调水方案范文（精选9篇）
调水方案 第1篇
空调冷冻水系统是中央空调工程的重要组成部分, 而水泵在水系统中又起着一个核心作用。据测算中央空调的耗能约占到建筑物总耗能的65%左右, 循环水泵耗电量占整个建筑总耗电量的11.7%左右。所以合理选择空调水系统对节能减排有着非常重要的意义, 本文对广州地区某酒店群为例, 对空调水系统进行比较分析, 并给出合理的使用建议。
2 一级泵系统与二级泵系统的特点
一级泵系统分为一级泵定流量和一级泵变流量系统。一级泵定流量系统的特点为:一台冷水机组配置一台冷水泵, 水泵和机组联动控制。由于水泵输出流量在一段时间内为定值, 多以冷水机组的冷量改变只能通过改变供回水温度来实现, 系统始终处于大流量、小温差的状态, 不利于节约水泵能耗。目前, 只有少数标准较低的民用建筑和间歇使用是建筑在使用。
一级泵变流量系统[1]选择可变流量的冷水机组, 使蒸发器侧流量随着负荷侧流量的变化而改变, 从而最大限度地降低水泵的能耗。一级泵变流量系统要求冷水机组流量可变, 同时, 变频水泵转速一般由最不利环路末端压差变化来控制。二级泵变流量系统[1]是在冷水机组蒸发器侧流量恒定的前提下, 把传统的一级泵分解为两级, 在于冷源侧一级泵的流量不变, 二级泵则能根据末端负荷的需求调节流量。一级泵变流量系统和二级泵变流量系统原理图如图1。
由于一级泵定流量系统仅适用于小型工程且由于一级泵变流量的出现, 其应用范围越来越小。故本文仅对一级泵变流量系统与二级泵变流量系统进行比较。一级泵变流量特点:初投资小, 机房面积小, 冷水机组与水泵台数不必一一对应, 水泵变频运行, 可以最大可能降低水泵能耗。缺点为不同环路压力损失较大时损耗大, 水泵扬程如选取较大时其效率降低要比二级泵系统高。二级泵变流量特点:水泵扬程小且变流量运行, 节能;但是也存在水泵与机组必须相互对应, 初投资大, 机房面积大, 运行费高, 易出现水泵运行效率低, 能耗高, 小温差也会导致冷水机组的效率降低的弊端。
3 项目概况
广州某酒店群内共有A、B两座酒店, 建筑面积约11万m2, 其中酒店A建筑面积约6万m2, 客房数约260间;酒店B建筑面积约5万m2, 客房数约500间。由于管理需要, 两酒店合用空调冷热源, 能源机房设置于酒店A地下一层。对于酒店B, 从酒店A提供的冷冻水主管输送距离约240m (双程) , 造成能源和水泵扬程的损耗。通过计算后得到, 当供给酒店B冷冻水主管管径为DN350时, 两酒店间该管段阻力损失约为5.3m, 根据《公共建筑节能标准》4.3.5规定, 冷冻水应设二级泵系统。如将该段管径放大为DN400时, 主管管径降为2.8m, 冷冻水系统可按照一级泵系统设计。一级泵 (方案一) 和二级泵系统 (方案二) 机房设备选型中主机, 冷却塔、冷却水泵和水系统附件设备选型一致;区别在于冷冻水泵的选型, 一级泵系统只需选用一组变频水泵, 二级泵系统选用两组水泵。
4 方案比较前提条件
(1) 本次方案比较仅为冷源系统, 热源系统与冷源系统类似, 不在本次方案比较之列。
(2) 本次方案比较仅限于冷源机房内主要设备。
(3) 酒店空调负荷频率参照某星级酒店的负荷频率进行计算[2]。
(4) 冷水机组部分负荷的运行策略及二级泵系统中冷冻水二级水泵变频运行策略及水泵功耗均由厂家提供。
(5) 由于缺乏资料, 方案一中冷冻水泵功率按实际流量对应功率运行计算。
(6) 为了便于计算, 广州地区电价按1元/k W·h计算。
5 冷源机房初投资对比分析
从图2可以看出, 方案一和方案二初投资对比中, 冷水机组、一级冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的初投资基本一致。方案二由于一级冷冻水泵采用定频运行策略, 故变频器投资比方案一低;但方案二由于比方案一多出一套分、集水缸及综合水处理装置, 故其附件初投资会比方案一高。综上所述, 案一的初投资较方案二节省了50.3万元, 约节省7.09%。
6 运行费用分析
本次运行费用对比的基础条件:
(1) 酒店空调负荷频率参照某星级酒店的负荷频率进行计算[2];
(2) 冷水机组部分负荷的运行策略由厂家根据末端负荷提供实际功耗, 考虑此负荷下机组开启台数进行复核计算;
(3) 二级泵系统中冷冻水二级水泵变频运行策略及水泵功耗由水泵厂商提供;
(4) 由于缺乏资料, 一级泵系统中冷冻水泵功率按实际流量对应功率运行计算。
冷源机房内两个方案全年运行费用统计详见图3。
从图3可以看出, 两种方案冷水机组、冷却水泵、冷却塔的运行策略一致, 故其运行费用也一致。运行费用的差异主要体现在冷冻水泵。方案二冷冻水泵运行费用由一级冷冻水泵及二级冷冻水泵组成, 其年总运行费用仍比方案一节省3.78万元。如此小的差异我们认为是由于方案一冷冻水泵采用了变频控制, 从而减少了与方案二的运行费用差距。
7 经济性分析
(1) 从设备投资角度看, 方案一的初投资较少 (未考虑水管差异带来的影响) , 方案二比方一多出7.09%。
(2) 从运行费用角度看, 方案二的运行费用较低, 方案一比方案二多出0.67%。
(3) 按静态投资回收期计算, 使用方案二的回收期为13.29年。
8 系统优缺点
(1) 机房面积
采用二级泵系统会相应增加二级冷冻水泵, 分集水器等部件, 制冷机房面积相应增大, 就本项目规模初步估算方案二比方案一的机房面积大100m2左右。
(2) 维护及管理难度
二级泵系统采用设备较多, 系统集成难度较大, 且供回水环路由于采用二级泵系统会增加水环路 (冷、热水各一对) , 不利于室内管线综合, 也给运营管理公司增加了维护及管理难度。
(3) 采用二级泵系统会增加系统水环路, 经过对比, 方案二比方案一的主管段部分会增加约35%的费用。
9 结论
(1) 冷冻水一级泵系统比二级泵系统方案初投资低, 运行费用虽不及二级泵系统经济, 但二级泵系统的投资回收期较长, 且二级泵系统末端系统投资较大, 故一级泵系统的经济性占优。
(2) 水泵变频技术的采用在一定程度上缩短了冷冻水一级泵系统与二级泵系统之间经济性的差距。
(3) 冷冻水二级泵系统比一级泵系统占用较多的主机房面积, 其维护及管理难度亦较一级泵系统复杂。
(4) 对于各区域使用时间一致, 冷水水温和供回水温差要求一致且各区域管路压力损失相差不大的中小型工程, 宜采用变流量一级泵系统。
参考文献
[1]陆耀庆.《实用供热空调设计手册》 (第二版) .中国建筑工业出版社, 2008.
我国调水工程线路 第2篇
我国主要的跨流域调水工程简介
一．南水北调工程
从五十年代提出“南水北调”的设想后，经过几十年研究，南水北调的总体布局确定为：分别从长江上、中、下游调水，以适应西北、华北各地的发展需要，即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。
南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。
东线工程：利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。
中线工程：从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘，在郑州以嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。
西线工程：在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输
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水隧洞，调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程，还可以向邻近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水，必要时也可相机向黄河下游补水。
规划的东线、中线和西线到2050年调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。整个工程将根据实际情况分期实施。
二．引滦入津工程
水源短缺制约天津城市的建设发展，影响了市民的正常生活。为了解决城市用水问题，国务院于1981年9月决定兴建引滦入津输水工程，跨流域从300多公里以外引滦河水。工程起点为河北迁西县大黑汀水库，穿燕山余脉，使滦河水西流，循黎河入于桥水库，经州河、蓟运河，转输水明渠，引入天津市区。整个引水工程途经河北省迁西县、遵化县及天津市
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蓟县、宝坻县、武清县、北辰区，全长234公里。沿线筑有隧洞、泵站、水库、暗渠、管道、倒虹、桥闸等215项工程。
三．引滦入唐工程
引滦人唐工程是由引滦人还输水工程、邱庄水库、引还人陡输水工程和陡河水库四大工程组成。引滦人唐工程每年可给唐山市和还乡 河陡河中下游输水5亿～8亿立方米，从滦河大黑汀水库引水，跨流域输入蓟运河支流还乡河邱庄水库，再从邱庄水库穿过还乡河与陡河分 水岭，经陡河西支将水调入陡河水库，然后再从陡河水库将水输入下游和唐山市市，供城市生活和工农业生产用水。
工程由明渠、渡槽、隧洞、埋管、水电站、公路桥和天然河道疏浚开卡组成。上段12．5km为打通滦河与还乡河分水岭的新开渠线，工程复杂艰巨；下段13．3km为天然河道疏浚开卡，工程简单。投入运用后，全线运行良好，没有发现异常现象。
四．北水南调工程
将松花江流域的部分水量调往辽河，以补充辽河中、下游及吉林省和内蒙古自洽区沿调水线地区部分用水的工程规划。统筹考虑松、辽两流域水资源的合理开发和利用，可充分发挥水资源的经济、社会与环境效益，促进中国东北地区经济与社会发展。
调水设想的主要依据:
（1）中国东北包括辽宁、吉林、黑龙江省与内蒙古自治区东部三盟一市，总土地面积124万
。境内工业基础雄厚，工业化程度高，铁路密度大，陆路交通发达；有丰富的矿产资源和发展农业的优越条件，是中国现代化建设的重要基地。松花江与辽河是其中的两大水系，流域面积共77.58万，占东北地区总面积的61.7％。有沈阳、哈尔滨、长春、鞍山、抚顺等5个100万以上人口的城市和其他中等城市，又有广阔的松辽平原和三江平原，为中国北部粮仓。1985年工农业总产值占东北全区的3/4。协调开发松辽两流域各项资源将
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对整个东北的社会经济发展起重要的作用。
（2）辽河中、下游地区面积7.12万大辽河的河川径流量共计仅109亿，其中辽河干流、浑河、太子河和，人均、亩均占有河川径流量，均为全国人均、亩均数的1／5，是中国主要的缺水地区之一。估计在现有工程条件下，遇中等干旱年份，地表水利用率达85％，平原地下水开采约39亿接近45％，尚缺水10多亿30万t，已形成面积约250，利用率
。沈阳、辽阳与鞍山的地下水源地，每天超采20～、深25～30m的下降漏斗，问题十分严重。与辽河比较，松花江流域水资源相对较丰，人均和耕地亩均的水资源量均为辽河的2～3倍。松花江流域除第二松花江上游修建了丰满、白山等大型水库外，嫩江和松花江干流上还没有大型蓄水工程，水资源利用率尚不高。进一步开发后，在一定期间内有可能在不影响本流域用水需要的前提下调出一部分水量接济辽河地区。
（3）松花江流域有条件通过新增蓄水工程，提高调蓄径流能力。计划在第二松花江修建哈达山水库，在嫩江上修建的布西水库，初步按2000年发展水平预测考虑了流域本身需水和松花江干流的航运和环境用水后，遇中等干旱年大体有余水约70亿
水量可供外调。2000年后松花江流域各业用水增加时，可从节约用水和逐步渠化松花江航道减少航运用水来解决。必要时还可考虑从黑龙江支流呼玛河引水济嫩（江）。
工程规划北水南调主要工程除上述哈达山水库和布西水库外，还包括辽河上的石佛寺反调节水库以及长400km的引水渠道。引水渠自哈达山水库与嫩江上的大资渠首取水，两条输水渠道于后八方汇合后，在太平川附近穿越格辽分水岭，在双辽附近注入江河。为尽量引调松花江洪水期水量，最大调水流量拟定为400～500。渠道全部为土方工程，穿越分水岭处最大开挖深度约26m。设想在实现调水后，再建成松辽运河。为使黑龙江、松花江、松辽运河和辽河成为南北贯通的内河航线并可与海运相连接，远景还可考虑从双辽起大体平行辽河开挖运河到营口，全长约264km（见图）。
北水南调工程实施后，每年可调送约70亿
水量。在节约用水、合理用水前提下，辽宁、吉林、内蒙古三省区的工农业和人民生活用水问题可得到解决。并可改善调水沿线地下水高含氟地区的饮用水条件。由于布西、哈达山和石佛寺等水库的兴建，可使嫩江、松花江干流和辽河干流的防洪标准，由现在的20年一遇提高到100年一遇，并可提高沿线除涝标准，增加发电装机60万kW。
五．引大入秦工程
引大入秦工程是为解决兰州市永登县秦王川地区干旱缺水问题，由甘肃省水利部门自1976年至1995年，勘测设计并建造的将流经青海、甘肃两省交界处的大通河水，调入100公里以外，跨流域调至兰州市以北60公里处秦王川
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地区的大型水利工程，简称为“引大入秦工程”。这是目前中国规模最大的跨流域自流灌溉工程，其规模宏大，气势雄伟，工程渠线长，费用殊巨，被赞颂为当代的都江堰，在诸多方面创造了中国乃至世界水利建设中的先进水平。可谓亘古未有，堪称今古之奇观。
引大入秦工程西起天祝县天堂寺西侧的大通水旁，东至永登县秦王川，地跨甘青两省的四地市县区。工程由总干渠、干渠和支渠组成，全长884.3公里，相当于京航大运河的49.29%。沿途以隧洞群为主要特点，有隧洞77座，渡槽38座，倒虹吸3座，隧洞总长达110公里，是当今中国最大的“地下运河”。总干渠从天堂寺到永登县的香炉山。全长87公里，其中隧道33座，总长75.14公里，渡槽9座，倒虹吸两座。总干渠在香炉山设总分闸，将水分流至东一干渠、东二干渠及45条支渠流入灌区。
干渠以上工程中，1公里以上的隧洞31座，是中外罕见的;人工地下长河。全长15.723公里的总干渠盘道岭隧洞，是世界第七、我国第一的长隧洞，在引水隧洞目前仍居世界第一，并在施工中解决了一些世界性的难题。
总干渠从天祝县境内的天堂寺渠首引水，全长87公里，设计引水量32立方米每秒，加大引水量36立方米每秒。总干渠有隧洞33座，总长75公里，另有干渠两条，东一干渠全长50公里，东二干全长54公里，还有45条支渠，总长约为675公里。引大入秦工程总工程量2740万立方米，全部工程于1997年完成。
引大入秦工程每年引水量4.43亿立方米，规划灌溉面积86万亩。可以解决秦王川地区28.3万农民脱贫致富，并安排其他贫困地区自愿移民8万人，年均农林牧业总产值可达3.84亿元。从根本上解决了永登、皋兰两县22个乡(镇)28.3万农民生产生活用水，对改善灌溉渠的气候，建设兰州的卫星城市，具有十分重要的意义。
六．引江济太
为改善太湖水体水质和流域河网地区水环境，保障流域供水安全，提高水资源和水环境的承载能力，特别是为缓解太湖地区水污染问题，2002年1月以来，太湖流域实施了引江济太调水试验工程。利用已建成的望虞河工程和沿长江其它闸站，将长江水引入河网和太湖，再通过东导流、太浦河、环太湖口门等工程将
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太湖水送到黄浦江上、下游、浙江杭嘉湖地区、沿太湖周边地区。
钱塘江太湖流域引水及航运综合工程的具体方案，本方案的路径计划，利用富春江东洲至周浦的叉河，从富阳市富春江大桥下游处引水，利用周浦到午潮山之间的河流，开挖午潮山隧道至闲林，利用闲林至余杭镇的航道，经余杭镇东北沟通东苕溪，通过自然径流，设计流速为1.5-2米/秒，提高东苕溪的常年水位到3.5-4.0米，其中一部分水源可以直接通过沿山河、余杭塘河进入京杭运河，从节约能源方面考虑，计划建设双向共2通道，每通道各设船闸一座，即河道中间隔离，从钱塘江驶向东苕溪方向（本文称下行）的船舶，使用自然径流航道，从东苕溪驶向钱塘江方向（本文称上行）的船舶，使用平流或回流航道，河道设计最小水深3.0米，每通道宽12米，利用电气化轻轨控制牵引船舶，最大通行实际载重1000吨的船舶。该路径基本上是利用现有河道，总宽25-30米，占用土地极少。关键工程是午潮山隧道，关键技术是电气化轻轨
七．东深供水工程
深供水工程，引东江水南流至深圳市，需将其中一条原本由南向北流入东江的支流──石马河变成一条人工运河，河水由下游抽回上游，逆流而上，工程因而相当艰巨。1963年，工程展开，经八级提水，将水位提高46米后，注入雁田水库，再由库尾开挖3公里人工渠道，注水至深圳水库，再由深圳水库直接供应香港。东深工程运河起自广东省东莞市桥头县，流经司马、旗岭、马滩、塘厦、竹塘、沙岭、上埔、雁田及深圳等地，全长83公里，主要建设包括6座拦河闸坝和八级抽水站。工程于1965年1月完成，3月1日开始向港供水。除供港外，还灌溉沿线农田16.85万亩，排涝6,000亩，每年向深圳沿线城乡提供3,000万立方米生活用水。
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东江水抵深圳水库后，经两条横跨深圳河的水管，输入位于边境木湖的接收水池，然后再输往木湖抽水站。第一条自边境铺设之水管，1960年是在达成深圳供水协议后装置，水管直径48吋，全长约十哩，起自文锦渡附近，经石陂头、粉岭至距石冈一哩入大榄涌引水道止。1964年增设的第二条直径54吋水管，起自新界文锦渡经梧桐河抽水站至大埔头输水隧道，与船湾淡水湖系统连接。该输水管自梧桐河泵房经上水、粉岭抵达大埔头后，可经过泵房注入大埔头，至下城门水塘输水隧道转沙田滤水厂，供应市区。一期工程
东深工程曾扩建三次，第一期扩建工程于1974年开始动工，1978年11月26日完工，主要是按原规划加建7台抽水机及增建中小型水库，工程费用达人民币1,483万元。港府为配合东深工程第一期扩建计划，于1978年再斥资1.17亿元改善东江供水计划，第一部份在木湖兴建一个新蓄水池及抽水站，加强输入广东省原水设备，第二部份是由梧桐河抽水站至船湾淡水湖兴建输水管，增加梧桐河抽水站抽水量。二期工程
第二期工程于1979年8月签订《东江──深圳供水工程第二期扩建规划报告》协议后进行，主要是再扩大原工程在马滩、塘厦、竹塘、沙岭、上埔及雁田的抽水站，加高深圳水库主坝1米，新建的工程则包括于新开河口兴建东江抽水站，提高供水数量。1981年下半年，香港亦耗资1.5亿，在木湖、大埔头及粉锦公路兴建三座抽水站，在木湖兴建接收输水设施，开凿5.2公里长隧道及铺设5,000米的水管，将接收广东省供水工程列为十二年计划的一部份。三期工程
1989年11月，开展的第三期扩建工程，维持二期工程的水位不变，扩建东江、司马、马滩、竹塘、沙岭等抽水站及加建塘厦抽水站，将供水量增至17.43亿立方米，最大提水能力约每秒69立方米，其中11亿立方米原水供港，向深圳供水达4.93亿立方米，沿线灌溉用水1.5亿立方米。
调水方案 第3篇
太湖位于长江三角洲南缘,水域面积约2 338 km2,是长三角地区最为重要的淡水资源之一,对周边江浙沪等省市的经济社会可持续发展起着关键作用,其中五里湖是梅梁湖伸入陆地的一片较为封闭的水域,自古是无锡市重要水源地和著名风景名胜,东西长约6.0 km,南北宽0.3～1.5 km,面积约5.15 km2(图1)。自20世纪80年代起,在人口、工业、农业等环境压力下,骂蠡港、曹王泾、蠡溪河等支流向五里湖排入大量生活和生产污水,加之在鱼塘养殖污染负荷的影响下,五里湖水环境质量明显下降,一度降为劣V类水,成为太湖流域的水污染重灾区[1,2,3,4,5]。
为恢复五里湖的水环境生态系统,有关部门实施了调水、清淤、退渔还湖、湖岸整治和生态修复等整治措施。调水工程是实现上述目标的关键一环,主要依托梁溪河与五里湖交汇处的梅梁湖泵站枢纽等水利工程(图2),以加快太湖、梅梁湖、五里湖的水体交换。已有研究就不同引排水方案对五里湖水动力和水质的影响进行了探讨[1],另有学者对泵站调水路线进行了优化设计并对水环境改善效果进行了预测[2]。但已有研究仅分析了调水流量这一单一指标对整体水体交换率的影响,并未考虑引排水模式对湖区水动力格局的作用效应,也极少涉及风场、湖底糙率等环境因素对湖区水动力特征变化的作用效应。为此,本研究针对封闭式浅水湖泊五里湖建立了二维水动力数学模型,分析模拟各种代表性引排水方式、出入流量、风场、底质条件等影响下的湖区水动力空间特征变化,以更好地认识和理解调水工程对五里湖水动力特征的影响机理,为五里湖优化调水和水环境综合整治提供依据。
1五里湖水动力模型
1.1控制方程
五里湖是一个典型的浅水湖泊,本研究中将其近似简化为二维水体。基于连续原理和N-S方程进行必要简化,可得在曲线坐标系下的沿水深平均的控制方程[6,7]:
式中:Gξξ,Gηη为曲线坐标系转换为笛卡尔坐标系的转换系数;U,V分别为水平ξ和η方向的平均流速;Fξ,Fη分别为ξ和η方向的紊动应力项;Pξ,Pη分别为ξ和η两方向上的压力梯度;Mξ,Mη别为ξ和η两方向上动量的源或汇;ζ为距参考水平面距离;d为参考水平面下的水深。
1.2模型设置与率定
为贴合较为复杂的湖泊岸边界,模型采用正交交错网格离散计算域,模型求解基于有限差分法中的ADI方法[8],水位等标量定义在网格的中心点上,速度分量u和v分别定义在ξ和η方向的网格界面上,网格数为35×117=4 095个。模型边界条件由出入实测流量资料及五里湖多年平均水深确定,所涉及的泵站抽调水位置及观测点分布见图2。
针对背景工况开展了模型率定,考虑计算稳定性及精度,取时间步长取为30 s;同时考虑五里湖底质特点,糙率系数取为0.04。此时在东南风向下,水流自湖区西部梅梁湖泵站进入模拟区域,由湖区东部骂蠡港出水,设计进出水量为50 m3/s。对比模型计算结果与实测数据,由图3可见,率定后的计算结果与实测值较为吻合。模拟流场结果表明,调水实施后流速沿梅梁湖泵站至中段板桥港沿程略微降低,但自板桥港处至五里湖下游则流速逐渐升高;此外,在中间狭窄湖段流速相对较大,这与五里湖呈哑铃状的独特地形有关。综合评估五里湖典型观测点的模拟结果,总体效果令人满意,说明所建模型能够准确地模拟五里湖在受风场及梅梁湖泵站调水共同作用下的变化过程。
2调水方案影响模拟与分析
2.1工况设定
本模型通过对调水工程实际情况考察,并考虑当地气象条件及河道糙率情况,综合分析风场的变化,引排水分布及糙率的不同对五里湖地区水动力条件的影响。
由本地多年日风速资料分析,本地常年主要风向为东南风[9],但在10-2月亦常出现静风状态[10]。因此,综合考虑现有气象水文资料,本研究设计了两类典型风场情况(分别为4 m/s东南风,无风两种工况),以验证受不同风场影响下水动力条件变化。
根据五里湖流向及泵站实际运行情况可知,五里湖水体的流经路线主要有两条,一是从西五里湖经过中五里湖到五里湖东部出口,经骂蠡港到大运河;二是从西五里湖经过中五里湖到五里湖南部出口,经板桥港经区域河网进入大运河。根据工程现有情况可知,现调水工程设计调水情况为自梅梁湖调水50 m3/s;为验证加大抽调水量及变化抽水位置及对应的流量组合对五里湖水动力条件的影响,分别设置泵站进水量取50、100和200 m3/s,骂蠡港出水流量取200、100、50、40、25 m3/s,长广溪出水流量取0、10、25 m3/s等不同工况进行合理组合进行计算比对(表1)。
此外,五里湖实施清淤前,根据模型率定及计算调试,糙率系数取为0.04,河道清淤后,五里湖湖底地形较为平坦,本研究为验证清淤工程对五里湖水动力条件的影响,选取n值为0.015作为对比。
表1中,工况1,2主要用于比较在相同引排水量及出入流组合方式情况下,五里湖水域在受不同典型风场情况影响下的流场变化情况。工况1,3,6则比较在相同风场条件及调排水组合方式情况下,五里湖水域在受不同调排水流量影响下的水动力特征变化。工况1,4,5比较在相同风场及调排水流量情况下,水域流场变化对不同引排水组合方式的响应。最后,工况1,7用于分析诸如清淤工程后底质状况变化所引起的水动力特征流场变化情况。
2.2不同计算工况下流场结果
据无锡市水利部门对调水工程实施效果情况的跟踪监测资料显示,以计算工况1的方式实施调水(即泵站规模为50 m3/s,只在骂蠡港地区设置排水泵站,湖区水体受4 m/s东南风的风场影响,且湖区底泥未经清淤),湖区排水口周围地区流速较大,其他区域流速集中分布在1～10 cm/s区间内,经实测资料显示该实施方案对湖区东部水动力改善效果较为显著,而在该调水方案作用下,南部板桥港地区水体交换效果较差,且湖区中部一些区域在风驱动力作用下会产生逆流现象,上述湖区流速分布特征与本模型所得结果吻合程度较好,说明运用所建模型能够准确的模拟湖区受不同外源因素影响下的水动力变化情况。
由图4、图5可知,在引水规模同为50 m3/s的情况下,风场对湖区的整体流动形态产生了较大的影响,在东南风场的作用下,整个湖泊中、西部地区回流现象比较明显(图4),而在静风时,湖区水流形态基本只取决去于泵站引调水的驱动作用(图5)。
进出总流量的变化对五里湖整体水交换率有着显著影响,表2列出了1,3,6等3种不同流量工况下的各站点流速对比。分析可知,在进出流量与流场整体呈近似正比关系,且可清楚看到随着调水流量的增大,湖区局部回流现象面积也会缩小;但另一方面,即使梅梁湖泵站调水流量成倍增加,若只在东部骂蠡港处出水,但对湖区南部的水域水动力条件并无明显改善(图7)。同时,根据不同计算工况下抽调水口处流场变化情况及观测点流速结果比较分析发现,调水工程流量分配的变化及湖区风场情况的改变对出入水口处的流场分布的影响要远大于对湖区其他位置流场情况的影响。
工况1,4,5方案主要比对在相同引水流量下,不同排水布局时的水动力特征,工况1为只在东部骂蠡港出水,工况4和5则为在板桥港和骂蠡港皆有出水,但排水量有所区别。由模拟结果可知(表2),在调水量恒定保持在50 m3/s的情况下,在板桥港处排水对五里湖区南部调水效果改善较为明显,有利于此区域水体交换;同时,考虑到不同排水口对水动力条件有一定的改善范围,为取得更好的五里湖水动力改善效果,湖区东部出水口的排水量应大于其南部出水口的排水量。
此外,河道不同糙率对整体流场也有较大影响,比较工况1,7方案,随糙率的减小,各代表点流速增大。例如,在实施清淤工程后,代表性站点的评价流速由0.04～14.39 cm/s明显增加至1.23～15.3 cm/s,表明通过适当的工程手段,通过改善湖区的地理属性,也可在一定程度上优化湖区的水动力条件。
3结语
本文根据五里湖地区实际出入流情况并结合该地区的气象条件,建立了五里湖二维水动力数值模型,同时设置7种典型工况,以分析不同调水条件、风场、底质条件对五里湖地区水动力条件的影响。数值模拟研究表明,加大引水工程规模对减少湖区逆流区域面积具有良好的作用,但若只在五里湖东部排水,即便加大梅梁湖泵站规模,对湖区南部水动力改善效果亦不明显,为保持整体良好的调水效果,需要更科学地进行排水优化布局。此外,研究还表明,风场和湖底条件也有不可忽视的影响,在实施调水管理时候应予以充分重视。
摘要：调水方法是改善封闭式浅水湖泊水动力条件的重要手段。以太湖流域典型封闭式浅水湖泊五里湖为实例,通过建立二维水动力数学模型,以分析引排水方式、出入流量、风场、底质条件等对湖区水动力特征的潜在影响,为优化调水方案提供技术依据。数值研究表明,引排水方式对湖区空间流态分布起主要作用,在限定引水量的条件下,由南部和东部两处节制闸同时排水有利于改善水动力条件的空间分布,避免出现局部死水区。此外,在湖区水体交换率方面,引排水出入流量起着关键作用,但风场和湖底条件也有不可忽视的影响,在实施调水管理时候应予以充分重视。
关键词：调水工程,太湖,五里湖,水动力特征
参考文献
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引调水工程申报流程 第4篇
（一）国家审批的引调水工程申报流程
由国家发展改革委审批的引调水工程申报具体程序是：
1、项目建议书审批。
省级发展改革委向国家发展改革委上报申请文，申报时需准备以下材料：（1）项目建议书文本（需甲级设计资质的设计单位编制）。（2）各设区发展改革、水利部门申请文。
省水利厅向水利部上报申请文，申报时需准备的材料：（1）各设区市发展改革、水利部门申请文。
（2）项目建议书文本（需甲级设计资质的设计单位编制）。（3）流域综合规划。项目业主上报，水利部所属流域机构签署。
国家发展改革委根据水利部门行业技术审查意见（先由水利部水规总院出具审查意见报水利部）及国家发展改革委委托具有相应资质的咨询机构评估意见，批复项目建议书。
2、可行性研究报告审批。省级发展改革委将申请文和可研报告文本（需甲级设计资质的设计单位编制）上报国家发展改革委，同时，还需提供以下文件：
（1）水利部行业审查意见的批复文件。由省水利厅将可研文本（需甲级设计资质的设计单位编制）上报水利部，水利部出具行业审查意见。
（2）水利部关于水土保持方案的批复文件。项目业主将水土保持方案报水利部，水利部出具审查意见。
（3）环保部关于环境影响评价报告的批复文件。项目业主将环境影响评价报告报环保部，待水利部批复水土保持方案后，环保部再出具环评意见报告。
（4）水利部关于移民安置规划大纲、移民安置规划的批复文件。水利部出具行业审查意见后，由省库区移民开发局对移民安置规划大纲和移民安置规划进行初审，报省政府同意后，由省库区移民开发局报水利部批复。
（5）用地预审意见。项目业主向省国土厅提出申请，根据权限和要求由省国土厅预审查或上报国土部预审查。（6）用林预审意见。项目业主上报，并附上可研报告文本，由省林业厅出具用林预审意见。
（7）规划选址意见书。项目业主上报，由省住建厅批复规划选址意见书。（8）水工程建设规划同意书。业主申报，由流域机构（太湖局、珠江委）签署。（9）地震安全性评价意见。由项目业主上报，省地震局出具审查意见。
（10）项目水资源论证的审核意见。相关流域机构（太湖局、珠江委）的审核意见。（11）取水许可申请的批复文件。项目业主上报，流域机构的批复。（12）水价批复。当地政府价格主管部门批复。（13）资金承诺。省政府出具承诺意见。
（14）按有关规定应提交的项目节能评估登记表、项目招标事项核准申报表等其他文件。
以上文件齐备后，国家发展改革委委托具有相应资质的咨询机构进行评估，由国家发展改革委批复可研。
3、初步设计审批。
国家发展改革委在批复可研时将明确初步设计（需甲级设计资质的设计单位编制）审查、审批机关。若由国家负责改革委核定概算的，需由水利部提出审查意见。若是明确由省发展改革委、省水利厅审批的项目，由设区市发展改革委、水利局联合将申请文和初步设计（需甲级设计资质的设计单位编制）上报省发展改革委、省水利厅。省水利厅组织专家对项目初步设计进行初步审查，并经具有相应资质的评估机构评估后，由省发展改革委、省水利厅联合批复初步设计。
（二）省级审批的引调水工程申报流程
1、项目建议书审批。
省属项目由项目（主管）单位提出申请文件，地方项目由设区市发展改革委提出申请文，省发展改革委批复项目建议书，申报时需准备以下材料：
（1）项目建议书文本年（需乙级及以上设计资质的设计单位编制）。（2）省水利厅的行业审查意见。
2、可行性研究报告审批。设区市发展改革委将申请文和可研报告文本（需乙级及以上设计资质的设计单位编制）上报省发展改革委，同时，还需提供以下文件：
（1）省水利厅行业审查意见的批复文件。由设区市水利局将可研报告文本（需乙级及以上设计资质的设计单位编制）上报省水利厅，省水利厅对项目可研报告惊醒审查并提出意见送省发展改革委。
（2）省水利厅关于水土保持反感的批复文件。项目业主将水土保持方案报省水利厅，省水利厅批复水土保持方案。
（3）省环保厅关于环境影响评价高爆的批复文件。由项目业主将环境影响评价报告书报省环保厅，待省水利厅批复水土保持方案后，省环保厅再批复环境影响评价报告。
（4）用地预审意见。由设区市的国土资源部门出具用地预审意见。
（5）用林预审意见。项目业主上报，并附上可研报告文本，由省林业厅出具用林预审意见。
（6）省水利厅关于建设项目水资源论证报告的批复文件。（7）省水利厅取水许可申请的审批。
（8）水工程建设规划同意书。业主申报，省水利厅签署。
（9）省库区移民开发局关于移民安置规划大纲、移民安置规划的批复文件。省水利厅出具行业审查意见后，项目业主将移民安置规划大纲、移民安置规划报送省库区移民开发局进行审查审批。
（10）规划选址意见。项目业主上报，项目所在地城市规划行政主管部门出具的规划选址意见。
（11）水价批复。当地政府价格主管部门批复。（12）资金承诺。县级及以上政府出具资金全额承诺。
（13）按有关规定应提交的项目节能评估等级表、项目社会稳定风险评估报告、项目招标事项核准申报表等其他文件。
以上文件齐备后，省发展改革委委托具有相应资质的评估机构进行评估，由省发展改革委批复可研报告。
跨流域调水工程效益分析 第5篇
一、各国大规模调水工程实践
(一)巴基斯坦西水东调工程
巴基斯坦的西水东调工程是世界上已建的调水量较大的工程之一,从西三河向东三河调水,灌溉农田2300万亩,解决东三河下游的灌溉等用水问题,使其由原来的粮食进口国变成每年出口小麦150万吨、大米120万吨的国家。自上世纪70年代以来,西水东调工程在灌溉供水、发电和防洪等方面的效益陆续发挥;促进了缺水区的经济开发;提供廉价无污染水电,促进航运事业发展;净化污水,改善水质;调水大坝和渠道一带还成了吸引旅客的休闲旅游资源。
(二)美国跨流域调水工程
美国已建的跨流域调水工程有10多项,包括世界著名的有联邦中央河谷工程、加利福尼亚北水南调工程等,它们主要为灌溉和供水服务,兼顾防洪与发电,年调水总量达200多亿m3,发展灌溉素有干旱荒漠之称的西部地区土地面积多达2000多万亩。通过调水工程,加利福尼亚、洛杉矶等地的生活和工业用水得到了保证,工农业生产都得到了高速发展,缩小了美国东西部社会经济发展的差距。
(三)澳大利亚雪山调水工程
澳大利亚的内陆地区干旱缺水现象一直是国家面临的严重问题,因此,1949年澳大利亚开始兴建雪山调水工程,在雪山河及其支流上修建水库,通过自流或抽水,经隧洞或明渠,将南流入海的雪山河水调入城市,并于1975年完工。调水产生了巨大的发电效益,电能输送到堪培拉、悉尼等重要城市;为调水建造的16座水库,点缀于绿树雪山之间,成了旅游胜地;而西部的水质大为改善,生态环境宜人。
世界上其它著名调水工程还有:前苏联的伏尔加—莫斯科调水工程、加拿大的魁北克调水工程和印度的纳加尔朱纳萨加尔工程等。
二、各国跨流域调水工程效益
大规模跨流域调水是人类一项改善水资源的宏伟工程,其对环境、社会、经济的影响效益是十分巨大和复杂的,总结国外的经验教训,对于我国顺利进行调水工程具有重要意义。
(一)正面效益
1. 经济和社会效益
调水工程缓解了缺水地区工农业用水等问题,很多国家地区以调水工程为核心,规划了一些如电力开发、旅游等经济效益好的项目,用这些项目的经济收入补充调水工程投资,不仅确保了工程的正常运行,还能按期偿还工程投资。如:调水可以增加通行线路和里程,促进航运事业发展,降低运输成本,加强区域经济交流;调水可以把营养盐带入调水体系,有利于饵料生物和鱼类生长与繁殖,促进渔业发展;调水还可以增强水自身的净化能力,改善水质,扩大水域,营造人工生态景观,发展旅游业等,取得了显著的经济效益和社会效益。
2. 生态环境效益
调水使缺水地区增加了水域,从而加强了各含水层之间的垂直水气交换,江湖水量得到补偿调节,有利于水循环,改善了受水区气象条件;输水渠道沿线地表水和地下水的相互作用及变化,促进受水区土壤薄层积水,进而形成局部湿地,汇集和储存水分,缓解生态缺水,为珍稀和濒危野生动物提供了栖息的场所。
调水后,受水区可以施行调水灌溉,减少了对地下水的开采,有利于地表水、土壤水和地下水的合理调度,能有效防止地面沉降,起到保水固土的作用;受水区通常会因为增加和保证了灌溉水量,而提高土地资源的承载能力(土地资源承载力是指一个国家或地区的土地资源,在一定的投资水平下持续利用时的食物生产能力及其所能供养的一定营养水平的人口数量)。
(二)负面影响
国外这些跨流域调水工程发挥积极作用的同时,也产生了一些不易挽回的负面影响。
1. 水量变化影响
调水工程利用原河床调水,势必会增加水流量和流速,易引起河床不稳定;调水流域的干、支渠沿线,渠道渗漏会影响所经地段的土壤与地下水的平衡;调水后,因排水不畅,易引起土壤盐碱化,危害农作物种植和生长。
2. 生态环境问题
调水工程的源头和沿线范围内会有许多污染源,如果处理不当,调来受污染的水,反而会加剧受水地区的水污染程度,一旦发生大范围的水污染突发事件,若处理不及时,监控措施不到位,可能造成大范围的生态灾难。在水量调出区的下游及河口地区,因下游流量减少,可能会引起河口咸水倒灌,水质恶化,破坏下游及河口区的生态环境。
3. 传播疾病问题
不同地区调水可能会产生特定的不同影响,如输水区中含有的某些有害物质和元素,在调水过程中可能传播入受水区,影响人类健康,像疟疾、脑炎、血吸虫病等。
针对于此,各国政府都高度重视调水工程的生态平衡和环境保护工作,以便更好发挥调水工程的长久效益。
三我国跨流域调水工程
(一)我国跨流域调水工程历史与现状
我国调水工程最早可以追溯至公元前486年引长江水入淮河的邢沟工程,之后始于春秋,成于元代的京杭大运河,也在交通落后的古代对我国南北政治、经济、文化交流起了巨大的促进作用;公元前256年的都江堰引水工程,扩大了灌溉受益面积,使成都平原沃野千里。
现阶段,我国仍存在着诸多如污染性缺水、浪费性缺水、区域水资源短缺及人均水资源量严重不足等的水资源问题,影响和制约社会经济的可持续发展。因此我国在遵照可持续发展战略措施的前提下,兴建了一些利国利民的跨流域调水工程,包括丹江口水利枢纽工程,江都江水北调工程,东深引水工程,引滦入津工程,引黄济青工程,引大入秦工程和大型闽江调水工程等,以及最为重要、规模最大的南水北调工程。这些水利工程绝大部分都带来了明显的经济和社会效益,不仅缓解了缺水地区城市和工农业用水,而且带来了水力发电、航运、养殖、旅游等综合效益,使缺水地区经济增长和社会福利不断扩大,但不可避免也带来了一些负面效益。
(二)南水北调工程及其社会经济效益
南水北调工程目的在于解决北方地区水资源严重短缺问题,经过多年的研究勘测,最终分别在长江上游、中游和下游规划了三个调水区,形成南水北调工程西线、中线和东线三条线路,与长江、黄河、淮河和海河四大江河联系,逐步构成以“四横三纵”为主体的中国大水网。
1. 工业效益
南水北调工程使受水区摆脱了缺水束缚,在补充工业发展所必需水资源的同时也为其产业多元化的发展创造机会。具体来说,南水北调中线、东线一期工程的兴建拉动了水泥制造业、金属冶炼业、电器机械制造业、石油化工业及其关联产品的需求,可使原有企业扩大规模,并通过改组提高效益,加速城市产业结构的调整;工程的建设使中东部地区技术、人才、教育优势被充分利用,提升了中东部地区的传统产业,促进了制造业的信息化;工程中大量高新技术的应用,将带动中东部地区高新技术产业的快速发展;与此同时,调水后工业部门的扩张与发展,解决了一部分城市人员就业问题,并吸引大量廉价劳动力,增强了经济持续增长的动力。
2. 农业效益
调水工程可以使我国缺水地区日益严重的旱情灾害得到很大程度的缓解。在增加工业、生活用水的同时,通过归还挤占的农业用水、生态用水以及回收工业用水为农业所利用,使可浇灌耕地面积进一步扩大,低产的缺水农田得到有效灌溉,并可在水较丰沛地区适当发展新的灌溉面积,为提高农产品产量和改善农业种植结构,发展特色、高效农业创造条件,提高农业生产的产出。
3. 交通运输效益
调水可以增加水域通行线路和里程,促进航运事业发展并降低运输成本,加强区域间经济交流。我国历代水利工程使内河航运畅通、对当时的政治稳定、军事需要,经济发展以及南北文化交流起到了重要作用。
(三)调水中涉及的其他问题
如前所述,各国的跨流域调水工程都不可避免会影响生态环境。调水工程在实施过程中会淹没沿途的大面积土地,破坏农田和野生生物的生长环境,导致土壤盐碱化,使得粮食减产,严重者甚至引起了引水渠两岸百米宽地沼泽化。同时,淹没地区的居民需要搬迁,变更职业。政府为妥善安置移民,一方面将增加迁入地区的土地负担,处理不当就将造成毁林、水土流失等现象,影响社会稳定和经济发展,另一方面,也会大幅增加政府财政负担。
四、我国可持续发展水利思路
我国以南水北调为典型代表的跨流域调水工程是一项重大举措,在充分肯定调水工程对缺水地区产生的巨大社会经济效益的同时,我国应总结国外经验教训,正确应对调水工程可能产生的各种负面影响,确立可持续发展的思路,遵循朱基总理在2000年提出的“三先三后”原则,即“先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水”,进行引入水和当地水的优化配置和高效利用,并建立相应的经济补偿机制,以消除调水带来的负面影响。
(一)提高用水效率
对调入的水,在确保该地区粮食和引水安全的前提下,在农业、市政与工业、环境用水之间进行优化配置,提高用水效率及水的经济价值。南水北调工程正在建设中,保证工程建成后运营期间水资源的可持续利用,关系到调水工程的趋利避害,与人民生产生活的融合以及能否稳定服务于社会工农业的运营。
(二)高度重视调水工程的生态平衡和环境保护
审慎考虑调水工程对居民生活条件、城镇供水条件、农业生产条件、渔业、林业经营条件、河道演变、航运条件等的影响;认真进行环境评价。防止生态系统恶化或者将损失降到最低,保证环境用水量的充足,发展节水农业、节水工业和低污染产业,以促进中东部地区产业结构的调整。
(三)增强水商品意识,逐步建立水市场及相应的配套措施
调水工程建成后,政府更要加大力度鼓励节水,根据各流域水资源的不同情况区别对待,可以采用分层或者阶梯式水价,从政策上调整水价,利用经济杠杆,增强人们的水商品意识和节水意识,鼓励农民实施节水农业,要求工业提高循环用水率,鼓励市民个人节水行为,建立节水型社会,充分发挥水的综合效益,以达到水资源的可持续利用。
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浅析空调水系统管道冲洗 第6篇
1. 管内杂质种类分析
各种材质管道由于加工环境、加工工艺不同, 产生的杂质也不同, 比较来说, 无缝钢管、焊接钢管杂质较多, 镀锌钢管较少, 塑料管材最少。主要杂质有掉渣、铁屑、焊渣、铁锈等。另一方面来自管道安装过程, 一般来讲, 安装过程中杂质污物引入的可能性及其数量最大, 例如:焊渣、短焊条、砂轮片、麻丝、短锯条、布条、油漆等。还有可能存在土建混凝土块、石子等建筑垃圾。在此可见, 安装过程中控制很重要。
2. 冲洗方案的编制
2.1 冲洗前根据计划编制切实有效的冲洗方案。
2.2 通常施工过程中都把冲洗安排在工程的最后, 系统调试前。
冲洗前应将有碍冲洗工作的减压阀、温度计、流量计等拆除。冲洗时管内流速不得低于1m/s, 排水时不得形成负压。
2.3 各分区分别冲洗, 按先主管, 后支管, 最后空调设备的顺序冲洗。
而主管路的冲洗使用自重流排水和循环冲洗两种方法结合冲洗, 效果更佳、更彻底。示意图如下:
2.3.1首先利用自然重力流的方法进行空调主管路的冲洗:关闭各层支管控制阀门, 防止冲洗时, 主管内杂物进入支管, 往系统中注水, 注水宜使用洁净自来水。满水后, 启动循环泵, 进行循环, 将杂质和水混合运行。通常主管管径较大, 多采用无缝钢管或焊接钢管, 因此主管内污物应该是相对较多的, 为了节约用水, 循环30分钟左右 (时间也可根据系统大小适当调整) , 停泵, 快速将分、集水器底部排污阀全部打开, 利用建筑物高差形成的重力流沿介质工作的反方向将系统水排空。冲洗过程中冲洗人员应使用榔头沿被冲洗管路上的三通、弯头等有焊缝处敲打, 使杂质能顺着水流排除。排尽后再次往系统中注满水, 循环20分钟后, 停泵, 打开1个泄水阀, 观察排出水污浊度, 若浊度较高, 再次将系统水放空;若浊度一般则进行系统的循环冲洗, 启动补水泵及循环泵, 调节分集水器底部排污阀开度, 边补水边循环排污。主管内冲洗流速, 控制在1.5m/s, 以保证冲洗效果。待主管内杂质冲除后, 继续往系统内注水, 满水后, 关闭补水泵、排污阀。启动循环水进行闭式循环, 运行15~20min, 停泵, 关闭水泵进水口阀门, 拆下过滤器进行清洗。清洗完毕后, 重装过滤器, 打开水泵进水口阀门, 起泵, 再次进行循环清洗, 如此反复数次, 直至冲洗干净。
2.3.2冲洗支管, 主管冲洗完毕后, 打开每层支管控制阀门, 同时保证每层末端空调设备进出水阀门关闭。如主管冲洗方法冲洗支管。支管冲洗完毕后, 打开末端空调设备供水阀门往系统中补水 (保证注水方向同运行方向) 对设备支管进行冲洗, 过程中逐个拆洗过滤器。最终达到冲洗标准。
3. 冲洗标准
空调水系统采用管材一般为碳钢管和热镀锌钢管, 冲洗等级为一般冲洗, 目测排出口的水色和透明度与入水口对比接近, 无可见杂物。
4. 冲洗需注意事项
冲洗前必须编制切实可行的冲洗方案, 必须定稿讨论, 并报送各相关方进行审批, 方案应包括时间安排、冲洗步骤、人员组织、水源组织、排水组织以及应急措施等, 方案确定后实施过程中严格按照方案要求进行技术交底, 使参加冲洗的人员对方案特别是注意事项做充分的了解。
冲洗过程中必须注意安全管理, 由于管道冲洗时水流流速较大, 压力也比较大, 冲洗时先对管道支吊架、阀门的开启情况进行全面检查, 不符合要求或存在隐患的部位及时进行加固处理, 对在管道附近的作业的其他专业工种应暂停施工或采取隔离保护措施。另外组织好冲洗水的排放, 避免造成水害带来不必要的损失。
冲洗过程中一般不能参加的设备、器件有自控阀件、水流指示器、报警阀、温度计、平衡阀、减压阀、流量孔板以及空调设备等, 对振动水流敏感容易造成感应器件失灵的、对杂质敏感的阀件设备等冲洗时都要进行拆除隔离。冲洗完毕验收合格后及时安装拆除隔离的阀件设备, 暂时不能连接成系统的管道应及时进行盲板封口处理。
5. 结束语
合理、有效的系统冲洗, 不仅能使得空调的调试、运行顺利平稳的进行, 一个运行稳定的系统很大程度上也将了空调后期的维保费用。同时值得注意的是空调系统投入使用后也要定期进行清洗, 以保证使用的效果与舒适度, 一般一个冷暖季需要对过滤器进行一次全面清洗。
参考文献
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常用空调水系统的控制方法 第7篇
1 空调末端设备控制
对于大多数空调房间而言, 其冷热量需求是不断变化的, 其对空调水量的需求也是不断变化的。通常情况下, 由设在空调末端设备处的自动控制两通类阀门控制进出空调末端设备的水量以适应冷热量需求的变化。这些阀门分为开关类及调节类。开关类阀门根据设定值对进出空调末端设备的水流进行开关控制, 以维持控制值在一定范围内变化;调节类阀门根据设定值对进出空调末端设备的水量进行调节控制, 以维持控制值。
2 变流量一级泵系统冷水机组定流量方式
2.1 冷水系统
由于冷水机组能够维持冷水流量一直保持在一个定值, 而不会发生蒸发器结冰的现象, 能够很好的保持供水温度的正常稳定, 为此冷水系统一直以来都是备受欢迎的一种空调水系统控制方式。通常来讲, 冷水系统可以通过两种连接方式来实现与水泵的相连, 即并串联与串并联这两种形式。这两种连接方式都各自具备不同的优点与缺点, 因此在实际的冷水机组安装中, 需要根据实际情况选择最佳的水泵相连方式, 以提高冷水系统的运行效率。
2.2 冷却水系统
与空调冷水系统中的冷水机组定流量方式一样, 空调冷却水系统中的冷水机组定流量方式也是目前应用最为广泛的冷却水系统形式。若冷却水泵与冷水机组以串并联形式连接, 便于维持通过冷水机组流量的稳定, 也便于实现运行控制。空调冷却水系统设计应关注冷水机组对冷却水最低进水温度的要求, 必要时需采取预热措施及旁通控制措施。
2.3 免费冷却系统
所谓免费冷却系统就是指在空调水的运行中, 可以通过使冷却塔中的水温与室外空气相互转换而实现水冷却, 继而再将免费冷却形成的冷却水运用到空调系统循环中去, 这种系统具有很大的节能效果, 是一种值得大力推广的空调水控制系统。
2.4 控制方式
变流量一级泵系统冷水机组定流量方式应用广泛, 其自动控制也十分成熟, 相对于其他系统, 可谓基本控制。
(1) 空调冷水泵、冷却水泵与冷水机组对应联锁运行, 以保持通过冷水机组的空调冷水流量基本不变。 (2) 空调冷水泵、冷却水泵、冷却塔等维持稳定运行, 已开启冷水机组通过机组内部控制进行加载或卸载运行, 以维持空调冷水供水温度。 (3) 冷水机组的运行台数需满足系统负荷需求。根据空调末端侧的实际负荷需求值与已运行冷水机组额定容量值的比较或冷水机组的实际运行电流值与额定电流值的比较, 结合系统中冷水机组的容量特点和运行累积时间等因素, 确定冷水机组运行台数。
2.5 系统缺点
虽然变流量一级泵系统冷水机组定流量方式具有操作简便、系统稳定的特点, 但在实际的应用中, 该系统也存在着一定的缺点, 主要体现在为保证空调水系统稳定可靠地运行, 一级泵系统需维持变流量一级泵系统冷水机组压差旁通阀两侧的压差为设定压差。部分负荷情况下, 用户侧的管道阻力和空调末端设备阻力均减小, 会导致出现资用压差大于空调末端设备阻力的情况, 多余的资用压差需要通过各空调末端设备上的阀门予以消除或增加空调末端设备上的无为流量, 却消耗了水力输送能量, 对于大型系统更加明显。
3 水环热泵系统
3.1 系统形式
水环热泵机组通常被认为是空调的冷热源设备, 但在空调水系统及其自动控制系统中, 水环热泵机组却与常规空调水系统中的空调末端设备类似。应针对水环热泵机组的各种形式进行水环热泵系统设计。水环热泵机组的运行方式可分为定频运行及变频运行, 其阀门控制信号可分为开关类及调节类, 虽然阀门可以与其压缩机进行联锁, 但目前大多数阀门采用与机组联锁启停的方式。水环热泵机组对水系统的水质要求较高, 开式冷却塔的冷却水水质往往不符合水环热泵机组的要求。因此当选择开式冷却塔时, 需设置换热器与其水系统相结合。
3.2 控制方式
(1) 开启顺序为:冷却塔或热水换热器电动开关阀、水泵、水环热泵机组;关闭顺序为:水环热泵机组、水泵、冷却塔或热水换热器电动开关阀。 (2) 通过对各压差传感器所测得的实际压差值与设定压差值进行比较, 调节水泵的运转频率, 使实际压差值稳定在各自的设定值。 (3) 当水泵已单台运行, 仍需调节至低于允许最低频率时, 维持在该最低频率定频运行, 并通过调节旁通调节阀以维持实际压差值稳定在各自的设定值。 (4) 供热模式下, 开启热水换热器对应电动开关阀, 调节水泵前旁通, 阀组, 维持水泵出水温度为设定值。调节热水换热器一次侧热水阀门以维持二次水侧供水温度。 (5) 供冷模式下, 选择开启闭式冷却塔及其对应的电动开关阀, 调节水泵前旁通阀组, 维持水泵出水温度为设定值。 (6) 自循环模式下, 全开旁通阀组中回水侧阀门、全关冷热补充阀门, 关闭冷却塔、热水换热器对应电动开关阀、闭式冷却塔及其对应电动开关阀。
4 在空调水系统的设计中应当注意的问题
首先, 在进行空调水系统的运行试验中, 要注意按照正确的操作顺序进行操作, 在开启开关或关闭系统时要严格按照标准规范进行, 以避免因操作失误而对整个系统或一些设备造成损害。
其次, 在使用中, 工作人员必须要了解空调水系统的各个设备和子系统之间的功能作用以及特性要求, 在系统工作时要注意满足这些设备的需求, 尤其是在系统非正常运转时, 更要格外注意冷却水机组、水泵等设备的特性要求是否得到满足, 以免损坏设备。
第三, 空调冷却水系统的冷热源设备必须要能够满足供水温度需求, 这是保证空调末端设备得以顺利运行的基础。对于压差的控制要根据不同的设计需求和水压阀门的选择等多方面因素进行综合考虑来确定。
第四, 变流量运行的控制策略不仅限于压差控制或固定压差设定值控制, 随着流量控制类阀门、自动控制等技术的不断进步, 变流量运行控制策略也将不断进步。
结束语
关于跨流域调水的若干问题 第8篇
跨流域调水应考虑调出区的水资源承载能力及其变化规律。国际上通行的标准是, 河流本身的开发利用率不得超过40%, 调水量不得超过调出河流总水量的20%。其次, 应考虑调入区的水资源承载能力及其变化规律。调入区在通过节水、治污等措施后, 当地水资源仍然难以满足社会经济发展的需要, 需要谋求实施跨流域调水。再次, 应考虑调出区与调入区的整体水资源承载能力及其变化规律。调水所追求的目标是总体提高调出区与调入区的水资源承载能力。整体而言, 只有通过调整水资源的空间配置, 实施跨流域调水, 才能提高整体的水资源承载能力。因此, 应建立水资源条件论证制度和环境评价制度, 调整流域 (或区域) 间水资源分配, 维护流域 (或区域) 间的水资源社会公平, 合理确定水资源配置的数量、结构和布局[1]。
科学合理的跨流域调水应考虑“先节水、后调水, 先治污、后通水, 先环保、后用水”的基本思想。“先节水、后调水”是在确定调水规模时, 首先在挖掘节水潜力的前提下, 切实提高调出区和调入区的水资源承载能力, 摸清调出区可能提供的调出水量和调入区需要的调入水量;“先治污、后通水”是解决水污染的治理措施, 切实保护调入水资源的可利用价值, 为优水优用奠定基础;“先环保、后用水”是在水资源配置上, 切实保证生态和环境的基本水量需要, 包括合理开采地下水, 保证水资源的可持续利用, 保障社会经济的可持续发展, 维护人类的根本利益[2]。
2 建立投融资体制
跨流域调水工程一般是大型或特大型的水利基础设施, 它是从国家安全出发考虑安排的重大生产力布局, 对稳定经济和收入分配会产生重大影响。国内外经验证明, 此类重大的基础设施建设项目, 政府决策、协调是关键。运用市场机制, 更应充分发挥政府宏观调控作用。因此, 这类工程的投资主体一般是政府。政府是投资主体, 并不意味着完全依靠政府财政性资金无偿投入。过去我国水利建设项目资金来源主要依靠国家财政拨款和集体、农民投劳投资。近年来, 随着经济体制的改革, 逐步改变了单纯依靠国家拨款的形式, 开始采用多形式、多层次、多渠道的筹资方式, 开辟了水利投融资的新模式[3,4]。
从国外经验看, 大型骨干工程的国家投资多由中央和地方政府分担。美国在当前水利投资中, 农业骨干工程、农村供水工程一般是联邦政府无偿投资50%, 其余由地方负责, 由税收支出或政府担保优惠贷款。因此, 中央和地方政府的投资可以是无偿的, 也可以根据工程的收益情况要求一定回报, 作为各自对工程投入的资本金。根据我国的实际情况, 应按照市场经济规律的要求, 积极推行“谁投资, 谁受益”和“谁用水, 谁出资”的机制, 通过股份制形式明确工程建设中的责、权、利关系。股份制的特点、功能和机制可以从根本上理顺产权关系及相应的权益和义务;有利于改变国家为单一主体的投资结构, 而且产权关系明晰;有利于形成“利益共享, 风险共担”的机制, 入股投资的各方面利益建立在调水工程效益这一共同基础之上, 必然促使调水工程投资各方关心调水工程的兴衰、盈亏以及日常运营情况, 有利于调水工程的管理。受益地区承担资本金的额度, 可以按照各地区根据需调水量而认购的相应水权确定, 需水量越大, 股权越大, 承担的资本金就越多。受益地区根据需调水量确定资本金额度, 能够促使各地根据实际需要, 实事求是地提出合理的需水要求, 有利于科学地确定工程的调水规模, 充分发挥工程的调水效益。各地如果要取得较多的水权, 就必须支付较多的水权费 (资本金) ;要减少水权费的支付, 就必须内部挖潜, 积极合理开发本地水资源, 减少调水量。这样更需要水的地方就可以拥有更多的调水使用权, 从而使工程调水配置更合理, 使水资源向更需要的地区转移, 提高水的利用率, 实现水资源的优化配置。
3 建设管理运行体制
跨流域调水工程宏大, 其建设管理体制包含技术、经济、环境、社会、政治等多个领域的许多复杂问题。确保工程按计划顺利实施并达到预期的建设目标, 发挥最佳效益, 必须构建适应社会主义市场经济体制和水利改革要求的建设管理体制。工程建设管理体制的总体思路是:“政府宏观调控、股份制运作、企业化管理、用水户参与”, 按照规范的公司制要求, 实行市场运作。根据这一思路, 跨流域调水工程建设管理单位应按规范的公司制要求, 成立调水有限责任公司。按“国家控股, 授权营运, 统一调度, 公司运作”方式运作。
跨流域调水势必带来区域水资源的重新配置。因此, 必须统筹建立合理的水价体系, 实现水资源的优化配置, 保证区域水资源的可持续利用。
明确水价的构成要素。完整的水价应包括资源水价、工程水价和环境水价3个部分。资源水价, 具体表现为水资源费。需要不断地调整和变动, 不同用户在不同地区的不同时间, 使用不同量的水, 其资源水价是不同的。工程水价, 主要有固定资产投资、供水总成本。明确跨流域调水水价的制定原则, 包括公平性原则、区别性原则、水资源高效配置原则和成本回收原则。依据此原则, 在跨流域调水的受水区, 在水价制定和实施过程中应解决好以下方面问题:处理好主水和客水的关系, 受水区用水的次序应为先外调水, 后当地水;先地表水, 后地下水;同一水质、同类用户、不同水源 (工程引水、现有地表水、地下水) 的用水, 执行统一的用户水价, 实现水资源优化配置的重要手段和保证措施;在调水成本较高的地区, 政府应制定相应的政策, 如实行水价平摊的综合水价, 保证调水工程发挥效益;实行用水定额管理, 用水户实行阶梯水价, 定额内用水平价、超额用水高价, 以促进节水。
4 水资源统一管理
明确流域机构与各行政区域的水资源管理职责和权限划分, 建立统一规划、统一调配、统一管理、分级负责的流域水资源管理体制。区域内实行对防洪、排涝、蓄水、供水、用水、节水、污水处理与回用等涉水事务进行一体化管理的水务管理体制。地表水、地下水统一调度, 主水与客水统一配置。打破城乡界限, 统筹考虑主水、客水、地表水、地下水等各种水源, 统一管理水资源的开发、利用、治理、节约和保护, 对工业、农业、生活、环境、生态等不同用水需求, 区别对待, 保证重点, 使传统的农村水利向城市拓展, 使城市的供水体系向农村延伸, 实现水资源的优化配置。
参考文献
[1]刘强, 杨永德, 李英.跨流域调水水资源管理问题分析[J].中国水利, 2007 (3) :25-27, 37.
[2]辛云峰, 李波.跨流域调水工程的水资源管理问题研究[J].吉林水利, 2006 (Z1) :30-32.
[3]刘强, 黄薇, 桑连海.我国跨流域调水管理问题探讨[J].长江科学院院报, 2006, 23 (6) :39-43.
空调水系统VWV节能控制(下) 第9篇
(1) 能否及时反馈各阀位的平均开度, 若反馈时间滞后过大, 将导致系统出现振荡;
(2) 外层PI调节控制器 (1#控制器) 的参数 (包括P值、I值的大小, ΔPsp的上下限值) 需要经调试确定, 以便它能够计算出合理的ΔPsp;
(3) φsp的取值 (一般可设定φsp=85%左右, 或者设定至少有一个阀门为全开) 。
下面介绍这几种控制策略的典型应用场合:
(1) 对于采用“大温差, 小流量”运行的水系统而言, “温差控制策略”较为适用。因为它能够较好地控制供回水温度和温差, 不至于使制冷机蒸发温度过低, 甚至冻结;
(2) 把现有CWV系统改造成VWV系统的改造工程, “干管压差控制策略”较为适用。因为现有的CWV系统已经配置了“供回水压力/压差传感器”, 只要增加水泵变频器, 即可实现改造, 简单易行;
(3) 能够找到有代表性的“最不利末端管路”, 且“最不利末端”采用的是“电动调节阀”而非“两通电磁阀”, 并且此“最不利末端管路”在整个空调系统运行时间内均需投入使用时, 可以选用“末端压差控制策略”。该控制策略比“干管压差控制策略”的节能效果更好 (下文将予以说明) 。
(4) 所有水阀均为“可输出阀位反馈值的电动调节阀”时, 选用“最小阻力控制策略”是最佳方案。因为, 在所有控制策略中, “最小阻力控制”是节能效果最好的 (下文将予以说明) 。
上述4种控制策略在现代智能建筑里均有采用。当然, 任何一种控制策略都有它的优点和适用范围, 切不可盲目应用。应当根据每个系统的特点, 选择最适合的控制策略, 加以精心调试, 才能真正达到节能的目的。
3 不同控制策略下, VWV冷冻水系统的节能分析
VWV系统之所以比CWV系统节能, 最主要的途径是节省水泵的能耗。于是, 下面来分析在VWV运行状态下, 水泵功率降低的幅度。水泵的相似律指出:同一台水泵在改变转速时, 可以用以下公式进行换算:
因此, 在相似工况点上, 随着水泵转速的下降, 流量将同步下降, 而水泵功率将呈三次方的速度急剧下降。但是我们不能因上述结论, 而误解为水泵的能耗与其水泵流量的3次方呈“线性关系”。因为上述结论是依据相似规律导出的, 上述 (6) 式只在相似工况点上成立, 而相似工况点必须满足:
空调冷冻水系统是一个闭式管网, 上述 (7) 式可以改写成:
(8) 式即为闭式管网的特性曲线方程, 其中:
H——离心水泵的扬程, m;
hw——闭式管网的总压头损失;
S——闭式管网的管道阻抗。S值越大, 曲线越陡, 说明管网的压头损失也就越大。
在VWV的实际控制当中, 由于末端调节水阀的开度, 是根据负荷变化动态变化的, 当负荷减小时, 各阀门就趋向于关小, 这必然带来管网阻力的增大, 特性曲线也就随着水阀阀位的变化而改变。事实上, 采用不同的VWV控制策略, 其管网特性曲线与额定工况下特性曲线的偏移程度也不相同, 使得不同控制策略下的节能效果也有差异。图5是不同控制方式下, 水泵运行工况示意图。
图5中, O点是在额定工况下, 水泵的工作状态点, 它是水泵的额定转速 (n0) 下的性能曲线与管网特性曲线的交点, 此时的管网内所有阀门均为全开状态。假设水泵没有变频器, 始终在额定转速 (n0) 下运行, 当系统负荷减小时, 管网内部分水阀开始关小, 导致管网阻力增大, 水泵扬程上升, 流量相应减小, 水泵工作状态点由O点移动到A点, 此时HA>H0, Q1
若采用干管压差VWV控制方式, 负荷减小时, 管网内阀门趋于关小, 管网的S增大, 管网特性曲线变陡。此时因为冷冻水供回水干管压差始终控制在恒定值 (ΔPsp) 附近, 所以在水泵减速过程中, 扬程基本不变, 但流量减少, 因此, 水泵工作状态由O点变化到B点, 即HB=H0, Q1
若采用VWV末端压差控制方式, 由于这一控制方式只监控最不利管路的压差, 在负荷减小的过程中, 水泵转速降低的同时, 扬程也有所降低。经试验证明, V W V末端压差控制方式的工作点变化曲线如图6所示, 水泵的工作状态将由O点变化到C点。此时HC
若采用VWV最小阻力控制方式, 水泵的工作状态将由O点变化到D点, 此时HD
对比上述几种控制方式, 在负荷减小时, 流量都降低到Q1, 而HA>HB>HC>HD, 相对于VWV最小阻力控制方式而言, 其他控制方式的水泵扬程之所以高, 其原因就是因为其他控制方式下, 水阀的平均开度较小, 而这些多余的静压就被大量的水阀消耗掉了。
对于VWV温差控制方式, 由于其控制过程对供回水压差是不做监控的, 因此温差控制的V W V系统中水泵实际扬程是一个不确定值, 在图5中难以体现此控制过程。但是可以肯定的一点是, 在相同负荷工况下, 其水泵扬程应该不低于VWV最小阻力控制方式下的水泵扬程。
下面我们来比较一下, 这几种控制方式的水泵能耗, 由离心式水泵的基本原理可知:
离心式水泵的有效功率:
离心式水泵的轴功率:
离心式水泵的马达输入功率:
上式中:
Q——离心水泵输送流体的体积流量, m3/s;
H——离心水泵的扬程, m;
c——流体的密度, kg/m3;
ηi——离心水泵的效率, %;
ηm——马达效率, %。
因此, 水泵变频以后, 干管压差控制、末端压差控制、最小阻力控制方式的节电率 (ψ) 分别为:
由此可见, 水泵的功率随流量呈3次方的关系减少在实际工况中是不可能达到的。变频水泵的节电效果将主要取决于水流量减少后管网特性曲线的变化情况, 在上述几种控制方式中, VWV最小阻力控制方式下的水泵节电率最高。
4 应用VWV的其他好处
相比于CWV系统而言, 采用VWV系统除了节能以外, 还有以下好处:
(1) 不必设计二级冷冻泵系统。在变频器尚未普遍应用之前, 很多项目采用了二级冷冻泵的水系统 (即一级冷冻泵与制冷主机一一对应, 通过二级泵台数控制来调节整个冷冻水系统的流量) 。若采用了VWV系统, 可以不必设计二级冷冻水泵, 可以大大节省设备投资、管路投资和机房空间;
(2) 可省去供回水旁通管路或一二级泵旁通管路和旁通阀门, 由于旁通管路的口径与供回水主管口径基本相同, 因此这可以节省空间和投资;
(3) 采用VWV系统, 冷冻水泵台数和制冷主机数量可以不必一致。比如:用2台或3台变频水泵 (其中1台为备用泵) 服务4台制冷主机, 这样可以充分利用水泵的变频调速功能节省水泵的初投资。
5 应用VWV节能控制的注意事项
(1) 水泵变频调节范围不宜太大。图6是典型水泵在变速时的等效率曲线, 实线表示不同转速下的水泵流量-扬程曲线, 虚线表示等效率曲线。
从图6中可以看到, 即使水泵工况点按相似工况变化, 水泵效率也会有所降低, 再加上变频器在频率降低时工作效率也会降低。因此VWV系统中, 水泵的转速调节范围宜控制在额定转速的7 0%~100%之间, 当水泵低于额定转速50%以下运行时, 水泵效率将明显降低, 节能效果也大大下降。
(2) 在投资预算允许的条件下, 建议不要把变频水泵和定频水泵并联。因为两个性能曲线不同的水泵并联, 会出现并联后的性能曲线不稳定, 甚至出现变频泵的扬程明显小于定频水泵扬程而发生倒灌的情况, 这将给空调水系统调试增加难度。
(3) 在一台或一组变频水泵服务于多台制冷主机时, 各台制冷机之间的流量分配应当平衡, 这需要通过水平衡调试来完成。
6 总结
综上所述, 空调水系统VWV控制相对于CWV控制方式有明显的节能作用。尤其是“VWV最小阻力控制”方式可以达到很好的节能效果, 这一控制方式在日本已经应用得非常成熟。国际上也已经制定了与之相关的标准。目前我国绝大部分现有建筑的空调水系统仍为CWV系统。在空调系统节能控制方面, 我国与发达国家还有不少差距, 节能潜力也非常巨大。
摘要：分析空调水系统定水量运行方式存在的弊端, 变水量运行的可行性, 介绍几种常用的变水量控制策略, 通过水泵工作曲线和管网特性曲线对空调水系统变水量运行进行了节能分析, 并比较了几种变水量控制策略下水泵的节电率。
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