智能水表范文

导语：如何才能写好一篇智能水表，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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2、补水费只补负数，如果耍赖的话，不补也可以，{毕竟不是你弄坏的}，水费一般没有滞纳金。

3、智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

4、传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是很大的进步。智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量进行控制。

5、如果液晶显示屏没有问题的话，这种情况多数是ic卡智能水表内漏造成的。一般情况下，当不用水时，ic卡水表的阀门会关上。

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关键词：智能传输 nRF9E5 GSM

中图分类号： TS951 文献标识码： A 文章编号：

当前国内外智能抄表系统主要有以下几种：(1)公用电话网方式：维护少，需要固定运行费用，(2)电台传送方式：后期成本低，前期投入大，不利于偏远地区；(3)电力载波方式：电网干扰较大，稳定性差；(4)网络传输方式：实时性强，可远程控制、覆盖范围广、建设成本低。(5)有线方式：技术成熟，操作简单，但投入人力资源多，维护工作量大；

1、系统各模块介绍

智能抄表系统主要由智能水表、集中器、计算机监控中心组成。智能水表由基表和电子仪器组成，即普通计量表内嵌入智能传输模块。智能水表完成表计量工作后，将数据及有关状态定量或定时传给集中器。集中器在系统中处于信息传输的中间位置，实时或定时抄表，并保存数据，存储的数据包括抄表的记录值、用户信息等多项内容。集中器和用户水表之间的通信采用nRF9E5智能传输模块，与监控管理中心之间采用GSM智能通信网络来传输，基于GSM通信网的智能抄表系统具有数据传输速度快、可靠性高、实时在线等优点。监控管理中心负责整个网络的组建和维护，所有的控制指令都由中心通过GSM智能通信网络下发到各小区集中器，各种通信、操作参数也由管理中心完成，用户数据也都上传到中心，管理中心将数据进行处理。管理中心还具有查询、管理、定时或实时抄表、断线检测等功能。智能抄表系统与传统的手工抄表系统相比有如下优势：(1)工作效率高，数据准确可靠。(2)能及时发现系统故障，减少损失。(3)运行成本低，减少大量人力物力，没有手工抄表员入户难等问题。(4)具有报警功能，及时发现盗水等现象。

2、软、硬件设计

2.1 智能水表硬件

智能水表的硬件电路包括：处理器、智能通信模块、通信部分、EEPROM、报警部分、水表接口电路、电源电路等。处理器采用PIC16CE624单片机，PIC16CE624单片机采用RISC技术，仅35条指令，低价格、低功耗、高性能、全静态，有很高的性价比，能有效降低终端设计成本，广泛用于仪器仪表及工业自动化。智能通信模块采用nRF9E5，nRF9E5可在 433/868/915M多个频段工作，本系统选用433 MHz频段，外接50Ω天线，无障碍物时，发射距离为500m，有遮挡时350m左右。该模块内置电压调整模块，为系统提供1.9-3.6V工作电压，QFN5x5mm封装，能有效地抑制噪音，且功耗低，工作可靠，没有复杂的通讯协议，对用户透明，同种产品间可自由通讯，降低了智能应用的开发难度。

2.2 集中器

集中器主要由智能收发模块、GSM模块、串行通信接口电路组成。集中器将管理中心的命令发送给智能水表，也将智能水表的数据、信息返回给管理中心。集中器与水表间的智能收发模块是nRF9E5，完成用户水表信息的传输。GSM模块采用用SIMENZ公司的TC35T模块，完成与管理中心的传输。GSM模块对外有一个串行接口，支持9600bps速率，通过串行接口对GSM模块进行操作、收发短信、得到相应的返回数据。管理控制中心通过GSM通信网络将控制命令发给小区的集中器，集中器通过智能传输模块nRF9E5将命令发给用户端的智能水表，集中器得到水表数据后，再通过GSM网络传回管理中心。本系

统采用的是GSM通信网络的短信业务,短信通过专有控制信令信道传送，通过短消息中心来存储，传输采用专有信道，可靠性高，且费用低。

2.3 管理监控中心软件

管理监控软件是在Delphi 6平台下开发的，软件包括以下几个部分的功能:(1)数据处理:实时抄表及用户各种信息，或预设后自动定时抄表、保存数据。(2)监控:可以实时查看系统运行的异常情况，方便查看、分析故障。(3)用户管理:根据用户的信息，可以实时更改用户信息，设定使用权限等。(4)到处功能:可以数据导出并保存，以便处理。(5)系统的管理:根据小区的管理情况，管理员可以添加或删除一些选项，以便管理。综上所述，该软件能够灵活、方便的监控管理智能抄表系统的运行情况，如有异常情况可及时发现、处理。

3系统软件

本系统软件由三部分组成:

数据接收系统:由于需要从并口读取用户的用水量,所以在用户的用水量上来之后,先由数据接收系统将用户的数据转换成文本文件。此系统在操作系统启动之后应当自动启动,并且一直处于工作状态。

数据转换系统:考虑到数据接收之后形成的是文本文件,不能直接进入数据库,所以设计一个数据转换系统将数据存入数据库。此系统在操作系统启动之后应当自动启动,并且一直处于工作状态。

4系统特点

本系统具有完善的智能识别功能,能准确、及时地识别用户违章行为、电源工作状态和电话机工作状态。水表与数据处理器之间的无线通信采用编码方式,码址多达411个,可以保证各住户互不干扰。数据处理器与管理计算机之间通过电话线,实现音频双向通信,可使数据传输可靠。

5实例

主芯片采用德州仪器(TI) ZigBee射频芯片CC2530-F256，片上集成高性能低功耗 8051 内核、128-bit ADC、2 个 USART以及功能强大的 DMA 功能等，支持 ZigBee2007/Pro 协议栈等特点使它成为实现高性价比、高集成度的 ZigBee 合适解决方案。

以51系列RF-CC2530单片机为基础，通过MAX3485芯片实现半双工 RS485 通信，实现水 / 电表抄表功能。MAX3485引脚 RO 连接单片机的 P02 信号接收口，引脚 D1 连接单片机的P03，转换的 RS485 通信信号 A、B 口分别与智能水电表的 A、B 口相连。RE 是信号使能口连接单片机的 P20。当 RE 置 0 时，是表示发送使能。当 RE=1 时，表示接收使能。单片机通过串口命令发送 16 个字节的串口命令来读取水电表的示数信息，经过数据处理后能将读数精确到小数点的后两位。

主程序流程图实现系统硬件初始化，初始化 OSAL 操作系统，建立一个 Zigbee 无线网络，开始一个 OSAL 系统任务轮寻调度的功能。基于 ZigBee 协议栈（Z-Stack），控制终端的 ZigBee 模块作为无线网络设备中的协调器（coordinator）自动完成网络建立，各个安装在家电设备上的ZigBee模块作为终端设备（enddevice）通过绑定方式加入网络，并进行初始化、数据传输、处理任务消息等。完整的 Zigbee 协议具有很灵活的通信方式，包括直接通信和间接通信。本设计系统是属于间接通信，是通过 End-Point 的绑定建立的一种通信关系。

6 结语

智能抄表系统包括智能水表、集中器、管理中心，整个系统的数据传输都是智能。水表与集中器间的传输通过nRF9E5完成，集中器与管理中心间的数据传输采用GSM网络的SMS短消息业务，软件根据实际情况增加或减少选项。整个系统使用起来方便、灵活。

参考文献

[1]张鸿博,张洋.基于GSM 模块的智能抄表终端设计[J].华北水利水电学院学报,2010.8.

[2]张炳达,翁情安.基于nRF9E5和GPRS的智能抄表系统[J].电子技术应用,2006.12.

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关键词：AT89C52单片机； 干簧管； DS18B20； 液晶显示屏； E2PROM

中图分类号：TN919-34 文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)20-0175-03

Design of Temperature Sensitive Water-meter Based on SCM

ZHOU Ying1, JIA Cheng-jun2,CHENG Xiao-dong1

(1. Department of Information and Electronics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China;

2. Xinchang Products Quality Supervision and Inspection Institute, Xinchang 312500, China)

Abstract： To overcome the shortcomings of the existing water-meters, a new practical temperature sensitive water-meter was designed. The double reed switch is adopted in the system as a flow sensor which improves the measure precision. AT89C52 SCM is used as a primary control chip. When the system is working, the temperature sensor DS18B20 gathers the water temperature information into AT89C52 SCM and compares it with the designed value. If the water temperature is above the designed value, the system begins to count the number of the pulses output by the flow sensor and starts calculating the flow. The result calculated by AT89C52 SCM is demonstrated by the LCD and stored by E2PROM to protect it from the electricity failure. The testing results indicate that the system can calculate the temperature accurately and stably. Therefore, it has a wide prospect in the market.

Keywords： AT89C52 SCM; reed switch; DS18B20; LCD; E2PROM

0 引 言

现用的检测热水流量的方法是在热水或暖气管道的入户端安装一个水表，直接检测流过的流量，根据记录的流量来计费。但是，热水不可能一直使用，闲置在管道中的热水会逐渐冷却，每一次间隔较长的使用，用户都要事先放掉一些凉水。每一个采暖季开始前，都需要循环大量的冷水来试验管道的可靠性，然后才会逐步提高水温。而这些放掉或循环的冷水却需要用户按热水的价格来承担费用，这显然不合理。为了解决现有技术上的缺陷，本文对传统的水表做了改进，采用AT89C52单片机作为主控芯片，由温度传感器DS18B20实时采集管内液体温度信息。当温度超过设定阈值时，单片机启动流量计算。同时，系统增加了显示端口和存储端口，可实现数据的实时显示和数据保存。

1 系统总体设计

智能感温水表由信号采集、信号处理、计算以及数据显示、记录3部分组成，系统框架图如图1所示。

图1 系统组成框图

水管中的温度传感器实时采集液体温度信息，传给AT89C52单片机。单片机判断传来的温度值大于阈值时，启动流热水量计算。流量传感器是由安装在管道内的叶轮和一对干簧管实现的。当热水流过叶轮时，叶轮转动，通过干簧管形成电脉冲信号，单片机统计脉冲数即可计算出当前流量。计算的结果通过串口液晶显示模块显示出来。同时，所得的数据采用I2C总线，存储到E2PROM中，进行掉电保护。

2 系统硬件设计

硬件电路的搭建以AT89C52单片机为信号处理核心［1］，P0口和P1口控制显示电路（1602B），P2口控制温度传感器（DS18B20）和双干簧管（MARR-5）的信号采集，P3口负责E2PROM（CAT24WC0X）存储。系统的硬件电路示意图如图2所示。

图2 硬件电路示意图

2.1 流量传感器的设计

水管中的液体流量信号的采集是通过双干簧管传感器实现的。系统采用了MARR-5干簧管，这是一种磁敏开关［2］，其结构如图3所示。包含2片软磁性材料做成的磁簧片，被封装在充有惰性气体的玻璃管里，磁簧片间留有空隙，构成常开触点。

图3 干簧管结构图

当永久磁铁靠近干簧管时，簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。由于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，分开的接点便会吸合。

在热水管道中安装一个可以自由转动的叶轮，水的流动推动叶轮不断旋转，流量越大，叶轮的转速越高。叶轮轴向安装一个计数转盘，一片永磁铁固定转盘上，干簧管固定安装在计数转盘附近［3］。整个传感器的组成示意图如图4所示。

转盘每转一圈，永磁铁就经过干簧管一次，即在信号端产生一个计量脉冲，单片机计数器统计计量脉冲即可求出流量。但是使用单个干簧管易受水锤现象、人为电磁干扰等外界因素的影响，产生较大的计量误差［4］。所以，感温水表在设计流量传感器时采用了双干簧管传感器（见图4）。当检测到干簧管A吸合时，先记录下来；再检测干簧管B，只有检测到干簧管B吸合后才认为此次采集的计数脉冲有效。

图4 流量传感器结构图

2.2 温度传感器

水管温度传感器采用了Dallas公司的DS18B20传感器，测量范围：-55～+125 ℃，分辨率12位，满足设计要求。DS18B20以计数器原理工作，可直接向单片机输出数字量，不需要后加加A/D转化模块。它采用单总线方式，仅需一根信号线与单片机连接即可传送串行数据，且不需要外部元件。测温结果的数字量位数为9～12位，并可编程选择。控制简单，工作可靠［5-6］。

2.3 液晶显示电路和存储电路

感温水表信息显示模块采用液晶显示屏(LCD)显示。由于该水表显示的内容包括少量数字和字母，段式LCD1602B就可以满足要求，且价格低廉。 它内部集成有LCD控制器、LCD驱动器和RAM，因而可方便显示数据的编程［7］。设计中，1602B采用3～4线串行数据输入，直接与单片机P0口相连。由于串行接口方式节省了所需的口线和系统资源，因而使系统具有较高的资源利用率。

数据存储电路采用I2C总线的E2PROM存储器CAT24WC04。CAT24WC04是串行的E2PROM存储器，其存储容量为4 KB［8］。图2中草SCL为时钟线，SDA为数据线。当前时刻的流量数据会保存在CAT24WC04中，可保证掉电时，数据不丢失。

3 系统软件设计

3.1 软件总体设计

系统的软件设计采用了模块化的设计方法，主程序通过调用各子程序模块来实现相应的功能，其程序流程如图5所示。

系统初始化程序完成单片机端口的功能选择及各寄存器、LCD显示模块的初始化。温度传感器模块检测当前水管中液体温度，并与设定的阈值（85 ℃）相比较，当温度高于阈值时，流量传感器模块计算当前流量。LCD显示模块程序完成流量显示，存储模块存储当前流量值。

图5 主程序流程图

3.2 流量信号的计算

流量传感器中的干簧管采用单计数脉冲输入，2个100 μF的电容用来消除双干簧管闭合时产生的抖动［9］。如图4所示，转盘每转一圈，永磁铁经过干簧管附近一次，即产生一个计量脉冲。双干簧管的情况下这要计数脉冲有效就对流量进行计算。具体的程序流程如图6所示。

图6 流量监测程序流程图

当检测到干簧管A的脉冲信号是并不直接开始计算，还要检测干簧管B得脉冲信号。当干簧管B的脉冲信号也被检测到的时候，认为此次计数脉冲有效，并记录，与以前的检测脉冲数求和。

在室温下进行20次测量实验，传感器管道直径50 mm。实验数据得到该流量传感器平均一次有效计数脉冲对应0.64 L的液体流过设计管道。

若当前记录的总的脉冲数为N，则此时的流量Q=0.64N（单位:L）。

3.3 温度测量

感温水表的温度测量系统的温度传感器是DS18B20，硬件电路简单、稳定。但是这是以牺牲软件为代价的，在编程时必须严格遵守DS18B20工作时序的要求［10］。基于DS18B20的温度信号检测流程如图7所示。

图7 温度信号检测流程图

先由主机给DS18B20发一个复位脉冲，在DS18B20发回响应脉冲给主机后，主机再发读ROM命令(代码33H)，并发一个15 μs左右的脉冲，接着再读取DS18B20序列号的一位，并用同样方法读取序列号的每一位。

4 结 语

本文所设计的感温水表，以AT89C52单片机为核心控制芯片，加入了温度传感器、流量传感器、显示电路和E2PROM存储设备。

设计提出的采用DS18B20传感器采集温度信号的设计方案，克服了普通水表不能分辨冷热水的缺陷，适合用于我国各种不同的区域环境。同时，其计量准确度符合国家标准要求，有良好的实用价值，具有广阔的市场前景。

参考文献

［1］沈卫红.单片机应用系统设计实例与分析［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2003.

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［7］王雷.点阵式液晶显示器在单片机接口实验中是的应用［J］.实验室研究与探索，2002，21(2):103-105.

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［9］李素康.用单片机实现精确计量的智能水表［J］.企业技术开发,2005,24(6)：23-25.

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Abstract: Three common residential water meter designs are discussed with the combination of engineering practice.

关键词:住宅给水水表;设计方式;体会

Key words: residential water meter;design approach;experience

中图分类号:TU20 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0079-01

0引言

水表的作用是用来测量管道流量的单向水流总量,按测量构造不同可分为旋翼式水表和水平螺翼式水表;按工作原理不同可分为机械水表和IC卡智能水表。IC卡预付费水表是一种集自动供水、自动收费、自动控制、显示报警等多种功能一体的全新概念的智能水表,是传统水表的替换产品,它主要由发讯基表、电控板和电动阀三部分组成。用户把预购的水量存于表中,用水时,该表实时采集流量信号,并在预购的水量中扣除,当表中剩余水量小于2立方米时,给出声音报警,提示及时购水,当剩余水量为零时,自动关闭阀门,用户重新购水插卡打开阀门用水。在住宅设计中,我们常用的水表为旋翼式水表(以下称为普通机械水表)和IC卡智能水表,水平螺翼式水表主要用于大口径给水管道的流量计量。《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外,对设在户内的水表,宜采用远传水表或IC卡智能水表。结合我们自身几年来的设计体会,通常有三种设计方式:

①水表设置在户内;

②水表设置在一层楼梯平台下;

③水表设置在管道井内。

1水表设于户内

水表设置在户内厨房或卫生间,但水表宜采用IC卡智能型水表。近几年我们住宅设计基本上都采用这种方式,这种方式无需入户抄表,同时各户支管长度小,水头损失小,施工简单,似乎没有大的缺点。但经过多年的使用和当地水管部门的反映,发现该方式的最大弊病,即管理不方便。我们知道,对IC卡,用户只需在卡上预存上一定数额的水费,水费用完了便会自动停水,充值后又自动供水。但实际问题却是:有些住户充值一次后,再也不用去充值,其账户上水费一直都有结余。各个住宅小区的供水总表与小区各户水表显示的用水量差额日益增大,无奈之下只有去住户家里查看究竟。以前是普通机械式水表,收费人员有理由进户查表收费,但现在是IC卡智能型水表,无需查表收费,住户便会以各种理由回绝收费人员进入户内,更有甚者以报警相威,在这种情况下,相当看好的这种设计方式却出现了比以前更尴尬的局面。问题出在哪里呢?通过与当地水管部门了解,原来部分住户私自将IC卡智能型水表卸下,水表被搁置一边,这样卡上的水费永远都有结余,这也是拒绝收费人员入户的最充分的理由。为解决这个问题,自来水公司已经着手对这种方式进行改造,将水表统一安装在一层楼梯平台下,即采用第二种方式。

2水表设置在一层楼梯平台下

水表统一安装一层楼梯平台下,水表采用传统的普通机械式水表或者IC卡智能型水表。其做法是各户支管从各户水表后接入室内用水点。

此方式优点是管理方便,不上楼在水表集中设置点便可对所有住户的给水进行抄表和控制。缺点是支管管线太长,水头损失大,由于用支管代替了立管,所有在用水高峰期会造成住宅上面几层水压不足,此种方式适用于对第一种设计方式的住宅给水改造,而对新设计多层住宅不提倡采用,对高层住宅不适合。

3水表设置在设备管道井内

分户水表整齐排列于管道井内(同层水表设置于同层管道井内),水表采用传统的普通机械式水表或者IC卡智能型水表。此方式为现在住宅设计中最常用的,无论多层还是高层、是否分区等都适用。其优点是管理方便,尤其对当地水管部门来说,这种方式是他们最认同的。因为设备管道井设置在公用部位,管道井的门钥匙一般由小区物业部门统一管理,杜绝了住户对水表和给水支管的私自改造等行为。这种设计方式在近几年的设计中得到了各方主体的认可,同时实践也证明了这一点。为了保证美观及适用性,这种方式其给水支管宜采用埋地方式来解决(敷设在找平层或垫层内),但这种方式存在渗漏隐患且不宜维修。

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关键词：给排水管道，系统设计，管材

中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A 文章编号：

随着人民生活的不断提高，对居住环境条件的要求也越来越高，虽然住宅的建筑面积、居室房间数因开发商的不同，市场供求的变化而难以统一制定，但作为住宅的核心部分即厨房、卫生间的设计，要求的原则可以说基本是一致的。在这样的环境下，如何使给排水设计更加理性化，人文化，更加实用、美观，是给排水从业人员应该思考的问题。本人结合近几年在住宅给排水设计中的经验，提出一些粗浅的认识。

1 给排水管道的设计

1.1 给排水立管

在不同设备中立管的作用是各不相同的，但主要是对设备上部和下部的物料进行输送。 给排水立管应尽量置于同一个位置，最好布置于通风道附近，以便于住户进行装修包裹。在有条件时，最好设置管道井。给排水立管的主要安装方式有以下几种：

1) 立管安装在厨房、卫生间的墙角处。在以往的住宅设计中较多采用这种敷设方式，它施工方便，但明露管道有碍居室美观，住户在二次装修时大多会用轻质材料掩盖起来。管道明装在室内时，应不影响厨房、卫生间等各种卫生设备的正常使用。

2) 立管敷设在管道井内。这种方式使居室洁净美观，而且在卫生间设立集中管道井，把给排水管等管道都集中在管道井里布置，已经成为现代住宅、厨房、卫生间居住文明的重要体现。但这种方式需要的管道井占用了有效建筑面积且管道施工和维修都比较困难，在施工中也是应该注意的问题。

3) 立管装在建筑物外墙阴角处。立管要尽量避免全天暴露在阳光直射下，因为现在常用的塑料管线长时间在阳光下暴晒极易老化，会因此影响住户的正常生活。而且，管道在外墙敷设会影响建筑美观，也不便于维修，一般不建议采用此种敷设方式。

1.2 给水支管

给水支管管径de ≤32 mm ，小管径的塑料给水管，呈弯曲状态，故住宅给水支管提议采用暗设。给水支管暗设的方式有：1)暗装管道可以有效地保护管道不受外力破坏，又不影响室内美观。暗设在砖墙里，施工时在砖墙面开管槽，管槽宽度为管子外径(de + 20) mm ，深度为管子外径de，管道直接嵌入管槽，并用管卡将其固定在管槽内。2) 对于小管径给水支管de ≤20 mm ，可暗设在楼(地) 面找平层里。施工时在楼(地) 板面上开管槽，槽宽为(de + 10)mm ，深为1/2 de ，管道半嵌入管槽里，并用管卡将管子固定在管槽内。

1.3 排水支管

1) 厨房:排水横支管在本层楼板面上接入排水立管，厨房地漏可选用侧墙式敷设或者取消地漏，洗菜池的S 形存水弯安装在楼板地面上，整个厨房的排水支管不会落在下层空间，这样既可增大厨房的使用空间，也便于住户维修。

2) 卫生间:排水横支管在本层敷设具体措施:a.采用下沉式卫生间(或者局部下沉)。卫生间楼板面下沉300 mm(坐式大便器)或500 mm(蹲式大便器) ，排水横支管暗埋在下沉空间里。应严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理;卫生间内所有给排水管道应经严格试压注水试验后方可暗封管道。建议在下沉室侧面设置侧排地漏，以排除可能出现的积水。b.卫生间地板面不下沉，而使用后出水式坐便器，地漏采用侧墙式，洗脸盆、浴缸等排水管道也在地面以上敷设与立管相接。

2 水表的设置

新订的建筑给水排水设计规范规定：住宅的分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外：对设在户内的水表，宜采用远传表或IC卡水表等智能化水表。住宅水表有以下几种形式:

1) 远传水表。把普通机械式水表换成远传水表，由一根信号线连接水表与数据采集机，再传至智能管理(微机)。它的优点在于节省大量人力物力来抄表，数据准确，缺点是系统造价较高。

2) 二次流量仪。由智能水表和LED 液晶显示器两部分组成。它的优点在于智能水表和LED液晶显示器两部分可同时显示用户用水量，同时节省大量人力物力来抄表，数据准确，缺点是系统造价较高。

3) IC 卡智能水表。IC卡智能水表以IC智能卡为载体，在管理系统与智能水表间双向传递数据，实现管理功能。用户把预购的水量存于表中，用水时，该表实时采集流量信号，并在预购的水量中予以扣除，缺点是水表价格较高，用户需预先支付水费。

4) 采用普通水表设在户外，水表出户一般有以下几种方式:a. 分户水表集中设于底层空间内(变频供水)。这种方式常用于多层单元式住宅中。一般一个单元设一个水表井(箱)，分户水管从管道井引入户内。b.水表分层设于楼梯休息平台处。给水立管设于平台处，每户设一水表箱，将水表箱嵌入休息平台两侧墙体中。水表每层集中设于与采暖系统共用的综合管井内。

本人认为目前比较可行的方案是采用IC 卡智能水表，像目前用电的方式一样通过现有的银行网点缴费购水，这样既能避免自来水公司收费难的问题，又能减少大量抄表劳动力。以上几种水表出户方式各有优缺点，在工程实际设计中须结合住宅厨、卫等平面布置、住宅的档次、当地管理部门要求后再来确定。

3 噪声的控制

1) 合理选择排水管管材。为解决噪声问题，在UPVC 管内壁增加了凸起的螺旋形导流线，使水流条件得到改善，有效的降低了噪声，即目前市场上的UPVC 螺旋管。排水管道设于室内时，应优先选用螺旋管、芯层发泡管或离心铸造排水铸铁管。高层住宅底层排水立管需要转换时，排水横干管、转换层以下的排水立管、出户管应采用离心铸造排水铸铁管，提高排水管道因堵塞后下部管路系统为受压状态时的承压能力，提高整个排水管道系统的安全度。

2) 合理控制流速。由于水流噪声与水流速度成正比，所以控制水流速度是控制噪声的有效措施。住宅室内给水支管的管径通常内径小于25 mm ，当有防噪要求时，冷水管的水流速度宜控制在0.8m/s～1.0m/s之间，热水管的水流速度宜控制在0.6m/s～0.8m/s之间。排水管水流噪声主要是水流在立管中作快速自由落体运动时产生的，立管越高则流速越大，产生的气压波动越大，噪声也随之越大。为控制水流在立管内的流速，应采用设置“乙”字管消能的方法来控制流速，“乙”字管可以隔5层～6层设置一个。此外，也可以采用导流装置引导水流沿管壁旋流而下，这样既可以大幅度降低水流速度，又能在管道中心形成一个中空柱，从而减小气流阻力和立管内的压力波动，达到降低噪声的目的。

4 给水管道材质的选择

目前，塑料给水管的应用能够很好解决镀锌钢管易锈蚀，使用寿命短，生活用水不能满足水质卫生标准等问题。塑料给水管与金属管道相比，具有重量轻，耐压强度好，输送液体阻力小，耐化学腐蚀性能强，安装方便，省钢节能，使用寿命长等优点。因此生活给水管应选用塑料给水管。

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摘 要：本文从水泥的物理性能、矿物组成等几个方面，探讨对混凝土各种性能的影响，为水泥混凝土结构施工及试验分析提供一些思路。

关键词：水泥；性能指标；水泥混凝土；影响

中图分类号：U41 文献标识码：A

混凝土是目前世界上用途最广、用量最大的建筑材料。它在建设领域中发挥着不可替代的作用。受到市场对早期脱模，缩短施工工期需求的支配，人们对工程质量所注重的就是混凝土的强度，而水泥是混凝土最重要的组分之一，因此混凝土生产商对水泥质量的要求也就是强调其强度。换而言之，认为强度越高的水泥其质量也就越高。其结果是高强、早强水泥更受欢迎，从而高钙、高铝、高比表面积的水泥应运而生。然而，预拌混凝土的水化热越来越大，抗裂性、抗腐蚀性越来越差，混凝土强度的后期增长缓慢甚至倒缩，从而严重地影响了混凝土结构抵抗环境作用的耐久性能，本文仅从水泥的物理性能、矿物组成等因素阐述其对混凝土各种性能的影响。

一、影响因素

1 水泥细度的影响

水泥粉磨细度以及水泥的颗粒级配、颗粒形状对水泥活性的充分发挥和混凝土性能的改善有较大的影响。水泥的粉磨细度与时间、强度、干缩以及水化放热速率等一系列性能都有密切的关系。水泥细度对水泥的早期强度影响最大，水泥越细或比表面积越大，水泥水化诱导期越短，水泥水化热反应就越快，反应物表面积增大，使水化早期形成大量的水化产物，减少了浆体中的空隙，使水泥石较为密实，使水泥早期强度有很大的提高，引起徐变松驰能力下降，弹性模量增加。但也不是水泥细度越细越好。水泥过细，会增大水泥的需水量，降低水泥强度。水泥细度是影响水泥流变性能的重要因素，水泥流变性能对混凝土施工和工程质量有重要影响。水泥比表面积相对较大且颗粒级配恰当的水泥，可得到良好的流变性能，对混凝土和工程质量有利。

2 水泥凝结时间的影响

凝结时间对混凝土施工有很大的影响。初凝结时间过短，往往来不及施工，甚至来不及运送到施工工地；终凝时间太长，又会使施工人员难以适应，妨碍工程进展。影响凝结时间的水泥矿物成份主要是C3S和 C3A ，在水泥磨制时掺加适当的二水石膏，不仅可以调节凝结时间，还能提高早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性、抗冻性、抗掺性等一系列性能。然而，水泥在磨制时，如果磨机内温度过高，就会使二水石膏脱水，变成硬石膏，失去调节凝结时间的作用，并可能出现快裂、缓凝或假凝现象，使凝结时间难以控制。

3水泥强度的影响

水泥混凝土中的活性成分强度大小直接影响着混凝土强度的高低。受市场供求关系的影响，现有水泥厂为追求效益的最大化，普遍生产R型水泥。R型水泥虽然可以达到混凝土早强、早拆模的目的，但由于3d强度高，水化热和收缩集中，会对混凝土裂缝的产生带来不利影响。随着水泥工艺的不断发展，水泥熟料质量越来越高，导致生产的水泥强度越来越高。好多水泥厂为了抢占市场，水泥富裕系数不断增加，水泥强度的提高，使混凝土强度的增长速度进一步加快，凝结时间缩短，收缩速度增加，混凝土早期开裂的可能性大大提高。

虽然提高混凝土强度能有效减少构件断面的面积，减少"肥梁、胖柱、厚板"的现象，减少建筑物的自身重量，提高有效面积和空间，但由于混凝土构件断面不能小到超过保证构件稳定的极限，所以，过高的混凝土强度等级其实是浪费。

4 水泥安定性对混凝土的影响

水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。在凝结硬化前，水泥混凝土混合物处于流塑性状态，混合物中有水有气有空隙，此时水泥水化物体积膨胀，填充空隙，对形成固态混凝土有利；如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。安定性不良的水泥绝对不能使用。

5 水泥中含碱量和混凝土开裂的关系

熟料中碱含量对水泥活性的影响，一直为各国研究领域所关注。碱能促进水泥的收缩开裂，当含碱量低于0.6%时，水泥的抗裂性明显增加。虽然，碱-骨料反应必须在混凝土中有足够的含碱量、足够数量的碱活性骨料和足够的水分供应这三个条件同时存在的情况下才会发生，并不要求任何情况下都限制水泥的含碱量，但是，促进混凝土收缩裂缝的生成和发展以至造成混凝土结构物的劣化，却是高含碱量水泥对混凝土更大的安全威胁。不管是否使用活性骨料，必须将水泥中的含碱量减到最少。

6 水泥的矿物组成

硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，本文主要介绍C3A和C3S。C3A的水化热是其他矿物水化热的数倍，尤其在混凝土早期强度的发挥时期，C3A干缩变形大，抗硫酸盐性能差，脆性大，耐磨性差。因此用C3A含量较大的早强水泥浇筑的混凝土容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。

C3S的水化热虽然比C3A的小很多，但在3天却是C2S水化热的几乎5倍，因其含量在熟料中约占一半，故影响也很大；C3S含量的提高，同样对提前拆模、缩短工期、配制高强度等级混凝土带来便利，但C3S含量的增加，水泥水化释放热量增大，强度和温度上升速度过快，使混凝土中产生收缩裂缝的机会变大。一般说来，减少水泥C3S含量也可提高抗淡水溶析能力，改善抗硫酸盐侵蚀性能，有利于提高混凝土耐久性。

7 水泥质量的波动

水泥质量的波动对混凝土强度的影响，应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问地在混凝土强度上反映出来。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。水泥质量波动大多是由于水泥细度和早期强度的差异引起的，而这些因素在早期的影响最大，随着时间的延长其影响就不再是最重要的了。因此，水泥质量波动对混凝土早期强度影响大。

二、建议

1除非工程有特别特殊需要，一般情况下应尽量避免使用早强水泥。

2不论骨料是否有碱活性，都应当限制对水泥和混凝土中的含碱量。

3对水泥和混凝土质量增加抗裂性的要求。

4在混凝土中减少水泥用量，代之以抗裂性较好的矿物掺合料（如粉煤灰）。

结语

水泥品质是影响混凝土质量的主要原因，施工中应充分考虑混凝土的生产要求，关心水泥在混凝土中的行为，即对混凝土各项性能的影响。具有良好的匀质性、稳定性、耐久性与外加剂良好的相容性的水泥，才是预拌混凝土生产所需要的，并有利于混凝土结构长期性能的发展。

参考文献

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关键词：曝气设备; 氧转移系数; 充氧性能

中图分类号：S969.32 文献标识码：A

1.引言

在测试曝气器的充氧性能指标时，我们首先要测试出氧传递系数KLa值，然后根据测试条件计算出曝气设备的性能指标。因此，首先介绍KLa的意义。

标准氧转移系数KLa20是指曝气器在标准状态（大气压1013 hPa，水温20℃，下同）下，单位传质推动力作用时，单位时间内向单位体积水中传递氧的数量。KLa20表征氧分子从气相传递到液相的快慢，是计算标准氧转移效率SOTE和理论动力效率E等指标的基本参数[1]。

2 主要评价指标

常用来评价曝气设备充氧性能的主要指标有：标准氧转移速率、理论动力效率、标准氧转移效率SOTE、阻力损失RL，主要内容为[2-4]：

标准氧转移速率SOTR又称为充氧能力，指曝气器在标准状态测试下向DO为零的水中1 h内所增加的氧量，单位kg/h。SOTR与KLa成正比例关系。实际上对于任何给定的污水处理系统，需氧率是个已知量也就是标准氧转移速率是确定的。

理论动力效率E是曝气器在标准状态下消耗1kW•h电能转移到水中的氧量，单位kg/kW•h。动力效率反映了曝气供氧与耗能二者之间的关系，是重要的效能指标，将直接关系到污水处理厂的运行费用的大小。它比KLa、SOTR、SOTE更具有现实意义。

标准氧转移效率SOTE即氧的利用效率或氧利用率，指曝气器在标准状态下转移到水中的氧量和曝气量之比，单位%。SOTE与理论动力效率是共同反映曝气设备充氧效果的指标，一味的提高某一指标是没有意义的。一般来讲，供气量小，则SOTE高。SOTE越高，即氧转移系数大或推动力（CS-C）越大，但未必省电。此外，如果增加动力搅动，虽然可以提高了SOTE，但E却未必就高。所以对于任何一个曝气系统，只有在增加动力效率E的条件下同时提高SOTE才有实际意义。然而降低供氧量会使SOTE增加，不一定会提高动力效率和降低用电量。因此，SOTE事实上与曝气设备的节能降耗并无直接的关系，它是个规格指标。

阻力损失RL指是每个曝气器在典型通气量下的动态湿压力损失，单位Pa。其与曝气器的能耗有密切的联系，是评价曝气器充氧性能优劣的一项重要指标。这是因为RL的大小直接决定了污水厂运行费用的多少；曝气器的RL值越大，说明鼓风机需要消耗的动力越大或需要提供的鼓风机数量越多，能耗也就越多，一个污水处理厂电费往往占运行费用的1/3，而其中50%以上的电费花费在鼓风曝气上；其次，如果RL太大，反映曝气器的充氧效果差，进一步直接缩短曝气器的使用寿命。

3 曝气设备充氧性能指标的选取

虽然提高曝气量可使KLa20值增大，同时增加单位时间内转移到水中的氧量，但消耗的能耗也相应地增加，因此，KLa20值大小不能直接反映实际曝气系统是否经济。所以，提出了标准氧转移效率SOTE与理论动力效率E等指标来评价曝气设备充氧效果。标准氧转移效率SOTE也称为氧的利用率，这个指标是行业内常用的指标；动力效率E的高低直接影响到污水处理厂的运行费用，是唯一的效能指标，因此，标准中必须对标准氧转移效率SOTE、动力效率E提出相应的规定。

有专家曾建议行业标准中不需要对SOTR指标作出要求，由于曝气量变化对微孔曝气器充氧效果的影响规律：在同一实验水深条件下，SOTE随曝气量的增加而直线下降；E随着曝气量的增加呈逐渐下降的趋势；而SOTR随着曝气量的增加而直线上升。若不对SOTR指标作出要求，就会给曝气设备生产厂家在检测中心检测其设备充氧性能时留下漏洞，弄虚作假，这样生产商为了提高设备的充氧性能，就会故意向检测单位虚报曝气设备的典型通气量范围（提供数值比较小的典型通气量），若采用较小的通气量检测，SOTR与E值就会比较高；而在较小的通气量下，SOTR值却比较低，所以对SOTR指标作出规定是必要的，这样三个指标相互对曝气设备充氧性能作出限定。

比标准氧转移效率SSOTE指在标准条件（气体完全干燥并在0℃和0.1013 MPa）下每m3空气纵向扩散1m所转移的氧气量，或者表示为转移到单位水深中氧气所占的百分比。其计算公式为：

（1）

而SOTE计算公式为：

（2）

式中：SSOTE—比标准氧转移效率， %O2/m；

SOTR—标准氧转移速率，kg/h；

q—曝气器的典型通气量，m3/h；

hE—曝气器的淹没水深，m；

0.299—在0℃和0.1013 MPa条件下干燥空气中氧的密度，kg/m3。

从公式（1）、（2）知， SOTE与SSOTE呈线性关系，但是国家行业标准CJ/T 263-2007、CJ/T264-2007都对SSOTE作出了相关规定；而且在德国将SSOTE作为污水处理厂设计时采用的一个重要指标。因为不同的污水处理厂曝气设备的淹没水深不同，而SSOTE反映的是每米水深溶入氧的百分数，这样就可以通过SSOTE间接计算出不同污水处理厂实际运行中曝气设备的氧转移效率值。所以，对SSOTE做出相应的规定也是必要的[5-6]。

结束语

综上，以上四个指标被常用来评价曝气器充氧性能的好坏；而在这些指标中都受到关键因素氧传递系数KLa的影响，因此，在曝气设备充氧性能测定中必须要保证KLa的准确性。为了使曝气设备的节能降耗，实现污水处理成本的的下降，在曝气设备的研发、生产和应用上，提高动力效率都具有重大的经济意义。

参考文献

[1] Zhen He, Anurk Petiraksaul. Oxygen-Transfer Measurement in Clean Water [J].KMITNB. 2003, 13(1):14~19.

[2] 冯俊生.新型管式微孔曝气器性能研究[J].环境污染治理技术与设备.2005,6(6): 80~82.

[3] Gillot, S, Heduit, A. Effect of air flow rate on oxygen transfer in an oxidation ditch equipped with fine bubble diffusers and slow speed mixers [J]. Water Research.2000, 34(5): 1756 ~1762.

[4] 李建军.新型微孔曝气器的工艺及特性研究[D].天津:天津大学,2008,08.

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[关键词]海水养殖；渔业循环经济；能值理论；贻贝养殖；

1前言

随着科技的提高和经济全球化的深入，我国海洋渔业稳健发展，海水产品产量逐年增加，从2009年的2797.53万t增长至2016年的3490.15万t。然而，高投入、低效率的传统海洋渔业模式资源利用率低下，导致渔业资源紧张，海洋渔业生态系统供给服务数量下降。随着人口的持续增长，渔业资源压力加大，急需一种新的发展模式来摆脱渔业经济发展困境。渔业循环经济以循环经济理论和渔业可持续发展思想指导海洋渔业经济活动，通过清洁生产技术减少废弃物排放，提高资源重复利用率，实现资源效率最大化，污染排放最小化。发展渔业循环经济是解决渔业发展与资源环境矛盾，实现渔业可持续发展的必然选择。量化循环经济发展的水平是判断渔业循环经济发展质量的主要依据。只有建立科学有效的循环经济评价指标体系，才能对渔业循环经济发展状况进行监测和预测，为渔业循环经济的发展规划提供决策服务。以美国系统生态学家H.T.Odum为首，创立的能值分析方法将系统中不同种类、不可比较的物质流、能量流、货币流和信息流转换成具有统一单位的能值进行分析，利用一系列能值指标分析系统的结构、功能特征与生态经济效益。能值理论能为评估渔业循环经济系统的效益和可持续性及具体实施过程提供一个系统性的框架。目前，国内外已有不少研究者利用能值理论评估农业循环经济、工业循环经济、产业园区等各种循环经济系统。M.T．Brown等提出了一系列能值指标，评价了不同的材料通过“原料循环使用”、“副产物利用”、“适应性再利用”三种回收途径的循环回收效率，研究发现不同的原材料的循环使用潜力不同，适合的循环回收途径不同；精炼提取成本越高的原材料，直接回收利用获得的收益最大。本研究基于传统能值方法，以浙江省舟山市嵊泗列岛贻贝养殖区域为研究对象，建立基于能值理论的循环经济系统指标体系，从企业层面评价渔业循环经济系统的生产效率、循环效率以及对环境的影响，以期为循环渔业的发展提供科学依据。

2研究区概况与数据来源

2.1研究区概况

嵊泗列岛位于杭州湾以东、长江口东南，气候温和，年平均气温约17℃，多年平均降雨量约1209mm，夏季易受台风影响，年太阳辐射量为4683～4927MJ/m2。海域水体肥沃、潮流较急是贻贝的绝佳养殖地。嵊泗海洋特别保护区素有“中国贻贝之乡”之称，截至2018年嵊泗列岛贻贝养殖面积达1484hm2，贻贝产量达159668t，产生了巨大的经济效益。嵊泗列岛贻贝养殖模式主要为深水浮筏养殖，在海面上用浮子和绳索组成浮筏用缆绳固定于海底，使贻贝苗固着在苗绳上悬挂于浮筏。贻贝苗大部分购买于福建等地的育苗场，养殖周期一般为2～3年。然而，在产量逐年增加的同时，占贻贝重量近1/3的贻贝壳被堆积或倾倒至嵊泗列岛附近的海域或海滩，造成严重的环境污染。贻贝壳含有大量的CaCO3，贻贝壳粉可作为钙源添加在饲料中或作土壤改良剂。对废弃贻贝壳进行资源化利用，是形成贻贝产业循环经济至关重要的一步。

2.2数据来源

本研究中用到的数据主要包括两类：（1）水产养殖、水产品加工等实物量数据主要由嵊泗列岛金盟水产养殖专业合作社、景晟贻贝产业发展有限公司提供。渔业产业数据主要来自嵊泗列岛海洋与渔业局以及《中国渔业统计年鉴》；（2）能值转换率（Unitemergyvalue，UEV）主要来自《能值分析与实践》M.T.Brown等以及Buranakarn.V等人的研究，能值转换率均基于能值基准GBE2016（12.0E+24seJ/a）。

3基于能值的循环经济评价指标计算方法

能值是资源、产品和服务等在形成过程中直接和间接消耗的太阳能之量，单位为太阳能焦耳（solaremjoules，sej）。能值分析主要包括系统能值指标分析、系统循环指标分析等，能值投入主要有可更新自然资源R1、不可更新自然资源N、可更新有机能R2和不可更新工业能IMP，在此基础上建立能值指标体系。渔业生态系统常用的能值指标有能值产出率EYR、环境负载率ELR、可持续发展指标ESI及适用于渔业循环经济系统的指标。能值分析方法为评估渔业循环经济的资源利用效率、环境压力和循环经济发展的可行性提供了科学的方法，基于能值理论的循环经济评价指标体系是评价渔业循环经济发展的有效指标。能值产出率（EYR）是指系统产出能值与社会经济投入系统内部的能值（不可更新工业辅助能值与可更新有机能之和）的比值，是衡量一个生产系统资源利用效率的指标。EYR越高表明系统利用资源的效率越高。其计算公式为：EYR=Y/IMP+R2其中，Y为系统的产出能值，IMP为投入系统的不可更新辅助能值，R2为投入系统的可更新有机能。环境负载率（ELR）是指系统投入的不可更新能值与可更新能值之比，表征区域生态系统承受的环境压力。ELR越高，说明系统的经济活动强度越大，区域环境负荷越大。环境负载率的计算公式为：ELR=（IMP+N）/（R1+R2）其中，IMP为投入系统的不可更新辅助能值，N为投入系统的不可更新自然资源，R1为投入系统的可更新自然资源，R2为投入系统的可更新有机能。可持续发展指标（ESI）是系统能值产出率和环境负载率的比值，表征研究系统的可持续发展能力。在一定范围内，ESI越高，单位环境压力下的社会经济效益越好，系统的可持续发展态势越好。资源的可持续发展是经济可持续发展的保障，如果系统为追求经济产值的增长，过分开发不可更新资源，那该系统的可持续发展能力会大大降低。可持续发展指标是地区能值分析评价的关键性指标。计算公式为：ESI=EYR/ELR其中，EYR为能值产出率，ELR为环境负载率。循环收益率（RBR）是将资源转换为原材料的能值与回收循环的能值之比。RBR反应了系统废弃物的回收利用潜力，即废弃物被作为资源投入再生产可节省的能值。RBR低于1时，表示该物质循环利用的能值收益极低。其计算公式为：RBR=（A+B）/F其中，A为养殖贻贝所需的社会经济投入之和，B为收获捕捞成熟贻贝所需的社会经济投入之和，两者之和代表系统原材料提取所需的能值，F为回收循环使用系统废弃物所需的社会经济投入之和。循环产出率（RYR）是循环物质（废弃物）的能值与用于循环的能值之比。RYR可用于评估社会通过资源循环利用效益，它衡量了社会将能值投入循环经济系统后获得的收益。RYR越高，循环经济系统的能值投资收益越好。计算公式为：RYR=（R+A+B+C）/F其中，R为形成原材料（贻贝）所需的环境投入，A为养殖贻贝所需的社会经济投入之和，B为收获捕捞成熟贻贝所需的社会经济投入之和，C为去壳贻贝加工所需的社会经济投入之和，四者之和为废弃物所含的能值，F为回收循环使用系统废弃物所需的社会经济投入之和。填埋/循环收益比（LRR），即填埋某一材料需要的能值与用于循环的能值之比。LRR这一指标反应相比直接填埋，回收循环利用所获得的收益。LRR越大，物质循环对社会收益越大。填埋/循环收益比的计算公式为：LRR=F’/F其中，F’为直接填埋系统废弃物所需的社会经济投入之和，F为回收循环使用系统废弃物所需的社会经济投入之和。

4结果与分析

4.1嵊泗贻贝养殖加工循环经济系统构建

最外面的黑框表示嵊泗列岛贻贝循环经济系统，主要包括养殖系统、去壳贻贝加工系统、贻贝壳粉加工系统等子系统。左侧的是外界投入的可更新自然资源，主要包括太阳辐射能、地热能、潮汐能、风能、雨水化学能等。由于当地无法育出用于养殖的苗种，因此主要从福建购入贻贝苗用于贻贝生产养殖。贻贝从一开始包苗、挂苗、成熟后收获、去壳加工、贻贝壳回收运输到最后的壳粉加工都需要系统外的能源商品投入和人类劳动。

4.2循环经济系统能值流分析

通过计算贻贝养殖加工循环经济系统的物质、能量、货币流动数据，统计汇总出贻贝养殖加工循环经济系统能值表。为避免重复计算，在实际核算时常常将三种初级能流（太阳辐射能、地热能、潮汐能）相加，与次级能值流、第三季能值流的最大值进行对比，取两者的最大值作为驱动系统运作的可更新自然资源能值（R1）。贻贝属于滤食性贝类，潮汐作用所引起的水交换带来的悬浮有机碎屑和依赖于光合作用的单胞藻与原生动物为贻贝的主要饵料来源。苗种、电费和劳动力的能值投入在贻贝养殖中占很大一部分。对传统贻贝养殖加工模式而言，占贻贝重量1/3之多的贻贝壳作为废弃物直接填埋丢弃。而对贻贝循环经济系统而言，贻贝壳作为贻贝壳粉加工子系统的原料投入，最终生产出贻贝壳粉。

4.3渔业循环经济模式的能值指标分析

传统贻贝养殖、传统贻贝养殖加工模式和贻贝循环经济模式的EYR分别为6.65、1.56和4.57，说明传统贻贝养殖模式和贻贝循环经济模式的生产效率较高。贻贝循环经济系统可以开发贻贝的潜在经济能值。延长产业链，加大对废弃贻贝壳的开发，可以达到进一步提高经济效益的目的。通过“资源—产品—再生资源—再加工”的模式来实现“低开采、高利用、低排放”的目标，对进入系统的能量与物质进行最大程度的利用，提高利用率的同时尽可能地减少污染物的排放，进而提高经济运行的效益与质量。环境负载率ELR可评估系统的生态承载能力，当ELR小于或等于2时，由于生产过程产生的影响可被大范围的环境稀释，生产过程对环境产生的压力较小。传统贻贝养殖模式的ELR为1.09，贻贝养殖系统生产过程对环境压力较小。传统的贻贝养殖模式和贻贝循环经济模式的ELR分别为2.62和3.21，这是由于随着产业链的延长，加工环节增加，能源和人类劳务等不可更新工业辅助能投入的增多。传统贻贝养殖模式的ESI为6.11，处于1～10的范围，说明传统贻贝养殖模式具有较好的活力及较大的发展潜力。这是因为贻贝养殖过程无需投放饵料，充分利用了海域生态环境提供的自然资源，系统的可持续发展能力较高。传统贻贝养殖加工模式的ESI为0.60，小于1，表明该模式为高环境负载率的消费型生态经济系统。贻贝循环经济模式的ESI（1.42）大于传统贻贝养殖加工模式的ESI（0.60），说明单位环境压力下贻贝循环经济模式的经济效益更好，贻贝循环经济系统具备一定的可持续性，能兼顾社会与环境效益。能值循环经济指标可用于评价循环经济系统的可行性。本研究中，贻贝的RBR为13.01，RBR大于1说明废弃贻贝壳具有一定的回收利用潜力。贻贝的RYR为32.91，相对较高，表明能值投入循环经济系统的收益较好。贻贝的LRR大于1，表明回收利用废弃贻贝壳从长远来看是大有裨益的。LRR是基于废弃物填埋所用的能值计算的，直接填埋废弃贻贝对整个社会经济系统而言是一种资源的浪费，还会产生处理废弃物的成本。贻贝的LLR为4.62说明相比回收循环利用废弃贻贝壳，社会需要投入4.62倍的能值用于填埋废弃贻贝壳。

5结论与讨论

篇9

[关键词]仪表 保温

中图分类号：TQ875 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0372-01

一、管网监测仪表智能加热保温装置研究背景

极端寒潮对公司管网仪表影响

在2016年1月的世纪寒潮影响下，苏州1月23～24日出现连续两天-9℃，在严寒天气期间供水SCADA系统报警显多处压力监测点压力低于0.05Mpa，明显低于正常压力区间0.15MPa～0.35MPa。水务公司维修人员紧急赶赴现场进行压力表现场测试，测试结果均为0.25Mpa左右，属正常压力范围，但现场发现在线监测仪表被冰冻，无法正常传输数据。彻查所有流量计和管网压力点发现：

①40台管网流量计未见受冻而异常；

②70个管网压力点中，有55个因控制井位于地面下而未受寒冻影响，另外15个高于地面的仪表控制箱受冻，造成此部分压力点受损或故障，不能显示数据。

此次部分压力点在线监测仪受损，无法有效反馈管网运行情况，直接影响公司紧急调度速度。

二、管网监测仪表基本介绍

1.系统概述

自来水管网SCADA监测系统是一套以在线监测设备为核心，运用现代传感器技术，对自来水管网水质、压力和流量等监测信息进行实时快速收集、存贮、处理、查询、报表、预警的综合性监测管理系统。24小时监控所辖区域水压、水质的实时变化以及通过流量的异常变化判断有无爆管情况发生。

2.系统组成

系统由在线自动分析仪、网络传输及监测管理系统三部分组成。在线自动分析仪对监测点位水质的余氯、浊度进行监测；RTU通讯模块负责将监测到的数据通过移动GPRS方式传输给监测管理系统，监测管理系统对数据进行收集、存储、查询、统计、预警，调度中心值班人员可以在调度中心远程监测全区供水管网的压力及流量情况。调度指挥水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。

三、管网监测仪表智能加热保温装置研究思路

根据对管网70个压力点进行彻查，发现55个安装与地面下的均未受寒冻影响，另外15个高于地面的均受到不同的程度的损坏或故障，导致不能显示数据而无法有效反馈管网运行情况。因此根据以上数据进行分情况研究，采取适当的方法增强管网监测仪表耐低温性能。

（1）地埋式在线监测仪

根据寒潮的经验，可发现地埋式在线监测仪耐低温性能远远优于地面式在线监测仪，但为保证万无一失，在寒潮来临之前在管线及控制箱内关键元器件适当包裹保温材料。

（2）地面式在线监测仪

①将地面式在线监测仪改造为地埋式

现有30个地面在线监测仪控制箱，在条件合适时进行改造，改造为地埋式在线监测仪。但此方案对环境工况要求高且改造难度大，实施可能性较小；

②对地面式在线监测仪进行保温改造

无法改造为地埋式的地面式在线监测仪，通过仪表控制箱自动加热，实现预防低温寒潮灾害。

拟分两步进行研究并实施改造：首先对现有仪表进行冷库模拟实验，得出仪表低温运行状态和最低环境温度要求数据；再在地面仪表控制箱外壳及内部管道包裹保温材料，最后在控制箱内加装温度控制开关及暖风加热器，当环境温度将为设定温度时，自动开启暖风加热器，保证控制箱内温度不会受外界温度影响，使管网在线设备运行正常、数据稳定可靠的目的。

四、确定管网监测仪表智能加热保温装置方案

1.确定控制箱外壳及内部管线包裹保温棉厚度

过对现有仪表进行冷库模拟实验，对在-5℃和-10℃温度下包裹不同厚度保温棉的控制箱及管线保温效果进行统计，发现在-5℃时包裹25mm厚保温棉时保温效果可达到理想要求，在-10℃时包裹40mm厚保温棉保温效果可达到理想要求。（如下图箭头标识处）（见图1）

2.确定控制箱内智能加热保温装置方案

①暖风加热器

暖风加热器选用HGL046系列紧凑型暖风机系列，该系列优点有：紧凑型设计、夹子固定、使用寿命长、免维护、温度安全保护，紧凑型暖风防止形成凝结，集成高性能轴流风机强迫空气流通，因此保证了机箱内温度达到理想值。

②温度控制开关

通过温度控制开关使得到达设定温度时暖风加热器自动开启，KTO011：温控器（常闭）用于调控加热器，KTS011：温控器（常开）用于调控风机或开关信号装置，可采购常开常闭一体化设计（加热散热两用型温控器）。

将暖风加热器与温度控制开关按照如下示意图进行接线，最终达到对控制箱进行智能加热保温的目的（见图2）

篇10

根据局党组安排，为了摸清我县村级集中供水工程运营管理情况，进一步提升农村供水保障水平，我们组建专班，深入调查研究，并多方征求意见，形成了如下调研成果。

一、村级集中供水工程基本情况及存在的问题

目前，我县基本建成了“以大中型供水为主、小型供水为辅、分散供水为补充”的农村饮水安全体系，骨干供水覆盖了农村地区80%以上的人口，供水基础较好。

经普查，除骨干供水工程外，全县农村地区还有359处村级集中供水工程承担着向3.5万户居民供水的职能。从用户规模来看：20-100户规模的253处，100-200户规模的63处，200户规模以上的有43处。从水源类型来看：地下水源的有233处，地表水源的有126处。从骨干供水覆盖来看：骨干供水全覆盖的有182处，部分覆盖的120处，未覆盖的有57处。从水费单价来看：2元以下的有122处，2～3元的有151处，3～4元的有69处,4元以上的有17处。从净水设施来看：简易过滤的有330处（净水效果差），净水设备的有27处，构筑物的有2处。从水费收入来看：水费收入在1万元以下的有297处，水费收入在1～2万元的有62处。其运营管理主要存在如下问题：

（一）净水设施工艺落后

简易过滤工艺的村级集中供水工程共有330处。由于其净水设施工艺缺失或不达标（反应、沉淀工艺缺失，过滤工艺不达标），造成供水水质较差，主要影响的指标是浑浊度、色度等3项感官性指标。因地下水浊度、色度本身较小，因此该类问题主要体现在以地表水（塘库、河沟）作为水源的小型集中供水工程上。

（二）加药消毒设施正常运行率低

加药消毒设施（碱式氯化铝投加机和二氧化氯发生器）是水厂最为重要的设施之一，碱式氯化铝投加机属净水设施配套设备，主要作用为降低水质浑浊度、色度等3项感官性指标，二氧化氯发生器主要作用为杀灭总大肠菌群、大肠埃希氏菌等4项微生物指标。经调查，全县村级集中供水工程加药消毒设施正常使用率不到10%，原因主要为：一是设备费和维修费较贵，用户负担不起；二是出于节约运营成本考虑，管水员没有购买药剂。

（三）运营收入较低

由于村级集中供水工程规模小，常年在家用水户少，水价偏低，多水源供水等原因，导致运营收入较低，全县有费用结余的工程不到20%。由于经费不足，管水员工资难以保证，制水药剂购买不到位，直接导致了水质不达标，服务水平低下。

（四）监督管理责任落实不到位

根据《巴中市村镇供水工程管理实施细则》精神，镇人民政府和村委会作为村级集中供水工程管护主体，需切合实际建立管护制度，并对工程运行管护情况进行监督检查。但实际工作中，大部分村委会将工程管护权移交管水员了事，让管水员自收自支，自负盈亏，客观上为管水员培植了掠夺式经营的土壤，工程带病运营十分普遍。

二、应对措施及建议

由于村级集中供水工程与骨干供水工程水价存在价差，加之骨干供水管线过长和供水保障能力有限，群众对村级集中供水工程用水需求依然存在，为了实现2025年前全面解决饮水安全问题的目标，实施村级集中供水工程标准化改造和管理体制改革十分必要。

（一）实施工程标准化改造

1、净水设施技改。净水设施技改以地表水为水源的村级集中供水工程为重点，骨干供水全覆盖或将延伸覆盖的区域不再技改。经调查，骨干供水工程未覆盖或覆盖不全的村级集中供水工程（以地表水为水源）共有46处，其中：20-100户规模的有28处，100-200户规模的有10处，200户规模以上的有8处。技改方案为配置相应规模的全自动一体化净水设备并配套建设管理房等必要附属设施，经测算，需投资1430万元，2022至2024年每年投资480万元。

2、加药消毒设施配置。加药设施选用碱式氯化铝投加机（7000元/处），在全县净水设施达标的水厂中配置，全县预计有60处村级集中供水工程有配置必要。消毒设施因目前常用的二氧化氯发生器设备费较贵（20000元/处），维修不便，不建议选择。建议选用简易漂白粉投加装置，其具有操作简单，设备费低廉（300元/处），维修方便，效果有保障的优点，全县共有359处需要配置。经测算，配齐全县加药消毒设施需投资60万元，2022至2024年每年投资20万元。

3、IC卡智能水表改造。智能水表改造在驷马镇桃花村试点以来，运行情况良好，能够有效提高水费征收率和降低水管员工作强度。IC卡智能水表改造计划在106处（100户规模以上）集中供水工程实施，预计用户为2万户，水表单价为235元，政府补贴按每户100元计算，需投资200万元，2022至2025年每年投资50万元。

（二）实施管理体制改革

1、明确管理责任。村民委员会是村级集中供水工程的管护主体，应负责管理制度制定、水费收取、账务管理、管水员考核等。管水员应与村民委员会签订劳务协议，明确工资待遇和服务要求。该项工作可于2022年起实施。

2、规范水费收缴。管水员每月按时抄表，并将抄表台账和代收水费移交村民委员会记账会计，收费要使用统一印制的水费发票，用水户需按时缴纳水费，不按时缴纳者，应当征收滞纳金。村委会集体及村干部应当带头足额缴纳水费，不得拖欠。该项工作可于2022年起实施。