選型設計論文范文

導語：如何才能寫好一篇選型設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1飛行原理與機械結構

四旋翼飛行器的旋翼對稱地安裝在呈十字交叉的支架頂端，位置相鄰的旋翼旋轉方向相反，同一對角線上的旋翼旋轉方向相同，以此確保了飛行系統的扭矩平衡［7］，如圖1所示。四旋翼飛行器旋翼的旋轉切角是固定值，因此，要通過調節每個電機的轉速來實現六自由度的飛行姿態控制。增大或減少4個電機的轉速來完成垂直方向上的升降運動，調節1，3旋翼的轉速差來控制仰俯速率和進退運動，調節2，4旋翼的轉速差來控制橫滾速率和傾飛運動，調節2個順時針旋轉電機和2個逆時針旋轉電機的相對速率來控制偏航運動。通過對飛行原理的分析，把可行性、低成本、易維護作為主要考慮因素，設計的樣機如圖2所示。機臂由鏤空工程塑料材料PA66和30%玻璃纖維制成，質量相對較輕，強度大，對稱電機軸距55cm，為保證水平起飛與平穩著陸，四旋翼飛行器底部安裝起落架。電機旋翼等具體參數為:機體質量為857g;最大負載約為300g;機身高度為31cm;飛行時間約為8min。在整機安裝過程中盡量保證重心在機械機構的對稱中心，實際飛行實驗證明了系統動力設備與機械結構的可行性。

2總體結構設計

四旋翼飛行器的硬件系統設計以飛控板為核心，搭載動力設備、電源模塊與遙控模塊。圖3描述了以ATMEGA644P—AU為核心芯片搭載多傳感器的飛行控制系統總體結構框圖，整體系統利用11．1V鋰電池供電，飛控與無刷電調以I2C總線數據傳輸來調節4個電機的轉速;在遙控模塊中，2．4MHz的控制信號通過PPM解碼板與飛控板進行數據傳輸;在多傳感器系統中，大氣壓力感器用行高度檢測，陀螺儀與加速度計的融合使用用于姿態解算。

3電源模塊

四旋翼飛行器由2200MAh，11．1V，持續放電倍率30C鋰電池供電，通過穩壓電路的設計對不同電路進行供電，確保各模塊正常穩定的工作。控制系統設計需要5，3V兩種電平供電，電壓轉換電路如圖4所示。由鋰電池提供的11．1電壓經兩塊7805穩壓芯片后轉為5V電壓，一部分用控板供電，一部分向預留的外部接口供電。經7805輸出的5V電壓經過2個MCP1700T穩壓芯片輸出3V電壓，一部分供給控制系統的數字電路，一部分供給控制系統的模擬電路。330μF/25V電解電容器，10nF/16V鉭電容器，貼片電容器的并聯使用起到了防止電壓抖動與濾波的作用。

4多傳感器控制模塊

為了準確地控制四旋翼飛行器的飛行姿態，需要在控制系統中加入不同的傳感器，加速度傳感器與三個陀螺儀來測量三軸加速度與角速度，大氣壓力傳感器通過測量起始位置與飛行位置的氣壓差對飛行高度控制，為自主導航功能提供支持。大氣壓力傳感器選擇的是Freescale公司的MPX4250A，在該集成傳感器芯片上，除具有壓阻式壓力傳感器外，還有用作溫度補償的薄膜電阻網絡，測壓范圍為20～250kPa，輸出電壓為0．2～4．9V，工作溫度范圍為－40～+125℃。電路如圖5所示，可以根據壓力的大小，通過控制P_1和P_2選擇不同的放大倍數，提高采樣的精度。LIS344ALH是一種低功耗、高性能、高精度的三軸加速度傳感器，通過模擬輸出為外部電路提供直接測量信號，加速度傳感器的工作電壓為2．2～3．6V，檢測量程可以在±2gn或±4gn間選擇。其中，VREF為通過穩壓芯片MCP1700T轉換為3V的穩定電壓輸入。應用電路如圖6所示，選擇100nF的貼片電容器作為VCC端的解耦電容，在輸出端使用1μF的濾波電容減小噪聲。考慮到振動誤差無法通過加速度傳感器進行補償，因此，陀螺儀選型的過程中把機械性能作為重要的考慮因素，選擇了可以在單芯片上實現完整單軸角速度響應的ADXRS610陀螺儀傳感器。3個ADXRS610陀螺儀分別安裝于垂直于機體坐標系的XYZ軸來實現系統三軸角速度的測量。

5實驗與仿真

四旋翼飛行器在姿態解算時，陀螺儀傳感器直接測量的是角速度，在積分得到角度的過程中隨著時間的增長會產生累計積分誤差，積分誤差產生的原因一方面是積分時間，另一方面，由于自身的機械特性會產生零漂溫漂等現象［8］。在陀螺儀的使用過程中融合加速度傳感器，不僅為陀螺儀提供了絕對參考系，而且使加速度傳感器優秀的靜態性能與陀螺儀良好的動態性能相結合［9］，較好地抑制了外界干擾。數據經卡爾曼濾波算法處理后，可有效地降低數據噪聲。圖8為加速度傳感器采樣數據與卡爾曼濾波后的數據比較，可以明顯地看到噪聲信號減小了，但是仍有少量的擾動存在。圖9的曲線表明了陀螺儀采集角速度數據存在零漂、溫漂現象，當確定零漂為0．05°，靜態輸出電壓為2．63V時，從波形圖中可以觀察到通過卡爾曼濾波處理后的積分數據平滑收斂，不但對零點漂移進行了補償，而且對累計積-10-5051015角度/（°）012345時間/s卡爾曼濾波后的數據加速度計采集數據圖8加速度計采樣數據經卡爾曼濾波后的數據圖Fig8DatadiagramofsamplingdatasofaccelerometerprocessedbyKalmanfiltering分誤差，溫漂有較好的抑制作用。-10-5051015角度/（°）012345時間/s卡爾曼濾波后的陀螺儀數據陀螺儀積分數據采集角速度數據。

6結論

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進入21世紀以來，計算機成了第三次工業革命的重要領域。所以各個學校開設的計算機系或者計算機學院越來越多。當然，開設一個計算機專業，相比其他專業來說，比如機電、比如航空，比如信息，都要簡單容易，計算機實驗室也投入產出高很多。如何撰寫計算機畢業論文，則是眾多面臨巨大競爭的計算機系學子們要考慮的事情，工科畢業論文不同文科畢業畢業論文，需要邏輯嚴密并且實驗嚴格。所以，如何更好的撰寫計算機畢業論文呢？

1.論文類型

不同的院系，不同的指導教師對本科畢業論文有不同的指導方法，在計算機系，本科畢業論文通常以下面四種類型：

1.1完成一個不太大的實際項目或在某一個較大的項目中設計并完成一個模塊(如應用軟件、工具軟件或自行設計的板卡、接口等等)，然后以工程項目總結或科研報告、或已發表的論文的綜合擴展等形式完成論文。

1.2對一個即將進行的項目的一部份進行系統分析(需求分析，平臺選型，分塊，設計部分模塊的細化)。例如對一個大中型企業管理信息系統中的財務部分進行調研，分析和設計等，這類工作可以沒有具體編程，但應得到有關方面的初步認可，有一定的工作量。例如打印后有30頁以上的報告。

1.3對某一項計算機領域的先進技術或成熟軟件進行分析、比較，進而能提出自己的評價和有針對性創見。例如XML目前是因特網上新涌現的標記語言，它較HTML有許多無可比擬的優點，其中XML-QL是基于XML提出的一種新型查詢語言，分析總結這一新型查詢語言并探索它的實現途徑是十分有意義的工作。再如對自由軟件數據庫系統MySQL，分析總結其在Web應用上的特色，并能將有關技術用于自己研制的系統中。這類工作要注意把分析和實驗相結合，不要只停留在消化上。消化是前提，吸收和轉化才是工作的重點。

1.4對某一個計算機科學中的理論問題有一定見解，接近或達到了在雜志上發表的水平。例如，解決了一個眾所周知的問題，糾正了某雜志上理論的錯誤且提出解決修正方案，或自己提出有意義的模型，定義，且有定理、命題、或性能比較、分析、測試報告等。

一般而言，第四種較難，在若干年指導本科生畢業論文經驗中，只有兩位學生采用此形式寫出了好的論文，據悉，這兩位學生都順利進入了博士生序列。

2.選題

2.1有科研項目的老師通常愿意從項目中選取本科生能完成的模塊，交給學生作，然后以第一種形式寫成論文。教師熟悉項目，項目有實用背景，一般而言，多數學生經過努力都能完成。但有些科研項目太難，或涉及保密內容，或本科生不容易完成，在這種情況下，教師可能會讓已保送為研究生，或確定留校的學生作這類題目。

2.2學生自選題目，有些學生已聯系好畢業后的工作單位，工作單位要求學生作某方面的項目，或已交給學生某方面的項目，經過指導教師認可，認為可作出合格的畢業論文，則可作這方面題目。這種方式下，學生積極性高，責任心較強，學以致用，一般論文的質量較好且成文后篇幅較大。

2.3教師根據社會需求，選擇題目。例如，院系行政需要教學，科研和研究生信息管理系統，有的教師指導幾位學生分別作大學院系行政管理子系統，博士生碩士生學籍管理子系統等等，有可能開始作出的軟件還不很完善，但有了雛形，經過修改后，一般是能夠應用的。有的系統經過下一屆本科生畢業實習的改進，就可以實用了。一些對路的、有用戶的軟件還有可能進一步發展為產品

3.論文的組織安排

依據上述的論文類型，由于各類工作特點的不同，在搜集整理論文的素材、組織安排論文的結構方面，應有所不同，做到有的放矢。

3.1系統實現型論文：重點收集整理系統體系結構，程序模塊調用關系，數據結構，算法，實驗或測試等內容，論文結構一般安排如下：

(1)引言或背景(概述題目背景，實現情況，自己開發的內容或模塊)一般談課題意義，綜述已有成果，如”誰誰在文獻某某中做了什么工作，誰誰在文獻某某中有什么突出貢獻“，用“但是”一轉，分析存在問題，引出自己工作必要性、意義和價值、創新點和主要思想、方法和結果。然后用“本文組織如下：第二節第三節....，第四節....."作為這段結束。

(2)系統體系結構(強調系統的整體性，突出自己工作在整體中的位置)

(3)主要實現功能的描述(包括模塊調用關系，數據結構，算法說明，依據內容多少此部分可安排兩到三節)

(4)實驗或測試

(5)總結

3.2應用開發型論文：重點收集整理應用項目的背景分析，需求分析，平臺選型，分塊，設計部分模塊的細化，使用的開發工具的內容。論文結構一般安排如下：

引言(重點描述應用項目背景，項目開發特色，工作難度等)

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論文關鍵詞：專家系統,知識提取,原型設計,重型車輛,動力傳動

0引言

在裝甲防護空間內外，合理的布置各部件、各分系統、裝置、武器和成員的相對位置，稱為坦克總體布置。布置的原則是力求完善的實現戰術技術要求，突出主要性能水平，而不出現重大的缺點。專家系統就是將坦克總體設計知識，采用特定表示形式存放在知識庫中；然后用戶通過數據采集系統或人機交互接口輸入信息、數據與命令，并借助數據庫等，運用推理機構控制知識庫和整個系統工作得到問題的求解結果。

專家系統一般由知識庫、推理引擎、專家知識獲取工具以及人機交互接口四個部分組成，如圖1所示。

圖1專家系統的基本組成

重型車輛總體設計動力傳動部分相關布置的專家系統的實現是基于知識的智能化設計，即根據動力傳動部分的設計流程，結合基于實例推理的設計思想和基于知識的參數化設計，將設計知識融入設計全過程，使用基于實例推理的技術。

1知識庫

專家系統的可信度主要決定于知識庫中所包含知識的可信度。后者決定于知識收集的程序。本文嚴格按照裝甲車的內部空間來區分，一般裝甲車內部大致可分為駕駛室、戰斗室、動力室、傳動室共四個空間。這四部分在車中有時并非截然分開，而可能交叉或合并，由于各部分所占位置，特別是動力和傳動及部分布置不同，形成了不同的總體布置方案，及不同戰術技術性能的車輛。專家系統的知識主要有（1）如何實現對動力傳動布置設計中模式選型決策。首先確定各傳動系統的結構、類型、性能和總體指標的分配及控制，最后完成性能與結構匹配，將系統集成并優化設計，其中動力和傳送部分布置主要在發動機的放置方位上。（2）設計決策的選型支持、自動化設計程序的設計。這點主要是要求熟練WEB的系統開發技術。

針對重型車輛開發動力傳動系統的設計技術，提高了設計質量、效率和工藝文件的規范化。所研制的計算機輔助設計系統解決了裝甲車動力傳動系統信息的結構化和半結構化的表達和管理，實現了推理過程的多參數、多規則約束的自動求解，同時拓寬了該系統的應用范圍。

2原始知識源的知識形態

原始知識形態分為兩種，一種是機器推理形態，一種是人推理形態，下面根據原始知識源分別來分析。

2.1機器推理形態

機器推理形態即可以用計算直接推理得出所出數據。本題目中原始知識形態是分別給出四種不同布置方案的不同特點，總結如下:

（1）發動機和傳動后置

這種布置方式按發動機的放置位置可分為三類，具體性能如表1，表2所示：

表1發動機縱放(適用于主戰坦克)

指標條件

實際工作情況

工作條件

溫度、震動和噪音小

駕駛空間

大

防護性

正面、集體防護

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關鍵詞：灰巖地區，樁基施工，相應措施

 

1. 石灰巖地區特殊地質狀況

1.1地層：石灰巖地區地層大致分布有：a.殘積層，為濕—飽和，流塑至可塑狀態；b.巖層：石灰巖、硅質灰巖。免費論文。

1.2石灰巖地區的巖溶發育特征

1）基巖面上分布著溶溝、溶槽，淺部基巖巖溶發育較強，有的甚至呈串珠狀自上而下分布，深部為古老溶洞，分布較少、暗河為古老溶洞連通而成。

2）充填物呈全充填一半充填一無充填，一般呈流塑—軟塑狀態：

3）沿構造裂隙走向方向，溶洞較發育，且與地表連通易形成地表沉陷。

1.3地下水特征

石灰巖地區殘積層的孔隙水，滲透性強；巖溶裂隙水，連通性好，水量豐富；

2.對樁基礎施工的影響及措施

2.1 人工挖孔樁基礎

2.1.1人工挖孔樁基礎在灰巖地區施工中存在以下困難：

1）第四系的沖洪積層及殘積層在富含孔隙水的情況下易形成流砂、流泥、涌水，嚴重影響開挖和護壁施工安全。

2）巖溶水、裂隙水易形成涌水；巖溶內呈流塑狀態的泥質、沙質充填物嚴重影響護壁的穩定性和施工安全；

3）由于地下水大，在混凝土澆搗過程中易引致水灰比變化或砂漿流失，造成樁身松散、離析等問題。

2.1.2人工挖孔樁可采取以下措施：

1）最好在每個孔位都施工1個以上的勘察鉆孔，充分了解施工區的巖溶分布情況及地下水的情況等。

2）采取有效的降水措施。可采用超前注漿或惟幕注漿法阻擋施工孔周圍的泥砂流動和大量裂隙水的導通，采用C20鋼筋砼向下連續護壁。

3）準備鋼護筒，在遇到流砂、流泥和涌水較大，采用鋼筒護壁。

4）在孔內地下水大的情況下，采用水下灌注等措施：

2.2 鉆孔灌注樁基礎

2.2.1從實際工程項目的施工情況來看，巖溶地區成孔有以下幾大難關：

1）軟弱地層易引起塌孔、埋鉆。

2）溶洞裂隙與老硐、暗河連通，成孔過程中突然漏水、漏漿導致孔內水頭迅速下降，護筒擠壓變形或塌孔、埋鉆，甚至地面大范圍沉降等重大安全事故。

3）施工過程中可能會遇到大溶洞、多層溶洞或孔內有石筍、溶溝、孤石、巖面呈斜面、陡坎、異形等復雜情況，在成孔過程中塌孔、埋鉆、卡鉆、掉鉆、鉆孔偏斜、移位、彎孔等事故較為普遍。

4）石灰巖溶洞內，混凝土灌注難度大。易引起孔壁坍塌造成混凝土流失或斷樁。

5）穿透巖溶頂板較困難；特別是鉆進過程中，鉆頭易沿溶溝、溶槽的基巖面傾斜，或鉆頭卡在溶溝、溶槽里，有時甚至掉到溶洞偏離了樁位。

6）孔底沉渣難于控制，清孔難度大。

2.2.2石灰巖地區選擇鉆機類型，對不同類型溶洞成孔至關重要。

1）覆蓋層主要是砂層和粘土層時，為保證鉆進成孔，最好選用反循環回轉鉆機，可采用全護筒跟進的施工方法，以保證鉆進中覆蓋層不塌落。

2）過渡段施工鉆機選型。

（1）巖面起伏、傾斜較大。可采用沖擊鉆進行施鉆。

（2）巖面傾斜較小，但破碎嚴重。采用沖擊鉆進行施鉆，并拋填粘土和塊石，用沖擊鉆反復沖鉆，擠壓破碎巖石，使其在護筒刃腳下形成穩固樁孔護壁。

（3）巖面傾斜較小，且表面較完整。選用回旋鉆機是最為適宜的，并可在回旋鉆頭上加設長的導向鉆具，保證成孔的質量。

（4）巖石表面破碎，且有溶蝕溝槽時，選用沖擊鉆機進行施工，用塊石、粘土回填溶蝕溝槽，多次回填、沖鉆，以沖過破碎層和溶蝕溝槽，又可達到加固護筒刃腳和造壁的效果。

3）為避免沖擊鉆破除頂板時，造成卡鉆、掉鉆事故，可選用回旋鉆機。選用前導式長鉆具鉆頭，安裝鉆進自動跟蹤儀，根據溶洞頂板的巖石硬度，發育特點，選擇鉆進參數。

4）進入溶洞后鉆機選型

（1）洞為空間大溶洞時，選用回旋鉆機并加設前導式長鉆具進行施鉆，效果較好。

（2）溶洞內為陡坎或半邊溶洞，或有石柱、石筍、溶溝槽時，選用沖擊鉆進行施鉆較好。

5）單樁穿越幾層溶洞時的鉆機選型

（1）樁內幾層溶洞較近，頂底板面基本平行，可選回轉鉆機，并配置長鉆具鉆頭進行施鉆。

（2）當單樁內幾層溶洞層距較大時，可適宜的選擇沖擊鉆或回轉鉆進行施工。

2.2.3石灰巖地區樁基施工技術要點

1） 成孔方案選擇

（1）灰巖地區采用人工挖孔樁方案：鉆孔灌注樁在巖溶地層的特殊地質構造施工中，經常會造成偏孔、彎孔、卡鉆、掉鉆等重大事故，嚴重時還可能形成埋鉆、鉆機傾覆、鉆孔報廢等惡性事故。而人工挖孔只要解決降水的問題，是完全可以預防以上那些事故，所以挖孔樁已經成為巖溶地區一項極為重要的灌注樁形式。

（2）沖擊鉆孔使用沖擊錐這種有擠壓側壁作用的鉆機，能廣泛適應各種復雜的地質構造，尤其是在處理斜面開孔、半邊巖、石筍、溶槽、溶溝及裂隙漏水、漏漿等情況時比較容易，并且施工成本較低；只要操作熟練也是很好的方案。免費論文。

2） 根據現場實際情況，制定相應的處理措施進行溶洞處理。

（1） 體積較小的溶洞。若洞內有填充物且裂隙不發育，鉆穿溶洞時，如水頭無太大變化，可加大泥漿比重，按正常成孔方法施工。若為空洞，鉆穿后孔內水頭突然下降，可采用拋填片石、粘土、袋裝水泥混合料等擠密填筑溶洞，直至停止漏漿。

（2） 洞體較大的空洞或半填充溶洞。施工前應盡可能充分了解溶洞的發育情況、構造、填充物等，有裂隙穿過的空洞時，應將鋼護筒埋至風化巖層，以防止覆蓋土層的坍塌，并準備好片石、水泥包、粘土包等填塞物。

（3） 埋藏較深、地下水豐富的溶洞。可打入全程鋼護筒到溶洞底層以隔絕溶洞，采用靜壓化學灌漿法或噴射灌漿法，固結填充物，然后再鉆孔施工。免費論文。若洞內無填充物或填充物不滿時，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿。

4） 施工要點

（1） 鉆進要點 沖鉆要視巖石硬度情況確定沖程，若巖石強度低，沖程可略低；反之，則沖程可略高。對于巖溶地區地層中的大塊石、漂石等，宜采用高錘猛擊或高低沖程交替沖擊，務必將大石塊搗碎擠入孔壁，并通過粘稠的泥漿和鉆渣將孔壁石縫堵嚴，避免孔壁漏水，防止發生斜孔、坍孔事故。

（2） 確定穩定基巖的要點 巖溶地區嵌巖樁設計對基巖厚度有明確要求，為確保樁基位于穩定基巖上，“逐樁鉆探”鉆探深度必須大于設計樁長。在整個沖進施工過程中，必須嚴格管理，加強觀察，尤其是在最后幾米的沖進過程中，一旦發現進尺有異常，必須聯系地質設計代表，探明情況方可進行下一步施工。

（3） 掌握樁基的施工次序 在一般地區灌注樁施工，尤其是人工挖孔施工中，同排樁往往同時施工，護壁和開挖交替施工，可提高工效，同時可以使水頭均勻下降，平衡壓力，保障安全。但在巖溶發育區，溶洞往往具有聯通性強的特點，這時需要特別注意樁基的施工次序，盡量避免相鄰樁基同時施工，以免造成清孔困難，甚至串漿、坍孔。

3.結論

綜上所述，在石灰巖地區進行樁基礎施工確實存在較大困難。必須充分了解場地的地質和水文條件、全面分析各種復雜地質條件對工程施工的影響，合理地選擇施工技術方案和施工機具是石灰巖地區樁基礎施工的重要環節；在降水成功的條件下，石灰巖地區樁基礎的施工，“人工挖孔樁”的施工方案是較快速經濟的；若降水不成功，則鉆、沖結合的成孔的鉆孔灌注樁在充分掌握地質和水文條件的情況下，嚴格按技術操作要點進行施工，還是安全可靠的。

參考文獻

[1]張忠亭等.鉆孔灌注樁設計與施工.中國建筑工業出版社，2007，2.

[2]郭純青等.巖溶多重介質環境與巖溶地下水系統.化學工業出版社，2006，9.

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關鍵詞：爆炸危險環境，化工企業，電氣設計

 

0.概述

在化工企業中，許多生產裝置的物料介質是具有爆炸、火災危險的，在其生產、加工和儲運過程中不可避免的會出現爆炸性混合物或火災危險物質。而電氣設備和線路在運行過程中因過載、短路漏電、電火花或電弧等產生的火源常常是引起爆炸事故的原因之一，因此，化工企業與普通場所的電氣設計相比，在電氣安全方面有較高的要求。設計人員的責任就是根據爆炸危險場所的等級和危險介質的級別和組別，經濟合理地選用適當的防爆電氣設備或采取措施降低防爆等級。

1.爆炸危險環境的基本概念

爆炸危險環境指含有爆炸性混合物的環境，分為爆炸性氣體環境和爆炸性粉塵環境。按爆炸性混合物出現的頻繁程度和持續時間，將爆炸性氣體環境劃分為0、1、2區，爆炸性粉塵環境劃分為10和11區。在化工企業中多為爆炸性氣體環境，其中2區較為常見。

2.引起爆炸的三個基本條件

2．1釋放源

可釋放出能形成爆炸性混合物的物質所在的位置或地點稱為釋放源。密閉容器和通道本身不視作釋放源，當事故情況或在正常操作過程中產生易爆可燃物質外溢時，則被看作釋放源。釋放源應按易燃物質的釋放頻繁程度和持續時間的長短進行分級。

2.2點燃源

煙頭、撞擊火花、明火、化學反應熱、熱物體表面等都可以起到點燃作用，成為點燃源。而電氣控制設備，如燈開關、磁力起動器等在分合過程中產生的電弧以及電氣設備表面的熱積累都是可能的點燃源。在電氣設計中最重要的是要防止因電氣設備導致點燃的問題。

2.3爆炸濃度

爆炸性氣體、蒸氣、粉塵等要與空氣混合成一定比例，才能形成爆炸性混合物，這種比例稱作爆炸濃度。當混合物濃度超過爆炸濃度上限或低于爆炸濃度下限時，都不能被點燃。釋放源、點燃源和爆炸濃度構成了爆炸的三個基本條件，缺少其中任何一個條件時，均不能形成爆炸。因此，電氣設計中的防爆措施應當從這三個方面來考慮。

3.電氣防爆安全設計要點

3.1防爆廠房內電氣設備的選型

3.1.1防爆電氣設備的分類

目前我國的防爆電氣設備類型共有以下幾種：隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、充油型、充沙型、無火花型和特殊型，其防爆原理主要是消除或控制電氣設備產生的火花、電弧和高溫。一般來說化工企業的防爆電氣設備主要是選擇隔爆型、增安型和正壓型。

3.1.2爆炸性混合物的分級分組

爆炸性氣體混合物按最大實驗安全間隙和最小點燃電流分為ⅡA、ⅡB、ⅡC級，最大實驗安全間隙和最小點燃電流越小，危險性越大。按引燃溫度的高低，分為T1、T2、T3、T4、T5、T6六組。爆炸性粉塵混合物根據引燃溫度的高低，分為T11、T12、T13三組。

3.1.3設備選型

選型前通常先要正確分析爆炸性氣體混合物的分級分組及爆炸危險區域的分區。由工藝等專業設計人員提供各種可燃性危險物質明細表及其特性，如：可燃性物質的名稱、化學成分、閃點、爆炸下限、氣體或蒸氣與空氣的相對密度、點燃溫度、級別與溫度組別等，并提供各區域的釋放源明細表，如釋放源位置、釋放源等級等，電氣設計人員可根據上述條件及《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058—92中相關要求劃分爆炸危險區域并選擇相應的防爆電氣設備。論文大全，爆炸危險環境。選用的防爆電氣設備級別和組別，不應低于該爆炸性氣體環境內爆炸性氣體混合物的級別和組別。論文大全，爆炸危險環境。當存在有2種以上爆炸性氣體混合物時，應按危險程度高的級別和組別選用防爆電氣設備。

3.2防爆廠房配電線路設計

防爆廠房內電氣配線是很重要的一環，由于配線施工較為隱蔽，不容易檢查，往往又成為最薄弱的環節，防爆設備如果沒有正確的配線將會失去防爆的意義。化工企業防爆廠房內配電線路所用電纜或導線一般采用銅芯材質。當易燃物質比空氣重時，電氣線路應在較高處敷設或直接埋地，架空敷設采用電纜橋架。電纜溝敷設時溝內應填砂，并有排水措施。當易燃物質比空氣輕時，電氣線路在較低處敷設或采用電纜溝敷設。在爆炸危險場所中使用的電纜不能有中間接頭。除連接隔爆設備導管中或本安電路中導線外，導線連接應通過壓緊連接、牢固的螺釘連接、熔焊或釬焊方式進行。配線用鋼管應采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管，在鋼管與電氣設備的連接處宜采用防爆撓性連接管。敷設電氣線路的溝道、電纜或鋼管，所穿過的不同區域之間墻或樓板的孔洞，應采用非燃性材料嚴密堵塞。在進入電氣設備如電機、燈具、開關、按鈕等鋼管配線的電氣線路，必須在進口處做好隔離密封；直徑50mm以上鋼管距引入接線箱450mm以內處，以及直徑50mm以上鋼管每距15m處，均應做好隔離密封；相鄰的爆炸性氣體環境1區、2區之間，爆炸性氣體環境與相鄰的其他危險環境或正常環境之間，也應做好隔離密封。在進行密封時，密封內部應用纖維做填充層的底或隔層，以防密封混合物流出，填充層的有效厚度必須大于鋼管內徑。密封的作用主要在于隔離，因此密封點取在高危險區與低危險區隔墻處的低危險區一側。

爆炸危險環境內絕緣導線和電纜的允許載流量，不應小于熔斷器熔體額定電流或自動開關長延時過電流脫扣器整定電流的1.25倍，引向1kV以下鼠籠型感應電動機支線的長期允許載流量，不應小于電動機額定電流的1.25倍。論文大全，爆炸危險環境。論文大全，爆炸危險環境。在爆炸性氣體環境1區和爆炸性粉塵環境的l0區內。論文大全，爆炸危險環境。單相網絡中的相線及中性線均應裝設短路保護，井使用雙極開關同時切斷相線及中性線。論文大全，爆炸危險環境。對3～10kV電纜線路，宜裝設零序電流保護；在爆炸性氣體環境1區和爆炸性粉塵環境的l0區保護裝置宜動作于跳閘，在氣體環境2區和粉塵環境的11區宜動作于信號。

3.3防爆廠房防雷接地及等電位連接設計

根據GB50057—94《建筑物防雷設計規范》，化工企業防爆廠房防雷一般應劃分為一類防雷建筑物或二類防雷建筑物。一類防雷應設獨立避雷針或設不大于5m×5m或6m×4m架空避雷網格保護；二類防雷一般在建筑物屋面上設不大于10m×10m或12m×8m避雷網保護，同時應認真對待露天儲罐上排放爆炸危險氣體、蒸氣的放散管、呼吸閥、排風管等的防雷，這些部位應和工藝設計人員確認是否加裝阻火器，若罐體壁厚不小于4mm且加裝阻火器時可利用罐體本身作為接閃器，否則應增設避雷針保護。

為防雷電波侵入，當低壓線路全線采用電纜直埋時，在人戶端應將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應的接地裝置上；當電源電纜自架空線引入時，在電纜與架空線連接處應設避雷器，避雷器、電纜金屬外皮、鋼管、絕緣子鐵腳和金具等應連接在一起接地，其沖擊接地電阻要求小于10Ω。為防雷電感應，平行敷設管道、構架或電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時，應采用金屬線跨接，跨接間距不應大于30m；交叉凈距小于100mm時，其交叉處也應跨接。為了預防不同電位金屬件之間的電荷釋放而產生電火花，防爆廠房內一定要采用等電位連接措施。通常采用在廠房土建柱上預埋鋼板(距地或樓板0.3m處)，該預埋鋼板錨筋通過柱內兩根主筋與廠房基礎接地網鋼筋焊連，且也通過各樓層圈梁內兩根主筋互相焊連，以構成等電位連接，廠房內各種金屬設備、管道、構件、泵及平臺等采用25×4鍍鋅扁鋼就近與柱上預埋鋼板焊連。防爆廠房的防雷接地、工作接地、重復接地、防雷電感應接地及防靜電接地一般共用一個接地裝置(獨立避雷針、避雷網除外)，接地電阻要求不大于4Ω。

4.結束語

化工企業防爆廠房的電氣設計，要嚴格遵守設計規范的要求，同時也需要考慮企業自身的生產工藝特點，針對形成爆炸的基本條件來采取完整的防范措施，才能做到既經濟又有效。

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關鍵詞：果園，噴藥，機械化，建議

 

世界各國對果園噴藥機械的研究與應用極為重視,特別是發達國家,藥械工業發展很快,果園噴藥早已實現了機械化。普遍應用的是高速彌霧機,有些國家(日本)還研制了管道噴藥設施并已推廣應用。而我國工業基礎差,藥械工業起步晚加之其它因素所限,果園噴藥機械化程度很低,作業質量差。為促進我國果園噴藥機械化的發展,現將意見概述如下:

1.我國果園噴藥機械化的現狀

我國解放前,果園噴藥廣泛應用的是進口和國產的手動式和踏板式噴霧器。建國后,在50年代研究并推廣了背負式噴霧機。60年代從日本和前蘇聯引進了少量的動力噴藥機械進行試驗和選型。70年代以后研制了一些小型動力噴霧機。70年代末80年代初許多科研單位為研制高效、噴霧質量好、省水省藥的噴藥機械相繼做了大量工作并取得了一些科研成果。如:遼陽市農機所研制的為28馬力拖拉機配套的牽引式風送噴霧機;遼寧省果樹所研制的為12馬力工程車配套的打藥車;南京農機化所,中國農機研究院,鄭州果樹所等單位研制的為大、中型拖拉機配套的果園風送噴霧機等。

80年代中期管道噴藥技術引入我國并開始研究應用。由于該項技術與移動式動力泵噴藥機組相比,具有噴藥速度快,應用面廣,省工省能,投資少效益高等優點,因此在90年代便在北京、河北、山東等省市興起。免費論文。目前正在效益好的果產區迅速發展。免費論文。手扶噴藥車(即把藥泵裝在手扶拖拉機上,藥箱放在拖車上)近年來隨著果產區手扶拖拉機保有量的增加,發展得也很快。

踏板式和手動式噴藥機今后不會有大的增長,但目前在個體果園噴藥機械中占有較大的比例。大、中型風送噴霧機在遼寧省尚未應用。免費論文。其他省份用者亦很少。管道噴藥雖然正在發展,也僅限于效益好的國營農場、集體果園。絕大多數集體和個體果園仍在應用豐收—3、工農—36、金峰—40、手扶噴藥車等效率低的噴藥機械。總之目前我國果園噴藥機械化的水平與發達國家的差距很大。在果園噴藥作業中存在的主要問題是:噴藥周期長防治不及時;噴霧質量差防治效果不好,蟲果、病果多;噴藥次數多用工量大勞動強度高;操作者不安全;費水費藥等。

2.對發展我國果園噴藥機械化的幾點建議

（1）國家有關部門應統籌規劃,立題研究或引進適應我國國情的,效率高,噴霧質量好的果園植保機械和設施。發揮農機、農藝研究與推廣部門的優勢,先在效益好的果產區搞好試驗、示范,然后推廣。

（2）加強農機與農藝部門的結合,在建園時就考慮到機械作業的問題,有目的研究適應機械化管理的樹型和樹種。

（3）行政管理部門應對果園植保工作宏觀控制,提倡全面防治(即聯防),由專業人員進行預測預報,合理配方統一噴藥。有條件的地方應成立果樹噴藥服務組織。這樣不僅可減少噴藥次數,還可以提高機械的利用率,降低生產成本。

（4）果園機械化的特點是高投入,高效益。目前我國許多果品生產單位和果農對一些高效益的機械和設施無力購置,影響了噴藥機械化的發展及果樹生產。國家只有有針對的投入或通過農業貸款等渠道予以扶植,或工農結合、農戶聯合,集體購買,才能加大投入、加速發展。

參考文獻：

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[4].何雄奎,嚴苛榮,儲金宇,汪健,曾愛軍,劉亞佳. 果園自動對靶靜電噴霧機設計與試驗研究[J]. 農業工程學報. 2003.(06)

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論文摘要：設備是物化勞動的重要組成部分，設備管理是企業管理的重要內容之一。企業要提高經濟效益，很重要的一條就是減少物化勞動的消耗。設備管理的工作目標應是以盡可能少的設備投入創造出盡可能多的經濟效益。對企業不同階段設備管理方法以及如何提高經濟效益進行探討。

一、企業設備前期管理

設備前期管理是一項系統工程，企業各個職能部門應有合理的分工和協調的配合，否則前期管理會受到影響和制約。設備前期管理涉及企業的規劃和決策部門、工藝部門、設備管理部門、動力部門、安全環保部門、基建管理部門、生產管理部門、財務部門以及質量檢驗部門。其中主要部門具體的職責分工如下：a.規劃和決策部門。企業應根據市場的變化和發展趨向，結合企業的實際狀況，委托規劃部門編制企業的中長期設備規劃方案。并進行論證，提出技術經濟可行性分析報告，作為領導層決策的依據。b.工藝部門。從新產品、新工藝和提高產品質量的角度向企業規劃和高級決策部門提出設備更新計劃和可行性分析報告。編制自制設備的設計任務書，負責簽訂委托設計技術協議，提出外購設備的選型建議和可行性分析。負責新設備的安裝布置圖設計、工藝裝備設計和運行的工藝操作規程。c.設備管理部門。負責設備規劃和選型的審查與論證。提出設備可靠性、維修性、要求和可行性分析。協助企業領導做好設備前期管理的組織、協調工作。參加自制設備設計方案的審查及制造后的技術鑒定和驗收，收集信息，組織對設備質量和工程質量進行評價與反饋。負責設備的外購訂貨和合同管理，包括訂貨、到貨驗收與保管、安裝調試等。

二、企業設備使用中的管理

要控制和延緩這一進程，應積極創造適合設備工作的環境條件，選用正確合理的使用方法與工作規范，加強對設備的使用與維護的管理和提高操作者的素質。a.創造良好的工作環境與工作條件。為使設備長期地正常運轉，保持良好的性能、精度，保證安全生產，除應考慮工藝加工布局，發揮設備最大利用效能，減少企業內部零件加工的運輸時間和費用等因素外，還要考慮周圍環境對設備的影響，使設備置于良好的工作環境下，即要求設備的周圍環境整齊、清潔，并根據設備本身的結構、性能、精度等特性，安裝有防震、防腐、防潮、防塵、保溫等裝置。b.合理安排生產任務。由于各種設備的結構、性能、精度、加工范圍、載荷能力和技術要求不同，因此，在安排生產任務時，要使所安排的任務與設備的實際能力相適應，既要防止“大機小用”、“精機粗用”，以免造成設備及能源的浪費，影響精密機床的使用壽命；又要避免超負荷、超范圍的使用設備，以防降低設備使用壽命，造成設備的損壞或事故。c.使用設備的基本功和操作紀律。設備在使用過程中，使用者要根據設備的有關技術文件、資料規定的操作使用程序和設備的特性、技術要求、性能，正確合理的使用設備。d.設備操作維護規程。設備操作維護規程是指導操作者正確使用和操作維護設備的技術性規范，每個操作者必須嚴格遵守，以保證設備正常運行，減少故障，防止事故發生。e.建立健全設備管理的規章制度。對設備的不同特點和技術要求，制定一套科學的管理制度和方法，并保證有效地實施是使設備合理使用的基本保證條件。設備操作者必須由經考試合格取得操作證者擔任，嚴格實行定人定機和崗位責任制，以確保正確使用設備和落實日常維護工作。連續生產和多班制生產的設備必須實行交接班制度。 轉貼于

三、提高企業設備綜合效益的設備管理方法

（一）強化設備前期管理是降低設備管理成本的基礎

設備的前期管理是對設備投產前的管理。設計、選用什么樣的設備，對投產后運行的經濟效益、設備維修投入起著決定性的作用。一方面，合理設計、科學選型是設備前期管理的關鍵。設計選型時既要考慮到設備的可靠性、適用性、維修性、安全性等因素，又要考慮到廠情，盡量同原有的設備系列化，只有這樣才能為設備后續生產、運行、維護的經濟性打下良好的基礎。另一方面，設備前期的合理投入有利于降低設備的運行成本。傳統的設備一生管理中，由于各環節都是以行政單位為界，前期管理與運行管理常有脫節的現象，有時候設備剛投運，就出現改善、改造情況，既影響生產又增加了投資，因此推行運行維護與前期設計、投資控制相結合的辦法就可解決這一矛盾，不能單純追求在設備前期管理中降低投資，從設備壽命周期最經濟這個角度看，前期的合理投入有利于降本增效。

（二）建立設備管理狀態評審制度，維護設備資產的使用價值

設備是物化了的資本金，同時存在著價值和使用價值。設備資產的保值和增值，就設備工作本身而言反映在設備價值形態的管理上。設備價值形態的管理，主要體現在兩個方面:一是設備價值管理，就是對設備投入方式、投入的回收和投入后創出最大限度的效益等方面進行管理;二是設備使用價值管理，設備使用價值是價值的載體，通過管理手段和措施，減少設備的功能損失，保持和恢復設備的功能性。設備使用價值的保值在生產活動中主要靠正常的維護和保養等手段來實現。在設備管理工作中的宏觀調控、監督和增強約束機制，就是對設備使用價值情況進行評審考核，為此，建立了設備評審制度和有效的監督監察制度，以狀態監測等現代化手段對主要生產設備進行狀態監測、動態分析，定性定量評價各單位設備的管理成效，提高了經濟效益。

（三）控制設備運行風險，增加經濟效益

設備風險控制的方法從企業角度來看有以下幾方面：①風險規避。風險規避是指為了免除風險的威脅，采取企圖使損失發生概率等于零的措施。②冗余儲備。冗余儲備是指備用設備或備用計劃的準備。當原有設備等失效時，這些備用措施就可立即起作用。③風險分散。風險分散的目的是降低設備對特定事物或人的依賴程度。分離是將某事物或作業程序區分成好幾個部分。④風險轉嫁。風險轉嫁的途徑有兩個:一個為通過保險契約轉嫁出去;另一個為通過非保險契約轉嫁出去。通過保險契約轉嫁即為保險理財，承受者則為保險人。通過非保險契約轉嫁，是指轉嫁者將風險活動的法律責任轉嫁給非保險人。常見的形態有四種:買賣契約、出租契約、外包契約、辯護(或免責)協議。將運行階段的設備管理工作通過外包契約轉嫁給承包人就是風險轉嫁的一種形式。⑤風險自留。即企業把風險事件的不利后果自愿接受下來。如在風險管理規劃階段對一些風險制定風險發生時的應急計劃，或當風險事件造成的損失數額不大、不影響大局時而將損失列為企業的一種費用。自留風險是在許多情況下最省事的風險規避方法。當其他風險控制方法的費用超過風險事件造成的損失時，也可用此種方法。

參考文獻：

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關鍵詞：液態奶；工藝流程；設備選型；車間布置

前 言：本論文設計生產規模為年產5萬噸液態奶，設計嚴格按照《乳制品生產企業良好生產規范》（GB 12693-2010）[1]進行設計，可生產250ml利樂枕包裝、250-500ml康美包裝、250ml百利包裝、170ml 塑料杯包裝的無菌奶、保鮮奶和酸奶。產品質量必須符合國家標準：《酸牛乳》（GB2746-1999）[2]、《巴氏滅菌乳》（GB 19645-2010）[3]、《滅菌乳》（GB5408.2-1999）[4]。

一、工藝流程

1.工藝流程圖

2.工藝要點[5]

（1）前處理：原乳送到工廠時經過檢驗，合格者方可使用。檢驗合格的原乳經秤量、過濾、凈乳、冷卻到5℃時，送入貯乳槽。

（2）原料乳的標準化。首先必須使標準化乳中的脂肪與非脂固體之比等于產品中脂肪與非脂固體之比；再根據原料乳中非脂乳固體的含量及產品中脂肪及非脂固體兩者的比值，確定標準化乳應有的脂肪含量。

（3）均質。將牛奶預熱到60℃后，于150-200kgf/cm2壓力下均質。

（4）超高溫瞬間殺菌。采用120～150℃、1～2秒鐘的超高溫瞬間殺菌，不僅細菌幾乎完全殺死，而且牛乳蛋白質可以達到軟凝塊化。

（5）酸奶生產工藝。將殺菌后的混合料冷卻到42-47℃后，添加3%的生產發酵劑。接種后攪拌5分鐘使發酵劑均勻分布于奶中，即可開始灌裝。灌裝時間必須有嚴格要求，即從接種開始到罐裝完畢送入發酵室的時間不超過1.5小時。灌裝，封蓋后迅速放入發酵室中，于43℃溫度下發酵2.5-4小時至達到凝固狀態即可終止發酵。達到發酵終點時應立即將酸奶放入2-6℃冷庫中以迅速抑制酸奶菌的生長，降低酶的活性，防止酸度過大。

二、設備選型

根據生產工藝要求，為滿足生產需要，應配備下述主要設備。

（1）收奶預處理工段。包括設備有：收奶泵、管道過濾器、脫氣器、流量計、緩沖罐、板式冷卻器、生奶倉、離心奶泵、標準化設備、稀奶油板式殺菌器、稀奶油儲灌、容積泵、脫脂奶儲罐、熟奶倉。

（2）配料工段。包括設備有：配料罐、離心奶泵、高速混料機、膠體磨、板式換熱器組、管式過濾器。

（3）殺菌工段。包括設備有：板式高溫滅菌機、閃蒸脫氣機、均質機、待裝罐。

（4）酸奶工段。包括設備有：板式殺菌機、脫氣機、均質機、盤管式保溫、生產發酵劑罐、容積泵、發酵罐、板式冷卻器、暫存罐、果料罐。

（5）灌裝包裝工段。包括設備有：康美無菌灌裝機、利樂枕灌裝機、百利包灌裝機、屋頂型灌裝機、酸奶灌裝機。

三、車間布置

按《乳制品生產企業良好生產規范》（GB 12693-2010）中規定實施，依生產工藝流程順序，遵循流程圖，液態奶生產車間布置如下：

（1）車間的南面布置生產人員更衣區、CIP系統、維修及工具間、空調機房、水處理間。

（2）車間中部從西至東分布前處理間、殺菌間、灌裝間、外包間、成品庫。

（3）車間北部分布收奶間、配料間、內包材間、外包材間、酸奶冷庫、消毒奶冷庫、成品暫存庫。液體奶車間在收奶間設置一鮮奶化驗間，主要是對鮮奶及輔料進行檢驗。

生產人員需經凈化后進入各生產工段，預處理區為準清潔區、包裝區和灌裝區為清潔區，輔助生產區為普通區。生產區門廳旁是車間生產人員的人凈區，人員經換鞋、一次更衣、淋浴等程序后進入車間前處理區，進入灌裝間人員需經二次更衣、換鞋、洗手后方可進入。收奶間、成品庫、內包材間等運輸量大，接近運輸主干道，方便原、輔料、成品等的運輸。車間出入口設防火風幕，車間有紗門，紗窗，頂角，墻角及地角處均應做成圓弧形，窗臺做坡形，生產車間地面為細石砼內摻耐磨金鋼砂面層，倉庫地面為水磨石面層，辦公地面采用防滑地磚。

參考文獻：

[1]《乳制品生產企業良好生產規范》（GB 12693-2010），中華人民共和國衛生部.

[2]《酸牛乳》（GB2746-1999），中華人民共和國衛生部.

[3]《巴氏滅菌乳》（GB 19645-2010），中華人民共和國衛生部.

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關鍵詞：動力分布式供熱系統；背壓；用戶泵；運行調速；變頻范圍

中圖分類號：TU833文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2015）12-0265-03

1引言

隨著動力分布式供熱輸配系統技術的日趨成熟，它以較低的輸配能耗、較高的節電率及良好的水力穩定性在城市區域供熱管網設計和運行中得到推廣和認可。但設計及運行人員對其變流量調節和控制的了解還不深入，盲目認為用戶泵變頻運行可以根據負荷變化而無限制調速。從而造成用戶泵低效運行，不僅達不到預期的節能效果，還縮短了水泵的壽命。為了進一步推廣動力分布式供熱系統的應用，發揮該系統的節能潛力。本文從系統背壓這一方面分析其對用戶泵運行調速范圍的影響并給出不同系統背壓下變頻調速范圍確定的方法，為系統設計中水泵參數及臺數確定提供選型參考。

2影響水泵變頻調速范圍的因素

在動力分布式供熱輸配系統中，影響水泵變頻運行調速范圍的因素有三項：一是管網特性，主要是管網阻力損失和凈揚程的比例。二是水泵工作狀況點在水泵運行高效區的位置，一般選泵時盡量使參數靠近水泵高效區右端點以獲得較大的調速范圍。三是水泵的工作性能，主要是水泵高效區內揚程的變化幅度，而其變化幅度與水泵的比轉數直接相關，比轉速越大，其幅度越大，反之則越小。一般選用高比轉速的供水泵可獲得較大的調速區間。動力分布式供熱系統中背壓對水泵運行調速范圍的影響屬于第一項影響因素。

4動力分布式供熱系統中的背壓對水泵

調速范圍的影響動力分布式供熱系統管網阻力特性體現在兩個方面：一是反映供回水管壓差的支路系統背壓，二是管路的阻力特性。其對供熱系統中分布泵的調速范圍的影響主要是用戶支路系統背壓與該支路阻力損失的比例。根據水泵相似率知用增加轉速來增大流量時，能耗會反而增加。所以，一般情況下，不應該采用增大轉速來調節工況。因此在選擇水泵時，應按照系統最大設計工況參數來選擇水泵的型號。水泵的調速運行一般是在額定轉速之內降速運行，對調速范圍的討論關鍵是確定水泵的最低轉速。

5結語

對于定零壓差點（熱源處）的動力分布式供熱管網而言，支路系統背壓隨離熱源距離的增加而增加，當供熱半徑很大時，尤其顯著。當令各支路阻力損失相等時，距離熱源越遠用戶支路系統背壓占該支路用戶泵揚程的比重也會越大，通過上文分析知，其用戶泵調速范圍也會變小。所以在一個供暖季里，水泵變頻調速不能盲目的隨供熱負荷的變化而無限制的變化。設計及運行人員可找出水泵調速最不利點，應用水泵串并聯技術手段，分泵消耗部分系統背壓，這樣可有效提高熱負荷調控區間。然后對整個動力分布式供熱系統進行統計并計算綜合變頻范圍，采用分階段改變供水溫度的量調節這一運行策略，由此保證該系統的高效節能運行。

參考文獻：

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[3]趙賢兵，李芳芹.變頻技術在泵與風機系統中應用的節能分析[J].實用節能技術，2005（5）：52～54.

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關鍵詞：小型水電站，技術改造

 

我國農村水電資源豐富，可開發量7187萬kW，分布在全國1500多個縣(市)。到2001年底，已建成農村水電站4萬余座，裝機容量達2879萬kW，占農村水電資源可開量的40%，其中運行30年以上的小水電站的裝機容量153萬kW，運行20年以上的757萬kW，分別占已建成的小水電站總裝機容量的5.3%和26.3%。這些小水電站裝機容量小(大多在500kW～3000kW以下)，臺數多，技術落后，效率低，制造質量差，安全生產隱患多。有的已經改造或停運，有的正在改造，更多的則急需進行技術改造。為了宏觀指導小型水電站的技術改造工作，水利部于1997年了行業標準SL193-97《小型水電站技術改造規程》。近幾年來，各地在小型水電站技術改造工作中取得了一定成績，但還存在一些問題。現就筆者在規程編寫調研和實際工作中遇到的一些問題談一些體會。

一、認真總結，摸清問題

許多小水電站經過10年、20年甚至30年的運行，積累了許多運行檢修方面的寶貴資料，但是由于人員的變動等多方面的原因，許多圖紙殘缺不齊，甚至機組上的標牌都已丟失，因此，技術改造前原始資料(包括水文、工程設計、設備及機組運行檢修記錄等)的收集、分析總結十分重要，這是做好技術改造工作的前提。早期建成的小型水電站，機組運行中常常遇到以下問題：

1．水輪機主要性能參數(N、H、Q)與電站實際運行參數不匹配。1)上世紀70年代以前建成一些小型水電站，由于當時、當地的客觀條件，存在“有窩找機”或“有機找窩”現象，致使機組參數與電站實際參數不符。2)我國早期編制的水輪機模型轉輪型譜中可供各水頭段選用的轉輪型號少，不少小水電站只能“套用”相近轉輪，因而機組偏離電站實際運行參數。3)對小水電站水輪機選型設計，有的地方管理部門不太重視，有的設計單位也不夠認真，因而使一些水電站的水輪機轉輪直徑、額定水頭、額定轉速選擇不當，造成機組性能參數與電站實際運行參數不匹配。4)有些小水電站建成后，實際來水量或水頭等水文數據與設計資料不符。

2．水輪機性能落后，技術陳舊，制造質量差。我國1964年頒布的水輪機模型轉輪系列型譜中的ZZ600、ZZ460、ZZ587、HL365、HL123、HL702、HL638等型號的轉輪，其主要性能指標(單位流量Q11、單位轉速n11、模型效率ηm)都比較低，相當于國外上世紀30～40年代的技術水平，有的至今仍在服役。有些小水電站的水輪機加工質量差，缺陷多，久修不愈，長期帶病運行，出力不足，安全可靠性差。水輪機處在低效率、常發病條件下運行是不安全、不經濟的。科技論文，小型水電站。

3．多泥沙河流上的水輪機磨蝕破壞嚴重。據不完全統計，我國小型水電站中，約有1/3的水輪機存在空蝕和泥沙磨損問題，有些水輪機的大修間隔不到一年，導水葉和水輪機進水閥嚴重漏水，有的甚至難以正常開、停機。科技論文，小型水電站。有的水輪機轉輪葉片發生嚴重裂紋或斷裂，不能保證安全運行。

4．水輪發電機絕緣老化，推力軸承燒瓦。有些小水電站的水輪發電機因運行年代長，定子、轉子的絕緣已嚴重老化，容易引發接地故障，威脅機組安全運行。由于制造或安裝質量較差，水輪發電機的推力軸承可靠性低，常導致燒瓦事故。科技論文，小型水電站。

5．水輪機與電氣設備不配套。有些小水電站水輪機的輸出功率大于發電機或主變壓器的額定容量，形成“大馬拉小車”，使水電站的設計出力受到限制，發電時出現不正常的棄水現象。也有的水電站發電機容量大于水輪機出力，形成“小馬拉大車”，既浪費了設備容量也增大了運行損耗。

二、優化設計，獲取最大的經濟效益

為了做好小型水電站的技術改造，一定要委托有資質的單位進行技術咨詢并做到優化設計，還要請專家對改造設計方案進行審查。在技術改造設計中，一般采取以下幾種方式：

1．對于水頭、流量與原設計變化不大，而水輪機設備陳舊、性能落后的水電站，可采用更新改造或增容改造方式。選用該水頭段導水葉相對高度b。相同或相近的新型轉輪，如無合適的新型轉輪，則應重新(或改型)設計轉輪，或者改進過流部件型線結構。其目的在于提高水輪機的運行效率，增容并增加年發電量。例如，北京西郊門頭溝軍莊水電站，裝有6臺ZD760-LM-100型機組，單機額定出力125kW，實發100kW，采用優化設計的三葉片轉輪，單機出力提高到180kW，比原設計提高44%，比改造前提高80%。

2．對于水頭、流量比原設計減少了的水電站，宜采取減容改造方式。科技論文，小型水電站。即根據水電站的實際運行水頭和流量降低水輪機的額定水頭，減小額定輸出功率，選用合適的新型轉輪或重新設計轉輪，其目的是將水輪機調整到最優或較優工況區運行，以提高其運行效率，增加年發電量。例如，山西省靈邱縣北泉水電站裝機2×1250kW，水輪機型號為HL702—WJ—71(H=42m，Q=3.62m3/s)，枯水期實際電站平均流量僅2.3m3/s，一臺機也只能帶400kW～600kW，因此，專門為枯水期配制了一個轉輪，額定出力800kW，投運后出力反而比改造前增加200kW，多發電效益十分明顯。

3．對于水頭、流量比原設計增大了的水電站，應采取增容改造方式。應根據電站實際運行水頭和流量增大的具體條件，提高水輪機的額定水頭，加大額定輸出功率，選用合適的新型轉輪或者重新設計轉輪，其額定轉速應結合水輪發電機的改造方式確定，最終應使水輪機在較高效率區運行。這樣既加大了單機容量又提高了水輪機的運行效率，電站年發電量也有較大增加。

4．對于多泥沙水電站，應考慮泥沙磨損問題，應采用與抗磨措施相結合的改造方式。科技論文，小型水電站。技術改造措施：1)按枯水期和渾水期不同泥沙條件分別設計制造2個HL220改進型轉輪；2)改進水輪機結構并采取多種抗磨措施(包括采用優質材料)；3)開發了尾水能量回收裝置，回收利用2m尾水跌水落差。經改造后的1號機，出力由原不到1000kW增加到1150kW以上，大修周期延長到3年，經濟效益十分顯著。科技論文，小型水電站。

三、要重視輸水系統的核算

在小型水電站增容改造中，有一個關鍵環節需要慎重對待，即水輪機輸水系統。尤其是一管多機的引水式壓力輸水系統，應當從水力和調節保證參數兩個方面進行核算。水力核算即是對水輪機輸水系統的過流量和水頭損失的數值關系進行核算，并繪制水頭損失與流量關系曲線h=f(Q)，以分析選定最大允許的水輪機額定水頭和設計引用流量。調節保證核算就是從機組運行特性和輸水系統水力特性兩方面來核算機組運行的過渡過程中可能發生的最大水壓力和最大轉速升高值，并檢查前者是否在水輪機輸水系統設計水壓力的范圍內，以研究和確定采取加固補強措施的合理性和可能性。總之，水輪機輸水系統的最大過流量和水頭損失及其所能承受的最大水壓力，是制約水輪機增容的一個關鍵環節，不可忽視，否則會影響技術改造的經濟效益和安全運行。

四、增容改造必須分清主次

由于水輪機處于原動機地位，故其運行效率高低對機組影響顯著。水輪機選型技術難度較大，影響參數也多，在電站實際運行中出現的問題也較多，這是符合客觀規律的。因此，在小水電站的增容改造中必須分清主次，要抓住水輪機改造來帶動發電機和整個其它機電設備及水工金屬結構的改造，這是應當遵循的原則。

五、一定要重視竣工驗收為了檢驗機組增容改造成果，對單機容量5000kW及以上的水輪機，應作技改前后性能對比測試。一定要做機組起動驗收，起動驗收合格后才能進行試運行；只有經過試運行合格并且遺留問題都已處理完畢，才能進行竣工驗收，確保長期高效安全運行。為了提高小型水電站改造后的技術水平和經濟效益，技術改造時必須認真貫徹執行SL193-97《小型水電站技術改造規程》，在執行中遇到的問題應及時向水利部農村水電及電氣化發展局反映，供修編時參考。