第一篇：高速鐵路設(shè)備系列介紹之二十一——?jiǎng)榆嚱M輕量化技術(shù)介紹

高速鐵路設(shè)備系列介紹之二十一——?jiǎng)榆嚱M輕量化技術(shù)介紹：

高速鐵路列車重要技術(shù)之一是要運(yùn)用車輛輕量化技術(shù)。傳統(tǒng)的車體材料是碳素鋼，其份量重，再考慮腐蝕的預(yù)留量較大，因此車輛自重大和壽命短。另外，隨著車輛的速度的提高,軌道承受的負(fù)荷及能耗將隨之增大,如列車以時(shí)速200公里運(yùn)行的時(shí)候，每牽引一噸重的重量，大約要消耗電力12千瓦，到時(shí)速300公里的時(shí)候，每牽引一噸要消耗16至17千瓦，因此，世界各國(guó)都在輕量化的技術(shù)上進(jìn)行研究。要實(shí)現(xiàn)車輛的高速化,一定要使車輛輕量化。其主要途徑是采用高性能的新材料和改進(jìn)車輛結(jié)構(gòu)、縮小尺寸等優(yōu)化構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，采用了車輛輕型化技術(shù),還可以有效地抑制地基振動(dòng)的增加，降低噪聲,減少因速度的提高而帶來(lái)的空氣動(dòng)力聲的顯著增加。在近代，高速車輛的車體材料主要有不銹鋼、高強(qiáng)度耐候鋼和鋁合金。用鋁合金制造車體的嘗試早在20世紀(jì)上半期就已經(jīng)開始，最早用于地鐵和市郊列車，后來(lái)應(yīng)用于普通列車上。自進(jìn)入上世紀(jì)90年代，與車體等長(zhǎng)的多品種大型中空擠壓型材的出現(xiàn)，使鋁合金成為生產(chǎn)高速列車的主導(dǎo)材料，由于鋁合金的重量大大低于碳素鋼，有利于高速列車減重提速。因此，各國(guó)高速列車在車體設(shè)計(jì)制造中已基本采用鋁合金擠壓型材或不銹鋼材質(zhì)，使車體結(jié)構(gòu)具有無(wú)涂裝，免維修或少維修特點(diǎn)。尤其是鋁合金擠壓型材，包括異型或大截面空腹斷面型材，其優(yōu)勢(shì)主要有：制造工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省加工費(fèi)用；減重效果好；有良好的運(yùn)行品質(zhì)；耐腐蝕，可降低維修費(fèi)。于當(dāng)時(shí)，日本新干線高速電動(dòng)車輛,法國(guó)TGV、德國(guó)ICE列車等采用不銹鋼、鋁合金、復(fù)合材料,使車體大幅度輕量化,取得了顯著效益。不銹鋼車輛具有高耐蝕性、美觀、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。60年代初,日本率先研制出不銹鋼車輛,其外板:不需涂裝,防腐性好,尤其是輕量、節(jié)能,可提高列車牽引能力。前蘇聯(lián)也相繼研制出含鎳或無(wú)鎳的不銹鋼車輛;德國(guó)生產(chǎn)的不銹鋼客車車體也成功地應(yīng)用于高速電氣化鐵路。各類不銹鋼車輛按照使用不銹鋼的程度分為：全不銹鋼車,除車底架部分零件外,均采用不銹鋼；半不銹鋼客車,外皮或骨架、梁選用不銹鋼；表皮不銹鋼車,車的外殼為不銹鋼三種。法國(guó)生產(chǎn)的一部分TGV高速電氣列車車體采用了半不銹鋼結(jié)構(gòu),其骨架、車底架梁采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼(車體蒙皮用鋁材),由于可以不考慮腐蝕的預(yù)留量。我國(guó)生產(chǎn)的動(dòng)車組，車體的重量比傳統(tǒng)的客車減輕了一半，輕量化技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。為了進(jìn)一步減輕重量，改善隔聲性能，以及便于設(shè)計(jì)、制造，國(guó)外已開始試用纖維增強(qiáng)塑料夾層結(jié)構(gòu)代替金屬制造車體。纖維增強(qiáng)塑料具有質(zhì)輕，強(qiáng)度高，疲勞強(qiáng)度高、裂紋擴(kuò)展速率低，較好的結(jié)構(gòu)阻尼性、隔熱和耐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是彈性模量低，抗彎扭剛度比金屬差，價(jià)格貴。因此，當(dāng)前大量采用高分子非金屬材料作為車廂內(nèi)部設(shè)備材料也有較好的減重效果。如水箱、集便器、整體廁所、座椅等。

碳素纖維是在上世紀(jì)80年代的初期進(jìn)入一級(jí)方程式賽車后，就完全取代了原來(lái)的鋁合金車身，是給賽車運(yùn)動(dòng)帶來(lái)革命性發(fā)展的材料。若用碳素纖維（carbon fiber簡(jiǎn)稱CF）制造動(dòng)車組車體，又將比鋁合金車體減重30%，這是下一代高速列車的理想材料。這也是在國(guó)際上被譽(yù)為“黑色黃金”，它繼石器和鋼鐵等金屬后，被國(guó)際上稱之為“第三代材料”，因?yàn)橛锰祭w維制成的復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度，且超輕、耐高溫高壓。其另一大好處在于它的加工的自由性，可以象裁縫一樣將碳素纖維剪切成一塊一塊的，然后加上樹脂層進(jìn)行強(qiáng)化。

我國(guó)對(duì)碳素纖維的研究開始于20世紀(jì)60年代，80年代開始研究高強(qiáng)型碳纖維。多年來(lái)進(jìn)展緩慢，但也取得了一定成績(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)發(fā)展較快，安徽華皖碳纖維公司率先引進(jìn)了500噸／年原絲、200噸／年P(guān)AN基碳纖維(只有東麗碳纖維T300水平)，使我國(guó)碳纖維工業(yè)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化。隨后，一些廠家相繼加入碳纖維生產(chǎn)行列。

第二篇：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組介紹材料

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組介紹材料

技術(shù)創(chuàng)新

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的設(shè)計(jì)研制，遵循了安全可靠、簡(jiǎn)統(tǒng)化、系列化、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能環(huán)保等原則，在方便運(yùn)用、環(huán)保、節(jié)能、降低全壽命周期成本、進(jìn)一步提高安全冗余等方面加大了創(chuàng)新力度，具有創(chuàng)新性、安全性、智能化、人性化、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)車組技術(shù)全面自主化，動(dòng)車組整體性能及車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組采用的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了動(dòng)車組基礎(chǔ)通用、車體、走行裝置、司機(jī)室布置及設(shè)備、牽引電氣、制動(dòng)及供風(fēng)、列車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)用維修等10多個(gè)方面。大量采用中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)鐵路總公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，使中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組具有良好的兼容性能。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組研制過(guò)程中，在運(yùn)用安全、節(jié)能環(huán)保、降低全壽命周期成本、特別是進(jìn)一步提高安全冗余等方面加大了科技創(chuàng)新力度。

為了確保運(yùn)行安全，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組進(jìn)一步增加了主動(dòng)安全與被動(dòng)安全措施：一是列車設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循安全標(biāo)準(zhǔn)，包括防火、防碰撞、動(dòng)力學(xué)等方面，提高列車可靠性，具備失穩(wěn)檢測(cè)、煙火報(bào)警、軸溫監(jiān)控、受電弓視頻監(jiān)視等安全防護(hù)功能，安全防護(hù)設(shè)計(jì)更為完善。二是按照“故障導(dǎo)向安全”的原則，優(yōu)化了智能化感知系統(tǒng)，能全面監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)感知列車狀態(tài)。列車出現(xiàn)異常時(shí)，可自動(dòng)報(bào)警或預(yù)警，并能根據(jù)安全需求自動(dòng)采取限速或停車措施。

為改善旅客乘車體驗(yàn)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組充分體現(xiàn)了人性化設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步優(yōu)化了旅客界面與司乘界面，在乘車空間、空調(diào)系統(tǒng)、行李架設(shè)置、車廂照明、無(wú)障礙設(shè)施等方面做了改善。車廂內(nèi)二等座椅間距統(tǒng)一加大到1020mm、一等座椅間距統(tǒng)一加大到1160mm，設(shè)置不間斷的旅客用220V電源插座。

為適應(yīng)節(jié)能環(huán)保要求，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組整車采用全新低阻力流線型頭型設(shè)計(jì)和車體平順化設(shè)計(jì)，降低氣動(dòng)阻力，減少持續(xù)運(yùn)行能量消耗，并統(tǒng)一零部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)各型號(hào)動(dòng)車組相同零部件的互換使用，有效降低運(yùn)用、檢修等壽命周期成本

研制目的

一是科研創(chuàng)新、技術(shù)攻關(guān)的需要。加強(qiáng)高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)，使中國(guó)高鐵技術(shù)保持世界領(lǐng)先水平。

二是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，降低成本的需要。針對(duì)不同型號(hào)的動(dòng)車組，建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組在服務(wù)功能、運(yùn)用維護(hù)上的統(tǒng)一，提高效率，降低成本。

三是適應(yīng)環(huán)境，全面兼容的需要。適應(yīng)不同地質(zhì)條件和運(yùn)用環(huán)境的需要，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組技術(shù)的兼容性。這也是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組世界上獨(dú)有的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2012年開始，在中國(guó)鐵路總公司主導(dǎo)下，集合國(guó)內(nèi)有關(guān)企業(yè)、高?？蒲袉挝坏葍?yōu)勢(shì)力量，開展了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組研制工作，2013年12月完成總體技術(shù)條件制定，2014年9月完成方案設(shè)計(jì)，2015年6月完成兩列動(dòng)車組組裝、調(diào)試并下線。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組2015年6月1日下線，2015年7月，在中國(guó)鐵道科學(xué)研究院環(huán)行試驗(yàn)基地，開展時(shí)速160公里及以下型式試驗(yàn)。同年9月至2016年5月，在大同至西安高鐵原平至太原高速綜合試驗(yàn)段，開展型式試驗(yàn)和運(yùn)用考核。今年5月，在鄭徐高鐵開展運(yùn)用考核。7月，兩列中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在鄭徐高鐵從時(shí)速200公里逐級(jí)提速至?xí)r速420公里，并完成高速重聯(lián)和交會(huì)試驗(yàn)。

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)高速動(dòng)車組技術(shù)也取得長(zhǎng)足進(jìn)步。目前，我國(guó)鐵路投入運(yùn)營(yíng)的動(dòng)車組已有2395余組，居世界首位，安全運(yùn)行里程超過(guò)37.4億公里。為適應(yīng)中國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)環(huán)境和條件更為復(fù)雜多樣、長(zhǎng)距離長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速運(yùn)行等需求，打造適合中國(guó)國(guó)情、路情的高速動(dòng)車組設(shè)計(jì)制造平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)車組技術(shù)全面自主化。

第三篇：高速鐵路設(shè)備系列介紹之三——《從閉塞原理中了解其設(shè)備》

高速鐵路設(shè)備系列介紹之三——《從閉塞原理中了解其設(shè)備》：

“閉塞”二字，按詞典上解釋，即與外界隔絕也。在輪軌交通中，用鐵路上行車人話說(shuō)，為保證列車在線路上運(yùn)行安全，在空間上或在時(shí)間上隔離的技術(shù)。但后者安全性極差，一般情況下已棄用。只有前者空間隔離的技術(shù)最安全、最先進(jìn)。

鐵路上，將車站與車站間這段鐵路線，即列車運(yùn)行線稱為區(qū)間，一般為10公里左右。而當(dāng)列車進(jìn)入?yún)^(qū)間后，必須使之與外界隔離起來(lái)，區(qū)間兩端車站都不再向這一區(qū)間發(fā)車，以防止列車相撞和追尾。這段隔離區(qū)間，鐵路上稱“閉塞”，是鐵路信號(hào)的專用名詞。為其所設(shè)置的設(shè)備稱為閉塞設(shè)備。隨著列車速度的提高，為提高運(yùn)輸能力，鐵路上又將10公里左右的長(zhǎng)區(qū)間，劃分為若干閉塞分區(qū),以不同的信號(hào)表示該分區(qū)或前方分區(qū)是否被列車占用等狀態(tài),列車則根據(jù)信號(hào)顯示運(yùn)行。

我國(guó)傳統(tǒng)鐵路當(dāng)前釆用的閉塞方法，主要有兩種：一是半自動(dòng)閉塞，需人工辦理閉塞手續(xù)，列車憑出站信號(hào)機(jī)的進(jìn)行顯示發(fā)車，但列車出發(fā)后，出站信號(hào)機(jī)能自動(dòng)關(guān)閉，所以叫半自動(dòng)閉塞。采用半自動(dòng)閉塞時(shí)，列車占用區(qū)間的憑證是出站信號(hào)機(jī)（線路所是通過(guò)信號(hào)機(jī)）的進(jìn)行顯示。出站信號(hào)機(jī)不能任意開放，它受半自動(dòng)閉塞機(jī)的控制。只有當(dāng)區(qū)間空閑，經(jīng)過(guò)辦理手續(xù)后，出站信號(hào)機(jī)才能開放。還應(yīng)注意，出站信號(hào)機(jī)既要防護(hù)列車區(qū)間運(yùn)行的安全，又要防護(hù)出發(fā)列車在站內(nèi)運(yùn)行安全。所以它既要受閉塞機(jī)的控制，又要受到車站聯(lián)鎖設(shè)備的控制。釆用半自動(dòng)閉塞法時(shí)稱為半自動(dòng)閉塞區(qū)段。

二是自動(dòng)閉塞，首先要裝置由運(yùn)行中的列車能自動(dòng)完成閉塞任務(wù)的一種自動(dòng)閉塞設(shè)備。通過(guò)列車運(yùn)行及閉塞分區(qū)的情況，隨著列車的運(yùn)行，通過(guò)以色燈信號(hào)機(jī)為主的自動(dòng)閉塞設(shè)備，自動(dòng)變換顯示、自動(dòng)控制、不需要人工操縱，這種完全是自動(dòng)進(jìn)行的閉塞，故叫自動(dòng)閉塞。

目前，我國(guó)傳統(tǒng)鐵路上采用的自動(dòng)閉塞主要有單線雙向自動(dòng)閉塞（在線路兩側(cè)均設(shè)有通過(guò)色燈信號(hào)機(jī)）和雙線單向自動(dòng)閉塞（每條線僅一側(cè)設(shè)信號(hào)機(jī)）。

當(dāng)基本閉塞法不能使用時(shí)，根據(jù)列車調(diào)度員命令所采用代用閉塞方法稱電話閉塞。在使用時(shí)，有嚴(yán)格規(guī)定和注意事項(xiàng)，在這里暫不詳述了。總之，不論采取何種信號(hào)顯示制式,列車間都必須有一定數(shù)量的空閑分區(qū)作為列車安全間隔。一個(gè)區(qū)間（閉塞分區(qū)）內(nèi)，同一時(shí)間只允許一列車占用。無(wú)論在鐵路、在地鐵談閉塞，閉塞設(shè)備又必須和信號(hào)系統(tǒng)緊緊相連，一起成長(zhǎng)發(fā)展。

隨著計(jì)算機(jī)及通訊技術(shù)的發(fā)展，隨著高速鐵路、城市軌道交通蓬勃掀起發(fā)展，傳統(tǒng)的固定自動(dòng)閉塞系統(tǒng)又出現(xiàn)不能適應(yīng)高速發(fā)展的運(yùn)輸交通需求，必須向準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)和移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)變化、發(fā)展。移動(dòng)自動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)成為一種現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的智能化的列車間隔控制系統(tǒng)，已成了代表21世紀(jì)鐵路、軌道交通信號(hào)發(fā)展的方向。

傳統(tǒng)的固定閉塞就是前面說(shuō)到的將線路劃分為固定位置、某一長(zhǎng)度的閉塞分區(qū)。一個(gè)分區(qū)只能被一列車占用，兩列車間以若干分區(qū)為安全間隔。列車信號(hào)控制系統(tǒng)采用模擬軌道電路判斷分區(qū)占用情況，通過(guò)列車輪軸傳感器加點(diǎn)式或環(huán)線傳輸傳遞信息，信息量較小。在傳統(tǒng)的固定閉塞制式下,列車信號(hào)控制系統(tǒng)無(wú)法知道列車在閉塞分區(qū)內(nèi)的具體位置,因此列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)總在某一分區(qū)的邊界。為充分保證安全,必須在兩列車間增加一個(gè)防護(hù)區(qū)段,并是固定不變的，一旦固定就必須按照最壞情況去設(shè)定，但是車輛性能良莠不齊，都按一種方式對(duì)待，這迫使得列車間的安全間隔較大,影響了線路的使用效率。

準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在控制列車的安全間隔上比固定閉塞安全間隔，但列車信號(hào)控制系統(tǒng)通過(guò)采用報(bào)文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來(lái)判斷閉塞分區(qū)占用并傳輸信息,信息量大，可以告知后續(xù)列車?yán)^續(xù)前行的距離,后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動(dòng),列車制動(dòng)的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動(dòng)的地點(diǎn),從而可改善列車速度控制,縮小列車安全間隔,提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動(dòng)閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動(dòng)點(diǎn)仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方,因此，它并沒(méi)有完全突破軌道電路的限制。準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在當(dāng)今軌道交通的信號(hào)項(xiàng)目中采用得較多，上海地鐵2、3、4號(hào)線，廣州地鐵1、2號(hào)線、深圳地鐵61號(hào)線、南京地鐵1號(hào)線和天津?yàn)I海輕軌都采用這種技術(shù)。

移動(dòng)閉塞取消了前兩種制式的固定劃分的分區(qū)，將每一列車加上前后的一定安全距離作為一個(gè)移動(dòng)的分區(qū)，列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)都是動(dòng)態(tài)的。移動(dòng)閉塞技術(shù)則在對(duì)列車的安全間隔控制上更進(jìn)了一步。列車的安全間距是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動(dòng)距離加上安全余量計(jì)算得出。列車和地面間保持連續(xù)的雙向通信，信息量大，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。通過(guò)車載設(shè)備和軌旁設(shè)備不間斷的雙向通信,控制中心可以根據(jù)列車實(shí)時(shí)的速度和位置動(dòng)態(tài)計(jì)算列車的最大制動(dòng)距離。列車的長(zhǎng)度加上這一最大制動(dòng)距離并在列車后方加上一定的防護(hù)距離,便組成了一個(gè)與列車同步移動(dòng)的虛擬分區(qū)。由于保證了列車前后的安全距離,兩個(gè)相鄰的移動(dòng)閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時(shí)前進(jìn),這使列車能以較高的速度和較小的間隔運(yùn)行,從而提高運(yùn)營(yíng)效率。一般而言，移動(dòng)閉塞對(duì)于效率的提高，往往是原線路升級(jí)前，車輛性能差距大的效果好，而對(duì)于全高性能動(dòng)車的地鐵來(lái)說(shuō)，車輛性能均一，如果原來(lái)是小閉塞，那么改移動(dòng)閉塞，就不一定有很顯著的效果。當(dāng)然，從總體發(fā)展方向說(shuō)，移動(dòng)閉塞不僅是軌交系統(tǒng)發(fā)展方向，更是今后高速鐵路必備設(shè)備。

第四篇：城市供水系統(tǒng)監(jiān)控和自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備情況介紹環(huán)境保護(hù)論文

城市供水系統(tǒng)監(jiān)控和自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備情況介紹環(huán)境保護(hù)論文

摘要：采用生物接觸氧化技術(shù)預(yù)處理微污染原水，并和水廠常規(guī)處理工藝進(jìn)行了對(duì)比。中試結(jié)果表明，原水濁度為50～200NTU、氨氮濃度為1～10mg/L、水溫為18～30℃時(shí)，生化池對(duì)氨氮的去除率為60%～80%，CODMn去除率為0.5%～25%，UV254的去除率為1%～15%；正常運(yùn)行時(shí)，較高濁度(200～800NTU)的沖擊不會(huì)明顯影響生化池對(duì)氨氮和CODMn的去除；生化池的亞硝酸鹽氮去除率為20%～50%，在原水氨氮濃度較高時(shí)亞硝酸鹽氮積累增多；增加生物接觸氧化預(yù)處理工藝，顯著提高了后續(xù)混凝沉淀池和砂濾池的除污染效果。關(guān)鍵詞：微污染原水 預(yù)處理 生物接觸氧化

一、專題概況

“污水處理與水工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究”是我國(guó)“九五”期間設(shè)立的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。該項(xiàng)目由5個(gè)課題、21個(gè)專題組成，分別由建設(shè)部、國(guó)家環(huán)?？偩?、中國(guó)科學(xué)院等6個(gè)部委組織實(shí)施?！俺鞘泄┧到y(tǒng)監(jiān)控和自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備”（96-909-03-04）是專題之一，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)（原哈爾濱建筑大學(xué)）主持。專題下設(shè)4個(gè)子專題，即

1、安全飲用水的監(jiān)測(cè)儀表；

2、已建水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；3新建水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；

4、城市供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)備與優(yōu)化調(diào)度研究，分別由哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究院、深圳自來(lái)水集團(tuán)公司承擔(dān)，有廣東開平供水集團(tuán)公司、廈門飛華環(huán)保器材有限公司、三門峽市自來(lái)水公司等單位參加。該專題工作自1996年至2000年進(jìn)行，歷時(shí)5年，參加攻關(guān)人員總計(jì)約40人，投入經(jīng)費(fèi)2374萬(wàn)元。

二、專題設(shè)立的指導(dǎo)思想

1、研究的目的和意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水對(duì)人民生活與生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，對(duì)供水的質(zhì)量與安全可靠性的要求不斷提高，人們也更加重視降低供水系統(tǒng)的能耗，為此，一項(xiàng)重要而有效的措施就是加強(qiáng)供水系統(tǒng)工況的監(jiān)測(cè)，尤其是加強(qiáng)水處理廠各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。

研究城市供水系統(tǒng)的監(jiān)控與水廠自動(dòng)化技術(shù)裝備，必須考慮中國(guó)供水行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)力量。我國(guó)水廠的基本現(xiàn)狀是：水工業(yè)整體技術(shù)水平低，特別缺乏供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)與人才；水工業(yè)儀表與裝備基礎(chǔ)薄弱，國(guó)產(chǎn)的專用水質(zhì)在線檢測(cè)儀表及主要裝備性能難以滿足供水企業(yè)的需要；受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平限制，供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，除了少數(shù)較大型企業(yè)有能力通過(guò)貸款等方式引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備、發(fā)展供水監(jiān)控系統(tǒng)外，多數(shù)的中水水廠面臨的是缺資金、少技術(shù)、進(jìn)口設(shè)備買不起、國(guó)產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)的局面。這些情況決定了發(fā)展中國(guó)供水行業(yè)的現(xiàn)代化不能全盤照搬西方發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，要形成有中國(guó)特色的技術(shù)路線。

為此，本專題的研究目的就是在“八五”攻關(guān)成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)發(fā)揮已有研究?jī)?yōu)勢(shì)，開發(fā)出一批適全中國(guó)國(guó)情的特點(diǎn)的、關(guān)鍵的水質(zhì)專用檢測(cè)儀表與裝備；總結(jié)我國(guó)供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)經(jīng)濟(jì)，參考借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)濟(jì)，建成若干有代表性的水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)示范工程。這一專題的研究將有效地提高供水系統(tǒng)的工作質(zhì)量及供水的安全可靠性，降低供水成本，推進(jìn)我國(guó)供水系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)代化的進(jìn)程，具有很顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2、國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展概況及國(guó)內(nèi)需求

國(guó)外自60-70年代起開始了供水系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控的研究與應(yīng)用工作。尤其是自80年代以來(lái)，微電子等現(xiàn)代科技高速發(fā)展，水工業(yè)專用檢測(cè)儀表與裝備不斷發(fā)展，水工業(yè)專用檢測(cè)儀表與裝備不斷發(fā)展與完善，相應(yīng)地推動(dòng)供水系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。加之西方發(fā)達(dá)國(guó)家雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)基礎(chǔ)，供水系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控已得到普遍應(yīng)用。一些水廠已實(shí)現(xiàn)全自運(yùn)行，能對(duì)生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)連續(xù)自動(dòng)地監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、記錄、報(bào)警等等。這種高度自動(dòng)化運(yùn)行的模式是符合西方國(guó)情特點(diǎn)的。西方許多國(guó)家人力資源緊張，人工費(fèi)用往往占生產(chǎn)成本構(gòu)成的比重較大，而儀表設(shè)備費(fèi)相對(duì)較低，加之設(shè)備質(zhì)量可靠，高度自動(dòng)化節(jié)省了人力資源也就是獲取了較高的經(jīng)濟(jì)效益。西方也有相當(dāng)多的水廠僅對(duì)一些影響處理水質(zhì)及費(fèi)用關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)實(shí)施自動(dòng)控制，而對(duì)各個(gè)工藝階段的主要水質(zhì)與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。這是一種經(jīng)濟(jì)高效的自動(dòng)監(jiān)控方案，值得借鑒。國(guó)外的水廠監(jiān)控普遍采用集散式系統(tǒng)。對(duì)各個(gè)工藝單元進(jìn)行分散控制減小了各控制環(huán)節(jié)之間的干擾，提高了工作的可靠性；對(duì)全廠的集中監(jiān)控，又保證了統(tǒng)一指揮、調(diào)度的靈活性。

我國(guó)自80年代中后期起，陸續(xù)有一些較大型的水廠利用外資建設(shè)，同時(shí)引進(jìn)了成套的水廠現(xiàn)代化監(jiān)控儀表與設(shè)備。我國(guó)在水廠關(guān)鍵環(huán)節(jié)——混凝投藥控制技術(shù)與設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)電流及透光率脈動(dòng)兩種凝控制設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，并在水廠獲得推廣應(yīng)用，取得顯著效果，在此方面已居于國(guó)際領(lǐng)先水平。水工業(yè)的一些專用檢測(cè)儀表與設(shè)備，如在線檢測(cè)濁度儀、計(jì)量投加泵等，也有一些廠家開始生產(chǎn)，但是質(zhì)量水平與國(guó)外產(chǎn)品相對(duì)仍有距離，難以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要。我國(guó)大多數(shù)水廠的監(jiān)控技術(shù)仍是很落后的，基本以人工方式為主，很難適應(yīng)現(xiàn)代化的要求，一些水廠（包括有些引進(jìn)設(shè)備的水廠）的自動(dòng)監(jiān)控基本照搬西方的模式，雖然采用了龐大的自動(dòng)化系統(tǒng)、投資很大，然而在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的調(diào)近代功能并不強(qiáng)。如混凝投藥是按原水流量比例控制，不能跟蹤響應(yīng)原水水質(zhì)等因素變化對(duì)藥耗的需求；沉淀池排泥用水；傳統(tǒng)的處理效果以濁度為指標(biāo)，存在檢測(cè)可靠性等問(wèn)題等等。這種模式并不適應(yīng)我國(guó)相當(dāng)多的水廠原水水質(zhì)變化大而快的情況，而談不上保證水處理系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，結(jié)果水質(zhì)保證率低，而運(yùn)行費(fèi)用高。這些自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)并不完全符合提高水廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益這一根本目的。

針對(duì)我國(guó)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，不同規(guī)模水廠迫切需要解決的問(wèn)題有所不同。近年來(lái)建設(shè)的較大型的、自動(dòng)監(jiān)控水平較高的水廠需要認(rèn)真總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并向優(yōu)化運(yùn)行方面發(fā)展，為這類水廠自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步提供借鑒與指導(dǎo)。對(duì)于眾多的中小水廠，經(jīng)濟(jì)條件有限，應(yīng)在堅(jiān)持國(guó)產(chǎn)化、實(shí)用化的原則下，著重發(fā)展那些對(duì)供水質(zhì)量、運(yùn)行費(fèi)用有重要影響的工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)與設(shè)備，建立規(guī)模適宜的集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、專題執(zhí)行情況

1、安全飲用水的監(jiān)測(cè)儀表

針對(duì)現(xiàn)有濁度儀的檢測(cè)原理、結(jié)構(gòu)形式、以及輔助功能等方面與國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的差距和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的需要，著重在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)與完善。

采用CPU微處理器，可實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的設(shè)置、儲(chǔ)存、備份，具有上下限報(bào)警、聲光批示、線性校正功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)定、RS-232通訊接口、信號(hào)平滑電子密碼鎖等多項(xiàng)智能化功能。

采用懸掛式連續(xù)采樣系統(tǒng)，垂直安裝的大直徑取樣器，具有黑體吸收結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品模具化。通過(guò)采用高穩(wěn)定度的光源與高精度、低漂移的光電轉(zhuǎn)換器，高穩(wěn)度電源、光學(xué)透鏡等器件，配備了機(jī)械消氣泡裝置，設(shè)置了電路濾波、計(jì)算機(jī)軟件消泡功能。這些措施提高了信號(hào)接收的穩(wěn)定性，解決清潔維護(hù)問(wèn)題。

在技術(shù)性、穩(wěn)定性、線性度及抗干擾性等四個(gè)主要方面與美國(guó)進(jìn)口的同類產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，表明其質(zhì)量和參數(shù)的可靠性均達(dá)到滿意的水平。

準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)表明，表面散射光濁度儀定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，線性較好，回收率在98%——102%之間，可見其測(cè)定準(zhǔn)確度較高。精密度實(shí)驗(yàn)表明：同臺(tái)儀器測(cè)定的相對(duì)偏差不大于2.5%，不同儀器間的最大偏差不大于1.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于2.0%，均滿足濁度測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的要求，同時(shí)也表示該種儀器具有很高的精密度，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。濁度儀的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、重要性、絕緣性等主要指標(biāo)均符合技術(shù)要求。

濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀采用光透射式檢測(cè)方式，根據(jù)光束內(nèi)顆粒物質(zhì)數(shù)量濃度的變化情況進(jìn)行檢測(cè)。有效檢測(cè)信號(hào)輸出值為比值的形式，由于電子元器件的老化漂移及透光表面的粘污所

千萬(wàn)的檢測(cè)信號(hào)改變，在兩個(gè)計(jì)算值上產(chǎn)生相同程度影響，其比值R則消除了這些影響，避免了許多光電儀器存在的嚴(yán)重問(wèn)題，因此具有抗污染性能，在檢測(cè)過(guò)程中不需要進(jìn)行常規(guī)的標(biāo)定和清洗，具有免清潔、免維護(hù)的特點(diǎn)。這是該檢測(cè)方法的一種獨(dú)特的性質(zhì)，也彌補(bǔ)了濁度測(cè)定法存在的電子漂移和檢測(cè)器表面粘污等弊端。R值能夠更有效地表達(dá)出懸浮液中顆粒物質(zhì)含量相對(duì)數(shù)量及其變化情況，彌補(bǔ)了濁度測(cè)定方法受顆粒粒徑影響大的缺陷。

從以上結(jié)果和分析可看出，濁度法更適用于小于1μm的懸浮顆粒。這兩種檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而使得在整個(gè)顆粒粒徑范圍內(nèi)都有了有效的顆粒檢測(cè)方法。

當(dāng)顆粒大于1.5μm時(shí)，濁度脈動(dòng)法可直接檢測(cè)ppb級(jí)至10個(gè)/cm以上范圍的顆粒，而

63常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)方法在大于10個(gè)cm時(shí)就必須進(jìn)行稀釋；濁度檢測(cè)也會(huì)因重疊效應(yīng)產(chǎn)生較大

偏差。濁度脈動(dòng)檢測(cè)技術(shù)有極大的適用性，一般不需稀釋或預(yù)處理可直接檢測(cè)，拓寬了應(yīng)用范圍，大幅度簡(jiǎn)化了操作程序，更具實(shí)用性。

在儀表設(shè)計(jì)及測(cè)試中，采用高性能的遠(yuǎn)紅外激光發(fā)射二級(jí)管，大幅度穩(wěn)定光源強(qiáng)度，同時(shí)配置高性能光敏二極管，以及高精度電子處理電路，使檢測(cè)信號(hào)的處理精度進(jìn)一步提高，而且不易受到干擾，信號(hào)的波動(dòng)和飄移程度均低于±2%。對(duì)待檢測(cè)水進(jìn)行取樣時(shí)，考慮到流速過(guò)低會(huì)使絮凝體或懸浮顆粒產(chǎn)生沉淀，而且檢滯后時(shí)間加大，不利于控制過(guò)程；但流速過(guò)高會(huì)使絮凝體顆粒破碎；一般取樣流速應(yīng)大于100ml/min為宜。

配備進(jìn)口的智能化功能微電腦控制器，具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，誤操作及傳感器故障自動(dòng)對(duì)策。報(bào)警方式有誤操作及傳感器故障數(shù)字顯示、聲光報(bào)警；過(guò)投藥、欠投藥、斷藥報(bào)警；變頻器停機(jī)及故障報(bào)警。整機(jī)的關(guān)鍵部件均采用高質(zhì)量器件，可充分保證儀表的使用壽命。傳感器部分為不銹鋼材質(zhì)，采用分體式遠(yuǎn)傳信號(hào)傳感器，具有密封、防水、耐溫等功能，可適用與各種條件惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，保證長(zhǎng)時(shí)間正常使用。

對(duì)于低濃度懸浮液，儀器的信號(hào)將主要由通過(guò)光束的單個(gè)顆粒產(chǎn)生，此時(shí)濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀器的運(yùn)行方式 與基于光阻塞理論的顆粒分析計(jì)數(shù)儀器的非常相似，可以對(duì)清潔水質(zhì)中的濃度極低的懸浮顆粒物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。與常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)檢測(cè)儀器進(jìn)行的平行對(duì)比結(jié)果表明，濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀器的檢測(cè)值與實(shí)際顆粒計(jì)數(shù)值的變化趨勢(shì)完全相同，而價(jià)格要低于常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)檢測(cè)儀器數(shù)倍。

由于常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)儀器在運(yùn)行時(shí)只能檢測(cè)某個(gè)粒徑范圍的顆粒，而濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀可以有效地檢測(cè)出大于1μm粒粒物質(zhì)，并且顆粒濃度及粒徑都不受限制，所以后者應(yīng)該更具代表性，更能真實(shí)地反映水中顆粒物質(zhì)相對(duì)含量。因而，該檢測(cè)技術(shù)有可能作為一種全新的顆粒物質(zhì)總體含量的有效檢測(cè)方法。

濁度脈動(dòng)檢測(cè)方法同樣可檢測(cè)顆粒濃度高的懸浮液，此時(shí)光束可有數(shù)以千計(jì)的顆粒，但檢測(cè)過(guò)程不受顆粒濃度的限制，避免了濁度檢測(cè)法和常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)檢測(cè)法存在的嚴(yán)重重疊效應(yīng)問(wèn)題。這是該方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)于水處理工藝的水質(zhì)來(lái)說(shuō)，顆粒物質(zhì)只要低于一定的整體水平即可滿足，一般不需要知道顆粒數(shù)量和粒徑的具體數(shù)據(jù)。因此使用濁度脈動(dòng)檢測(cè)方法會(huì)更方便、更快捷，而且具有儀器投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。

通過(guò)與顯微照相和常規(guī)顆粒計(jì)數(shù)檢測(cè)儀器相結(jié)合的檢測(cè)和對(duì)比運(yùn)行，表明濁度脈動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的確可真實(shí)地反映出水中絮凝體和懸浮顆粒物質(zhì)的相對(duì)尺寸及其變化情況，檢測(cè)結(jié)果可以作為一種相對(duì)檢測(cè)指標(biāo)，提供出水質(zhì)或混凝狀況。932、已建水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

本子專題建立了以廣東開平供水集團(tuán)公司振華水廠為基地的示范工程。針對(duì)各單元控制系統(tǒng)的可靠性、集散型系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等方面進(jìn)行了從理論到實(shí)際生產(chǎn)實(shí)用的多方位、多層次的研究，為已建成水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，完成了合同

中要求的各部分內(nèi)容。

在振華水廠的應(yīng)用示范表明，開發(fā)的這一集成系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，而且操作簡(jiǎn)單，頗受水廠技術(shù)人員的歡迎。

該部分內(nèi)容已經(jīng)在本次會(huì)議上進(jìn)行了鑒定，不再詳述。

3、新建水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

由中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)院主持完成的這部分任務(wù)，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控進(jìn)行開發(fā)，在河南省三門峽第三水廠是比較典型的應(yīng)用實(shí)例，所以選擇這個(gè)工程為本研究的示范工程。

水廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能為監(jiān)視，控制和管理。其中控制直接作用于生產(chǎn)過(guò)程。為把因計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)故障造成的對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響減小到最低程度，把提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和可靠性放在重要的位置上加以考慮。在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作，各自完成其特定功能的方式，把風(fēng)險(xiǎn)分散。當(dāng)某一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)其它功能的完成。同時(shí)監(jiān)視和管理是集中的，以便于生產(chǎn)管理人員及時(shí)了解生產(chǎn)全過(guò)程的情況，對(duì)全廠的生產(chǎn)進(jìn)行管理。通過(guò)現(xiàn)代通訊技術(shù)，將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)形成一個(gè)局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從而形成水廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)中有一臺(tái)核心主控機(jī)，它不直接與生產(chǎn)過(guò)程中的各種設(shè)備連接，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集其它計(jì)算機(jī)采集的信息，協(xié)調(diào)其它計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系，為集中監(jiān)視和管理提供界面。它是整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)信息的交匯點(diǎn)。其它計(jì)算機(jī)則分布在生產(chǎn)過(guò)程的各環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)相應(yīng)工藝環(huán)節(jié)的監(jiān)視和控制功能的實(shí)現(xiàn)。

在功能滿足要求的情況下，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠投入實(shí)行運(yùn)行的關(guān)鍵是能夠適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境。在研制開發(fā)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，對(duì)其防塵、抗震、防電壓工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境。在研制開發(fā)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，對(duì)其防塵、抗震、防電壓沖擊和電磁干擾方面作了充分的考慮。在器件選擇面、板布置、連接方式等方面，也都使其盡量滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)，易于操作，易于維護(hù)更換等要求。通過(guò)不斷的完善，終于使開發(fā)的這套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，在實(shí)際項(xiàng)目中取得成功的應(yīng)用。

通過(guò)示范工程的應(yīng)用，證明這套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在用于中小規(guī)模的水廠中時(shí)，僅濾池反沖洗水量就可節(jié)約10%，取得較為明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4、城市供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)備與優(yōu)化調(diào)度研究

該部分內(nèi)容由深圳自來(lái)水公司完成。開發(fā)了可靠性高、開放性好、適應(yīng)性強(qiáng)的城市供水監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。三年多來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐表明，系統(tǒng)的可靠性高：所有軟件平臺(tái)穩(wěn)定正確運(yùn)行；室內(nèi)安裝的各類計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均一直正常運(yùn)行；配水管上安裝的硬設(shè)備除少量壓力變送器因元件受損進(jìn)行過(guò)維修外，數(shù)據(jù)采集器和電臺(tái)無(wú)一故障。所有這些都保證了系統(tǒng)很高的可靠性與可用性。

基于地理信息系統(tǒng)（DIS）平臺(tái)，進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)度研究。選擇了Autodesk作為GIS平臺(tái)，除價(jià)格因素外，主要還由于它具有（相對(duì)）較強(qiáng)的管網(wǎng)分析能力、最擅長(zhǎng)于進(jìn)行我們?cè)械墓芫W(wǎng)基礎(chǔ)資料的輸入與整飾。已完成了市區(qū)配水管網(wǎng)全部圖形文件的整飾，二次開發(fā)的管網(wǎng)維護(hù)、爆管搶修關(guān)閥的應(yīng)用功能已投入使用，包括停水施工方案的決策，效果良好。提交了先進(jìn)實(shí)用的城市供水監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的集成技術(shù)。城市供水監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的可靠性、開放性、適應(yīng)性，很大程度上取決于安裝在城市供水調(diào)度中心這一層次上的軟、硬件平臺(tái)，整個(gè)系統(tǒng)的集成就是調(diào)度中心的監(jiān)控系統(tǒng)與水廠、原水泵站、配水管網(wǎng)各分系統(tǒng)間的通信（即，數(shù)據(jù)交換）集成。本系統(tǒng)采用的、調(diào)度中心這一層次上的SCADA平臺(tái)為澳洲MITS公司的產(chǎn)品——MOSAIC。這是一個(gè)開放性很強(qiáng)的SCADA平臺(tái)。它支持多種操作系統(tǒng)和監(jiān)控通信協(xié)議，有利于用戶的硬件平臺(tái)選擇，和對(duì)其它監(jiān)控平臺(tái)的集成。

調(diào)度管理系統(tǒng)工程已具規(guī)模，并獲得初期效益。選好調(diào)度中心這一層次的系統(tǒng)軟件平臺(tái)與相應(yīng)的計(jì)算機(jī)、通信等硬設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)一片配水管網(wǎng)、一個(gè)水廠和一個(gè)泵站監(jiān)控系統(tǒng)（已建或新建）的集成，形成一定的系統(tǒng)規(guī)模并獲取初期效益；同時(shí)解決對(duì)其它片匹配水管網(wǎng)、其它水廠和泵站的全部集成的技術(shù)問(wèn)題，視其監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的進(jìn)度，逐一加入調(diào)度管理系統(tǒng)。先期建成的調(diào)度管理系統(tǒng)在輔助實(shí)時(shí)調(diào)度決策方面發(fā)揮了顯著作用，為保證安全可靠供水、實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司對(duì)社會(huì)作出的供水服務(wù)承諾，發(fā)揮了積極促進(jìn)作用，取得了顯著的社會(huì)效益。借助于已具規(guī)模的調(diào)度管理系統(tǒng)，集團(tuán)公司調(diào)度中心的調(diào)度人員方便地進(jìn)行了對(duì)泵站生產(chǎn)狀況的遠(yuǎn)程（約20公里）實(shí)時(shí)監(jiān)視，及時(shí)作出原水調(diào)度決策，始終保證了對(duì)寶安水司的正常原水供應(yīng)。

四、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化情況以及所取得的直接效益和間接效益

課題對(duì)高性能濁度檢測(cè)儀法和濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀的檢測(cè)理論、設(shè)備研制及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了深入研究，研制出了適合中國(guó)國(guó)情的、從一般濁度到高濁度水的水中顆粒物質(zhì)檢測(cè)儀表系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的工業(yè)產(chǎn)品化。濁度儀的產(chǎn)銷已形成規(guī)?；?，濁度脈動(dòng)檢測(cè)儀及相關(guān)配厭控制系統(tǒng)已多種水質(zhì)的實(shí)際工程中應(yīng)用，能滿足生產(chǎn)中各種苛刻要求，使技術(shù)理論、生產(chǎn)應(yīng)用、技術(shù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合。在價(jià)格方面要比同類進(jìn)口設(shè)備低40--50%。

以濁度脈動(dòng)監(jiān)測(cè)儀為核心，開發(fā)出可靠、實(shí)用、精度高的高濁度水和含油污水投藥自控系統(tǒng)，首次解決了高濁度水藥劑準(zhǔn)確投加這一國(guó)內(nèi)外均未解決的難題，是特種工業(yè)污水處理系統(tǒng)濁凝投藥自動(dòng)控制技術(shù)的一次重大突破。目前已有多套濁度脈動(dòng)監(jiān)測(cè)儀表用于實(shí)際生產(chǎn)的水質(zhì)檢測(cè)和處理工藝過(guò)程控制中，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

水廠集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，發(fā)展適合水廠實(shí)際管理和操作水平系統(tǒng)和設(shè)備，使得在造價(jià)上有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，較國(guó)外同等條件的PLC控制設(shè)備節(jié)約投資40——50%，電耗節(jié)約40%，濾池節(jié)省水量10%，水廠總運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約5--10%，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

研究開發(fā)的城市供水監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中主體軟件平臺(tái)、計(jì)算機(jī)與通信等硬設(shè)備的配套是科學(xué)、合理的；解決了大規(guī)模計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中至為關(guān)鍵的集成技術(shù)、保證了系統(tǒng)的可靠性、開放性和適應(yīng)性。同時(shí)在項(xiàng)目管理方面積累較豐富的經(jīng)驗(yàn)，組建一支自動(dòng)化的專業(yè)隊(duì)伍為系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的維護(hù)和擴(kuò)展提供了廣泛而豎實(shí)的人才基礎(chǔ)。

第五篇：廢紙回收的產(chǎn)業(yè)介紹、技術(shù)舉例及常見的工藝和設(shè)備

常見廢紙型號(hào)解釋

美廢1號(hào) 廢雜紙：由不同質(zhì)量的廢紙混合組成，不受包裝方式或纖維組成的限制。雜物不得超過(guò)2%。不合格廢紙總量不得超過(guò)10%

美廢3號(hào) 高級(jí)廢雜紙：由經(jīng)過(guò)揀選的不同質(zhì)量的廢雜紙混合組成，打包供貨。此類廢紙（涂布或未經(jīng)涂布）的磨木漿含量不得超過(guò)10%。雜物不得超過(guò)0.5%不合格廢紙總量不得超過(guò)3%。

美廢7號(hào) 特種舊報(bào)紙：經(jīng)過(guò)揀選且不受潮的廢舊報(bào)紙，打包供貨。此類舊報(bào)紙既沒(méi)有受太陽(yáng)光的曝曬，而且也沒(méi)有其他雜廢紙混雜在其中。其凹印和彩印部分不超過(guò)正常的數(shù)量。不允許混有雜物。不合格廢紙總量不得超過(guò)2%

美廢8號(hào) 特級(jí)舊報(bào)紙（供脫墨用）：經(jīng)過(guò)揀選且不受潮的廢報(bào)紙，打包供貨。此類舊報(bào)紙既沒(méi)有受太陽(yáng)光的曝曬，不含雜志、空白紙張、印刷廠過(guò)期報(bào)刊和其他雜廢紙，其凹印和彩色部分不超過(guò)正常數(shù)量。不得用其它紙張包裝。不允許混有雜物。不合格廢紙總量不得超過(guò)0.25%。

美廢11號(hào) 舊瓦楞紙箱：舊瓦楞紙箱，其面層為仿箱板紙漿；麻漿或牛皮木漿、打包供貨。雜物不得超過(guò)1%。不合格廢紙總量不得超過(guò)5%。

美廢13號(hào) 雙掛面牛皮瓦楞紙新邊角料：瓦楞紙邊角料，其掛面層為麻漿或牛皮漿，或仿箱板紙漿，打包供貨。不允許有不溶性膠粘劑，變形卷筒紙、凹入或凸出的芯層等混入。其芯層或面層均應(yīng)未經(jīng)表面處理的。不允許有雜物混入。不合格廢紙總量不得超過(guò)2%。

廢紙脫墨劑的性能

脫墨劑一般均由多種化學(xué)品組成。在脫墨過(guò)程中所起化學(xué)和物理作用各不相同，有些藥劑也同時(shí)起著幾種作用。因此，整個(gè)脫墨過(guò)程實(shí)際上是在多種脫墨組分的作用下，互相補(bǔ)充、互相完善下進(jìn)行的。如皂化油墨粒子需要皂化劑；而分散劑的作用是分散和游離油墨粒子；為了不使油墨粒子重新聚集并復(fù)蓋在纖維表面，就要加入吸附劑吸附油墨粒子；還有使廢紙脫色的漂白劑；為潤(rùn)濕顏料粒子，使之乳化便于分離溶出，還應(yīng)有清凈劑等。因此，脫墨劑的配方應(yīng)是使廢紙上的油墨產(chǎn)生皂化、潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散等多種作用的綜合體。作為廢紙的脫墨劑，應(yīng)滿足以下要求：

（1）有助于廢紙的疏解和脫墨，不產(chǎn)生脫墨后的在吸附現(xiàn)象，使被分離的墨粒容易除去。

（2）降低紙料中含碳量，提高白度，浮選法去污時(shí)，碳粒能順利地隨氣泡排走。

（3）不影響制成紙漿的得率和紙機(jī)生產(chǎn)。

（4）廢水易治理

廢紙小型造紙機(jī)

造紙業(yè)已經(jīng)成為繼電信、汽車之后的世界第三大產(chǎn)業(yè)，超過(guò)了鋼鐵、航空產(chǎn)業(yè)。目前世界各國(guó)或地區(qū)廢紙回收率正在普遍上升，韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、德國(guó)其廢紙回收率在75％左右，而我國(guó)的廢紙回收率僅在30％左右，這比世界廢紙平均回收率54％幾乎差一半，可見廢紙回收潛力巨大。這為投資利用廢紙?jiān)旒執(zhí)峁┝肆己玫膭?chuàng)業(yè)、發(fā)展機(jī)遇。

國(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布了《再生資源回收利用“十五”發(fā)展規(guī)劃》，國(guó)家財(cái)政部、稅務(wù)局連續(xù)出臺(tái)《關(guān)于對(duì)廢舊物資回收經(jīng)營(yíng)企業(yè)實(shí)行增值稅優(yōu)惠政策的通知》，對(duì)廢舊物資回收企業(yè)免征增

值稅。環(huán)保紙業(yè)的發(fā)展已為形勢(shì)所趨。

以HDZ-1型設(shè)備日產(chǎn)1噸低檔紙品如燒紙、普通包裝紙為例（僅以一例作為不準(zhǔn)確估計(jì)）原料：以廢舊紙箱為主，綜合成本750元/噸

助劑費(fèi)用：30元耗電：360度*0.7＝252元

燃料費(fèi)用：240元工人工資：150元

廢紙碎漿機(jī)介紹

廢紙加工的第一個(gè)工序是凈化和碎解，即除去廢紙中的夾雜物，一般采用的方法是人工對(duì)每包廢紙進(jìn)行類別分選，然后將分選后的廢紙碎解以便進(jìn)行繼續(xù)加工，筆者以臥式水力碎漿機(jī)為主介紹（此類碎漿機(jī)是我國(guó)廢紙加工行業(yè)中使用最為普遍的一種）、臥式水力碎漿機(jī)

臥式水力碎漿機(jī)其轉(zhuǎn)子以 120 0～1800轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，使紙漿在槽中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，紙漿與旋轉(zhuǎn)葉輪，固定刀片間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及漿流內(nèi)部的速度不同而產(chǎn)生的磨擦作用，使纖維互相分散、篩孔的孔徑為Ф4～8毫米碎解的濃度為2．5～3．5％，被分散的纖維，穿過(guò)篩孔經(jīng)穩(wěn)流箱連續(xù)排出，夾雜在廢紙中的繩索、破布、鐵絲、塑料薄膜等，用一端帶鉤刺的繩子放入漿中，利用這些夾雜物本身具有成繩的作用，用槽頂?shù)慕g車不斷的將它們從漿中拉出，比重大的雜物則在槽底定期的排出。

２、高濃除砂器

高濃除砂器是在 2．5～3．5％的濃度下，除去紙漿中比重較大的雜物，紙漿從頂部送入高濃除砂器，頂部的轉(zhuǎn)盤以１４００轉(zhuǎn)／分鐘速度旋轉(zhuǎn)，紙漿在器內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)，比重大的雜物（如書釘、砂石等等）受離心力的作用，被甩至器壁，借重力下降，在泥渣收集器內(nèi)噴入清水，使雜物與紙漿分離，紙漿上升從中心管中溢出。

３、疏解機(jī)

經(jīng)水利碎漿機(jī)處理后的漿料中仍含有未完全分散的小紙片，進(jìn)一步的疏解對(duì)提高廢紙紙漿的質(zhì)量是非常重要的，紙漿的疏解可以在一般的打漿機(jī)、精漿機(jī)以及圓盤磨中進(jìn)行，但由于廢紙都已經(jīng)過(guò)打漿，若再用一般打漿設(shè)備進(jìn)行疏解，不僅電耗高，設(shè)備的利用率低，而且纖維再次被切斷則使紙漿強(qiáng)度下降，因此，對(duì)廢紙的疏解，要求在不切斷纖維的前提下，使纖維充分地分散，疏解機(jī)的機(jī)型很多，筆者這里將主要介紹我國(guó)使用得比較普遍的疏解機(jī)??高頻疏解機(jī)

①、高頻疏解機(jī)

高頻疏解機(jī)型號(hào)、結(jié)構(gòu)雖各不相同，但其工作原理基本上是一致的，轉(zhuǎn)子以３０００轉(zhuǎn)／分鐘左右的高速度旋轉(zhuǎn)，紙漿在轉(zhuǎn)子與定子之間受到較大的沖擊和強(qiáng)烈的流體剪力而使纖維充分分散，經(jīng)疏解后，紙漿的水化度和帚化度提高，纖維很少被切斷，在機(jī)械的作用下使油墨從纖維的表面分離出來(lái)

旋轉(zhuǎn)齒盤（轉(zhuǎn)子）和固定齒盤（定子）各有三排齒環(huán)，轉(zhuǎn)子和定子的齒環(huán)相互嚙合，齒槽的大小是從中心向外逐漸縮小，而個(gè)數(shù)卻逐漸增多，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，漿料進(jìn)到齒盤的中心，受離心作用從中心經(jīng)齒槽迂回前進(jìn)，從齒環(huán)的外圈排除處理漿料的濃度在３％左右，定子與轉(zhuǎn)子的齒間的間隙一般在０.８～１.０毫米，相當(dāng)于纖維的平均長(zhǎng)度，因而，齒刃的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)纖維無(wú)剪切作用，（紙漿經(jīng)過(guò)高頻疏解機(jī)處理后，平均纖維長(zhǎng)度無(wú)顯著的改變）

由于轉(zhuǎn)子與定子間的間隙較小，齒盤易于被漿料中的金屬夾雜物損壞，所以在高頻疏解機(jī)之前必須充分除砂，齒盤也必須采用耐磨的鋼材

隨著加工紙的發(fā)展和普遍使用，廢紙中的瀝青、樹脂、塑料等物質(zhì)增多，使廢紙的疏解產(chǎn)生了不少困難，針對(duì)上面所述的情況，為了擴(kuò)大廢紙的使用范圍，近些年，又出現(xiàn)了一些適應(yīng)廢紙加工的疏解設(shè)備，這些設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)是在３０～３５％左右的較高的濃度下，對(duì)紙漿進(jìn)行揉搓，擠壓，增大纖維間的摩擦力，疏解的溫度也相應(yīng)提高，有利于油墨、瀝青等物質(zhì)的分散。

②、單軸式疏解機(jī)

其工作原理與一般的錘式破碎機(jī)一致，活動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)錘與固定的刀片都用耐磨的鉻鋼鑄成，在３０％左右的濃度下疏解紙漿，經(jīng)疏解后的紙漿的打漿度變化不大

③、雙螺旋疏解機(jī)

由一對(duì)互相嚙合的螺旋組成，進(jìn)料一端螺距較大向出料端逐步減少，在３５％左右的濃度下操作，紙料在螺旋間經(jīng)過(guò)擠壓、揉搓、分散成單根纖維。

紙種的中英文術(shù)語(yǔ)（１）

壓敏紙 pressure-sensitive paper

瀝青牛皮紙asphalt kraft paper

石蠟紙paraffin paper

聚乙烯涂覆紙 polyethylene coated paper

不規(guī)則聚丙烯防潮牛皮紙atactic polypropylene coated moisture proof kraft paper玻璃紙cellophane(regenerated cellulose film)

聚乙烯加工玻璃紙polyethylene extrusion-coated cellophane氯乙烯加工紙vinylidene chloride treated paper

印刷用膠粘紙pressure sensitive adhesive papers for printing紙繩paper string

紙膠帶（包裝用）gummed paper tapes(for packaging)

牛皮紙袋kraft paper sacks

包裝水泥用牛皮紙袋sewn kraft paper sacks for cement

可延伸牛皮紙袋 extensible kraft paper sacks

鋁箔防水包裝紙aluminium foil laminated package paper

光纖維加固的牛皮紙袋fiber reinforced kraft paper sacks布袋woven bag

黃麻袋jute bag

牛皮紙襯墊、合成樹脂布袋kraft lined, synthetic resin woven bag甘薯淀粉包裝用牛皮紙袋kraft paper sacks for sweet potato starch馬鈴薯淀粉包裝用牛皮紙袋kraft paper sacks for potato starch揮發(fā)性防腐紙volatile corrosion inhibitor

紙幅面尺寸trimmed size of paper

砂紙abrasive paper

砂紙?jiān)坅brasive base paper

吸收性紙absorbent paper

吸水紙，吸收性紙absorbing paper

帳簿紙account book paper

計(jì)算機(jī)用紙accounting machine paper

無(wú)酸紙acid free paper

耐酸紙acid proof paper，acid resistant paper

隔音紙acoustic paper

溴化銀印相紙actinometer paper吸濕紙active paper

計(jì)算機(jī)用紙adding machine paper地址標(biāo)簽紙address label paper膠粘紙adhesive paper

廣告紙，招貼紙advertisingpaper仿大理石紙agate paper

仿瑪瑙大理石紋紙agate marble paper耐老化紙age resistant paper航空信紙air paper

名片紙alabaster paper

相簿紙alabaster paper

蛋白膠紙albumenized paper

蛋白膠紙albumin paper

地圖紙aligning paper

耐堿紙alkali-proof paper

全棉纖維紙all rag paper

全木漿紙all wood paper

仿鱷皮紙allogator imitation paper西班牙草漿印刷紙alpha printing paper