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农田灌溉自动化系统可以实现精细、适时灌溉,不仅能提高水利资源的利用率,还能促进农业增产增收。发达国家发展高效农业的一个重要途径就是灌溉管理的自动化,对灌区内水情、墒情实时监测预报、并根据作物的生长情况制定相应灌溉规划。我国农田灌溉自动化研究处于起步阶段,目前主要依靠人工测量和控制, 数据收集和处理难,不利于用水的精确管理和合理化灌溉。随着我国农业现代化的发展,农田灌溉自动化变得越来越重要。
二、现实意义
为了解决我国农业用水存在的水资源紧缺与水资源污染、浪费严重的突出矛盾以及节水灌溉管理体系有待加强完善的问题,应该更新观念,以现代化大农业的发展为中心,不断向节水灌溉、高效用水模型和绿色环保的研究领域扩展、加强作物需水规律和灌溉制度的研究、加强农田水利应用基础研究等措施,解决农业水资源短缺,保证农业、水利可持续发展。
三、研究目的
实现水稻用水灌溉的最优控制,为农田灌溉排水工程设计和运行管理提供科学依据,为农业可持续发展提供技术支撑,对现代化大农业发展起到引领和示范带动的作用。
四、系统功能
把田间多余灌溉用水排进蓄水池进行保存,最大限度地节约水资源。由于循环水中含有化肥、农药、养料,使之循环利用,做到不污染环境,节约农药、化肥、节约生产成本,绿色环保。水稻田间铺设灌水、排水管道,田间装设电动进水阀门和电动排水阀门、电磁流量计、水位计、水质检测等仪表,按照寒地水稻的全生育期的灌溉需水规程要求,做到灌溉水的自动循环利用,减轻劳动强度,降低人工成本。
五、系统理论基础
智能化循环节水灌溉项目以水稻叶龄诊断技术为理论基础,根据水稻不同叶龄时期的需水规律,分别制定出水稻各叶龄生育时期的灌溉控制策略。秧苗三叶一心开始插秧,田间保持花达水状态;4叶返青期,上护苗水3-5cm;分蘖期保持3-5cm水层,分蘖盛期即7叶期晾田控蘖5天左右;拔节期和孕穗期实行间歇灌溉,水层自然落干后,再灌水3-5cm;孕穗末期至始穗期可根据水稻长势适当晾田;抽穗、开花至蜡熟期继续实行间歇灌溉;水稻成熟前30天停止灌溉,等待收获。
六、系统工作过程
安装在灌水渠和排水渠上的智能灌溉控制装置接到系统决策指令后,通过控制灌水和排水电磁阀的开启和关闭,将蓄水池中的水流入格田或将格田内多余的灌溉水回收到蓄水池进行储存,供下次灌溉使用,从而实现自动化的循环灌溉。
由于天气高温、蒸发量大或其他原因造成格田内的水层深度低于水稻该叶龄期的水位临界值时,系统对传感器采集的数据进行分析诊断后,自动发出灌水指令,蓄水池中的水泵接到指令后立即启动,蓄水池中储存的灌溉水流向灌水渠,同时灌水渠的电磁阀自动打开,灌溉水进入到格田内。当格田内的水层深度达到系统预设值时,系统发出停止指令,蓄水池的水泵停止工作,灌水渠电磁阀自动关闭,停止灌溉。
由于栽培技术要求需要排水,或者是遇到较强的降雨造成格田内的水层深度高于水稻该叶龄期的水位临界值时,系统诊断后立即发出排水指令,排水渠电磁阀自动打开,田间多余的水通过排水渠流向蓄水池并储存起来。当格田内的水层深度降到系统预设值时,系统发出停止排水指令,排水渠电磁阀关闭,停止排水。
七、应用效果分析
1、 用水量监测
对系统灌溉监测数据统计分析,智能化循环节水灌溉用水量107m3/亩,其中排水量45m3/亩,需地下水62m3/亩,常规灌溉需地下水128m3/亩,全年省水66m3/亩。节约了水资源,实现农业可持续发展。
2、 节约肥料成本分析
分别在水稻插秧排水、分蘖、晒田排水和齐穗4个时期,采集水样。养分化验结果见下表1。
蓄水池全氮含量1.2mg/L,晒水池全氮含量0.34mg/L,差值为0.86mg/L,循环水二次利用水量45m3/亩,增加全氮养分含量38.7g/亩,可节约尿素0.09kg/亩;磷肥比较稳定,养分流失量很小,可忽略不计,速效钾流失量最高,按上述方法计算,可节约50%硫酸钾0.6kg/亩,通过智能化循环节水灌溉技术亩节约尿素0.09kg,50%硫酸钾0.6kg,节约肥料成本3.1元/亩。
2、 节约人工成本分析
应用该项技术实现灌溉管理的智能化、自动化控制,节约水稻生产灌溉田间管理人工费15元/亩。
八、技术应用结论与讨论
播放视频《地球上的水》
师:刚才这段视频为同学们提供了很多水的信息,水是生命之源,从本节课开始,我们就来认识一下地球上的水。
【新知学习】
第一节:自然界的水循环(板书)
【课标要求】
1.运用示意图,说出水循环的过程和主要环节
2.说明水循环的地理意义
师:下面,我们就带着这样一个目的,进入今天的学习。
设问:同学们都听过“井水不犯河水”这句话,对这句话,你们怎么看?觉得它有道理吗?
生:思考,回答。
过渡:自然界中,水的类型很多,其中就包括刚才提到的井水(地下水)和河水,那这些不同水体之间有没有联系呢?如果有,它们又是怎样联系的呢?
一、相互联系的水体(板书)
用一瓶农夫山泉矿泉水为例,提问并配合板图:
1.这瓶水在进入瓶子之前,是来自哪里?(千岛湖)
2.千岛湖水又是哪里来的呢?(降水、地下水、积雪融水等)
3.降水又是哪里来的呢?(大气水)
4.千岛湖的水最后又到哪里去了呢?(主要流到海洋)
5.老师现在将这瓶水喝掉,它又变成什么水了?(生物水)
师:地理上,通常将某种水的来源称为它的补给,从图中可以看出,各种水体之间是有补给关系的,例如,千岛湖水可以补给钱塘江。所以,井水是可以犯河水的。
提问:刚才讲的这些水体,如果按照空间位置的不同,将其分为三类,应该怎么分?
生:(思考回答)
师总结:海洋水、陆地水、大气水。
过渡:为帮助同学们理解这三类水体的补给关系,下面我们来做一个实验:
模拟水循环:
1.在一个平底大烧杯中加少量的水,盖满底部即可,把一个装有沙子的小烧杯放入水中。
2.用一块透明玻璃盖住大烧杯,并将大烧杯放在支架上准备加热。
3.点燃酒精灯,给大烧杯加热,观察烧杯内和玻璃片上的变化。
师:如果大、小烧杯分别表示海洋和陆地,请同学思考,如何用箭头来表示自然界中海洋水、陆地水、大气水的相互补给?
学生思考并请一名学生上黑板画图,其他同学补充。
师:(板图)
■
师:从图中我们可以看出,水在海洋、陆地、大气之间是可以循环往复运动的,我们将之称为水循环。
二、水循环的过程和环节(板书)
1.定义(板书)
师:板书补充水循环过程中的主要环节。
提问:所谓循环,就是有去有回,请同学们观察图中哪些过程可以构成一个循环?
学生思考回答:
教师总结并板书:
2.分类海陆间循环陆地内循环海上内循环
提问:1.淮河水参与哪种循环?
2.塔里木河水参与哪种循环?
3.海上暴风雨属于哪种循环?
过渡:刚才这个图是一个简化了的水循环示意图,下面我们来看一个完整的水循环过程演示。
师:动画演示水循环并提问。
1.海陆间循环有地球哪些外部圈层参与?(大气圈、水圈、岩石圈、生物圈)
2.陆地内循环有地球哪些外部圈层参与?(大气圈、水圈、岩石圈、生物圈)
3.海上内循环有地球哪些外部圈层参与?(大气圈、水圈、生物圈)
过渡:正是由于水循环能联系地球外部的四大圈层,所以水循环产生后,会对自然环境乃至人类活动产生深刻影响。
三、水循环的地理意义(板书)
师:蒸发从能量的角度看,是一个吸热的过程,通过水汽输送以后,到其他的地区产生降水,这又是一个放热的过程。通过全球的大气环流,水循环会将热量从一地带到另一地。
1.调节全球的热量平衡(板书)
师:演示黄河流域黄土高原和黄河三角洲图片,说明水循环的影响。
2.促进物质迁移,塑造地表(板书)
师:淮南工农业发展需要不断从淮河取水,淮河的水会用完吗?为什么?
3.促进水体更新(板书)
师:正如古希腊哲学家赫拉克利特说:“人不能两次踏进同一条河流”。
拓展延伸:
设问:水循环有着自身的规律,但是人类为了自身的发展,也在不断影响着水循环,你们觉得人类最可能影响水循环的哪些环节?(地表径流、蒸腾、下渗、降水)
师:人类对水循环的影响如果是合理的,那会造福人类。
案例展示:都江堰水利工程对成都平原的影响(配图片)
师:如果人类对水循环的影响不合理,也会危害人类。
案例展示:2011年鄱阳湖的干涸(配图片)
学生分组讨论:
1.鄱阳湖干涸与哪些自然因素有关?
2.鄱阳湖干涸与哪些人为因素有关?
3.人类可采取哪些措施避免这种情况发生呢?
过渡:水循环的异常已经影响到每个人的生活,包括生活在城市中的我们。
案例:南京、北京的内涝(配图片)
分析说明:南京、北京的内涝,除了降水异常外,人类对地表植被的破坏,导致下渗减少也是一个重要的原因。
师:淮南作为一座资源型城市,政府提出要把淮南建设成山水园林城市,所以我们感受到了我们家乡淮南的山更绿了,水更清了,我们的校园也因为花草树木变得更漂亮了。
教师总结:看来,要实现人与自然的和谐相处,人类一定要遵守自然本身的规律,否则就会危害人类自身的安全。
关键词:水务工程;实验教学;高校
伴随城市化的快速发展,城市水问题愈发突出,其涉及城市水循环过程中的水灾害、水环境及水资源等问题。据联合国人口署预测,2030年发展中国家或地区的城市化率都将超过50%,2050年将有2/3的人口居住在城市[1]。不同地区城市化发展进程不同,主要的水问题表现在不同方面,但其相互交织,造成了城市化地区水问题的复杂性。与水务工程专业相关的各专业实验教学已形成比较完善的体系,如水文与水资源[2]、水利工程[3]、给水排水工程[4-5]、环境工程[6]。而水务工程实验教学体系仍然只是以基础课和专业课为支撑的实验内容,不能体现水务工程实验多学科多专业交叉及综合性的特点。水务工程是从城市水问题的全局着眼、顺应从多龙管水向水务管理一体化转换的需求,针对城市化进程中各类水问题而发展起来的一门新兴学科。水务工程必然具有以城市水循环为基础同时涉及多学科多专业知识的特点。水务工程实验同样具有数量大、涉及知识面广的特点,但并不能是各相关专业实验的简单拼凑。只有从各学科中有针对性地选择其核心实验综合运用并进行水务工程实验的设计,才能体现水务工程实验的专业性、综合性,并满足实际应用的需要。本文在对水务工程专业十多年的实验教学经验进行总结的基础上,探讨了水务工程实验教学改革的模式,以满足进行科研及生产实践的需要。
一、水务工程专业实验的特点
河海大学水务工程专业以水利工程一级学科为依托,是力求解决城市水循环中涉及的各类水问题以适应新形势下的社会需求而设立的。水务工程实验必然具有以下学科特点。
(一)多元化
水务的含义是城市化地区涉水的一切事务。水务工程实验是以水利学科为基础,水务特色的水文、水利、土木、给水排水和环境等方向的综合体系,是着重解决洪涝、水资源、水环境、供水和排水等与水有关问题的实验理论及方法。而上述问题在相关各学科的建设发展中即在城市水循环问题的各个方面已经形成了比较完善独立的实验教学体系。随着城市化的快速发展,城市水问题越来越表现为一个不可分割的整体,水务工程实验自然就具有这样涉及各学科的多元化特点。
(二)融合性
从城市水循环的整体性要求出发,制定具有现代水务工程特色的实验教材体系已迫不及待。该体系在城市水循环基础上,将水务工程实验所涉及的水利水电工程、水文与水资源工程、给水排水工程和环境工程等各专业较完善的实验内容有机结合起来,形成水务特色的综合性的实验教学内容,强化水务工程实验内容的基础性与综合性以及各学科的相互融合。
(三)创造性
目前,水务工程实验依托于各门课程的实验体系,在实验内容安排及实验的设计上,对提高学生解决城市水问题能力的培养上仍然不够。在完善各学科的基础性实验的基础上,探索适合水务工程专业特色的综合性实验教学模式,培养学生从城市水循环整体的角度出发创造性地解决城市水问题的能力与素质,将是水务工程实验应具备的必要特点。
二、水务工程专业实验教学改革的目标与措施
(一)改革目标
水务工程实验涉及多专业的实验基础知识,具有多元化、融合性及创造性的特点。水务工程传统实验基本是依托各门专业基础及专业课程进行,主要内容是对基础原理的验证并使学生掌握基本的实验方法与能力,而对各课程实验的交叉融合体现不足。因此,本文所述水务工程实验改革体现两个目标:一方面通过水务工程综合实验使学生能以全局的视角加强对城市水循环规律的认识;另一方面夯实学生进行综合实验的理论基础,提高实验设计及解决实际问题的能力。
(二)措施
1.强化基础性。
城市化发展过程中出现的与解决水问题有关的新材料、新工艺、新设备及新方法等在专业基础课的实验教学中涉及很少或没有安排,不能使课堂上的基本理论和知识得到拓展和补充且与实践有不同程度的脱节。水务工程不同于其他相关专业,水务工程实验自然也不能直接照搬相关专业的实验。而是结合水务工程实验多元性和综合性的特点,对各相关学科课程实验进行改革和融合,对实验内容、方法及设备进行全面分析,精选其核心实验内容、基本原理和技能实验,增加新工艺新方法的实验内容,加强基础性实验教学。
2.注重创新性。
传统的实验教学中,学生按照设计好的实验方案、步骤及内容进行实验,记录数据和进行数据分析,很难调动学生学习和思考问题的积极主动性,创新性更待加强。水务工程实验的多元性决定其实验过程中必然涉及多学科交叉问题,实验方案也具有更大的灵活性。因此,在实验的设计上,可让学生主动参与到实验方案的设计中,充分调动其主动性;并在实验中增加研究和探索性的内容,培养学生积极主动探究自然规律的习惯。
3.突出综合性。
水务工程实验的融合性特点,使强化学生的综合能力的培养尤为重要。而城市水问题的解决也需要各专业的配合来共同完成,这正是水务工程专业所需要的解决水问题的思路。在各相关专业课实验的基础上,开设综合性实验,突出水务工程实验的综合性。探索城市水循环过程中与防洪除涝、水资源及水环境相结合的实验教学模式,培养学生的专业综合素质与能力。
4.加强实践性。
水务工程是一门实践性很强的学科,实验内容需要与科研相结合,与生产实践紧密联系。在实验内容的安排上考虑实验的应用性及与实践联系的紧密性,注重培养学生在城市防洪减灾、水利工程、水环境及生态保护、城市水资源及节水、城市水务管理等方面的综合能力与素质。
三、加强实验平台建设
(一)完善城市水循环系统实验平台
水务工程作为一门与实际联系紧密的新兴专业,自成立以来,学院一直非常重视水务工程实验平台的建设。城市水循环系统包括自然循环、人工循环、经济循环和社会循环。各循环系统之间通过水量及水质产生联系,并相互影响制约。城市水循环系统实验平台建设涵盖了城市河网、水利工程、降雨模拟系统、模拟下垫面、给水排水工程及水环境、水生态工程等。通过综合实验理解城市水循环的自然规律。城市水循环系统实验包括城市水文与水灾害、水环境、水资源等三个方向,拟在不同的实验教学阶段分别为学生分配指导型实验、提高型实验和研究型实验三种实验。第一阶段指导型实验,学生在教师的指导下完成教学大纲所要求的基础性实验。第二阶段提高型实验,结合当前新理论方法进行实验设计,对实验教材中未要求的新工艺技术进行补充。第三阶段研究型实验,结合学生的专业兴趣,主要针对城市水循环过程中出现的新问题、热点问题进行探索性研究。
(二)构建开放性实验平台
开放性实验平台建设依托于城市水务实验室,为学生提供自由、宽松的实验条件。开放性实验是从问题的提出、资料查阅、实验方案的制定、实验数据处理、问题总结等均由学生自己完成,实验室提供开放的实验资源,教师在实验过程中的作用主要是启发和引导。开放性实验是体现以学生为主体的实验教学模式,是提高学生动手能力、主动思考问题、培养科学思维和解决问题的最有效方法。开放性实验具体表现在实验室的开放时间及选题的灵活性上。实验室的开放时间为除正常实验教学时间外,学生可以根据自己的实验设计进展自行安排实验时间。对开放性实验的选题:首先,实验室由相关专业教师根据科研及生产实际不定期提供实验课题供学生选择,作为教学计划外的包括城市水灾害、水环境、水资源等开放性实验项目;其次,学生可以根据自身兴趣和条件自拟实验项目,在经过实验审批后进行实验;再次,学生可以结合导师的科研项目拟定实验;最后,由学生结合学校开展的创新训练计划进行选题。
(三)编写实验指导用书
水务工程实验并无系统的实验指导用书,实验在各门基础课间的相互关联性和综合性文献仍显不够,与生产实践联系有待加强。笔者拟编写水务工程实验指导用书。结合学科的多元性、融合性、创造性等特点,强化科研及生产实践的需要,实验指导用书内容从综合指导型实验、专题实验、研究型实验,最后到开放性实验的主要框架进行编写。水务工程是一门涉及水文、水利、给水排水和环境工程的综合的实践应用性很强的学科,其实验同样具有多元性、融合性及创造性的特点。水务工程实验内容需要在涉及的各学科专业课实验基础上进行归纳总结,进而形成一套完整的适合水务工程特点的实验教学体系、实验平台和实验指导用书。通过实验教学体系的完善,提高实验教学质量,调动学生积极主动思考,培养学生动手能力及分析解决实际问题的能力。
参考文献:
[2]张利平,夏军,许建民等.水文实验教学改革的研究与实践[J].中国电力教育,2001,(4).
[3]匡翠萍,刘曙光,钟桂辉等.水利工程开放式实验教学探索———以同济大学土木学院水利工程系为例[J].中国电力教育,2010,(22).
[4]马伟芳,孙德智,伦晓秀等.给水排水工程专业实践教学模式及考核方法探究[J].教育教学论坛,2014,(42).
[5]汪爱河,张纯,张伟.水质工程学开放性实验教学的探索与研究[J].广州化工,2011,(24).
关键词 发射机 水循环冷却 原理 故障 技术改进
中图分类号:TN948.53 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.06.017
Analysis and Treatment of SW100F Transmitter High
End Cooling Systems Typical Failure
ZHANG Qing
(State Press and Publication Administration of Radio, QILIUYI Station, Yong'an, Fujian 366000)
Abstract SW100F PSM shortwave radio transmitter uses a high-end level F616C tubes, because they belong to high-power launch tube, its screen level is the use of water cooling. Because these high-power tubes work fine, expensive, tube screen pole is cooled by water circulation, water quality, temperature, pressure has very high demands at work. Therefore, SW100F transmitter water cooling systems have been maintenance problems workers concerned. This article describes the SW100F transmitter water cooling system works, in summary transmitter water circulation system maintenance experience and experience at the same time, for the operation and maintenance of the water system typical faults and problems were analyzed and discussed.
Key words transmitter; water cooling; principle; failure; technical improvement
0 引言
SW-100FPSM大功率短波广播发射机射频末极功率放大电子管F616C屏级是靠水循环冷却的,介于此类大功率发射管对循环冷却水的水流量、水温、水压和水质有很高的要求。因此,如何确保高末发射管冷却安全始终是维护工作中十分重要的工作。在此,笔者就维护的SW100系列短波广播发射机高末极功放水循环系统典型故障进行分析,并对冷却水循环系统存在影响安全传输发射的隐患进行的改进进行论述。
1 SW100F发射机射频末极功率放大管水冷却循环原理
SW100F发射机射频末极功率放大管的水冷却循环是由水泵将水送到T网络线圈的下入水口,T网络线圈的上出水口接电子管蒸发锅的入水口,电子管蒸发锅的出水口接风水热交换器,热水经过散热后回到水泵循环冷却。由于水泵和T网络前设有过滤器、水流量计、水温、水压和水质监测装置, 回水路上设有膨胀水箱,利用波纹膨胀节为水路系统体积变化时提供补偿的装置。水从常温被加热到80℃时,它的体积大约要膨胀3%,另外,当水泵停止运行时系统水位下降,为了不使高末级电子管的阳极出水面,膨胀水箱,靠自身压力回弹,提高系统水位,以免电子管受损。水路中硬性管与软性管之间装有自封快速管接头,这给设备维护带来很大方便,即管接头卸开时管内水不外泻,插上时管路自动接通。如水冷循环系统原理图1所示。
2 发射机高末级水循环冷却系统典型故障分析
2.1 快速接头堵塞故障
故障现象:发射机运行一段时间,出现发射机水温开始缓慢上升,水温差高于正常20℃左右。查看所属同类型几部发射机,水温也各有不同程度的上升。在循环管道的回水铜管处,偶尔会发出一两声“吱”“吱”声,严重时发展到发射机加高压几十秒钟后,就响起“吱”“吱”声,且持续时间很长。发射机水循环冷却系统的两个快速接头与高末发射管及T网络线圈之间采用的是软管连接,其余部分均使用铜管。
故障分析:对发射机射频末极功率放大管和水冷却循环系统进行排查处理。更换新的高末管,更换发射机内循环蒸馏水,检查循环水过滤器,调整发射机工作状态,对高频机箱内分布参数进行调整,均无明显效果,发射机仍然正常运行。经过慎密观察,发现发射机水温差升到了30℃,回水管里“吱、吱”声也较频繁并且比先前更大声,这现象引起了高度的关注,再仔细观察,判断“吱、吱”声是由于循环管道气流产生,像是抽真空的声音。
故障原因:主要是因为高末发射管水循环管道的铜接头,在长期使用中,被铜氧化物腐蚀囤积,逐渐地越集越多,致使循环冷却水流经快速接头十字架时无法通过,造成了水泵运转时,在堵塞物后部产生一个真空区,水流经堵塞处时产生“吱、吱”声。由此,蒸馏水循环量逐渐减少, 使发射管的冷却水循环严重不足,水温必然上升。
故障处理:打开快速接头检查,在快速接头内的十字支架中发现有异物堵塞管道,在T网络线圈软管到机箱的铜管直通接头处囤积了腐蚀物使管道管径变小。清除腐蚀物、堵塞物后“吱、吱”声消除,水温差恢复正常。举一反三检查其它发射机,在同一位置均发现不同程度的堵塞,清除后,各发射机水温差均恢复正常。
2.2 减压阀堵塞故障
故障现象:发射机水压表正常为0.3~0.34MPa。播音中发射机突然显示水压过高保护,水压表压力显示0.4MPa,适当放水后,水压减小,有时会自己回到正常位置。
故障原因:发射机冷却循环水的水压调节是通过减压阀来进行的,只有减压阀关小才会使水压升高。工作中水压是调节在一个标值内,一般不会轻易变动。上述情况主要是减压阀堵塞,播音中将减压阀开大让堵塞物通过后,减压阀调整到正常位置,故障即可消失。
故障分析:发射机长时间播出产生的铜氧化物流至过滤器,过滤器是垂直安放,停机后铜氧化物因比重关系下沉至水泵出水管同一平面,至使每次检查过滤器时均很干净,发现不到有脏东西堵塞在过滤网上;随铜氧化物的增加,停机后个别氧化物颗粒堆积至回水管附近,开机后进入回水管,当有新的氧化物颗粒脱离铜接头,管道内的铜氧化物就会顺着循环水流至减压阀,逐渐造成堵塞致使水压升高。
分析处理:在更换蒸发锅时将水泵出水阀至过滤器之间的连接铜管卸开,并打开补水阀冲洗回水管路,经过如此处理后,机内的铜氧化物颗粒基本可以冲洗干净。水压突然升高的现象成为个例。
2.3 水冷却循环系统其它故障原因分析与防范措施
故障原因分析:发射机运行中循环冷却水温显示逐渐变高的原因还有:冷热水交换器散热片长期未清洗,造成散热片散热效率下降;高末发射管老化,致使发射机运行参数的变化,造成了水温差变化升高;发射管出水软管与机箱连接铜直通出口处因高压差原因,铜接头会逐渐腐蚀,使接头直径变小,水流量变小,水温升高等等都将影响发射管的安全。
防范措施:综述以上发射机冷却水循环系统故障实例。无论是水压变化、水温变化、发射机因冷却水保护,快速接头堵塞,以及播音中各种各样水温升高造成的故障分析,主要是不能忽视对发射机附属设备设施的检修维护。在发射机冷却水循环系统中,平时把发射管蒸发锅换水作为周期检修项目定期更换,同样循环水管道的冲洗,管道连接处的检查,也应列为同一周期检修项目,做到定期检修冲洗。
3 发射机水循环冷却系统优缺点
3.1 优点
SW100F短波发射机射频末极功率放大管的水冷却循环系统,选用的器件及设计理念是在减压阀堵塞时,水路压强上升至0.4MPa时发射机水路,只要不漏水就仍然可以正常播出;在回水水路接有安全阀,当系统水压达到一定的高压时自动放水以保护系统正常运行(安全阀压力可以人工调整);水温,水压保护可以自由调节,紧急时可以调节保护值维持播音。
3.2 缺点
发射机循环系统的水流量是监测发射机运行的重要指标,在发射机中只安装了一个靶式流量计用以监测水流量,靶式流量计在调机时已调节在一比较敏感的位置,只要有很小的水流就给出水流量正常的信号,当循环水流量(下转第37页)(上接第35页)因逐渐堵塞,水流变小时无法监测出水流量的变化。发射机水泵、马达均选用较高质量的器件,但也不能保证在播出中不会损坏,因此加装了备份系统,但需要停机才能切换到备用系统,不能保证播出的连续性,造成的停播时间较长。发射机在入水处加装过滤器以保证没有杂质流入机器,但机器内因高电压差在铜接头处会产生铜氧化物,当个别颗粒脱离本体进入回水路,会造成以上故障中的堵塞,影响播出。
4 发射机水循环冷却系统的改进
针对SW-100F短波发射机射频末极功率放大管的水冷却循环系统存在的缺点,进行了如下技术改进:其一,在水冷却循环系统管道中安装有显示水流量的水流量计,在回路水流量变小时,可以直观观测到因为水回路堵塞,水流量减小造成水温升高,当水温差升高而水流量不变时则可判断为循环水回路堵塞外的其它方面故障,如:水循环铜接头受腐蚀问题、铜接头尺寸问题、工艺问题等等。其次,在马达电源处加装缺相、过流报警等实现对电机的保护,因为三项电机发生缺相、过流很容易烧毁,有报警声后可以迅速查找故障;其三,在发射机回水压力表处加装过滤器,以保证发射机产生的铜氧化物不进入循环回路,以减少减压阀堵塞的概率。
5 结语
发射机高末功放管处于大电流高功率状态。如何保证冷却循环系统正常,是确保安全播出的前提,也是保障电子管安全的必备条件。本文就SW100F短波发射机射频末极功率放大管的水冷却循环系统故障进行分析,对存在缺陷进行了行之有效的改进,旨在与同行交流提高。
参考文献
[1] 赵勇.DF100A型短波发射机的自动化控制系统.科技传播,2015.1.
[2] 杨玉萍.发射机冷却系统的维护.2012.12.
关键词:热电厂;处理工艺;结垢;腐蚀;改进
中图分类号:TM61 文献标识码:A
1 我国热电厂循环水处理工艺的现状
我国热电厂的主要任务是在冬季为居民提供供暖,所以装机容量一般采用2.5MW或者5MW的机组。目前我国大多数发电厂都采用的是敞开式循环冷却的方法,循环水的补充水源一般都是当地的地下水,处理工艺上采用的是添加水质稳定剂的处理方式。近年来,我国的地下水的水源质量在逐年的恶化,地下水的水层深度也在逐年下降,这样,热电厂的用水遭到了限制。比如,有时水量不够,不能及时供给。或者有的循环水系统中的金属管道长期使用造成了污垢。还有,有的冷凝管受到了不同程度的水的侵蚀。
由于我国主要的供暖区域分布在北方,所以水源也来自北方。通过实验研究发现我国北方的水大部分都是高浓度的盐碱水,这种水在金属管内久留后很容易形成污垢,挂在金属管的内壁上。长时间留存在输水管道中容易造成污垢的产生。而且有的金属管在流动碱水的长期侵蚀下很容易就遭到腐蚀,造成金属管发生破损,发生事故。因此必须要注重循环水处理工艺的选择,水质稳定剂和缓蚀剂是阻止金属管壁形成污垢或者造成破损的最佳选择。在热电厂的日常运作中,我们一定要做好输水管道及设备的防腐防垢工作,采取有效的方法防止循环水造成腐蚀造垢的问题。
2 热电厂循环水处理的工艺
由于我国的水质是高碱性的,所以热电厂循环水处理的工艺要特别考虑防腐防垢的问题。而且,循环水浓缩倍率越高水中的含盐量就越高,这样,循环水水质的腐蚀很可能不断增加,因此,在提高循环水的浓缩倍率的情况下一定要考虑凝汽器的器材抗腐这一方面。目前,我国热电厂主要采用的处理方法有:石灰处理,弱酸处理,膜技术处理和加酸加水质稳定剂处理。具体的热电厂循环水处理的工艺如下:
(1)石灰处理
石灰可以有效地减少水质的硬度,降低水质的酸碱度。所以,有的热电厂在水源中添加石灰,以此来减少金属管在流动碱水的腐蚀和造垢。但是,石灰处理的系统庞大,这样对石灰的质量要求很高,而大量的热电厂并没有严格选择石灰,而且石灰的用量和使用条件更无从进行严格的要求。所以,相比之下,目前的石灰处理并不能很好的完成热电厂的需求。
(2)弱酸处理
酸性的物质本来就能除去水管壁上的污垢,此时采用弱酸是因为热电厂循环水处理的人员认为弱酸能减少对金属管的侵蚀。经试验证明,如果是100%的弱酸也会对输水管道造成腐蚀,只要不是100%的弱酸才可以采用。 但是不完全的弱酸在实际的操作中太难控制,而且给100%的弱酸进行不完全处理也有一定的难度,而且造价和运行的成本很高,相比之下,这种处理方式也不建议目前的热电厂采用。
(3)膜技术处理
膜技术处理就是使水中盐脱去一部分,达到净化水源的目的。近年来,膜技术在工业上的运用得到很大的发展,而且一些热电厂也正在投入使用。但是,膜技术的造价和运行成本太高,相比之下,这种处理方式不利于热电厂的长期发展。
(4)加酸加水质稳定剂处理
加酸加水质稳定剂处理是国内最新的工业应用技术,这种技术也逐渐的在热电厂水循环处理的工艺中脱颖而出。因为热电厂的水源的碱度很高,所以,在热电厂的日常运作中,我们一定要做好输水管道及设备的防腐防垢工作,采取有效的方法防止循环水造成腐蚀造垢的问题。加酸能够防止输水管道壁形成污垢,而且对于已经形成的污垢进行除污。加水质稳定剂能减少水循环处理的难度,提高水质的稳定性。但是,采用此方法要引入一些设备,比如酸度调节系统。
虽然,加酸加水质稳定剂处理需要经过长期的实验验证,但它的确是一个行之有效的处理方法。只要机器的参数运用得当和检测到位,除腐除垢的问题一定会迎刃而解。综合以上分析,相比之下,我认为加酸加水质稳定剂处理是最好的水循环处理方式。
3 现场动态模拟实验分析
为了证明以上分析的有效性,结合我国某家热电厂的循环水系统的工艺系统进行分析,
通过现场模拟得出结论,以此作为今后论证的实践依据。本次试验采用的稳定剂主要由磺酸盐共聚物、磷羧酸、丙烯酸聚合物、不锈钢缓蚀剂复合配制。实验准备了工艺条件和试验用水及器材。对药剂的使用量和操作方法都进行了严格的控制。实验的结果表明在某热电厂的除垢除腐的效果相比之下,现场模拟的试验比较成功。年污垢热阻值和不锈钢腐蚀率均小于国家标准。
随着水资源的紧张和水质的下降,加酸加水质稳定剂处理势在必行。我国的此项技术尚不完善,还有待于进一步研究。通过实验,此项工艺在现场取得了良好的效果,为我国今后热电厂的水循环处理积累了经验。
总结
我国大多数发电厂都采用的是敞开式循环冷却的方法,循环水的补充水源一般都是当地的地下水,处理工艺上采用的是添加水质稳定剂的处理方式。但是,随着水资源的紧张和水质的下降,热电厂的用水不得不受到限制。本文通过理论上的分析和试验上研究,得出加酸加水质稳定剂处理是一项很好的水循环处理方法。本文针对我国目前大多数热电厂循环水处理的方法出现的问题,从热电厂的水质和腐蚀两方面进行分析,通过对循环水处理工艺改进的可行性分析,并经过实验验证,总结出在水中添加酸性溶剂和稳定剂是最好的处理措施。希望能为同类系统提供有效地参考价值。
参考文献