水循环的影响十篇

发布时间:2024-04-26 06:50:32

水循环的影响篇1

关键词池塘;循环水;养殖;水质;浮游植物;水环境

中图分类号S917文献标识码a文章编号1007-5739(2017)03-0220-03

池塘循环流水养鱼技术作为一项新兴的养殖技术是美国奥本大学所设计。美国大豆出口协会多年推广80∶20池塘养殖模式的技术转型和升级,它将传统池塘开放式“散养”模式创新为新型的池塘循环流水“圈养”模式,通过在养鱼槽内集中养殖吃食性鱼类来控制粪便排泄范围,并收集鱼类的排泄物和残饵,实现沉淀集中与处理利用,是水产养殖理念的又一次革新[1]。该技术一经引进就在江苏省及周边省、市得到大面积的示范与推广,江苏省示范推广面积达800hm2左右,建设池塘循环水养鱼水槽面积达14万m2。虽然目前多地开展了草鱼、青鱼、鲈鱼等品种的试验与示范[2-4],但池塘循环流水养鱼系统对养殖水体环境的影响研究还很少。本试验旨在通过设置对比试验研究分析池塘循环流水养鱼系统对池塘水环境的影响,为该技术的推广应用提供依据。

1材料与方法

1.1池塘与水槽

本试验采用高邮市三垛镇耿庭村的2口池塘,其中1口为试验塘,1口为对照塘。试验塘面积为2hm2,建设规格为22m×5m×2m水槽3条,净养面积330m2,水位全年维持在1.8m左右;每口流水槽的上游安装气提式推水增氧设备,并将增氧管道串联,末端安装2台2.2kw的罗茨鼓风机(1台使用,1台备用),水槽尾端建有集污设施,每天在投喂后1~2h内吸污。对照塘为四大家鱼养殖塘,面积1.33hm2,配备投饵机1台,3kw叶轮式增氧机2台。

1.2放养情况

试验塘每条水槽内放养规格750g的草鱼3000尾,共计9000尾,外塘放养100g的鲢10000尾、100g的鳙10000尾;对照塘放养品种为鲫鱼、草鱼、鲢和鳙,放养规格为38.5g的鲫鱼3.15万尾/hm2、50g的草鱼900尾/hm2、110g的鲢鱼600尾/hm2、325g的鲢鱼600尾/hm2。水源为柘倪河河水,水源充沛,无污染。试验期间,试验塘与对照塘不换水,只补注新水,以补充自然蒸发和渗漏造成的水体损失。

1.3取样与测定方法

采样前在试验塘和对照塘固定采样点,分别在水槽上游段(a)、水槽前段(B)、水槽尾段(C)、净化区(D)、过水区(e)和对照塘(F)固定采样点进行定点采样与测定,具置见图1。分别于6月5日、7月8日、8月1日、9月12日和10月10日在水面下60cm取样测定或现场固定,水质指标当天完成测定并做好记录。另于9月12日对水体的上层(水下20cm)、中层(水下60cm)和下层(水下120cm)的水温、pH值和溶氧进行现场测定。

1.4水质测定指标与方法

水质测定指标与方法见表1。

1.5水体浮游植物数量测定方法

在采样点水面下30cm左右水层取水样5L,混合后取1.0~1.2L水样装入水样瓶。水样采好后加入福尔马林溶液(终浓度4%)保存。水样采回后摇匀取1L水样倒入沉淀器内沉淀24h后,取出1/2上清液,摇匀剩余水样继续沉淀24h,吸去上清液至剩30~50mL水样,摇匀后取一定量样品置于计数板上,在显微镜下进行计数。定量分析前先进行定性分析。计算公式:

n=■(1)

式(1)中:n―1L水中的个体数;V―水样体积;v―沉淀后体积;C―计数体积;n―计数所得个体数。

2结果与分析

2.1水质测定

2.1.1水温。在水下60cm处测定水温结果见图2,最高水温为33.6℃,最低水温18.8℃。由于6月连续阴雨,水温不高,为18~26℃,7月气温陡然上升,水温随之升高,最高水温达33.6℃,之后水温随气温的降低逐渐降低。从测定结果看,试验塘与对照塘水温变化趋势一致,试验塘5个取样点(a、B、C、D、e)的水温相差不大,而对照塘(F)的水温略高于试验塘,原因在于试验塘为循环流水养鱼塘,塘中水处于微流动状态,促进池塘上、下水层交换,水体中上层水温有所下降,而对照塘水体交换较少,中、上层水温较高。

2.1.2pH值。试验塘(a、B、C、D、e)的pH值为7.41~8.26,而对照塘(F)的pH值为7.2~7.7,试验塘的pH值略高于对照塘,但都处于淡水渔业水质标准6.5~8.5范围之内,且采样点e的pH值最高,见图3。池塘水体pH值的变化与很多因素有关,尤其与水体中的Co2含量关系较密切[6],试验塘的水体处于循环状态,促进水体中Co2的溢出,同时水体浮游植物的光合作用也会消耗掉水体中的Co2,pH值有所升高,尤其采样点e位于过水口,水体流动大,pH值较高。另外,7月8日测定pH值整体偏低,这是6月中下旬连续阴雨,光合作用弱造成的。

2.1.3溶氧。试验塘与对照塘水面下60cm溶氧测定结果见图4,试验塘(a、B、C、D、e)水体溶氧值为3.83~9.55mg/L,对照塘(F)水体中溶氧值为1.8~3.4mg/L,无论试验塘水槽内还是槽外水体溶氧均明显高于对照塘(F),表明池塘循环流水养鱼系统可有效增加水中溶氧。同时,6月5日B、C、e点水体中的溶氧明显高于后续4次溶氧测定的结果,主要原因在于养殖前期水槽中(B、C)的载鱼量较低,对水中溶氧消耗不大,随着水温的升高,鱼类新陈代谢增强,耗氧量增加,水体中溶氧测定值降低,而e点处于过水口,水体流动性强,水体溶氧较丰富,溶氧测定值偏高。另外,池塘循环流水养鱼系统虽然在水槽前端安装了增氧推水设备,但槽内(B、C)溶氧值并不处于溶氧最高值,甚至低于其他点的溶氧值。这是因为池塘水体中溶氧主要依靠水生植物光合作用所产生的氧气,通常晴天池水中浮游植物光合作用产氧占一昼夜溶氧总收入的90%[7],所以池塘循环流水养鱼系统在有限增氧的同时,在很大程度上是促进了上下水层的交换,将表层过饱和的氧气输送到水体底部,从而实现水中溶氧的增加。

2.1.4各采样点水体各水层水温、pH值与溶氧比较。表2测定结果表明,在试验塘水槽外(a、D、e)和对照塘(F)在水面下20、60、120cm各水层溶氧值都出现了明显的变化,自上而下依次降低,而试验塘水槽内溶氧值相差不大,且水槽内表层溶氧值虽然低于槽外,但中、下层溶氧值高于槽外与对照塘,再次证明了池塘循环水养鱼的增氧推水设备很大程度上促进上、下水层的交换,使水槽内水体上、中、下水层趋于均衡,底层氧债得到偿还,中、下水层环境更m合鱼类的生长要求,有利于鱼类的快速生长。从表2中也可以看出,水温与pH值的变化规律也是如此,水槽内上、中、下水层趋于一致,而水槽外出现明显变化,由上而下依次降低,pH值的变化规律与光合作用密切相关,表层水体光合作用最强,消耗掉水体表层过多的Co2,pH值自然最高。

2.1.5氨氮与亚硝态氮。氨氮是鱼虾蛋白质代谢的重要终产物,且可以通过亚硝化作用被氧化为亚硝酸盐。氨氮和亚硝态氮对鱼的毒性是由于它们进入血液,将血红蛋白分子的Fe2+氧化为Fe3+,抑制了血液的载氧能力所致,严重时可引起鱼类窒息、死亡[8]。

试验塘与对照塘水体氨氮测定情况见图5,结果表明,试验塘各采样点(a、B、C、D、e)氨氮变化趋势基本一致,且总体低于对照塘(F),对照塘水体中氨氮变化幅度较大,而水中浓度过高的氨氮对鱼虾体内酶的催化作用和细胞膜的稳定性产生严重影响,并破坏排泄系统和渗透平衡[8],说明池塘循环流水养鱼可以降低养殖水体中氨氮水平,减少对养殖鱼类的危害。同时,在试验塘的5个采样点中,前期槽内水体氨氮水平低于槽外,但随着养殖的深入,槽内载鱼量逐步增多,产生的残饵、粪便造成了水槽内氨氮的升高。

试验塘与对照塘水体亚硝态氮测定情况见图6,结果表明,试验塘(a、B、C、D、e)水体中亚硝态氮的水平明显低于对照塘(F),而水中亚硝酸盐浓度过高对鱼虾也会产生毒害,主要表现在影响虾体内氧的运输,重要化合物的氧化及损坏器官[8],说明池塘循环流水养鱼可以有效降低养殖水体中亚硝酸盐的水平,进而降低养殖风险。与氨氮的变化结合分析,池塘循环水养鱼使水体处于微循环,促进了水体中上层与下层的交换,促进了有害物质的溢出和下层溶氧增加,下层水体溶氧的增加可以促进氨氮、亚硝酸盐氧化,降低了其在水体中的浓度,减少对水中鱼类的毒性。

2.1.6总氮与总磷。水体中总氮、总磷含量是衡量水质的重要指标。试验塘与对照塘水体总氮测定结果见图7,试验塘(a、B、C、D、e)总氮为0.56~3.71mg/L,对照塘(F)总氮为2.19~4.56mg/L,养殖前期试验塘的总氮水平明显低于对照塘,9月以后,试验塘与对照塘总氮水平趋于接近;试验塘与对照塘水体总磷测定结果见图8,试验塘(a、B、C、D、e)总磷为0.20~0.98mg/L,对照塘(F)总磷为0.48~0.75mg/L,养殖前期,试验塘的总磷水平高于对照塘,但随着养殖的深入,试验塘的总磷水平有所控制,总体低于对照塘。说明池塘循环流水养鱼对于控制养殖过程中的总氮、总磷水平有一定的效果,但由于试验塘水槽外水草种植较少,对总氮、总磷的控制效果有限,可以考虑在水槽外的池塘水面进行分区,分为沉淀区和净化区,净化区种植水草,有效控制池塘的富营养化水平。

2.2浮游植物定量分析

由图9可知,试验塘采样点a、B和C、D的浮游植物绝对生物总量分别为2096万、1083万、1025万个/L。对照塘(F)浮游植物绝对生物总量为1952万个/L。试验塘水流循环方向上,养殖槽内浮游植物绝对生物总量明显低于入槽口处,而略高于出槽口处。由图10可知,浮游植物丰富度指数a、B和C、D、F点分别为1.83、2.00、2.02、1.45,可见试验塘的浮游植物丰富度高于对照塘。表明池塘循环水养鱼系统会对浮游植物生物总量和浮游植物多样性产生显著影响,体现在对浮游植物绝对生物总量有抑制作用以及可提高浮游植物的多样性。产生试验塘养殖槽内和养殖槽后方浮游植物生物总量低于养殖槽入水口和对照池塘的主要原因可能是养殖槽内草鱼一定的摄食压力[9]导致的。水体中浮游植物多样性数值越大,说明更利于增强水体的自净能力[10],种类多样性指数是常用的水质评价指标,指数值越大,水质越净[11],吴恢碧等[12]研究显示循环水系统能够改变浮游植物的群落结构,使其多样性指数较高,增强水体自动调节能力。本试验产生试验组池塘浮游植物丰富度指数显著高于对照组池塘的结果,也进一步验证了循环流水养殖槽系统可提高养殖水体的自净能力。

3结论与讨论

池塘循环流水养鱼技术作为一项新兴的水产养殖技术,可以使池塘水体处于循环流水状态,促进养殖系统槽内、外水体的交换和整个养殖水体上、下层的交换,从而保持养殖水体pH值的稳定性,增加整个水体的溶氧,尤其可以使水槽内上、中、下水层的溶氧趋于均匀,提前偿还底部“氧债”,促进槽内养殖动物的生长。同时,该系统还可以降低水体中氨氮、亚硝酸盐等有毒有害物质的含量,控制总氮、总磷等富营养化指标的浓度,降低养殖风险。另外,池塘循环流水养鱼技术对浮游植物绝对生物总量有抑制作用,可提高浮游植物的多样性,增加水体自动调节能力。但由于该系统净化区水草种植较少,水体自净能力未充分发挥,因此池塘净化区的水草种植品种与布局还需进一步研究。

4参考文献

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[10]王玉彬.茅莲湖水产养殖池塘中浮游生物的研究[D].南昌:南昌大学,2007.

水循环的影响篇2

[关键词]循环水毯;体外循环;心脏手术;体温

作者:熊朝霞,姜清,董雪华,张莉萍,欧阳芝

[中图分类号]R54[文献标识码]a[文章编号]1674-4721(2011)04(b)-031-02

体外循环(CpB)时,为预防重要器官缺血、缺氧,提高灌注的安全性,常在低温下进行[1]。CpB结束后可引起患者术后体温持续性降低,甚至出现寒战等围术期并发症,影响患者的术后恢复。笔者将循环水毯技术应用于CpB患者,研究循环水毯对患者体温及寒战发生率的影响。

1资料与方法

1.1一般资料

资料选自本院心胸外科2007年1月~2011年2月完成的40例CpB下心脏手术的患者。其中CpB下室间隔缺损修补术15例,CpB下房间隔缺损修补术16例,CpB下二尖瓣置换术6例,CpB下主动脉置换术3例。

1.2方法

根据CpB术中复温的同时是否使用循环水毯,将40例患者用随机抽签法分成两组,每组20例。循环水毯组术前将循环水毯平铺于床上,再铺上床单,将水毯的出入水管与热交换水箱连接,CpB复温时将热交换水箱温度设置在所需温度,起动水泵,辅助升温(水毯及与其相连接的自动升降温水箱均由天津医疗器械研究所生产)。对照组采用常规CpB,复温同时通过调高手术间室温,使用热水袋保暖。所有患者全麻后,将体温探头经一侧鼻腔插入至鼻咽部,将另一体温探头插入肛门10cm,用胶布固定于大腿内铡(使用德国飞利浦mp30监护仪及其配套的热敏电阻体温计测量鼻咽及直肠温度)。分别记录患者手术开始时,CpB复温时,停CpB时及手术结束时直肠及鼻咽温度,进行体温监测。同时,通过定性评价方法判定患者麻醉苏醒期有无寒战,比较两组患者的寒战发生情况有无差异。

1.3统计学方法

数据经归纳整理后,计量资料以均数±标准差表示,计数资料比较采用χ2检验,p<0.05为差异有统计学意义。

2结果

见表1、2。

3讨论

CpB是心脏手术不可缺少的重要技术,CpB时要求降低患者体温,以减轻CpB对各重要脏器的影响,提高各重要脏器对缺血,缺氧的耐受,降低其对机体的危害。

低温可降低组织代谢率与氧耗量,但如果手术后低温持续存在,将产生较多不良反应。低温使脑代谢率降低,患者麻醉苏醒延迟[2]。低温可诱发室性心率失常,低于32℃可使室颤阈值降低而诱发心室纤颤[3]。低温还会引起寒战反应,寒战可增加产生热量,但剧烈而持续的寒战能明显使患者末梢血管收缩,增加心脏后负荷,周围组织的氧耗量和二氧化碳生成增加[4]。同时寒战增加患者不适感,以及引起伤口疼痛,而增加止痛剂用量等[5]。

水循环的影响篇3

关键词:水处理药剂残余混凝循环水排污水

0引言

目前我国在循环水排污水的处理系统当中还存在诸多的问题,比如出现污堵现象,杀菌剂对于反渗透膜、超滤等的不良影响等。针对这些问题,通过使用缓蚀阻垢剂以及杀菌剂,能够得到有效的缓解。目前我国使用最多的缓蚀阻垢剂有两种,即有机磷酸类和多元磷酸类。这两种类型的缓蚀阻垢剂较为稳定,而且能够抗高温,拥有使用的剂量较少、效果好等优势。为了有效的抑制水中菌藻和微生物的生长,可以选择使用杀菌剂。虽然各种水处理药剂的使用能够有效的帮助处理污水,但其也会对下一步的处理造成一些不良影响。以下主要通过实验的方式分析了对混凝的影响。

1实验研究

1.1实验相关药品和仪器的准备所需药品:氯化铝、聚丙烯酰胺、分析纯;氨基三亚甲基膦酸,质量分数是50%;羟基亚乙基二膦酸,质量分数是百分之四十五;十四烷基二甲基苄基氯化铵,质量分数是百分之四十五。

实验仪器:JJ-4型六联电动搅拌器;Lp2000―11型实验室台式浊度测定仪,Hanna;tGL一18C型高速台式离心机。

1.2实验的方式和步骤

①水质。选择某炼化公司的污水作为实验用水,其具体的水质情况是:pH在7.3左右,5.01ntU的浊度,并且其中每1L当中含有312毫升的Ca2+,98毫升的mg2+,532毫升的Cl-,384毫升的So42-。以CaCo3计,总的硬度和碱度分别是每1L当中有997毫升和390毫升。②方法。首先在容量是1000毫升的烧杯中放入五百毫升废水,然后分别投入不同体积的水处理药剂,在废水当中的残余药剂浓度保持在每升分别达到10、20、30、40、50毫升。在完成这个步骤之后,再将每升当中含有15毫升的混凝剂,以及每升当中0.2毫升的助凝剂加入当中。接下来使用六联搅拌器,最开始使用每分钟300圈的速度保持60秒的搅拌时间,在药剂和废水得到了较为充分的混合之后再减速为每分钟70圈,慢速的搅拌十分钟,以促进絮体成长。在废水的搅拌完成之后,将废水放入500毫升的量筒当中,并且将絮体沉降100毫米所需要的时间记录下来。在此之后需要进行静置,时间为三十分钟,在液体以下大约2.5厘米的地方取水作为样本,并且测试上清液的浊度、CoD、絮体体积和泥渣虚度。③分析和测定。对于CoD的测定参照GB11914-1989《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》,浊度的测定使用Lp2000-11型浊度仪。进行絮体的体积测定,先将泥渣放入量筒,在进行了三十分钟的沉淀之后进行记录。

絮体沉降的速度可以使用v表示,在废水和混凝剂经过了充分的混合搅拌之后,将其放入500毫升量筒。当发现其产生了较为明显的絮体,则开始记录。将t设为絮体经过100毫米需要的时间,具体公式如下:

v=■

用S表示泥渣虚度,使用带有刻度的离心管收集实验所得泥渣,通过数据读取获得体积为V1。然后将泥渣放入离心机中,通过每分钟4000圈的离心,保持该速度五分钟时间,最后获得压实之后的体积V2。泥渣虚度S的计算公式如下:

S=■

2残余水处理药剂对于混凝的影响分析

2.1对浊度的影响当加入的是1427之时,在进行了充分的混合且均匀之后,发现会产生较为明显的絮体。然后加入混凝剂,通过快速的搅拌之后,发现絮体发生了破碎现象,且再次形成较为困难。在静置后沉降的速度较慢,沉淀完成之后形成了较为混浊的上清液。加入atmp,在加入的浓度较低之时,会产生较小的絮体,当浓度较高之时几乎不再产生絮体。在通过静置沉淀之后,发现形成澄清的上清液。当加入的是HeDp,在搅拌当中絮体就会产生,在静置当中沉降的速度较快,形成较为澄清的上清液。通过三十分钟的静置之后,通过对浊度的观察和记录,发现三种药剂对于浊度的影响,整体呈现上升趋势,其中又以1427的影响最大。主要的原因是由于将水处理药剂加入当中,在整个混凝过程当中会有一些小的絮体生成,这些絮体无法得到完全的沉降,浊度变大,混凝效果不佳。

2.2对絮体的沉降影响通过在废水中加入了不同质量浓度的药剂,发现其对于絮体沉降的影响如图1所示。

从图中可以看出,当加入的药剂是1427之时,絮体明显减缓了沉降速度,速度在每升10-30毫克范围之内沉降较为缓慢,在之后速度大幅度降低。而加入atmp和HeDp之后,虽然总体也是呈现减缓现象,但是相对而言变化较平稳。通过水处理药剂的加入,在废水当中絮体形成的密度变小,加大了水体对于其的阻力影响,所以沉降速度相应变慢,而且药剂的质量浓度越高速度越慢。在同样的条件之下,使用1427的沉降速度最小,这说明该药剂使得絮体密度最小,水体阻力最大。当药剂浓度超过了每升40毫克,HeDp和atmp二者对于沉降速度的影响相似,由此可见有机磷系阻垢剂在使用当中,使用的浓度较高之时,则对于沉降的影响具有相似性。

2.3对CoD的影响如图2所示,是药剂对于CoD的影响图。由图可见,在没有残余药剂的情况之下,上清液当中的CoD含量最低。再将三种不同的药剂加入,并且浓度达到每升五十毫克之时,在混凝当中去除CoD的效果不佳。

2.4影响泥渣体积通过使用三种不同的药剂,实验结果显示,针对影响泥渣体积这部分而言,三种药剂都会对其有所影响。其中,HeDp的影响最大,当浓度保持在每升50毫克之时,泥渣的体积是6毫升,不加药剂之时是15.5毫升,对比十分鲜明。产生如此结果的原因是:在使用了1427药剂之后,絮体变得蓬松,药剂浓度上升絮体的体积随之上升。在使用有机磷系阻垢剂之后,残余的药剂改变了絮体排列方式,或者改变作用力,进而致密了絮体,最终使得药剂浓度上升泥渣体积呈现下降趋势。

2.5影响泥渣虚度通过实验当中的观察记录和最后的结果可以看出,三种不同的药剂对于泥渣的虚度都会造成不同程度的影响,总体说来,泥渣的虚度随着药剂浓度的上升而上升。如果泥渣的虚度值较大,说明泥渣当中水分的含量较高,密度小,沉降性差。在使用了atmp,发现其对于泥渣虚度的影响最大,最大值可以达到4.4,和没有加入这种药剂相比约是其的两倍。并且在不同浓度之时,atmp对虚度的影响都比另外两种药剂更加明显。

3结论

综上所述,残余的水处理药剂对于混凝的影响较大。通过实验可知,在实验所要求的浓度范围之内,影响絮体沉降速度最明显的是1427,同时其对于浊度的影响也十分明显。HeDp明显的对泥渣体积,以及废水当中的CoD有最大影响。而atmp则最显著的对泥渣虚度造成影响,并且在对于混凝的影响当中,和药剂的浓度之间属于一种正相关关系。

参考文献:

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水循环的影响篇4

[关键词]右美托咪定;平均动脉压;心率;应激反应

[中图分类号]R713.4[文献标识码]a[文章编号]1673-7210(2014)05(b)-0074-03

effectofmicrocirculationandperioperativestressresponseofDexmedetomidinetothehysterectomypatients

LiYangZHanGXiuliSUnLi'naZHoUGuanhuaZHoUYufengZHanGwang

Departmentofanesthesiology,QishiHospitalofDongguanCity,Guangdongprovince,Dongguan523500,China

[abstract]objectivetoinvestigatetheefficacyofmicrocirculationandperioperativestressresponseofDexmedetomidinetothehysterectomypatients.methods70patientsscheduledforhysterectomywererandomlydividedintotwogroups:groupa(10mLnormalsaline)andgroupB(1.0μg/kgDexmedetomidine).meanarterypressure(map),heartrate(HR),thelevelsofcortisol(Cor),epinephrine(e),norepinephrine(ne)andβ-endorphinwererecordbeforegivenDexmedetomidineinfusion(t0),aftertrachealintubation(t1),afterskinincision(t2),attheendofsurgery(t3)andaftertrachealintubation(t4),andthenanalyzedwhetherthereweresignificantdifferences.Resultsingroupa,mapandHRatthetimeoft1,t2,t3andt4weresignificanthigherthanthatatthetimeoft0(p<0.05),buttherewasnosignificantdifferentingroupB(p>0.05).ingroupa,thelevelsofCor,e,neandβ-endorphinatthetimeoft1,t2,t3andt4weresignificanthigherthanthatatthetimeoft0(p<0.05),andonlythelevelofCoratthetimeoft2,t3andt4weresignificanthigherthanthatatthetimeoft0ingroupB(p<0.05),theotherindexesinthefivetimehadnosignificantdifferences(p>0.05).ConclusionDexmedetomidinecanmaintainthehemodynamicstabilityofsurgicalpatients,andreducethepatients'stressresponse.

[Keywords]Dexmedetomidine;meanarterypressure;Heartrate;Stressresponse

气管插管、子宫切除术等可诱发全身过度的应激反应,影响机体术后恢复,增加手术期的并发症[1]。如何平抑过度的应激反应,降低术后副作用发生率是手术期必须重视的问题。右美托咪定(DeX)是一种高选择性α2肾上腺受体(α2adrenergicreceptor,α2aR)激动剂。DeX与α2、α1肾上腺受体结合的比例是1620∶1(比可乐定高8倍),它的半衰期比可乐定短,消除半衰期为2h,分布半衰期为6min。这些优良的性能使其具有良好的镇静、抗焦虑和镇痛作用[2-3]。但是它在临床上实际应用效果尚不确定。本研究根据70例腹腔镜下子宫切除术患者在麻醉时复合使用DeX后的手术结果,研究DeX在手术中的实际效果,为以后的临床麻醉实践提供指导。

1资料与方法

1.1一般资料

选择2012年1~12月于东莞市企石医院(以下简称“我院”)行腹腔镜下子宫切除术患者70例,入选标准为:①年龄34~55岁,②体重指数(Bmi)为18~28kg/m2,③心、肺、肝、肾功能未见异常。将入选患者随机分为两组,每组35例。其中a组为安慰剂组,于麻醉诱导前10min注射生理盐水10mL;B组为DeX组,于麻醉诱导前10min注射DeX1.0μg/kg。本研究获得我院伦理委员会同意,所选患者术前均知情同意并签署知情同意书。

1.2麻醉方法

各组均采用BiS监测麻醉深度。麻醉前30min肌注阿托品0.5mg,鲁米那0.1mg。入室后常规监测心电图、血氧饱和度、脉搏和无创血压,建立静脉通道。麻醉诱导:静脉注射咪达唑仑0.1mg/kg,芬太尼2μg/kg,顺式阿曲库铵0.15mg/kg,异丙酚1.5mg/kg。吸入七氟醚维持麻醉,调节七氟醚吸入浓度维持BiS在45~60之间。B组术中入室后静脉泵注DeX1.0μg/(kg・h),a组患者以同样方法静脉注射生理盐水。术中血压波动维持在25%左右,心率维持60~100次/min。停气腹时关闭七氟醚,停止静脉泵注药。

1.3监测指标

记录麻醉诱导前(t0)、插管后(t1)、切皮后(t2)、术毕(t3)和拔管后(t4)的平均动脉压(meanarterypressure,map)、心率(heartrate,HR),并分别在以上各时间点抽取同部位非输液侧外周静脉血5mL,放射免疫分析法测定血浆皮质醇(cortisol,Cor)浓度;采用高效液相色谱仪法测定血浆肾上腺素(epinephrine,e)、去甲肾上腺素(norepinephrine,ne)以及β-内啡肽的浓度。

1.4统计学方法

采用SpSS13.0统计学软件进行分析,正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验。计数资料的比较用χ2检验。以p<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组一般资料比较

两组研究患者的年龄、性别、Bmi、SaS分级和手术时间比较差异无统计学意义(p>0.05)。见表1。

表1两组一般资料比较

2.2两组手术期血流动力学情况比较

相比于t0时刻,a组患者t1、t2、t3和t4时刻的map和HR都有明显升高(p<0.05),而B组患者的map和HR在五个时间点的值差异无统计学意义(p>0.05)。同时,t1、t2、t3和t4时刻B组的map和HR都低于相应时刻a组的map和HR值(p<0.05)。见表2。

表2两组手术期血流动力学情况比较(x±s)

注:与a组比较,ap<0.05;与t0组比较,bp<0.05;map:平均动脉压;HR:心率;1mmHg=0.133kpa

2.3两组手术期应激情况比较

a组在t1、t2、t3和t4时刻的Cor、e、ne和β-内啡肽的值都高于t0时刻的值(p<0.05),而B组除了Cor在t2、t3和t4时刻的值高于t0时刻(p<0.05)外,其他三个指标在五个时间点的值差异无统计学意义(p>0.05)。另外,B组在t1、t2、t3和t4时刻的Cor、e、ne和β-内啡肽的值都低于相应时刻a组的值,差异有统计学意义(p<0.05)。见表3。

表3两组手术期应激情况比较(x±s)

注:与a组比较,ap<0.05;与t0组比较,bp<0.05;Cor:皮质醇;e:肾上腺素;ne:去甲肾上腺素

3讨论

气管插管、子宫切除术等刺激均可使机体产生强烈的应激反应,表现为一系列神经内分泌反应,其中主要是交感-肾上腺髓质系统兴奋引起儿茶酚胺大量释放和下丘脑垂体肾上腺皮质系统分泌的促肾上腺皮质激素和肾上腺糖皮质激素释放增加,引起机体血压升高、心率增快,甚至心律失常、心功能衰竭代谢障碍等,从而使术后恢复延迟甚至危及患者生命[4]。因此,维持围术期血流动力学的稳定具有重要意义。DeX是一种新型的具有高选择性的α2aR激动剂,它作用于机体中枢神经、周围神经系统及其他器官组织的α2受体,产生镇痛、镇静、抗焦虑、抑制交感神经活动等效应。有研究表明在子宫切除术等手术中使用DeX能维持围术期血流动力学的稳定,降低围术期心血管发病率和病死率[5]。

本研究中相比于t0时刻,a组患者t1、t2、t3和t4时刻的map和HR都有明显升高,是由于气管插管、子宫切除等刺激会引起机体肾上腺素、去甲肾上腺素等分泌增多,使得患者心跳加快,心输出量增多,血压增大[6-7]。而B组患者的map和HR在五个时间点的值没有明显差别。这是由于术中经静脉输入DeX后,它能与脑干血管舒缩中枢的α2aR结合,抑制了中枢去甲肾上腺素的合成与释放,抵消了由于手术等引起的应激反应[8-9]。

Cor、e、ne和β-内啡肽等都是反映应激反应程度的指标[8]。当机体受到刺激时,机体下丘脑垂体肾上腺皮质系统分泌的促肾上腺皮质激素和肾上腺糖皮质激素释放增多,刺激机体的Cor、e、ne和β-内啡肽等也随之增多[10]。这与本研究中的结果基本一致。当机体受到插管、切皮、子宫切除等刺激时(即t1、t2、t3和t4时刻),机体的出现应激反应,此时的Cor、e、ne和β-内啡肽的浓度相比于t0有明显增加。

综上所述,DeX能维持手术期患者血流动力学稳定,降低手术期机体应激反应强度,改善患者术后恢复效果,值得临床推广应用。

[参考文献]

[1]程加文,谢英.盐酸右美托咪定对开胸贲门癌根治术患者围术期应激反应的影响[J].麻醉与镇痛,2011,8(30):89-93.

[2]李民,张利萍,吴新民.右美托咪啶在临床麻醉中应用的研究进展[J].中国临床药理学杂志,2007,23(6):466-470.

[3]李春萍,杜奕鹏,宋雪松,等.右美托咪定用于妇科腹腔镜手术的临床研究[J].中国妇幼保健,2011,26(27):4318-4319.

[4]马立刚,王哲银.右美托咪定对腹腔镜子宫切除术患者循环及应激反应的影响[J].广东医学,2011,32(4):4889-4491.

[5]雷晓鸣,薛荣亮,钞海莲,等.不同剂量右美托咪啶在腹腔镜妇科手术中的应用[J].国际麻醉学与复苏杂志,2012,33(8):520-523.

[6]马鹤,崔云风,潘振祥.右美托咪定对全麻拔管期间病人血流动力学的影响[J].中国实验诊断学,2011,15(6):1112-1113.

[7]林毅,王松清.不同麻醉方式对患者术中应激反应的影响[J].麻醉与镇痛,2011,18(29):97-98.

[8]wijeysunderaDn,BenderJS,BeattiewS.alpha-2adrenergicagonistsforthepreventionofcardiaccomplicationsamongpatientsundergoingsurgery[J].CochraneDatabaseSystRev,2009,(4):CD004126.

[9]mcCutcheonCao,ScottDa.acomparisonofdexmedetomidineversusconventionaltherapyforsedationanddynamiccontrolduringcarotidendarterectomyperformedunderregionalanesthesia[J].anesthanalg,2006,(102):668-675.

[10]顾云,庄重.糖皮质激素对脑内炎症反应的促进作用[J].中国病理生理杂志,2011,27(10):2030-2034.

(收稿日期:2014-02-24本文编辑:张瑜杰)

[基金项目]广东省东莞市医疗卫生科技计划一般项目(编号201210515012131)。

本刊麻醉与镇痛栏目介绍

介绍国内外临床麻醉的用药与技术,镇痛治疗的方法与效果,促进麻醉、镇痛研究成果交流,提高麻醉工作者理论和技术水平。要求内容有一定的新颖性,资料完整,分组方法、治疗方法、统计学方法合理,结论科学、严谨。须附中英文结构式摘要:目的(objective)、方法(methods)、结果(Results)、结论(Conclusion)。英文表达要规范准确,符合医药英文学术论文表达习惯。标引关键词4~8个。参考文献的引用数目应不低于10条,且近两年的文献应占30%以上。

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水循环的影响篇5

关键词:水循环,安全,运行因素

 

随着我国经济的飞速发展,电力需求越来越大,近几年来新建的火力发电厂越来越多。启动锅炉为电厂整套机组提供辅助蒸汽,作为新建电厂的主要辅助设备之一,必须强调其运行安全的必要性。启动锅炉蒸发量从10t至100t不等,锅炉的蒸发系统大都采用自然循环。自然循环的安全可靠是锅炉安全的基本条件之一。要实现水循环的安全可靠,除了精心进行完善的锅炉结构及系统设计外,还必须依靠科学的运行操作及管理。

1.自然循环的特点

蒸汽锅炉蒸发系统的自然循环,与强制循环比较,有以下几个特点:

1.1在界限循环倍率以上及相应传热负荷以下,自然循环具有自补偿能力。受热越强的管内介质流速越高,一般不用担心受热强的管子被烧坏。论文格式。

1.2省去蒸发系统内输送带压热水的循环泵,初期投资及运行消耗均较低。

1.3其流动动力――因介质密度差形成的运动压头较小。论文格式。若循环回路高度为H,锅筒工作压力p,相应的饱和水的密度为ρL,饱和蒸汽的密度为ρs,上升管内汽水混合物的密度为ρh,下降管内水的密度近似为ρL,则自然循环的运动压头py为:

py=Hg(ρL―ρh)

­――式中g为重力加速度。

py不但小于同高度的水柱静压HgρL,也小于同高度下水柱与汽柱的压差。

p=Hg(ρL―ρs)。对工业锅炉,尽管水汽密度差较大,但回路高度较小,p一般不大于0.1mpa,相应于通常的循环倍率,运动压头p甚至达不到0.05mpa。

运动压头用于克服上升管及下降管内的流动阻力,推动介质在回路内循环流动。为使有限的运动压头更多用于克服受热上升管的阻力以便上升管中形成较大的流速,就必须尽量减小不受热的下降管及汽水引出管中的阻力,因而自然循环系统需要精心设计,尽量减小系统各处的阻力系数,并使下降管及汽水引出管有较大的流通截面积。

1.4由于流动动力是系统内并联连通管上下两端的压差而不是系统内介质承受静压,静压可能很大而压差始终很小,与系统相关的内部或外部条件的变化都可能造成流动动力及阻力的变化,造成对自然循环干扰,影响自然循环稳定。在结构已定的条件下,自然循环受到的主要干扰是受热变动及压力变动。

1.5在并联上升管系中,由于受热差异及结构差异,每根上升管与共用下降管分别形成自己的循环回路及自己的运动压头,维持自己特有的循环流速及循环倍率,使自然循环系统内呈现出各自的独立性和多样性。

2.运行因素对自然循环的影响

2.1水位降低

水位低于一定程度时,可能造成下降管抽空进汽,影响正常的循环。水位过低甚至造成干烧。

2.2排污不当

排污对控制锅炉水质、保证锅炉安全有重要意义,但排污对自然循环有不利影响。论文格式。在自然循环流动中,压力p仅影响水汽密度,而不是循环流动动力,但当锅筒、集箱排污时,压力p成为排污泄流的动力,原来相对密闭的系统变成了局部开口系统,介质在压力p与出口压力之差作用下进行排污强迫流动,其流速比自然循环的速度高得多,尽管排污泄流是在锅筒、集箱局部进行的,但它对自然循环是个干扰,排污时间过长、排污量过大时可能导致水循环故障,必须精心组织排污。

2.3积灰、结渣及结垢

局部的积灰结渣会增大并联上升管间的吸热不均。结垢不但减少了上升管的吸热量,还减小了上升管的流通截面积,增大了上升管内介质流动阻力,即结垢使上升管内流动动力减小,阻力增大,加上结垢导致金属壁温升高及强度下降积灰、结渣及结垢又直接影响锅炉经济性,因而必须防止积灰、结渣、结垢并及时清除。

2.4下降管绝热层开裂或脱落

水管锅炉的下降管一般置于炉墙外,水火管锅炉的下降管则包覆在炉墙中。无论置于何处,下降管都必须妥善包覆绝热材料,以达到可靠绝热。否则会对水循环安全造成不利影响。置于炉墙外的下降管,绝热层开裂或脱落,甚至下降管包覆的绝热材料性能不好或包扎不当,均会使下降管向四周散热增多,使上升管省煤段加长,含汽段缩短,运动压头减小。置于炉墙中的下降管绝热材料开裂或脱落,则会使下降管直接受火焰或烟气加热,严重时会在下降管内产汽,使上升管与下降管内的介质密度差减小,运动压头降低,下降管内流动阻力加大,对水循环造成双重不利影响。折烟墙或烟气档板损坏造成烟气短路设置于对流管束中的折烟墙,起着导流烟气、使烟气充分冲刷到对流管束的作用,对烟气正常流动降温及对流管束正常吸热有重要影响。由于折烟墙的存在,烟气流道加长,烟气流过对流管束的阻力和时间相应增加。折烟墙损坏或边缘间隙过大时,即部分或大部分失去折烟导流作用,使部分或大部烟气短路流动。因短路流动,剩余折烟墙下游的受热面得不到烟气冲刷,吸热量明显减少,正常的水循环受到影响或破坏,锅炉的经济性也相应降低。旁通烟道烟气挡板关闭不严或受热变形时,也会造成烟气短路,影响对流管束的自然循环及锅炉尾部受热面的工作状况。上述运行因素对自然循环的影响,由于实际结构和运行条件的复杂而难于准确定量分析,不一定都造成循环故障和破坏,但却是实际存在的并在无形中损害锅炉的因素。

3.结语

管理锅炉人员应注意减少对水循环的热干扰,防止上升管的受热减弱、受热不均及下降管受热产汽。在检验、检修锅炉时,应注意炉墙、炉拱、保温层、折烟墙、挡板等的损坏对水循环的影响,不使锅炉燃烧、传热严重偏离设计要求。在分析炉管爆破等事故时,应考虑水循环减弱或故障导致事故的可能性,从而减少运行管理对锅炉自然循环的影响,确保锅炉安全运行。

【参考文献】

[1]李之光,范柏樟.工业锅炉手册[m].天津:天津科学技术出版社,1989,3.

[2]司炉读本(第二版)[m].北京:劳动人事出版社,1984.

水循环的影响篇6

【关键词】自然循环;流量丧失;冷却驱动压头丧失

【abstract】ifthedecreaseinheatremovalbySGsecondarysideaccidentoccuratthetimewhentheplantisoperatedatnaturalcirculationcondition,theflowrateoftheaffectedloopmaybetotallylostwhenlosingoftheabilitythatheatremovedbysecondarysideofthebrokenSG,whichwillbringdisadvantagestotheaccidentmitigationandtheplantsafety..inpresentwork,thenaturalcirculationcharacteristicsundertheconditionmentionedabovewasstudiedandthedisciplinarianandthemainimpactingfactorsoftheflowevolutionofbothaffectedandunaffectedloopwasgainedtheoretically.Somecalculationshadbeenperformed,whichgiventheloopflowratedatafordifferentcoolingvelocities.Finally,someproposalsabouttheresponsesshouldbetakenbytheplantundersuchsituationwasgiven.

【Keywords】naturalcirculation;Lossofflow;Lossofcooling-drivenhead

0引言

反应堆运行在自然循环工况时,若其中某环路蒸汽发生器(SG)二次侧排热能力丧失,则由于丧失冷却驱动压头,该环路自然循环流量可能逐渐降低,甚至完全丧失。一旦该环路自然循环流量完全丧失,其内滞留的冷却剂由于得不到冷却,将维持在环路流量丧失时的温度,环路流量越早丧失,滞留的冷却剂温度越高。在后续降压过程中,环路中滞留冷却剂的过冷度逐渐降低,一旦达到饱和状态即发生局部沸腾。由于余热排出系统(RRa)的工作温度较低,若RRa与发生流量丧失的环路相连,高温的冷却剂进入系统后将增大系统失效的风险。此外,若发生局部沸腾,还将增大RRa泵气蚀失效的风险,对核电厂事故后安全过渡至停堆状态产生不利影响。

因此,研究上述部分冷却驱动压头丧失情况下的环路自然循环流量特性,尤其是确定影响受影响环路流量丧失的主要因素,对于核电厂在对应状态下的缓解策略的制定有重要的意义。基于此,本文给出了部分冷却驱动压头丧失下的环路自然循环流量特性规律及主要影响因素。在此基础上,通过建模分析进行了验证,并给出了不同冷却速率工况下环路自然循环流量数据。最后,基于研究结果,对核电厂事故应急处理规程相关缓解策略给出了相应的建议。

1环路流量特性及影响因素研究

以典型的压水堆核电厂为对象,研究自然循环工况下,一条环路冷却驱动压头完全丧失时各环路的自然循环流量特性。其中,冷却驱动压头丧失的环路称为受影响环路,其他环路称为未受影响环路,分析基本假设如下:

(1)为简化分析,假设所有未受影响环路的热工水力特性相同,即具有相同的流速、冷却速率、温度分布等;

(2)假设操纵员在开始执行冷却操作前选定一冷却速率值,此后以该恒定的冷却速率值对一回路进行降温;

(3)忽略冷却剂与堆内热构件、压力容器壁面、冷热管段管壁的换热。

1.1未受影响环路流量特性研究

冷却开始之前,未受影响环路流量与堆芯衰变热成正比;开始冷却之后,由于冷却剂降温导致等式左侧总功率增加,从而使得未受影响环路流量初始出现增大。此后,由于堆芯衰变热随时间逐渐减小,同时定压比热容随温度降低逐渐减小,未受影响环路流量开始逐渐下降。另一方面,由式(2)可知,未受影响环路流量与堆芯功率及初始选定冷却速率呈单调递增的关系,初始选定冷却速率或堆芯功率越大,未受影响环路流量越大。

对于未受影响环路,由式(4)可知:其进、出口压差受提升压降和摩擦压降的影响。对于提升压降,根据假设(2),当以恒定速率冷却时,SG传热管内任意位置的冷却剂温度均以该恒定的冷却速率降低,因此任意两点间的温差不变。由水物性可得,在温差一定的情况下,密度差随整体温度的降低而降低。可知,未受影响环路提升压降仅受初始选定冷却速率的影响,初始选定的冷却速率越大,温度降低越快,密度差降低越快,即提升压降的降低越快。而当初始冷却速率选定后,未受影响环路提升压降随时间的变化即可确定,不受其他参数的影响。

对于摩擦压降,由式(4)知,主要受环路流量的影响。由式(2)已知,未受影响环路流量主要受堆芯衰变热功率以及初始选定冷却速率大小的影响。

1.3受影响环路压降分析

在受影响环路未发生局部沸腾时,受影响环路内流体为单相,式(4)可适用于受影响环路。由于受影响环路冷、热管段通过下降环腔及上腔室与未受影响环路连通,因此其进、出口压降由未受影响环路进、出口压降决定。

受影响环路的提升压降与未受影响环路提升压降的产生机理完全不同:由于堆芯出口冷却剂温度以一定的冷却速率降低,且受影响环路SG丧失冷却能力,因此由热段进口流入受影响环路的冷却剂温度逐渐降低,沿热管段至冷管段的温度逐渐增大。

且等式右侧提升压降项为0,可知m2近似与堆芯衰变热成正比,且m2不会降为0;2)开始冷却后,等式左侧随时间逐渐减小,等式右侧提升压降与环路流量呈单调递减关系,即环路流量越小,提升压降越大,由此知m2随时间逐渐减小,直至为0,即流量完全丧失;3)提高初始选定冷却速率,等式右侧提升压降增加更快,受影响环路流量减少更快,更早发生流量完全丧失。

2环路流量特性验证分析

第2节通过理论推导,得出了部分冷却驱动压头丧失时环路自然循环流量特性的一般表达式。本节以某典型三环路压水堆核电厂为研究对象,分析不同冷却速率下各环路的自然循环流量特性,以验证上文的结论。

采用先进的两相流热工水力程序CatHaRe模拟计算瞬态过程的热工水力响应。

2.1分析工况

在压水堆核电厂事故缓解策略中,针对不同的事故或事故后果,制定了不同的冷却速率要求,即:14℃/h、28℃/h及56℃/h。因此,本节基于典型的二回路排热减少事故――给水管道破裂事故,分别针对上述三种冷却速率进行计算分析。在操纵员开始冷却、降压之前,上述三个工况的瞬态发展是完全一致的,因此本文仅给出操纵员开始冷却后的结果。

2.2未受影响环路

图1给出了不同冷却速率下各环路的自然循环流量。可见,三种冷却速率下未受影响环路的自然循环流量基本相近,受影响环路流量的变化未对未受影响环路流量产生明显影响。此外,初始选定冷却速率越大,未受影响环路流量随之略有增大。此结果与式(2)所示特性一致。

图2给出了各工况下未受影响环路和受影响环路的环路进、出口压差曲线。由图2可得,未受影响环路进、出口压差总体上呈缓慢降低的趋势,初始选定冷却速率越大,环路进、出口压差越大,且受影响环路的进、出口压差与未受影响环路压差变化趋势完全一致,与第2.2节结论一致。

2.3受影响环路

由式(6)及式(7)可知,在一定的冷却速率下,环路自然循环流量越小,SG传热管内任意两点间的冷却剂温差越大。图3及图4分别给出了28℃/h工况及56℃/h工况下从SG传热管进口至出口等距离划分的7个位置上的冷却剂密度变化曲线。

另一方面,由图4可知,当选定更大的冷却速率时,受影响环路SG传热管不同位置处的密度变化更快,相邻位置间的密度差增加也更快。这与式(7)及式(11)的结论一致。

表1则分别给出了28℃/h工况和56℃/h工况下受影响环路流量为零时刻的SG传热管进、出口温度和密度。

从表1的数据中可以看出,两个工况在流量为零时刻的温度和密度绝对值差异较大,但温度和密度的差值是相近的。根据式(11),受影响环路流量为零时,其摩擦压降为零,因此提升压降等于未受影响环路提升压降和摩擦压降之和。由式(4)结论可知,未受影响环路的提升压降和摩擦压降为随时间逐渐减小的函数。因此,受影响环路流量丧失越早发生,未受影响环路提升压降和摩擦压降越大,即受影响环路提升压降越大。故56℃/h工况的受影响环路SG进、出口密度差略大于28℃/h工况下的值。

3规程编制建议

由上文的分析结论可知,压水堆核电厂在制定给水管道断裂等SG二次侧排热减小事故应对策略时,应考虑以下几点:

1)应根据主泵是否运行,即反应堆是否处于自然循环状态,分别制定不同的应对策略;

2)当判定反应堆处于自然循环状态时,在不影响成功过渡至安全停堆状态的前提下,尽可能选择较低的冷却速率,以避免出现环路流量丧失的现象;

3)反应堆处于自然循环状态时,应尽可能利用可监测的参数组合判断受影响环路自然循环流量大小;

4)若发生环路自然循环流量丧失,则在后续操作中应注意尽量将上充、下泄以及余热排出系统与未受影响环路相连接,以降低相关系统设备损伤的风险。

4结论

本文对自然循环丧失部分冷却驱动压头下的环路流量特性进行了研究,分别得出了未受影响环路及受影响环路流量特性及压降特性的一般表达式。在此基础上以一典型压水堆核电厂为对象,开展了模拟验证分析。研究结果表明,上述情况下的环路自然循环流量具有以下特性:

1)未受影响环路自然循环流量主要受堆芯衰变热及冷却速率的影响,且随堆芯衰变热或冷却速率的减小而减小;

2)未受影响环路进、出口压降主要受环路流量及冷却速率影响,且随未受影响环路流量或冷却速率的降低而降低。受影响环路进、出口压差由完好环路决定;

3)受影响环路提升压降受冷却速率及环路流量的影响,冷却速率越大或环路流量越小,提升压降越大;

4)受影响环路自然循环流量大小主要受初始选定冷却速率影响,初始选定冷却速率越大,流量衰减速率越快,流量完全丧失发生时间越早。

本文最后根据上述结论,对核电厂相关事故应对策略提出了建议,以防止SG二次侧排热减小事故在自然循环运行时出现受影响环路失流。相关研究内容为压水堆核电厂事故后具体应对措施的制定提供了理论依据,同时为核电厂应急处理规程的编制提供了借鉴。

【参考文献】

水循环的影响篇7

论文摘要:循环经济法已经列入全国人大立法规划,不久将颁布实施,届时,企业将面临循环经济法律环境。建立循环经济是建立环境友好型社会的重要组成部分。在循环经济法律背景下,企业自身的生存战略只有与国家的生存战略相适应,才能使企业获得生存和发展。

关键词:循环经济立法企业生存战略

循环经济是指在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、资源化活动的总称,也就是资源节约和循环利用活动的总称。循环经济是推进可持续发展战略和建设资源节约型与环境友好型社会的一种优选模式,它强调以循环生产模式替代传统的线性增长模式,表现为“资源-产品-再生资源”和“生产-消费-再循环”的模式以最有效地利用资源和保护环境,从而实现“投入最小化、废物资源化、环境无害化”,最终达到以最小发展成本获取最大的经济效益、社会效益和环境效益。循环经济,是按照自然生态物质循环方式运行的经济模式。它要求用生态学规律以环境友好的方式利用自然资源和环境容量,实现经济活动的生态化转向,倡导的是一种与地球资源和自然环境相协调、互为依存的社会经济发展模式。循环经济是一种顺应历史的、全新的经济增长模式。传统经济增长模式被循环经济所取代是历史的必然。党的十七大报告提出实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求之一是:建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著改善。生态文明观念在全社会牢固树立。

进入20世纪80年代以来,中国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,同时也付出了很大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,这些问题与中国资源利用效率相对低下密切相关。发展循环经济具有为经济发展开辟新的资源、有效减少污染物排放、提高经济效益等积极作用。

为使循环经济法制化,2005年12月,十届全国人大常委会四十次委员长会议决定将制定循环经济法补充列入立法计划。2007年6月,全国人大环资委第23次全体会议通过了《中华人民共和国循环经济法(草案)》。2007年8月,十届全国人大常委会二十九次会议首次审议了循环经济法草案,该法案强调以循环发展模式替代传统的线性增长模式。2008年9月,该法经全国人大通过,于2009年1月施行。

这部法律将对发展循环经济涉及的包括政府、企业、公众和行业协会在内的主体,在减量化、再利用、资源化活动中的行为加以规范。因此,循环经济法的颁布,将使企业面临一个崭新的循环经济法律环境。如何在循环经济法律背景下生存,就成为摆在我国企业面前一个刻不容缓的课题。

一、循环经济立法背景下企业生存面临的问题

企业生存受循环经济规划制度的控制和影响。循环经济法草案第十二条从两方面对循环经济规划制度作了规定:首先要求县级以上人民政府编制国民经济和社会发展规划、区域规划以及城乡建设、科学技术发展等规划时,应当明确发展循环经济的目标和要求;其次要求有关政府专门制定循环经济发展规划,并规定了编制循环经济发展规划的程序,并明确提出规划应当包括资源产出率、废物再利用和资源化率等具体指标。因此,企业的生存必然受到企业所在地的经济规划制度的控制和影响。

企业生存受抑制资源浪费和污染物排放的总量调控制度的控制和影响。循环经济法草案第十三条规定:“县级以上地方人民政府应当依据上级人民政府制定的本行政区域主要污染物排放总量控制指标和建设用地、生产用水总量控制指标,规划和调整本行政区域的产业结构,推进循环经济发展”。并要求新建、改建、扩建项目应当符合本行政区域的主要污染物排放总量控制指标和建设用地、生产用水总量控制指标。因此,企业的生存必然受到企业所在地的资源和环境容量的控制和影响。

企业生存受循环经济评价考核制度的控制和影响。循环经济法草案第十四条规定国务院经济综合宏观调控部门会同国务院统计、环境保护等有关主管部门建立循环经济评价指标体系。上级人民政府根据前款规定的循环经济主要评价指标,对下级人民政府发展循环经济的状况定期进行考核,并将考核结果作为评价地方人民政府行政领导政绩的重要依据。国务院和县级以上地方人民政府向同级人民代表大会报告政府工作时,应当同时报告循环经济发展工作。因此,企业的生存必然受到循环经济评价考核制度的控制和影响。

企业生存受以生产者为主的责任延伸制度的控制和影响。在传统的法律领域,产品的生产者只对产品本身的质量承担责任,但现代生产者还应依法承担产品废弃后的回收、利用、处置等责任。也就是说,生产者的责任已经从单纯的生产阶段、产品使用阶段逐步延伸到产品废弃后的回收、利用和处置阶段,相应对其设计也提出了更高的要求。循环经济法草案第十五条区分不同情况,对生产者、销售者、消费者等主体在产品废弃后应当承担的回收、利用、处置等责任作了明确规定。因此,企业的生存必然受到以生产者为主的责任延伸制度的控制和影响。

企业生存受强化对高耗能、高耗水企业的管理制度的控制和影响。循环经济法草案第十六条规定,国家对钢铁、有色金属、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、建筑、造纸、印染等行业内的年综合能源消费量、用水量超过国家规定总量的重点企业,实行重点管理制度。重点企业应当制定严于国家标准或者行业标准的能耗和水耗企业标准,并按规定进行审核。因此,企业的生存必然受到国家强化对高耗能、高耗水企业的管理制度的控制和影响。

企业生存受国家产业政策的控制和影响。循环经济法草案第十八条规定,国家产业政策应当符合发展循环经济的要求;国务院经济综合宏观调控部门会同国务院环境保护等有关主管部门,定期鼓励、限制和淘汰的技术、工艺、设备、材料和产品名录;禁止生产、进口或者采用列入淘汰名录的技术、工艺、设备、材料和产品;有关部门要对名录制度的实施情况进行监督。因此,企业生存受国家产业政策的控制和影响。

企业生存受循环经济激励措施制度的控制和影响。促进循环经济的发展,仅靠行政强制手段是不够的,必须依法建立合理的激励机制,调动各行各业各类主体的积极性,激励他们走循环经济的道路。循环经济法草案专设第五章,对激励措施作了比较具体的规定,主要包括:建立循环经济发展专项资金(第四十三条);对循环经济重大科技攻关项目实行财政支持(第四十四条);对促进循环经济发展的活动给予税收优惠(第四十五条);对有关循环经济项目实行投资倾斜及配套金融服务(第四十六条);实行有利于循环经济发展的价格、收费等政策措施(第四十七条)。因此,企业生存受循环经济激励措施制度的控制和影响。

企业生存受循环经济法律责任制度的控制和影响。循环经济法草案第六章专门规定了循环经济涉及主体的法律责任,第五十条至第五十八条对各类主体不履行法定义务的行为规定了相应的罚则,以保障法律的有效实施。企业如果违反了循环经济法规定的法定义务,则有可能受到停业、关闭或者最高额为一百万元的罚款,直至包括追究刑事责任在内的法律制裁。因此,企业生存受循环经济法律责任制度的控制和影响,循环经济法获得表决通过并颁布实施,立刻成为企业面临的生存法律环境。企业如何才能在即将面临的循环经济法律背景下生

存,做到未雨绸缪,笔者认为企业应该制定自己的前瞻性生存战略。

二、循环经济法下企业的发展战略

(一)制定循环经济发展规划

在我国,从事各项事业都要先制定规划,有了规划才有项目和资金。规划是前提和基础。循环经济规划是国家对循环经济发展目标、重点任务和保障措施等进行的安排和部署,是政府进行评价考核并实施鼓励、限制或禁止措施的重要依据。企业了解所在县、省及国家的循环经济发展规划,对于企业具有重大意义。不仅可以预测企业在未来的前途,而且可以帮助企业制定出自己相应的循环经济发展规划,使企业在减量化、再利用、资源化活动中,保持与所在县、省及国家的循环经济发展规划步调一致。

(二)制定责任延伸制度

企业的责任延伸制度应从生产阶段、产品使用阶段延伸到产品废弃后的回收、利用和处置阶段。企业应根据循环经济法制定自己承担责任的制度,确保依法生产、依法维修、依法回收。真正做到生产阶段减量化、产品使用阶段再利用、产品废弃后的回收资源化。

(三)制定相关污染物和用地用水控制指标

企业应根据本行政区域主要污染物排放总量控制指标和建设用地、生产用水总量控制指标,制定本企业的污染物排放总量控制指标和建设用地、生产用水总量控制指标。如果企业超出本行政区域内上述指标的许可范围,则有可能受到法律制裁,直至被关闭。只有制定了严于本行政区域内政府规定的主要污染物排放总量控制指标和建设用地、生产用水总量控制指标,企业才能立于不败之地。

(四)制定循环经济评价考核指标

企业应制定严于国家标准的本企业循环经济评价考核指标。根据循环经济法草案,国家将制定循环经济评价考核指标。企业要获得较大生存空间,则必须使本企业的循环经济评价考核指标严于国家标准。(五)制定能耗和水耗指标

企业应当制定严于国家标准或者行业标准的能耗和水耗企业标准,并按规定进行审核。否则,企业将可能因为能耗和水耗不达标而被依法淘汰。要生存就要依据循环经济法制定自己的高标准、严要求。(六)找准自己在产业链中的位置

“循环经济模式”,它倡导的是一种人与自然协同进化和人与自然和谐共处的发展模式,以实现资源使用的减量化、原料或产品的多次利用和实现废弃物资源化为目的,是一个“资源-产品-再生资源”的反馈式循环过程,最终实现“最优生产,最适消费,最少废弃”的资源节约型与环境友好型社会。每个企业在循环经济中,必定处在循环经济产业链条中的某一位置。找准适合企业所处的位置,对于企业实现资源使用的减量化、实现原料或产品的多次利用和实现废弃物资源化非常重要。企业找准了适合自己在循环经济中的位置,可以帮助企业了解自己的上游企业和下游企业,以便预测未来发展前景,并采取相应对策。

此外,企业应有超前意识,应及时了解国家产业政策,建立自己的信息中心,始终紧跟形势,避免被淘汰,争取战略上的主动权。了解国家产业政策,不仅可以避免被淘汰,而且可以根据国家的产业政策,及时调整企业的发展战略,把资金投向国家鼓励发展的行业,获取投资的最大效益。企业应制定本企业的循环经济激励措施制度,使企业内部形成良好的循环经济氛围。同时,企业还应及时了解国家的循环经济激励措施制度,为企业争取更多的奖励资金,为企业生存发展获得更多的机会。企业应树立循环经济法律责任制度意识,建立自己的循环经济法律研究部门,依法治理企业,依法发展企业。企业只有在循环经济法规定的范围内,行使法律赋予的权利,才能获得稳定的、可持续的发展。

参考文献:

水循环的影响篇8

(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610041)

【摘 要】在SG二次侧排热减小类事故工况下,若反应堆初始以自然循环状态运行,当破损SG二次侧排热丧失时,受影响环路流量可能完全丧失,对事故缓解及核电厂安全带来不利。本文对上述工况下的环路自然循环特性进行了研究,通过理论分析得到了不同环路自然循环流量的特性及主要影响因素,并通过模拟计算得到了不同冷却速率工况下环路自然循环流量数据,最后对核电厂制定相关应对措施方面提出了建议。

关键词自然循环;流量丧失;冷却驱动压头丧失

ResearchonLoopFlowCharacteristicsafterLosingpartialCooling-DrivenHeadundernaturalCirculationCondition

SHenYa-ou JianGXiao-wei DanGGao-jian

(scienceandtechnologyonReactorSystemDesigntechnologynuclearpowerinstituteofChina,ChengduSichuan610041,China)

【abstract】ifthedecreaseinheatremovalbySGsecondarysideaccidentoccuratthetimewhentheplantisoperatedatnaturalcirculationcondition,theflowrateoftheaffectedloopmaybetotallylostwhenlosingoftheabilitythatheatremovedbysecondarysideofthebrokenSG,whichwillbringdisadvantagestotheaccidentmitigationandtheplantsafety..inpresentwork,thenaturalcirculationcharacteristicsundertheconditionmentionedabovewasstudiedandthedisciplinarianandthemainimpactingfactorsoftheflowevolutionofbothaffectedandunaffectedloopwasgainedtheoretically.Somecalculationshadbeenperformed,whichgiventheloopflowratedatafordifferentcoolingvelocities.Finally,someproposalsabouttheresponsesshouldbetakenbytheplantundersuchsituationwasgiven.

【Keywords】naturalcirculation;Lossofflow;Lossofcooling-drivenhead

作者简介:申亚欧(1983—),男,工程师,清华大学硕士毕业,现主要从事反应堆热工水力与安全分析研究。

0 引言

反应堆运行在自然循环工况时,若其中某环路蒸汽发生器(SG)二次侧排热能力丧失,则由于丧失冷却驱动压头,该环路自然循环流量可能逐渐降低,甚至完全丧失。一旦该环路自然循环流量完全丧失,其内滞留的冷却剂由于得不到冷却,将维持在环路流量丧失时的温度,环路流量越早丧失,滞留的冷却剂温度越高。在后续降压过程中,环路中滞留冷却剂的过冷度逐渐降低,一旦达到饱和状态即发生局部沸腾。由于余热排出系统(RRa)的工作温度较低,若RRa与发生流量丧失的环路相连,高温的冷却剂进入系统后将增大系统失效的风险。此外,若发生局部沸腾,还将增大RRa泵气蚀失效的风险,对核电厂事故后安全过渡至停堆状态产生不利影响。

因此,研究上述部分冷却驱动压头丧失情况下的环路自然循环流量特性,尤其是确定影响受影响环路流量丧失的主要因素,对于核电厂在对应状态下的缓解策略的制定有重要的意义。基于此,本文给出了部分冷却驱动压头丧失下的环路自然循环流量特性规律及主要影响因素。在此基础上,通过建模分析进行了验证,并给出了不同冷却速率工况下环路自然循环流量数据。最后,基于研究结果,对核电厂事故应急处理规程相关缓解策略给出了相应的建议。

1 环路流量特性及影响因素研究

以典型的压水堆核电厂为对象,研究自然循环工况下,一条环路冷却驱动压头完全丧失时各环路的自然循环流量特性。其中,冷却驱动压头丧失的环路称为受影响环路,其他环路称为未受影响环路,分析基本假设如下:

(1)为简化分析,假设所有未受影响环路的热工水力特性相同,即具有相同的流速、冷却速率、温度分布等;

(2)假设操纵员在开始执行冷却操作前选定一冷却速率值,此后以该恒定的冷却速率值对一回路进行降温;

(3)忽略冷却剂与堆内热构件、压力容器壁面、冷热管段管壁的换热。

1.1 未受影响环路流量特性研究

冷却剂由各环路冷管段出口,进入下降环腔,搅混后经下腔室进入堆芯,吸收了堆芯衰变热后经上腔室流入各环路的热管段进口。由假设(1)、(3)可得如下能量守恒方程:

由于受影响环路没有二次侧冷却,环路热管段进口及冷管段出口(简称“环路进、出口”,下同)温差相对于未受影响环路而言是小量,可以忽略。根据水的物性[1],在压水堆核电厂运行范围(满功率运行至冷停堆)内,焓与温度近似呈线性关系。因此,受影响环路进、出口焓差相对于未受影响环路可以忽略,式(1)可简化为:

选定,未受影响环路进、出口温度均以该恒定的速率降低,可知二者的差值保持不变。根据水的物性,未受影响环路进、出口焓差根据假设(2),一旦初始冷却速率

保持不变。由式(2)可得,冷却开始之前,未受影响环路流量与堆芯衰变热成正比;开始冷却之后,由于冷却剂降温导致等式左侧总功率增加,从而使得未受影响环路流量初始出现增大。此后,由于堆芯衰变热随时间逐渐减小,同时定压比热容随温度降低逐渐减小,未受影响环路流量开始逐渐下降。另一方面,由式(2)可知,未受影响环路流量与堆芯功率及初始选定冷却速率呈单调递增的关系,初始选定冷却速率或堆芯功率越大,未受影响环路流量越大。

1.2 未受影响环路压降分析

对于单相流体,在环路内任意的两个流通截面之间的压降可表示为[2]:

L:长度;

De:流道直径;

u:流速;

f:摩擦阻力系数;

k:局部形阻系数。

式(3)左侧为总压降,右侧分别为提升压降、加速压降、摩擦压降和局部压降。对于单相、不可压缩流体,因此可忽略加速压降。此外,冷管段及热管段为水平布置,因此提升压降仅与SG传热管内冷却剂有关。故未受影响环路进、出口压降可简化为:

对于未受影响环路,由式(4)可知:其进、出口压差受提升压降和摩擦压降的影响。对于提升压降,根据假设(2),当以恒定速率冷却时,SG传热管内任意位置的冷却剂温度均以该恒定的冷却速率降低,因此任意两点间的温差不变。由水物性可得,在温差一定的情况下,密度差随整体温度的降低而降低。可知,未受影响环路提升压降仅受初始选定冷却速率的影响,初始选定的冷却速率越大,温度降低越快,密度差降低越快,即提升压降的降低越快。而当初始冷却速率选定后,未受影响环路提升压降随时间的变化即可确定,不受其他参数的影响。

对于摩擦压降,由式(4)知,主要受环路流量的影响。由式(2)已知,未受影响环路流量主要受堆芯衰变热功率以及初始选定冷却速率大小的影响。

1.3 受影响环路压降分析

在受影响环路未发生局部沸腾时,受影响环路内流体为单相,式(4)可适用于受影响环路。由于受影响环路冷、热管段通过下降环腔及上腔室与未受影响环路连通,因此其进、出口压降由未受影响环路进、出口压降决定。

受影响环路的提升压降与未受影响环路提升压降的产生机理完全不同:由于堆芯出口冷却剂温度以一定的冷却速率降低,且受影响环路SG丧失冷却能力,因此由热段进口流入受影响环路的冷却剂温度逐渐降低,沿热管段至冷管段的温度逐渐增大。受影响环路流道上任意点的温度由下式确定:

2 环路流量特性验证分析

第2节通过理论推导,得出了部分冷却驱动压头丧失时环路自然循环流量特性的一般表达式。本节以某典型三环路压水堆核电厂为研究对象,分析不同冷却速率下各环路的自然循环流量特性,以验证上文的结论。

采用先进的两相流热工水力程序CatHaRe模拟计算瞬态过程的热工水力响应。

2.1 分析工况

在压水堆核电厂事故缓解策略中,针对不同的事故或事故后果,制定了不同的冷却速率要求,即:14℃/h、28℃/h及56℃/h。因此,本节基于典型的二回路排热减少事故——给水管道破裂事故,分别针对上述三种冷却速率进行计算分析。在操纵员开始冷却、降压之前,上述三个工况的瞬态发展是完全一致的,因此本文仅给出操纵员开始冷却后的结果。

2.2 未受影响环路

图1给出了不同冷却速率下各环路的自然循环流量。可见,三种冷却速率下未受影响环路的自然循环流量基本相近,受影响环路流量的变化未对未受影响环路流量产生明显影响。此外,初始选定冷却速率越大,未受影响环路流量随之略有增大。此结果与式(2)所示特性一致。

图2给出了各工况下未受影响环路和受影响环路的环路进、出口压差曲线。由图2可得,未受影响环路进、出口压差总体上呈缓慢降低的趋势,初始选定冷却速率越大,环路进、出口压差越大,且受影响环路的进、出口压差与未受影响环路压差变化趋势完全一致,与第2.2节结论一致。

2.3 受影响环路

由式(6)及式(7)可知,在一定的冷却速率下,环路自然循环流量越小,SG传热管内任意两点间的冷却剂温差越大。图3及图4分别给出了28℃/h工况及56℃/h工况下从SG传热管进口至出口等距离划分的7个位置上的冷却剂密度变化曲线。

由图3可知,随着时间的推移,SG传热管内各位置处的冷却剂密度逐渐增大,即各位置处的冷却剂温度逐渐降低。同时,相邻位置之间的密度差也逐渐增大,即相邻位置间的温差逐渐增大。这与式(6)和式(7)揭示的规律一致。

另一方面,由图4可知,当选定更大的冷却速率时,受影响环路SG传热管不同位置处的密度变化更快,相邻位置间的密度差增加也更快。这与式(7)及式(11)的结论一致。

表1则分别给出了28℃/h工况和56℃/h工况下受影响环路流量为零时刻的SG传热管进、出口温度和密度。

从表1的数据中可以看出,两个工况在流量为零时刻的温度和密度绝对值差异较大,但温度和密度的差值是相近的。根据式(11),受影响环路流量为零时,其摩擦压降为零,因此提升压降等于未受影响环路提升压降和摩擦压降之和。由式(4)结论可知,未受影响环路的提升压降和摩擦压降为随时间逐渐减小的函数。因此,受影响环路流量丧失越早发生,未受影响环路提升压降和摩擦压降越大,即受影响环路提升压降越大。故56℃/h工况的受影响环路SG进、出口密度差略大于28℃/h工况下的值。

3 规程编制建议

由上文的分析结论可知,压水堆核电厂在制定给水管道断裂等SG二次侧排热减小事故应对策略时,应考虑以下几点:

1)应根据主泵是否运行,即反应堆是否处于自然循环状态,分别制定不同的应对策略;

2)当判定反应堆处于自然循环状态时,在不影响成功过渡至安全停堆状态的前提下,尽可能选择较低的冷却速率,以避免出现环路流量丧失的现象;

3)反应堆处于自然循环状态时,应尽可能利用可监测的参数组合判断受影响环路自然循环流量大小;

4)若发生环路自然循环流量丧失,则在后续操作中应注意尽量将上充、下泄以及余热排出系统与未受影响环路相连接,以降低相关系统设备损伤的风险。

4 结论

本文对自然循环丧失部分冷却驱动压头下的环路流量特性进行了研究,分别得出了未受影响环路及受影响环路流量特性及压降特性的一般表达式。在此基础上以一典型压水堆核电厂为对象,开展了模拟验证分析。研究结果表明,上述情况下的环路自然循环流量具有以下特性:

1)未受影响环路自然循环流量主要受堆芯衰变热及冷却速率的影响,且随堆芯衰变热或冷却速率的减小而减小;

2)未受影响环路进、出口压降主要受环路流量及冷却速率影响,且随未受影响环路流量或冷却速率的降低而降低。受影响环路进、出口压差由完好环路决定;

3)受影响环路提升压降受冷却速率及环路流量的影响,冷却速率越大或环路流量越小,提升压降越大;

4)受影响环路自然循环流量大小主要受初始选定冷却速率影响,初始选定冷却速率越大,流量衰减速率越快,流量完全丧失发生时间越早。

本文最后根据上述结论,对核电厂相关事故应对策略提出了建议,以防止SG二次侧排热减小事故在自然循环运行时出现受影响环路失流。相关研究内容为压水堆核电厂事故后具体应对措施的制定提供了理论依据,同时为核电厂应急处理规程的编制提供了借鉴。

参考文献

[1]w.wagner,H.-J,Kretzschmar.internationalSteamtables,propertiesofwaterandSteamBasedontheindustrialFormulationiapwS-iF97,Springer,october2007[Z].

水循环的影响篇9

【关键词】供热;热网循环水泵;电动;汽动

0.前言

目前,国内的热电联产机组多为300mw级供热机组,按照该等级机组的最大供热能力,热网循环水泵的流量将达到10000t/h。由于电厂一般距市区较远,热网供热半径多的达到十几公里,阻力较大,因此,作为热水网供热“心脏”的热网主循环水泵需配置高扬程、大功率水泵,拖动水泵的功率几乎均在1000kw以上。

热网循环水泵大多数都是由电动机驱动,系统简单,但是也有一些电厂出于减少厂用电的目的,使用工业汽轮机驱动热网泵。本文即针对这两种驱动方式进行技术经济的分析,为电厂的设备选型提供参考。

1.热网循环水泵驱动方式的介绍

热网循环水泵一般分为两类,一类为电动热网循环水泵,驱动设备为电动机,另一类为汽动热网循环水泵,驱动设备为工业汽轮机。工业汽轮机一般为背压式,是以压力蒸汽冲动汽轮机叶轮做功的原动机。汽轮机的进汽可以是新蒸汽,也可以是汽轮机的抽汽或背压排汽。热网循环水泵在所有的采暖供热机组中均有应用,基本上都采取的是第一类电动机驱动的方式,采用液力耦合器或者变频器进行调节。目前也有一些热电厂也采用了汽动的热网循环水泵,例如华能临沂电厂、华能国际丹东电厂、江苏阳光璜塘电厂等。

2.电泵和汽泵的技术经济比较

2.1比较原则

在电厂中,采用工业汽轮机驱动设备主要是为了在发电机容量相同的情况下,适当增加锅炉的出力,电厂能多向电网供电。

由于热网循环水泵数量多、功率有限,且配置单独的汽轮机系统复杂、布置紧张,所以,国内目前投运的300mw级供热机组,除少数电厂采用汽泵外,例如华能临沂热电厂每台机组配置两台50%汽泵,另设1台50%电泵作为备用,大多数电厂均配置电动热网循环水泵。

对汽泵方案和电泵方案进行全面的比较的两个基本原则:

其一、两个方案的比较基础是各主机配置容量相同,即锅炉的各种出力工况下给水流量、汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽压力、温度和流量参数相同、发电机容量相同。汽轮机维持高、中压缸设计基本不变,因此各主机的价格基本相同。主机配置相同,主要是由于主机的定义是按照纯凝工况来进行设计,所以,不论是采用汽动或者是电动热网循环水泵,对机组的容量没有影响。

其二、两个方案循环水泵组配置相似,功能基本相同,电泵方案采用2×50%容量电动调速热网循环水泵,汽泵方案采用2×50%容量汽动热网循环水泵。全厂共设4台热网循环水泵,不设备用泵。

2.2两种方案对于汽机热平衡图的影响

东方汽轮机厂对于某工程的相同外界条件,分别提供了配置电动热网循环水泵和汽动热网循环水泵的热平衡图,两个方案的各工况主蒸汽、再热蒸汽的流量、压力、温度均相等。

采暖期额定抽汽工况主蒸汽参数如下:1144.5t/h,24.2mpa(a),566℃,此时,电泵方案发电机端输出电量为320.817mw,汽机热耗为6342kJ/kwh,汽泵方案发电机端输出电量为318.847mw,汽机热耗为6357kJ/kwh。

热平衡图上真实、详细的各技术参数是进行方案比较的基础。

2.3安全可靠性比较

汽动泵系统相对复杂,运行操作也比较复杂,工业汽轮机的进汽参数会随着主机参数变化而昼夜变化,运行调节频繁。

电动泵方案系统简单,操作方便,能够快速启动,不但能满足带基本负荷的运行要求,同时也能满足机组调峰运行时灵活调节的要求。另外电动泵运行不受主机参数变化的影响。

所以,在安全可靠性上汽动泵不如电动泵。且在国内在热网循环水泵上采用汽动泵的电厂并不多。

另一方面,汽动泵从四段抽汽作为汽源,在最大循环水量时,抽汽量基本已达到四段抽汽的极限,汽轮机不能提供辅助蒸汽作为机组的备用汽源,必须通过其他的方式获得辅助汽源。

2.4两种配置方案对投资的影响分析

2.4.1主机设备比较

两个方案配置的锅炉参数完全一样,故对锅炉的选择无影响。

电泵方案将局部增加中压缸的通流量,经咨询汽机厂,此变化基本不影响机组价格。

2.4.2控制系统比较

电泵方案的循环水调节在DCS中实现,控制点数较少。

汽泵方案的循环水调节在循环泵汽轮机电液控制系统(meH)中实现,控制点数较多,需要增加专用的meH机柜,控制方案较复杂。循环泵汽机的运行又受到大机抽汽的影响,同时又影响了循环水的调节。另外、由于控制点数增加,需增加计算机电缆和有关的控制柜,两台机组约增加60万元。

2.4.3电气系统比较

在电缆和开关柜方面,电泵方案较汽泵方案的用量有所增加,两台机组约增加60万元。

2.4.4主厂房设备布置及安装比较

热网循环泵的配置方案对主厂房的布置格局和主厂房容积将产生影响。若采用汽动循环水泵,由于工业汽轮机的进汽来自四段抽汽,排汽排至五段抽汽,管道系统较为复杂,因此采用单元制的采暖供热系统,热网设备分散布置在汽机房内较为合适。电动循环水泵不受此限制,既可以分散布置在汽机房内,也可以集中布置热网首站。

将热网设备分散布置在汽机房,取消热网首站,供热蒸汽管道长度减少,但是增加了供回水管道,且管道较大,在汽机房内布置也比较困难。

2.5年运行费用比较

根据本工程汽轮机热平衡图,按标准煤耗计算可以看出:由于主机的效率高于工业汽轮机,所以电动热网循环水泵的发电量扣除电动机消耗后供电量仍高于汽动热网循环水泵。所以电动方案可以增加电厂的收益(比较基于相同主蒸汽量,上网电价取0.3435元/kwh)。

目前国内很多大容量的机组推荐采用汽动风机,主要原因是在机组的工况定义中,采用汽动风机后可以增加主蒸汽的流量,扣除引风机的用汽量后,还可以发铭牌功率,这样就可以增加供电量,获得较大的供电收益。但是对于热网循环水泵而言,由于机组的工况定义是在纯凝工况,所以在供热时,并不能增加主蒸汽流量,从而导致发电量小于电动方案。

2.6综合经济分析

注:年固定费用率取14.5%。

3.结论

根据以上简要分析,得出结论如下:汽动热网循环水泵系统复杂、初投资高、运行费用高,综合比较后不如电动循环水泵方案,本文不推荐。

水循环的影响篇10

【关键词】凝汽器真空,影响因素,常见故障

中图分类号:U226.8+1文献标识码:a文章编号:

一、前言

凝汽器的真空度,直接影响着汽轮机装置的效率、功率,对整个汽轮机组的热经济性有着重要作用。保持凝汽器良好的运行工况,保证凝汽器最有利的真空,是每个发电厂节能的重要内容。而影响凝汽器真空的因素来自很多方面,定期检查,及时发现问题、查明原因,采取有效措施,确保机组的安全经济运行。

二、凝汽器真空的影响因素

凡影响传热系数的因素,都将影响传热端差,从而影响真空。影响凝汽器传热端差的因素比较复杂,主要包括凝汽器传热系数、清洁系数、空气量及冷却水系统的特性等。

1.凝汽器传热系数因素

凝汽器的传热系数越大,传热端差越小,真空越低。

(一)影响凝结换热的主要是不凝结气体,对凝结换热产生十分有害的影响,哪怕含量极微。

(二)清洁不锈钢管的导热换热系数由其材质和结构尺寸决定,其热阻是很小的,但凝汽器运行一段时间后,不锈钢管换热面上会积起各种覆盖物垢层,换热面与流体的相互作用甚至会导致腐蚀,引起覆盖物垢层,产生附加热阻,导热换热系数减小,换热性能下降。

此外还有冷却水入口温度循环水量和循环水温,也影响到传热系数。

2.空气量因素

处于真空状态下的各设备,包括低压缸缸体预留仪表管接口、凝汽器喉部伸缩节、凝汽器热井人孔门、轴封加热器等,以及各级回热系统和各疏水系统,由于安装焊接质量和各种不确定因素,形成漏点,易导致空气漏入。再就是由新蒸汽带入汽轮机的,由于锅炉给水经过除氧,来源极少。空气严密性正常时进入凝汽器的空气量虽然少但危害很大,空气阻碍蒸汽放热,使传热系数减小,端差增大从而使真空下降,并会导致使凝结水的过冷度增大。降低空气量主要从真空严密性和抽气器的工作性能考虑。

3.清洁度因素

凝汽器冷却表面积脏污,凝汽器不锈钢管内结有不同程度的硬垢时,影响了循环水流量及其传热效果。凝汽器传热面的结垢和污染使传热系数降低,从而使凝汽器端差增大,真空下降。主要有外部污染和内部结垢。

对于开式循环水系统,外部污染源主要是水中的泥沙、有机物及杂质;对于闭式循环水系统,主要是因循环水浓缩易结垢。水中垃圾对循环水系统正常工作影响极大。

内部结垢主要是运行机组汽水品质控制不严,导致凝汽器汽侧结垢,降低了传热效果。

4.冷却水因素

凝汽器中,冷却水由进口处的温度逐渐吸热上升到出口处的温度,这之间的温度升高差为冷却水温升,它反映了凝汽器的换热能力。当进入凝汽器的蒸汽量一定时,主要决定于冷却水量。冷却水量减少,则冷却水温增大,真空降低。冷却水量主要决定于循环水泵即循环水量,也可能是管路或者虹吸井的影响。

冷却塔,把汽轮机末端的排气在凝结成水的过程中所散发的大量热量释放到环境中,并以较高的冷却效率,使凝结水获得较低的水温。凝结水的温度越低,汽轮机的热效率越高。冷却塔冷却效果的影响因素较多,如填料的选择及性能、填料的高度设计、塔的阻力、塔周围环境对塔通风的影响,喷溅装置的性能及安装、塔的面积和淋水密度分布不均等。冷却塔选用、设置、管道设计、施工不当,都能导致冷却塔运行不良,使循环水入口温度达不到设计值,从而影响凝汽器真空。

三、故障分析及相应处理

排汽真空度对汽轮机正常运行起着非常重要的作用。真空度下降,会使汽轮机的汽耗和最后几级叶片的反动度增加、轴向推力增大;随着排汽温度升高,会引起汽轮机转子旋转中心漂移而产生振动,甚至引起汽缸变形及动静间隙增大。如因冷水量不足而引起故障的,还会导致铜管过热而产生振动及破裂,缩短凝汽器的使用寿命。常见故障及其相应处理措施如下所述:

1.循环水量中断或不足

循环水中断时,真空表指示回零,凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降,冷却塔无水喷出。应迅速卸掉汽轮机负荷,并注意真空降到允许低限值时进行故障停机。

循环水量不足时,真空逐步下降,循环水出口和入口温差增大。

若凝汽器中流体阻力增大,可断定是凝汽器内管板堵塞,此时可采用停机清理的办法进行处理。若凝汽器中流体阻力减小,可断定是凝汽器循环水出水管部分堵塞。应根据真空降低情况降低负荷,迅速排除故障。

2.循环水温升高

如果电厂的循环冷却水是开式水,受季节的影响很大,尤其在夏季,循环水温升高,对凝汽器的换热效果产生不利影响。循环水进口温度逐步升高,其吸收热量就会减少,蒸汽冷凝温度就会越高,冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高,最终导致凝汽器内真空下降。循环水温越高,循环水从凝汽器中带走的热量越少,对于采用冷却塔的闭式循环供水系统,水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由散损失和蒸发损失,循环补充用水量是比较大的,及时补充冷水,可以有效保持冷却水塔降温,应当定期检查以下,看看冷却塔内的分配管是否正常,出水是否完好。

3.后轴封供汽不足或中断

这个故障将导致不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位,最后泄漏到凝汽器中,影响传热,凝结水过冷度增大,导致真空迅速下降。由于空气冷却轴颈,易导致转子收缩,胀差向负方向变动。轴封汽压自动调节失灵,或是手动调节不当,都将导致轴封失汽。

应当关闭轴封漏汽门,开大调门,使轴封汽压力恢复到正常水平。如果轴封汽量分配不均,引起个别轴封漏入空气,应调节轴封汽分门,重新分配各轴封汽量。如果汽源本身压力不足,应设法恢复汽源。

4.抽气器故障

(一)冷却器的冷却水量不足,两段抽气器内充满没有凝结的蒸汽,降低了喷嘴的工作效率。应当打开凝结水再循环门,关小通往除氧器的凝结水门,如有必要,可以往凝汽器补充软化水。

(二)冷却器内管板或隔板泄漏,导致部分凝结水不通过管束而短路流出,冷却器汽侧疏水排出不正常,导致两段抽气器内充满未凝结的蒸汽。

(三)冷却器水管破裂或管板上胀口松驰或疏水管不通,导致抽气器满水,水从抽气器排气管喷出。

(四)喷嘴磨损或腐蚀,导致抽气器工作变坏。抽气器的用汽量将增大,通过冷却器的主凝结水的温升也将增大。

应迅速启动备用抽气器。

5.凝汽器热负荷过高

由于机组主蒸汽管多处疏水,均接入凝汽器,增加了凝汽器换热强度,当循环冷却水量一定或不足时,将会引起凝汽器真空度下降。应当将疏水系统加分流管道及阀门,或者直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱,从而降低凝汽器的热负荷。

6.凝汽器满水或水位升高

(一)凝汽器汽侧空间水位升高后,将会淹没下边一部分不锈钢管,导致凝汽器的冷却面积减少,导致汽轮机排汽压力升高,也就是真空降低。

(二)若是凝汽器水位升高到抽空气管口高度,那么凝汽器真空就会下降。最初真空降低的速度比较缓慢,后来就逐步加快,连接在凝汽器喉部的真空表指示下降,连接在抽气器上的真空表指示则会上升。

7.凝汽器冷却面结垢或腐蚀,传热恶化

当凝汽器内不锈钢管脏污结垢时,将对凝汽器的热交换造成不利影响,导致凝汽器端差增大,使排汽温度上升,凝汽器内水阻就会增大,冷却通流量开始减小,冷却水出入口温差与此同时逐步增加,形成真空下降。判断凝汽器冷却面是否结垢,应与冷却面洁净时的运行数据比较。当结垢过多,真空过低时,就必须停机进行清洗。

8.凝汽器水侧泄漏

这个故障非常常见。凝汽器不锈钢管泄漏,会导致硬度很高的冷却水进到凝汽器汽侧,导致凝汽器水位升高,真空下降,还会导致凝结水质变坏,导致锅炉和其它设备出现结垢或腐蚀,严重的时候甚至会引起锅炉爆管。应当立即对不锈钢管做堵管处理。

9.凝汽器真空系统不严密,汽侧泄漏导致空气涌入

主要表现为汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。真空系统存在比较小的漏点时,不凝结的汽体就会从外部涌入处于真空状态的部位,最后泄漏到凝汽器中,过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热,使真空异常下降,真空下降速度往往很缓慢,下降到一定程度后,就会保持稳定不再下降,漏汽量和抽气量达到平衡。应当立即查找漏气原因和漏气点,消除故障。

四、结语

影响汽轮机冷端性能的原因最终会反映为真空下降,在实际生产中,应当以设备治理为基础、通过运行方式的调整来克服季节因素带来的不利影响,要对设备系统逐步排查,具体分析,采取相应措施,改善汽轮机冷端性能,确保安全的同时争取最大的经济效益。

参考文献: