1東平縣循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖發(fā)展趨勢

隨著東平湖內(nèi)投誘餌的網(wǎng)箱網(wǎng)圍全部取消，根據(jù)社會的發(fā)展，市場的需要，加快濱湖池塘的標準化整理改造，探索出適合東平縣經(jīng)濟水平的水產(chǎn)養(yǎng)殖方案，引導漁民轉產(chǎn)轉業(yè)，發(fā)展環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的現(xiàn)代循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖模式是十分必要的。目前，東平縣發(fā)展的池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖在理論研究和實踐上都有了非常明顯的突破。政府對這個系統(tǒng)予以關注，并定時派專業(yè)人士進行引導，在政策上積極進行扶持，使設施設備得到完善，促進了此項養(yǎng)殖技術更快更好的發(fā)展。

2池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖的模式

這種養(yǎng)殖模式的原理主要是在大水面池塘中按2%面積建設循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)，利用氣提式推水機產(chǎn)生循環(huán)水，模擬流水生態(tài)環(huán)境，采用微孔增氧技術、水位調(diào)控、水質調(diào)控等多項技術進行養(yǎng)殖。池塘循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)采用了微孔增氧納米管曝氣技術，按照養(yǎng)殖品種和設計產(chǎn)量確定功率和安裝微孔增氧設備。在設施外的養(yǎng)殖水面利用水草、鰱鳙魚等水生動植物凈化水質，利用微生物制劑與微孔增氧雙微調(diào)控水質，從而改善養(yǎng)殖水體環(huán)境、提高養(yǎng)殖產(chǎn)量、降低發(fā)病率、增加養(yǎng)殖效益。同時，發(fā)電機也是不可或缺的，用來防止突然斷電而造成缺氧死亡的現(xiàn)象，尤其是養(yǎng)殖后期養(yǎng)殖槽內(nèi)魚類密度很高，增氧設備不可斷電。東平縣2016年主要進行草魚、鯉魚試驗養(yǎng)殖，在3個養(yǎng)殖槽中養(yǎng)殖，7月份放苗，其中2個養(yǎng)殖槽養(yǎng)殖草魚，7月上旬放養(yǎng)0.75～1kg/尾魚種5000kg；1個養(yǎng)殖槽養(yǎng)殖鯉魚，7月底放養(yǎng)0.8～1kg/尾魚種2650kg。經(jīng)試驗成功后，2017年放養(yǎng)了鱸魚、翹嘴紅鲌、黃河鯉魚、草魚、羅非魚等品種。3池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖特點池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖作為新生事物展現(xiàn)出了強大的生命力，有效提高了產(chǎn)量和生產(chǎn)業(yè)績，首先提高了飼料消化吸收率，降低了飼料系數(shù)，與此同時降低了單位產(chǎn)量的消耗，提高了養(yǎng)殖產(chǎn)量；其次，減少了病害，提高了養(yǎng)殖的成活率，從根本上保證了養(yǎng)殖水產(chǎn)品的安全性能；一、有效收集養(yǎng)殖魚類排泄的廢物和剩余的飼料殘骸，達到了養(yǎng)殖水體零排放的目的，解決了水產(chǎn)品養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化和污染問題；二、實現(xiàn)了多魚種主養(yǎng)，避免了單一品種養(yǎng)殖的風險性，同時也可以進行同一品種的多規(guī)格養(yǎng)殖，均勻上市，加速了資金的流轉；最后，實現(xiàn)了室外池塘集約化養(yǎng)殖管理和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，推動了中國漁業(yè)現(xiàn)代化。

4池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖的效益

4.1生態(tài)效益。傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式，耗水量很大，對水資源污染也很嚴重。而池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖體系中，在養(yǎng)殖槽當中進行集中養(yǎng)殖，利用集排污設施和有關設備將養(yǎng)殖生產(chǎn)的廢物排除，后期對于養(yǎng)殖廢棄物的回收和利用對漁—農(nóng)經(jīng)濟效益產(chǎn)生極高的影響，達到了減少環(huán)境污染的目的。用藥量減少以及有效收集殘餌、糞便，排出率達95%以上，實現(xiàn)養(yǎng)殖水體的零排放，使生態(tài)環(huán)境逐步優(yōu)化，進而保護了生態(tài)環(huán)境。4.2社會效益。隨著生活水平的提高，人們的環(huán)保意識不斷增強，對食品質量安全更加重視。全球性和國際化特性的增強，水產(chǎn)品也加入了世界市場的競爭當中，生產(chǎn)優(yōu)質安全的水產(chǎn)品，既滿足了城鄉(xiāng)人民的生活需求，又穩(wěn)定了庫區(qū)群眾的生產(chǎn)生活，尤其是對于引導庫區(qū)漁民群眾由網(wǎng)箱網(wǎng)圍養(yǎng)殖向池塘養(yǎng)殖轉變意義重大，漁民生產(chǎn)技術水平得到提高，既能解決群眾的吃糧問題，又能增加群眾收入，帶動二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，社會效益十分顯著。4.3經(jīng)濟效益。試驗區(qū)100畝池塘，按2%面積建設池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)，建設水槽養(yǎng)殖水體2500立方米。2016年初步放養(yǎng)模式，經(jīng)測產(chǎn)驗收產(chǎn)量60kg/m³水體，產(chǎn)出22500kg，13元/kg計算，產(chǎn)值292500元，飼料系數(shù)約1.5，效益可達120000元。2017年完全按照此種養(yǎng)殖模式設計養(yǎng)殖密度進行鱸魚、翹嘴紅鲌、黃河鯉魚等名特優(yōu)品種養(yǎng)殖，預計平均產(chǎn)量120kg/m³水體，經(jīng)濟效益十分可觀。池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖作為一種全新的、環(huán)境友好、降本增效、節(jié)能減排、優(yōu)質高產(chǎn)的養(yǎng)殖模式，把池塘養(yǎng)殖和循環(huán)水養(yǎng)殖進行完美結合，把養(yǎng)殖生產(chǎn)與生態(tài)保護進行完美結合，把提高產(chǎn)量與節(jié)能減排進行完美結合，讓池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖有了一個獨立的環(huán)境，達到了經(jīng)濟效益增加之后的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化。同時這種養(yǎng)殖模式便于應用水質在線監(jiān)測、實時在線監(jiān)控等信息化技術，實現(xiàn)現(xiàn)代漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1化工企業(yè)循環(huán)水處理存在的問題

現(xiàn)如今，化工行業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展中的一個重要行業(yè)。但是在化工企業(yè)發(fā)展的過程中，化工企業(yè)的循環(huán)水處理出現(xiàn)了問題?；て髽I(yè)循環(huán)水問題的出現(xiàn)不僅會影響化工企業(yè)水的利用，同時還會影響化工企業(yè)的發(fā)展。從實際情況中就發(fā)現(xiàn)，化工企業(yè)循環(huán)水處理問題主要體現(xiàn)在這么幾方面。首先，水質差，COD值偏高。在化工企業(yè)循環(huán)水處理的過程中，存在多方面的影響因素，使得化工生產(chǎn)的過程中常常出現(xiàn)主物料泄露的現(xiàn)象，使得循環(huán)水PH值升高，同時還具有一定的腐蝕效果。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)需要企業(yè)投加其他緩蝕劑來降低腐蝕程度的同時，還要重視化學反應中新物質產(chǎn)生沉淀的問題。與此同時，循環(huán)水的COD值常常處于偏高的狀態(tài)，使得化工污循環(huán)水達不到標，對水和設備造成二次污染。其次，濃縮倍數(shù)低。通常情況下，化工企業(yè)在生產(chǎn)的情況下，設備對水的使用量通常都是非常大的。這種情況就會使得循環(huán)水量與保有水量之間的的比值小于2。正是這種情況，使得化工企業(yè)的循環(huán)水裝置系統(tǒng)的水存在濃縮倍數(shù)較低、腐蝕性較強。常常表現(xiàn)在污水排放量大、水渾濁、微生物數(shù)量超標。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅會影響設備的正常運行操作，還會造成干凈水源大量浪費。最后，循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)長期漏入工藝介質。部分化工企業(yè)循環(huán)水的換熱設備發(fā)生不同程度的內(nèi)漏，進而使得化工藝介質大量滲漏。長期出現(xiàn)這種狀況，就會使得循環(huán)水處理設備的內(nèi)部表面逐漸形成一層油膜。設備內(nèi)部產(chǎn)生油膜為微生物的生長和繁殖提供了有利條件，如藻類、微生物粘泥難以有效的控制，同時還會影響循環(huán)水的處理。與此同時，工藝介質發(fā)生滲漏還會使得循環(huán)水遭受污染，不利于化工企業(yè)循環(huán)水處理工作的順利實施。

2化工企業(yè)循環(huán)水問題的處理對策

在化工企業(yè)不斷發(fā)展的過程中，循環(huán)水處理出現(xiàn)問題不僅會影響化工企業(yè)的發(fā)展，還會影響化工企業(yè)循環(huán)水處理的質量。針對此種狀況，就應當采取相應的措施，改善這種情況，提高化工企業(yè)循環(huán)水處理效率。

2.1化學清洗

針對循環(huán)水管道內(nèi)微生物粘泥以及其他等雜質，化工企業(yè)在其正常處理各項工作的過程中應定期對循環(huán)水的處理系統(tǒng)進行化學清洗。如，在不停轉的全系統(tǒng)清洗預膜處理。依據(jù)粘泥的實際情況，化工企業(yè)可以在清洗的過程中添加一定量的加減性聯(lián)氨類粘泥剝離劑和分散劑、檸檬酸等化學藥劑。在實施此項工作后。再清洗掉銹瘤和鐵銹后，借助助磷-鋅復合水進行預膜處理?；て髽I(yè)針對循環(huán)水處理系統(tǒng)實施此項操作就能夠保持整個系統(tǒng)的清潔性，促使系統(tǒng)長期處于干凈的狀態(tài)。

摘要：本文從循環(huán)水系統(tǒng)運行的特點及相應的生產(chǎn)工藝要求入手，對當前我國企業(yè)中實行的循環(huán)水設備節(jié)能技術改造進行有效分析。同時以青海鹽湖特立鎂有限公司為例，從其實際情況及企業(yè)具體性質出發(fā)，圍繞循環(huán)水設備節(jié)能展開討論。以此促進企業(yè)實現(xiàn)健康可持續(xù)的發(fā)展。

關鍵詞：循環(huán)水；設備節(jié)能；設備改造

1引言

節(jié)能減排作為我國的基本國策之一，在經(jīng)濟快速發(fā)展的時代背景下，逐漸受到越來越多的關注。以此為前提，各企業(yè)發(fā)展的重要目標逐漸轉變?yōu)樵趫猿謱嵭芯G色發(fā)展的同時，努力獲取最大的經(jīng)濟效益。這就要求相應企業(yè)運用創(chuàng)新式思維，努力學習先進技術，逐步優(yōu)化升級循環(huán)水設備節(jié)能技術。

2循環(huán)水系統(tǒng)

以青海鹽湖特立鎂有限公司為例，該公司成立于2010年，經(jīng)營范圍較廣[1]。在其發(fā)展過程中，為了保證經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定性與持續(xù)性，對相應的循環(huán)水設備節(jié)能技術進行了合理改造。該公司的循環(huán)水供水系統(tǒng)主要包括兩種，分別為開式循環(huán)供水系統(tǒng)及閉式循環(huán)供水系統(tǒng)。其中開式循環(huán)供水系統(tǒng)的主要水來源為外界自然水，例如江河湖海等。在使用完成后也會投入江河湖海，通常在南方地區(qū)應用較廣泛。而閉式循環(huán)供水系統(tǒng)則是將循環(huán)水通過凝汽器加熱后，經(jīng)由冷卻裝置。通常情況下為冷卻水塔，在冷卻完成后供凝汽器使用，在北方部分缺水地區(qū)內(nèi)應用較廣。相對而言，開式循環(huán)供水系統(tǒng)對相應水泵揚程的要求較低，其水泵揚程一般為10米至20米，主要使用軸流式水泵。而閉式循環(huán)供水系統(tǒng)水泵揚程為15米至25米。根據(jù)當前實際情況來看，大部分循環(huán)水系統(tǒng)均利用開停泵的方式。但由于此環(huán)節(jié)容易受到外界自然因素的影響，例如，在不同季節(jié)、氣溫條件下，機組循環(huán)供水系統(tǒng)容易出現(xiàn)問題。長久以來，并未得到較好的解決，往往存在著夏季流量不足的情況。該公司中對應的循環(huán)水系統(tǒng)耗能較高，基于此，工作人員進行了原因分析，得出原因如下：泵機組運行效率低下，整個系統(tǒng)的管網(wǎng)特性與水泵特性無法得到良好匹配。在此情況下，為了保證設備的正常使用，僅能通過調(diào)整回路閥門的方式來維持。

鱘魚屬于硬骨魚綱，輻鰭亞綱，軟骨硬鱗總目，鱘形目，鱘科，鱘屬。該魚是底層冷水性魚類，喜弱光，對溶氧含量要求較高。鱘魚不但個體大，肌間無刺，骨頭全是軟骨，而且肉質細嫩，味道鮮美，以其獨特的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值深受人們的青睞。近幾年來受市場波動影響，魚價大幅度下跌，因此，如何降低生產(chǎn)成本，適應市場。售價是發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)的首要問題。池塘養(yǎng)殖是我國淡水養(yǎng)殖的傳統(tǒng)模式，也是養(yǎng)殖成本較低的養(yǎng)殖方式。水泥池塘流水是適合鱘魚高密度養(yǎng)殖的一種有效的養(yǎng)殖方式。本文是對池塘流水養(yǎng)殖鱘魚的科學原理、設施、養(yǎng)殖技術、市場效益等方面進行了分析總結。

一、試驗材料

1.水源

臨汾市龍子祠泉域涌泉水，水質清新，無污染，水流量常年在0.3m3/s～0.5m3/s之間，水源出水口水溫14℃～25℃，pH值為7.5，溶解氧9.4mg/L，符合漁業(yè)水域水質標準，適合西伯利亞鱘魚生長。

2.池塘

采用的是半地面設計水泥露天流水池塘，并呈階梯狀排列。養(yǎng)殖池塘為長方形，池深1.2m，長寬比5∶1，試驗用池塘6個，每個面積260m2。池塘全部采用水渣磚砌成，用水泥砂漿抹平，表面光滑牢固，四個邊角砌成圓形，這樣設計不但保證了換水充分均勻，且易于排污。池底平坦（水泥底）并呈坡降，向排水方向傾斜，傾斜坡差30cm，保證池水能自流排干。養(yǎng)殖期間保持水深0.8m以上。

1煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題及解決方法

1.1問題。大多數(shù)煉油廠的循環(huán)水裝置都是敞開式系統(tǒng)，工作人員需要對其循環(huán)供水量進行控制。但是由于煉油生產(chǎn)工作的需求較大，因此，循環(huán)水系統(tǒng)中還是存在較多的冷卻水，在排放冷卻水的過程中，會由于排放量過大導致系統(tǒng)的節(jié)水效用達不到要求。循環(huán)水系統(tǒng)的作用就是是的系統(tǒng)中的水能夠被循環(huán)利用，提升煉油效率。但是在這種情況下，系統(tǒng)中的部分水資源難以被循環(huán)利用，其到達生產(chǎn)裝置之后，只有部分循環(huán)水會應用與煉油生產(chǎn)中。產(chǎn)生這個問題的主要原因與管理及設計工作的開展有關。部分工作人員不會關閉冷卻水取樣閥，設計人員在對工作進行設計的過程中，會對冷卻水的排放及換熱器等的設計不明確。低壓消防水設施問題也會影響循環(huán)水系統(tǒng)的正常工作，部分工作人員在取水過程中不節(jié)制，導致水資源被浪費。工作人員在對儀表數(shù)據(jù)進行計量時，會產(chǎn)生一定的誤差，也會影響系統(tǒng)工作效率。1.2方法。在對上述問題進行解決的過程中，首先需要明確煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的工作原理，然后規(guī)范工作人員的操作。工作人員需要對風機動力系統(tǒng)及冷水塔框架結構進行較好的利用，企業(yè)需要提供收水及配水技術，使得工作效用達到預期。生產(chǎn)技術的合理使用對于煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)效率的提升有較大的作用，因此需要改造填料系統(tǒng)及配水系統(tǒng)等技術。在開展相關工作的過程中，經(jīng)常會排放大量污水，導致系統(tǒng)安全性降低。因此，煉油廠管理人員需要對過濾設備進行嚴格的選擇，對其進行改造，延長過濾器的反沖洗周期，提升循環(huán)水的水質。

2循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能減排設計問題

在對煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能減排進行優(yōu)化的過程中，首先需要對其中的問題進行分析，針對問題提出解決策略，才能從根本上增強系統(tǒng)效用。循環(huán)水系統(tǒng)中的冷水塔能夠使得系統(tǒng)中流入的熱水變成冷水，降低水溫，使得水質達到標準。其中，PVC材質的冷卻塔填料面積較小，在系統(tǒng)運行的過程中，需要在水中長期浸泡，容易引起開裂及變形。這種問題的產(chǎn)生會使得循環(huán)水的溫度受到影響，難以達到系統(tǒng)的工作要求，部分煉油廠在開展生產(chǎn)工作的過程中，會發(fā)生煉油設備泄露的情況，一旦這種情況持續(xù)時間較長，會使得水體中含有大量的藻類和細菌。在解決這個問題的時候，部分工作人員會我那個水系統(tǒng)中注入大量的新鮮水，會使得水資源浪費嚴重。在煉油設備運行的過程中，需要利用計量泵動力加藥的形式維持循環(huán)水系統(tǒng)中的藥劑濃度。但是工作人員經(jīng)常無法控制加藥的連續(xù)性，導致生產(chǎn)成本升高，給煉油廠的經(jīng)濟帶來一定的損失。循環(huán)水系統(tǒng)的構造比較特殊，其中有腐蝕介質，并且種類和數(shù)量較多，在系統(tǒng)運行的過程中，水泵的內(nèi)壁和葉輪會受到腐蝕，導致其運行效率降低。

3煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能減排措施

3.1改造循環(huán)水系統(tǒng)。在對煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能減排進行優(yōu)化的過程中，需要針對水質及系統(tǒng)配水問題等進行改善。一旦能夠使得節(jié)能減排效用得到體現(xiàn)，就能夠對系統(tǒng)能耗進行控制，還能夠使得冷卻塔的熱力性能增強。煉油廠負責人可以利用WGPL無填料噴霧塔冷卻塔對原有的冷卻塔進行改造，使得冷卻塔的功效提升。技術人員能夠利用高效低壓離心霧化裝置對循環(huán)水系統(tǒng)進行改造，其結構比較簡便，在運行過程中能夠減小塔體的荷載，并且不需要利用大量的梁板對其進行支撐。在這種改造下，土建工程的結構能夠得到簡化，投資方的投資成本降低，能夠使得水資源的利用量減少，實現(xiàn)節(jié)能減排的功能。在對收水器進行改造時，需要利用帶筋弧形高效收水器，降低變形和開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生幾率。在開展加藥操作的過程中，需要對系統(tǒng)進行在線分析，明確水質，控制加藥速度及用量。這種方式能夠使得工作勞動成本降低，并且可以從根本上控制水質惡化問題。3.2監(jiān)測水質。在對循環(huán)水系統(tǒng)的運行情況進行管理的過程中，需要對水質進行嚴格的監(jiān)測，使得系統(tǒng)運行能夠得到控制。在開展監(jiān)測工作的過程中，管理部門可以利用人工監(jiān)測及智能監(jiān)測的方法，采用JHQ~Ⅱ型換熱器進行在線監(jiān)測，通過傳熱金屬表面對系統(tǒng)中的腐蝕、結垢及沉積情況等進行實時監(jiān)測。在利用人工監(jiān)測方式時，需要注意每個環(huán)節(jié)的合理性，使得循環(huán)水質逐漸提升，發(fā)揮節(jié)能減排設計價值。

1回用污水的適度處理工藝

1.1實施中試試驗

強化生化系統(tǒng)中的微生物具體是通過貧營養(yǎng)型異養(yǎng)菌、原后生動物、硝化菌等組合而成,由于這些細菌不具備較高的營養(yǎng)底物濃度,生長速度非常慢,所以,有必要對微生物的流失速率進一步降低,以確保系統(tǒng)中的微生物具有較高的增殖速率。由于曝氣生物濾池主要以高密度填料為主,其所產(chǎn)生的生物床主要將過濾、生物絮凝以及生物降解進行了融合,把微生物存在的流失問題予以了有效的處理,使得系統(tǒng)內(nèi)活性微生物數(shù)量進一步增加,處理效果非常理想。BAF中試試驗裝置最初對COD的去除效率不夠理想且不穩(wěn)定,后來經(jīng)過時間的演變,在試驗后期取得了高效率及穩(wěn)定性,這主要是因為,生物膜逐漸的發(fā)育和成熟。試驗初期,生物膜剛開始發(fā)育,試驗后期生物膜逐漸的趨于成熟穩(wěn)定。生物膜剛開始發(fā)育時,因BAF在掛膜初期階段,生物濾床中生物質數(shù)量以及生物膜質量都在逐漸發(fā)育完善時期,所以,對COD有一定的去除率,不過,處理效果不夠理想。當生物膜處于成熟穩(wěn)定階段時,其濾料表面生物膜完全成熟,對COD有著較高的去除率,并且去除負荷和生物膜發(fā)育階段相比,提升了一倍,這就表示培育了兩個星期的生物膜具有很好的活性,就算進水水質的波動較大,BAF系統(tǒng)依舊能夠確保出水水質的穩(wěn)定性。BAF中試試驗裝置主要采用填料的物理截留以及生物膜表面的吸附作用去除污水中存在的懸浮物,效果顯著,懸浮物出水濃度較低,出水千凈明亮。通過中試試驗得出,BAF的抗污水水質波動性能較好,能夠使回用污水COD和懸浮物滿足于污水回用循環(huán)冷卻水水質指標要求。

1.2工業(yè)應用

現(xiàn)問題要第一時間告知部門技術人員;相關操作人員應認真檢查配水池情況,并詳細的記錄,如發(fā)現(xiàn)池底部存在載泥,應告知部門技術人員,技術人員做細致的分析,制定切實可行的措施,確保水質的穩(wěn)定性。表1示意表項目loocyo回用污水6。%回用污水將BAF作為核心技術,由于污水濁度高于標準要求以及細菌數(shù)量多,所以,應以BAF+氧化+過濾作為適度處理工藝,根據(jù)污水處理廠實際情況,構建相應的污水適度處理回用循環(huán)水裝置,實施聯(lián)運試車。在適當?shù)恼{(diào)整和改進污水處理廠生化系統(tǒng)及適度處理系統(tǒng)工藝參數(shù)后,實際出水CODcr全都不超過60m叭。通過適度處理裝置后,除了電導率、鈣離子質量濃度與總堿外,適度處置裝置出水的其他水質指標均合格,出水水質極為穩(wěn)定。

2污水回用循環(huán)水水質穩(wěn)定的技術

超空泡流場創(chuàng)新實驗研究

超空泡流場創(chuàng)新實驗的教學目的有如下幾方面。(1)加深學生對超空泡理論及應用技術的認識。(2)掌握超空泡模型水洞實驗模型安裝、測試系統(tǒng)、通氣系統(tǒng)使用等實驗技術。獲得超空泡流場實驗數(shù)據(jù)，了解不同實驗參數(shù)情況下，超空泡流場的變化規(guī)律及特殊物理現(xiàn)象。(3)使學生完整參與包括前期設計在內(nèi)的整個超空泡問題科研實驗過程，培養(yǎng)學生創(chuàng)新開拓的能力。該創(chuàng)新實驗工作量很大，涉及多相流體力學、實驗相似理論等學科知識，以及多個大型實驗設備及模型系統(tǒng)。如果由學生完成整個實驗過程，則應將其作為大學生科技創(chuàng)新選題，或本科生畢業(yè)設計題目，選題方向為超空泡航行體的理論研究、應用技術或水洞實驗技術，可以是教師在科研中遇到的具體問題，也可以是學生在文獻學習中想到的問題。視題目設計難度的不同，整個周期2～4個月。該創(chuàng)新實驗的準備工作也可以由教師完成，學生只完成一次現(xiàn)場實驗。這種情況下，可將該實驗設計為流體力學理論課程中的創(chuàng)新實驗學時，一次現(xiàn)場實驗約需4學時。無論采用哪種教學模式，其基本的實驗準備工作和現(xiàn)場實驗設計是類似的。下面以4學時創(chuàng)新實驗為例，介紹具體的實驗設計。2．1實驗前準備工作如不進行LDV測速和天平測力，前期準備工作包括以下幾個部分:(1)水洞實驗模型設計和加工;(2)通氣控制系統(tǒng)調(diào)試;(3)高速攝像系統(tǒng)調(diào)試;(4)水洞循環(huán)水過濾，水洞電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)調(diào)試。其中水洞實驗模型設計和加工工作周期很長，無法在教學實驗中實施。在實際教學實驗中，預先設計和加工了多套模型，每套模型中又加工了尺寸和幾何形狀不同的多套可更換部件。在課上實驗工況確定過程中，學生根據(jù)其掌握的文獻資料和計劃實現(xiàn)的空泡效果，對模型和部件進行選擇和組合。水洞本身的工作，如循環(huán)水過濾、電器系統(tǒng)調(diào)試等，因其周期較長以及安全等因素，由教師在實驗前完成，學生不參與。通氣控制系統(tǒng)和高速攝像系統(tǒng)的硬件設備由教師在實驗前準備，操作規(guī)程需要學生提前預習。2．2創(chuàng)新實驗教學設計前期準備完成后，即可安排現(xiàn)場創(chuàng)新實驗。整個實驗過程中，需教師2名(一名操作水洞設備，另一名現(xiàn)場指導與安全保障)，直接參與實驗過程的學生8名，其中2名學生負責組裝模型，并將模型安裝到水洞工作段;2名學生負責操作通氣控制系統(tǒng)，并記錄通氣參數(shù);2名學生負責操作高速攝像系統(tǒng)，并調(diào)整攝像照明;2名學生負責協(xié)調(diào)各系統(tǒng)工作，并發(fā)出控制口令。其他學生現(xiàn)場觀摩，也可以根據(jù)情況臨時調(diào)換。完成整個實驗約需4學時，前兩個學時為現(xiàn)場學習和準備實驗階段，首先由指導教師現(xiàn)場提問，考察學生預習情況確定直接參與實驗操作的8位同學，然后由同學們討論完善實驗大綱，主要包括模型及可更換部件的選擇、實驗工況確定等。接下來需要同時開展的工作有:通氣控制系統(tǒng)和高速攝像系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試、模型安裝、熟悉實驗流程、實驗過程預演等;模型安裝完畢后，需20分鐘使水位上升至汽水分離罐中部(實驗水位高度)。第3學時為正式實驗階段。工作段流速分別調(diào)整至實驗大綱設計的流速，每個流速狀態(tài)穩(wěn)定后，調(diào)整通氣量，分別得到無通氣自然空化、局部空泡初生、局部空泡發(fā)展、超空泡等各狀態(tài)，待各自狀態(tài)穩(wěn)定后，手工記錄通氣參數(shù)、水洞參數(shù)、模型參數(shù);同時啟動高速攝像機記錄流場狀態(tài)，觀察并分析空泡穩(wěn)定性、尾部回注射流等流場特性。該階段需特別提醒學生注意觀察生動的超空泡流場現(xiàn)象。第4學時為整理階段。填寫實驗數(shù)據(jù)記錄表格，整理實驗數(shù)據(jù)，拆卸模型，保養(yǎng)實驗設備。課后每位學生獨立完成數(shù)據(jù)處理(主要內(nèi)容有:實驗現(xiàn)象解釋分析，典型空泡形態(tài)測量，形成實驗曲線，分析獲得實驗規(guī)律等)，撰寫實驗報告。某次實驗過程中，觀測到的空泡形態(tài)隨通氣參數(shù)變化規(guī)律如圖6所示，超空泡的潰滅過程如圖7所示。從圖6中可以看出，當無通氣情況下，航行體表面無空泡，只在其頭部有霧狀自然空化產(chǎn)生;當通氣率達到1．563時，頭部局部空泡尺度增加，但是仍處于不透明狀態(tài)，其后部有霧狀氣團脫落;當通氣率達到2．813時，生成了透明的，覆蓋航行體大部分表面的超空泡，只有尾部部分區(qū)域仍處于沾濕狀態(tài);當通氣率繼續(xù)增加，超空泡尺度進一步增大，覆蓋包括尾翼在內(nèi)的全部表面。從圖7可以看出，當停止通氣后，超空泡沒有馬上潰滅，而是伴隨著強烈的回注射流，空泡長度逐漸減小;當僅余一半長度后，突然破滅，退化到霧狀空化狀態(tài)。

實驗效果、經(jīng)驗與改進思路

實驗教學是高校教學中非常重要的組成部分。實驗教學有利于提高學生的實驗實踐能力，培養(yǎng)學生的學習興趣和創(chuàng)新意識［9］。流體力學是一門抽象、復雜且基于實驗的科學，其知識點繁多，難于理解和掌握，流體實驗是觀察流體現(xiàn)象、促進理解和掌握理論知識的重要方法和手段［10］。本創(chuàng)新實驗采用大型流體實驗設備———超空泡循環(huán)水洞，將國際上流體研究熱點方向———超空泡問題引入教學環(huán)節(jié)，取得了很好的教學效果。該創(chuàng)新實驗處于探索階段，發(fā)展成熟后擬作為研究生課程“流體動力學基礎理論”的試驗部分。該課程授課學時36學時，選課同學為一般力學與力學基礎及流體力學專業(yè)研究生。本創(chuàng)新試驗計劃4學時，目前只在課題組內(nèi)部研究生中進行嘗試，參與實驗的學生體現(xiàn)出極高的學習熱情，快速掌握了大量實驗技術，并直接接觸前沿科技成果。在實驗過程中，學生們還鍛煉了動手能力，增強了團隊合作意識。該創(chuàng)新實驗作為大學生科技創(chuàng)新或本科生畢業(yè)設計選題，無論是工作量、創(chuàng)新性，還是動手能力的培養(yǎng)等方面都比較合適。而做為流體力學理論課程中的創(chuàng)新實驗部分時，則遇到一些實際困難，最直接的問題有兩個。一是教師實驗準備工作量大、周期長、成本高。每4學時現(xiàn)場實驗需要2位教師，2天左右的準備時間，而每次只有8名同學可以參與實驗，教學推廣成本高。二是對于學生而言，實驗前需要學習的理論和實驗知識量大，后期數(shù)據(jù)處理工作量也較大，除了本專業(yè)的研究生之外，其他學生選做該實驗，負擔偏重。對于第一個問題，需注意科研工作與教學工作的配合，將超空泡水洞科研試驗安排在創(chuàng)新課程之前，這樣二者的準備工作重合，有效減小了工作量。也可以考慮由選擇該創(chuàng)新試驗作為本科畢業(yè)設計及科技創(chuàng)新選題目的學生完成部分試驗準備和組織工作。對于學生需補充學習的知識過多的問題，可以結合流體力學理論課程和力學試驗方法課程，先期讓學生接觸部分專業(yè)知識。該創(chuàng)新實驗課程開課時間以研究生期間為宜，如果是本科期間開課，則應選在四年級，先修課程完成之后再開課。

基于學科的教學科研設備“HT01通氣超空泡實驗水洞”，設計了創(chuàng)新實驗———通氣超空泡模型水洞實驗，獲得了良好的教學效果。參與實驗的學生快速掌握了大量實驗技術，并直接接觸前沿科技成果。在實驗過程中，學生們還鍛煉了動手能力，增強了團隊合作意識。

本文作者：曹偉魏英杰王聰工作單位：哈爾濱工業(yè)大學

【摘要】根據(jù)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中的人資和能源浪費問題，論文重點探討了一種節(jié)能技術，其能夠實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)溫度的目標，實現(xiàn)有效的循環(huán)，保障水資源節(jié)約到位。該類技術的核心為智能溫度調(diào)節(jié)閥，這種調(diào)節(jié)閥將電動比例閥以及PID控制系統(tǒng)的功能集中在一起。在實際運用過程中，可以保證依照環(huán)境條件下生產(chǎn)負荷情況自動調(diào)節(jié)管路流量，并且不會產(chǎn)生相互干擾的問題。

【關鍵詞】溫度控制；冷卻循環(huán)水系統(tǒng)；智能溫度調(diào)節(jié)閥；節(jié)能技術

1引言

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)被合理地運用至石油以及化工等多個領域，具體的運行操作方式過于粗放，能源的實際浪費問題較為嚴重。因為冷卻回路的換熱功率和管路特性存在著明顯的不同，針對冷卻水以及原料的溫度要求也存在著一定的差異，所以流量需求不一。若僅僅調(diào)節(jié)水泵出口閥門，僅能滿足工況較差的冷卻支路需要，勢必造成某些回路流量較大的情況發(fā)生，直接地造成電能的浪費問題。若只調(diào)節(jié)分支管路閥門，多支路人工操作相對復雜，直接消耗了一定的人力資源，且無法保證溫度的科學控制，難以實現(xiàn)節(jié)能的目的。針對相關問題，特別研究出智能溫度控制冷卻循環(huán)水裝置，同時，進行了節(jié)能改造，依照冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能的運行狀態(tài)，論證相關技術的可行性。

2智能溫度控制的基本原理

冷卻循環(huán)水裝置重點是通過冷卻塔和循環(huán)水池等共同組合而成，循環(huán)水泵出口閥門和主管路閥門的開度設置一般是100%，以此視作檢修閥加以使用。換熱裝置屬于冷卻支路，進水口管路安裝智能溫度調(diào)節(jié)閥之后，能夠實現(xiàn)有效的溫度調(diào)控，保證更好地滿足實際需求[1]。智能溫度調(diào)節(jié)閥將電動比例閥和PID控制系統(tǒng)的功能融合到一起，借助后者設定出原料本身需要控制的溫度，溫度變送器讓監(jiān)測之后的原料溫度及時地反饋至PID控制器，確保合理地進行運算及調(diào)整，讓電動比例閥的開度符合標準，促使著管路中的冷卻水流量正好符合冷卻原料設定的溫度。冷卻回路的溫度依照原料的具體要求分析，需要進行獨立的設定，智能溫度調(diào)節(jié)閥便可完成獨立控制的目標，多個冷卻回路能夠依照環(huán)境的基本變化和生產(chǎn)負荷的狀態(tài)自動調(diào)節(jié)管路內(nèi)部的流量，并且不會互相干擾。綜上，智能溫度控制就是依照實際情況科學控溫，滿足系統(tǒng)運行需求。

摘要：煉油化工循環(huán)水場大多采用填料式的離心泵和普通軸流風機，選型落后、效率較低，存在嚴重的高能耗現(xiàn)象。通過實際測量運行參數(shù)并重新對泵、風機和水力閥等關鍵部分進行水力學計算、合理選型，能效改造后能降低20%以上，效果明顯。因此具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：離心泵；風機；微阻閥；節(jié)能降耗

循環(huán)水作為煉油化工企業(yè)等大型工業(yè)企業(yè)之必不可少的公輔系統(tǒng)，在生產(chǎn)中發(fā)揮著至關重要的作用。然而，實際生產(chǎn)中因設備老舊、技術落后或其他管理問題，產(chǎn)生了嚴重的高耗能。在當前國家推進綠色發(fā)展、碳中和、碳達峰戰(zhàn)略的背景下，需要結合新技術和新方法對循環(huán)水的生產(chǎn)進行節(jié)能降耗研究，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1背景

循環(huán)水系統(tǒng)是石油化工的能耗大戶，尤其是其電能消耗在全廠占比很大?；葜菔黄诘谝谎h(huán)水場主要為加氫、重整裝置設備提供循環(huán)水，現(xiàn)場裝有5臺水泵、4臺水輪機，冬季循環(huán)水溫差6.2℃，夏季溫差6℃；在6～10℃控制范圍內(nèi)，系統(tǒng)供水與回水壓差約0.2MPa。目前循環(huán)水泵效率在80%左右，有較大提升空間。同時一循系統(tǒng)在夏季嚴酷氣候時，存在水溫偏高和降溫困難的問題。循環(huán)水場在設計之初通常預留一定的富余能力；且根據(jù)開工以來的實際運行狀況，設計的確存在一定節(jié)能空間。在開展節(jié)能降耗的大趨勢下，有必要對循環(huán)水系統(tǒng)進行節(jié)能改造。

2原因及解決方案

按照市委、市政府的安排部署，為保障城區(qū)循環(huán)水供熱工程順利實施，特制定本方案。

一、指導思想

以黨的十七大、十七屆三中、四中全會精神為指導，認真貫徹落實科學發(fā)展觀，堅持以人為本、民生為先原則，全力推進城區(qū)循環(huán)水供熱工程建設，提升城區(qū)集中供熱質量，切實提高群眾滿意度，促進民生改善，推動節(jié)能減排，保障供熱事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，為建設富裕、和諧、幸福做出貢獻。

二、工程建設任務

城區(qū)循環(huán)水供熱工程以發(fā)電公司高溫水為熱源，主要建設任務是：在發(fā)電公司廠內(nèi)建設600萬平方米的高溫水首站；沿路、大道、西環(huán)路敷設高溫水主管線19.8公里；沿途建設中繼加壓泵站2處；沿路、路、北路、學院路敷設4條高溫水支線（全長54公里）；改造汽水換熱站43處，新建水水換熱站18處；改造二級熱水管網(wǎng)15公里。

三、工程建設分工