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[關鍵詞] 循環系統疾??;預防;治療
[中圖分類號] R54 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2012)04-0034-03
The prevention and control of the circulation system disease
ZHANG Hongyan1 LOU Bin2 WANG Jing1
1.Department of Cardiology, Second Affiliated Hospital of Mudanjiang Medical University in Heilongjiang Province,Mudanjiang 157001,China; 2.Department of Urology, Affiliated Hospital of Mudanjiang Medical University in Heilongjiang Province,Mudanjiang 157001,China
[Abstract] Analysis of prevention and treatment of disease of the circulatory system. Disease of the circulatory system is threatening human health and diseases,it accounts for a larger proportion in the internal medicine disease,sometimes it is very serious. The obvious effect of patient labor force,and even lead to higher case fatality rate. Therefore,positive for its prevention and treatment, which has the extremely vital significance to guarantee the people’s health and the maintenance of social productivity.
[Key words] Disease of the circulatory system;Prevention;Treatment
循環系統由心臟、血管和調節血液循環的神經、體液機構組成。循環系統疾病包括心臟和血管病,合稱心血管病。原發性高血壓(primary hypertension)和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(簡稱冠心病,CHD)是最常見的病種;心絞痛和心肌梗死是CHD中最常見的類型,近年來提出的急性冠脈綜合征(ACS)包括了不穩定型心絞痛(UA)、非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI)及ST段抬高心肌梗死(STEMI);心律失常的種類繁多、發生機制各異,可發生于CHD、風濕性心臟瓣膜病、高血壓性心臟病、心肌病、心肌炎等各種心臟病患者。以下我們逐一進行討論。
1病因的防治
許多循環系統疾病的病因和發病機制已明確闡明,考慮對其防治,首先應著重病因的預防和治療。積極治療原發病,將使相關的心臟疾病減少甚至不再出現,例如貧血性心臟病、甲亢性心臟病、甲減性心臟病、糖尿病性心臟病、感染性心內膜炎、梅毒性心臟病、腳氣病性心臟病、維生素B1缺乏性心臟病等;積極控制急性鏈球菌感染和積極治療風濕熱,風濕性心臟瓣膜病可以得到預防;慢性肺源性心臟病也可通過有效地防治慢性支氣管炎而減少。
2控制危險因素
有些循環系統疾病的病因和發病機制還未完全了解甚至不太明確,如CHD、高血壓、心肌病等,對于其防治存在困難,目前對這些疾病的防治主要在于針對其危險因素和可能的發病因素。舉例說明,動脈粥樣硬化危險因素的控制:治療高脂血癥、高血壓、糖尿病,戒煙限酒、減輕體重、避免勞累、避免情緒激動、防止感染、改善睡眠等,做到這些可以降低動脈粥樣硬化及其并發癥的發生,如果長期應用他汀類藥物,對CHD的防治更是起到非常重要的作用。
3各種疾病的藥物治療
3.1高血壓的治療
降壓藥物種類很多,各有其特點,目前趨向于作用持久、服用次數減少的長效制劑[1],以方便患者服用。常用的降壓藥物有:①利尿降壓藥:氫氯噻嗪、螺內酯、呋塞米等;②β受體阻滯劑:酒石酸美托洛爾、琥珀酸美托洛爾、比索洛爾等;③血管緊張素轉換酶抑制劑:卡托普利、依那普利、貝那普利、賴諾普利等;④血管緊張素II AT1受體阻滯劑:纈沙坦、厄貝沙坦等;⑤鈣離子拮抗劑:硝苯地平、非洛地平、氨氯地平等;⑥α受體阻滯劑[2]。治療高血壓病的藥物種類不斷增多,現在還常用血管擴張劑靜點來達到降壓的效果[3],如硝普鈉、硝酸甘油、酚妥拉明或地爾硫■等;復方制劑:復方降壓片、復方羅布麻片;中藥制劑:珍菊降壓片[4]。根據病情合理使用降壓藥物,使血壓維持在正常或接近正常水平,對減輕癥狀,延緩病情進展以及防止腦血管意外、心力衰竭及腎功能衰竭等并發癥都有作用。治療應從小劑量開始,逐步遞增劑量,長期規律聯合用藥;同時改善生活行為,減輕體重、減少鈉鹽攝入、補充鈣和鉀、限制飲酒、不吸煙,注意勞逸結合,保持足夠的睡眠,適當鍛煉身體,并避免情緒激動,使高血壓的治療更有效、更合理[5]。
3.2 CHD的治療
對心絞痛患者的藥物治療,最基本的就是硝酸酯類[6],具有擴張冠狀動脈、改善心肌供血的作用;β受體阻滯劑具有阻斷擬交感胺類對心率和心收縮力受體的刺激作用,減慢心率、降低血壓,減低心肌收縮力和氧耗量,從而緩解心絞痛的發作;血小板聚集抑制劑(常用阿司匹林)及低分子肝素抗凝劑的應用預防血栓[7];鈣通道阻滯劑抑制鈣離子進入細胞內,也抑制心肌細胞興奮收縮偶聯中鈣離子的利用,因而抑制心肌收縮、減少心肌氧耗,擴張冠狀動脈、改善心內膜下心肌的血供,常用制劑:硝苯地平、地爾硫■等;他汀類調脂藥物在預防動脈粥樣硬化的同時,有保護血管內皮的功能,主張長期服用[8]。
對心肌梗死患者保守用藥時與心絞痛基本相似,對急性心肌梗死患者囑其絕對臥床、持續低流量吸氧,進行心電和(或)血流動力學的監護,并及時處理心律失常、心源性休克和心力衰竭等并發癥;如有條件及早進行冠狀動脈造影、急診經皮腔內冠狀動脈成形術(PTCA)[9]或兼安置支架[10];如條件不允許時,提倡早期溶栓再灌注治療,常用溶栓劑:尿激酶,新型溶栓劑:基因重組組織型纖溶酶原激活劑(rt-PA)[11],以上治療已顯著提高了治療的成功率、大大提高了患者的存活率。
中醫治療也取得了不少成績,用活血化瘀、通絡止痛,滋陰益腎、養心安神等中醫治則,單味中草藥如丹參、川芎、葛根、麝香、銀杏葉等制劑;復方中草藥如冠心蘇合丸、通心絡膠囊、腦心通膠囊、復方丹心滴丸、冠心丹參滴丸、芪參益氣滴丸、麝香通心滴丸等[12],在治療冠心病心絞痛和心肌梗死中收到很好的效果。
3.3心律失常的治療
應注重基礎病的治療和心律失常的預防,重視藥物的副作用和致心律失常的作用,藥物治療應針對癥狀和預后,治療方案應逐步標準化。期前收縮:選擇莫雷西嗪、美西律片、普羅帕酮、美托洛爾、胺碘酮等,其中對于室性期前收縮的患者,也可選擇利多卡因、苯妥英鈉[13];對于一些快速性心律失常:選用β受體阻滯劑(美托洛爾、比索洛爾)、維拉帕米[14]、地高辛、胺碘酮、地爾硫■等;緩慢性心律失常:選用阿托品、氨茶堿、異丙腎上腺素等。以上藥物在應用的同時都有致心律失常的不良反應,用藥時要予以注意。如果藥物效果不明顯,電子儀器(包括電復律器、人工心臟起搏器和埋藏式自動除顫復律起搏器等)及其他新技術,如介入射頻消融術[15]和外科手術治療的發展和應用,為治療嚴重心律失常提供了有力的武器。
多年的臨床研究發現很多中藥都有較好的抗心律失常的作用,目前研究較多的苦參、黃連、常山、甘松、人參、麻黃等,在應用中未發現明顯的不良反應;中成藥穩心顆粒[16]、寧心寶、參松養心膠囊[17]等在臨床中用于治療心律失常取得了滿意的效果。
3.4心力衰竭的治療
對心力衰竭患者在治療基礎疾病的同時,首先消除其誘發因素,如積極控制急性呼吸道感染、積極降低血壓、有效治療糖尿病、積極糾正心律失常、有效減慢心室率、降低心臟負荷等;治療心力衰竭的傳統方案是強心、利尿和血管擴張劑治療[18],目前強心藥物除洋地黃外,還有許多新型非洋地黃類正性肌力藥,如擬交感胺類的多巴胺和多巴酚丁胺,作用強而起效快的袢利尿劑和靜脈用血管擴張劑[19],使急性左心衰竭的治療更為有效;近年來主張常規應用血管緊張素轉換酶抑制劑(如卡托普利、依那普利、貝那普利等的應用)[20]及β受體阻滯劑[21],不僅有效地緩解心力衰竭患者的癥狀,而且可能延長壽命,在心力衰竭治療中的地位得以確立。
中醫治療心力衰竭在臨床上已經取得了可喜的進展,具有從多途徑、多環節、多靶點治療心力衰竭的特點和治療效果好、且毒副作用小的優勢。祖國醫學認為心力衰竭主要是心臟自病或其它臟病引起,病位在心,涉及腎、脾、肺諸臟器。治療方法:益氣活血法、溫陽利水法、益氣養陰法、瀉肺逐水法[22],單味中草藥如太子參、麥冬、茯苓、車前子、赤芍、桃仁、柴胡、當歸、川芎、黃芩、黨參等制劑有效;中成藥芪藶強心膠囊在臨床上用于心力衰竭患者甚為廣泛,療效顯著。
目前,循環系統疾病在國內外都受到重視,對本系統疾病的防治和研究被列為醫學界的主要任務之一[23]。研究心血管病的病因、發生機制,從而提供新的預防和診治方法,以便有預見性、針對性地選擇恰當的治療方案以提高治療效果、降低死亡率。
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【關鍵字】水泵;循環系統;自動控制;應用
前言
采用PLC自動控制水泵循環系統能夠根據水站的用水特點實現水泵的自動化控制,進而提高循環供水的供水性能和可靠性。下面我們通過舉例某工廠的水泵循環系統采用PLC自動化控制保證工廠用水需求。
1 數據自動采集與檢測
PLC自動控制水泵循環系統具有各項參數的自動采集與檢測功能,可將檢測的數據分成兩類:模擬量數據和數字量數據。
1.1 模擬量數據
模擬量數據包括:水位、電機工作電流、水泵軸溫、電機溫度、流量。
1.2 數字量數據
數據量數據包括:水泵高壓啟動柜真空斷路器和電抗器柜真空接觸器的狀態、電動閥的工作狀態與啟閉位置、真空泵工作狀態、電磁閥狀態、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力。
數據自動采集是利用可編程控制器PLC控制模塊實現對傳感器檢測到的各項數據進行編程,通過計算數據值是否與設定值相符完成數據準確度的判斷。模擬量數據可通過A/D轉換成數字信號供PLC控制模塊識別和編輯,實現自動化控制水泵循環系統。
2 自動控制水泵循環系統的功能及特點
(1)采用PLC自動控制程序可將水泵循環系統分段控制,程序結構根據供水與排水需求設計程序性能。程序設計要簡單、清晰、明確。
(2)自動控制水泵循環系統具有水壓及水位的檢測功能,根據水壓及水位的變化開啟或者關閉水泵,進而能夠使水泵不至于超負荷運轉。另外,當水位或者水壓低于設定標準時,可增加水泵數量,當水位水壓超過設定值時,可減少水泵數量。
(3)自動控制水泵循環系統具有水泵優先選擇功能,就近選擇保證供排水及時。
(4)自動控制水泵循環系統可根據用電負荷調節水泵工作泵數和開關時間,在確保供排水正常的情況下,在用電高峰時期可減少水泵數量。
(5)自動控制水泵循環系統能夠根據水位的檢測信號判斷出水位的上升或者下降率,進而計算出供排水時間和用泵數量之間的關系,合理調配水泵數量。
(6)自動控制水泵循環系統安裝有觸控顯示屏,可實時顯示水位信息和設備的各項參數,如水壓、電壓、溫度等,當某項信息錯誤時,會出現紅色預警信號。
(7)自動控制水泵循環系統具有通訊接口,能夠實現PLC與各項設備之間的通訊,并且可配置網絡設備實現水泵循環系統遠程控制。
(8)自動控制水泵循環系統保護功能
1)超溫保護功能:當水泵循環系統中的某個水泵長時間運轉,會導致水泵溫度升高,最終導致水泵使用壽命降低。因此,超溫保護功能是當出現水泵溫度值超限PLC會發送訊息給顯示屏,提示溫度超限,并可控制關閉此泵開啟另一水泵。
2)流量保護功能:水泵運行過程中,受到外界影響使水泵出水量不能達到設計標準,或者水泵設備出現故障水泵出水量超過設計標準,則開啟流量保護裝置,停止該水泵工作,并開啟備用水泵。
3)電動機故障保護功能:水泵供電穩定性是水泵循環系統正常運轉的關鍵,PLC控制系統可監測到水泵電壓值,當出現不穩定狀況是可開啟電壓保護裝置,防止電氣故障造成的水泵停止。
4)電動閘閥故障保護功能:當自動控制水泵循環系統出現電流過載、短路、漏電、電動閘閥故障問題,自動控制系統可進行自動斷電,確保人及財產安全。
(9)自動控制水泵循環系統具有全自動控制、半自動控制、手動控制三種工作方式。
3 自動控制水泵循環系統的應用實例
為某農田排澇系統設計安裝自動控制水泵循環系統,其是由6臺37千瓦水泵構成,水泵可輪流工作,根據水泵循環系統進水量和水位 自動調節水泵開啟數量,進而能夠保證農田水位保持在相對水平線上,保證農田給水與排水正常。
3.1 自動控制水泵循環系統設計要求
(1)水泵啟動數量和更換時間要根據排澇系統的進水量和水泵運行時間來確定,水泵數量要根據水池水位標準進行確定,更換時間根據水泵運行新能進行確定。
(2)農田排澇系統設計安裝自動控制水泵循環系統無需全部水泵同時工作,水泵增加一臺則需減少一臺,每個水泵的工作周期要保證相同,避免水泵超負荷運轉,降低使用壽命。當出現某一水泵工作異常時,可自動停止該水泵,并補充新水泵進行運轉。每個水泵都有其工作運轉的周期,避免資源的浪費。
(3)自動控制水泵循環系統配置有電壓穩定系統,保證水泵通電穩定,排除水泵頻繁啟動的故障。水泵在啟動時,要進行系統自檢,保證水泵能夠可靠運行。設置最低水位保護控制和最高水位獄警功能。
3.2 自動控制水泵循環系統結構
自動控制水泵循環系統要求具有可編程控制器PLC控制模塊,水泵電源電壓穩定模塊、顯示器、模擬輸入與輸出模塊、控制開關模塊和數據顯示儀表及其他輔助模塊。
(1)可編程控制器PLC控制模塊
可編程控制器PLC控制模塊可以對水泵循環系統進行有效控制,其通過指令的接收與發送實現水泵的正常運轉。所以,可編程控制器PLC控制模塊的穩定性和高效性是自動控制水泵循環系統的關鍵。
(2)水泵電源電壓穩定模塊
水泵電源電壓穩定模塊可以保證水泵循環系統供電的穩定性,水泵電源電壓穩定模塊具有功率預留功能,當出現電壓問題,功率余量可保證系統正常運行一段時間,用來為供電檢修提供時間。
(3)顯示器
顯示器采用觸控屏,可實現人機互動,顯示屏可顯示水泵循環系統的各項參數信息,當出現某項信息錯誤時,會出現紅色預警信號。
(4)模擬輸入與輸出模塊
模擬輸入與輸出模塊可以為可編程控制器PLC提供信息的輸入與輸出,能夠保證信息輸入輸出的穩定性,并且其具有電池波隔離新能。
(5)控制開關模塊
控制開關模塊接收到控制指令后可完成水泵循環系統中各水泵的開啟與關閉。
(6)數據顯示儀表
數據顯示儀表可以向可編程控制器PLC正確反映水泵循環系統中水泵等設備的運行狀態,儀表顯示的數據準確性是確保信息的正確的關鍵。
(7)其他輔助模塊
其他輔助模塊包括系統自檢、系統維護、系統恢復等,可保證自動控制水泵循環系統具有自我修復能力。
4 結束語
自動控制水泵循環系統節能高效,可以應用在各種環境中,通過可編程控制器PLC實現軟件控制系統硬件工作形式,在相同水泵循環系統中,設定不同的參數,可實現不同的控制方式,進而節約投資成本,提高水泵循環系統利用效率。自動控制水泵循序系統的應用領域非常廣泛,可應用于各大鋼廠用于冷卻還可用于農田水利用于灌溉等,具有很高的應用價值。
參考文獻:
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關鍵詞:乙二醇;循環系統;再生工藝;研究
一.前言
在乙二醇循環系統中,重點是乙二醇的再生問題。乙二醇再生效果的好壞,直接關系到天然氣處理工藝是否能夠正常運行和產品氣的質量。針對乙二醇循環系統再生工藝研究進行深入的研究和探討。
二.傳統再生工藝
1.工藝概況
乙二醇循環再生系統是油氣初加工淺冷裝置運行中必備的輔助系統,傳統的再生方式,乙二醇再生塔塔底重沸器熱源一般靠過熱蒸汽提供;乙二醇富液進入乙二醇再生塔塔頂預熱,再進入貧富乙二醇換熱器,與塔底出來的貧乙二醇溶液換熱后;進入閃蒸罐閃蒸,除去富乙二醇溶液中攜帶的液烴;閃蒸罐出來的乙二醇溶液過濾后進入再生塔進行再生。其工藝流程如圖1。
2.傳統工藝存在的問題
傳統工藝存在以下三個方面的問題:
2.1當蒸汽管網負荷變化時,造成重沸器加熱溫度波動,導致再生系統運行不正常,影響制冷系統的運行。
2.2根據大慶油田天然氣公司的淺冷裝置的運行情況,夏季乙二醇再生熱量只需20~30kW,運行6t蒸汽爐顯得大馬拉小車,蒸汽爐負荷率極低,鍋爐效率只有52%。
2.3重沸器所需熱源較小,蒸汽以氣態形式回到水箱,造成大量蒸汽放空,熱網漏氣損失高達57.7%。
3.應用情況
淺冷裝置是大慶油田天然氣公司主要輕烴回收裝置,其中乙二醇再生系統再生效果是影響裝置運行平穩性和產品產量的主要因素。大慶薩、喇、杏油田油氣處理系統早期采用傳統工藝再生乙二醇,用蒸汽作為乙二醇重沸器的供熱系統,但維修、維護及運行成本比較高,能源利用率低,供熱系統的熱效率不到30%。
三.含分流脫鹽流程的MRU新工藝
MRU為閉式循環,陸上MRU系統主要為再生型MRU,其主要目的是蒸發水分,得到適當濃度的貧MEG。因此,所有鹽離子將在MRU內部不斷累積,部分隨貧液進入下游流程。由于再生溫度較高,長期運轉后,鹽離子會在重沸器及換熱器表面結垢,導致熱效率降低以及嚴重的腐蝕問題。根據國外文獻資料,已有多起由于地層水含鹽而導致的MRU設備結垢、堵塞、嚴重腐蝕而導致系統關停,甚至引發海管凍堵的案例。一旦發生海管凍堵,不僅解堵費用高昂,由停產引起的經濟損失更大。對于不同濃度的MEG水溶液,其鈉鹽的溶解度也是不同的。只有當鈉鹽含量低于6-7wt%(60g/L)時,MEG溶液中的鹽才可能處于不飽和狀態。而高于此濃度時,即會有鹽析出的風險。根據工程經驗,工程設計中,推薦MEG貧液中鹽含量宜小于30g/L。
綜上,傳統的陸地再生型MRU流程不能適應海上氣田開發,海上MRU系統考慮脫鹽流程非常必要。目前,國內適用于海上氣田,含脫鹽工藝的MRU技術剛剛起步。而國外此方面的技術也處于發展之中,只是掌握在少數幾個廠家手中。中海油某海上氣田項目采用了含分流脫鹽的負壓閃蒸乙二醇再生回收新工藝。與傳統陸上處理流程相比,該工藝首次采用了脫鹽流程,首次完成滿足臺風無人運行模式的流程設計,創新采用新型換熱器,滿足含鹽介質的運行,及能耗和空間的最優化。
含分流脫鹽流程的負壓閃蒸乙二醇再生回收新工藝流程主要包括預處理單元、脫水單元和脫鹽單元三個部分。水下井口產出的濕氣與MEG經水下海管輸送至平臺上部,通過三相分離器,分成油、氣、水三相。MEG主要存在于水相中,即MEG富液。MEG富液中除水和MEG外,還含有部分烴、CO2、鹽和雜質。其中,鹽分為一價鹽和二價鹽,一價鹽主要為鈉鹽,而二價鹽則主要為Ca2+,Mg2+,Fe2+等。根據其特性不同,本流程中將二者區別處理。
在預處理單元,其核心設計流程為:將乙二醇富液加熱,注入NaOH和Na2CO3 等堿性藥劑,將乙二醇富液中的Ca2+、Mg2+ 等提前沉淀,防止乙二醇在下游的再生塔、重沸器等設備處沉淀結垢,保證設備的平穩運行;同時防止因絡合物生成而使乙二醇溶液黏度增大,影響泵、換熱器效率以及脫鹽效果。脫除后的二價鹽送回陸地處理。
從預處理單元出來的富液進入脫水單元(即再生單元)進行再生處理。脫水單元為常規設計,不再贅述。
根據工程經驗,海上氣田貧MEG溶液中的含鹽量控制指標為小于30g/L。因此,脫水單元得到的貧MEG溶液只有一定比例的流量進入脫鹽單元,即分流脫鹽。另一部分含鹽貧MEG則直接去產品冷卻器進行冷卻。脫鹽單元的主要設備為負壓閃蒸分離器。在負壓條件下,MEG加熱到較低溫度時既可達到氣化狀態,從閃蒸分離器頂部逸出,經冷凝后回收可得到不含任何鹽的貧MEG溶液,與含鹽貧液一起經冷卻器冷卻,得到最終的貧MEG產品。而一價鹽則從閃蒸分離器底部排出,經離心機分離,回收MEG和水,鹽則經過水溶解后進入生產水處理系統進行進一步處理。
四.結束語
總之,隨著乙二醇再生工藝的不斷優化,解決了乙二醇再生時重沸器加熱溫度波動、熱能損失大、乙二醇發泡、乙二醇耗量大等問題,另外在再生系統中加入阻垢劑雖然能避免結垢,但是阻垢劑反過來亦會影響乙二醇的再生,因此,針對乙二醇循環系統再生工藝研究進行深入的研究和探討是有著十分重要的意義。
【關鍵詞】阻力分析;熱源阻力;除污器阻力;熱用戶阻力
1 熱源阻力
供熱系統的熱源有兩種形式,一是熱水鍋爐直接供暖,另一種是換熱器換熱間接供暖。
1.1鍋爐
供熱系統中使用的鍋爐大多是熱水鍋爐,根據其額定發熱量的大小分為7MW、14 MW、29 MW、58 MW等多種規格,根據其熱媒參數應用較多的是95/70℃、115/70℃兩種參數的鍋爐。鍋爐在通過額定水量的情況下,其阻力應在40~80Kpa之間。在供暖實際運行中,鍋爐的阻力經常超出此范圍,造成鍋爐阻力增大的原因主要是鍋爐通過的實際水量大于其額定的循環水量。
在鍋爐的銘牌參數里,并不提供額定循環水量的數據,鍋爐的額定循環水量可按下式計算:G=860Q/CΔt
其中:G 理論溫差下鍋爐的循環水量,即額定循環水量,單位m3/h;
Q 鍋爐的額定發熱量,也即額定功率,單位Mw;
Δt 鍋爐的額定進水溫度與出水溫度之差,單位℃;
860 單位換算系數;
假定鍋爐在設計流量下運行,取額定阻力為0.05Mpa,對115/70℃和95/70℃鍋爐,其在20℃溫差下實際運行阻力分別是ΔP115sj=ΔP115 ed× G202/ G202=0.05×3012/1342=0.252Mpa;ΔP75sj=ΔP75 ed× G202/ G202=0.05×3012/2412=0.078Mpa,由上述計算可以看出,兩種不同的鍋爐在溫差發生變化(即流量產生變化)時其阻力分別增大了0.202Mpa和0.028Mpa。
如果不能采用變頻技術(例如受原設計水泵選型的影響,并因為技術條件的限制),或者受外網設計的影響(外網設計過于安全,余量過大,單純進行量調節可能引發嚴重的水力失調),可以在供暖系統上采取適當的措施,如在計算分析的基礎上,在鍋爐房內設置鍋爐旁通管道,其管徑應經過詳細的水力計算后選擇,旁通管路上適宜采用流量控制閥、調節閥,不宜采用碟閥、閘閥等具有快開流量特性的閥門,以防止難于調節。同時系統干線應安裝流量計進行監測,根據流量計的指示進行旁通閥門的開度調節。但是應該注意,一定要對系統的干線總流量的監測,其數值應在系統循環泵的特性曲線允許范圍內,其流量值應接近離心式循環泵的最佳流量點,以保證其在最佳情況下運行,否則如果系統流量超出水泵特性曲線的最高值,將引起循環泵出現超負荷現象,嚴重的將損壞水泵。
1.2換熱器
水換熱供熱系統中比較常用的換熱器是平面板式換熱器,其本身對于熱媒參數和循環流量的要求不像鍋爐那樣嚴格,但過高的循環流量同樣會引起換熱器阻力的增加,影響外線用戶端,其阻力增加的規律基本與鍋爐的規律相近。
1.3 除污器
除污器安裝在循環泵進口前,目的是清除管道中的雜質保證水泵和鍋爐的運行安全。除污器的阻力一般在0.02Mpa左右。除污器阻力增大的原因主要是:(1)除污器堵塞;(2)除污器自身的不足,如除污器的過濾孔板通流面積過小,將使除污器的阻力顯著增大。
1.4循環泵進出口阻力
水泵進出口阻力的大小取決于進出口上各種水力元件的特性和進出口管道的特性,管道沿程的阻力遵循如下公式:ΔP=6.88*10-3(k0.25) G2/ρDn5.25,也即同樣與流量(流速)的平方成正比例關系。由此可知,對水泵進出口的管徑進行適度的增加,進出口管道上采用的水力元件盡量采用阻力系數較小的部件,將有效的減少這部分阻力,從而節省電能,提高外線的循環效果。尤其是有的離心式水泵的進出口口徑不一致時,對出口進行適度的擴徑就更加必要。
2 熱用戶
對供暖單位而言,一般情況下與熱用戶界限的劃分是以進戶井為界,面向負載,井內閥門以外的屬于熱用戶系統。對一般住宅來說,室內系統形式不同,其阻力大小是不同的,一般在進行外線設計的估算時,用戶系統的阻力考慮在0.03~0.05Mpa左右,近年來新建的用戶系統基本都是分戶控制形式,由于分戶控制系統不能充分利用系統的自然循環壓頭,且其折算的管徑和局部阻力系數都要比上供下回式系統略大,因此其系統阻力要比傳統的上供下回式大,對于用戶室內的低溫地熱輻射采暖系統,其系統阻力將進一步增大,達到接近0.08Mpa。這是筆者在工作實踐中實際得出的數據。
3 閥門井
閥門井作為連接用戶和外線管道的中間環節,傳統的做法是井內設置供、回水閥門和過濾器,一般過濾器在運行一個采暖期后都在檢修的過程中逐步的拆除,閥門井內的阻力一般在0.02Mpa左右。大面積的集中供熱很容易出現水力失調,造成近熱遠冷的現象,這讓很多的供暖單位分外頭疼,于是近年來各種新型的水力控制元件陸續出現,比如自力式流量控制閥。該閥要求有比較大的落差才能正常的工作,在供熱系統的各個分支資用壓頭差別不大卻能夠造成水力失調的時候,其是不能有效起作用的。因此,加工精良的傳統調節閥只要精心操作也能夠很好的起到調節水力失調的作用。
4 結論
供暖系統的阻力狀況直接決定供暖單位設備運行時的能耗狀況,決定供暖運行的實際效果,因此對供暖系統的各種阻力,在設計和施工及運行中應給予足夠的重視,合理控制其數值,以有效的減少運行費用,提高運行的經濟性和用戶使用效果,但是也要避免高估冒進,留出過大的余量,否則將導致初投資急劇增加,于供熱單位也不利。對于鍋爐房內部,其阻力值適宜控制在0.08Mpa以下,外線和進戶井阻力一般控制在不超過0.1Mpa(與外線長度有關),用戶內部控制在0.05Mpa左右,這樣的阻力分配是比較合理的,也能夠滿足絕大多數供暖企業的運行要求,并有適度的超前。
關鍵詞:供熱系統 變頻技術 節電改造
2008年始,國家在加快淘汰落后生產能力,全面實施節能減排重點工程,突出搞好重點企業節能減排,推進節能減排科技進步方面加大力度。我們的供熱企業成為節能減排工作的重點。
在最早的城市集中熱水供熱系統中,通常使用的熱水循環系統是定流量循環系統,而無論末端負荷需求有怎樣的變化,循環流量始終維持恒定。
冬季,極端寒冷天氣的天數是有限的,而采暖系統的設計則必須保證在極端寒冷的氣候條件下熱用戶的舒適溫度。因此,在初、末寒等絕大多數的時間里,循環水泵的水系統處于大流量、小溫差運行工況,水泵運行效率低、熱量輸送效率低。
如果能夠根據建筑物內的實際熱負荷需求來動態調整循環泵的流量,既能保證建筑物內的舒適溫度,避免由于外界溫度變化造成室內的溫度波動,又能有效地節省大量的電能。此外,對于純辦公樓類型的建筑物,深夜往往沒有人員辦公,如果在無人辦公的時間內適度降低供暖量,將能在保證基本溫度需求的前提下,節省大量的電能和熱能。
一、熱水供熱系統的供熱調節方法
在城市集中熱水供熱系統中,供暖熱負荷是系統的最主要的熱負荷,甚至是唯一的熱負荷。因此,在供熱系統中,通常按照供暖熱負荷隨室外溫度的變化規律,作為供熱調節的依據。供熱(暖)調節的目的,在于使供暖用戶的散熱設備的放熱量與用戶熱負荷的變化規律相適應,以防止供暖熱用戶出現室溫過高或過低。
根據供熱調節地點不同,供熱調節分為集中調節、局部調節和個體調節三種調節方式。集中調節在熱源處進行調節,局部調節在熱力站或用戶入口處調節,而個體調節直接在散熱設備處進行調節。集中供熱調節容易實施,運行管理方便,是最主要的供熱調節方法。但即使對只有單一供暖負荷的供暖系統,也往往需要對個別熱力站或用戶進行局部調節,調整用戶的用熱量。
集中供熱調節的方法,主要有下列幾種:質調節,即改變網路的供水溫度;分階段改變流量的質調節;間歇調節,即改變每天供暖小時數;質量-流量調節,即同時改變網路供水溫度和流量,進行集中供熱調節。
二、變頻技術的節電原理
在供暖期,用戶熱負荷隨室外溫度的變化而變化。為保證供暖質量,滿足使用要求,并使熱能制備和輸送經濟合理,必須對供暖系統的運行工況進行調節。集中調節是供熱調節簡便易行和重要的手段。當室外溫度高于供暖室外計算溫度時,利用循環水泵的變頻調節改變熱網循環流量,可有效地降低供暖系統的輸送能耗。循環水泵變頻運行的節能性已被業界認可。采用正確的變頻控制策略是實現變頻節能的重要前提和基礎。
1.變頻器的節電作用
為解決換熱站資用壓頭不足的問題,傳統定速泵加流量調節閥方式通過選擇合適的定速水泵并在相應用戶處加裝流量控制閥來實現流量的調節。但此種調節方式本質上增加了用戶支路的阻力,使水泵的能耗增加,總體運行費用也相應提高,因此這種調節方式的實現是以更多的能耗為代價的。液體管網系統的性能曲線H=SQ2(H為揚程、S為阻抗、Q為流量)如圖1所示。
1,2,3―管網初始狀態的性能曲線和調節后阻力增減的性能曲線;4―泵的性能曲線。
當關小管網中的閥門時,阻力增大,管道性能曲線變陡為曲線2,工況點移到B,相應的流量由QA減至QB。當開大管網中的閥門時,阻力較小,管路性能曲線變緩為曲線3,工況點移到C點,相應流量增為QC。由于閥門關小額外增加的壓力損失為ΔH=HB-HD。因為原來管路中流量為QB時需要的壓頭是HD。相應多消耗的功率為:ΔP=QBΔH/ηB。因此由于關小閥門增加了閥門阻力,從而額外增加了壓力損失,是不經濟的。
生產中,對水泵、風機常用閥門進行節流調節,增加了局部阻力,電機仍舊以額定速度運行,這時能量消耗較大。風機泵類通用設備的用電占電動機用電的50%左右,那就意味著占全國用電量的30%。采用電動機變頻調速來調節流量,比用擋板閥門之類來調節,可節電20%~50%,如果平均按30%計算,節省的電量為全國總用電量的9%,這將產生巨大的社會效益和經濟效益。
如果用變頻器對泵類設備進行調速控制,用變頻調速水泵取代定速水泵加調節閥的方式。變頻調速水泵可以根據流量傳感器傳來的信號調節水泵轉速實現相應流量控制,控制方式相對簡單。不需要再用閥門進行節流調節,將閥門開到最大,使局部阻力最小,可以很大程度上降低水泵的能耗。
從以上公式可以看出,水泵的流量與水泵的轉速的一次方成正比;揚程與轉速的二次方成正比;輸入功率與轉速的三次方成正比。由此可見,降低轉速減小流量時,所消耗的功率將大大降低。當水泵轉速分別降到原速的90%和80%時,流量也隨之降低到原來的90%和80%,而輸入功率卻下降到原功率的72.9%和51.2%。
2.變頻節電系統的自控方案
為實現控制目標,既需要改變水泵運行的頻率以適應每個階段的運行工況,又需要調整供熱系統的供水溫度。控制方案如圖2所示,通過改變循環水泵的運行頻率實現循環水泵的變流量。同時,根據室外溫度的變化情況及時調整熱源處供熱介質的出口溫度。
三、變頻節電改造示例
間接式集中供熱中對二次循環系統改造采用分階段改變流量的質調節控制方式,以智能控制器作為整個系統的控制核心,收集并分析來自電動機、變頻器、溫度傳感器及系統邊界條件的各項數據,實時地對變頻器、電動機的運行做出調整,即根據二次供水計算溫差及回水下限溫度控制換熱站循環泵的流量。通過變頻器控制循環泵電機的轉速可以調節循環泵的輸出流量, 在滿足供暖負荷要求的前提下,大幅度地縮減循環水泵的用電量,使電動機在整個熱負荷變化過程當中的能量消耗降到最低程度。并且間接減小熱能能源的消耗,從而達到節能的目的。
應用變頻器還能通過采用PLC控制泵的運行邏輯以及應用變頻器控制泵的轉速來實現提高系統的功率因數,減小電機的無功損耗, 并提高供電效率和供電質量這一目的。為了使循環泵組的運行效率最優化,對兩臺以上同揚程的循環泵并聯運行的泵組采用相同數量的變頻器進行同頻驅動。變頻器采用ABB ACS510。結構圖如圖3所示。
某換熱站二次高、低區循環水泵變頻改造前后節能量測試對比表如下。
以上數字顯示,換熱站改造后實際節能率達到10%。系統的功率因數從0.7左右提高至0.99左右,減小了電動機的無功損耗, 從而提高了供電效率和供電質量。