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
不知大家想过没有，交通是什么时候产生的？近代？古代？汽车发明的时候？马车发明的时候？其实，当我们人类学会直立行走的时候，交通就随之产生了。是不是比大家想的早了好几千年？当然那个时候的交通只能叫原始交通。在之后很长的一段时间里，人们就只有步行这一种交通方式。别看步行速度慢，优点可不小。步行非常安全，这是显而易见的，几乎不会有步行者之间发生相撞吧；并且步行非常环保，会有人需要消耗汽油排放尾气才能走路么？同时，人们因为走路而发生的堵塞的情况也少之又少。所以，在那个时代，人们不需要交警，不需要交通规则，更不需要交通工程学。
之后，马和马车出现了，“马路”也随之产生，于是人类“跑”得更快了。速度的提升却使得安全、通行规则等问题纷纷暴露了出来，人们开始被这些从未出现过的难题所困扰。
工业革命彻底改变了人类的发展进程，其中一项伟大的发明便是汽车。这时的人类世界开始发生日新月异的变化。人口越来越多，城市越来越大，房屋、道路越来越密，交通需求剧增，交通事故、交通拥堵、环境污染等交通问题不容忽视。为了解决这些问题，人们开始重视对交通的研究，一门专门研究城市道路交通系统发展规律和管理技术的学科――交通工程学应运而生。
交通工程做什么？
交通工程可不只是“修路的”。交通工程学主要研究的是“人、车、路、环境”以及这四者之间的关系，以期达到最理想的配合，实现道路通畅、通行能力大、事故少、效率高、污染小的目标。研究的具体内容有交通调查、交通规划、交通管理、通行能力、智能交通、轨道交通等，另外还有道路勘测、路基路面工程这些偏向施工方面的内容。所以交工专业的课程比较多，但是又不像很多理工科专业的课程那样比较抽象和枯燥，毕竟交通还是跟我们的生活息息相关的。
交通调查是交通工作中非常重要的环节。正确的决策来源于科学的预测，而科学的预测又来源于周密的调查和准确的信息。交通调查正是通过对交通现象进行调查，提供准确的数据信息，为交通规划管理研究等方面服务。
有了调查结果后，交通工程师就要借助各种专门用于交通研究的软件，对交通出行发生，交通出行分布，交通方式划分，交通分配等进行仔细地分析和预测，从而为交通规划奠定基础。这个环节是交通规划的核心内容和关键之处。简单来说，交通规划其实就是解决“在哪里建，怎么建，建成什么样”的问题。
当然，一条道路从设计到投入使用只有规划是不行的，还需要很多具体而细致的工作，如每个交叉口要根据实际的交通量设置合理的信号灯配时方案，交通标线的形态颜色尺寸如何确定，护栏、照明设施、监控系统如何设置，还有高速公路收费站、服务区的设计等等。如果没有这些工作，那么规划做得再好，路上交通运行状况必定还是一片混乱。相信大家每天都会接触到这些，却肯定没有注意过其实里面还有很大的学问呢。如果你也对这些感兴趣，如果你也想了解，那就加入到交通工程的队伍中来吧。
如其他工科专业一样，学习交通工程除了要掌握扎实的基础理论知识之外，还要有比较强的实践运用能力。所以实践实习在教学内容中也占了很大的比重。除了上面提到的经常要参与交通调查、上机学习专业软件之外，还要练习使用水准仪经纬仪进行测量――一群学生背着三脚架、经纬仪、画图板、水准尺出线在校园中，绝对是一道亮丽的风景线。在学校过完瘾了，专业老师还会带我们去隧道、立交桥的施工现场，高速公路收费站，交通支队监控中心见习参观。真正的交通工程师，是从不断的实践中走出来的。
值得一提的是，每年教育部高等学校交通运输与工程学科教学指导委员会都会举办全国大学生交通科技大赛。大赛已成功举办六届，每一届都会有来自全国各高校的100多件作品参赛，并会有近半数的选手亲赴主办学校参加决赛。作品涉及海陆空水立体交通、缓解交通拥堵、智能交通收费管理、交通流量精确控制、交通规划设计、交通系统转换衔接、交通环境与文化等当代交通领域的一系列热点与难点问题。如今该项大赛已成为全国交通工程大学生充分展示科技创新能力与才华的绝佳平台。
全国开设交通工程专业的学校有很多，各校都有自己的强势方向。东南大学、同济大学等依托自己的强势专业土木工程，在交通工程各领域都实力雄厚，是很多交通工程专业学生考研的目标。哈尔滨工业大学在桥梁与隧道工程方面是专家，也是国家培养交通、城建高级工程技术与管理人才的重要基地。吉林大学、长安大学的优势是汽车，所以在载运工具运用工程、交通环境与安全技术等方向上处于全国交通领域的领先地位。北京交通大学、西南交通大学等原属于铁道部的院校强项自然是铁道交通工程。另外还有武汉理工大学、华南理工大学、北京工业大学、长沙理工大学等都是在交通工程方面全国闻名的学校。
中国的现代交通工程学始于20世纪70年代初，属于起步比较晚的国家，而交通工程学的诞生地美国以及欧洲各国在这方面的发展尤其是基础设施方面已趋于成熟。因而国外有不少在交通工程学上颇为出色的院校，比较有代表性的有：麻省理工学院、加州大学伯克利分校、伦敦帝国理工学院、威斯康星大学麦迪逊分校、德州A&M大学、代尔夫特理工大学等，将来有出国读研打算的同学可以在大学阶段提前做好准备，毕竟这些学校在学生的选拔上还是比较严格的。
就业深度解析
交通工程专业主要培养具备交通工程和系统规划、设计与控制等方面知识，能在国家与省、市的发展计划部门、交通规划与设计部门、交通管理部门等从事交通运输规划、交通工程设计等方面的工程技术人才。所以交通工程专业的学生毕业后就业主要有两个方向。
一个是施工单位，如中国铁路工程总公司、中国交通建设有限公司、中国建筑工程总公司、中国联合工程公司，以及各地的路桥公司、公路局、市政局、工程咨询公司等。由于长期在室外工作，所以要求大家有充分的吃苦耐劳精神。虽然辛苦，但是对于刚刚毕业的大学生来说，在工作中得到的个人能力的锻炼和技术、经验上的收益是其他工作无法相比的。另外如果能够获得项目分红，那么收入也是非常可观的。
关键词:循环经济;生态产业链;产业体系
中图分类号:F127文献标识码:A
一、河北发展循环经济的必要性
(一)发展循环经济是全面贯彻落实科学发展观的具体体现。加快经济发展,全面建设小康社会,根本出发点和落脚点就在于不断提高广大人民群众的生活水平和质量。这就要求在发展过程中,不仅要追求经济效益,而且要讲求生态效益;不仅要促进经济增长,更要实现社会的全面进步。要实现这一目标,必须大力发展循环经济,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的发展道路,努力建设和谐河北。
(二)发展循环经济是转变经济增长方式的必然选择。河北省经济增长方式还较为粗放,资源浪费现象在一些地方和领域依然存在,加之受产业结构偏重等影响,消耗较高。2003年万元生产总值能耗为1.99t标准煤,高于全国平均水平32.6%,能源、原材料费用占企业产品成本近70%。这不仅进一步加剧了资源供需矛盾,而且直接影响着经济增长质量和效益的提高。只有大力发展循环经济,才能全面实现经济增长方式的根本性转变,建立节约型经济结构,增强河北经济的整体竞争力,保持国民经济持续、快速、健康发展。
(三)发展循环经济是减轻环境污染的有效途径。传统的“先污染、后治理”污染防治模式,致使河北污染物排放总量居高不下,环境污染问题日益突出。全省二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放量均居全国前列;7大水系、42条河流52%的监测断面水质为劣5类,16%的近岸海域受到中度和重度污染;城市污水和生活垃圾无害化处理率低,污染严重;11个设区市只有秦皇岛市达到国家2类区的环境空气质量标准;畜禽粪便污染,农药、化肥的不合理使用,使农村环境日益恶化,直接威胁到农产品质量安全;草场退化、水土流失等生态环境恶化趋势尚未得到有效遏制,生态安全受到严重影响。只有大力推行清洁生产,发展循环经济,才能从源头上减少污染物排放,从根本上改善河北的生态环境状况,增强可持续发展能力。
二、促进河北循环经济发展的基本思路
(一)进行适合循环经济发展的制度创新。循环经济的发展需要改变现有利益格局,把生态环境和基本资源作为生产要素进入市场“流通”。因此,首先要设计一种制度框架,明确生态环境和基本资源的产权关系,并规定其交易和补偿机制。目前,在我国的生态省(市)、循环经济省(市)的试点建设中,普遍存在对技术的重视远高于对制度的重视的现象,其基本操作模式是以政府作为推进主体,靠这种模式发展循环经济是不可能持久的。
(二)加强环境和资源监测的科学化、信息化和网络化。发展循环经济不是目的,而是节约资源、保护环境、实现可持续发展的手段。推进循环经济需要有效率的政策和科学的管理,真实而充分的信息是提高管理水平、制定正确政策的基础。目前,我国的环境和资源信息缺乏透明度和适时性,不利于循环经济政策的实施。发展循环经济应该加强环境与资源监测的科学化、信息化和网络化。
(三)仔细选择发展循环经济的优先领域。应该遵循以下原则:第一,应该有利于增加就业,必须在就业、节约资源和保护环境之间寻求平衡;第二,应该以在总体污染排放中所占比例较大、资源消耗较多的行业作为优先发展循环经济的领域;第三,针对短缺资源推进资源的循环利用。例如,中国的水资源总体上极为短缺,水的循环利用应优先推进;第四,具有较为成熟的循环利用资源技术、资源再生技术的产业领域应优先推进。
(四)确立技术创新在循环经济发展中的重要地位。没有技术上的可行性或在现有技术水平下循环利用资源的成本很高,循环经济就没有经济上的可行性。政府应该大力支持和鼓励循环经济技术体系的创新,并将其作为政府职能的一部分。
三、河北产业生态系统构建
(一)微观层面(企业内部)。在这个层面,重点发展生态工业,侧重于在企业内部推行清洁生产和资源循环利用。仿照自然生态过程物质循环的方式来规划工业生产系统,使系统内各生产过程通过物质流、能量流和信息流互相关联,实现从原料、中间产物、废物到产品的物质循环,达到资源和能源的最优利用,保证经济和环境的共同效益。
下面,我们根据河北相关企业的特点提出了实施清洁生产的主要途径:(1)改变原料路线。采用清洁工艺用无毒无害无污染的原料代替那些有污染的原料,如在化工行业,用丁二烯制异丙苯合成新工艺、改良丙酮氰醇法、CO2代替光气生产异氰酸酯等;(2)改革传统的工艺、开发新工艺。原料确定后,改革传统工艺,开发和采用新的清洁生产工艺技术,就成为防止工业污染的重要途径。如,环氧丙烷的生产,国外将传统氯醇法已逐步为无废少废的共氧化法所替代,生产过程不用氯气,无需依托氯碱厂,且生产成本比改良氯醇法低,基本无腐蚀,“三废”排放少;(3)实现工艺过程的闭路循环,使生产过程中产生的废料经过适当的加工处理作为原料返回到生产流程中加以利用。如,铜电解精炼中的废电解液,经处理后提出其中的铜再返回到电解精炼流程中;(4)打造多元化企业。把企业由单一产品生产变为生产多元化材料的工业企业集团,这样可以提高资源综合利用水平。如,许多矿石加工企业利用的大部分是铁矿石,而对共生的霞石、檐石和钦磁铁矿等利用不高,甚至作为尾矿废弃。应在清洁工艺思想的指导下,开发整套矿石的加工工艺,把其他矿石加以利用。
根据产业发展特点,河北应在冶金、建材、轻工、电力、医药等重点产业从深度和广度上加大清洁生产的推行力度。要求企业开发和使用降低物耗和能耗的新工艺、新生产流程,积极推广余热余压回收、废弃物无害化处理等清洁生产技术,在企业内部实施能量的梯级利用、资源的循环使用,从源头上减少资源的消耗和污染物的排放。制定重点行业清洁生产评价指标体系,及促进清洁生产的环境政策、法规条例,建立清洁生产审核认证制度、完善产品环境标志和认证等。对于污染物排放超标的企业,以及使用有毒、有害原料进行生产或排放有毒、有害物质的企业,依法强制实施清洁生产审核。
(二)中观层面(企业之间)。在这个层面,涉及到多种产业的规划发展,包括生态工业、生态农业、生态服务业等,侧重于企业(产业)间通过产品和废物交换建立生态产业链及共生网络,从更大的范围内实施循环经济的法则,把不同的企业(产业)连接起来,形成资源共享和互换副产品的产业共生组合。
生态产业链是通过对相关企业的物流和能流的实际分析,模拟自然生态系统“食物链”的代谢机理而构建的,可有效提高产业生态系统的稳定性,优化企业的资源配置,实现物质和能量的循环利用,减少对环境的污染,因此构建生态产业链及共生网络已成为循环经济发展的主旋律。主要包括企业间和区域内产业间生态产业链及共生网络的构建。
1、企业间生态产业链构建。企业间生态产业链的构建多以产品和废物为着眼点,在已有的产业基础上,基于产品代谢和废物代谢两条主线,通过中间产品和废物的相互交换把相关企业衔接起来。它是建立在企业分工和供需关系基础上,是以若干个企业为大结点,产品和废物为小结点纵横交织而成的网络状系统。根据河北的产业布局和资源状况,依托河北产业集群优势构建基于循环经济的企业间的生态产业链是一个比较好的方法。主要是由于地理上邻近,大量专业化的企业集中在一起,企业之间相互协作和补充,可以节省采购、运输、销售等费用,信息沟通流畅,容易形成上下游的合作关系。
2、区域内产业间生态产业链及共生网络的构建。区域生态产业链的构建多以产业(企业)为着眼点,可以通过对相关企业进行产业组合,也可以借助不同产业的多业联营构建,主要是以技术创新为基础,以生态经济为约束,采用清洁生产、工业代谢、副产品交换、生态设计、生命周期分析等思想和方法,着重分析区域内产业(企业)间物流、能流,通过探讨各产业(企业)之间“链”的链接结构、运行模式等,找到其生态经济形成的产业化机理和运行规律,并以此调整诸产业(企业)的“序”与“流”,开发各种相关产业(企业)间的能量流动和物质循环新流程,实现生产资源的链式循环,形成不同产业(企业)之间共享资源和互换副产品的产业共生组合,使上游过程中生产所产生的废弃物成为下游生产的原料,达到相互间资源的最优化配置,完成物质的反复循环流动。
(三)宏观层面(整个社会)。在这个层面,侧重于社会层面物质与能量循环利用,就是以生态链条模式把工业与农业、生产与消费、城区与郊区、行业与行业之间有机结合起来,大力发展资源循环利用产业,实行可持续生产和消费。比如,把净化后的城市废水用于农业灌溉,把农业养殖的动植物作为工业原料、消费产品等等,使不同生产主体之间资源共生互补,使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中,建立一个有序的生态化循环圈。同时,要大力发展绿色消费市场和资源回收产业,在整个社会范围内形成“自然资源―产品―再生资源”的循环经济环路。
(作者单位:河北金融学院)
主要参考文献:
[1]贾庆军.发达国家循环经济法的构建及对我国的启示[J].西北第二民族学院学报,2004.4.
[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
【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。
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