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简述水循环样例十一篇

时间:2024-04-10 14:44:36

简述水循环

简述水循环例1

早期的湿式空气氧化反应曾使用单筒式反应器,使用表明,由于废水湿式空气氧化反应是一个强烈的放热反应,随着反应的进行,反应物的温度不断升高,使反应物料出口端达到很高的温度,对设备材质的要求很苛刻,设备造价昂贵[1]。其次,这种结构的反应器不能直接利用反应热加热被处理的废水,废水要求预先加热至氧化反应的起始温度后才进入氧化反应器,故处理系统要增加废水预热器,增加了废水处理流程的复杂性,同时也增加了设备的故障率,使废水处理成本上升。

为了克服单筒式反应器的上述不足之处,发展了一种双筒式反应器,也没有任何活动部件,它不但使整个反应器内的物料温度均匀,而且还能有效地利用反应热直接加热进人的废水和利用高压空气的压头实现反应物在反应器内进行循环、提高了反应效率及处理系统的稳定性和安全性。

这种双层筒式湿式空气氧化反应器的简图如图1所示。

采用这种双层筒式反应器,被处理的废水由进口管8进入反应器内外简之间的空间,向下流至底部,与底部从压缩空气进口管15进入的高压空气混合,由于高压空气的喷射作用使气液混合物在内简内迅速上升至内筒顶端与上封头之间的自由空间,然后转向外筒与内简之间的空间再与进入的废水混合,下流至内简下端(如图1中箭头所示),形成循环。在循环过程中反应产生的反应热直接加热被处理的废水。循环的次数将视处理的要求而定。因而,这种反应器具有混合完全、温度均匀,反应效率高,热回收效率高,设备体积小,造价低,运行稳定可靠等优点。

为了实现上述目的,反应器的设计颇为重要,反应器的设计要点如下:

①内外筒直径的确定

为了确保处理物料能够形成循环,混合完全、温度均匀,充分回收反应热。废水的上升空间及其下降空间的截面积有一定要求,要适当选择。通常物料的上升空间与下降空间的截面积之比为3.5:1至1:3。如果物料的下降空间过于狭窄,则流体阻力增大,物料的循环量减少,热交换效率下降,难以将进入的废水加热到氧化反应的起始温度,将导致氧化反应难以继续进行。相反,如果废水的上升空间过于狭窄,则由反应器底部高压空气喷射作用产生的微小空气粒子会结合成大颗粒,减少了废水氧化反应所必须的气液接触面积,也会妨碍氧化反应的继续进行和氧化效率的提高。

②内筒上下端面的位置

内筒上下端面的位置也有一定的要求。通常,内筒上端面位于外筒上封头法兰端面之下一定距离,而内筒的下端面要与外筒下封头法兰端面对齐或法兰端面以上一定距离,这样才能保证内筒顶端以上和内简下端以下的自由空间,以保证物料的循环量。

③废水进口管的位置

废水进口管的位置要位于内筒顶端面以下一定距离。如果距离不够,则废水进入反应器后不是往下流进行循环,而会向上流至反应物的出口,使被处理废水走短路,导致处理失败。④压缩空气进口管出口位置压缩空气进口管的出口位置要位于内简下端面以上一定距离,以便利用其喷嘴的喷射力作为物料混合和循环的动力,使物料在内筒内迅速上升,保证物料的混合和循环的顺利进行。

⑤蒸汽进口管出口位置

蒸汽出口管出口位置要低于压缩空气进口管出口位置,一般要低50mm左右。

按照上述设计要点设计的双层筒式氧化反应器,曾使用1400kPa的压缩空气对国内某炼油厂的废碱液进行氧化处理,其处理效果如表1所示。 表1 某炼油厂废碱液的处理结果 废水 工艺条件 污染物 进水/(mg.L-1) 出水/(mg.L-1) 去除率/% 炼厂废碱液 150℃,900kPa CODcr 270000 40000 85.2 停留时间2h 挥发酚 90000 6000 93.3 处理能力2t/h 硫化物 90000 10 99.99

简述水循环例2

早期的湿式空气氧化反应曾使用单筒式反应器,使用表明,由于废水湿式空气氧化反应是一个强烈的放热反应,随着反应的进行,反应物的温度不断升高,使反应物料出口端达到很高的温度,对设备材质的要求很苛刻,设备造价昂贵[1]。其次,这种结构的反应器不能直接利用反应热加热被处理的废水,废水要求预先加热至氧化反应的起始温度后才进入氧化反应器,故处理系统要增加废水预热器,增加了废水处理流程的复杂性,同时也增加了设备的故障率,使废水处理成本上升。

为了克服单筒式反应器的上述不足之处,发展了一种双筒式反应器,也没有任何活动部件,它不但使整个反应器内的物料温度均匀,而且还能有效地利用反应热直接加热进人的废水和利用高压空气的压头实现反应物在反应器内进行循环、提高了反应效率及处理系统的稳定性和安全性。

这种双层筒式湿式空气氧化反应器的简图如图1所示。

采用这种双层筒式反应器,被处理的废水由进口管8进入反应器内外简之间的空间,向下流至底部,与底部从压缩空气进口管15进入的高压空气混合,由于高压空气的喷射作用使气液混合物在内简内迅速上升至内筒顶端与上封头之间的自由空间,然后转向外筒与内简之间的空间再与进入的废水混合,下流至内简下端(如图1中箭头所示),形成循环。在循环过程中反应产生的反应热直接加热被处理的废水。循环的次数将视处理的要求而定。因而,这种反应器具有混合完全、温度均匀,反应效率高,热回收效率高,设备体积小,造价低,运行稳定可靠等优点。

为了实现上述目的,反应器的设计颇为重要,反应器的设计要点如下:

①内外筒直径的确定

为了确保处理物料能够形成循环,混合完全、温度均匀,充分回收反应热。废水的上升空间及其下降空间的截面积有一定要求,要适当选择。通常物料的上升空间与下降空间的截面积之比为3.5:1至1:3。如果物料的下降空间过于狭窄,则流体阻力增大,物料的循环量减少,热交换效率下降,难以将进入的废水加热到氧化反应的起始温度,将导致氧化反应难以继续进行。相反,如果废水的上升空间过于狭窄,则由反应器底部高压空气喷射作用产生的微小空气粒子会结合成大颗粒,减少了废水氧化反应所必须的气液接触面积,也会妨碍氧化反应的继续进行和氧化效率的提高。

②内筒上下端面的位置

内筒上下端面的位置也有一定的要求。通常,内筒上端面位于外筒上封头法兰端面之下一定距离,而内筒的下端面要与外筒下封头法兰端面对齐或法兰端面以上一定距离,这样才能保证内筒顶端以上和内简下端以下的自由空间,以保证物料的循环量。

③废水进口管的位置

废水进口管的位置要位于内筒顶端面以下一定距离。如果距离不够,则废水进入反应器后不是往下流进行循环,而会向上流至反应物的出口,使被处理废水走短路,导致处理失败。④压缩空气进口管出口位置压缩空气进口管的出口位置要位于内简下端面以上一定距离,以便利用其喷嘴的喷射力作为物料混合和循环的动力,使物料在内筒内迅速上升,保证物料的混合和循环的顺利进行。

⑤蒸汽进口管出口位置

蒸汽出口管出口位置要低于压缩空气进口管出口位置,一般要低50mm左右。

简述水循环例3

中图分类号:G632.3 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0169-02

程序设计有三种基本结构:顺序结构、分支结构、循环结构。在这三种基本结构中,同学们最难理解的就是循环结构了。作为程序设计中三种最基本结构之一的循环结构,在软件开发中占有很重要的地位,几乎每一个大中型程序都离不开该结构。假设没有循环这一结构,无疑,程序设计将会是一件非常繁琐的事情。本文将用浅显的文字辅以简单的例子对VB FOR循环及循环的嵌套加以阐述,希望读者更容易理解FOR循环的嵌套。

在阐述FOR循环的嵌套之前,我们先来了解一下什么是FOR循环的嵌套,说得通俗一点,FOR循环的嵌套就是在一个FOR循环里还套着另外一个FOR循环,即FOR循环的循环体又是一个FOR循环。我们高中阶段需要的掌握的是两层循环。

我们的学生在刚接触FOR循环的嵌套的时候,大部分学生都是一头雾水,完全不清楚FOR循环的嵌套是怎么回事,我分析了一下原因,关键是学生不清楚FOR循环的嵌套是如何运行的。要掌握FOR循环的嵌套,我们一定要完全理解FOR循环,下面我们通过一个简单的例子来阐述一下FOR循环的运行机制。

我们学校使用的教材《VB程序设计》第五节中有这样的例题:

在VB中,假定有以下程序段:

FOR n=1 T0 10 STEP 3

?摇Print n,

?摇NEXT n

问:语句print n的执行次数为几次,n的值是几?

同学们刚开始接触这样的题目时有点稀里糊涂。为什么会出现这样的问题呢?我认为就是因为好多同学对FOR循环的运行机制的理解较为片面,不够深入、透彻。那么,答案到底是什么?我们有现成的公式可以计算出循环的次数(循环的次数的计算公式为:n=Int((终值-初值)/步长+1)。通过循环次数的计算公式和循环的格式我们很快可以知道这个例子循环变量的初值是1,终值是10,步长值是3,所以,循环的执行次数:n=Int((终值10-初值1)/步长3)+1)=4。因为循环次数是4,“Print n,”就是这个循环结构的循环体,所以“Print n,”的执行次数是4次,那么n的值是多少呢,同学们一下子还搞不清楚。我认为同学们产生疑惑的关键就是在于没有理解FOR循环的运行机制,而只是一味地死记、套用公式。

我们通过一个表格来看一下运行过程中各个量的变化情况如:

第4次循环执行完以后,n的取值变成了13,已经超过终值10,所以跳出循环,循环不再执行。现在我们就可以回答n的取值是多少这个问题了,从表格中我们可以一目了然地知道n的取值是13。

通过以上例子的分析,我们已经清楚了FOR循环的执行过程,FOR循环的嵌套的执行过程跟FOR循环是完全一样的,只不过FOR循环的嵌套的循环体又是一个FOR循环而已,按照FOR循环执行过程执行就可以了。我们通过一个例子来分析FOR循环的嵌套的执行过程。云南省的会考题目中经常出现下面这个程序:

例:在窗口上显示一个如下的平行四边形

**********

**********

?摇?摇 **********

?摇?摇 ?摇**********

FOR i =1 TO 4

?摇 Print Tab(i),'显示格式的需要

?摇 FOR j = 1 TO 10

?摇 Print “*”;

?摇 NEXT j

?摇 Print '显示格式的需要,换行语句

NEXT i

参照FOR循环的执行过程我们可以知道程序的运行的情况如下:

当i=1时:j=1?摇j

当i=2时:j=1?摇j

当i=3时:j=1?摇j

当i=4时:j=1?摇j

当i=5时?摇5>4,退出循环

所以循环体(Print "*";)执行的次数是40次(有4次外循环,每次外循环都有10次内循环)。循环体的执行次数是内外循环次数之积。同样,三重以上的循环和双重循环相似。

我们可以把上述例子换个写法,同学们更容易理解循环的嵌套的执行过程:

FOR j = 1 T0 10?摇?摇?摇'打印第一行

?摇 Print "*";

?摇 NEXT j

?摇 Print

FOR j = 1 TO 10?摇?摇?摇'打印第二行

?摇 Print "*";

?摇 NEXT j

?摇 Print

FOR j = 1 TO 10?摇?摇?摇'打印第三行

?摇 Print "*";

?摇 NEXT j

?摇 Print

FOR j = 1 TO 10?摇?摇?摇'打印第四行

?摇 Print "*";

?摇 NEXT j

?摇 Print

简述水循环例4

联合循环系统更新改造技术从热力学角度而言,是将具有高温加热优势的燃气轮机(Brayton 循环)动力装置和较低排汽温度的汽轮机(Rankine 循环)动力装置有机结合起来,取长补短,按能的品位高低进行梯级利用。达到扩容降耗的目的。因此,不仅可以大幅度提高发电效率,而且可以同时解决环境污染问题。

采用联合循环系统更新改造传统燃煤火电站在国外近几十年来得到很大发展,并积累了成熟经验。其改造方案主要有以下四种:给水加热型(FWH- Repowering),排气助燃型(FF-Repowering), 余热锅炉型(HRSG-Repowering)和平行混合型(PP- Repowering)。特别是80 年代后,美国、日本、荷兰、德国、意大利等国发展势头更是方兴未艾,尤其是HRSG-Repowering 应用得最多,主要进行改造的机组等级为100 MW、200 MW、300 MW。但是,我国国情与国外不同:国外火电机组用天然气和液体燃料的电站比较多,天然气和燃油供应比较充足,而我国天然气和燃油比较缺乏,煤炭比较丰富;国外的燃煤机组有脱硫脱硝装置,而我国的中小型燃煤机组没有脱硫脱硝设备;国外发 达国家财力雄厚,可投入大量资金进行余热锅炉型的更新改造,而我国是发展中国家,资金缺乏。

因此,对我国现有火电站进行升级改造时, 结合我国实际情况,尽可能降低改造费用。如原本应淘 汰的5 万千瓦汽轮机组采用给水加热型联合循环更新改造技术后,使全厂发电效率可从32.5%提高 到38.1%, 达到30 万千瓦大机组的水平[1-2]。

根据中国具体情况,本文主要讨论给水加热型和排气助燃型两种联合循环,并从热力学角度对它们进行热力特性分析与比较。改造后联合循环系统总输出功率以蒸汽轮机为主,锅炉燃料仍然是 煤,而新增加的燃气轮机则燃用油或者天然气,即以煤炭为主的双燃料动力系统。同时这种双燃料 动力系统也适合我国环境污染严重的西部地区(双燃料基地的能源结构)。

1 改造常规电站联合循环系统

1.1 给水加热型联合循环系统 给水加热型联合循环系统是用燃气轮 机的排气加热锅炉给水,以减少汽轮机用于 给水加热的抽汽,从而增大蒸汽轮机输出功 率,提高系统能源利用效率。图1 所示为给 水加热型联合循环系统。系统中使用原除氧 器,给水加热器包括有低压加热器和高压加 热器,与原蒸汽循环回热系统并联。其特点 是系统相对简单,设备投资少,锅炉燃烧系 统不必改造。

1.2 排气助燃型联合循环系统

图2 所示为排气助燃型联合循环系统。排 气助燃型联合循环系统是将燃气轮机排气做 为锅炉燃烧用空气加以利用,排气中剩余氧气 (14%~16%)供锅炉燃料燃烧用,这时燃气轮 机取代了锅炉鼓风机和空气预热器。燃气轮机 排气显热的有效充分利用可以大幅度降低锅 炉耗煤量,同时可外置省煤器以便保证锅炉排 烟温度不致过高。但是,锅炉必须进行改型设 计。燃气轮机和汽轮机可以分两个系统单独运行。

1.3 FWHCC 与FFCC 热力学分析及讨论

为了从理论上进一步指导实际改 造工程,我们从热力学角度对两种改 造系统进行热力特性分析和比较。图3 为两种联合循环系统的效率随蒸汽/ 燃气功率比R 和燃气轮机简单循环效 率ηgt 的变化关系。从图中可以得出以下三点规律:第一,无论是给水加热 型还是排气助燃型联合循环系统,燃 气轮机简单循环效率ηgt 的变化比蒸汽/燃气功率比R 的变化相对敏感。因此, 采用较高的简单循环效率ηgt 的燃气轮机对提高联合循环系统效率ηcc 最为有效。此规律可以指导在设计实际联合循环电站系统时,除了考虑其它约束的条件外,应尽量选用简 单循环效率ηgt 高的燃气轮机。第二,对于相同的简单循环效率ηgt,给水加热型联合循环系统的效率ηcc 随蒸汽/燃气功率比R 变化并非单调,存在一个极值点,而排气助燃型联合循环系统的效率ηcc 则随着蒸汽/燃气功率比R 的增加而单调减少。第三,对于采用相同简单循环效率ηgt 的联合循环系统,存在一个蒸汽/燃气功率比R 的区间.R。在区间.R 之内,给水加热型联合循环系统效率增大值大于 排气助燃型联合循环系统效率增大值;在区间.R 之内以外,则反之[3]。

从上述的第三个规律可以看出:当采用相同的燃气轮机简单循环效率ηgt 时,排气助燃型联合循环系统效率要比给水加热型高的说法是有局限性的。图3 中的规律一方面可以为选取哪种联合循环 提供热力性能依据;另一方面又可以做为燃气轮机选型依据。利用联合循环系统更新技术改造常规 蒸汽轮机电站时,对于排气助燃型联合循环,要尽量采用高效、大燃气/蒸汽功率比的燃气轮机; 对于给水加热型联合循环,在选取高效燃气轮机时,功率的选择要选取接近最佳蒸汽/燃气功率比。

在选定燃气轮机之后,在一定功比范围之间,用给水加热型联合循环改造系统效率提高幅度并不比排气助燃型差,甚至高于排气助燃型。该情况下,选用给水加热型联合循环改造常规蒸汽轮机发电 系统,既可以较高改善联合循环系统效率,同时又可以避免排气助燃型系统改造的技术难点。

转贴于 2 联合循环更新改造技术、经济分析

本文在以上理论指导下研究了200 MW 级给水加热型联合循环系统改造示范电站的热力系统, 以便掌握CC-Repowering 技术的自主开发能力,用洁净煤技术推动我国大量中小型汽轮机电站的升 级改造。本示范电站是由4 台5 万千瓦机组改造为“2×25 MW 燃机+ 4×50 MW 汽机+ 给水加热系 统+ 2×410 t/h 煤粉炉”的给水加热型联合循环。

2.1 联合循环更新改造关键技术

CC-Repowering 技术改造首先应结合中国的实际情况,在尽量充分利用燃机排气以求得最高效 率;以及尽量减少现有水-蒸汽系统的变动以谋求最小投资的前提下,首要解决的关键技术是系统2 3 4 5 6 7 8R 集成和电站成套设计。其研究内容包括:系统总体技术方案与概念性设计;关键技术集成与综合优化;系统模拟与特性分析等。联合循环改造后系统功率总输出以蒸汽轮机为主,锅炉燃料仍然是煤,新增加的燃气轮机选用 GE 公司PG5361 型,燃用天然气,简单循环效率为27.67%,在三维技术对常规蒸汽轮机电站的汽轮 机通流部分进行改造基础上,改造方案采用FFCC 和FWHCC 两个系统。

2.2 给水加热型和排气助燃型的系统热力性能比较

由表1 可知:对于给水加热型联合循环,其发电效率由原电站的30.0%提高到37.31%,绝对值 提高7.31%,从而说明给水加热型联合循环通过减少汽轮机用于给水加热的抽汽,增大蒸汽轮机输 出功率;对于排气助燃型联合循环,其发电效率由原电站的30.0%提高到36.93%,绝对值提高6.93%, 可见排气助燃型联合循环充分利用燃气轮机排气显热,做为锅炉燃烧用空气,大幅度降低锅炉燃煤 消耗量,提高系统热效率。这两个方案都可使系统供电煤耗大幅度下降。该供电煤耗已接近亚临界 300 MW 机组的水平。由于煤耗下降,改造后SOx 总排放量减少约30%,NOx 总排放量减少约20%, 向环境排热量减少25%~30%。

2.3 给水加热型和排气助燃型的系统经济性比较

从上述两个系统的热力性能比较中,我们看到,通过两种方案改造都可以使系统热效率提高5% 以上。但是,提高系统效率不是CC-Repowering 可行性的唯一因素,最终决策取决于全面的技术经 济性。从表2 中,我们可以看出:对于排气助燃型联合循环改造方案,电站改造后增加发电功率31 836 kW;而对于给水加热型联合循环,由于汽轮机不再抽汽,改造后增加发电功率达33 869kW, 因此,其年净收益可达2 487 万元,比排气助燃型的净增收益2 097 万元增加了15%,其静态投资回 收期也短些。而上述两种联合循环改造后的系统的新增出力单位发电能力造价在2 200~2600元/ 千瓦左右,远低于国内建设同等规模常规蒸汽轮机电站的单位发电能力的初投资(约5 000人民币 /千瓦),也远低于建设全新余热锅炉型联合循环电站的单位发电能力初投资(约500 美元/千瓦)。

因此,在一定功比范围内,采用给水加热型联合循环改造技术不仅提高系统效率,而且更为重 要的是改造投资小,技术经济性优于排气助燃型。故本示范电站采用给水加热型联合循环系统改造 电厂。

3 联合循环更新改造技术展望

尽管当今世界可再生能源大幅增长,但地球上最丰富的化石燃料-煤在满足日益增长的电力需 求方面仍然会起巨大作用。据预测,由于人口增长和贫困人口生活水平的提高,到2050 年全球对 电力的需求将增加三倍。为此,美国电力研究所(EPRI)宣布一个全球煤计划,以加速研究如何清 洁、灵活利用全球的煤〔4〕。我们知道,中国是一个能源消耗大国,同时又是一个能源资源相对 不足的国家,中国仍是一个以煤为主要能源需求的发展中大国。因此,在煤炭资源的高效清洁利用 技术方面无疑具有很大的市场优势和开发机遇。

在面临世界电力紧迫需求的形势下,中国不仅要从长远目标出发,致力于研究开发先进的洁净煤发电技术,如增压流化床燃烧,整体煤气化联合循环;还要针对短期需要解决近期中小燃煤电厂 问题。所以,结合中国实际情况,联合循环系统更新改造技术就显示出它独特吸引力。

本文讨论的联合循环系统更新改造虽不是世界上最高效率,但它却是最适合中国国情的洁净煤技术,可靠易行,没有风险。它是一个高效、低污的能源动力系统,大幅度提高热效率(5-7 个百 6 分点)、耗水率降低,且NOx、SOx 等有害物排放量大幅度减少。从经济角度而言,升级改造现有火 电站在中国有着几百亿元的潜在市场,改造投资较小,运行可靠性与可用性较高,燃气轮机维修成 本较低。联合循环更新改造技术经济上吸引人之处还在于新组成的高效率系统中大部分设备是原有 的。因此,联合循环更新改造系统可大大延长中小型机组的技术经济寿命、避免过早淘汰,这在很 大程度上缓解电力部门对建设新电站带来的巨额投资的压力,具有极大的社会、经济和环境效益。

另外,它对应付各种风险、适应燃料消费构成变化及降低发电成本等也是有利的。由此可见,采用联合循环更新改造技术对中小火电厂进行升级改造,并进一步推广到十万、二十万千万等级发电机 组的联合循环系统更新改造是中国目前解决能源与环境两大问题的一项现实的洁净煤技术,有着十 分重要意义。

参考文献:

[1]北京全三维动力工程公司,中国科学院工程热物理研究所,四川江油电厂2X50 MW汽轮机组联合循环系统更新改造可行性研究报告,2000

简述水循环例5

 

着人民生活需求的不断提高,游泳池设施的建设发展很快,在工程设计中常常遇到的一些公共建筑像宾馆、体育场馆,娱乐场所中游泳池己成了不可或缺的设施。自从游泳池给水排水设计规范cecs14:89(下简称规范)后,游泳池给排水设计有了基本依据,这大大推动了游泳池给排水设计的规范化和统一化,但由于规范中对平衡水箱的叙述有不明确之处,在设计混合式或逆流式游泳池的平衡水箱时,感到有些困惑,难以完全满足规范提出的要求。

一、平衡水箱的作用及设置

在规范中没有对平衡水池给出一个明确的概念,因而也没有明确的指出它的作用,只是在4.6.1条中指出了应设平衡水池的几种情况。但从4.6.1条并结合4.6.3条平衡水池应满足的要求来分析,平衡水池应具有保持游泳池水池水面的水位、补水,维持循环系统中水能顺利而连续的运行的作用,并具有水泵吸水池的作用。从4.6.3条看平衡水池应同时满足这几个作用的要求。但从4.6.1 由于设置情况不同,不一定同时满足这些作用的要求。仔细思考规范这两个条款本身就有矛盾之处。

在执行规范时往往会遇到一些问题,尤其是设计游泳池经验不很多的同志硬套规范,在设计宾馆的游泳池时为了满足规范要求。使平衡水池能和游泳池有同一水位,要费不少心思与建筑专业协调找一个放置的位置。由于建筑师为了追求美感希望游泳水面高出周围地面1-2cm,看上去像一块浮在地上的闪动镜面。游泳池只能采用现代流行的逆流式或混合式循环方式。这样在泳池周围里找一个与它水面相同的位置就更难,只能在附近房间内找一这样的位置。再者游泳池的水位究竟怎么用这样的平衡水箱控制也存在问题,按规范它和泳池由连通管相通、水位一致,但平衡水池的水位究竟定多高,粗一看,与泳池一样就行,但仔细思考如这样泳池的溢水因水位一致不能自流入平衡水池,让循环水泵吸走使泳池表面水得到过滤和净化。在2000年的泳池规范征求意见稿(下简称征求意见稿)中似乎注意到这个问题,对逆流式泳池又增设了一个新的平衡水池,叫作均衡水池,不同点是池内水面低于泳池水面。但对平衡水池的概念依然保留并明确其水面要与泳池水表面相一致。另外讨论稿对平衡水池类还派生出好几个术语,除均衡水池外还有调节水箱、平衡水箱,在5.7节增加了补水水箱等。术语多可是特点及差别并不十分明显,这将给以后运用此规范带来混乱和困难。另外也没有明确设了均衡水箱(或水池)后还要否设平衡水箱并在讨论稿5.6.1 条仍明确混合式循环供水方式的游泳池要设平衡水池,如前述这将存在溢流回水进入不到平衡水池的问题。显然这种系统还需设均衡水箱才能保证溢流及收集游泳人员入池后排出的水量。但对逆流式和混合式循环系统设了平衡水箱又设了均衡水箱仍然是存在问题的。首先平衡水箱的水位如何确定。如定为和泳池顶睡眠相同,因逆流式或混合式泳池正常工作时水处于溢流状态水位略高于池顶,也就是工作时水不能通过平衡水池将水补入系统中,而只能在水位低于池顶,即游冰人出泳池后,以用泳池水反冲洗过滤器后,循环系统不能正常漏水时才能补水。如水位设置为溢流状态水位,工作时可补水,但系统不工作时又会溢流不止。加之设平衡水箱一般认为用浮球阀来控制水位最为简单可靠,但用它控制水位难于调整的很精确,又因泳池一般较大,缺水儿m3水位只会下降1-2cm,这样浮球阀开启很小流量不大,难于迅速把失水补足。另外由于平衡水箱与均衡水箱水位没有直接连系,均衡水箱还需补水才能满足系统正常运行的要求。因而可以说有了均衡水箱再设平衡水箱是无意义的。

其实泳池平衡水池在循环供水系统就是一个调节池,对于逆流式和混合式收集人入池后的排水有节水作用。而规范讨论稿中一提到平衡似乎总有泳池水位平衡的含意。讨论稿也不必对平衡水池类构筑物给那么术语、规定那么多要求。术语和要求一多执行起来必然困难,不能准确把握。如果平衡水池作为吸水、供水箱用,这些构筑物在有关规范中已经有了规定。参考同是以循环系统为内容的工业循环水冷却设计规范,对平衡水池就没有述及。建议规范对平衡水箱只作一些原则规定如节水方面,保证循环泵止常运行等方面。

二、平衡水箱的容积

在规范4.6.2条规定平衡水池的有效容积。不应小于循环水系统的管道和过滤,加热设备的水容积,且不小于循环水泵5min 的出水量。没有提到,逆流式及混合式泳池当人入池时排出的水量。在讨论稿中列出计算平衡水池有效容积的公式,公式中除考虑了上述的管道容积和设备的总容积外,增加了溢流回水方式的附加容积这个容积为泳池水表积乘0.05-0.15m,即每m2水面50l-150l。这对宾馆内的泳池显的平衡水地容积偏大,相当于泳池面积指标每m2有差不多1-3人在池中排出的水,当然对户外泳池可能是考虑了风吹产生水波使大量水溢流入平衡水池,但这也只会向一个方向溢流不会整池水会溢出几厘米水去。另外管道容积和设备的容积也应视具体消况而考虑。一般情况管道和设备均在泳池水面以下,当首次充水后应该都能充满它们。只有逆流及混合式池的溢流排水管去空管。因而只考虑充水后主管的总容积就行了。同时建议有效容积应加上按泳池的面积指标计算出最大的入池人数,每人按50l-70l排出水量加上主管容积计算比较合理。不必考虑水泵5min的出流量,这样平衡水池的总容积也会小一些,在设计宾馆室内泳池系统时平衡水箱便干安排。当然如泳池设在屋顶露天时,平衡水箱要考虑下雨时雨水的进入及溢流,核算溢流管径。

三、介绍一种混合式循环系统的平衡水箱。

如图这是一种比较简单而实用的平衡水箱,有人入池后贮存泳池溢出的水量,人出池后将箱内水送回泳池的调节作用,及过滤装置利用泳池水反洗后的补水和其它补水作用。平衡水池工作状态叙述如下:

1.游泳人员按设计人数入池时水位到达水位1。

简述水循环例6

中图分类号:TM623 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)15-0161-02

前期某电站早在建设阶段部分设备曾出现过一些技术问题,最终均得到顺利解决。笔者近期负责了循环水泵的采购与参与了部分合同执行工作,为此对前期项目曾出现的部分技术问题进行了整理与归纳,以期对后续项目有所借鉴与参考。

电站循环水泵(以下简称“循泵”)功能为向凝汽器提供冷却水,某电站(以下简称“P项目”)每台机组配置两台循环水泵,供应商为国外厂家(以下简称A),泵型为混流式、混凝土蜗壳循环水泵,齿轮箱与电机分包商也均为国外厂家。

在安装工作及静态试验完成,确认具备启动条件后,便对该电站第一台机组2号循泵(002PO)进行了首次性能试验,数据显示,在设计入口压力下,循泵流量与电机功率均比系统要求的设计值高。随后对该机组1号循泵(001PO)也进行了首次启动,得到了相同的结果。

该电站建设承包方邀请循泵供货A厂家现场服务工程师到现场,亲自启动了001PO性能试验,并更加精确地测量了相应试验数据,确认此问题真实存在,各方随即展开了原因分析及落实最终的处理方案。

1 合同中规定的性能参数

原约定的参数见表1。

2 现场测试结果

在首次启动发现循环水泵存在超功率问题后,为了得到更准确的试验数据,随后又分别于6月19日、6月23日两次启动了001PO,持续时间分别为5 h与3 h。

在此过程中收集了系统、设备的各项参数,现场泵性能试验特性曲线如图1所示。

从上述图表中的数据可看出,电机的输入功率为6 950 kW,比电机的额定功率6 500 kW超出7%,比电机的最大消耗功率6 233 kW超过约11.5%,电机稳定电流在710 A左右,比额定电流633 A超出了约12%,流量36.7 m3/s比设计的额定流量32.165 m3/s超出约14%,从上述结果可知,该泵的Q-H性能曲线较大程度上偏离了合同要求的性能曲线,对此展开如下原因分析。

3 原因分析

在确认循环水泵超功率的问题后,根据工作经验及认真分析,锁定导致该问题的原因有系统阻力偏低、泵实际转速偏高与泵几何尺寸偏大三个,具体描述如下。

3.1 系统阻力偏低

泵工作点为系统阻力曲线与泵性能曲线(流量-扬程)的交点,经过仔细核查,发现循环水泵系统的实际阻力远远低于设计阻力,在性能曲线不变的情况下,交点沿着性能曲线向右下方移动,致使泵的扬程降低、流量增大。

3.2 泵实际转速偏高

经调查发现,泵的设计转速为160 rpm,但电机和齿轮箱的设计输入却为161 rpm,由于实际制造过程中存在一定允许的偏差,在现场测得的循泵实际转速为161.8 rpm,与设计转速存在约1.13%的偏差。根据比例定律公式:

Q2/Q1=n2/n1

H2/H1=(n2/n1)2

P2/P1=(n2/n1)3

致使流量、扬程、轴功率都增加,但据计算仅转速增加不会导致功率的大幅上涨。

3.3 泵叶轮的几何尺寸偏大

除本文讨论的P项目外,厂家A在本次供货前也曾为其他电站项目(以下简称Q项目)提供过循环水泵,二者使用了相同的水力模型。

鉴于Q项目循泵运行良好,A厂家在Q项目原型泵基础上,考虑一定线性比例因子后设计了P项目循泵,据A厂家反馈该比例因子为1.236;当发现P项目循环水泵的超功率问题后,A厂家经过重新核算,得出上述线性比例因子应为1.212(误差值为2.4%)。

根据相似定律,流量与线性比例因子的立方成正比,扬程与线性比例因子的平方成正比,而功率与该因子的五次方成正比,目前该比例因子的误差值为2.4%,则该误差将导致循泵流量、扬程与功率的显著增大。

4 解决方案分析

针对前述三种原因,制定如下四种解决方案。

4.1 切割叶轮,减小叶轮直径

循泵为混流泵,满足切削定律,相应公式如下:

对循环水泵叶轮进行切割,根据上述公式可知,叶轮直径减小,其它几何尺寸不变(忽略出口处叶片宽度的微小变化),可减小泵的流量,降低电机功率,但会使泵的扬程降低。

为达到合同规定的技术性能要求,厂家A计算原循泵叶轮半径需车削掉51.5 mm,车削后水泵性能曲线将向下平移,可基本与合同要求的特性曲线重合,相关比较见表2。

另外,由于循环水流量增加,根据汽轮机组输出功率和循环水流量的关系曲线,输出功率可提高近0.08%(约800 kW),但实际能否增加机组的输出功率以及增加多少还与凝汽器是否能达到该流量下对应的真空值有关。

综上,该方法可以达到降低循泵流量与电机功率的目标;但所需工作量较大、实施难度也较大,预计4台循环水泵全部车削叶轮,以及拆卸、安装与调试共需5个月以上,无法满足工程进度。

4.2 更换齿轮箱

不对电机进行更换,仅更换齿轮箱,在电机转速不变的情况下改变齿轮箱太阳轮和行星轮的转速比,以降低水泵转速。

根据比例定律公式,转速下降,流量、扬程和功率均可得到降低:

为达到合同规定的技术性能要求,厂家A计算转速需由原来的161.8 rpm降低至155.3 rpm,齿轮箱变比将由原来的1:4.6降低为1:4.8,转速降低后水泵性能曲线将向下平移,可基本与合同要求的特性曲线重合。

综上,该方法可以达到降低循泵流量与电机功率的目标,且较叶轮车削,工期短、工作量小;但由于需重新设计、制造齿轮箱,成本较高,且齿轮箱的制造工期较长(约1 a)。

4.3 增加循环水泵系统阻力

由于循环水泵系统的实际阻力远远低于设计阻力,则可修改循泵蜗壳和涵道结构,或在凝汽器出水侧管路中增加节流孔板,增大系统阻力,从而改变循泵工作点,达到提高扬程与减少流量的目的,但功率会稍有增加。在现有循泵严重超功率的情况下,该种方法不可取。

4.4 更换大功率的电机

现有循泵严重超功率,可考虑更换更大功率电机,但该种方案所需工期较长(2 a),不满足工程进度;而且更换的电机功率将达到8 000 kW,成本较高,经济型较差。

5 最终采取的处理方案

根据前述几种方案的对比分析,在综合考虑各种因素后,各方最终决定采用第一种解决方案,且根据计算切削后的性能参数:

Q=126 000 m3/h,H=15 m,P=5 800 kW

可以满足循环水系统稳定运行工况要求,同时,为保证叶轮切割质量,电站总承包方要求切削后的叶轮要单独进行动平衡试验。

5.1 叶轮切削后以及性能试验结果

确定方案后,在各方的通力合作下,4台循泵均进行了切削(叶轮直径从2 879 mm减少到2 776 mm),在动平衡试验合格后,运至现场进行了回装,并对1、2号循泵进行了再鉴定性能试验,试验结果基本与预期相同,见表3。

5.2 结论及安全性评价

综上,叶轮切削后,循泵流量、扬程和功率均得到了明显下降,基本满足了系统运行要求,虽然轴功率上涨较多,且电机输入功率(6 550 kW)稍微超过了电机额定功率(6 500 kW),但据测试绕组温升很低,电机厂家通过分析计算,认为即使在特殊工况下电机输入功率短时达到6 700 kW,也不会对电机寿命造成影响。

此外,循环水泵由LGD/LGE中压盘供电,不影响LHA/LHB应急母线的负载,因此不影响应急柴油机的带载能力,因此供电系统也是安全的。最终,电站营运者经过试验、计算与分析,也认可了循泵叶轮切削方案,认为最终试验结果可以保证循泵的长期安全稳定运行。

简述水循环例7

本人曾组织常州铁本钢铁有限公司800万吨/年高炉基础和大唐多伦46万吨煤基烯烃工程空分冷箱基础施工。常州铁本高炉基础两台,每台砼2800m3。大唐多伦空分冷箱基础三台,每台砼1900 m3。大体积砼质量控制的重点和难度在于养护期间内外温差的控制。本人在组织上述工程施工时,采取内循环水降温法控制砼内外温差,从而达到防止裂缝产生,效果良好,从而保证大体积砼施工质量。下面简要谈谈内循环水降温实施的过程和效果。

内循环水降温方法就是事先预埋盘管,砼浇筑完成后通水,带走砼内部热量,加快内部散热,降低内部温度,从而达到控制内外温差的目的。根据规范规定,大体积砼内外温差控制在25℃,砼就不会出现裂缝,质量有保证。

在常州铁本1、2#高炉基础施工中,基础尺寸为34.0×28.0×3.0,砼2800m3,

砼一次浇筑完毕。对于大体积砼施工质量控制,需要从原材料、砼施工过程、后续砼养护等多方面控制,这里重点叙述内循环水降温实施过程。

1、内循环水管布置安装

参考相关资料结合理论分析,本着节约实用原则,循环水管采用Φ50的普通钢管。考虑钢管散热影响半径,钢管纵横间距均按1.0米布设。由于基础高3.0米,从基底上500mm开始布设第一层,依次1.5、2.5米布设第二次和第三层。采用∠100角钢做为循环水钢管支撑架,钢管接口焊接要牢固。在每根钢管焊接之前,一定要先将管内异物清理干净。在焊接过程中,还应采取措施,防止杂物进入管内。

2、通水试验

循环水管全部安装完成以后,进行全面检查,保证焊口外观质量良好,支撑体系安全可靠。为了保证内循环水降温效果,通水试验方向与正式水循环方向一致,即从最低端进水,最高端出水,使管内始终充满水流。试水过程有渗漏等问题必须整改,确保整个循环管无渗漏和通水顺畅。通水试验完成后,管口两端封闭。

3、循环管保护

在砼浇筑过程中,必须采取保护措施,防止对管道冲击破坏。应安排专人值班,时刻监视,一旦发现有损坏情况,立即报告,组织人员抢修,保证砼浇筑完成后循环管完好无损。

4、通水监测

一般砼浇筑完终凝后,即可进行通水。在2#高炉基础砼浇筑过程中,因砼量为2800多立方,需分层连续浇筑。因此在砼连续浇筑过程中,先期砼已经终凝,这时,循环水管就开始通水,先带走部分热量。在后续测温过程中,出水口最高温度为75度,从测温孔测得内部最高温度76度。理论计算最高温升为73度。因此,出水口温度基本反应出内部温度。实测温度记录如表1:

表1 实测温度值℃

说明:根据规范要求结合实际情况,砼测温次数:

升温期间1~4天1次/2小时;

降温期间5~7天1次/4小时;

降温期间8~14天 1次/8小时;

砼浇筑12小时后正式开始测温。大气温度白天37~39℃,夜晚25~28℃。

5、数据分析

从测温数据来看,前两天砼升温加快,第四天达到最高值。第五天开始持续下降,到第14天,表面温度基本与大气温度接近,内外温差在控制范围之内,保温措施可以解除,测温工作结束。在砼养护期间,内部最高温度为75℃,表面温度为52℃,内外温差为23℃,在允许温差范围之内。养护结束后,仔细检查砼表面,没有发现温度裂缝。

简述水循环例8

[中图分类号]G633.55 [文献标识码]A [文章编号]16746058(2016)160122

微课具有短小精悍、针对性强等特点,并运用了现代教育技术,能形象地展示复杂或者微观、宏观的现象,降低学生理解的难度,因而在各科教学中得到了广泛的运用。在初中地理教学中应用微课,除了可以有效提高地理教学的针对性外,还体现了教学的灵活性,缩小了学生与学生之间的差距。

一、微课与地理常识课整合

初中地理教材中大量常识性的知识相对比较简单,学生通过自主学习就可以学会。另外,地理课堂上教师为了完成教学任务,占用了大量课堂时间,课堂时间没有被高效利用。对于大部分常识课,地理教师可将其制成知识点清晰、针对性强的微课,要求学生在预习阶段自主学习、自行消化,从而把节省下来的时间用于思维能力的培养。

例如,《七大洲的地理位置》一课就可以制成微课,让学生通过自学微课内容完成学习任务。首先,让学生观看世界地图,并提问:“大陆主体部分位于赤道以北的有哪些大洲。”“大陆主体部分位于赤道以南的有哪些大洲?”这两个问题中都提到一条重要的纬线――“赤道”,要求学生找出赤道,然后说出赤道南北各有哪些大洲。其次,提问:“大陆主体部分在西半球的有哪些大洲?”“大陆主体部分在东半球的有哪些大洲?”在地图中找出东西半球,指出分别有哪几个大洲。最后,提问一些重要的纬线贯穿了哪些大洲,如“赤道主要穿过哪些大洲?”“南、北回归线分别穿过哪些大洲?”等。随着问题的一一解答,学生自然了解和掌握了这部分地理知识。

二、微课与地理技能课整合

地图是日常生活以及学习地理必不可少的工具。在地图上,可以直接获得大量有用的地理信息。因此,我们要掌握使用地图的方法,培养识图、析图的能力。在教学中,部分反应慢又羞于发问的学生对地图知识掌握不扎实,不能很好地运用地图解答问题,以致影响到学习成绩。这些学生就可以利用零散的时间,使用微课自主学习,弥补知识的不足。

例如,《等高线地形图的判读》这节微课中,地理教师首先解释了海拔的定义,重点讲述什么是等高线、等高距;然后用动画形式演示等高线;接下来分别介绍山顶、洼地、山脊、山谷、鞍部、陡崖的含义。有图、有画、有讲解,听不懂还可从头再来,这种方式,还有什么学不会呢?

三、微课与地理复习课整合

由于课时所限,地理复习课往往全面而不具体,甚至一带而过,知识得不到细化;听课的学生也往往是被牵着鼻子走,走马观花,复习效果不明显。微课可以做到详细讲述每个知识点,并可将同一知识点分层录制成基础篇、提升篇、超越篇等。学生根据自己的需求学习相应的视频资料。有了针对性,学习效率就得到了提高,真正实现了分层教学。

以《自然界的水循环》为例,地理教师可以做三个不同层次的复习视频。第一个:了解陆地水体的含义,能叙述水循环的主要环节,了解水循环的意义。第二个:了解水循环的构成,绘制“海陆间水循环示意图”,能用自己的语言叙述水循环的过程,阐述水循环的意义。第三个:会分析“水循环构成图”,会表述水循环的过程和主要环节;掌握三种水循环的联系和区别,水资源短缺的原因,水循环的地理意义。这样的微课适应了不同程度的学生,使学生可以由易到难递进学习,很好地解决了学困生的转化问题。

四、微课与地理活动课整合

简述水循环例9

1 概述

高坝洲水文站在湖北清江高坝洲电站下游,水文缆道建于2000年,跨度383米,塔架高25米。由于水面宽,电站发电水流急,更换循环索如用船拖带钢丝渡河,困难多风险大。建站以来先后两次更换循环索时,都采用新旧循环索对插连接后,利用绞车动力,让旧循环索带着新循环索跨河的“牵引法”,免除了机船拖带循环索渡河的风险及穿绕两岸塔架滑轮和绞车驱动的麻烦,每次很顺利地完成了缆道循环索更换工作。

2 准备工作

2.1缆道循环索悬吊的铅鱼在使用中会发生旋转,使钢丝绳蕴藏了很大的弹力,这种弹力平时被悬吊着的铅鱼重力所克服。一旦循环索与吊着的铅鱼松开,产生的弹力足以伤人。因此更换循环索前必须释放这种弹力。事前用两块扁铁夹紧一个轴承,轴承孔中插入一个带圆环与轴承孔紧配合的圆钢,就成了一个简单的钢丝弹力释放器。

(见示意图1)

2.2用一个转动灵活带底座的钢丝绳缠绕架(旧辊筒)来收绕旧循环索,将其安放在对岸缆道副塔架下面。由于收绕循环索时向上的拔力很大,需在地面打木桩将旧辊筒的底座固定,使其只能辊筒转动而底座不能移动。

2.3将要更换的新循环索钢丝绳(称新辊筒)也放置在对岸副塔下面,同样在地面打桩固定钢丝绳架,使其只能转动不能移位。

2.4开动绞车将铅鱼行车开至对岸副塔架前,最大限度靠拢塔架,用绳索将行车固定。在行车与塔架间的主索上,固定一个开口滑轮,其作用是旧循环索卸掉后通过它转向至地面,在旧辊筒上卷绕。

3 施工方法

3.1先用一根钢丝绳固定在铅鱼上方,目的是防止悬吊铅鱼的绳头松开后循环索滑掉。将铅鱼与循环索钢丝绳松开,从释放器环中穿过后扎紧,两人用手抓牢弹力释放器,让循环索钢丝头在释放器中旋转释放,直至弹力完全放松,再进行下一步工作。此操作要小心谨慎,一是防钢丝弹力伤人,二是循环索松开后一旦失手,会滑入河中,造成前功尽弃。

3.2将新循环索与旧循环索用钢丝对插法连接,注意接头圆滑不能太粗,保证接头能顺利通过所有滑轮和绞车。连接后放松,此时新旧循环索已连成一根钢丝了,必须小心缓慢放出新循环索。因此时铅鱼已卸掉,稍不注意,旧循环索自重会快速拖动新循环索滑入水中。

3.3松开固定在行车上的循环索钢丝头,穿过挂在主索上的开口滑轮转向至地面,如塔架太高钢丝绳长度不够拉至地面时可接上一节辅助钢丝,将循环索头在地面旧辊筒上卷绕系牢。施工方法见图2。

3.4上述工作就绪后,缓慢开动水平绞车,因为不开动绞车靠人力是无法拉动循环索的。由于此时行车已固定不能运动,绞车转动的结果是:旧循环索牵引新循环索渐渐下垂直至水面,当两根循环索快接近水面时绞车停止转动。

3.5对岸副塔架下布置2组人力同时工作,一组负责向下拉动旧循环索,另一组负责转动旧辊筒收绕钢丝。由于循环索的自重和跨河张力较大,两组人需同步配合一起使劲。当低垂水面的旧循环索随着人力的拉动渐渐收紧卷绕在旧辊筒上后,再继续开动绞车,重复上述过程。

3.6在水平绞车和人力的共同作用下,旧循环索带着新循环索跨河、上左岸缆道主塔架、进入绞车房驱动轮、再上塔顶转向跨河至右岸。当新旧循环索连接头到达行车跟前时,整个牵引工作完成。

3.7截断旧循环索,把新循环索端头扎紧在行车上,再将新循环索另一头多余的钢丝截断,挂上铅鱼,循环索更换完成。

3.8由于更换循环索是靠人力完成,循环索的松紧度达不到缆道运行要求,还需采用手动葫芦对循环索进行收紧,其方法与平时维护缆道收紧循环索方法一样,这里不再叙述。

4 经验与建议

使用牵引法更换循环索,节省费用,快捷方便,安全稳妥,省去了用船渡河和在塔架、绞车穿绕循环索的烦琐工序。但整个施工需一定的技巧,根据高坝洲站两次成功用牵引法更换循环索,总结了几点经验和建议,供相关人员参考。

4.1松开旧循环索端头时,应采取保险措施,即事先在循环索端头绑扎一辅助钢丝,拴在稳妥的地方。这样即使松开循环索时钢丝脱手,也不会使其滑入水中。

4.2施工时操作绞车1人,新循环索辊筒需1人看管慢慢放,收旧循环索需4~5人(根据缆道跨度大小增减人员),其中固定一人用对讲机指挥操作者开关绞车。每次水平绞车开动的时间长短,以带动循环索下垂接近水面为宜,因为循环索一旦入水后阻力加大,增加收卷旧循环索难度。

4.3新循环索从辊筒上放出去是靠绞车转动牵引的,每次不宜放松过多,因为钢丝放多后容易绞缠,一旦打绞极难解开,严重时会导致钢丝绳报废。为防止新辊筒转动过快失控,可用木板插入辊筒底部增加摩擦力作刹车。

4.4新旧循环索对插连接技术性强,应由专业人员操作,两索连接长度应大于0.3m,否则新旧钢丝接头一旦脱开会前功尽弃。

4.5拴牢行车、拆卸与安装行车上的循环索均在高塔架上施工,属高危作业,施工时作业人员上塔架必须穿胶鞋,戴好安全帽,系好安全带,确保安全。

简述水循环例10

中图分类号:X70 文献标识码:A

一、简述流化床干法脱硫技术

目前国内有许多家企业在从事流化床干法脱硫技术的利用和开发。以福建龙净环保公司(目前宝钢一期烧结干法脱硫工艺及设备的引用单位)为例,对其技术进行简要概述。

整个循环流化床烧结烟气干法脱硫技术系统由吸收塔、脱硫除尘器、脱硫灰循环及排放、吸收剂制备及供应、工艺水以及电气仪控系统等组成,烧结机生产出来的含硫原烟气进入吸收塔,在吸收塔的进口段,高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合,进行初步的脱硫反应,烟气通过吸收塔底部的文丘里管的加速,进入循环流化床床体,物料在循环流化床里,气固两相由于气流的作用,产生激烈的湍动与混合,充分接触,在上升过程中,不断形成絮状物向下返回,而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升,形成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流。

在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置,喷入的雾化水一是增湿颗粒表面,二是使烟温降至高于烟气露点15℃左右,使得SO2与Ca(OH)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。喷入用于降低烟气温度的水,以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的颗粒作为载体,在塔内得到及时的、充分的蒸发,保证了进入后续除尘器中的灰具有良好的流动状态。净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出,然后转向向下进入脱硫除尘器。经脱硫除尘器捕集下来的固体颗粒,大部分通过脱硫灰循环系统,返回吸收塔继续参加反应,如此循环可达数百次。

二、灰斗内石灰结块问题探讨

硫化床干法脱硫系统脱硫率高,平时检修工作量小系统运行稳定,但系统运行中发现系统中吸收塔内壁文丘里段、高压水枪本体、灰斗室硫化槽中有少量脱硫灰板结,导致系统设备堵塞,严重的直接影响脱硫系统正常运行。针对干法脱硫系统灰斗室内部脱硫灰板结现象,下面介绍其主要因数。

1 烧结烟气温度低,水分大,系统容易出现板结现象:

烧结脱硫烟气温度高时,进入吸收塔采用高压水枪喷水降温,若烧结烟气中水分大,脱硫装置投入运行后,烟气相对湿度很高,吸收塔内部吸收剂通过化学反应后进入布袋除尘器,有少量的冷凝水与脱硫灰形成灰块,这些灰块长时间运行富集容易造成灰斗室内部局部板结,对袋式除尘器的稳定运行非常不利,容易造成糊袋现象。对滤料的分析还可以看出,以消石灰为主的脱硫灰粉料存在一定量的水分时,显示出一定的粘附性,且本身消石灰的吸水性就较高,这样很容易造成糊袋现象。因此要控制好吸收塔出口温度是防止系统板结的直接原因。

2 脱硫塔内流速波动大,系统也容易出现板结现象:

吸收塔塔内流场的合理组织和喷嘴的合理布置与设计是防止结垢的重要措施。循环流化床烟气脱硫装置的脱硫塔内涉及到气固液三相的流动和化学反应,塔内的流场十分复杂,当烧结烟气工况发生变化时,烟气流量发生变化,导致脱硫塔内烟气流速发生变化。当脱硫塔内烟气流速较小时,塔内易于结垢阻塞;而当烟气流速高时,塔内则不易结垢阻塞现象,烧结工况的变化造成烟气流量的大幅度波动,也会造成灰斗板结现象。

3 高压水枪喷水点与喷水量选择不当、也是造成系统板结的原因:

由于喷水点直接决定了气固液三相流的流场状态,喷水量则直接决定了含尘烟气的湿度,以及气固液三相流的混合程度,因而假如控制不当会造成结垢堵塞问题,针对所出现的结垢堵塞问题,在保证合适的塔内烟气流速的同时,定期对高压水枪做雾化实验,确保水枪喷嘴雾化效果良好。

4 脱硫系统灰斗室运行料位高,长时间灰斗室容易板结现象:

在脱硫运行维护中,脱硫布袋除尘器的每个灰斗设有灰斗蒸汽加热,加热后的壁板温度保持在80~120℃,保证灰斗内的物料的流动,保持灰斗室系统运行料位低,要对灰斗室料位计定期校正,确保料位监测准备,减轻了了结垢的产生和塔内积灰现象。

针对上述影响流化床脱硫系统板结原因,我们应该做好以下几点措施,确保脱硫系统运行稳定:

1 监测脱硫塔出口温度控制, 实质上是对烟气湿度的控制以此来调节喷水系统的开度和喷水量的大小,若吸收塔出口温度高,通过调节高压水枪回流水调节阀控制喷水量,实践表明,干法脱硫吸收塔出口温度控制在75~90℃左右,且保持适当的AST值,使床温在各种负荷和工况条件下,烟气的酸露点温度始终保持在较高处,吸收塔内部物料气固液三相流的混合程度均匀,这样,吸收剂的活性最佳,反应充分能够较好地捕捉SO2,并发生化学反应,提高脱硫率。

2 吸收塔入口烟气流量,流速控制合理到位。在系统运行维护中,除要及时根据吸收塔入口烟气流量调整床层,更要确保监测系统中的仪表设备监测的准确性,确保数据传输准确,减少误操作,提高系统设备同步运转率。

3 运行时确保高压水枪雾化效果良好,脱硫系统运行时,若水枪雾化效果不好,高压水枪与吸收塔连接处容易渗水,喷水不均与导致水枪枪头容易磨损,长时间运行时,水枪本体上部有板结现象。因此定期对高压水枪本体检查,做雾化实验,确保水枪喷嘴雾化效果良好。

4 脱硫运行时灰斗室料位不易偏高,一烧结干法脱硫由八个灰斗室组成,当脱硫运行时灰斗室料位压力保持在10Kpa~13Kpa,系统运行段时间发现,灰斗室本体内部壁上,灰斗室流化槽内部有少量脱硫灰富集现象,长时间运行常导致灰斗室物料循环阀下料不均匀,严重时影响脱硫系统正常运行。通过实践分析,灰斗室内部脱硫灰料位高,硫化不均匀导致内部局部有板结现象,当脱硫灰斗室料位控制在8Kpa~10Kpa左右时,灰斗室内部物料硫化效果最佳,成功有效遏制系统运行板结,确保系统稳定运行。

5 脱硫系统停机检修时,若停机达2天以上,需排空灰斗室内部脱硫灰,短暂停机要做好系统保温工作,尤其是对灰斗室硫化槽,空气斜槽,阀门管道等本体做好有效保温工作。确保灰斗硫化风机,空气斜槽硫化风机出口蒸汽保温值在正常范围内(100~120℃),出现类型温度低故障,要及时处理回复,确保系统运行保温工作到位。

通过上述措施,目前宝钢一脱硫的灰斗内石灰结块问题已经得到了解决,从2012年4月至今未发生结块问题。

参考文献

简述水循环例11

1 引言

在温控混凝土生产制冷系统中,传统的热交换过程是利用水泵与冷却塔、冷凝器冷却水进行循环与降温,相对于此,利用冷凝器内喷淋水蒸发吸热的方式进行热交换的蒸发式冷凝器的应用有效地简化了温控混凝土制冷工艺流程,在提高效率、降低成本和节能减排上,取得明显的经济技术效用。

2 蒸发式冷凝器制冷工艺流程

蒸发式冷凝器是一种集管壳式冷凝器、冷却塔、循环水泵连接水管为一体的高效的制冷剂冷却设备。新工艺流程与传统工艺流程制冷剂的冷却原理差别不大,压缩机排出的高温高压氨蒸气进入蒸发式冷凝器,在蒸发式冷凝器里经热交换后冷凝变成高压常温液体,进入热虹吸贮氨器经液气分离后,氨液进入贮液器,其后的流程跟传统工艺相同。在此过程中,制冷剂的冷却是在蒸发式冷凝器(图中二虚线方框内部分)中完成的,制冷剂管内与喷淋水进行热交换降温凝结成氨液,升温后的冷却水与空气进行热交换,部分水蒸发吸热,冷却水降温后经循环水泵送至喷淋水管以重复利用。与传统工艺制冷剂热交换及冷却水降温须分别在冷凝器、冷却塔两套设备中完成相比具有设备占地少、易安装、低噪声、节水省电、不污染环境和使用寿命长、维修简便等优点。

3 经济成本分析

3.1采购成本

以制冷压缩机装机制冷容量均为5×1163KW为例,其不同的制冷工艺和设备构成差异,形成不同的设备采购比价(2014年5月市场价)。从表1和表2分析显示,后者在设备采购直接成本节约64.74万元。

3.2建安成本

制冷系统建安包括基础土建、预埋、管道制安与设备安装等方面。表3分别列出了笔者所在单位分别采用两种工艺的1#制冷系统与2#制冷系统冷却水循环部分在建设安装过程中实际发生的土建与钢结构工程量。

1#制冷楼传统工艺冷凝器与冷却塔之间需敷设大管径循环水管,以满足冷却水循环的需要。2#制冷楼新工艺冷却水的循环在蒸发式冷凝器里完成,工艺简单,无需布置大管径水管与大功率循环水泵。

表3中的对比显示,2#制冷楼在施工工序及工程量方面较1#楼有较大差异,相应的建安成本也大为降低。根据Ⅰ标段XJB/0562向家坝水电站二期土建及金属结构安装工程施工投标文件中所列单价计算,两者在土建开挖、管道架设以及设备安装等项目施工中建安成本相差15.04万元。

3.3运行成本

运行统计显示,使用新设备蒸发式冷凝器的2#制冷楼在生产相同方量混凝土时,用电量上远低于使用传统工艺设备的1#制冷楼。

通过计算可知,2座制冷楼月累计用电量相差94708.7度。制冷系统每年运行7个月,年用电量累计相差662960.9度。施工用电按0.5元/度计算,则每年累计电费差331480.45元。由上述可知,采用新工艺的2#制冷楼与采用传统工艺的1#制冷楼相比,每年可节约电费约33.15万元。

水利水电建筑市场竞争激烈,成本控制和施工技术革新作为企业项目管理的重要组成部分,在企业市场竞争中占据至关重要的地位;两套制冷系统所采用的新工艺新方法在设备采购、安装及运行过程中的所直接带来成本费用的降低和工艺的改进是显而易见的,提高系统制冷效率的同时降低能耗,大大节约了建安及运行成本。

4 应用与发展前景

蒸发式冷凝器作为制冷设备新工艺,目前已广泛应用于我国医药化工、食品等行业。但水电施工因预冷混凝土生产量巨大、对传统制冷工艺可靠性依赖心理及制冷设备的高利旧率影响,使蒸发式冷凝器在水电工程混凝土制冷系统采用较少。实践证明,蒸发式冷凝器工艺可完全满足水电工程高强度大方量温控混凝土生产设计要求,其低成本、高效能、低排放优势,将在水电施工领域得到越来越广泛的应用。