器和辅助冷却水系统提供冷却水，各承担50%的循环水流量；辅助冷却水系统由两根循环水支管提供冷却水，各承担100%冷却水流量。

每台机组设置一座循环水泵房，设置三台循环水泵，夏季三台循环水泵同时运行，冬季运行两台循环水泵，另一台循环水泵处于热备用状态。

循环水泵采用立式、单级、底部进水的混凝土蜗壳式混流泵，水泵与电机安装在同一层同一个房间内。水泵的入口、出口布置在不同标高的平面上，海水从水泵的下部吸入，侧面排出，进水底部标高-16.0m，水泵出水管中心标高-10.54m，出口管内径为3000mm。

每台循环水泵出口设置有一台液控蝶阀，循环水泵出口联络管线上设置有4台电动蝶阀。每台机组的汽轮机厂房内设置有12台电动蝶阀，分别布置在凝汽器循环水进、出水管上。

循环水系统采用海水作为冷却水水源。海水经厂外引水明渠、进水构筑物、厂外引水隧洞送至厂区出水构筑物，海水自出水构筑物经过厂内引水隧洞被送至厂内循环水泵房进水间，经旋转滤网清除水中杂物后进入循环水泵吸水池，并通过循环水泵升压后由压力管送到凝汽器等设备。凝汽器等设备的温排水通过冷却水排水沟排至虹吸井，再经循环水联合排水暗沟至排水口海域。

3 系统设计过程中遇到的问题及优化方案

（1）循环水泵启、停方式的优化。a）存在问题：两条供水母管三台循环水泵运行，原设计启、停方式复杂。不便于仪控逻辑的设计，降低系统启、停的自动化程度。为了保证凝汽器最佳真空，循环水泵在不同季节工况，运行泵的数量不同。如，夏季工况时三台泵运行，冬季工况时两台泵运行。1#、2#、3#循环水泵启动先后顺序关系到每台泵不同的启动方式。如，集管上没有泵运行采用开阀启泵；为了防止循环水泵在⒍过程中出现倒转，集管上有泵运行时需要关阀启泵。因此，每台循环水泵都存在很多种启动组合。

停泵方式设计阶段考虑了四种情况：夏季工况三台泵运行，某台泵需要停运时，关闭出口液控蝶阀到20%开度，停泵后将出口阀全关。

冬季工况两台泵运行，分集管独立向两个母管供水，某台泵需要停运时，先停泵，再分两个阶段关闭出口液控蝶阀。外部失电工况（厂用电500kV切换200kV成功），考虑到夏季工况需要切除一台循环水泵，出口液控蝶阀根据泵停运后信号自动关闭。外部失电工况（厂用电500kV切换200kV失败），1#、2#、3#循环水泵全部切除。

b）分析：循环水泵启动方式只判断供水集管是否带压。集管不带压，直接采用开阀启泵；集管带压，则采用关阀启泵方式。分析计算表明关阀停泵方式，可以减少对循环水系统流量突减造成的影响，属于最安全、最保守方式，正常停泵方式优化为程序控制关阀停泵。优化过程中同时考虑，循环水泵保护停运类似于失电停运，泵跳停后联锁关闭出口液控蝶阀，防止循环水泵出现倒转，如果单根母管停止供水，还需要打开母管上的虹吸破坏阀。

另外，循环水系统两台泵运行时对联络阀的状态做了明确要求，目的是为了保证凝汽器两侧独立供水，防止出现单台循环水泵给两个母管供水，造成循环水泵过载。

c）优化方案如下：若集管无压，采用开阀启泵；若集管有压，采用关阀启泵；若1#循环水泵停运，则关闭3#和4#联络阀；若3#循环水泵停运，则关闭1#和2#联络阀；若2#循环水泵停运，则关闭1#、2#、3#和4#联络阀。

（2）冬季工况循环水泵“热备用”问题分析及优化

a）循环水泵处于“热备用”的意义：根据原设计，油加热、气囊排气等因素，循环水泵采用冷启动需要2-3小时。核电厂通过二回路最终热阱循环水冷却一回路，导出一回路的热量，确保反应堆安全；冬季工况循环水泵故障跳停后，稳定入口海水液位后（一般10分钟），启动备用泵，减少凝汽器带功率半侧运行的时间，避免凝汽器真空恶化停机。

b）影响循环水泵“热备用”问题的分析：油油温，低于10℃需要投齿轮箱电加热器工作，高于18℃允许启动高压油泵，根据电加热器3×1.5KW以及散热，需要9.5小时； 气囊排气时间，气囊密封的作用是在停机检修状态下，对气囊充气以防止海水灌入，在循环水泵启动前需对气囊排气。当气囊排气后管道压力低于0.01MPa 时才允许启动循环水泵。排气时间约2分钟；长时间停运的电机启动前先用2500V 兆欧表测定U、V、W 三相绕组的对地电阻和相间电阻符合条件后才允许启泵。

c）关于“热备用”问题采取的优化措施：齿轮箱电加热器改为4×2kW，冬季工况电加热器逻辑改为油温25℃自动切除。同时还考虑辅助油泵打循环加热油，防止电加热器周围发生局部过热，引起油质劣化；气囊排气管线上设置电磁阀控制循环水泵气囊密封充气和排气，并且安全设计，通过手动阀与电磁阀盘冗余配置； 关于电机测绝缘，根据核电站通用做法，备用电机40天测一次绝缘，并得到电机厂家的认可； 增加冬季工况一台循环水泵停运后，启动备用循环水泵对循环水液位及系统影响的分析； 循环水泵厂家制定冬季工况处于备用状态时循环水泵的保养措施。

优化后的“热备用”循环水泵可以在10分钟启动并向凝汽器供冷却水，带走热量，维持凝汽器真空。

4 结论

循环系统篇8

关键词：饮用水 冷冻循环水 回收洗涤水

一、主要设备简介

1.机组特点

南京韩威南冷集团有限公司LSB560型水冷冷水机组主要由双螺杆压缩机、水冷冷凝器、角形截止阀、干燥过滤器、热力膨胀阀、干式蒸发器和电器控制系统组成，具有高可靠性、高效率、高度自动化和操作简便等特点。该机组可提供5℃-15℃的冷冻水，为粉针制剂生产洁净控制区空调系统冷却提供冷源。水冷冷冻循环水补水水源为饮用水，补水方式为边补边排。

2.机组工作原理

机组是利用卡诺循环原理来实现制冷循环的。制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，用管道将其连成一个密闭系统，内部充注制冷剂（R22）。机组工作时，由蒸发器出来的低温低压蒸汽进入压缩机，由压缩机压缩成高温、高压气体，排入冷凝器，被流经冷凝器的冷却水带走热量。高温高压的气体被冷凝成过冷液体，经过滤器、球阀进入热力膨胀阀被节流减压后，变为低温低压的汽液两相混合物进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂不断蒸发并吸收流经蒸发器的冷冻水中的热量，从而使水温降低，蒸发器内的制冷剂吸热汽化为低温低压蒸汽后，被压缩机吸入，进入下一次循环。如此反复循环，从而达到降低冷冻水温度的目的。

二、改进前系统运行情况

该系统平均每年运行115天，平均补水周期为7天，每次补水量约100吨，年补水饮用水总量约1642吨，补水周期短，饮用水消耗量大，造成该机组运行期间动力成本高。

三、改进措施的制定及实施

1.补水水质考察指标的选定

冷却循环水的检测指标有浓缩倍数（8PPm）、浊度（>15mg/l）、钙离子（

2.可利用水水质考察及补水水源的确定

首先对现有的可回收利用的水进行梳理，确定生产过程中产生的可作为循环水补水水源的水有洗涤废水和饮用水，然后按照补水考察指标进行测试，并与测试结果见下表：

由上表可以看出，洗涤废水和饮用水都可以作为循环水补水的水源，但洗涤废水的水质要优于饮用水。

3.改进实施

（1）进行管路改造，将洗涤废水回收池与循环水进水口进行连接，实现洗涤废水可通过管路流向循环水池。

（2）对操作人员进行培训，将边补边排的补水方式改为先排后补的补水方式，以增加循h水池内剩余应排污水的稀释度。

四、改进实施后的效果

改进前循环水平均补水周期为7天，改进后循环水补水系统最短补水周期为为11天，最长补水周期25天，平均补水周期为14.6天，改进后循环水平均补水周期较改进前延长了一倍。

改进后循环水补水水源全部为回收废水，按每年循环水系统共运行140天、循环水补水周期14.6天计算，每年可节约饮用水959吨。

循环系统篇9

【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。

循环系统篇10

1.1改造前的冷却水系统

改造前冷却水系统全部采用水库的水直流供水或以水库为冷却水池循环供水。供水通过地下水泵房8台循环水供水泵将水库水输送到供水闸门井，再通过两根供水母管供给8台汽轮发电机组冷却用水；回水是通过两根回水母管回至明渠，再用10台排水泵将明渠回水送回到水库。在灌溉期，当农灌用水等于或大于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠排往下游农灌水渠。当农灌用水小于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠部分排往下游农灌水渠，部分排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。非灌溉期，全部冷却水经排水明渠排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。

1.2存在的主要问题

原有的进排水系统路径长，进水隧道及管路长约3.5km，排水明渠长5km，已经运行30多年，系统漏损水量较大。特别是5km的排水明渠，蒸发及渗漏损失均很大，导致A发电公司的耗水量远比正常发电用的耗水量大，既浪费了可贵的水资源，又增加了该公司的水费负担。近年随着国家用水政策的变化，水价不断上涨，公司支付的水费也不断上涨。

1.3改造方案

改造后的循环供水系统主要包括一个补给水泵房、两个循环水泵房和两个冷水塔。补给水泵房是在原地下水泵房基础上改造而成，将原来的8台循环水供水泵改造为4台补给水泵，重新敷设两根DN1200补给水母管，废除原来的两根供水母管、明渠及10台排水泵。两个循环水泵房和两个冷水塔均为新建项目，并在每个循环水泵房内分别安装两台轴流式循环水泵。改造后的循环水系统运行方式，由补给水泵房4台补给水泵，通过两根补给水母管，分别作为两个冷水塔的补充水源、5～8号机夏季参混水水源及至1～4号机的DN800补水管。1号循环水泵房向1号循环水母管供水，该母管主要向每台机的1号凝汽器及8号机2号凝汽器供水。2号循环水泵房向2号循环水母管供水，该母管主要向除8号外的每台机的2号凝汽器及8号机3号凝汽器供水。各机组循环水回水，1～4号机回至#1冷水塔；5～8号机回至#2冷水塔。为保证20MW机组夏季冷却水需求，在5～8号机侧新装两台兑水泵，以便在循环水温度过高时使用。

2冷却水系统改造后的经济效益分析

2.1耗水量及水费

A发电公司共安装8台汽轮发电机组，装机容量为1250MW。以项目确定前的2003年为例，则全年机组的利用小时数平均为5547.41小时，全年缴纳水费4217万元，按单价为0.52元/m3计算，相当于耗水量8109.615×104m3。冷却水系统改造后，实测补水流量为0.97m3/s，折合全年（按365天，每天24小时计算）耗水量为3058.99×104m3，按单价为0.52元/m3计算，全年水费为1590万元。与2003年相比节约水费2627万元。

2.2冷却水系统电耗

以项目确定前的2003年为例，全年取排水泵及5号机组循环水泵合计用电量为9456×104kWh，排水站发电量为894.06×104kWh，冷却水系统实际用电8562×104kWh。系统改造后，转三台循环水泵时实测循环水泵耗电量8160kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，转4台循环水泵时实测循环水泵耗电量11640kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，按设计每年5个月4台循环水泵运行，7个月3台循环水泵运行，则改造后每年耗电量为8522×104kWh，改造后每年用电量与2003年相比减少40×104kWh，按税后上网电价0.19689元/kWh计算，每年节约电费7.8万元。

2.3对煤耗的影响

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用小时5500小时计算，在凝汽器端差与2003年保持一致的情况下，在设计工况下7台机组年增加标准煤耗量20607t。标准煤价按2003年的278元/t计算，则改造后每年增加煤耗费用573万元。

3结束语