闭式循环水冷系统论文

闭式循环水冷系统论文（共6篇）

闭式循环水冷系统论文 篇1

摘要：以灵州电厂2×135MW循环水冷热源工程为例, 充分利用了可再生能源, 实现电厂辅助建筑供冷供热, 文中提出的电厂循环水冷热源热泵优化系统方案设计和运行参数, 具有重要的工程应用价值和推广应用前景。

关键词：火电厂,循环水,水源热泵,方案优化,节能

灵州电厂规划容量为2×135+4×600MW机组。其中一期采用2×440t/h超高压、中间再热循环硫化床锅炉和2×135MW超高压、中间再热、湿冷凝汽式汽轮机及空冷发电机。

本文讲述了灵州电厂热源系统改造的选型原则, 及投资效益分析, 回收的热能对于节约电厂燃煤意义重大, 同时也可以减少其排放引起的热污染, 提高能源的综合利用效率。

1 设计参数

汽机主要参数如下:

根据宁夏地区自然条件, 厂区建筑物冷负荷、热负荷需求如下表:

机组循环水参数如下:夏季供冷:水源温度32~38℃, 制取冷冻水温度7℃, 回水温度12℃;冬季制热:水源温度18~22℃, 制取热水温度50~55℃, 回水温度45~50℃。

2 系统选型

对于热泵制冷或制热系统而言, 其核心构成主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置。系统形式如下:

2.1 压缩机选型计算

根据蒸发温度、冷凝温度、吸气温度、过冷温度计算数据汇总如下表:

结合夏季和冬季压缩机功率要求, 选择3×220k W的水源热泵机组, 冬季一台运行, 夏季两台运行, 一台备用。

2.2 冷凝器选型

冷凝器的换热面积计算公式如下:

其中, Q为热负荷, K为换热系数, △tm为传热平均温差。△t1、△t2分别为热端温差与冷端温差。

2.2.1 夏季制冷工况

冷负荷Q=2155k W;K=600 W/m2.℃

2.2.2 冬季制热工况

热负荷Q=1000k W;K=600 W/m2.℃

2.2.3 冷凝器换热面积

综合夏季和冬季运行的需要, 可取冷凝器换热面积约为350m2。

2.3 蒸发器选型

2.3.1 夏季制冷工况

2.3.2 冬季制热工况

2.3.3 蒸发器换热面积

综合夏季和冬季运行的需要, 可取蒸发器换热面积约为400m2。

2.4 水源循环泵选型

2.4.1 流量

根据热平衡方程:Q=G*Cp*△t。

夏季工况, 冷凝器Q=2155k W, Cp=4.2k J/ (kg·K) ;取△t=8℃

冬季工况, 蒸发器Q=1202k W, Cp=4.2k J/ (kg·K) ;取△t=6℃

2.4.2 扬程

水源循环泵取水点进水和回水点压力基本相同, 泵的扬程主要考虑管道阻力、阀门阻力、冷凝器或蒸发器阻力为0.154 MPa。功率11KW。

2.5 用户循环泵选型

2.5.1 流量

蒸发器Q=1800k W, Cp=4.2k J/ (kg·K) ;取△t=7℃

冷凝器Q=1000k W, Cp=4.2k J/ (kg·K) ;取△t=8℃

2.5.2 扬程

扬程为0.36 MPa, 功率为24 k W。

3 投资效益平衡分析

以灵州电厂辅助建筑群的规模考虑, 常规辅助建筑暖通设备, 采暖采用热水散热器、加热站等, 制冷采用空调, 总投资费用估算90万元, 水源热泵系统主要设备, 水源热泵机组、循环泵、其余管道阀门、末端设备、土建安装等约为220万元。常规辅助建筑暖通设备的运行费用, 主要是空调电费、采暖蒸汽, 年运行费用估算为56万元, 水源热泵系统的运行费用主要为设备电费、及运行检修费用, 估算为23万元, 采用热泵方案, 初投资增加130万元, 但是运行费用每年能节省33万元, 简单估算阅4年收回投资差额。

4 小结

通过火电厂冷热源热泵系统主要设备的初步选型计算, 与通用的电厂辅助建筑暖通系统进行投资收益经济比较, 可以看出, 经优化的循环水冷热源热泵系统节约了厂用电, 节省了电厂燃煤量, 同时势必减少二氧化碳、二氧化硫等大气污染源的排放量, 真正能够实现节能减排的效果。本文提出的水源热泵方案具有明显的经济效益, 相比常规电厂暖通系统, 在收回投资后, 每年可节省电厂运行费用约33万元, 每个采暖季节约标煤689吨。大大提高能源利用率。

参考文献

[1]郄振生, 等.浅析水源热泵在火力发电厂中的应用[J].电力设备, 2005, 6 (4) :82-83.

[2]贺益英.关于火、核电厂循环冷却水的余热利用问题[J].中国水利水电科学研究院学报, 2004, 2 (4) , 315-319.

[3]梁珍等.火电厂冷凝热回收利用的技术经济分析[J].东华大学学报, 2009, 35 (5) :580-584.

[4]张昌.热泵技术与应用.机械工业出版社[M].2008.

闭式循环水冷系统论文 篇2

我国太阳能资源十分丰富,年日照时数在2 200 h以上地区约占国土面积的2/3以上,太阳辐射总量大于每平方米5 000 MJ,而我国目前还没有把太阳能完全应用到建筑设计理念中,我国对太阳能的利用远远没有达到多元化。居民采暖中热水的消耗在所有能源使用中占有很大比例。如果太阳能供热系统可以高效率地生产热水,则可明显地减少化石能源的使用[1]。在过去的20年内,CFD可以对各种热传递和流动问题进行合理精度的模拟,已经成为用来替代过去高额费用的实验研究的一个强大的模拟手段,但是CFD却很少用于太阳能供热系统的研究[2]。

本项研究主要对强制对流闭式循环进行模拟,所建模型中太阳能集热板是平板,并为研究太阳能供热系统的多项参数及制作材料提供优化指导[3—8]。

1 模型建立

1.1 物理模型的建立

强制循环闭式太阳能供热系统没有水的流入和流出,假设其为一个密闭的系统。泵的位置位于储水箱下面与集热板相连接的管道上,为便于模拟假设模型为一段断开的管道,管道的上下口分别定义为泵的进出口,其结构示意如图1所示,模型尺寸图2。图中各数值单位为mm。

1.2 数学模型的建立

由于太阳能供热系统中管道直径较小,为了便于分析采用k-ε模型,控制方程包括连续性方程、动量方程、能量方程及k、ε方程。

连续性方程:

动量守恒方程:

式中:η—流体的动力黏度;λ—流体的第二分子黏度。

能量守恒方程:

式(5)中:λ—导热系数;Sh—流体的内热源;Φ—为由于黏度作用机械能转换为热能的部分,称为耗散函数。

湍流动能输运方程(k方程):

湍流动能耗散输运方程(ε方程):

式(7)中:Gk—表示由层流速度梯度而产生的湍流动能;Gb—是由浮力产生的湍流动能;YM—由于在可压缩湍流中,过渡的扩散产生的波动;C1,C2,C3,—是常量;σk、σe—是k方程和e方程的湍流Prandtl数;Sk和Se—是用户定义的数值。

1.3 模型的边界条件

1.3.1 集热板平面的热流密度q,W/m2

1.3.2 管道

锥形区域、储水箱和集热板底部及外侧绝热。

1.3.3 模拟泵

产生的动力的位置在储水箱的下面的管道上。

2 数值模拟及结果分析

分别在雷诺数为1 500、1 000和500三种情况下进行1.5 h模拟,主要研究从7:00开始经过1.5 h后的模拟结果。其中泵为系统提供动力,雷诺数为1 500、1 000、500。

2.1 雷诺数为1 500时的模拟结果

强制对流闭式太阳能供热系统经过1.5 h后的模拟结果如图3,由图3可知:水从集热板获得热量,局部水温升高,密度降低,在集热板和储水箱之间产生密度差,再加上泵提供的外部动力,使得水沿集热板向上流,当水进入储水箱中并与温度相对较低的冷水混合,这种混合造成明显的分层现象。流经集热板的水有一个连续的升温过程,温度成层分布,温度最高的水处在集热板的最顶部。因为泵从开始就为系统提供动力,而且还有密度差产生的动力,在上部锥形区域形成的涡流使得在此位置温度较低。从温度分布图中可以看出温度较高的热水最终处于储水箱的顶部,相对较冷的水处于下部,以至于储水箱中出现了明显的分层现象。

2.2 雷诺数为1 000时的模拟结果

雷诺数为1 000时太阳能热水器经过实际时间1.5 h模拟的温度分布如图4所示。从温度分布图可以看出在雷诺数值为1 000的最大温度312 K比雷诺数为1 500时模拟的结果310 K要大,这是因为在系统中温度最高的位置位于集热板上,因此水温的高低取决于集热板内的流速的大小。

由于雷诺数为1 000时比雷诺数为1 500时相集热板里的水的停留时间相对来说是比较长的。因此雷诺数为1 000时的系统要比为1 500时最高温度要高。可以看到在这种情况下太阳能集热板中温度差5 k比雷诺数值为1 500时的3 k要大。也就是说相同时间内雷诺数为1 000时集热板内的水相比于雷诺数值为1 500情况下升温要快一些,并且可以观察到在储水箱里,水是以比较高的温度进入的,温度较高的热水和周围的冷水进行混合。

2.3 雷诺数为500时的模拟结果

雷诺数为500时强制对流闭式太阳能供热系统经过1.5 h模拟后系统的温度分布如图5所示。可以观察到系统在这种情况下最大温度317 K比雷诺数为1 000和雷诺数为1 500时的最高温度309 K和312 K都要大,相比于另外两种情况下的温度差也是较大,并且可以观察到在太阳能集热板中的局部水温比雷诺数为1 000和1 500两种情况下要升高更快,而且在上部锥形区域水形成的涡流更加明显[2],储水箱上部分层明显。强制循环太阳能供热系统经过1.5 h后,可以得到在强制对流系统随着雷诺数值的降低,供热系统最高温度却在上升。

3 结论

(1)在模拟强制循环闭式太阳能供热系统中,雷诺数和光照时间对系统影响较大。

(2)在雷诺数为1 500、1 000、500时,经过实际1.5 h的模拟后系统内的最高温度分别为310 K、312 K、317 K。随着雷诺数值的降低,温度在上升,但随着强制闭式循环系统的雷诺数降低,系统中的水获得的热量升高。

(3)系统中集热板和储水箱中的水温成层分布,温度高的水处于上部,温度低的处于下部。相对于自然循环系统,在相同时间和相同热流密度下强制循环系统的平均水温较高。

参考文献

[1]刘凯波.太阳能供热系统工程计算机辅助设计系统研究开发.昆明:昆明理工大学,2003:85—100

[2]Hamdam M.Simulation and experimental analysis of built in solar wa-ter.International Journal of Solar Energy Engineering,1995;9(3):56—57

[3]赵利勇,胡明辅,杨贞妮.太阳能利用技术与发展.能源与环境,2007;10(4):41—42

[4]王永磊,张克峰.强制循环太阳热水系统设计中几个问题的探讨.能源与环境,2005;7(3):64—71

[5]魏斯胜.太阳能供热系统组成和分类.中国住宅设施,2008;4(2):10—15

[6]吴子牛.计算流体力学基本原理.北京:科学出版社,2001;9(3):23—32

[7]黄飞,陶进庆.太阳能热水器节能效益和环境效益浅析.新能源,2000;6(2):35—40

闭式循环水冷系统论文 篇3

关键词：斯特林发动机,闭式循环,仿真

引言

斯特林发动机是一种热能到机械能的动力装置, 其主要组成与内燃机等热机是类似的, 即由热的发生系统、热-机械能转换系统、动力传递系统以及其他的保证发动机正常运转的一些辅助系统。斯特林发动机和普通内燃机根本区别是外部供热 (燃烧) 系统和闭式循环系统。外部供热系统的作用是给闭式循环系统提供能源, 甚至家用发热燃料都可以成为斯特林发动机的外部热源[1]。但是要推广应用斯特林发动机目前在技术上还有许多问题有待解决。首先斯特林发动机闭式循环的内部气体流动是比较复杂的流动, 运行过程中能量发生、传导、气体流动等过程互相交替, 是一种往复式的交流换热过程。加强斯特林发动机内的热量传递与能量转化过程可以提高斯特林发动机的热效率, 也是斯特林发动机研发工作的重要方向。其次准确预测斯特林循环系统在各种工作条件下的性能指标参数, 并发展相应的控制规律。目前常规测试手段受到很多局限, 因此发展仿真计算对斯特林发动机的研究来说十分必要。目前国外已有很多针对斯特林发动机工作过程的仿真计算, 有很多分析模型[2]可以作为参考。

1 闭式循环仿真建模

无论任何流体计算都首先需要得到发动机的几何模型, 在仿真中应用的模型必须经过三维建模软件来实现, 实现的过程主要包括三个步骤, 分别为建模、规范单位和导入。建模是指利用点线面的构造方法将现实物体数字化建立的过程, 实现过程如下: (1) 获取斯特林发动机数据。根据斯特林发动机设计手册获得各种斯特林发动机的典型代表设计数据, 按1:1比例建立斯特林发动机边界封闭线。封闭线可直接存为矢量图, 在任何三维软件中均可调用。 (2) 规范三维软件和虚拟现实接口的单位, 各种软件的自定义单位:1个单位=1厘米;但在虚拟引擎中一般显示单位比例:1个单位=1米"。以便模型数据能以正确比例导入。 (3) 三维软件建模:导入新建单个封闭线, 通过LOFT命令放样得到NURBS模型, 为保证虚拟现实场景中的正确性, 通常都转换为POLYGON导出。将斯特林发动机的大小严格按矢量图的标注, 高度和位置严格参照竣工平面图中斯特林发动机的真实高度。个别不规则设备如活塞曲轴等在可以参照已知数据的比例来做, 模型最后通过网格自适应网格细分等待计算。

2 闭式循环仿真

导入模型后, 通过软件实现斯特林闭式循环的安装及动作过程。主要部件有:冷却器, 燃烧室, 加热管, 活塞, 回热器, 轴传动, 扭矩输出轴, 其中气缸由两个或多个活塞构成, 在活塞间有一个回热器。回热器上下各有活塞和气缸组成的膨胀腔 (又叫热腔) 和压缩腔 (又叫冷腔) 。这两个腔室的气体变化分别由活塞控制。回热器在一个闭式循环中不停地从气体吸收热能和向气体释放热能, 整个过程中热腔的气体温度永远处于最高, 而冷腔, 即压缩腔的气体温度始终为最低气体温度, 因而回热器的两端具有温差。大多数情况下对气体的各种变化忽略不计, 一般假设活塞移动时无摩擦损失, 无气体无泄漏, 模拟的结果按照斯特林闭式循环就有四个过程组成[3]。 (1) 等温压缩过程:当冷腔活塞位于最低点时闭式循环开始, 此时压缩腔气体最大;当膨胀腔气体为零, 膨胀腔活塞处于最高点并靠近回热器, 此时气体全部集中在压缩腔, 气体温度为最低气体温度, 气体压力也最低。气体在闭式循环始的压缩过程中, 膨胀腔活塞在其最高点保持不动, 而压缩腔活塞从最低点向外移动。随着压缩活塞的移动, 气体在压缩腔中受到压缩, 系统闭式循环气体逐渐缩小, 当压缩活塞移动到其最高的固定点后, 等温压缩过程结束。 (2) 等容加热过程:等容加热过成的模拟是主要表现压缩活塞, 当其到达最高点时过程结束。膨胀活塞开始由最高点向最低点移动。整个过程中两个活塞作相反运动, 压缩腔气体的缩小值等于膨胀腔气体的增大量, 系统闭式循环总气体体积不变, 过程是等容的。在整个过程中, 压缩腔的气体变为零, 而膨胀腔气体开始由零逐渐增大, 结果是压缩腔中的气体全部被压到膨胀腔。气体从冷腔到热腔前, 必须流经回热器并获得回热器的热能量, 热量使气体温度从最低上升到最高 (从回热器传给气体) , 最后流入膨胀腔。 (3) 等温膨胀过程:压缩活塞在最高点保持不动, 膨胀活塞继续向其最低点移动, 结果系统闭式循环总气体体积增大, 压力下降, 待膨胀活塞移动到最低点时过程结束。此时, 系统闭式循环总气体已从最小体积变成最大体积。 (4) 等容冷却过程:压缩活塞从其最高点移动到最低点, 同时膨胀活塞从其最低点移动到最高点, 结果将膨胀腔中的气体全部压至压缩腔, 在流经回热器时, 回热器从气体吸走热能, 使气体温度从最高温度下降到最低温度后流入压缩腔。当以上四个部分仿真完成后, 就可以通过公式来计算闭式循环中的各种气体质量、动量和能量守恒方程。

3 闭式循环仿真结果

计算发现为了实现等温膨胀, 热源必须通过气缸向气体供给热能。同时系统向外界做功带动活塞作相反的运动, 使气体在高压下得到冷却, 对气体假设为理想气体状态下, 气体传给回热器的热能, 以及回热器的气体温度变化和回热器的闭式循环的理论效率都会而影响闭式循环效率。其主要因素是流阻损失和热损失的大小。这两部分效率都与整个闭式循环的结构参数和气缸体积有关。影响回热器损失的主要因素有回热器的温差、回热器的热交换面积、回热器中的气体种类、回热器体积、单积流量等;影响活塞损失的主要因素有双活塞行程、气体的种类、气缸直径、气缸体积、活塞的长度、热腔的温度与冷腔的温度差;影响泵气损失的主要因素包括气缸直径、气缸体积与长度、热腔的温度与冷腔的温度差、气体的压差、等;而导热率又包括气体、气缸和活塞等的导热率, 活塞的材料类型和气体类型对整体的导热率影响都很大, 温差主要由这些部件的材质导热情况决定的, 另外导热面积与部件的形状和结构尺寸有关。通过计算得知闭式循环气体温度在模拟中回热器过程中与实验真实数据相差较小, 而加热器的是一个非常复杂的装置, 气体温度在模拟中加热器过程中与实验真实数据相差较大。总体效果好坏直接影响发动机的特性, 提高加热器的仿真精确度还有很长的路要走。

4 结束语

通过计算得知类似卡诺闭式循环效率和斯特林闭式循环的热效率相等, 只与气体的最高温与最低温的差有关, 气体温度差越大, 热效率也就越大。但是通过系统控制模型, 对斯特林闭式循环系统建立了数学分析模型。分析了其闭式循环的热力学性能、斯特林发动机机构动力学等。通过该模型对斯特林系统的稳态和动态性能进行了仿真分析, 计算得知在气体恒定的条件下, 发动机的功率是随着气体的温差和能量损耗变化而变化。本文所建立的系统模型不仅可用于分析系统性能, 对斯特林发动机推广也具有一定的意义。

参考文献

[1]邹隆清, 等.斯特林发动机[M].武昌:华中工学院出版社, 1985

[2]Walker G, Reader G, Fauvel O R, et al.The Stirling alternative:power systems, refrigerants and heat pumps[M].New York:Gordon and Breach, 1994.

闭式循环水冷系统论文 篇4

1 封闭式循环系统养殖原理

循环水养殖是一种将同一养殖体系中的水资源经过养殖系统内部净化处理后循环利用的养殖模式, 属设施渔业范畴。循环水系统的结构和功能应当是养殖池培育养殖品种、生物滤池去除氨氮、过滤装置去悬浮颗粒、臭氧发生装置消毒和去除有机物、曝气装置去除二氧化碳;其关键技术是水质的净化处理, 核心是快速去除水溶性有害物质和增氧技术。该养殖方式融入了生物学、工程学、信息学等学科知识, 含有较强的科技力量, 具有自动化程度高、成活率高、养殖效果好、污水排放量少、对环境无污染等优点。

用循环水进行水产养殖的研究开始于20世纪70年代, 当时主要是搬用生活污水和工业废水的处理方法和设备, 并稍加改在进行水质净化, 之后的一点时间对循环水系统的水处理特性有了进一步理解, 逐渐发展了一些列专门应用于养殖废水处理技术和设备。

2 环水养殖中水处理技术的研究

养殖废水的处理是相对较新的研究领域, 与工业废水和生活污水相比, 养殖废水具有低含量的潜在污染物和高水流速率2个明显特征, 因此采用工业废水或生活污水的处理方法并不能使其完全净化。目前, 循环水养殖中的水处理主要有物理、化学、生物学以及综合净化方法, 各养殖水体可根据自身的理化特征及养殖品种的不同进行适当选择。

2.1 物理净化

物理净化包括沉淀、曝气、吸附、过滤、紫外线照射以及泡末分离等方法。其主要是消除循环水中的悬浮物、有害气体和固体颗粒, 其中紫外线照射起到了杀死水体中致病微生物的作用。目前在循环水养殖水处理中常用的物理过滤方式有沙滤系统、网袋式过滤系统、转鼓式过滤系统。生物滤器在悬浮物的去除中也起着重要作用, 有研究表明双层浮球生物滤器对循环水中悬浮物的最大去除效率达90%, 悬浮物最大残留颗粒为19~300m。

2.2 综合净化处理技术

在循环水养殖中综合利用物理、化学和生物学的方法对水体进行净化处理正日益受到人们的重视, 并成为养殖水处理技术的主要发展方向。人工湿地是目前比较典型的养殖水综合处理体系。在湿地生态环境中所发生的物理、化学和生物学作用的综合效应包括沉淀、吸附、过滤、固定、分解、离子交换、硝化和反硝化作用、营养元素的摄取、生命代谢活动的转化和细菌、真菌的异化作用。湿地中水生植物的光合作用为水体净化提供了能量来源, 植物根系不仅能够吸收水体中的营养物质、吸附和富积重金属元素, 也为不同类型微生物的生长提供了多样性生境。

3 养殖海区的选择标准

3.1 流速

对鱼环境进行选择, 水的深度一般情况下在18m左右, 要有很好的水流交换系统, 水面不能有过于频繁的风浪, 流速规定在0.6S左右。潮流的流向必须要有一定的规律性, 最大程度上避免使用没有规律性的水面。

3.2 底质

在进行打撅时要选择相对较为平坦的硬泥, 对筏架进行必要的固定, 以保证整个系统的稳定。尽量不要选择其他地质进行打撅, 因为其他地质很容易使打撅不牢固, 甚至不能打撅, 遇到一些风浪, 很容易把筏架连根拔起, 造成损失。

3.3 水质

对于水质的选择, 最主要的是水的透明度, 一般情况下透明度要保持在2m, 以保证鱼更好地适应。还要保证水中盐度的稳定性, 禁止选择盐度浮动变化较大的水质。

3.4 其他条件

养殖区域的选择还需要满足各种交通便利条件, 要有最为基本的交通保障, 这样做的好处是便于输送必要的资料和一些供给品等;还需要有充足的电力, 最大程度上满足鱼的各种需求。

4 鱼种的放养

4.1 苗种规格

由于三文鱼的养殖环境比较特殊, 所以, 对鱼苗的选择也会有非常严格的控制, 不能过大或者过小, 很多情况下应选择长度在25cm左右的鱼苗, 体质量大约在250g左右、不同鱼之间的大小要均匀, 并且选择无损伤鱼苗。

4.2 苗种运愉

鱼苗的运输是非常重要的一个环节, 此环节如果操作不当很容易使鱼苗死亡, 在对其进行运输时需要进行氧气的供给, 在整个的运输中, 负责人需要进行定期检查, 200km进行1次检查, 检查的主要内容有鱼的活动情况、氧气情况和水温情况, 运输时间保证在13h左右, 运输水温保证在1℃。

4.3 驯化

在对鱼苗进行驯化的过程中, 很多情况下都会有死亡, 所以, 要进行规范驯化, 计算成活率。

鱼苗入池前的准备工作也比较重要, 把驯化池进行全面的消毒, 检查供水和供气等系统是否正常工作, 注入盐度为5º的海水, 池内水温应在12℃以下, 这些准备工作做完之后可以把鱼苗放到驯化池中。

鱼苗运达以后需要对其进行消毒, 15min左右, 把鱼苗放到驯化池, 要掌握好鱼苗的放置密度, 一般情况下密度为30尾/M3。等到第3天, 要把盐度每天升高3º, 7~10d左右升高到和自然海水盐度一样, 利用自然海水对池水进行循环;3d内温度要升高到自然温度, 一般情况下在17℃。鱼苗入池2d后开始进行食物的投喂, 每天3次, 饵料的配制要采用专用的饲料, 1次的投喂量需要根据鱼苗体质量的10%来确定, 如果看到鱼苗没有抢食, 停止投喂。经过一段时间, 鱼苗就完成了水温和盐度的驯化。

5 养成管理

5.1 投饵

目前市场上出售的投饵的种类有很多, 但是还没有三文鱼专用饲料, 对三文鱼的喂养饲料会随着季节的不同相对的差异, 比如, 东海湾的三文鱼养殖投喂的是升索虹缚专用配合, 在胶南灵山投喂冰冻饵料。饲料的投喂要根据季节不同做适时的改变。投饵率在5%~10%之间, 鲜饵、冻饵系数是6。投饵原则:等到鱼放样3d对水环境适应了以后再进行投饵。需要注意的是水出现急流时不投, 缓流和水温适宜时多投。

5.2 养位管理

l月中旬, 选定的水面区域温度会从20℃左右下降到4℃左右, 此段时间是三文鱼的生长期, 不但要按时投喂, 并且投喂量要适量大, 这在很大程度上有助于鱼的快速生长。1~2月之间, 水温会下降到鱼生存的下限, 鱼的活动频率逐渐减少, 食料的投喂次数也要减少或者停食。这就需要养殖者对鱼的进食量和活动量进行认真的观察, 根据观察结果来针对性的进行食料的调解。2~6月之间, 水温会逐渐上升, 这个时候鱼的体质有所下降, 很容易生病, 所以, 投喂的食物一定要新鲜、适口, 促进鱼的快速生长。

5.3 生长检查

对鱼的生长情况进行密切观察, 投喂时仔细观察鱼的活动情况进行安全检查, 还可以从鱼的摄食量来判断是不是出现了疾病, 以便有针对性地进行预防。从鱼的生长状况来分析, 并及时调整投喂量和投喂次数。还要定期对鱼进行查验, 防止逃鱼或者被盗等情况。鱼的生长速度在适宜的季节生长速度非常快, 一般情况下, 10d检查1次鱼的生长情况, 以此来调整投喂量, 如若不, 很容造成食物的浪费或者造成鱼的营养不良等问题。

5.4 安全检查

安全检查中的一项是防逃检查, 养殖者需要每周进行1次防逃检查, 对设备各个环节的密封性进行必要的安全检查, 如果出现大风浪等一些天气时需要采取一定的积极措施, 对容易被天气摧毁的环节进行必要的加固, 防止系统的破坏使鱼逃亡。有必要对锚索拉力进行调整, 加强固定绳的拉力, 对造成系统压力的外附着物进行清理。这个时候也是偷盗比较严重的时候, 需要有专人对其进行看管, 防止偷盗情况。还需要安装标识灯, 以便在极短的时间内确定鱼的位置。

6 结语

可以看出, 三文鱼的生存方式和其他鱼类有不同程度上的差别, 在对三文鱼进行养殖时应选择适合该鱼类生长的养殖环境, 采用封闭式循环系统养殖技术比较合适。很多省市在三文鱼的养殖技术上采用了封闭式循环养殖系统, 能够提高鱼类的安全性和低死亡率, 并且可以总结封闭式养殖经验, 为以后的鱼类养殖提供了比较全面的经验并可以广泛推广, 也填补了我国封闭式养殖技术匮乏的空白, 建立适合我国国情的封闭式循环养殖技术, 更大程度上提高我国的经济效益。

参考文献

[1]胡佳平, 李奇, 李晓捷.封闭式循环系统三文鱼合理养殖密度试验[J].河北渔业, 2013 (5) :19-21;59.

[2]徐继松.日本鳗鲡和美洲鳗鲡循环水养殖技术的研究[D].厦门:集美大学, 2012.

[3]王怀明, 李德军, 李平伦.深水网箱养殖三文鱼试验技术研究[J].齐鲁渔业, 2008 (11) :7-8.

[4]宋协法, 李强, 彭磊, 等.半滑舌鳎封闭式循环水养殖系统的设计与应用[J].中国海洋大学学报 (自然科学版) , 2012 (10) :26-32.

[5]朱耕.三文鱼挪威制造的细节[J].农产品市场周刊, 2011 (38) :26-29.

闭式循环水冷系统论文 篇5

进入二十一世纪, 伴随着汽车行业的蓬勃发展, 企业面临着全球市场大环境的新一轮挑战, 企业的竞争关键在于产品的质量和成本的竞争, 现就汽车车身焊装工艺而言, 其设备运行的稳定性是保证先进的焊装工艺的关键。工业循环冷却水一般占工业用水的80%以上。根据冷却循环水是否与大气直接接触冷却可将循环系统分为敞开式循环水系统和封闭式循环水系统两种。

我公司现有二条焊装生产线的循环水系统均为敞开式循环系统, 生产线分别建于1986年和1995年, 循环水系统主要是向汽车焊装生产线上的悬挂式点焊机、座点、焊接机器人、液压泵站等设备提供合格优质的循环冷却水, 循环水系统的好与坏, 直接影响焊接质量和整车的质量。

焊接工艺, 一般都是把金属的局部加热到溶化温度以上, 然后冷却结晶凝固, 在此过程中, 总会不同程度地发生冶金现象和热处理过程, 同时伴随着复杂的变形和应力产生。因此焊接既是一个装配工艺过程, 又是一个复杂的冶金过程、热处理过程和焊接变形与应力的产生过程。焊接质量的保证来源于运行稳定的焊接设备, 焊接设备的稳定性来源于优质的循环冷却水冷却系统及设备其它运行参数的调节如电极电压、电流、电阻值、焊接时间等。

在保证焊接工艺的前提下, 提高生产节拍是节能增效降成本的最佳途径, 那么既要保证整车的焊接质量, 又要为降低能耗, 延长设备使用寿命, 使焊接设备换热装置的换热率最大化, 提高经济效益, 循环冷却水系统必须实现优化运行。封闭式循环水系统解决了长期以来因循环水系统水质电导率高、水中菌藻类滋生、水温升高引起钙、镁离子溶解度发生变化等原因, 所造成的管道腐蚀而形成水垢严重影响循环水的流量, 从而降低了换热效率, 导致焊接质量降低等问题, 此套循环水系统具有补水量低的特点, 达到了节能增效的目的。

1 敞开式循环水系统存在的问题

1.1 地下部分回水渗漏严重, 造成能源极大的浪费

原来使用的是敞开式较为传统的压力式供水、自流式回水方式, 回水主管线、储水槽均敷设在地下, 自86年建线投产以来, 一直作为“大发”箱式货车及后来的“幸福使者”生产基地, 由于使用多年, 地下回水主干管腐蚀严重, 各转弯井及循环水槽渗水率较高, 循环水的丢失率高, 为此补水量非常大, 造成极大的能源浪费。

1.2 由于敷设形式使维修及工艺改造工作量增加

由于焊装设备根据新车型换代工艺的不断变化而改变, 这样就导致焊装工艺和设备改造的频次频发, 由于循环水回水主干管敷设在地下, 每一次改造都增加土建费用, 无形中造成改造预算成本的增加, 同时给维修人员带来很大的不便。

1.3 循环系统管路设计布置不合理, 整个系统水力分配不均, 末端水循环效果不佳

根据压力阻力损失计算公式可知, 已知循环水末端沿线管道长度最长, 循环水末端水的流速最慢、水压最低、流量最小, 最终导致循环水分配不均, 整个循环水系统水力平衡处在失衡状态。

1.4 系统周边环境恶劣, 扬尘太大

空气中含有大量粉尘, 造成污染物沉积在换热设备和管道中影响热交换效果。

1.5 水质污染严重, 管线堵塞

本系统为敞开式循环水系统, 不同程度存在腐蚀问题, 循环水带着管路内壁的锈蚀和水中自带有的菌类及循环带回来的油污等为微生物提供营养, 使系统中生物粘泥生长迅速, 引起垢下腐蚀、锈瘤, 从而导致了水质电导率升高, 水质恶化, 加速管路系统腐蚀, 使管道过流断面减小, 循环水流量减少从而降低换热器的冷却效果。

1.6 普通过滤器和电子水处理仪均无法改变循环水的水质

我们发现循环水系统的水质直接影响到管线的腐蚀程度、换热设备的使用寿命和换热效果。普通过滤设备的过滤精度非常低, 一般在10~15目, 只能去除大颗粒物体, 循环水内的杂质除了少数大颗粒杂质外, 主要由空气中的尘沙、粘泥和管路中的铁锈等细小的悬浮物组成, 普通过滤设备对这些悬浮物的过滤效率几乎为零。另外, 电子水处理器只能解决水垢问题, 管路系统的腐蚀及菌藻等问题也无法得到有效的控制。

2 封闭式循环水系统在夏利N5焊装线上应用

2.1 华利公司背景简介

2010年华利公司装焊课基地建成, 新的焊装线引进国外先进的装备配置来保证领先的工艺技术, 从而使产品达到质量要求。为点焊服务的循环水系统在保证产品焊接质量方面起到了重要的作用。

借鉴以往敞开式循环水系统的弊端, 更新设计理念, 从系统配制到管线的合理布局, 都大大提高了循环水冷却效果, 在保证产品焊接质量方面起到了重要的作用。

2.2 封闭式循环水系统的基本配置 (大大降低水损耗)

2.2.1 循环水槽加水或补水系统的水处理系统配置:

2.2.2 循环水工作时系统配置:

2.2.3 循环水工作时水处理配置:

2.2.4 封闭式循环水系统流程配制:

整个封闭式循环水系统的水循环基本上处在与大气隔绝的状态, 杜绝了循环水的二次污染, 提高了水质, 同时解决了由于循环冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污垢, 造成管网堵塞, 另外因系统的渗漏点的减少和循环水蒸发量的减少, 也大大的降低了循环水系统的补水量。节约了大量的水资源。

2.3 封闭式循环水系统的循环水泵采用了先进的变频控制技术, 是改变水泵低效运行和节能的有效措施

循环水系统在运行的过程中处在非恒流、恒压状态, 循环水系统的流量和扬程的变化靠调节水泵的出口阀门来控制是无法达到泵及电机的效率处在合理的工作区, 它改变了输水系统的特性曲线, 造成了不必要的浪费。

2.3.1 调节阀门造成电机功率浪费

调节阀门, 管路系统流量满足要求, 这时泵的运行效率提高了, 但造成了阀门上的水头损失, 电机提供的功率没有作有用功而消耗在阀门上。

2.3.2 流量调节造成能源上的浪费

流量减少时不作任何操作, 泵的运行效率是提高了, 也没有阀门上的水头损失, 但静扬程得到了提高, 没有必要的提高扬程也是一种能源上的浪费。

循环水泵采用变频控制技术, 使系统处在恒压状态, 此时水泵上的阀门完全打开, 不作控制, 系统需求流量的变化, 是通过系统返回的压力控制信号, 水泵的电机通过调节运行速度来保证系统压力的一个恒定值来实现流量调节。这时循环水泵处在最经济的运行状态上。

2.4 合理的环状管路系统布置, 整个系统无末端死点, 管段各点的水头损失及水力分配基本达到均衡

封闭式循环水系统的供、回水干管采用环状布置, 环状管路的特点在某一共同的节点断面分支, 然后又在另一共同的节点断面汇合, 它是若干并联管路组合而成的, 因此, 它符合并联管路的流动规律。

2.5 采用封闭式冷却塔, 杜绝循环水的二次污染同时减少水的蒸发量

封闭式冷却塔的工作原理是:循环水在冷却塔的铜管内循环, 当温度低于28℃时, 冷却塔风机启动进行冷却, 当温度高于30℃时, 冷却塔下部接水盘内的冷却循环泵启动, 向散热铜管上喷水, 对铜管内的循环水进行冷却, 从而达到冷却的目的。循环水同大气完全隔绝, 循环水的冷却消除了周边环境对水质的污染, 同时也控制了循环水的蒸发量, 大大降低了系统补水量。

2.6 配置合理的水处理工艺是提高和解决循环水的水质问题的根本所在

循环水的水处理目的是提供合格的工业用水, 其主要工艺是将外网提供的自来水 (原水) 通过加药装置 (絮凝剂) →压力式过滤器 (净水) →软化器 (软化水) , 通过处理达标的软化水被加放在封闭式循环水系统中。

2.6.1 絮凝剂加药装置

絮凝剂加药装置包括一台加药箱和两台加要泵, 该加药装置的作用是向过滤前的原水中加入絮凝剂, 利用直流凝聚的作用, 使原水中的细小悬浮物产生絮凝, 通过过滤器过滤掉。加药点设在压力式过滤器前的管路上。

2.6.2 压力式过滤器

过滤器采用304不锈钢, 填料为多种级别的石英砂, 它可将水中的悬浮物、凝聚的片状物及胶体等除去, 降低原水的浊度。

2.6.3 软化器

软化器的材质为钢衬玻璃钢, 内装填强酸阳离子交换树脂, 它可将水中的钙、镁等二价离子除去, 降低水的硬度、电导率, 从而达到降低循环水的对管路及换热装置的腐蚀。

2.6.4 自循环过滤器

封闭式循环水系统自循环过滤器, 消除系统循环过程中产生的各种菌类等。循环水的加水和补水是通过水处理后加入系统中, 但在系统循环时, 整个封闭循环系统也无法保证水质在运行一定的时间内, 不在被污染变质, 为此为保证循环水在加入时和运行一定周期后的水质的一贯性, 在封闭式循环水系统中加装一套自循环水过滤器, 来消除系统循环过程中产生的各种菌类。

2.6.5 紫外线杀菌装置

紫外线水消毒技术在各类水消毒处理中得到广泛的应用。由于紫外C消毒技术克服了传统消毒技术的缺点, 在消毒过程中, 不添加任何化学物质, 也不产生或在水体中留下任何有害物质, 消毒效果更好, 运行安全可靠。

3 效果分析

封闭式循环水系统是车身焊接工艺装备发展的新方向, 合理的管网布局设计和先进的设备配套, 利用水处理设施解决水质问题。封闭式冷却塔及新管材的运用, 避免循环水同大气的直接接触等措施, 不仅提高了循环水水质, 同时也降低水的补充量。另外通过循环水泵的变频控制技术的运用, 提高了水泵的运行效率同时达到了节能的目的, 使循环水系统处于良好的运行状态, 解决系统因末端沿程水头损失大造成系统水力失衡, 局部水压低、流速慢、流量小而造成的点焊设备电缆、电极、焊机的整流部分、控制箱的可控硅因温度过高经常发生烧毁的现象, 保障了焊接设备的工艺需求, 有力地保证了汽车车身的焊接质量。

月平均水费= (7036+8986+9541+9098) /4*7.5元/t=65989.38元/月

月平均水费= (2100+1900+2300+2130) /4*7.5元/t=15806.25元/月

以上是通过现场实际测得的两套循环水系统年耗水量的数据对比:每年可节约水费: (64989.38元/月-15806.25元/月) *12月=59.02万元/年

4 结束语

通过上面的论述及分析可以看出, 新的焊装生产线运用封闭式循环水冷却系统, 在设计和水处理工艺上是一套比较先进、科学、合理的冷却系统。从根本上解决了困扰我厂多年的生产问题。此套系统不仅解决了制约我厂生产上的难题, 同时在我国大力提倡节能降耗, 建设节约型社会的倡导中, 从整个系统的设计到设备的选型上, 全部采用低能耗的设备, 选择了国际领先的全封闭式冷却塔工艺, 不但解决了循环水的一个重大的二次污染问题, 还大大的降低了循环水的蒸发量, 同时减少设备运行时的补水量。此系统循环泵的控制运用了变频技术, 有效的、合理的控制循环水的流量和压力, 水泵的电机通过调节运行速度来保证系统压力的一个恒定值来实现流量调节。这时循环水泵处在最经济的运行状态上。

摘要：本文介绍了封闭式循环水系统在焊装线上的应用, 解决了我公司自建立以来因循环水系统水质电导率高、水中菌藻类滋生、水温升高引起钙、镁离子溶解度发生变化等原因, 造成管道腐蚀形成水垢, 从而降低了换热效率, 影响系统正常工作。此系统解决了点焊设备因冷却问题造成的损失, 另外此系统降低补水量, 同时达到节能增效的目的。

关键词：封闭式循环水系统,敞开式循环水系统,阻力损失,水头损失

参考文献

[1]周本省《.工业水处理技术》, 化学工业出版社, 1996:24~46.

[2]苏福临, 邓泸秋《.流体力学、泵与风机》, 中国建筑工业出版社, 2001:78-102

[3]宋晓林, 周水庭《.汽车车身制造工艺学》北京:北京理工大学出版社2006:135~175

[4]中国人民共和国国家电力公司东北电力设计院主编:2003

[5]高肇潘《.工业用水》北京:中国土木水利工程学会1988:51~63

[6]冯骏《.工业用水处理生物分析》广东:关东科技出版社.1989年.9-129

[7]孙爱军《.工业用水效率分析》北京:中国社会科学出版社, 2010:75~112.

[8]李全胜, 王富《.节能减排新技术》北京:中国发展出版社, 2005:12~16.

[9]顶桓如, 吴春华, 袭云峰, 闻人勤《.工业用水处理工程》北京:清华大学出版社, 2005:32~56.

闭式循环水冷系统论文 篇6

在冷却水的循环利用系统中, 又分为敞开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统。敞开式循环冷却水系统即换热后的冷却水通过冷却塔或冷却水池等直接与大气接触实现降温。密闭式循环冷却水系统是冷却水被封闭于冷却设备和冷却水管路之中, 通过冷却设备间接与冷却介质接触实现降温[2]。敞开式循环冷却水较密闭式循环冷却水而言有较大的冷却水量处理能力, 目前大多数火力发电厂的冷却系统采用敞开式循环冷却水系统。但是, 随着不同地域对于火力发电厂建设需求的出现, 为了打破水资源或者是淡水资源严重缺乏地区建设火力发电厂的局限性, 密闭式循环冷却水系统在火力发电厂中的应用不可小觑。

目前密闭式循环冷却水系统在火电厂主要有两种应用场合:一是严重缺水地区采用空冷系统冷却汽轮机的凝气, 或者是淡水资源严重缺乏地区采用海水直流冷却汽轮机的凝气, 其余辅机、设备轴承等冷却水采用密闭式循环冷却系统。二是为了防止敞开式循环冷却水系统中冷却水水质变差而影响一部分被冷却设备的使用寿命, 单独将这些设备组成一个冷却水水质更为有保障的的密闭式循环冷却系统。

下面, 以印尼某2x60MW全凝热电厂的设计为例, 系统介绍火力发电厂中密闭式循环冷却水系统在淡水资源严重缺乏地区的应用。

该电厂所在区域淡水严重缺乏, 海水经过预处理后, 采用两级反渗透+混床除盐系统。厂区所需生活用水来自两级反渗透出水。电厂凝汽器设计冷却水量为25480m3/h, 采用海水直流冷却系统。空冷器、冷油器冷却水量为1000m3/h, 其余各种辅助机械设备工业用水量为70m3/h, 采用密闭式循环冷却水系统。密闭式循环冷却水补水取自电厂除盐水, 补水量以冷却水量的0.5%计算, 约为6m/h。

密闭式循环冷却水系统由高位回收水箱, 密闭式循环冷却水泵、水-水换热器和系统供回水管路组成。系统采用母管制, 由密闭式循环冷却水泵经由循环冷却水供回水母管将密闭式循环冷却水送至各冷却水用水点系统。经过各被冷却设备升温后的冷却水再经由密闭式循环冷却水回水母管进入水-水换热器被冷却后进入高位回收水箱。循环供回水管道流速取2m/s, 设计管径为DN450。水-水换热器的冷却采用海水直流冷却。

该系统的设计要点如下:

1密闭式循环冷却水泵的选型及备用

系统处理水量为1070m3/h, 共有两套发电机组, 故密闭式循环冷却水泵不应少于两台, 综合经济性并考虑一定裕量, 选用单台流量为600m3/h的水泵共三台, 两用一备。水泵扬程根据最不利供水点所需要的扬程确定。

2冷却设备的选型及备用

冷却设备应选用密密闭式, 选用两台容量100%的管程水-水换热器, 循环冷却水走壳程, 直流海水走管程, 管程应采用耐海水腐蚀的材质, 如双相不锈钢、钛钢合金等。

3高位回收水箱的选型及备用

系统设置高位回收水箱, 用于容纳系统补水、接受系统回水、为循环水泵吸水创造条件。水箱的容积按照系统处理水量的10%确定, 水箱的清洗检修可在电厂机组检修期间进行, 不设备用。箱体设化学药剂加入口。采用充入氮气的方法来保持水箱内外压力的平衡, 并且达到隔绝空气的效果。

4管道材质与防腐

系统管道材质可采用低碳钢材质, 事先预膜处理, 并在运行时通过投加阻垢剂、缓蚀剂等防止管道腐蚀结垢。

5设备布置

由于密闭式循环冷却水系统的供水和用水点均来自于主厂房, 系统设备布置于主厂房内或者主厂房附近, 可大大缩短管道布置长度, 节约管道用量, 减少管道阻力损失。

6系统控制

密闭式循环冷却水系统的控制点主要有水-水换热器进出水口的流量、压力和温度控制, 高位回收水箱的液位控制、系统补水流量控制。高位回收水箱的液位与补水调节阀连锁, 根据液位高低控制补水和氮气充入量。

参考文献

[1]朱月海.循环冷却水[M].中国建筑工业出版社, 北京:朱月海, 2008:10-100.