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[關鍵詞]錐針刺小孔PE微噴管;節水灌溉技術,創新與應用
[中圖分類號]S275 [文獻標識碼]B [文章編號]1672-5158(2013)06-0291-01
一、錐針刺小孔PE微噴管的創新背景
山陽縣高壩店鎮寺溝村錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉工程,是利用2010年度省級農業綜合開發項目資金,原由楊凌秦川節水灌溉設備工程有限公司按滴灌設計,后在施工中因地制宜,創新改進為錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術。工程總面積144畝,分布在寺溝村牛房灣組三角下、三組十畝地、吳家垣三處。其中牛房灣組三角下32畝,三組十畝地47畝,吳家垣65畝。種植作物為核桃,行距5m,株距4m,共4630株。水源利用截滲壩收集寺溝季節溝水和50m3蓄水池,采用重力自壓式微噴管灌溉,主、支管道采用埋地,錐針刺小孔PE微噴管采用水泥混凝土柱架空。埋設主管道三條DN63PE管總長3500m,支管道地面明設DNSOPE管總長1500m,水泥柱架設DN32PE管總長3400m,水泥柱架設DN25PE管總長4700m,水泥柱架設DN20PE管總長1300m,竣工決算24.7萬元。比原設計40萬元節省15.3萬元。且因改滴灌為PE微噴管,避免了滴灌灌水器易堵塞的缺點。
二、國內外微灌及微噴帶技術介紹
(一)微灌:是利用微灌設備組裝成微灌系統,將有壓水輸送分配到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌水技術。這種灌水技術,具有以下特點:①灌水流量小,水的利用率高。微灌一般比地面灌溉省水1/3-1/2,比噴灌省水15%~20%。②工作壓力低,節省能源。微灌一般的工作壓力為0.05-0.15MPa,工作水頭為7-10m。③對土壤及地形適應性強。微灌只是局部濕潤,不受地形、土壤條件的限制,灌水均勻,可達80-90%以上,能有效調節土壤中的水、肥、氣、熱狀況,為作物提供良好的環境。④可結合灌水施肥,增產明顯。因水肥適時,一般較其他灌水方法增產30%。⑤適于咸水地區。
(二)微噴帶:微噴帶又稱多孔管、噴水帶、噴灌帶、微噴灌管,是在可壓扁的塑料軟管上采用機械或激光直接加工出水小孔,進行滴灌或微噴灌的節水灌溉設備。將每組3個出水孔、5個出水孔或更多出水孔的微噴帶直接鋪設在地面,直射在空中的水流就能形成類似細雨的微噴灌效果。
(三)滴灌帶:滴灌帶發展較快,各個廠家有售。滴灌帶特點:迷宮流道及滴孔一次真空整體熱壓成型、粘合性好,制造精度高;紊流態多口出水,抗堵塞能力強;迷宮流道設計,出水均勻,可達85%以上,鋪設可達80m;重量輕,安裝管理方便,人工安裝費用低??衫@垅彎曲鋪設,操作方便。
三、錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術方案
為什么要發明錐針刺小孔PE微噴管?在實施這項工程過程中,我們做了調查和考查,并充分論證錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術的可行性、技術先進性:①在工程設計和廠家考察中,淘汰了大田噴灌灌水方式,原因是使用水量大,不省水;核桃主要是樹根需要水,大田噴灌大部分水灑在了不是根系的位置,大量浪費水,不屬于局部灌溉技術,節水效果相對較差。還淘汰了微噴灌灌水方式,原因是也有水灑在了不是核桃樹根的地域,也有浪費水之嫌;另有微噴頭易丟失,移動式的收拆頻繁,固定式易被破壞。也曾經考慮過滴灌,雖然可以省水,滴灌頭或其它灌水器容易堵塞,滴灌軟管使用壽命短,群眾見不到明水不易接受。綜合以上幾種技術方案,最終選用市場上較常見的PE管制作多孔微噴管方案為最佳方案。②田間灌水設施不用廠家的噴灌帶,改塑料軟帶為PE管。我們認為購賣國內微噴帶,便宜,微噴帶折徑N45(合DN29)出廠價0.21元/m;微噴帶折徑N120(合DN76)出廠價1.8元L/m;使用壽命廠家定為三年,因壓力大小突變次數多,但實際在使用一年之后,眼周圍有破損,軟管個別地方有縱向破裂,影響使用壽命;PE管埋地使用壽命可達50年,不埋地受熱脹冷縮和凍融影響,如果固定不動,能管十年。但微噴帶一次性投資小使用壽命短,PE管一次性投資大使用壽命長。使用了PE管,提高了使用壽命,政府投資工程不便于過兩三年又投資。③噴灌帶在廠家是用機械或激光在軟帶上打孔的,廣大農村PE管制成多孔噴灌管如要成孔,用機械和激光的話,技術難度大。工程技術人員通過試驗,用上鞋底和鞋幫引針線用的木把錐子,在文具用品店都可以買到,即裝訂帳本用的錐子,下掉原金屬針棒,安裝上小號縫衣針(即銹花針),用防風打火機加熱,成孔直徑約0.4至1mm,簡單易行,操作簡便,一次成型。注意不能用2號針或1號針、縫被針,成孔會太粗,形成股狀水流。④加熱針刺小孔微噴PE管施工時,針孔因是加熱融化形成,孔周圍不易破損,解決了軟帶噴灌帶孔易破損的問題。⑤在毛管固定的情況下,有選擇性的加熱針刺小孔,朝向核桃樹的方向,其它的方向不刺小孔,從而達到節水的效果,不需要灌溉的地方不刺孔,這比購買的微噴帶具有不可比擬的優越性。⑤在施工時,將帶有微噴PE管的毛管,每隔15m綁扎在離地面1米高的混凝土樁上,保證微噴PE管最低位置高于地面15cm,一是避免霧化水汽太高飛走和蒸發散失過多,二是固定不動防風吹動因搖晃降低使用壽命。⑦在本工程中,經過試驗和水力計算,因單孔流量小,總灌水用水量相對少,蓄水池下的微唧PE管全開,所灌的144畝核桃樹4630株,三天一個周期內灌完。計劃濕潤層深為1m,用時72h。
通過施工,總結針孔微噴PE管的特點:①針孔PE管微噴灌水技術,跟微噴帶灌水技術大同小異,不同的是打眼技術前者可以讓老百姓自己掌握,便于讓百姓接受;后者是工廠生產,且使用壽命偏短,重復投資周期短。②針孔PE管微噴灌水技術,因可靈活靶向刺孔,實現靶向針刺小孔的噴水方向,可以在不需要灌溉的地方不刺眼。比定型成孔微噴帶省水。③流量小,流量、工作壓力界于微噴灌和滴灌之間。微噴灌的單個噴頭流量在0.03-0.1m3/h,工作壓力為0.18-0.28MPa,射程2-4m。滴灌工作壓力:0.020-0.250 MPa;流量:0.002-0.003 m3/h。針孔PE管微噴灌,工作壓力為0.1-0.2MPa上下,流量:0.00014 m3/m_h。④對土壤及地形適應性強。局部濕潤,灌水均勻,可達80-90以上,能有效調節土壤中的水、肥、氣、熱狀況,為作物提供良好的環境。⑤省水、省工、節能。還可以通過灌水系統施肥。⑥可以像微噴灌和滴灌那樣進行水力計算。
關鍵詞:pH計量程 傳遞 調解器 控制自動閥門 自動調節
Innovation Technology of by Instrument Mediation Device and Automatic Valve Combination to Realize Sewage Treatment Automatic Adjustment The pH
YANMIN
(Renhua Danxia Smelting plant of Shenzhen Zhongjin Lingnan Co,Ltd,Shaoguan 512325,China)
Abstract: By set up pH meter range, pass on the information to the mediation device, feedback and control opening of automatic valve after Information is processed, to achieve the purpose of automatic adjusting the pH.
Key words: range of pH meter pass on Mediation device Control automatic valve Automatic adjustment
一、 污水處理pH值調節概況
深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司仁化丹霞冶煉廠污水處理系統處理能力200m3/h,生產過程中的含鋅污水處理采用兩段石灰中和沉淀工藝,原水pH值大概3~5左右,需用石灰中和將pH值調節到10.5~11.5之間,以保證Zn、Cd等主要重金屬含量能被快速絮凝沉降,在通過機械過濾器過濾掉水中的大顆粒懸浮物后達標。原石灰中和的pH值調節主要由人工調節完成,大概15分鐘調節1次,精確度與員工積極性有很大關系,特別是中夜班時,人員疲勞疏忽可能引起pH值調節失控造成污水處理水質超標,給企業帶來極大的環保隱患。
二、儀表調解器與自動閥門結合的實施方法
1.設備
pH計及顯示儀表、調解器、電動或氣動閥門(氣動閥門需配置壓縮空氣)
2.原理
將顯示儀表的量程設置為10.5~11.5之間,信息傳遞給調解器,再通過調解器設置后對信息進行處理,傳遞給自動閥門對其進行控制,如pH值低于10.5則自動開閥,高于11.5則自動關閥。
3.簡單示意圖
pH計探頭進行pH值測量pH計顯示器進行量程設置 調解器進行信息處理和控制自動閥門開或關
三、實施效果
1.實施前后情況對比
實施前pH值調節主要靠人員根據pH值波動情況手動開關閥門放石灰液,調節頻密,遇排污不正常還需要現場蹲點調節,且在調節時間空擋易出現pH值低或高于標準,引起后端濃密箱翻渣,還有在中夜班時偶爾出現員工疲憊疏忽、瞌睡忘記調節pH值情況,導致處理污水超標的嚴重后果。
實施后pH值調節實現了簡單自控,能夠自主調節,pH值不會出現超出標準現象,操作人員由重點操作轉為重點巡視,有更多時間發現問題和及時解決問題。
2.隨機8小時內采樣表
表1 隨機8小時內采樣表
3.存在問題及解決辦法
3.1 pH計探頭結垢
由于污水被石灰中和后含Ca2+嚴重,易吸附到pH計探頭上使其測量不準,信息反饋給調解器后直接影響自動閥門開度不準,導致整套系統失控。
解決辦法是要求每個早班必須對pH計探頭進行鹽酸浸泡,溶解掉吸附在上面的鈣垢,延長探頭的使用壽命,再定期對pH計探頭進行校準,即可保證測量精準。
3.2自動閥門損壞
主要有2種情況,一是由于石灰具有粘性,時間長后易結垢堵塞閥門,二是閥門損壞,不能正常開關。
解決辦法是在自動閥門前面加裝一條管路并帶一個手動控制閥門,遇自動閥門堵塞或損壞時,可以不停機進行自動閥門清洗或更換,再手動調節pH值。
4.實施的好處
本套自動pH值調節系統設備投資大概在10000元以內,屬于低成本投資,主要好處在于:①節約人力,將操作轉為巡視,能更多發現生產中的其他問題并及時解決,保證生產穩定運行;②保證測量精確度,減少人為產生的誤差和影響,更有利于污水處理的控制。
四、 結語
儀表調解器與自動閥門結合在在污水處理pH值調節中的應用,通過儀表與機械的簡單結合,實現對pH值調節的自動控制,達到節省人力、精準控制的目的,對于企業的環??刂凭哂惺种卮蟮囊饬x。
參考文獻
[1]丁天懷,李慶祥等. 測量控制與儀器儀表現代系統集成技術.清華大學出版社,2005-7.
[2]張毅. 自動檢測技術及儀表控制系統.北京:化學工業出版社,2005.
[3]侯志林. 過程控制與自動化儀表.北京:機械工業出版社,2003.
2.研究制定機械工業發展規劃和提出全省產業發展的方向、重點和合理布局,推進行業結構調整。
3.抓好行業經濟運行分析和產業信息的具體工作,加強行業的宏觀協調。
4.研究機械行業發展中的重大問題并提出建議。
5.指導機械行業體制改革;指導全省機械行業大企業大集團、行業龍頭企業和重點骨干企業的培育工作;具體負責聯系省機電集團公司。
6.負責汽車、改裝車、摩托車、農用車企業和產品目錄(公告)管理。
7.提出行業內企業固定資產投資的初審意見,具體負責項目實施過程中的管理;參與協助相關工業(園)區的管理工作。
8.提出行業內企業技術創新重點項目的初審意見,協助項目實施過程中的管理。
9.指導和聯系機械行業協會等社會中介組織。
10.承擔委領導交辦的其他事項。
處室職能-技術進步與裝備處
1.研究提出全省企業技術進步、技術引進和重大裝備國產化的方針、政策。
2.組織推動企業技術創新和高新技術產業化。
3.負責全省技術創新項目計劃管理,組織全省重點技術創新、重大引進技術消化吸收、重大技術裝備研制、新產品開發等項目的實施。
4.指導和推動企業技術創新機制建設、產學研聯合協作和技術創新體系建設。
5.組織和協調企業國內外技術合作與交流。
6.參與高新技術企業的認定和參與協助相關工業(園)區的管理工作。
7.負責高新技術產業(產品)及企業的培育工作。
8.推進以產業和行業關鍵和共性技術為主要內容的新技術推廣應用工作。
9.指導和聯系相關協會等社會中介組織。
10.承擔委領導交辦的其他事項。
處室職能-資源節約與綜合利用處
1.研究提出企業資源節約、綜合利用和發展新能源、可再生能源(不含農村可再生能源,下同)、環保產業、再生資源、工業節水和節油的政策措施的組織落實。
2.負責有關資源綜合利用、節能(節電)、新能源、可再生能源、環保產業、再生資源、工業節水和節油示范項目的規劃和實施。
3.負責對高耗能固定資產投資項目的節能審查和節能產品認定的審核,開展節能執法工作。
4.推進以資源節約、綜合利用和環保產業、再生資源、工業節水和節油為主要內容的新產品、新技術開發和技術改造推廣應用。
5.組織協調工業環境保護,負責環保產業示范工程、產品(設備)、技術的規劃管理和推廣應用。
6.指導和協調新型墻體材料推廣工作;參與指導發展散裝水泥工作。
7.指導并推廣清潔生產工作,大力推進循環經濟。
1)準確把握新時期治水思路
在關于水安全戰略的講話中提出了“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水方針,這是新時期治水興水的科學指南。節水優先,就是要立足我國基本國情水情,充分認識節水的極端重要性,從觀念、意識、措施等各方面都要把節水放在優先位置,這是水安全戰略的根本方針??臻g均衡,就是要牢固樹立生態文明理念,始終堅持人口、經濟與資源環境均衡的原則,加強需求管理,把水資源、水生態、水環境承載能力作為剛性約束,努力實現人與自然、人與水的和諧相處,這是水安全戰略的重大原則。系統治理,就是要統籌自然生態的各個要素,統籌考慮山水田林湖治理,運用系統思維,謀劃和保障水安全,這是實施水安全戰略的重要方法。兩手發力,就是要充分發揮市場和政府兩個方面的作用,水治理是政府的主要職責,該管的一定要管好,但政府主導不是政府包辦,要充分利用水權、水價水市場優化配置水資源,讓政府和市場“兩只手”相輔相成、相得益彰,這是實施水安全戰略的基本要求。在新時期的治水實踐中,須要準確把握中央關于治水的戰略定位,切實增強保障國家水安全的思想自覺和行動自覺。
2)進一步加強水利基礎設施建設
要按照確有需要、生態安全、可以持續的原則,集中力量有序推進一批全局性、戰略性節水、供水重大水利工程,為經濟社會持續健康發展提供堅實后盾。一是推進重大農業節水工程,突出抓好重點灌區節水改造,大力實施東北節水增糧、華北節水壓采、西北節水增效、南方節水減排等規模化高效節水灌溉工程。二是加快實施南水北調、陜西引漢濟渭、甘肅引洮、云南滇中引水、安徽引江濟淮、吉林西部供水等重大引調水工程,實施引調水工程,必須強化節水優先、環保治污、提效控需,統籌做好調出調入區域、重要經濟區和城市群用水保障。三是建設包括拉洛、浙江朱溪、福建霍口、山東莊里、重慶金佛山等重點水源工程,加快農村飲水安全工程建設,推進海水淡化與綜合利用,強化水源戰略儲備,構建布局水源可靠、水質優良的供水安全保障體系。四是繼續推進水庫除險加固、中小河流治理、山洪泥石流災害防御等防洪薄弱環節建設,加快建設包括西江大藤峽、淮河出山店等流域控制性樞紐工程,黑龍江、松花江、嫩江干流防洪,長江中下游河勢控制,黃河下游堤防建設和上中游河道治理等工程,不斷提高抵御洪澇災害能力。五是建設包括嫩江尼爾基水庫配套灌區、吉林松原灌區、四川向家壩灌區、湖南涔天河灌區、江西廖坊灌區等節水型、生態型大型灌區,為保證國家糧食安全打下堅實基礎。
3)切實強化水安全管理
一是著力落實最嚴格水資源管理制度。加快建立覆蓋流域和省市縣三級的水資源開發利用控制、用水效率控制、水功能區限制納污“三條紅線”,把水資源條件作為區域發展、城市建設、產業布局等相關規劃審批的重要前提,進一步落實水資源論證、取水許可、水功能區管理等制度,嚴格限制一些地方無序調水與取用水,從嚴控制高耗水項目。牢固樹立節水和潔水觀念,切實把節水貫穿于經濟社會發展和群眾生產生活全過程,不斷推進農業、工業、城市的節水,加大雨洪資源利用力度,加快海水、中水、微咸水等非常規水源開發利用。二是加強河湖及地下水管理。強化河湖水域保護,合理劃分河湖岸線功能,實行河湖分級管理,明確管護主體和責任,落實河湖生態空間用途管制。強化地下水保護,實行開采量與地下水水位雙控制,劃定地下水禁采區與限采區,加強華北等地下水嚴重超采區綜合治理,逐步實現地下水采補平衡。三是推進洪水和干旱風險管理。編制完成洪水風險圖,開展洪水風險評估,完善防洪應急預案,健全防汛組織體系,有效規避洪水風險。落實好洪水影響評價制度,健全洪澇災害救助機制,探索建立洪水保險制度。開展干旱風險區劃,制定不同風險級別下的干旱應急措施,建立水資源戰略儲備。
2科技創新支撐水安全
保障水安全,必須堅持科技引領,更加注重科技創新在水利基礎設施建設以及水安全管理中的關鍵作用。要依靠知識創新、技術創新和體制機制創新,把有關水安全的科技成果轉化為治水興水的實踐,提高水利現代化水平,為國家水安全提供堅強支撐。
1)知識創新
須要從宏觀、中觀和微觀三個維度深入開展水資源管理戰略研究。宏觀上,要重點研究氣候變化情境下的空間水循環機理,把水資源及其相關的生境系統統籌考慮,構建水基系統,準確把握水資源的宏觀態勢。同時,要完善水資源常態與應急管理科學認知,突出水災害風險管理,不斷完善水資源常態與應急統合管理模式。中觀上,既要以地域和流域為單元,山水田林湖統籌協調,又要從泛區域、泛流域等更廣范圍、更寬視角,開發利用和管理水資源,形成互聯互通、豐枯調劑、空間均衡的基礎水系統。微觀上,要以實施最嚴格水資源管理制度為抓手,以信息化建設等為先導,優化整合各類資源,形成科學預測、有效防控和高效應急的技術支持系統,保障水資源的合理開發、高效利用和有效保護。
2)技術創新
要在繼續鞏固和發揚我國傳統水利技術優勢的基礎上,緊跟世界科技前沿,綜合運用空間遙感、情景分析、云科技等技術手段,在國家重點實驗室、科研單位、高等院校的帶動和引領下,針對國家水安全戰略需求,對節水關鍵技術、重大水利裝備、新型建筑材料和施工工藝、基礎水信息系統建設、河流生態修復與保護等方面開展科研攻關和技術研發。
3)機制創新
要貫徹落實十八屆三中、四中全會精神,依法、更好發揮政府作用,依法、更多利用市場機制,著力構建水利科學發展的機制。要穩定并增加公共財政對水利的投入,落實金融支持水利的相關政策,鼓勵和吸引社會資本投入水利建設和管理。要加快推行城鎮居民用水階梯水價制度,非居民用水超計劃、超定額累進加價制度,推進農業水價綜合改革,促進節約用水,建立水利工程良性運行機制。要推進國家水權制度建設,開展水資源使用權確權登記,鼓勵形式多樣的水權流轉,構建水權交易平臺,加強水市場監管,落實好水資源用途管制。要進一步深化水利工程建設和管理體制改革,健全水利建設市場主體信用體系,強化工程質量監督與市場監管,加快小型水利工程產權制度改革,盡快建立新形勢下農田水利的建設和管理機制。
3結語
關鍵詞 綠色開采技術;研究;循環經濟
中圖分類號TD82 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)95-0177-01
傳統的煤炭開采技術落后,發展模式粗放,不僅降低了企業利潤,給企業生產帶來了安全隱患,同時,生態環境也遭到了破壞,引發了社會矛盾。因此,煤炭企業的發展需要制定長遠地、科學地戰略目標,要打造節能、環保、循環、高效的開采方式,以實現企業和社會的多贏。本文以協莊煤礦為例,探討了煤炭企業的綠色開采技術。
1 實施以矸換煤充填開采技術,實現科學開采和有效保護并行
科學開采就是要摒棄傳統的生產—排放—治理的老路,堅持落實科學發展觀,革新“掘進”、“采煤”二元開采模式,將“處理”納入礦井整體設計,淘汰落后的生產工藝,實現高效生產與生態環保的統一。協莊煤礦自2005年下半年開始研究、實施“以矸換煤”技術,先是研究應用了綜采工作面高效機械化以矸換煤技術,這項技術的應用避免了煤矸石升井上山的工作,而是將煤矸石通過軌道運輸巷、翻籠、矸石倉、給料機等環節輸送粉碎,最后填充到巷道內,不僅減少了污染排放,還提高了煤炭資源的開采量。
2 實施了礦井巷道的“煤巷化”布置技術,減少廢棄物排放
矸石的產生不僅增加了企業的運輸和處理支出,同時造成了環境的污染,因此煤礦企業需要研究和創新開采技術,減少甚至避免矸石的產生。協莊煤礦在總結原有巷道開采布置技術的基礎上,積極探索,勇于創新,在力爭矸石的零采出的基礎上,開展技術創新,統籌規劃巷道設計布置,嚴格按照綠色生產理念進行巷道掘進管理,采用礦井巷道的“煤巷化”布置,減少巖石巷道的工程量,以確保降低的產生矸石產出。
協莊煤礦深入研究礦區的地質構造和煤質情況,綜合考慮煤質設計工作,科學安排拓布局,最大限度地減少地質構造對煤質的影響。
3 針對礦井大采深及地質構造復雜的特征,開展了復雜地質環境下地表巖移變形特征及建筑物下開采技術研究。
協莊井田位于為蓮花山與蒙山間的山間凹地半緩階地形丘陵,區內絕大部分為農用耕地,土地肥沃,環境舒適宜人,礦井上方地面人口較多,建筑物也比較密集,這就需要開采煤礦時注意地面建筑物的保護,給開采工作帶來了一定的困難。協莊煤礦技術人員通過設置多處巖移觀測站,仔細勘察地表和開采煤層上覆巖層形變,記錄大量觀察數據,經過綜合分析探明了地表移動變形參數和變形規律,并在科學計算和分析數據的支持下,制定了科學開采、綠色開放的方案。
4 研究應用廢棄矸石綜合利用技術,實現土地塌陷治理、下井充填
以往的煤炭開采過程中,大量的矸石被開采出來,運輸到地面上,堆積成矸石山,這不僅加大了企業的運輸成本,更造成了生態環境的污染。協莊煤礦通過近幾年的矸石置換煤炭技術的推廣應用,很好的解決了這一問題。煤矸石充填采空區的采煤方法是實現煤礦綠色開采的關鍵技術之一。矸石置換煤炭技術是通過井下分矸系統分離矸石和煤,經煤運到井上,而矸石直接在井下填充采空區。矸石置換煤炭技術使得矸石量大幅減少,同時應用矸石充填采空區技術將矸石填充到采空區,填充效果很好。通過矸石填充采空區,地面上的矸石山得以消除,礦山得到美化,實現了企業發展與環境保護的雙贏,這一技術的應用對促進了我國煤炭開采利用和環境保護的和諧發展有重要的意義。
5 實施熱電聯產技術研究,建設節能環保電廠,實現資源綜合利用
實施鍋爐改造工程,實現環保節能目的。協莊煤礦矸石熱電廠于1995年12月投產運營, 2005年5月電廠開始進行鍋爐改造工程,將原有的三臺35t/h循環流化床鍋爐拆除,新增加兩臺75t/h循環流化床鍋爐。對原有除塵、脫硫等設備更新,新增氣力輸灰系統。鍋爐改造工程完工后達到污染物大幅度削減的目的。煤泥、煤矸石經鍋爐燃燒后產生的灰、渣,一部分出售到周圍水泥廠用來造水泥,另一部分由協莊礦投資建設的年產3000萬塊的機械化制磚生產線生產免燒多孔磚,其質量水平超過常規粘土磚,實現灰渣零排放。
6 研究運用水處理技術,提高水資源的綜合利用率。
協莊煤礦大力開展用水節水的管理創新、制度創新和技術創新活動,采取地面生活生產用水綜合利用、生產廢工業污水回用、供水系統優化、煤泥水閉路循環、煤泥水綜合治理和加強用水管理等措施,大力推進節水技術進步,全面推進企業節水工作,特別是近幾年,協莊煤礦運用“礦井水恒溫利用技術”,建立井下超磁凈化水處理工藝系統,以水資源的可持續利用支持企業的可持續發展,以節水促減排成效顯著。
協莊煤礦在注重企業效益的同時,堅持走綠色節能的發展道路,實現企業發展和環境保護的和諧發展。近年來,協莊煤礦積極探索新技術,不斷賦予煤礦綠色開采的新內涵,從綠色開采理念和開采技術上為煤炭企業走內涵挖潛、集約發展的新型工業化之路提供了成功的經驗。
參考文獻
一、遼寧綠色技術創新的需求分析
(一)產業類型上的綠色技術創新
在遼寧沿海經濟帶五個重點發展區域和沈陽經濟區十個重點產業群中,有許多屬于傳統的“三高一低”類型的產業,如傳統的能源、石油、化工、冶金、機械等,承載著遼寧“支柱產業、納稅大戶”的職能, 是遼寧“十二五”期間綠色技術創新的關鍵和希望所在。按照省政府的規劃,這些地區和產業集群內, 應該有計劃、有步驟地進行低碳產業布局, 將傳統產業向新型低碳產業轉型, 以新技術、新工藝改造傳統工業結構,最終目標是將沿海經濟帶和沈陽經濟區建設為先進的低碳發展示范區。
(二)生產方式上的綠色技術創新
1.第一產業的技術創新。遼寧是一個農業大省。城鄉能源發展是加強新農村基礎設施建設的主要內容,是促進城鎮發展低碳經濟、進行生態保護的重要途徑。因此,發展低碳經濟,要將著力點放在提高城鄉能源綜合利用水平上。一是研究開發農村廢物處理的新技術,通過開發利用新技術將城鄉的秸稈、糞便、生活垃圾等轉化為“沼氣”等新能源或加工成各種肥料。二是研究開發節能節水技術,包括節能節水式灌溉、生活取暖、做飯等新技術。三是研究開發“節能減排”的養殖和飼養技術,推廣集約、高效、生態畜禽養殖技術。
2.第二產業的技術創新。改善工業電機體系的能源效率, 是工業部門必不可少的低碳技術取向。一是材料生產綠色技術創新,通過制定綠色材料標準,對材料生產企業提出嚴格的要求,引導其采用先進技術工藝。二是工業品生產的綠色技術創新,包括生產過程的“節能減排”技術和產品使用的“節能”要求。三是綠色的建筑技術的開發,為使新建、在建的建筑項目嚴格執行國家的《可再生能源法》,建筑業急需一批綠色技術創新成果。
3.第三產業的技術創新。第三產業是遼寧發展最快的行業,開發綠色技術的前景廣闊。一是進行綠色設計,節約能源,降低有害氣體排放?!笆晃濉逼陂g,遼寧省民用汽車年增長速度都超過了10%, 預計“十二五”期間還會維持較高的增長速度,在沈陽、大連等大城市,汽車尾氣已成為城市主要有害氣體的來源。所以政府勢必會加大這方面的整治力度,行政手段效率有限,主要應采取市場化的利益導向,進行綠色設計使城市交通更符合“節能減排”的要求。二是開發綠色服務技術。包括綠色設計、綠色采購、綠色銷售、綠色物流、綠色郵政等技術。
(三)能源消耗上的綠色技術創新
1.能源結構。遼寧省是以火力發電為主的大省,能源消耗擺脫不了對煤炭的依賴,而使用煤炭資源必然產生二氧化碳等氣體的排放,對空氣產生污染。遼寧省風能資源豐富,省內沿海六市是我國為數不多的臨海強壓型風能豐富區。根據初步測算,遼寧省陸地風能資源約為5 400萬千瓦,其中可利用資源約1 100萬千瓦,近海風能資源尤為豐富。在遼寧沿海地區和康平、彰武等西北部地區風能都屬豐富地區,可大力發展風能,實現低碳化產業,發展循環經濟。
2.節能技術。在相當長的時期內,煤炭都將是我國能源的主體,提高煤炭等傳統能源的利用效率將是低碳經濟的重要內容。1978—2008年,我國一次能源費總量中,煤炭比重從70.7%下降到68.7%,石油消費由22.7%下降到18.7%,天然氣消費由3.2%提高到3.8%,水電、核電和風電的比重則由3.4%提高到8.9%。雖然能源結構改善方面取得了一些成效,但任重而道遠,應加大對新能源和傳統能源的利用技術的開發力度。
(四)公共部門的綠色技術創新
公共部門應著力從以下幾方面入手來提高遼寧省綠色經濟水平。第一, 遼寧城市道路照明燈的數量高于全國平均水平的160.86% ,城市集中供熱面積超過全國平均水平的441.82%。而針對這種高水平的路燈照明狀況,城市急需用太陽能LED 路燈照明逐漸取代傳統路燈照明。第二,遼寧還需集約利用土地,以再城市化為手段, 提高城市人口密度;加大城市綠化面積, 增加碳匯,改善人居環境;充分利用遼寧煤炭城市多的優勢, 積極開展煤層氣的開發利用, 在減少煤層氣排空對氣候變暖造成影響的同時, 沖抵天然氣的使用量。第三, 在現有條件下, 利用電廠余熱實現集中供熱, 是提高能效的手段。從長遠看, 當核能和可再生能源發電上升到一定比例后, 用地源熱泵和太陽能光熱技術取代傳統供熱和空調技術, 是遼寧綠色城市建設的方向。
二、遼寧綠色技術創新財政支持體系存在的問題
(一)現行的財政體制不支持需求導向
在發達國家,作為科技創新的主體承擔著不同的職責,高校主要從事以自由探索為主的基礎研究,同時為科學研究培養高素質人才;企業系統主要從事技術應用與產品開發;而政府研究機構則以國家的戰略需求為導向,主要從事創新過程“中游”階段的科學研究。而遼寧的綠色技術研發資金投入以政府為主(企業的研究資金也主要來自政府),研究開發對政府負責,綠色技術創新不是按市場需要進行細分,缺乏技術創新的原動力。粗放經營、各自為戰、重復研究的現象大量存在。
(二)現行的財政政策未體現需求導向
在發達國家,中央政府主要通過稅收減免、資助企業的科技創新活動和推動創新成果商業化三種手段支持綠色技術創新活動。而遼寧省的綠色技術創新工作是政府通過財政投入將項目發包給企事業單位和個人,然后由承包人按規定拿出成果,再由政府組織推廣應用,這就無形中增加了成本,并產生了時滯效應,導致許多研究成果無法及時推廣應用。
(三)相關的配套政策不利于需求導向
從現行遼寧省科技創新支持政策來看,存在著政策層次低、政策單一的情況。一是層次相對較低。促進技術創新方面的相關政策多是通過辦法或是意見的方式下發,沒有形成專門的地方法規或者專門的類別。二是稅收及其他政策工具運用有限。財政方面的政策較多,稅收及其他方面相對較少,沒能將財政、稅收、信用以及行政和法律手段很好地統一起來,且政策口徑不統一、規定不透明、內容不夠集中。
三、完善遼寧綠色技術創新財政支持政策的思路
(一)“合作開發”機制的形成有待政策的支持
大型企業、科研院所、高等學校(以下稱“科研主體”)是綠色技術創新的主體,但他們的體制與機制不完全適應社會對技術的需求。要想與國際上的知名企業開展競爭,實現市場價值,必須大力倡導以企業為主體的技術創新??蒲兄黧w的一個重要功能就是傳播創新理念,幫助企業提升技術創新能力和效益,不斷化解企業技術上的矛盾,解決技術上的難題,使企業在國際創新競爭中成為贏家。由企業出題目、出資金委托科研究主體承擔研發任務,是綠色技術供需雙方互相配合、共同成長的雙邊創新活動。
(二)良好“利益機制”的運行需要政策的支持
市場經濟下,利益機制像一只無形的手推動著資源向最有效率的領域“融合”、“配置”,需求導向下的綠色技術創新的主要目標是實現科技創新成果的市場價值。在創新過程中,要把企業和高校、科研院所的力量有效整合到一起,涉及到諸多問題,如資金投入、利益分配、經濟效益和產業化運作等方面,因此,利益機制的設計至關重要。需要政府制定各種“規制”規范運作,并對于實踐中運行良好的創新模式給予財政上的支持。
(三)創新“質量工程”的建設亟待政策的支持
財政支持綠色技術創新重數量更應重質量和效率,切實發揮財政支持的作用。一是各類專項資金要更多地轉向商業性資本不敢或不愿意投入的方面,多一些“雪中送炭”,少一些“錦上添花”;二是把目前獎勵性資助為主的方式轉向風險補償為主的方式,將政府資助作為導向和補償金,通過降低社會資本進入的風險,引導各類投資主體增加對科技創新的資本投入。三是要有效利用國際資金。建立政府引導和調控下的市場化投資體系,力求做到政府調控與市場機制有機結合、法規約束與政策激勵有機結合,加大科技投入,形成多元化的投資格局。
(四)完善支持體系,發揮政策的合力
制定政策的目標是為企業創造良好的競爭環境和充滿活力的商業環境。一是不斷調整有關企業競爭和投資方面的政策,提高企業的競爭力,刺激投資,保護消費者。二是降低綠色技術創新公司的實際負擔,實行輕稅費。三是實施科學研究與實驗設備的稅收鼓勵計劃,使企業易于獲得政府在研發方面的財政支持。四是讓新建技術型企業獲得投資更加方便、快捷,促進具有創新能力的新興中小公司的快速成長。
參考文獻:
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關鍵詞:水資源;節水
1 上海市水資源現狀
1.1水資源量及時空分布特點
上海市位于長江三角洲東緣,太湖流域下游,東瀕東海,南臨杭州灣,北依長江口,西接江蘇、浙江兩省。上海地區的水資源包括本地水資源量和過境水資源量兩部分,其中本地水資源包括地表水和地下水。
全市共有河道3萬余條,各類湖泊26個,河面率為10.1%。從數量來看,上海的水資源總量較為豐富。但上海主要以過境水資源為主,2010年太湖流域來水量和長江干流來水量大約1萬億立方米,本地水資源量僅為31億立方米,不到流域過境水量的0.3%。因此,上海的水資源的開發利用很大程度上需依賴流域過境水量。
1.2水資源取用概況
2013年全市取水總量89.01億立方米,比上年增長2.3%,其中地表水取水量88.93億立方米,比上年增長2.3%;地下水取水量0.08億立方米,比上年下降26.9%。
2013年全市用水總量89.01億立方米,比上年增長2.3%。按用水性質分,農業用水16.26億立方米,火電工業用水35.98億立方米,一般工業用水10.25億立方米,城鎮公共用水12.03億立方米,居民生活用水13.71億立方米,生態環境用水0.78億立方米。
1.3水資源管理情況
最嚴格水資源管理制度有效落實,“三條紅線”和“四項制度”全面建立,水資源保護與河湖健康保障體系基本建成,水生態文明理念深入人心。到2030年,全市用水總量控制在133.52億立方米以內,萬元工業增加值用水量降低到30立方米以下,農田灌溉水有效利用系數提高到0.742以上,水功能區水質達標率提高到95%以上,集中式飲用水水源地水質達標率不低于98%,河湖水面率不低于10.5%。
2 上海市節水管理現狀
2.1建立完善的水資源取水管理體制
上海市水務局水資源管理工作主要包括水資源(地表水、地下水)的統一管理和保護。取水戶地下水全部、地表水(除部分火電工業和農業未計量外)基本實現裝表計量,加強了取水戶的監督檢查,對不安裝計量或計量不規范的用水戶要求重新安裝。取水許可地表水實行流域、市、區三級管理,地下水實行一級管理。全市形成了集取水、供水、節水、排水、水資源保護、水環境治理為一體的市、區兩級水務(水資源)管理體制,建立了由市、區縣水行政管理部門、行業主管部門和用水單位組成的三級節水管理網絡,計劃用水、定額管理、取水許可、水平衡測試等水資源管理各項制度得到有效落實。
2.2地下水控制取得明顯成效
實行地下水取水總量控制管理,規范建設審批管理,制定地下水開采控制目標。在市政公共供水管網覆蓋范圍內逐步關閉自備水井。盡快核定并公布地下水的禁采范圍和限采范圍,2003年起逐步削減地下水超采量,實現地下水采補平衡。制訂方案嚴格控制新的深井開鑿和地下水開采,除戰備、城市安全應急備用、優水優用等特殊用井外,凡地表水公共供水管網到達地區的深井,分階段逐步關閉,全市地下水年開采量從7452萬立方米下降到1400萬立方米,回灌量超過開采量,地下水采灌平衡。
2.3全市集約化供水體系基本建立
全面推進郊區集約化供水,大力推進供水管網改造,減低管網漏失率,提高水資源利用效率和效益。2006~2010年,重點改造無內襯供水管道、高齡管道和易漏易爆管道共6953公里,累積關閉郊區鄉鎮小水廠106座,集約化供水總面積達到3500平方公里,郊區管網漏損率顯著降低。全市供水普及率達到99.9%,除農業和火電工業外,基本實現集約化供水,上海市城市生活、居民生活和一般工業用水量在2010年為35.4億立方米,其中公共供水系統供水量為30.9億立方米,占到了87.2%。
2010年12月,市政府制訂了《關于加快推進本市郊區集約化供水實施意見》,明確了下階段集約化供水的總體目標和具體任務。計劃到2012年基本完成除崇明縣以外的郊區集約化供水任務,2015年全面完成全市的集約化供水工作。
3 面臨的形勢和發展方向
3.1以最嚴格水資源管理制度為核心
2011年中央1號文件、中央和上海市水利工作會議明確提出,把嚴格水資源管理作為加快轉變經濟發展方式的戰略舉措,把建設節水型社會作為建設資源節約型、環境友好型社會的重要內容,并對加快實施最嚴格的水資源管理制度和建設節水型社會作出了重要部署,提出了加強用水總量控制、加強用水效率控制、加強水功能區納污控制、嚴格水資源管理責任和考核等重點任務。
下階段的節水型社會建設要緊抓最嚴格水資源管理這一核心任務,充分發揮“三條紅線”的約束作用,加快落實“四項制度”,全面提升水資源管理效能和水平。
3.2以城鎮化與經濟社會可持續發展為重點
目前上海正處于“創新驅動發展、經濟轉型升級”的關鍵期,產業轉型發展與資源環境約束并存,優化用水結構、轉變用水方式是推動經濟發展方式轉變的重要抓手。作為落實科學發展觀、建設資源節約和環境友好型社會、推進節能減排的重要內容,節水型社會建設對于上海提高用水效率、保障供水計劃、促進防污減排、改善生態環境都具有重要的意義。上海需繼續堅持“節流優先、治污為本、科學開源、綜合利用”的原則,按照“供需平衡、結構優化、集約高效”的要求,強化管理,充分調動和發揮全社會節約用水的積極性,進一步鞏固和擴大節水型社會建設成果,不斷促進水資源的可持續利用,切實保障上海經濟社會的可持續發展。
3.3建立和完善節水標準體系及節水技術創新機制
推進節水標準體系建設,修訂和完善用水定額地方標準,繼續推進全市節水管理的信息化建設,完善全市計劃用水管理系統以及水資源信息管理系統、水資源統計和核算信息系統等,實現節水管理對象、管理過程、管理決策的信息化。發展節水低碳技術和低碳經濟,推進節水減碳,從節能減排、水務產業調整、水資源和水生態保護等多個方面工作,探討水務領域低碳技術和低碳經濟的發展模式。
推進節水科技創新體系建設,加大科技創新和成果產業化,完善節水型工程技術創新體系。重點開展節水標準和規范研究,開展雨水和河道水市政綠化利用、再生水梯級利用等技術探索,研發推廣節水新技術、新設備、新產品和新材料;推廣應用工業節水工藝、城市管網檢漏防滲技術、市政環境節水技術等。
4 結語
對保障國家水安全提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路,節水型社會建設對于上海提高用水效率、保障供水計劃、促進防污減排、改善生態環境都具有重要意義,是服務經濟社會又好又快發展的根本要求。
參考文獻
[1]上海市水務局.2013年上海市水資源公報[R].2013.
技術特點本設計
按照國家噴灌工程技術規范進行試驗研究,PVC管材符合《硬聚氯乙烯管材》、《聚丙烯管材》、《噴灌用低密度聚乙烯管材》等現行標準的規定。在大田土地表面上鋪放由PVC管材構成的硬聚氯乙烯主線水管、支硬聚氯乙烯線水管,彼此連通構成輸水管路;在支線水管的側壁上設有出水通孔,由PVC硬聚氯乙烯材料制成的鞍座粘接在支線水管外側壁面上,且密封覆蓋出水通孔;在相鄰的支線水管相對端外部上分別固設掛鉤座和銷軸座,掛鉤膠裝在掛鉤座上,在銷軸座上配裝銷軸,相鄰直線水管相對一側的端部相互插裝配合,在插裝配合的相鄰支線水管端部的內壁與外壁面之間配裝密封膠圈,掛鉤鉤在銷軸上,相鄰的支水管依次連成一體。由此構成的人工移動式硬聚氯乙烯管大田噴灌裝置,可以提高噴灌設備的作業效率和作業質量,延長裝置的使用年限,降低設備制造和使用成本,并且具有便于操作、移動方便的優點。
技術創新點
把PVC硬聚氯乙烯管材、管件應用到大田噴灌中,可承擔1MPa工作壓力。這種管材以其外觀好、使用年限長、造價低、連接拆卸方便快捷等優點,可替代鋁合金管材在大田噴灌中運用,具有噴灌作業效率高、噴灌質量好、制造與使用成本低、質量輕、連續拆卸與移動方便快捷、通用性好等特點。PVC材料的應用打破了鋁合金及塑料軟管在該領域幾十年的統治局面,是大田噴灌設備材料使用的一個重大創新。
研究方法及路線
1)研究方法。在現有的固定式大田噴灌設備的基礎上,采用新的管材、新的工藝,進行新型移動式大田噴灌設備的研制。2)技術路線。管路的研制輔助部件的結構設計及構件的制造密封件的設計及模具的研制管路壓力考核技術改進生產考核管路及輔助部件的模具設計與制造生產考核產業化轉化。3)成果轉化方案。目前該新型移動式大田噴灌設備已研制成功,并經過5a的抗壓、耐腐蝕試驗,在黑龍江省各地縣得到了廣泛應用,因使用方便而深受廣大用戶的好評,并已獲得國家實用新型專利。
關鍵詞:變頻調速技術 節水 節能 城鄉供水 農業灌溉 自動控制裝置
1 立項背景及技術創新點
水資源及能源緊缺是制約我國經濟發展的重要因素,節水節能是我國社會經濟持續發展的基本國策.美國從20世紀90年代將變頻節水節能技術應用于平移式、軸轉動式噴灌機及管道灌溉等系統,經測試其節能率為39%~56%,節水率為15%~30%,既穩定了管網壓力,提高了灌溉質量,又節水節能,便于自動化管理,但其價格昂貴.當時,在我國城鄉供水及水泵抽灌系統中,水泵一旦開始工作,電機便以額定轉速運行,并以額定出水量供水,當用水量減少或在用水低谷時,管網壓力過高,水龍頭(或噴頭)和輸水管道往往被損壞,使水白白流掉,電能白白耗掉;有些系統通過閥門控制出水量,來減少供水管網壓力升高,這樣也造成電能與水資源的浪費.
“九五”期間,我國在工業上將交流變頻調速技術列為新技術推廣項目,但當時水利行業在灌溉方面未應用.為改善上述資源浪費狀況,生產出價格低廉,農業能夠接受的變頻節水節能控制裝置,水利部西北水利科學研究所承擔了水利部“948”計劃項目“變頻節水節能技術”,本項目的關鍵技術為交流變頻調速技術.1998年12月,我們引進了德國的8210和8220系列變頻器標準規范、技術指標、性能參數檢測方法和部分樣機.交流變頻技術大致可分為直—交變頻與交—交變頻兩種,我們引進的為直—交變頻技術,即通常所見的變頻器大多采用的變頻技術.我們的技術路線是引進關鍵技術,并對其消化吸收,在此基礎上,開發外圍技術,研制并生產變頻節水節能產品,并重點進行推廣應用.
該項技術引進后,我們對進口樣機的性能參數進行了全面測量和記錄,在消化吸收的基礎上研制開發出了四個系列的變頻調速節水節能裝置,這些變頻節水節能產品除了變頻調速器和PLC外,其他已全部國產化.本文介紹CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置和CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置.
本項目的技術創新點:(1)把交流變頻調速技術應用于城鄉供水及農業灌溉中,達到節水節能效果;(2)根據項目需要,自己研制出水位顯示控制器,提高自動化程度;(3)根據實際需要,研制出多段壓力設置轉換電路,適應農業多種灌溉方式;(4)將變頻調速技術、可編程序控制技術、水位顯示控制技術、壓力傳感技術等進行了集成.
2 變頻調速的基本原理
交流異步電動機的轉子轉速n可以用下式表示
式中 f——定子供電電源的頻率;
p——電動機的極對數;
s——異步電動機的轉差率.
由式(1)可見,當平滑地改變異步電動機的供電頻率f時,即可改變電動機轉子的轉速n..
根據水泵的相似原理
式中的Q、H、P、n分別為水泵的流量、揚程、軸功率和轉速.
由式(2)、式(3)、式(4)可知,基于轉速控制比基于流量控制可以大幅度降低軸功率.
3 CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置
3.1 基本構成
整個恒壓供水系統由CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置與水泵電機組合而成(見圖1).該裝置由變頻器(內含PID調節器)、可編程時控開關、可編程控制器(PLC)、水位顯示控制器、遠傳壓力表、水位傳感器及相關電氣控制部件構成,是一種具有變頻調速和全自動閉環控制功能的機電一體化智能設備(見圖2),它可同時對一臺或多臺三相380V,50Hz的水泵電機進行自動控制.
圖1 變頻恒壓供水系統組成
圖2變頻恒壓供水自動控制裝置結構原理框圖
3.2 工作原理
CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置以變頻方式工作時,水泵電機以軟啟動方式啟動后開始運轉,由遠傳壓力表檢測供水管網實際壓力,管網實際壓力與設定壓力經過比較后輸出偏差信號,由偏差信號控制調整變頻器輸出的電源頻率,改變水泵轉速,使管網壓力不斷向設定壓力趨近.這個閉環控制系統通過不斷檢測、不斷調整的反復過程實現管網壓力恒定,從而使水泵根據需水量自動調節供水量,達到節能節水的目的.
PLC的主要控制作用:(1)控制多臺水泵(包括備用泵)循環軟啟動,周期性地以變頻方式工作;(2)控制備用泵的自動啟動.當第一臺水泵電機以變頻方式運行,并達到額定功率(即變頻器輸出電源頻率達到50H),而供水管網壓力未達到設定壓力時,第二臺水泵電機會自動啟動,并以工頻方式運行,這時若管網壓力仍不能達到設定壓力時,第三臺水泵電機會自動啟動,第一臺水泵仍以變頻方式運行,達到保持管網恒壓的目的,投入運行的水泵數量由裝置根據管網壓力自動控制.
水位顯示控制器設有上、中、下3個水位控制限,當池水位從上限降到中限位置時,控制器輸出補水泵啟動信號,使補水泵向池內補水,補至上限時,控制器輸出補水泵停機信號,停止補水;當池水位降到下限時,控制器輸出取水泵停機信號,使取水泵停止取水,待水位上升到中限后,控制器使取水泵自動啟動,恢復取水.
3.3 控制功能
CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置具有以下控制功能:(1)設有手動/自動切換電路,當切換至自動位置時,系統可根據出口壓力變化,自動調節變頻泵的轉速和自動啟動、停止備用泵,以維持出口壓力恒定,當變頻控制電路出現故障時,可切換至手動位置,使水泵直接在工頻下運行,保證正常供水;(2)能夠在1d內設置1~9個供水時間段,一周內各天的供水時間可以不同;(3)用PLC控制水泵(包括備用泵)全循環軟啟動,周期性地自動交換使用,以期水泵壽命基本一致;(4)地下蓄水池缺水后取水泵自動停機保護,補水泵自動開機補水,蓄滿水后補水泵自動停機,蓄水池水位以數字顯示;(5)故障顯示及報警,具有缺相、短路、過熱、過載、過壓、欠壓、漏電、瞬時斷電保護等電氣保護功能.
4 CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置
4.1 基本構成
整個恒壓供水系統由CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置與水泵電機組合而成(見圖1).一些節水灌溉基地設計有噴灌、微噴灌、滴灌等多種灌溉方式,不同的灌溉方式所需的工作壓力不同.為使同一供水管網能為不同灌溉方式提供不同的工作壓力,在CX-B系列變頻恒壓控制裝置的基礎上增加了多段壓力設置轉換電路,它可同時對一臺或多臺三相水泵電機進行自動控制(見圖3).
圖3變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置結構原理框圖
4.2 工作原理
CX-D系列變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置除多段壓力設置轉換電路外,其他部分的工作原理與CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置相同.多段壓力設置轉換電路中設計了對應于噴灌、微噴灌、滴灌及管道灌溉4個壓力檔位,在進行灌溉時,PLC按灌溉方式輸出對應的控制信號,壓力設置轉換電路自動轉換到相應壓力檔位,該裝置就在這一設定壓力下以恒壓供水,實現節水灌溉.
4.3 控制功能
除具有CX-B系列變頻恒壓供水自動控制裝置的功能外,還具有壓力轉換功能.
5 加強變頻節水節能技術的應用和推廣
引進先進技術主要的目的在于推廣應用,把變頻調速技術應用于水利行業及農業,實現了節能節水.幾年來,通過向社會積極宣傳變頻節水節能技術的優越性,這一技術已逐步被水利行業及農業所接受.
在城鄉供水方面,我們已經推廣應用變頻恒壓供水自控裝置12套,根據對其中四套裝置運行數據的統計計算可知,可節約電能25%~50%,節水3%~10%.各臺裝置的節能率和節水率差異較大,其主要原因是各裝置的運行環境差異較大,用水高峰與低谷流量差值大的裝置節能率高,用水高峰與低谷流量差值小的裝置節能率低;供水管路完好率高的系統使用該裝置后,節水效果不顯著,供水管路完好率低的系統使用該裝置后,節水效果顯著(由于恒壓供水,減少了管網高壓所產生的漏水).實踐證明,使用變頻恒壓供水自控裝置,不但能夠節水節能,而且提高了供水質量,保證了供水管網的安全運行.
在農業灌溉方面,2001年6月為“99全國節水示范工程秦都項目區(咸陽市秦都區雙照鎮龍泉南村)節灌系統”設計并安裝了變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置一套,使一條供水管網能夠在不同時間段提供兩種工作壓力,既滿足了微噴灌和滴灌的要求,又使灌溉管理大大簡化.據2001年7~12月資料統計,節電17%,節水19%.2001年12月同陜西省農墾農工商總公司簽訂了合作合同,為該公司華陰農場節水灌溉增效示范項目設計安裝6套變頻恒壓節水灌溉自動控制裝置.該示范項目實施完成后,變頻恒壓節水灌溉自控裝置與灌溉自動控制系統聯網,將形成目前我國較高標準的節水灌溉自動控制網絡,控制滴灌面積76hm2.