设备配置及选型

设备配置及选型（共11篇）

设备配置及选型 篇1

摘要：新建污水处理厂的设备采购价格及实际运行情况, 对于污水处理厂将来能否正常运行及运行成本产生重大的影响。本文结合实践, 针对我国在该方面存在的问题, 对设备的选型、优化配置及采购招标方案进行分析, 以促进污水处理厂控制设备投资, 节约污水处理运行成本, 实现我国环保事业的可持续发展。

关键词：新建污水处理厂,设备选型,优化配置,采购招标,方案

1 前言

控制污水处理厂投资, 节约污水处理运行成本, 与污水处理设备采购具有较大的联系。但就我国目前污水处理厂设备在采购及实行运行方面存在较多的问题。究其原因, 与污水处理厂建设单位自身的管理, 以及国内设备市场具有较大的关系。为此, 应从设备的选型、配置和采购招标等几方面着手, 促进设备的优化配置, 通过合理化的招标方案, 最终采购到性价比最高的设备。本文结合笔者自身的工作经验, 对新建污水处理厂设备的采购进行分析。

2 我国污水处理厂在设备选型、优化配置及采购招标中存在的问题

受目前我国国内各种污水处理设备技术落后的影响, 我国污水处理厂在设备选型、优化配置及采购招标中出现了各种问题, 主要表现在以下四个方面:

(1) 虽然许多进口设备的技术非常先进, 能耗与故障率非常的低, 使用的寿命也很长, 对于节约运行费用有非常重要的意义。但是, 这些设备的价格远高于国产设备, 甚至是2~3倍, 这无疑给污水处理厂的设备投资控制带来压力。加之, 如果设备的厂商并没有在我国设有维修服务点, 若设备出现了任何问题, 维修的时间长, 维修费用都是一笔不小的开支。同时, 进口设备不管是在易耗品还是在配件方面的价格都非常高, 更换流程也十分复杂, 时间较长, 直接影响了污水处理厂的正常运营[1]。

(2) 国产的设备在机身价格、易耗品价格、配件价格、维修等方面都有一定的优势, 对于设备投资控制的压力也相对较小。但是国产设备的能耗与故障率较进口设备高, 因此后期运行费用也较高。甚至部分国产设备在技术方面明显的落后, 面对恶劣环境、长期运转、腐蚀性强以及杂质多等问题时难以正常运行。

(3) 某些进口设备的技术非常先进且运行费用也相对较低, 但在使用了一定期限之后, 受其维修费用、配件费用以及易耗品费用高的影响, 也很大程度上提高了污水处理厂的运营成本。

(4) 随着国产设备的快速发展, 各个品牌的设备不管是在质量还是在技术方面都有一定的提升, 造成质量与价格也是不尽相同。例如有的国产设备以进口配件作为其主要配件, 质量也同进口设备大同小异, 但是价格比进口设备低, 维修费用也相对较低。此外, 设备的材质也是影响产品价格、产品质量与使用寿命的重要因素。

3 新建污水处理厂设备选型的原则及设备优化配置方案

3.1 新建污水处理厂设备选型的原则

新建的污水处理厂在设备选型时应该按照一定的原则进行, 即以所需设备的性能、材质与规格等具体设计要求作为选型依据, 保证所采购的设备满足设计要求。而在选型时, 还应紧紧围绕批复的投资概算, 严格控制设备价格。同时, 在选择品牌时, 应该调查所选品牌的成功运行实例, 查看其是否能够在恶劣环境与长期运行条件下正常运行。对于一些主要设备, 由于其会直接影响污水厂能否正常运行及运行费用, 因此所选设备应该要有一定的成功运行业绩, 严格控制其质量及运行成本问题。

3.2 新建污水处理厂设备优化配置方案

新建污水处理厂设备优化配置方案主要有以下六个方面:

(1) 对设计单位完成的设计材料, 包括设备规格、设备清单、设备材质以及设备性能等方面, 都应该根据具体的投资概算提前进行分类和分析, 针对那些造价高, 影响运行费用以及污水处理厂正常运行的设备, 应该提前进行分析与汇总工作, 以此作为设备调查与市场考察工作的主要对象, 真正做到有的放矢, 提升污水处理厂的效益。

(2) 在优化配置设备之前, 还应该根据新建厂的工艺流程, 参观和考察其它的相似污水处理厂, 考察其使用设备的基本情况, 包括品牌、价格、运行状态以及保养维修和售后服务。通过与建设期间的相关工程师进行沟通、交流和咨询, 以获取其设备选型、设备配置等方面的经验。针对其他厂在设备选型与设备配置方面出现的失败案例, 应该吸取经验教训, 并尽量避免, 减少各种不必要的损失。此外, 在考察调研中了解到的运行效果良好且价格便宜的设备, 还应该考察其其他方面的情况, 通过充分的对比, 择优选用性价比较高的设备。

(3) 通过各种渠道采取各种手段收集多种设备品牌, 保证该品牌在满足设计要求之后, 询问不同品牌的设备价格, 并向厂商索要设备简介、价格、具体性能、售后服务以及使用业绩等资料。根据实际需要, 还可以直接到性价比较高的设备厂家的生产车间及正常运行工程项目实地考察, 以便更加深入的了解其使用的整体状况。在充分的了解到设备使用的基本情况之后, 再开展具体的设备优化配置以及采购招标工作[2]。

(4) 鉴于进口设备具有很多的优点, 因此在某些关键设备的选型方面, 可以考虑采购进口设备, 以保证污水处理厂的正常运行, 节约后期的运行、维护费用。但是由于进口设备配件价格贵, 维护较为复杂, 因此选用进口设备时, 应该要着重考虑后期的运行成本、维修成本、售后服务等方面, 尽量选择在我国已经安设维修服务部的品牌, 在研究过该设备易耗品的价格和采购流程、维修流程之后, 让设备厂商在合同文件与工程投标文件中分别作出书面承诺, 从而促进设备运行朝着预期计划发展。

(5) 针对某些设备的耗电量非常大, 运行的环境恶劣且运行时间长, 在选择设备时, 应该考虑能耗低、质量好且技术先进的品牌, 以此降低污水处理厂的运行成本。而针对某些使用频率相对较低的设备, 可以考虑选用国产品牌, 由于其价格低, 在很大程度上降低投资费用。

(6) 很多国产设备的主要配件采用进口品牌, 这些设备质量与进口设备相媲美, 但其价格可大大降低;因此在采购与配置设备时, 可以重点关注这类设备, 充分发挥其性价比方面的优势, 为污水处理厂带来更多的经济效益。此外, 污水处理厂的工作环境还具有腐蚀性强的特点, 因此选用的设备应该包含耐腐蚀的材质, 例如橡胶、不锈钢以及PE等。尽管此类设备的价格会相对偏高, 但使用寿命与维保费用方面较其他的会有一定的优势, 也能够有效控制污水处理厂的运营成本[3]。

4 新建污水处理厂的设备采购招标方案

4.1 促进合理标段的划分

由于新建污水厂应用到的设备较多, 并且种类较为繁多, 所以涉及到的厂商也比较多。基于此, 应注重各标段的合理划分。 (1) 对于造价过高, 以及其质量的优劣可直接构成整个污水处理厂正常运行的设备应单独的进行招标。在其选取方面, 应应用能够节约投资, 并且性价比最高的设备, 保证污水处理厂的运行正常。例如, 需对风机、搅拌器或水下推流器和提升泵等造价较高的设备按单独分标进行招标。 (2) 对一些专业性较强, 划分出来后总造价仍较高, 可单独设置标段, 这样可保证分标内容工程质量, 也利于控制工程投资。如电气工程及自动控制系统可单独设置分标。 (3) 对于技术性相对简单, 并且造价较低的设备, 可实施打包设置标段, 不但能够将现场管理的工作减少, 并且能够减少招标和采购等工作, 进而加快建设工程的进程[4]。

4.2 制定有针对性并且详尽的技术需求

在招标过程中, 其基础为详细技术需求明细的制定, 可将其作为设备质量、性能和技术等各方面评定的主要参考依据。在制定过程中, 应具有较强的针对性。

(1) 应进行总体技术要求的撰写, 之后再明确各设备的明细要求。其中, 总体的技术要求包括, 基本的工程概述、涂抹和防腐、规范和标准、单位, 以及标志结合包装、二次设的内容、人员培训和保养手册等;各项技术要求的明细应包括技术参数、供货范围, 以及试车和调试、技术要求和验收等。

(2) 应将设计单位所提供设备的一般技术性能的具体要求作为基础, 结合市场调查, 以及待实施设备选型和优化配置完成之后, 所确定的选择意向和选择要求, 对技术性能进行针对性的描述。若是出于招标的需要, 可作出技术性能的重点标识, 确保在评价阶段可实施重点控制。

(3) 因为对于污水厂中应用的部分核心设备的生产厂家相对较少。为此, 在编制在进行相关技术要求明细时, 不能仅对某一产品的供应商和专利技术等进行限定, 不但不符合国家规定的招投标法, 并且在设备的采购招标方面也极为不利, 不能够保证竞争机制的形成。为此, 应为更多的设备品牌能够参与投标创造更多的机会, 确保每一类型的设备均有三种及其以上品牌的选择。

(4) 对于国产污水处理设备, 对其价格和质量的产生重大影响的是核心配件的品牌。因此, 在技术明显的撰写中, 应突出设备的核心配件品牌。在应用总包招标时, 若是通过中标人进行设备品牌的选取, 除按以上要求进行技术要求明细的撰写外, 还需编入三个以上的备选品牌, 并让投标人做出承诺, 中标后选用备选品牌;如不选用备选品牌设备, 其所购买的设备品牌须优于备选品牌。

4.3 促进针对评标方法的应用

在进行针对性评标方法的应用时: (1) 应注重资质、盖章、投标报价和交货地点的检查, 并保证设备的核心技术能够和相应的技术指标和要求相符合, 严格处理与检查标准不相符合的投标人, 应按照废标处理。 (2) 技术标评议的内容应包括产品的性能, 售后服务, 以及培训计划、运行的积极性和技术方案等。同时还应限定技术合格的想应分数线, 若是投标者的技术标分数达不到合格分数, 无资格进行商务标评分, 确保中标设备的质量[5]。

5 结束语

污水处理的设备的选择, 对于污水处理厂能否正常运行具有关键性作用。针对我国污水处理厂中存在的问题, 对于新建的污水处理厂, 应注重设备的选型, 实现设备的优化配置, 采用针对性的采购招标方案, 以采购到性价比最高的设备, 保证污水处理厂正常运行, 控制污水处理厂投资, 节约运行费用, 促进污水厂健康良好的发展。

参考文献

[1]刘宁.我国污水处理厂事故统计分析与对策研究[J].中国安全生产科学技术, 2012, 3 (6) :137~138.

[2]杨勇, 王玉明, 王琪, 郑祥, 杨烨, 孙翀, 肖庆聪.我国城镇污水处理厂建设及运行现状分析[J].给水排水, 2011, 2 (8) :134~135.

[3]章一丹, 谢娟, 徐灏龙.太湖流域某城镇污水处理厂提标改造工程设计[J].中国给水排水, 2013, 2 (22) :139~140.

[4]周鹏, 刘伟, 李常慧, 韩光辉, 卢玉萍, 张丽.转盘滤池在污水处理厂深度处理中的应用实践[J].水处理技术, 2013, 2 (6) :142~143.

[5]王新.石河子市污水处理厂达标改造工艺技术方案思考[J].中国给水排水, 2012, 3 (20) :158~159.

设备配置及选型 篇2

摘要：本文探讨了综采几种采煤方式的特点，并对综采工作面设备的选型以及设备发展的趋势作了简要介绍。

关键词：综采方式工作面

0引言

综采是指煤矿的综合机械化采煤，目前，综采是我国最为先进的采煤工业，能够实现破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等主要生产工序的机械化，机械化率可达到95%以上。

1采煤方式的比较

科学合理的采煤方法是矿井高产高效的关键。很多因素影响采煤方法的选择，比如地质构造、煤质条件、煤层的埋深和赋存状况、煤层厚度硬度以及结构、顶底板的条件以及矿井的生产能力等。

1.1人工假顶分层综采。人工假顶分层综合机械化采煤是将厚煤层分成若干层，顶分层为下分层铺设人工假顶的一种采煤方法，该方式适用于煤层顶板中等冒落，直接顶具有一定厚度的缓倾斜及倾斜厚煤层。采用该方式煤炭回收率高，厚煤层回采率可达95%以上，但存在推进速度较慢，下分层顶板及巷道不易于维护，反复揭露采空区易燃大火的问题，此外，铺设假顶人工成本高昂、耗时耗力，工艺复杂。随着更先进采煤方式的推行，人工假顶分层开采方式的采用日趋下降，在高产高效的矿井中，由于能够极大提高工作面单产水平，创造突出经济和社会效益，条件许可的状况下，尽量采用放顶煤综采或大采高综采。

1.2一次采全高放顶煤综采。放顶煤综采采煤法是在厚或特厚煤层的底部布置回采工作面，采用滚筒式采煤机、放顶煤液压支架、刮板输送机及其他附属设备进行的配套联合生产作业，使用采煤机正常割煤，并利用矿山压力或辅以人工松动方式破碎工作面上方顶煤，使之随工作面推进从液压支架的上方或后方放出并回收的一种采煤方法。近几年来，随着综采放顶煤设备的技术进步和功能完善，并因其高适应性、低能耗性、安全稳定、高产高效的特点越来越成为厚煤层、厚度变异系数大的厚煤层首选采煤方法。与传统的分层综采相比，放顶煤综放工作面比分层综采面更为高产，产量能提高一半或更高，综放工作面也更为高效，采全厚综放的掘进率比分层综采巷道的减少将近一半，相应降低了巷道维护费用;综采放顶煤与分层综采相比，金属网、坑木、油脂、巷道支护材料等消耗量大量减少，吨煤成本得以降低，同时减少了综采设备的搬家次数与费用，节约大量的`搬移资金。另外，综采放顶煤与分层综采相比，吨煤可节电率提高，同时也更加安全，该方式对煤厚变化大、构造比较复杂的地质条件有较好的适应性。但与分层综采相比，煤炭回收率稍低，工作面设备多、投资大管理复杂，易混入矸石，造成原煤灰分高，工作面作业条件差。

1.3大采高综采。大采高综采指分层高度和采煤机割煤高度大于3.5米的综采。大采高采煤法适合煤层厚度为3.5米至5.5米，煤层及顶底板中硬以上的地质条件。随着大采高设备技术和功能的进步与完善，大采高综采已成为我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。该方式工作面单产高，增产潜力大，工作面设备少，工序简单且易管理，与放顶煤综采相比，含矸率低，成本低，初期经济效益好。该方式设备投资较高。采高大，工作面煤壁松软时易片帮。下分层工作面易发生漏顶事故。此外，推进速度快要求更快的移架速度。

2综采工作面设备选型以及发展趋势

综合机械化采煤工作面是指用滚筒式采煤机或刨煤机、液压支架、可弯曲刮板输送机以及通讯、照明灯附属设备配套生产的工作面。综采实现了采煤的机械化，大大减轻了人工体力劳动，极大地提高了工作面的产量，工作效率也上升到了崭新的水平，综采工作面平均效率是普采工作面的将近3倍，综采工作面液压支架支撑着工作面的顶板，掩护式和支撑掩护式液压支架以其坚固的掩护梁将工作面和采空区相隔离，把工作面密封成一个工作空间，极大提高了采煤的安全性，减少了人生伤亡事故的方式。综采工作面设备包括工作面和顺槽生产系统中的机械和电气设备。主要有液压支架、双滚筒采煤机、刮板输送机、端头支架、破碎机、桥式机、可伸缩胶带输送机、乳化液泵站、冷却灭尘泵、低压磁力起动器、移动变电站、高压防暴开关、综合保护装置以及通讯控制设备等。 高效矿井综采的实现，成套设备的配备、工作面采煤机、液压支架、刮板运输机“三机”的选型和配套是关键，否则将会对单机性能发挥造成影响，降低综采设备开机率，严重时制约综采生产的运行。综采设备的选型和配套是煤矿矿井采区设计和工艺选择的根本和依据，同时也是各单机设计的依据，好的选型和设计能够使成套设备性能与采煤工艺相适应，使综采成套设备与矿井的产能以及自身地质状况适应。

从设备选型而言，首先，“三机”的几何尺寸要配套。综采工作面，横断面几何配套尺寸是设备间配套关系的反应，必须要注意空顶距、铲间距、人行道空间、过机过煤空间、采煤机同刮板运输机行走方向间隙以及煤机牵引部和刮板运输机的牵引销轨等的尺寸等;其次，工作面设备性能要配套。采煤机底托架、牵引部、行走滑靴要与刮板输送机配套，刮板输送机和采煤机配套后要保证割透工作面两端头的三角煤，其中步槽的长度应和支架中心距相同，支架的移动速率要和采煤机牵引速度适应，采煤机截深要与液压支架推移步距适应;另外工作面设备生产能力要配套，工作面刮板输送机生产能力要充分保证采煤机采落煤全部运送出，并有适当余量，即遵循：顺槽皮带机运输能力的值为最大，其要高于转载机的运输能力，而转载机要大于刮板运输机的运输能力，刮板输送机运输能力值要比采煤机生产能力大。

综采工作面成套设备包括采煤机、刨煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等。

对于液压支架来讲，它是影响综采工作面各项参数以及能效的重要设备，要使其支护阻力及强度同工作面矿压适应，支架结构与煤层赋存条件适应，支护断面和通风要求适应，同时要考虑安全生产、工作面推进速度以及设备投资等的因素。简单实用正成为液压支架结构的发展方向，设计上来讲，倾向于整体顶梁掩护式的结构，选用能够减轻支架自重高强度的钢材，加载试验循环次数的标准更高，支架生命周期更长，支护范围逐步扩大，液压支架额定宽度向2米发展，以有效解决支撑高度和工作阻力增大后的稳定性问题。

我国大运量、高强度和可靠性、高质量的工作面刮板输送机以及配套顺槽自动转载机达到了世界先进水平，刮板输送设备中碳锰合金钢整体铸造槽帮中部槽逐步取代了轧制槽帮以及分体槽帮中部槽，有利于提高整机实用寿命的高强度耐磨板也广为采用。能够极大增强刮板链的动力性能和安全系数的大规格、高强度圆环链和接连环以及新型的传动装置都在设计和使用，对于调高刮板输送设备的运行可靠性起到了举足轻重的作用。对于采煤机而言，它是综采工作面小时生产能力的重要生产设备，目前普遍采用双滚筒、以电牵引来取代液压的方式，电机增多，功率更大并且不断向智能化、自动化、机电一体化、运维简单、操作安全的方向发展，对于提高截割牵引速度、截深、提高单产以及设备运行的可靠性而言是非常有益的。

参考文献：

[1]方新秋，钱鸣高，曹胜根，缪协兴.综放开采不同顶煤端面顶板稳定性及其控制[J].中国矿业大学学报.2002.(01).

[2]李秋辉.深矿井冲击地压及防治措施[J].煤炭技术..(07).

设备配置及选型 篇3

关键词：煤矿 变电站 设计

中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-042-02

1 郭家河煤矿概况

郭家河煤矿是陕西郭家河煤业有限责任公司下属的设计能力为年产500万吨的特大型现代化矿井，位于陕西宝鸡市麟游县天堂镇。该矿属高瓦斯煤矿，煤层属易自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性。井田开拓采用斜井+立井综合开拓方式，矿井初期投产时共布置四个井筒。分别为主斜井（缓坡）、副斜井（缓坡）、左家沟回风立井和措施（进风）立井。经矿井用电负荷统计估算，全矿井设备安装总容量为53247.3kW，其中工作容量为49561.0kW。

2 变电站方案确定

煤矿变电站方案确定时，应严格遵守《煤炭工业矿井设计规范》及《煤矿安全规程》中的相关条款进行设计。另外方案确定时也应该结合矿区总体规划、当地电力部门的规划、地方行业规程规范、业主的意见或建议。

煤矿主变电站一般规模为110kV及以下电压等级，具体要按照煤矿规模、用电负荷数量、供电距离等因素来确定是建设110kV、35kV还是10kV变电站。本煤矿属于特大型（5.0Mt/a），包括选煤厂的建设，用电负荷较多，因此，煤矿专用变电站推荐采用110kV电压等级供电。

2.1 供电电源确定

分析煤矿周围已有电源和未来的供电规划可知，供电部门在煤矿工业场地规划了1座区域110kV变电站。区域110kV变电站有两回外部电源。煤矿110kV变电站2回110kV电源分别接自区域110kV变电站110kV不同母线段。由于电源距离较近，2回110kV电源采用电缆连接，型号为YJV-110kV-3*（1€？00mm2）。

2.2 主变压器确定

2.2.1 主变压器绕组数确定

按照郭家河煤矿煤层覆存条件及采区的划分，前20年，开采Ⅰ盘区时，10kV电压等级完全可满足煤矿需要。20年之后，开采Ⅱ盘区时，随着井下工作面的延伸，供电距离较远，10kV电压等级不能满足供电质量。因此确定前期主变压器选择三相双绕组有载调压型变压器，110kV/10kV。后期主变压器更换为三相三绕组有载调压型变压器，110kV/35kV/10kV。

2.2.2 主变压器容量确定

按照需用系数法对煤矿用电负荷进行统计计算后，煤矿10kV母线侧最大计算负荷（经高压电容器补偿9000kvar，并考虑总负荷同时率后）有功功率为24346.2kW；无功功率为4700.4kvar；视在功率为24795.7kVA；功率因数为0.98。主变压器选用2台25MVA的容量时，当1台主变压器故障或检修时，另1台能100%保证全矿井生产和生活用电。

2.3 变电站主接线及布置形式的确定

2.3.1 电气主接线形式确定

变电站电气主接线方式有多种（单母线、单母线分段、双母线、桥型接线等），应按照可靠性、经济性、灵活性的原则来确定。本煤矿变电站采用单母线分段接线方式能满足矿井用电负荷要求，也是规范中推荐使用的一种主接线方式。因此，110kV及10kV均采用单母线分段接线方式。

2.3.2 布置形式确定

110kV变电站布置形式分为户外布置和户内布置，按照设备不同，又分为COMPASS组合电气布置、GIS布置、普通构架布置。本煤矿变电站靠近原煤仓及准备车间附近，污染大，为了电气设备的安全运行，变电站采用全户内布置方式。

3 煤矿110kV变电站主要设备选型

3.1 变电站的设置

变电站面积为4096m2，64m€？4m（长€卓恚D谏璧缙酆下ァVG电容器室、事故油池、砂箱及消防器材库等。变电站内设环形通道，电气综合楼靠近东侧布置、SVG无功补偿装置采用室内安装方式布置在变电站西侧。电气综合楼采用两层式布置：110kV配电装置布置在室内二层，10kV配电装置、主控室，通信室均布置在室内一层。变电站场地呈正方形，主变压器采用户内布置。

3.2 主要电气设备的选型

3.2.1 一次设备选型

变电站内设主变压器2台，型号为SZ11-25000/110、110€？€？.25%/10.5kV、25000kVA三相自冷式双绕组有载调压变压器，正常2台同时分列运行，负荷率为0.50。

110kV设备选用户内ZF7A-126型SF6封闭式组合电器。进线2个间隔均采用电缆进线，主变2个间隔均采用架空出线，PT间隔2个、分段1个。

10kV设备选用KYN28A-12型金属铠装移开式封闭开关柜，内设VS1-12型户内真空断路器，附弹簧操作机构。进线、母联断路器柜额定电流2000A，额定开断电流31.5kA。其它馈出线柜额定电流为1250A，额定开断电流31.5kA。10kV配电装置室采用双列式布置，电缆出线方式。

10kV母线上装设静止型无功发生器（SVG+并补）2套，每套补偿容量为7000kvar。其中SVG部分：有效补偿容量为€？Mvar；并联补偿部分：容量为5Mvar。每套SVG装置额定补偿容量可实现-2～7Mvar无功连续可调。无功补偿装置考虑一定的富裕量。全站基波补偿总容量14000kvar，屋内安装方式。SVG+FC的治理方案具有无功补偿能力强、滤波特性好、响应速度快、改善电压波动与闪变、运行损耗少等优点。经治理后，使矿井变电站10kV母线功率因数不低于0.95，电能质量满足国家标准现值。

为降低矿井电容电流，设计选用XBSG-10/70型消弧线圈及选线成套装置2套，设备采用KYN28A-12型柜体布置在独立的房间内。实现电网中对地电容电流的自动跟踪补偿。

变电站操作电源选用微机控制高频开关直流（-220V）电源系统，内设PZDWK-200Ah/220型铅酸免维护蓄电池。

为防止雷电波入侵，在变电所各侧母线上装设避雷器保护。为防止真空断路器的操作过电压，设计选用组合式金属氧化物避雷器保护。变电站电气综合楼采用避雷带进行保护，防止直击雷。全所接地电阻要求小于0.5€%R。

3.2.2 二次设备选型

矿井110kV变电站装备1套分层分布式变电站综合自动化系统，按无人值守设计。110kV线路、变压器测控保护设备及公用测控设备集中组屏安装，10kV间隔测控保护装置就地分散安装于10kV开关柜。变电站继电保护和自动装置均按国家标准给予配置。

微机保护及监控系统采用国电南自系列产品。

4 结论

郭家河煤矿110kV变电站按照全户内无人值班变电站设计，设备按照高可靠性、高技术含量、少维护或免维护、无油化、小型化的原则进行选取。本工程特点如下：（1）变电站按照全户内布置方式，减少占地面积，造型美观大方，设备抗污秽能力强。（2）变电站设备选用高技术含量、高可靠性设备，采用最先进的无功补偿方式，为变电站的可靠运行提供保障。（3）变电站采用简单可靠的供电系统，减少供电环节，采用多种备自投功能，提高了供电的可靠性。（4）变电站采用新型接地材料，具有安装效率高、寿命长、强度高的特点，为变电站的安全稳定运行奠定了基础。（5）变电站采用微机监控系统，自动化程度高，实现了变电站的无人值班化。郭家河煤矿110kV建成投运一年多以来，一直穩定无事故运行，为郭家河煤矿安全生产、高产高效的顺利实施奠定了基础。本工程为煤矿供电系统的设计发展提供了新的思路。

参考文献：

设备配置及选型 篇4

要做好选型工作, 首先要掌握以下情况和资料, 即工程概况 (钢筋加工场地、气候情况、施工进度计划、总工期等) , 钢筋施工的相关管理法规, 钢筋机械相关标准和钢筋设备产品样本, 市场供应行情等等。

1 钢筋生产量预算

1) 需掌握的数据阅读各厂房和构筑物的钢筋结构布置图, 分析计算各厂房钢筋类别、钢筋量并分类汇总成下列项: (1) 各厂房钢筋量和汇总钢筋施工总量; (2) 将使用的钢筋级别 (材质、各项技术指标和各项力学性能等) 、类别 (螺纹钢筋、圆钢筋、盘圆等) 、规格 (直径) 、各占总量的百分比; (3) 加工形式:直筋、弯弧、箍筋等, 各种形式钢筋的量和各占总量的百分比。

同时理清: (1) 螺纹钢筋、圆钢筋、盘圆中最大直径的钢筋; (2) 弧形钢筋的圆弧半径范围、长度精度、角度精度等。

2) 确定钢筋用量高峰期90%的子项目开工标志着钢筋用量高峰期的到来。在高峰期确定后, 还要计算出高峰期平均月钢筋施工量Q平均。

3) 钢筋生产量预算一般情况下核电项目钢筋生产按照每月生产25天, 每班次工作时间为8小时计算。根据以上基础数据, 计算钢筋加工场的日生产量Qd和每小时的生产量Qh。

2 设备的选型原则

根据核电项目施工经验, 钢筋施工在该项目中的特点以及对钢筋设备的有关要求, 结合国内外钢筋机械现状, 核电项目钢筋加工设备的选型原则如下。

1) 设备分主设备 (按生产量预算确定的) 和辅助设备 (由于工艺需要, 主设备要正常工作必需配置的设备, 跟生产能力没有直接的数量关系) 。

2) 进口设备和国产设备结合使用;设备应满足国外或国内技术标准要求。

3) 设备的种类、生产能力、台数 (或套数) 要满足本项目钢筋生产和施工的需要;使用方便、性能可靠、易于操作、便于维修。

4) 设备应适合项目所在地露天作业的气候条件和环境因素。

5) 设备供应商应尽量选用国内外有一定知名度并具有良好的销售及服务业绩的企业。

3 设备配置和选型项目

3.1 钢筋加工成套设备

钢筋加工成套设备, 即钢筋剪切生产线, 是钢筋生产加工的主设备。

1) 工艺流程原料钢筋 (一般为螺纹直棒材) 在剪切生产线上剪切成需要的长度 (定尺) , 剪切后的钢筋可以自动分类收集;剪切后需要弯曲加工的钢筋直接翻到弯曲平台上, 或用吊运设备从收集仓吊运到加工点, 通过弯曲机、弯弧机继续加工。

2) 基本配置 (1) 储料给料平台; (2) 原料输送平台; (3) 钢筋切断主机; (4) 测量输送平台; (5) 卸料平台、翻料板、分料收集仓; (6) 弯曲储料平台; (7) 钢筋弯曲机; (8) 程序控制系统。

3) 主要参数和要求 (1) 钢筋切断主机可切断钢筋的最高级别和最大直径不小于本项目所使用的钢筋的最高级别和最大直径, 可以多根剪切; (2) 刀片有效宽度不小于送料平台宽, 要保证可剪切的钢筋最多根数的无重叠排布; (3) 每分钟剪切次数≥10次 (这跟“Qd”有直接关系) ; (4) 剪切钢筋长度在0.5~12m之间可无级调整; (5) 配置的钢筋生产线生产能力需满足日生产量 (Qd) 预算要求。

一个项目最多配置两条。如一条生产线的日生产量小于计算出来的Qd, 可考虑以两条生产能力较小的生产线代替。

3.2 生产线上所配钢筋弯曲机

生产线上所配钢筋弯曲机可弯曲钢筋的最大直径要与生产线所能切断的钢筋相等。

剪切生产线的剪切能力按Qd-额定计, 在剪切下来的Qd-额定钢筋中有一定比例的钢筋不需要再弯曲加工 (定长使用的直筋) 。所以生产线上所配钢筋弯曲机台数按每小时弯曲钢筋的能力≥0.8Qh来确定。

3.3 钢筋弯弧机

钢筋弯弧机用于弯制有较大圆弧的钢筋。钢筋弯弧机的选型要求是: (1) 可弯曲钢筋直径Dmin~Dmax, 其最大弯弧钢筋直径不小于本项目所使用的需弯弧钢筋的最大直径; (2) 弯弧半径Rmin~Rmax要符合本项目钢筋所需弯曲的半径范围。

一个项目配置1~2台钢筋弯弧机即可。

3.4 钢筋弯箍机

钢筋弯箍机可实现对盘圆钢筋的调直、弯箍、切断。使用钢筋弯箍机, 尤其是数控钢筋弯箍机加工箍筋自动化程度高, 操作方便, 生产效率高。弯箍机可代替钢筋调直机。

钢筋弯箍机选型要求是: (1) 可加工钢筋 (单根) 直径Dmin~Dmax, 其最大可弯箍筋直径不小于本项目所使用的箍筋的最大直径; (2) 可加工钢筋 (双根) 直径Dmin~Dmax, 其最大弯弧钢筋直径可比本项目所使用的箍筋的最大直径小1~3mm; (3) 最大弯曲角度:±180°; (4) 中心销直径, 根据本项目所使用的箍筋圆弧直径选配; (5) 牵引速度牵:0m/min≤υ牵≤120m/min; (6) 弯曲速度弯:0°/sec≤υ弯≤1 100°/sec。

一个项目配置1~2台钢筋弯箍机即可。

3.5 钢筋切断机和钢筋弯曲机单机

不是指钢筋剪切生产线上配套的钢筋切断机和钢筋弯曲机, 而是指钢筋切断机和钢筋弯曲机单机, 是钢筋加工辅助设备。其可剪切和可弯曲的最大钢筋直径可按本项目所使用的钢筋的最大直径及以下尺寸进行分级配置。

新疆电网继电保护选型配置规定 篇5

新疆电网继电保护装置选型配置规定

（试行）

一、总则

为选用技术先进、性能优良的保护装置，保障电网安全、稳定运行，根据国家及电力行业有关规程和技术规定，结合新疆电网运行管理实际，制定本规定。

本规定适用于所有并入新疆电网运行的发、供电企业,包括参与新疆电网继电保护设计、采购、监理和安装调试的单位。

运行单位继电保护机构参与保护装置的选型工作。本规定由省调负责解释，自发布之日起执行。

二、管理范围

（一）新疆电网110kV及以上系统线路保护、母线保护及主变保护。

（二）并入新疆电网运行的25MW及以上机组保护（发电机保护、发变组保护）。

（三）新疆电网故障录波装置。

（四）上述保护装置中线路纵联保护接口装置。

（五）上述保护装置专用电流互感器（TA）。

三、微机保护装置配置原则

（一）强化主保护功能

主保护应采用简单、成熟的原理，先进、可靠的技术并具有成功的运行经验。对各种运行工况，各类简单故障、复故障及转换型故障适应能力强、反应速度快，能满足快速、准确切除区内故障的基本要求。

（二）简化后备保护

新疆电网继电保护装置选型配置规定

（１）简化后备保护定值：尽可能采用简单、明了的保护定值，主要由反映一次设备、TA、TV参数及与电网短路电流有关的动作定值、动作时间和少量的运行控制字等构成。其他定值应尽量简化或固化在软件中。特殊的保护装置定值可在技术协议中明确。

（２）简化后备保护压板：保护装置压板设置必须简单、明了（对无人值守站、双配置保护装置尤其如此）。多套保护共组一柜时，各套保护压板应能明确区分，以适应电网运行要求，方便现场投退。

（三）优化保护结构

严格执行《新疆电力公司防止电力生产事故的二十五条重点要求实施细则》。认真落实有关二次回路屏蔽、接地（中性点接地、屏蔽层接地、保护柜屏接地、接地铜牌及接地网等方面）等反措要求，将外部干扰对微机保护装置的影响降到最低限度。

（１）简化保护装置二次接线：微机保护装置的很多功能都可以通过软件来实现，故应最大限度的简化后备保护二次接线，减少中间环节，减轻运维工作强度，提高保护装置运行可靠性。

（２）断路器机构箱与操作箱之间的配合应满足简单、可靠的基本原则。严禁无谓重复和来回转接，最大限度的简化控制回路二次接线，减少中间环节，提高控制回路运行可靠性。

（３）为尽量减少断路器非全相对电网运行的负面影响，220kV电压等级中，主变断路器及专用母联断路器不需要分相操作，故应采用简单、可靠的三相一次操作机构，并配置三相一次操作箱。

（４）非电量保护按单套配置，采用就地跳闸方式（两付跳闸接点就地同时作用于断路器两组跳闸线圈），就地设保护压板，并将动作信号送至控制室。

（５）三相不一致保护功能应在机构箱内完成，采用就地跳闸方 2

新疆电网继电保护装置选型配置规定

式（两付跳闸接点就地同时作用于断路器两组跳闸线圈），就地设保护压板，并将动作信号送至控制室。

（６）室外配置的保护装置应能适应室外运行环境。

（７）采用具有跳闸距阵功能的保护装置，以增强保护装置的灵活性和适应性。

（四）双重化配置

１、220kV及以上线路、母线、变压器和100MW及以上容量的发电机变压器组，应按照全独立原则配置双套微机保护装置。

２、双套微机保护装置应尽量采用同一厂家不同原理装置。主保护基本类型包括差动类保护（直接比较各侧电流的相位、幅值，包括线路光纤纵差保护，元件电流差动保护）和方向类保护（以本侧电压为参考向量，间接比较两侧电流的相位，包括线路距离方向保护，功率方向保护，稳态零序、负序、正序及突变量方向保护）。220kV线路应优先选用差动类与方向类组合。

３、基本要求

（１）应配置两套完整、独立的主保护（含自藕变零差）和两套完整、独立的后备保护（含间隙保护）。两套保护装置主保护及后备保护的软、硬件平台应完全相同，可通过控制字选择主保护原理。

（２）两套完全独立的直流电源分供两套独立的保护装置。（３）双套微机保护装置分别组柜，每柜均含完整的主、后备保护，双柜之间互不影响，一柜退出后，另一柜保护可完整投运。同一面柜的主、后备保护可以数据共享。

（４）双套微机保护装置的交流电流（含主变中性点TA、间隙TA）及交流电压必须取自独立的二次绕组。双套微机变压器保护装置必须交叉接入高、中压侧独立TA和套管TA，代路时接入独立TA的 3

新疆电网继电保护装置选型配置规定

保护装置退出运行，接入主变套管TA的保护装置可继续运行。

（５）双套微机保护装置的电压切换箱、操作箱必须完全独立。（６）双套线路微机保护装置的纵联保护通道必须完全独立。要结合光纤通信建设，优先选用光纤纵差保护，如具备两个完全独立的光纤通道，宜采用两套光纤保护。

（７）220kV系统断路器必须具备两组独立的跳闸线圈，双套电气量保护各自分别跳一组跳闸线圈，两套线路、主变保护、母差保护各自分别启动一套失灵保护。

（８）主变差动、母线差动、光纤纵差等保护应具备可靠的抗TA饱和功能，防止TA饱和时继电保护装置误动或拒动。

四、选型原则

（一）保护装置选型原则

１、保护装置必须满足《继电保护和安全自动装置技术规程》、《微机继电保护装置运行管理规程》、《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》、《防止电力生产事故的二十五条重点要求》、《新疆电力公司防止电力生产事故的二十五条重点要求实施细则》以及其他有关规程、反措要求。

2、保护装置必须是经过国家级质检部门正式鉴定并已公布的合格产品。

3、保护装置应采用成熟的理论、原理，能适应各种运行工况、各类简单故障、复故障、转换型故障，安全性能好，测量精度高，动作速度快。

4、保护装置在国内市场应具有成功的运行经验和良好的运行业绩（在国内投运至少有50套），成功运行两年后，方可在新疆220kV电网推广使用。

新疆电网继电保护装置选型配置规定

５、保护装置应采用先进的技术平台,使用国内大型专业继电保护厂家较先进的微机保护装置，主要指标如下：

（１）基于DSP技术、16位高速A/D，采样速率高，运算速度快，实时性强。

（２）全透明、全汉化人机界面。

（３）生产工艺先进，集成度高。整体结构合理，强、弱电彻底分离，抗干扰能力强，满足集中或分散组柜要求。

（４）网络通讯高速流畅，接口和指令系统丰富，与后台及远程监控兼容性能好。

（５）完善的在线实时检测功能，故障录波与分析功能。

6、在配置电流、差动保护已能满足电网运行要求时，不宜再选用复杂的距离、方向保护，以免受系统振荡、非全相、TV断线、N（零线）接地、N共线、N错位等问题影响。

7、微机保护装置必须满足《IEC60870-5-103》通讯规约以及其他国家和电力行业统一的通讯技术规约，以满足变电站综合自动化的功能要求和接入继电保护故障信息系统的需要。

8、保护装置应具有较大的线性测量范围，既能准确测量最大短路电流，又能在轻载运行时，满足TA、TV断线保护的灵敏度要求。

9、装置的散热结构、外观设计应与现场环境协调一致，柜前压板设置应尽量简化，布局合理，方便现场运行、操作。

10、供货厂家自身应具有完善的质保体系，确保产品质量。合同签定后10年内，保证供应备品、备件。图纸、资料齐全，售后服务及时、周道。

11、继电保护装置程序采用模块化设计，便于升级改造和功能扩展，减少对主程序的影响。

新疆电网继电保护装置选型配置规定

（二）纵联保护接口装置选型原则

1、高频收发讯机选型原则：

（１）收发讯机必须满足《继电保护专用电力线载波收发讯机技术条件》以及其他有关规程、反措的要求。

（２）收发讯机必须是经过国家级质检部门正式鉴定并已公布的合格产品。

（３）能自动适应通道衰耗剧烈变化。收讯回路线性工作范围应足够大，能根据通道衰耗变化情况自动调整储备衰耗，方便运行人员调整储备衰耗。

（４）能在线、实时监测通道信号（收、发讯电平及储备衰耗）。（５）根据国家标准，收发讯机动作时间不大于3ms。（６）降低通道衰耗，确保高频保护可靠运行。收发讯机应尽量工作在最佳匹配状态，以输出最大功率；尽量使用较低的工作频率；对长线应采用相-相耦合方式。

2、光纤接口装置选型原则

（１）光纤接口装置必须满足《微波电路传输继电保护信息设计技术规定》及其他国家、行业有关数字电路信息传输技术标准。

（２）光纤接口装置必须是经过国家级质检部门正式鉴定并已公布的合格产品。

（３）在条件允许（线路长度不超过光纤通道无中继传输最远距离）时，应优先选用专用光纤通道，减少中间环节，确保光纤通道可靠运行。

（４）在线路较长时，可选用复接2M数字口，但不宜超过两个中间环节，确保光纤通道可靠运行。

（５）光纤接口装置应具有完善的在线实时检测功能，确保光纤 6

新疆电网继电保护装置选型配置规定

通道安全、可靠运行。在通道异常（误码、滑码异常增大）时，应能发出报警信号；在通道故障（如通道中断等有可能引起保护误动）时，应能及时闭锁两侧光纤纵差保护并发出报警信号。

（６）光纤接口装置应具有完善的通道信息显示、记录及分析功能，方便运行人员定期记录通道滑码、误码，方便保护人员分析保护动作行为。

（三）故障录波装置选型原则

1、故障录波装置必须满足《DL/T553-94 220-500kV电力系统故障动态记录技术准则》和《DL/T663-99 220-500kV电力系统故障动态记录装置检测要求》以及其他有关规程、反措要求。

2、故障录波装置必须经部及以上质检中心正式鉴定并已正式公布的合格产品。3、110kV及以上厂、站均需配置微机故障录波器。

4、应设置足够的故障录波装置、录波容量，确保110kV及以上系统所有电压、电流量，主变各侧电压、电流量，所有开关量均能接入故障录波器。

5、故障录波装置应具有完善的录波及分析功能。

6、故障录波装置应具有组网、远传功能，能与后台、监控及其他厂家故障录波器兼容。

7、故障录波装置在掉电后，故障信息应能保存完好，否则应配置适当容量的UPS。

（四）保护装置TA选型原则

1、保护装置用TA必须经省级及以上质检中心鉴定并已正式公布的合格产品。

2、保护装置用TA测量电网最大短路电流的测量误差不大于10%。

新疆电网继电保护装置选型配置规定

3、保护装置用TA必须满足绝缘、动稳定和热稳定、短路电流及带负载能力等校核标准。

4、线路、母线及主变差动保护装置所用TA应具有相同的铁芯结构。

5、发电机、电动机、调相机及电抗器保护装置两侧TA应具有相同的铁芯结构、型号及变比。

6、发电机一次为双星型（或多星型）接线时，应配置高灵敏横差保护，不完全纵差保护等高性能差动保护。其尾端至少引出4-6个接线端，并配置相应的TA。

（１）横差保护TA在满足动、热稳定，饱和倍数和带负载能力的情况下，尽量选用较小的变比，以提高匝间保护灵敏度。

（２）不完全纵差保护两侧TA应选用相同的型号和变比，由微机保护软件实现两侧平衡调整。

7、微机变压器保护装置各侧TA应按全星型接线，相位、幅值（接线系数√3）及零序电流补偿由微机保护软件调整。

8、新建或改建变电站微机保护装置应选用二次额定电流1A制TA。

9、保护装置TA准确限制系数（ALF）应尽量选取较大值，一般不小于30，即ALF≥30。

10、保护装置TA应具有足够的输出容量，允许二次负载（Rn）应大于现场实际负载。当保护装置集中组柜时，Rn≥2.0Ω； 当保护装置分散组柜时，Rn≥0.5Ω。11、110kV及以上系统线路、母线及主变保护装置TA应优先选用标准变比：2×600/1 A。

12、元件（发电机，变压器，电抗器等）保护装置TA二次额定 8

新疆电网继电保护装置选型配置规定

电流不应大于1A。

13、保护装置TA与计量TA变比应分别选择，以免出现计量TA测量不准或保护装置TA饱和等情况。

设备配置及选型 篇6

关键词：砂石系统 工艺流程 设备选型

中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-008-02

1 工程概况

俄公堡水电站人工骨料加工系统项目主要承担俄公堡水电站混凝土及喷混凝土体型结构工程量约370 000m3的骨料生产，共需粗、细成品骨料约840 000t。系统生产规模需满足混凝土浇筑高峰期月强度约30 000m3的粗、细骨料供应。

本工程由俄公堡人工骨料料场及加工厂的勘测设计、建设施工、生产运行管理组成。

俄公堡人工骨料场位于厂址区上游右岸，距厂址约3.5km，距坝址约15.4km，坡脚有木里——茶布朗S216省道公路直达坝、厂址，交通较为方便。料场为一陡坡山脊。

人工骨料加工系统位于俄公堡料场上游同岸的俄公堡组，距料场2.2km；所有加工车间及设施均布置于此。

2 工艺流程方案

俄公堡人工砂石骨料加工系统工艺采用三级破碎，两级筛分，一次筛分湿法，二次筛分干法相结合的干湿混合法生产工艺，中碎车间和一次筛分循环闭路生产，制砂车间与二次筛分循环闭路生产。通过工艺技改，把二次筛分与一次筛分形成闭合。

整个加工系统主要由粗碎车间、半成品料场、中碎车间、一次筛分车间、脱水筛分车间、制砂车间、二次筛分车间、成品粗细骨料场、供水系统及废水处理系统等组成。俄公堡各车间设计处理能力见表1。

表1 俄公堡人工骨料加工系统各车间设计处理能力表

3 设备配置选择

俄公堡人工砂石骨料加工系统共有大小设备64台套，主要设备表见表2。

表2 俄公堡人工骨料加工系统主要设备表

3.1 粗碎车间设备选择

粗碎车间的破碎设备选择与毛料料源和开采运输及系统生产强度要求密切相关，俄公堡人工砂石骨料加工系统布置紧凑，毛料料源为灰岩，硬度一般不大，粗碎设备选用顎式破碎机。顎式破碎机破碎比大，产品粒度均匀；结构简单，工作可靠，运营费用低；单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；噪音低，粉尘少；排料口调整范围大，能够满足系统生产要求。因此，选用顎式破碎机比较合适。

3.2中碎车间设备选择

设备配置及选型 篇7

1 选型原则

核电站常规岛主给水系统的主要功能是在不同工况下向蒸汽发生器提供满足其流量、压力和温度要求的给水,是核电厂热力系统中最重要的系统之一[1]。选用合适的给水泵,设置合理的系统,对核电厂的安全、经济、灵活运行有重要影响。基于以上要求,根据“安全可靠、经济适用、系统简单、减少备用”的原则进行给水泵的选型。

2 选型及配置分析

2.1 给水泵的驱动方式

给水泵的驱动方式大致可分为两种:即电动机驱动和小汽轮机驱动。《火力发电厂设计技术规程》[2]规定,200MW及以下的火电机组,推荐采用电动调速给水泵,300MW以上的机组采用汽动给水泵+电动备用泵配置。300MW机组既可采用电动调速给水泵,也可以采用汽动给水泵的配置。

2.2 常规机组与核电机组的运行特点

随着大容量、高参数火电机组的建设要求,给水泵驱动功率增大,已使汽轮机效率大大提高,而大型电动机的起动条件和电源切换复杂、采用电机驱动时,还必须配备高质量的液力偶合器或齿轮增速器,使电厂有效功率降低。比较起来,采用汽轮机驱动具有较为明显的优势:

①减少厂用电消耗,增加电厂净功率;

②小汽轮机效率高,降低电厂净热耗率;

③变负荷运行特性好,不会引起明显的功率损失;

④降低厂用电电压和降低变压器与开关柜费用;

⑤消除起动电流高的问题;

⑥减少主汽轮机末级叶片的蒸汽流量,从而降低了余速损失,提高了主汽轮机的内效率。

随着单元机组容量的增大和参数的提高,给水泵耗功占主机功率的百分比也相应急剧增加。且大容量火电机组大多数要求参加电网调峰任务,当采用小汽轮机直接变速驱动时,高效区范围很宽,具有高效灵活的特点。一般高于300MW的机组,小汽轮机在驱动给水泵方面,驱动给水泵总功率在6000kW以上时,采用小汽轮机直接变速驱动较为合理,具有很大的竞争力。

相对于常规的火力发电厂,虽然压水堆核电机组的容量大,但由于其主蒸汽参数低(7.55Mpa的饱和蒸汽),小汽轮机的效率要比常规火电的低很多。现在主汽轮机基本选用半速汽轮机,末级叶片长度长,排汽面积足够大,采用小汽轮机反而降低电厂的经济性。

况且,根据核电机组的运行特点,核电站燃料成本占总发电成本的比例很小,每12~18个月进行一次换料循环周期,为尽量利用燃料,一般应尽可能地使核岛稳定地在100%满功率运行。考虑到在不同负荷下机组运行成本基本不变,所以常规岛匹配设计应尽可能地在核岛满功率运行时,使常规岛出力尽可能地大。而在其它功率水平下,常规岛匹配设计仅需维持核岛安全和稳定运行即可。所以,一般地说,核电机组在电网中主要承担带基本负荷的任务。

另一方面,随着核电机组容量不断增大,呈现系统设置“双列化”、布置要求“大型化”等复杂特点,如果能采用简化的主给水系统,将减少控制的复杂性和日常维护工作,从而大大提高系统运行的可靠性。

由于核电机组带“基荷”的特点,对给水泵变负荷运行特性要求将降为第二位因素。随着大容量电动机研发水平的提高,技术的先进性和安全性得到保障,电机效率已达到相当高的水平,其可靠性也日益成熟,这为发展大型电动驱动给水泵组奠定了基础。

根据目前在建压水堆核电厂汽轮发电机组的招标情况,所有的制造厂提供的热平衡图均采用电动驱动给水泵的方案。

基于上述原因,压水堆核电厂给水泵采用电动给水泵方案有利于提高电厂的热效率和经济性,有利于降低系统的复杂性,因此推荐采用电动给水泵。

电动给水泵分为定速给水泵和变速给水泵。变速给水泵可分为采用液力偶合器调速和变频装置调速,根据目前了解的信息,变频装置的价格比液力偶合器高得多,因此变速给水泵仅考虑液力偶合器调速方案。

2.3 给水泵配置分析

下面以某1700MW级大型压水堆核电厂工程为例,分析给水泵的配置。

根据热平衡图,总给流量为2609.6kg/s。若采用2×50%的方案,每台给水泵流量为1304.8kg/s,初步估算泵组扬程9.286MPa,泵组轴功率估算:

N2=Q2×H/η=1304.8×9.286/0.8=15145.5kW

若采用3×33.3%的方案,每台给水泵流量为869.87kg/s,泵组轴功率估算:

N3=Q3×H/η=869.87×9.286/0.8=10097kW

式中:η为泵组及偶合器(齿轮箱)估计的总效率。

可以看出,如果采用两台运行一台备用方案,给水泵的流量非常大,世界上能够提供这样大的给水泵并且有运行业绩的制造厂不多,对给水泵的招标采购不利。如果采用三运行一台备用方案,给水泵流量与CPR1000核电站的给水泵流量差不多(约813.5kg/s),有利于给水泵的采购和国产化。另外,电机功率太大,电机的启动电流很大,当10kV厂用电母线电压降超过20%时,电机就无法启动。此时需要提高或增加厂用电的电压等级,系统复杂,投资增加。

因此,对于大型核电机组,无论采用定速泵或变速泵,推荐采用三台运行一台备用的方案。同时,为了保证机组安全连续满负荷运行,减少给水泵备品备件,采用33.3%容量的备用给水泵。

2.4 给水系统设计分析

对于变速给水泵,短时间的流量调节可以通过给水调节站完成,长时间的流量调节可以通过泵组调节。相对而言,采用定速泵简单一些,流量的调节均通过给水调节站完成。

2.5 给水调节阀的运行压力变化范围分析

由于正常运行时,采用变速给水泵的给水系统流量是通过调节给水泵的转速来完成的,因此给水调节阀的压力变化范围基本是恒定的,变化范围估计在0.3MPa左右(EDF估计值)。采用定速给水泵的给水系统,流量变化是通过改变系统的阻力特性来完成,流量越低,给水泵出口压力越高,给水调节阀的压力变化范围估计在2.0MPa左右(EDF估计值)。

2.6 给水泵裕量设计分析

给水泵的设计时,需要考虑以下方面因素引起的裕量:①制造厂本身的要求,如计算误差、制造误差、安装误差等,以确保满足系统的需求;②给水阀门站的压降△P;③在瞬态工况下对给水泵的要求。

对于变速给水泵,在电厂正常运行工况时,这些裕量可通过转速调节系统来抵消,因此设计不需要预留太大的裕量,给水泵基本可以在设计工况点运行,给水泵的效率较高。

对定速给水泵,在电厂正常运行工况时,上述裕量只能通过给水阀门站来抵消,给水泵设计时需要预留较大的裕量。此时给水泵将长期在非设计工况下运行,给水泵扬程比较高,效率较低,电机耗电大,泵与阀门长期在相对较高的压力下运行,增大了相关部件的磨损。

2.7 给水系统其他方面的分析

(1)电动机启动与过载保护。

根据液力偶合器的技术特点,变速给水泵启动时电动机在接近空载的情况下启动,然后逐步增加偶合器的充油量,使水泵逐步启动进入工况运行,保证了水泵的安全启动,并降低了电机启动时的电能消耗。偶合器主动轴、被动轴之间属于有滑差的柔性联结,这种联结方式可以阻断负载扭矩突然增加或衰减时负载的扭振对电机的冲击,防止传动部件损坏或闷车等事故发生,可以延长电动机、泵相关易损部件的使用寿命,减少给水泵的维修时间和费用[3]。

(2)运行的灵活性。

液力偶合器可以实现无级调速,以满足不同工况的流量要求,此时电动机的功率也随之变化,可节约大量电能,节约运行费用。

2.8 投资费用分析

(1)初投资分析。

变速给水泵因为增加了液力偶合器,理论上初投资比定速泵要大。

(2)维修费用分析。

变速给水泵因为增加液力偶合器,维修费用相应增加,但定速给水泵的给水调节阀因为需要节流运行而增加磨损,电动机启动时对增速齿轮及泵的冲击也会增加磨损,从而造成维修费用的上升。

(3)运行可靠性分析。

目前变速给水泵在中国的核电站使用记录良好,没有因为液力偶合器而发生机组跳闸的事故。田湾1、2号机组使用的是定速给水泵,由俄罗斯设计供货,据了解用户对其不是很满意,准备在扩建的3、4号机组中改为变速给水泵。

(4)运行费用分析。

根据分析,定速给水泵设计时的裕量要比变速给水泵大,正常运行时效率较低,电动机的用电量比变速泵要大,假如定速泵的综合效率比变速泵低2%,电价按0.4元/度,每年运行小时数7000小时,变速给水泵每年每台机组节省的运行费用约为:

10097×3×2%×7000×0.4=1696296元

从上面分析可以看出,维修费用两者相差不大;设备初投资目前没有可靠的资料,估计相差不是很大;变速给水泵在运行费用的经济性优势比较明显。总的来说变速给水泵要比定速给水泵经济性好些。

3 结论

综上所述,采用定速给水泵的主给水系统相对简单,初投资相对会少些,但是变速给水泵在运行效率、运行费用、电站运行的灵活性、设备的使用寿命方面比定速给水泵要好。另外,采用4×33.3%的给水泵配置方案有利于给水泵的国产化,简化厂用电系统,降低电厂的投资。因此,对于大型核电机组,常规岛主给水系统推荐采用4×33.3%变速给水泵(带液力偶合器)方案。

摘要：根据大型核电厂的技术特点,对汽动给水泵、定速电动给水泵和带液偶变速电动给水泵进行综合技术经济分析,给出了4×33.3%带液偶变速电动给水泵作为大型核电机组的主给水系统推荐方案。

关键词：核电厂,给水泵,配置,选型

参考文献

[1]陈济东.大亚湾核电站系统及运行(下册)[M].北京:原子能出版社,1995:743.

[2]DL5000-2000.火力发电厂设计技术规程[S].北京:中国电力出版社,2000.

空气加热室设备选型及布置 篇8

一、设计计算温度

室外采暖计算温度等于或低于-4°C地区的进风立井、等于或低于-5°C地区的进风斜井和等于或低于-6°C地区的进风平硐, 应设置空气加热设备。

(一) 井筒空气加热室的室外计算温度应符合下列规定:

1.立井与斜井:取历年的极端最低温度平均值;

2.平硐:取历年的极端最低温度平均值与室外采暖计算温度二者的平均值。

(二) 通过加热器加热后的热风计算温度, 按热风与冷风混合地点及条件可采用下列数值;

1.当在井筒内混合时:立井可取60℃-70℃, 斜井及平硐可取40℃-50℃;

2.当在井口房混合时:热风压入式可取20℃-30℃, 热风吸入式可取10℃-20℃;热风与冷风混合温度应按2℃计。

二、热媒

加热空气的热媒, 宜采用高温水或蒸汽。当采用蒸汽热媒时, 蒸汽压力不应低于0.3Mpa, 并应有可靠的疏水装置, 凝结水利用凝结水回收器送回锅炉房的软化水箱中。

三、富裕系数的确定

依据《煤炭工业矿井设计规范》 (GB50215-2005) 可知:

串片式加热器的富裕系数为1.25～1.35, 绕片式加热器的富裕系数为1.15～1.25, 不同的矿井可根据实际情况选择加热器的类型。空气加热机组不宜少于2组, 不设备用机组。

四、井筒耗热量的计算公式

由《供暖通风设计手册》可知, 井筒耗热量的计算公式为:Q=C×Cp×Qf× (th-tL) 其中:

Q—筒耗热量 (kW)

C—气加热器散热面积的富裕系数

Cp—气比热, Cp=1.01 kW/ m3.℃

Qf—井筒进风量 (m3/s)

th—冷热风混合温度th=2℃ (在井口房内混合)

tL—井筒室外计算温度 (℃)

五、井筒进风量

根据矿井提供的资料获得。

第二部分空气加热器的选型

由于空气加热器加热后的热风在热风道输送的过程中会产生一定的损耗, 所以在设备选型上井筒耗热量考虑1.2的系数, 再结合现场情况及甲方的要求确定空气加热器的形式、型号及台数。

第三部分 实例

下面以金牛煤电有限公司城梁煤矿为例:

1、主斜井:

井筒室外计算温度: (-25.8°C-19°C) /2=-22.4°C

热风送风温度:40°C

冷热风混合温度:2°C

空气加热器散热面积的富裕系数C取1.365

空气比热, Cp=1.01 kW/ m3.℃

井筒进风量:60 m3/s

将上式各数值代入井筒耗热量的计算公式中:

Q=C×Cp×Qf× (th-tL)

Q=1.365×1.01×60×2- (-22.4) =2018 kW

考虑1.2的系数, 即井筒耗热量为:2018 kW×1.2=2421.6kW。

根据上述计算结果确定, 在主井空气加热室中选用KJZ-40 (Q=1050kW, N=7.5kW) 型空气加热器3台。

2、副斜井

井筒室外计算温度:-25.8°C

热风送风温度:25°C

冷热风混合温度:2°C

空气加热器散热面积的富裕系数C取1.365空气比热, Cp=1.01 kW/m3.℃

井筒进风量:125 m3/s

将上式各数值代入井筒耗热量的计算公式中:

Q=C×Cp×Qf× (th-tL)

Q=1.365×1.01×125×2- (-25.8) =4791kW

同理, 井筒耗热量为4791 kW×1.2=5749.2 kW

因此, 在副井空气加热室中选用KJZ-50 (Q=1010kW, N=11kW) 型空气加热器6台。

第四部分空气加热器的设备布置、管道布置

1、空气加热机组采用平行布置。

2、空气加热机组安装位置的四周, 尤其是热媒接管及检修门侧必须留有一定的空间, 供安装、维护机组使用。

3、空气加热机组应放置在高于空气加热室地面150-200mm的水泥或钢制的机座上。

4、空气加热机组蒸汽管道采用并联连接异程式系统。

5、空气加热机组外接热媒接管处应安装控制阀门、疏水器 (蒸汽) , 并用托架托住接管。

第五部分总结

用井筒耗热量计算公式计算出结果后, 一定要再考虑一部分热风在热风道输送的过程中产生的损耗;

空气加热器的形式要结合现场的情况确定;

空气加热室应布置在井筒井口房附近, 以防止热风道距离太长, 导致热量损耗增加, 输送到井筒的热量不足, 而使井筒结冰。

摘要：本文主要阐述了井筒耗热量的计算步骤、计算公式及空气加热室的设备选型, 并论述了空气加热器的设备布置及管道布置。

设备配置及选型 篇9

1 注射用水系统设计的基本原则

注射用水系统可分为注射用水的制备、贮存和配送及消毒灭菌三部分, 它要求选用性能稳定、符合质量要求的蒸馏水制备设备, 贮存与输送系统要求能有效地控制微生物的滋生与繁殖。注射用水系统的设计应遵循的基本原则:出水质量符合药典规定的要求, 系统运行监控可靠, 操作维护简单及低运行费用。其中, 为了制取合格的注射用水, 注射用水系统设计的要点:从传统的单向流改为循环回流, 并采用严密的消毒灭菌设施。

2 设备选型

一个优化的注射用水工艺流程, 是保证注射用水系统可生产出合格的注射用水并在贮存与输送系统中保持系统不受微生物污染的前提。

2.1 注射用水制备设备选型要点

蒸馏水机是注射用水的制备设备, 其性能的优劣对注射用水系统的稳定性与可靠性至关重要。通常, 衡量蒸馏水机性能的好坏, 主要集中在:设备的产水量, 去除热原和微生物的能力, 单位条件下的产水量和纯蒸汽冷却后的蒸馏水是否易受到冷却水的污染, 以及设备的控制系统。

因此, 蒸馏质量控制方法的可靠性成为蒸馏水机选型的首要因素, 其主要有: (1) 提高蒸馏器汽/液分离的可靠性, 提高分离去除热原的能力; (2) 采取有效措施解决蒸馏水冷凝器的冷却水对被冷凝蒸馏水可能的污染, 以及1#蒸馏柱工业蒸汽对进料水 (纯化水) 或纯蒸汽可能的污染; (3) 冷凝器必须倾斜设计, 便于排尽冷却水; (4) 蒸馏装置本身应具有消毒灭菌能力; (5) 正确的排水, 并防止排水倒流造成的污染; (6) 对系统使用在线电导率测试, 且能够自动将不合格的水分向回收装置; (7) 安装有不凝性气体排放装置; (8) 各效均安装视镜; (9) 内表面电解抛光和钝化, 主体材料316L, 应包括法兰。

2.1.1 蒸馏水机的分类及比选

蒸馏水机按工作原理可分为塔式重蒸、热压式和多效。其中: (1) 塔式单效重蒸馏水机由于结构不合理等因素, 于1990年1月1日起停止生产; (2) 热压式蒸馏水机优点是充分利用热交换和回收热能, 节能效果更明显, 且整个生产过程不需要冷却水, 进水质量要求低, 得到的注射用水水质好, 可任意调节获得25～85℃的水, 产量大。但是, 其耗电量大, 运转时有一定噪音, 调节系统复杂, 整机启动较慢 (约需30～45 min) , 而且其主机容积式或离心式压缩机构造复杂, 维护要求高, 因此在我国使用不多; (3) 多效蒸馏水机由于结构紧凑, 简洁合理, 性能优良, 产水量大, 整机启动快 (约需10～15 min) , 水质稳定, 能重复使用热能, 使蒸汽的潜能得到充分利用, 因而能耗少, 且冷却水耗量低。运行过程中无运转部分, 动力

消耗小。同时, 其自动化程度高, 能自动运行于较佳工作状态, 操作方法简单、易行、可靠, 操作过程安静, 维修量小, 寿命长, 因此被广泛地应用于国内医药行业生产中。

2.1.2 多效蒸馏水机的蒸发与去热原方式

注射用水与纯化水的最大区别在于无热原, 因此多效蒸馏水机的结构除了加热蒸发方式不同外, 其去除热原的方式也各异。

2.1.2. 1 蒸发方式

一般来说, 多效蒸馏水机的加热蒸发方式按其工作原理可分为自然循环蒸发、盘管降膜蒸发和列管降膜蒸发等形式。其中: (1) 自然循环蒸发方式, 传热系数小, 在传热温差降低时, 其传热系数显著降低, 出水量明显减少, 不适于供汽压力较低和效数较多的情况, 故一般制药企业均不愿采用; (2) 盘管降膜蒸发方式, 虽有体积小、传热系数比列管降膜式大的优点, 但由于目前加工条件限制, 其中盘管组件的加工精度, 分布器筛孔和盘管的对中问题未能很好的解决, 因而直接影响到出水水质和生产效率, 目前使用范围也较小; (3) 列管降膜蒸发方式, 其制造相对容易, 控制精度可确保使用中形成均匀水膜蒸发。同时, 传热系数大, 从起动到出水的时间短, 受加热蒸汽波动的影响较其他形式少, 设备紧凑。因此, 该蒸发方式机型在GMP认证中得到专家们的首肯, 是制药企业的首选机型。

2.1.2. 2 去热原方式

蒸馏水机去热原的机理是基于热原既有水溶性又有不挥发性的特点, 对含有热原的纯化水经加热蒸发再经汽液分离来制取无热原的注射用水, 由此可见, 汽液分离装置分离效果的好坏直接决定着注射用水的质量。目前, 多效蒸馏水机内的汽液分离装置基本上属于螺旋板式和丝网除沫式两种, 或是两者的组合及其变形。

汽液分离形式如图1所示。

(1) 丝网除沫式结构属机械阻挡, 阻力大, 汽液通过时速度下降, 汽液分离不彻底, 特别当蒸发器内液位一旦失控, 很易造成液滴夹带。而且, 汽液分离时被阻挡下来的液滴部分将附着在丝网上, 使其处于潮湿状态, 在适宜的温度下将成为微生物滋生的温床, 停机期间更是如此。

(2) 螺旋板式的汽液分离技术是采用离心分离的原理, 利用热原的水溶性与不挥发性的特点, 将含有热原的纯化水加热蒸发后形成不含热原的蒸汽和含热原的液滴混合体 (其质量之比相差若干几何级数) , 以很高的速度通过由螺旋板组成的螺旋通道时, 致使湿蒸汽中的液滴在强大离心力作用下被抛掷至容器壁上, 并沿着螺旋板与容器壁的间隙顺流而下, 纯蒸汽则继续上升, 从而使蒸汽与热原彻底分离, 分离后蒸汽经冷凝冷却得到符合质量要求的注射用水。根据螺旋板分离结构所处位置的不同又有外螺旋和内螺旋之分, 所谓外螺旋是指分离室环绕在蒸发室外壁, 而内螺旋分离室则布置在加热蒸发室的内中间。内螺旋由于这种结构所限, 内螺旋分离半径不可能做大, 故而离心力有限, 其分离效果显然不如外螺旋, 最终常加以丝网除沫器进行再次分离, 以确保效果。而外螺旋式的分离结构由于分离半径大、离心力大、分离效果好、热原分离彻底, 且整个分离过程中, 分离结构通道始终保持干燥, 可以抑制微生物的滋生。同时, 该形式的汽液分离装置螺旋通道阻力小, 热损失小, 因此赢得了广大用户的认可, 也是国内众多蒸馏水机制造商选用的分离装置机型。

纯蒸汽发生器的选型要求与多效蒸馏水机的相近。

2.2 热交换器的选型

为防止锅炉蒸汽、冷却水泄漏时分别与原水 (纯化水) 和成品水 (注射用水) 产生交叉污染, 影响出水水质, 常有压差监控以保证热交换器中注射用水一侧具有较高的压力, 以便当出现泄漏时防止低质量介质流向高质量侧;或不会很快就对注射用水系统造成严重污染;或即使倒流也不会产生污染。但最根本的应对措施还是从蒸馏水机的蒸发器、蒸馏水冷凝器及配水系统中的热交换器和冷却器的结构设计上来解决问题。

具体方法是对蒸馏水机的1#蒸馏柱及其他管壳式换热器采用双管板式 (如图2) 设计, 其构造和防止交叉污染的原理如下:不锈钢管与两块不锈钢端板分别以胀管和焊接形式密封连接, 端板之间保持一定间距, 此时, 无论是壳程或管程内介质在密封处发生泄漏时, 只能流至换热器外, 两个系统不会直接相混, 避免了交叉污染。为防止微生物和杂质滞留, 更为合理的结构设计是将换热用不锈钢管做成波纹管结构形式, 使管内外流体均易形成湍流, 微生物不易生长, 微生物和杂质不易滞留。同时, 其结构极大地增加了换热面积和传热系数, 极大地提高了换热效率。

配水系统中的另一种换热器是板式换热器, 由于其具有高性能、省空间、省能源、维护简单等优点而获得了用户肯定, 但该设备也有看得见的污染风险, 因此在结构设计上同样要求采用双壁板形式, 或注射用水侧应在更大的压力下操作 (与加热或冷介质相比) 。

2.3 贮存设备选型

注射用水常用的贮罐类型有立式和卧式两种。其中, 立式贮罐由于安装要求的厂房面积小、贮罐容积的利用率高、罐内死水容积相对较小、较容易满足输送泵对水位的要求、罐顶喷淋球设计可更为简单、制造成本较低等优点, 故在实际使用中被较多地采用。但是, 当安装贮罐的空间高度较低时, 也可采用卧式贮罐。为满足纯蒸汽灭菌要求, 贮罐应是耐压容器。

贮罐应配置疏水性呼吸过滤器 (如图3) , 以减少外界微生物和粒子对注射用水的污染。疏水性的滤材是聚四氟乙烯 (PTFE) 或聚偏二氟乙烯 (PVDF) , 其可以防止过滤器被弄湿长菌, 过滤器的孔径通常为0.22μm。为有效缓解因高温消毒循环而生成的负压, 过滤器的规格型号应与贮罐的最大进水或出水率相适应, 同时还要能满足耐受纯蒸汽灭菌温度。

对于热贮存贮罐的呼吸过滤器, 为最大限度地减少湿蒸汽的冷凝, 应对呼吸过滤器加以保温。

贮罐顶部通气区域存在低温点是水系统污染的风险因素应予高度重视。通常, 贮罐顶部配置喷淋球或喷淋管, 利用循环回水的动力形成对罐体的清洗状态, 保持贮罐内部罐顶及四周的湿润和温度状态, 基本上与贮水的部分保持一致, 不受罐内贮水位变化的影响, 以最终达到控制微生物滋生繁殖的目的, 同时有助于降低腐蚀和提高进行热消毒时处理过程的完整性。然而, 不同的喷淋球带来不同的清洗格式 (如图4) , 为得到需要的清洗效果, 应根据不同情况设置。

为保持罐内水温和监测罐内水位, 一般贮罐均设有夹套和液位计, 对注射用水贮罐, 理想的是电磁感应式液位计。

2.4 输送泵的选型

注射用水的循环输送系统通常通过离心泵的运转来实现。输送泵的选型, 除了应满足系统运行过程中可能提供的流量范围、系统管道阻力较大情况下的系统压力, 以保证整个循环回路始终处于较高流速 (1.5 m/s以上) 和相对于外部大气正压状态外, 还应考虑防止微生物污染和在系统一定汽蚀条件下的正常运转。

为防止外界微生物对注射用水的污染, 水泵应采用卫生设计。卫生级循环泵如图5所示。例如, 泵上所有与注射用水接触的零部件表面, 均需经过表面处理, 以获得一个均匀表面Ra≤0.8μm, 其通常已可满足便于清洁的要求。就卫生和清洁而言, 泵应该设计成易拆卸的结构形式, 采用易清洁的开式叶轮和无油及无其他污染的端面密封方式, 例如采用碳化硅/碳化硅 (Si C/Si C) 配置的动静环密封面, 并以注射用水作为环间的润滑剂。同时, 水泵应能满足进行纯蒸汽消毒灭菌的要求, 因此在泵体低水位应设有余水排放管路, 在消毒前排尽泵体内的滞留水。

由于是热状态下的注射用水输送, 故应充分重视泵的性能曲线和吸水压头关系, 避免产生汽蚀, 使泵能够在含蒸汽、热水的湍流状态下正常运转。同理, 泵出水最好采用45°角的设计, 使泵内上部空间无容积式气隙, 避免纯蒸汽灭菌后残余蒸汽聚集在泵体的上部, 从而影响泵的运转。

2.5 阀门

注射用水系统中使用的阀门, 应着眼于对阀门对水系统可能带来微生物污染的控制, 目前趋向于使用隔膜阀, 因为从流体动力学观点来看, 球阀、闸阀、截止阀等存在水难以流动的盲区, 利于生物膜的生成。例如, 球阀处于关闭状态时, 其中心部位存留有不流动的死水, 是一个死角, 可能躲藏和繁殖微生物, 成为水系统中微生物的一个发源地, 因此USP24明确提出应避免使用上述阀门。而隔膜阀却不存在死水区, 属于零死水段的卫生阀门, 不利于微生物生长且能经受清洁及灭菌。该阀门结构简单, 便于维修, 流体阻力小, 而且其密封性好, 关闭时不易漏水。从微生物控制角度来讲, 阀体应采用不锈钢锻造, 因其材料组织比铸造的致密而无空隙。对所用隔膜阀的阀片除要求内表面光滑外, 还要求膜片卫生、无毒、无析出物、不脱落、对注射用水介质没有溶出性、具有良好的抗挠性、经久耐用, 最好能有有关验证的证明文件。

目前, 广泛使用的有TFE和PTFE, 其都能抗热、抗臭氧和化学消毒。弹性膜板应有复合层结构, 绝大多数采用EPDM (三元乙丙橡胶) 材料。注射用水系统采用PTFE使用EPDM垫衬, 两者的连接还要适合于在线灭菌。由于不锈钢隔膜阀的阀体几乎终身不需要维修, 因此采用焊接方式连接阀门最为理想。近来, 国外已推出一种新型的流体阀, 它实际上是一种三通阀, 解决了一般三通阀易形成盲管的问题, 当液体循环时, 它通过阀芯侧面保持循环回路畅通, 当支路需用水时, 上移阀芯, 三通打开, 循环回路及支路均有液体通过。

3 系统的优化设计

注射用水系统优化设计的重点:制备的运行方式, 注射用水的贮存方式和配送方式以及清洗消毒灭菌方式, 其目的在于防止和抑制系统内微生物的滋生繁殖, 以免最终在运行中导致注射用水水质的不合格。

3.1 注射用水制备及运行方式

3.1.1 注射用水的运行方式

对注射用水而言, 现行欧洲药典规定:蒸馏水机生产开始的第一部分蒸馏水应当弃去, 然后收集次后的蒸馏水。由此可见, 在一定的注射用水使用量和贮存量的条件下, 如何保证蒸馏水机处于连续制水的运行状态, 是获取恒定的注射用水水质不可忽视的问题之一, 它可免受由于不断开停机可能造成水质的波动, 或由于操作不当, 将不合格水混入合格水中, 蒸馏水机能否连续运行与系统的制水量、贮水量和用水量有关。在工艺生产管理上, 应根据各用水点的使用时段、用水量及持续时间, 尽可能做到整个系统各时段用水量的相对均衡 (不足或多余部分依靠贮水罐来调节) , 以与蒸馏水机的制水量相匹配, 即希望能以较小的蒸馏水机在更近于理想的动态方式连续运行。

3.1.2 注射用水的制备

注射用水的制备是注射用水系统水质保证的源头, 只有制备出合格的且尽可能少的微生物和热原存在的注射用水, 才能减轻注射用水贮存与配送系统为控制微生物污染应采取措施的负担, 才能将贮存与配送系统受微生物和热原污染降至最低程度。从工艺流程而言, 注射用水生产有蒸馏法、反渗透法和超滤法3种。蒸馏法系以纯化水为进料水, 通过加热蒸发、汽液分离和冷凝等过程达到水中的化学物质和微生物的净化, 从理论上讲, 它能有效地除去水中细菌、热原和其他大部分有机物质, 并且方法简单、易行、可靠, 因此该法为各国药典所收载, 是国内外公认的最常用的注射用水制备方法。

3.2 注射用水的输送方式

3.2.1 输送方式的选择

如何有效控制配水管路内微生物的滋生, 保持恒定的注射用水水质, 是配水系统设计的主要考虑因素, 实践证明, 采用循环供水方式是行之有效的。因为不断循环的水系统容易维持正常的供水系统中微生物的控制水平, 这是基于保证输水管道内的一定流速和尽量减少盲管段等死水区, 以减少水在管道内的停留时间, 即“流水不腐”是循环输送方式的设计依据。另外, 循环的配水系统, 可使管路系统在任何时间内相对于外部大气保持正压, 免受外部空气的污染。对于非循环的配水系统 (即单向流) , 由于在用水低谷时, 水容易滞留在管路中, 易滋生微生物, 不仅影响水质, 而且势必增加管路的消毒次数。因此, FDA不主张采用非循环回路的输水系统, 但FDA也认为, 不能因为仅是一个单向流系统, 就轻易地将其否定, 因为系统的设计、运行及管理均影响系统的状态, 根据验证及监控的数据确立标准操作规程 (SOP) , 且按照SOP每天用热水对该系统进行冲洗也是可行的。

3.2.2 循环管路的流速

当表示流体流动状态的雷诺数达到10 000, 即有稳定的湍流时, 才不会由于流速过小使管壁处形成较厚的边界层, 避免微生物轻易构筑自己的温床———生物膜。由于湍流, 水在管内其粒子除作向前运行外, 还向管壁方向作激烈的脉动, 此时所形成的边界层才会显得十分微薄, 除了过低的流速外, 管壁粗糙、管路存在盲管、选用结构不适当的阀门等因素都有可能形成生物膜, 为注射用水系统的运行及日常管理带来风险。在注射用水包括纯化水系统的设计中, 出于防止微生物污染的考虑, 常将循环回路流速适当提高, 其最小流速为1.5 m/s, 如此可保持对管道内壁较大的冲刷能力, 将系统中微生物或细小的固体颗粒带走, 极大提高系统的抗微生物污染能力, 同时可延长系统清洗消毒的周期。循环管路中流速高固然能有效防止微生物的污染, 但过高的流速也势必增加管道阻力, 增加动力消耗, 这需要慎重考虑。

3.2.3 循环系统的流量

当管路流速确定后, 循环管路的管径就与管路流量有关, 而管路流量则与工艺用水量和循环流量有关。工艺用水的设计流量为:

式中qmax———用水点的最大出水量, m3/h;

n———用水点与用水设备的数量;

c———同时使用系数, 根据工艺特点予以决定 (通常可选取0.5～0.8) 。

循环流量的加入可使管路内的注射用水在各种使用条件下都处于流动状态, 而合理的循环流量可确保系统内水始终处于湍流状态, 同时又不致由于流速的过分增加造成能耗的增加。一般情况下, 循环流量取使用量的30%～100%, 即管路的泵流量为最终使用量的1.3～2倍, 此时循环系统的回水流量有可能为最终使用量的0.3～2倍 (即该时段实际用水量或者是100%, 或者是零) 。这表明在每一假定循环流量和流速条件下, 当管路系统出现二种极端的回水流量时, 其管路的管径可相差1.4～2倍;反之, 当流量和管径一定时, 其管内流速可相差2～4倍。如此大变化的实际流量, 将是确定管路管径时需要认真考虑的, 因为当选用大管径时, 高用水量条件下会使管内流速降低, 用水点将可能导致真空, 因此由于不能保持相对于外部大气的正压, 可能会对系统产生意外的微生物污染;或者当选用小管径时, 由于较高的流速, 会增加管道阻力与动力消耗。当循环回路较复杂时, 如何保证每一个循环回路, 总的循环回路既有一个相对合理的流量、流速与管径, 管内始终保持正压, 又有一个合理运行费用是配水系统设计成败的关键。此时, 通常可使用压力控制阀门或采用每个环路单独配置水泵的办法来解决。

3.3 配水系统的循环方式

3.3.1 基本循环方式

常用的注射用水循环供水方式有单管式 (如图6) 和有独立回水管的双管式。其中, 单管式主要用于用水点少或相对较集中、管线较短的场合;双管式主要用于用水点较多或较分散、管线较长的场合。不管何种循环方式, 均要遵循有利于形成湍流的设计原则。

3.3.2 储存与分配系统流程方式

热状态下循环的注射用水系统, 其温度的控制是很重要的, 一方面是在系统的运行过程中不希望出现有助于微生物滋生繁殖的温度 (15～60℃) , 也即多数水生细菌不能在>60℃的条件下增殖, 这就是注射用水最起码要求在70℃以上保温循环的根本原因。这种热贮存、热循环、热分配 (>70℃) 的注射用水配水系统能极好地提供微生物控制水平, 且日常操作简单、安全可靠, 消毒频率低, 为有关管理部门认可。另一方面, 为满足循环系统中热贮存、冷使用的原则, 经常需要对系统进行冷却和重新加热, 致使该系统结构比其他形式的系统结构消耗更多的能量。典型注射用水储存与分配系统流程示例如下:

[例1]储存与分配系统流程1 (如图7)

适用:用水点需要热水、制备的水是热水及微生物控制严格。缺点:能耗、成本较高, 用水点需要经常消毒。

[例2]储存与分配系统流程2 (如图8)

适用:多种温度要求。缺点:用单一环路成本高, 流量能力有限制。

[例3]储存与分配系统流程3 (如图9)

适用于:多种温度要求。缺点:用单一环路成本高, 流量能力有限制。

[例4]储存与分配系统流程4 (如图10)

适用:温水热水都需要, 低温用水点数量少;缺点:占空间大, 成本能耗高。

[例5]储存与分配系统流程5 (如图11)

[例6]储存与分配系统流程6 (如图12)

[例7]储存与分配系统流程7 (如图13)

适用:产品允许周期性自动消毒, 所有用水点均为室温;缺点:投资成本大, 产品对臭氧敏感时不能用。

ISPE推荐9类11种, 同时不排斥其他形式, 原则是经过验证。国内企业一般采用70℃保温循环或4℃以下的无菌存放, 并在制备12 h内使用。

3.4 注射用水系统的消毒灭菌方式

3.4.1 消毒目的

对于水系统中的微生物控制, 围绕着注射用水制备系统、贮存单元和配水系统的消毒灭菌, 将微生物的数量控制在生产工艺所要求的标准内。显然, 消毒灭菌措施的采用与循环措施对注射用水系统内微生物控制组成了双保险, 消毒灭菌的控制则是使微生物处于不断地被杀死乃至全部被杀死的状态 (在线纯蒸汽或过热灭菌) ;循环是在连续运行状态下进行巴氏消毒法, 使系统始终处于消毒状态。

3.4.2 运行状态下的消毒

对纯化水系统通常采用的巴氏消毒法, 即用80℃的热水循环2 h, 而对注射用水贮存系统常要求80℃下贮存的道理即在于此。至于循环时间, 一则注射用水是在70℃热状态下的循环流动, 不同于冷状态下流动的纯化水, 故在前面已提及可缩短在80℃贮罐内的停留时间, 因为经典的巴斯德消毒温度为65～85℃, 再则如循环流动的回水温度也保持在80℃以上的话, 就可理解为注射用水系统在任何时段均处于巴氏消毒状态。因而, 循环回水在贮罐内的停留时间就不那么重要了。热力消毒的另一特点是与湍流状态的循环流动一样, 可防止注射用水系统内生物膜的形成和发展, 但它与紫外线消毒、一般化学消毒剂消毒一样, 并不能去除已形成的生物膜, 此时只能用达3/10 000浓度的卤化物消毒剂, 才有可能对生物膜发生作用, 而此时过高浓度的消毒剂又往往对设备产生腐蚀, 故这是要极力避免生物膜形成的另一重要原因。

3.4.3 定期消毒

对于定期的清洗消毒灭菌, 在正常的连续生产时一般每月一次, 停产3天 (含3天) 清洗、消毒, 或按验证及监控结果制定清洗、消毒周期。或当注射用水水质劣化、系统存在耐热孢子污染、微生物指标超过纠偏限度时就需临时决定进行清洗消毒灭菌。注射用水系统的定期消毒灭菌常采用纯蒸汽, 可采用纯蒸汽发生器供汽, 也有利用多效蒸馏水机一效出口蒸汽。

消毒灭菌前要放尽系统内滞留水, 以利于消毒灭菌效果。纯蒸汽灭菌可用压力蒸汽灭菌法或者流通蒸汽法, 灭菌时间一般为1 h以上, 以确保使用点达到消毒灭菌要求。消毒完毕后, 用注射用水进行最终冲洗, 直至检查符合质量要求。

4 结语

注射用水制备的生物控制三大要素:制水系统应能产出符合质量要求且微生物和热原质尽可能少的注射用水;贮存与输送系统应能有效抑制微生物的繁殖滋生;消毒系统应能在运行状态和定期地对系统内微生物进行及时消毒, 并将其杀死和除去。注射用水的生产尤其是配送过程的微生物污染风险, 应通过良好的系统设计和建造来控制, 而不是依靠截留微生物的方式实现。

摘要：以影响注射用水系统水质的主要污染因素及其原因为依据, 阐述了注射用水系统的制备、选型、运行、贮存、输送和消毒灭菌方式。

设备配置及选型 篇10

在企业生产过程中, 广义的浓缩是指采用一定的方法使物体中的一部分含量减少, 另一部分含量增加, 即一个物质纯化的过程。狭义的浓缩是指通过将溶液中的部分溶剂去除, 使得溶质浓度增大的过程。在实际操作单元中, 浓缩用得最多的方法是热力蒸发法和膜法。

下面本文将对热力蒸发法浓缩和膜法浓缩作一比较分析。

1 热力蒸发法浓缩

热力蒸发法浓缩是采用蒸汽作为热源, 使溶液中的部分溶剂由液相转化为气相从溶液中移除而达到浓缩溶质的目的。为了节约蒸汽能耗, 在实际蒸发过程中, 通常采用多效技术 (MEE) 、热力蒸汽再压缩 (TVR) 、机械蒸汽再压缩 (MVR) 等技术来使得生蒸汽消耗量最小化。

1.1多效技术 (MEE)

多效技术是利用前一效产生的蒸汽作为后一效的热源, 达到节约生蒸汽目的的方法, 常见的设备有常规的双效、三效蒸发器等。研究表明, 浓缩设备从单效 (单位蒸汽消耗量约1.1 kg, 蒸发1 t水) 到双效能够实现蒸汽节省约50%, 而从四效到五效蒸汽节省仅为10%。

多效蒸发示意图如图1所示。

1.2热力蒸汽再压缩 (TVR)

热力蒸汽再压缩是采用蒸汽喷射泵将生蒸汽与二次蒸汽混合加压后, 使其温度高于加热室蒸汽温度而得以再次利用, 其所节约的能源相当于增加了一效蒸发器。

热力蒸汽再压缩示意图如图2所示。

1.3机械蒸汽再压缩 (MVR)

机械蒸汽再压缩是指从蒸发器出来的二次蒸汽, 经压缩机压缩, 其压力、温度升高, 热焓增加, 再将其送回到加热室当作加热蒸汽使用, 使料液维持沸腾状态, 而加热蒸汽本身则冷凝成水, 由于百分之百循环利用了二次蒸汽的潜热, 完全避免使用生蒸汽, 从而大大降低了能源消耗, 是新一代被广泛使用的一种蒸发节能新技术。

MVR的核心技术与部件是蒸汽压缩机的设计与制造, 目前被广泛使用的有容积式 (罗茨式、螺杆式) 压缩机和离心式压缩机。容积式 (罗茨式、螺杆式) 压缩机特别适用于蒸发量小于20 t/h的浓缩场合, 其技术成熟可靠, 国产化程度高, 造价比离心式压缩机便宜。离心式压缩机运转平稳可靠, 一般可连续工作1~3年不需要停机检修, 也可不用备机, 操作、维修费用低, 其主要用于蒸发量大于20 t/h的大型蒸发环境。但是离心式压缩机作为一种高速旋转的机器, 对材料、制造与装配均有较高的要求, 因而造价较高, 目前国外公司生产较多。

机械蒸汽再压缩示意图如图3所示。

2 膜法浓缩

膜法浓缩是采用膜孔的筛分原理有效截留大分子物质而仅让小分子物质和溶剂 (水) 通过膜, 从而达到浓缩大分子物质的目的。其与蒸发浓缩比较而言, 是一个纯粹的物理过滤过程, 没有液相到气相的相转变过程, 因此是最经济、最节能的浓缩方法, 目前已广泛应用于生物制药、食品饮料、化工、海水淡化等众多领域, 但由于需要克服截留物质所产生的渗透压, 所以一般适用于浓度不是很高、渗透压不大 (<6 MPa) 的浓缩场合。根据截留物质分子量的大小, 可以分为超滤、纳滤、反渗透浓缩。

膜法浓缩示意图如图4所示。

3 各种浓缩方式的性能比较

各种浓缩方式的性能比较如表1所示。

4 结语

设备配置及选型 篇11

关键词：辅助运输方式,设备选型,安全

1 矿井概况

神华宁夏煤业集团有限责任公司双马一矿位于宁夏回族自治区灵武市东南约60km处, 本矿井设计生产能力4.0Mt/a。本矿井采用斜井开拓, 为近水平煤层开采, 主要可采煤层倾角一般为0°~3°。采用综合机械化采煤, 综掘机掘进, 锚喷支护。

本矿井主要大巷为锚杆 (喷) 支护, 顺槽为锚网支护, 矿井主要辅助运输的物料为水泥、砂石、坑木、锚杆等, 主要运输的设备为采掘工作面装备和电器设备。根据矿井的开拓布置、开采顺序, 辅助运输系统设备选型应以初期达产时的运输距离为依据, 初期达产时运量、矿井初期最大运距为5.42km, 运输最大件为综采端头支架, 其质量为41.5t。

2 矿井辅助运输方式的选择

针对本矿井煤层赋存条件、开拓方式和开采特点, 下面将比较适宜本矿井连续辅助运输的防爆柴油机无轨胶轮车、防爆柴油机单轨吊机车、防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车等几种运输方式。

2.1 单轨吊机车运输系统

柴油机单轨吊车, 其特点是:体积小, 机动灵活, 运距不限, 通过巷道断面小, 转弯半径小, 可在分支线路自由运行, 其悬吊轨道延伸比较容易, 它可在多岔道长距离范围内运输, 可实现从井底车场甚至从地面 (斜井) 至盘区工作面的不经转载的直达运输。由于是吊挂式运输, 与巷道底板状况无关, 有效利用巷道断面, 运行阻力小, 效率较高。但是, 单轨吊车本身由于受巷道支护强度和稳定性以及巷道顶板状况的限制, 运行速度最大2m/s, 效率相对较低。因此, 本矿井不宜全矿井采用单轨吊运输方式, 但是首采工作面辅助运输顺槽由于角度大, 需要整体运输液压支架, 考虑总体运输工作量不大, 使用柴油机单轨吊运输系统。

2.2 防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车运输系统

防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车是在机车驱动轮的踏面上加一层胶质轮套, 从而增大了驱动轮与钢轨表面的粘着系数, 同时, 在机车上增设新的可靠的制动装置, 使机车的爬坡能力大大提高, 它可直接进入大巷和起伏不平的工作面运输巷和回风巷, 可在普通窄轨上运行, 便于井上、下的衔接, 运输材料、设备无需中间换装。但胶套轮齿轨机车运输系统对井下工作面设备的搬迁及其它大型设备的运输, 操作工艺复杂, 费时费力, 效率低, 对运输坡度的适应性差。由于煤矿井下巷道条件差, 湿度大, 易积水, 胶套轮机车运输难以适应, 为确保系统安全可靠, 本文不推荐防爆柴油胶套轮齿轨机车运输方案。

2.3 无轨胶轮车运输系统

无轨胶轮车机动灵活、方便快捷, 装卸方便, 特别适合高产高效矿井及沿煤层开拓的多分支巷道;便于采掘工作面的设备搬迁, 工作面搬家时间短, 运输效率高, 占用人员少, 且目前普通无轨胶轮车的开发制造已基本国产化, 可以满足矿井生产中的中小设备、材料及人员运输要求, 基本解决了依赖进口的难题。但无轨胶轮运输存在车体较宽, 行驶速度较快, 要求巷道有较宽的安全间隙, 还要设置必要的会让车点和转弯硐室, 对巷道底板的硬度和不平度都有较高的要求, 要求巷道有较大的垂直弯道半径。初期设备、矿建投资较高, 但运行费用低。

经上述综合分析比较, 结合国内在用辅助运输系统的实际情况, 鉴于本矿井为近水平煤层, 煤层倾角小, 巷道的坡度一般不大于6°, 采掘设备质量大, 采、掘推进速度快, 要求工作面搬家倒面时间短。因此, 无轨胶轮车连续运输方式无疑为首选的辅助运输方式, 该运输方式除一次性投资高外, 系统维护工作量少, 运行速度快、能力大、效率高, 为有效利用工时、提高工效及实现快速采掘创造了有利条件, 故本矿井辅助运输方式主要采用柴油机无轨胶轮车连续运输系统。辅助运输系统为:地面→副斜井→辅助运输大巷→工作面辅助运输顺槽→采掘工作面。

3 无轨胶轮运输车设备选型方案

3.1 中、轻型无轨胶轮车选型

对于中、轻型无轨胶轮车运输设备, 考虑了全部引进防爆柴油机多功能矿用运输车、全部选用国产无轨胶轮运输车和主要运输设备引进与部分运输设备国产相结合的三种方案。全部引进防爆柴油机多功能矿用运输车, 能一车多用, 通过配备不同的拖车车厢, 可用来运输人员、材料、大型设备部件和小型设备等, 机动灵活, 性能优良, 使用可靠, 多个矿井已有使用, 效果较好, 但鉴于本矿井开采范围大, 需用无轨胶轮车较多, 若全部采用进口车辆, 矿井初期投资较高;若矿井全部选用国产无轨胶轮运输车, 虽然初期投资较少, 但目前国产无轨胶轮车, 有些产品可靠性较差, 故障率较高。鉴于上述原因, 本矿井无轨胶轮车选用进口和国产设备相配合的使用方案。

(1) 为了便于井下某些散装物料的运输, 方便卸载, 设计选用国产WC5型5t矿用低污染防爆柴油机无轨胶轮车和WC5型5t防爆柴油机自卸无轨胶轮车。WC5型5t防爆胶轮车配备65kW防爆柴油机, 主要技术参数为:额定装载质量5000kg, 满载行驶速度7.5~36km/h, 最大行驶坡度14°, 最小转弯半径:外缘7.2m, 内缘3.8m。

(2) 运送人员:设计选用WC20R型国产防爆运人胶轮车。

WC20R型防爆运人胶轮车配备60kW防爆柴油机, 采用全金属封闭客厢, 整体高度低, 承载能力大, 转弯半径小, 其主要技术参数为:额定装载20人。满载行驶速度7.5~28km/h, 最大纵向行驶坡度16°, 最大横向行驶坡度7.0°, 最小转弯半径:外缘6.6m, 内缘3.5m。

(3) 考虑长材料、重量不同材料, 设计配备部分WqC2J型加长平板式防爆胶轮车和国产WC8型8t矿用低污染防爆自卸无轨胶轮运输车。WC8型8t矿用低污染防爆自卸无轨胶轮运输车配备85kW防爆柴油机, 其主要技术参数为:额定装载质量8000kg, 重车满载行驶速度7~30km/h, 最小转弯半径:向内3.5m, 向外6.9m, 最大纵向行驶坡度15°, 最大横向行驶坡度7.5°。

(4) 为了便于井下生产调度指挥、紧急抢修时运送检修人员及小型设备等, 设计选用国产WqC2J型2t双排座5人生产指挥防爆胶轮车, 配备50kW防爆柴油机。其主要技术参数为:额定装载质量1500kg, 可乘座5人, 重车满载行驶速度7~30km/h, 最大纵向行驶坡度13.5°, 最大横向行驶坡度7.0°, 最小转弯半径:向外7.0m。

3.2 各种中、轻型无轨胶轮车的数量配置

根据本矿井的巷道坡度, 井下各辅助运输巷道坡度为0°~6°, 并根据本矿井中、轻型无轨胶轮车选型方案, 设计胶轮车运行速度如下:

井下各辅助运输巷道:重车运行速度15km/h, 空车运行速度23km/h;井下弯道段及其它有要求慢行段:空、重载均取3~7km/h;井下运输大巷、工作面顺槽 (α=0°~2°) 运行速度:重载取18km/h, 空载取25km/h。经计算, 矿井初期达产时的中、轻型无轨胶轮车台数, 考虑到车辆种类不同、运输不均衡系数及备用量, 中、轻型无轨胶轮车具体数量如下:

(1) 选用国产WC5型矿用低污染防爆柴油机5t自卸式防爆胶轮车20台。

(2) 运送人员:设计选用国产WC20R型20人防爆运人胶轮车20台。

(3) 运送长材料、稍重设备, 选用国产WC5型加长平板式防爆胶轮车10台, 国产WC8型8t矿用低污染防爆自卸无轨胶轮运输车10台。此外, 另设计选用国产QL6490GLS生产指挥防爆胶轮车2台。中、轻型无轨胶轮车运送物料、矸石、小型设备均不用转载, 可直达运输。

3.3 铲运车、特种车辆、专用车辆配置