高温水源热泵在原油加热中的应用论文

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高温水源热泵在原油加热中的应用论文

篇1:高温水源热泵在原油加热中的应用

【摘要】 通常情况下,热可自行由高温物体传递给低温物体。与此同时,按照热力学第二定律,通过消耗机械功可以使热从低温物体传递给高温物体。为了回收排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量或回收品位较低的热能,热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中,使热量得到充分利用。

一、热泵技术简介

通常情况下,热可自行由高温物体传递给低温物体。与此同时,按照热力学第二定律,通过消耗机械功可以使热从低温物体传递给高温物体。为了回收排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量或回收品位较低的热能,热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中,使热量得到充分利用。

热泵的性能一般用能效比(COP)来评价。能效比的定义为由低温物体传到高温物体的热量与所需的动力之比。通常热泵的能效比为3-4左右,也就是说,热泵能够将自身所需3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。

热泵技术目前在许多发达国家已经得到了普遍应用,目前在我国的工业和民用方面,热泵也已经得到了广泛的应用。但普通水源热泵的出水温度只能达到55℃左右,应用范围很窄。北京清源世纪科技有限公司通过和北京市科委、清华大学的紧密合作,研发出国内独有技术的高温水源热泵机组,采用高温环保工质HTR01、02,突破了电动压缩式热泵的温度瓶颈,最高供水温度可达95℃,可以从15――60℃的低品位热水中回收热量,制取60――95℃的高温热水,是具有“高温、高效、环保、节能”优点的高新技术产品,可广泛应用于低温地热水、地热尾水的余热回收、中央空调冷却水余热回收、油田含油污水余热回收,以及其他工业废水、废热的余热回收利用,极大的拓展了热泵的'应用范围,特别是在工业领域的应用。

QYHP系列热泵的工作范围图

二、原油加热热泵的技术背景

油田在生产过程中产生大量含油污水,这些含油污水的温度往往较高,例如胜利油田的含油污水在夏季可以达到57℃,在冬季可以达到53℃;大庆油田含油污水的温度一般在36――42℃。我国油田每天含油污水日产量为190万立方米(来自陆地油田统计数据),海上油田每年含油污水排放4648万吨(中国海洋环境质量公报)。由此可见,我国油田含油污水的余热回收潜力巨大。人们一直在关注着如何回收利用这部分热能来为油田的生产和生活服务,同时解决因燃烧矿物燃料造成的污染问题(同时因为原油在我国来说是属于希缺资源,因此有必要节约使用)。这部分热能的特点是品位比较低,但是可以利用热泵来提高其温度,有相关文献报道在胜利油田等油田有利用吸收式热泵进行冬季供热的案例,可以节约大量的燃油。

含油污水余热的回收利用用于供暖,只解决了很小一部分含油污水的利用问题,仍然有相当多的含油污水的余热被排放到大气中,即造成热污染又浪费资源。一方面,随着油田的开发进入中后期,油井的含油污水水量越来越大;另一方面,原油的脱水和外输都需要加热,尤其是稠油,由于其粘度较高,必须加热降粘之后才可以外输。稠油集输工艺主要包括掺热水、掺稀油和三管伴热3种流程,相应的加热炉也分为稠油加热炉、稀油加热炉和热水炉三类,诸多的加热过程需要耗费大量的能量,这就需要深入研究加热炉的形式,以降低原油在集输过程中的能耗。目前可以采用的加热炉主要为燃油燃气水套加热炉的形式,原油加热的温度范围为40――70℃,这种形式的能量利用方式实际是采用燃烧高品位能源获得低品位热能,有用能效率较低。即使不考虑有用能效率的问题,这种加热炉的一次能源利用效率约为85%.

采用清华大学与我公司合作开发的高温热泵,可以满足原油加热的需求,同时大大的提高了一次能源利用效率,与原有系统相比,一次能源的利用效率大约可提高36%.

三、技术概要

基于上述考虑,如果采用压缩式热泵的形式应用于含油污水废热回收利用和原油加热,必须满足下面三个条件:

① 该种热泵的工作范围必须兼顾到含油污水的温度(40――60℃)和油出口的温度(70℃左右),在此工作范围内效率尽量要高;

② 与传统的燃油燃气水套加热炉相比具有良好的经济性。

③ 动力来源方便,能很好地适应复杂多变的原油加热的工作环境。

采用电动压缩式高温热泵就能很好的满足上述三个必要条件。

众所周知,传统的中温制冷剂如R22和R134a等不能满足水套加热炉出口油温度的需求。为使热泵出口温度进一步提高,热泵的工质采用清华大学热能系专门研制开发的高温环保制冷剂,经过实践证明,采用这种工质的热泵,出水温度可以达到90℃,最高可以达到95℃,同时还具有比较高的能效比,例如在冷凝温度为85℃(蒸发器进口温度50℃)的情况下,可以很好的满足原油加热的需求。这种系统的原理如下图所示:

为了避免含油污水对热泵系统的腐蚀,上图中的污水-水换热器必须采用特制的耐腐蚀钛管换热器。采用水作为中间介质进行换热。

根据严格推算,上述热泵系统在该种工况下的COP可以达到3.8以上,而整个系统(含水泵)COP可以达到3.5以上。

我们可以通过计算该种热泵的一次能源效率来证实其经济节能性(假设发电的效率为33%),如下图所示:

由上图可见,电动压缩式高温热泵装置,其一次能源利用效率可以达到1.16以上,大大超过燃油燃气锅炉,是一种非常高效的节能装置。

专用原油加热系统介绍:

为了使热泵的能源利用效率进一步提高,系统进一步简化,可以采用如下图所示的技术:

热泵机组的两器(蒸发器和冷凝器)采用特殊设计,蒸发器能耐腐蚀,含油污水可直接进入蒸发器,而原油可以直接进入冷凝器,取消了原来的油-水换热器和污水-水换热器,同时取消了相应的水泵及补水系统,使原油加热热泵系统大大简化。但该种系统需要特殊设计,同时需要国内外专业生产换热器的厂家配合。

在该种工况下整个热泵系统的COP可以达到5以上。

这种情况下的一次能源利用效率为:与原有的水套加热炉相比,提高了将近一倍。

四、优势分析

总而言之,电动压缩式高温热泵与现存技术相比,具有如下特点:

1. 能源利用效率高:如上所述,能源利用效率比燃油燃气锅炉效率大大提升;

2. 原油属于希缺资源,目前我国所使用的原油有一半依赖于进口,同时,国家原油战略储备的形势日益严峻,节约原油的战略意义更加凸显;

3. 运行成本低:本装置初投资方面比常规锅炉高,但在运行时减少一次性能源(原油和天然气)的消耗,运行费用大大减少,所以可以在很短的时间内通过运行费用的节约而收回初投资;

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5. 有利于污水回灌:在充分利用了含油污水余热的前提下,降低了含油污水的温度,为污水处理回灌创造了便利条件,同时减少了含油污水对环境的热污染,具有非常好的环保优势;

6. 动力来源便利,益于推广:该产品主要动力是电能,便于获得;

7. 安全可靠:该系统运行稳定,无任何安全隐患。

以胜利油田为例:目前胜利油田日产含油污水30万吨(12500t/h),温度50℃。如果采用高温热泵从中提取5℃的热量进行回收,则可回收的能量为:73000kW.考虑到热泵输出端的热量,可达10万kW左右。相当于10t/h原油全部燃烧的热值;如果照此核算下去,相当于每年87600t原油的产能;如果利用热泵将含油污水温度下降20℃,达到30℃排放,则每年可以节约原油35万吨,相当于整个胜利油田1%的原油产量。

一台1000kW的水套加热炉,所需要的燃油为95.69kg/h,假如胜利油田共有100台类似水套加热炉,则每小时需要消耗原油9.6吨,每年需要消耗原油8.4万吨。可见只需采用热泵将污水温度下降5℃即可满足全部胜利油田水套加热炉的需求。

北京清源世纪科技有限公司

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篇2:高温水源热泵在原油加热中的应用论文

高温水源热泵在原油加热中的应用论文

【摘要】  通常情况下,热可自行由高温物体传递给低温物体。与此同时,按照热力学第二定律,通过消耗机械功可以使热从低温物体传递给高温物体。为了回收排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量或回收品位较低的热能,热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中,使热量得到充分利用。

一、热泵技术简介

通常情况下,热可自行由高温物体传递给低温物体。与此同时,按照热力学第二定律,通过消耗机械功可以使热从低温物体传递给高温物体。为了回收排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量或回收品位较低的热能,热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中,使热量得到充分利用。

热泵的性能一般用能效比(COP)来评价。能效比的定义为由低温物体传到高温物体的热量与所需的动力之比。通常热泵的能效比为3-4左右,也就是说,热泵能够将自身所需3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。

热泵技术目前在许多发达国家已经得到了普遍应用,目前在我国的工业和民用方面,热泵也已经得到了广泛的应用。但普通水源热泵的出水温度只能达到55℃左右,应用范围很窄。北京清源世纪科技有限公司通过和北京市科委、清华大学的紧密合作,研发出国内独有技术的高温水源热泵机组,采用高温环保工质HTR01、02,突破了电动压缩式热泵的温度瓶颈,最高供水温度可达95℃,可以从15~60℃的低品位热水中回收热量,制取60~95℃的高温热水,是具有“高温、高效、环保、节能”优点的高新技术产品,可广泛应用于低温地热水、地热尾水的余热回收、中央空调冷却水余热回收、油田含油污水余热回收,以及其他工业废水、废热的余热回收利用,极大的拓展了热泵的应用范围,特别是在工业领域的`应用。

二、原油加热热泵的技术背景

油田在生产过程中产生大量含油污水,这些含油污水的温度往往较高,例如胜利油田的含油污水在夏季可以达到57℃,在冬季可以达到53℃;大庆油田含油污水的温度一般在36~42℃。我国油田每天含油污水日产量为190万立方米(来自19陆地油田统计数据),海上油田每年含油污水排放4648万吨(20中国海洋环境质量公报)。由此可见,我国油田含油污水的余热回收潜力巨大。人们一直在关注着如何回收利用这部分热能来为油田的生产和生活服务,同时解决因燃烧矿物燃料造成的污染问题(同时因为原油在我国来说是属于希缺资源,因此有必要节约使用)。这部分热能的特点是品位比较低,但是可以利用热泵来提高其温度,有相关文献报道在胜利油田等油田有利用吸收式热泵进行冬季供热的案例,可以节约大量的燃油。

含油污水余热的回收利用用于供暖,只解决了很小一部分含油污水的利用问题,仍然有相当多的含油污水的余热被排放到大气中,即造成热污染又浪费资源。一方面,随着油田的开发进入中后期,油井的含油污水水量越来越大;另一方面,原油的脱水和外输都需要加热,尤其是稠油,由于其粘度较高,必须加热降粘之后才可以外输。稠油集输工艺主要包括掺热水、掺稀油和三管伴热3种流程,相应的加热炉也分为稠油加热炉、稀油加热炉和热水炉三类,诸多的加热过程需要耗费大量的能量,这就需要深入研究加热炉的形式,以降低原油在集输过程中的能耗。目前可以采用的加热炉主要为燃油燃气水套加热炉的形式,原油加热的温度范围为40~70℃,这种形式的能量利用方式实际是采用燃烧高品位能源获得低品位热能,有用能效率较低。即使不考虑有用能效率的问题,这种加热炉的一次能源利用效率约为85%。

采用清华大学与我公司合作开发的高温热泵,可以满足原油加热的需求,同时大大的提高了一次能源利用效率,与原有系统相比,一次能源的利用效率大约可提高36%。

三、技术概要

基于上述考虑,如果采用压缩式热泵的形式应用于含油污水废热回收利用和原油加热,必须满足下面三个条件:

① 该种热泵的工作范围必须兼顾到含油污水的温度(40~60℃)和油出口的温度(70℃左右),在此工作范围内效率尽量要高;

② 与传统的燃油燃气水套加热炉相比具有良好的经济性。

③ 动力来源方便,能很好地适应复杂多变的原油加热的工作环境。

采用电动压缩式高温热泵就能很好的满足上述三个必要条件。

众所周知,传统的中温制冷剂如R22和R134a等不能满足水套加热炉出口油温度的需求。为使热泵出口温度进一步提高,热泵的工质采用清华大学热能系专门研制开发的高温环保制冷剂,经过实践证明,采用这种工质的热泵,出水温度可以达到90℃,最高可以达到95℃,同时还具有比较高的能效比,例如在冷凝温度为85℃(蒸发器进口温度50℃)的情况下,可以很好的满足原油加热的需求。这种系统的原理如下图所示:

为了避免含油污水对热泵系统的腐蚀,上图中的污水-水换热器必须采用特制的耐腐蚀钛管换热器。采用水作为中间介质进行换热。

根据严格推算,上述热泵系统在该种工况下的COP可以达到3.8以上,而整个系统(含水泵)COP可以达到3.5以上。

我们可以通过计算该种热泵的一次能源效率来证实其经济节能性(假设发电的效率为33%),如下图所示:

由上图可见,电动压缩式高温热泵装置,其一次能源利用效率可以达到1.16以上,大大超过燃油燃气锅炉,是一种非常高效的节能装置。

专用原油加热系统介绍:

为了使热泵的能源利用效率进一步提高,系统进一步简化,可以采用如下图所示的技术:

热泵机组的两器(蒸发器和冷凝器)采用特殊设计,蒸发器能耐腐蚀,含油污水可直接进入蒸发器,而原油可以直接进入冷凝器,取消了原来的油-水换热器和污水-水换热器,同时取消了相应的水泵及补水系统,使原油加热热泵系统大大简化。但该种系统需要特殊设计,同时需要国内外专业生产换热器的厂家配合。

在该种工况下整个热泵系统的COP可以达到5以上。

这种情况下的一次能源利用效率为:与原有的水套加热炉相比,提高了将近一倍。

四、优势分析

总而言之,电动压缩式高温热泵与现存技术相比,具有如下特点:

1. 能源利用效率高:如上所述,能源利用效率比燃油燃气锅炉效率大大提升;

2. 原油属于希缺资源,目前我国所使用的原油有一半依赖于进口,同时,国家原油战略储备的形势日益严峻,节约原油的战略意义更加凸显;

3. 运行成本低:本装置初投资方面比常规锅炉高,但在运行时减少一次性能源(原油和天然气)的消耗,运行费用大大减少,所以可以在很短的时间内通过运行费用的节约而收回初投资;

4. 环保效果显著:原油和天然气的燃烧大幅度减少,燃烧效率提高,废气的排放也大幅度降低;

5. 有利于污水回灌:在充分利用了含油污水余热的前提下,降低了含油污水的温度,为污水处理回灌创造了便利条件,同时减少了含油污水对环境的热污染,具有非常好的环保优势;

6. 动力来源便利,益于推广:该产品主要动力是电能,便于获得;

7. 安全可靠:该系统运行稳定,无任何安全隐患。

以胜利油田为例:目前胜利油田日产含油污水30万吨(12500t/h),温度50℃。如果采用高温热泵从中提取5℃的热量进行回收,则可回收的能量为:73000kW。考虑到热泵输出端的热量,可达10万kW左右。相当于10t/h原油全部燃烧的热值;如果照此核算下去,相当于每年87600t原油的产能;如果利用热泵将含油污水温度下降20℃,达到30℃排放,则每年可以节约原油35万吨,相当于整个胜利油田1%的原油产量。

一台1000kW的水套加热炉,所需要的燃油为95.69kg/h,假如胜利油田共有100台类似水套加热炉,则每小时需要消耗原油9.6吨,每年需要消耗原油8.4万吨。可见只需采用热泵将污水温度下降5℃即可满足全部胜利油田水套加热炉的需求。

篇3:节能型水源热泵机组及其应用论文

节能型水源热泵机组及其应用论文

摘要:本文概述了水源热泵的发展与现状,对目前水源热泵机组应用所存在的问题进行了分析,提出了一种节能型水源热泵机组结构,对水源热泵在我国的应用与发展具有推动作用。

关键词:水源热泵节能双蒸发器串并联

一、概述:

日益增长的能源消耗和环境污染是困扰人类社会的两大难题,引起了世界各国的高度重视。根据国际能源热泵组织(IEAHeatPumpCentre)和欧洲热泵协会(EHPA)统计的资料表明,目前欧洲有450万台热泵用于住宅,150万台热泵用于第三产业,2.5~3万台热泵用于工业。EHPA的目标是到在欧洲至少有1500万台热泵用于住宅,这相当于每年节省100TWh的能源和减少4000万吨的CO2的排放。至瑞士热泵在新住宅的占有率超过1/3,日本建筑物的热泵占有率达到20%,而我国热泵的应用在1990年之后才得到了迅速发展,至已安装1140万台,而且呈迅速发展的势头。

随着我国加入WTO和奥运会的成功申办,我国的城市中心区域正在逐步禁止使用燃煤锅炉,与此同时,燃油锅炉的使用也正在受到一定程度的限制,这样就给热泵机组的应用提供了巨大的发展空间。热泵机组主要分为空气源热泵和水源(地源)热泵,由于空气源热泵受环境、气候的影响较大,其应用受到了很大程度限制,而地下水温度冬夏变化不大,因此以地下水做冷热源的水源热泵系统使这一问题得到了有效的解决。它以耗能少,利用可再生能源,不消耗水资源,不污染环境,符合可持续化发展的要求等诸多优势受到社会各界的广泛欢迎。

二、水源热泵的现状:

水源热泵应用的最大问题在于要结合实际情况,提供一个稳定的水源,同时要解决地下水的回灌问题以及冬季如何最大限度的利用水中所蕴藏的能量。目前此类工程的应用一般采取自然回灌,由于自然回灌只是重力做功,而取水是动力做功,要维持水系统的平衡,确保取出的水全部回灌,取水井与回灌井数比例一般采取1:2或2:3。这不仅增加投资,而且在部分负荷时回灌井利用率低。因此能否解决既要减少投资,又能节约运行费用,同时保证100%回灌问题,将直接关系到水源热泵的应用与发展。因此研究开发一种节水、高能效比的水源热泵机组有助于水源热泵的应用与推广,并且会具有很好的市场前景。

三、节能型水源热泵机组:

为了克服热泵工况增大传热温差所带来的诸多技术问题,我们在机组的结构上进行了研究与探索。其结构是机组采用两个小型蒸发器,每个蒸发器与一台或几台压缩机及冷凝器、膨胀阀等组成各自独立的制冷循环系统。两个蒸发器的进出水管之间通过阀门控制来实现两个蒸发器水系统的串联或并联。夏季制冷工况运行时两个蒸发器水管之间的阀门打开,空调末端系统的回水分两路同时进入两个蒸发器,在蒸发器的出口合流后进入空调末端,也就是说冷水并联流过两个蒸发器。系统的冷量是通过两个蒸发器实现的,每个蒸发器的进出口水温都是12/7℃(进出水温差Δt=5℃);冬季热泵工况运行时,两个蒸发器水管之间的阀门关闭,作为热源的地下水依次流过两个蒸发器,也就是说两个蒸发器的水串联,作为热源的地下水通过两个蒸发器来实现Δt=10℃的温降。与水并联流过蒸发器相比,串联时水流过蒸发器的流通面积减小,弥补了水流量减小对流速的影响,这样流经每个蒸发器的水流量、流速与夏季工况运行时一致,对传热性能的影响较小,既达到了节约地下水的目的,又不影响换热性能。

四、工程应用实例:

以下是某单位办公楼应用本新型节能水源热泵机组作为冷热源的设计实例:

1、办公楼建筑面积:4600m2,室内末端采用嵌入式风盘,经计算需要的冷负荷Q0=460kW,需要的'热负荷Qh=506kW。

2、水源条件:单井水量50~60m3/h,水温:夏季16℃,冬季15℃。

3、选用四台40HP半封活塞压缩机,每两台压缩机与一台蒸发器、一台冷凝器组成两个独立的系统。

4、设计工况:

制冷工况:蒸发器1、2水系统并联,氟系统独立,其进出水温度12/7℃,蒸发温度2℃;冷凝器1、2水系统并联,氟系统独立,其进出水温度16/26℃,冷凝温度31℃。

制热工况:蒸发器1、2水系统串联,氟系统独立,蒸发器1进出水温度15/9.5℃,蒸发温度5.5℃;蒸发器2进出水温度9.5/5℃,蒸发温度1℃;冷凝器1、2水系统并联,氟系统独立,其进出水温度40/45℃,冷凝温度50℃。

5、计算结果如下:

①制冷工况:

系统总制冷量:Q0=466kW,

系统总功率:Pi=89.5kW

系统制冷系数:Cop=5.2

井水(水系统并联)取水量:47.2m3

②热泵工况:

系统总制热量:Qk=511kW,

系统总功率:Pi=121.7kW

系统制热系数:Cop=4.2

井水(水系统串联)取水量:34m3

经过一个冬季和夏季的运行结果表明,在当地水源条件下两口井就可以实现机组安全可靠运行,制冷及制热效果完全满足用户的要求。减少了初投资和运行费用,收到了很好的经济效益.

五、结论:

采用此结构使蒸发器的进出水无论是在制冷时的5℃温差,还是在制热时的10℃温差,蒸发器的换热性能基本一致,也就是说蒸发器的换热面积在冬、夏两种工况下得到了充分利用。同时热泵工况运行时,水量减少20%,系统的制热量提高了10%左右,Cop提高了7%左右。

综上所述,通过改进热泵机组的结构,改变蒸发器水系统的串联与并联,既实现了节约地下水的取水量,减少取水井与回灌井的数量,又合理使用了蒸发器的换热面积,同时提高了系统的制热量及能效比。这样既减少了初投资,又降低了运行费用,具有显著的经济效益和社会效益,对水源热泵在我国的应用与发展将起到推动作用。

参考文献:

1、《HeatPumps――7thInternationalEnergyAgencyConferenceonHeatPumpingTechnologies》…………………….中国建筑工业出版社

2、《制冷原理及设备》……………………………………吴业正主编

篇4:水源热泵在富全矿业应用可行性研究

水源热泵在富全矿业应用可行性研究

通过对水源热泵工作原理、使用条件,与公司所在区域的.水文地质条件、生产用水状况进行对比分析,论述了水源热泵在山东富全矿业有限公司应用的可行性.

作 者:王占楼 WANG Zhan-lou  作者单位:中钢集团山东富全矿业有限公司,山东,汶上,272500 刊 名:矿业工程 英文刊名:MINING ENGINEERING 年,卷(期): 7(6) 分类号:X703.1 关键词:节能   水源热泵   水量   水温  

篇5:水源热泵技术在贵阳地区的应用及发展前景

水源热泵技术在贵阳地区的应用及发展前景

在分析贵阳地区建筑采暖空调冷热源的'基础上,结合贵阳地区的气候特点以及水资源状况,阐述了热泵空调技术在贵阳的应用现状及其发展前景.水源热泵和地源热泵由于具有高效节能、对环境影响小、运行稳定等特点,在贵阳地区很有发展前途.

作 者:陈良海 吕吉华 吴邦信 冯春 章圣样 李树霞 CHEN Liang-hai Lü Ji-hua WU Bang-xin FENG Chun ZHANG Sheng-yang LI Shu-xia  作者单位:贵州大学化工学院,贵州,贵阳,550003 刊 名:贵州工业大学学报(自然科学版)  ISTIC英文刊名:JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年,卷(期): 35(6) 分类号:X706 关键词:热泵   节能   经济性  

篇6:地温水源热泵技术在应用中应注意问题有哪些?

地温水源热泵技术在应用中应注意问题有哪些?

环境污染和能源危机已成为当今世界的两大难题,开发利用天然冷气、热源能够为空调带来节能和环保双重效益,因而越来越受到人们的重视,水源(地温)热泵系统正是同时具备这些要求的一种中央空调新型技术,

水源(地温)热泵利用地表水作为冷热源,夏季水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,冬季水体温度比环境空气温度高,热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。在利用水源(地热)热泵时应注意以下方面:

在采用水源热泵技术时,前期的水文分析非常重要,应根据地下水源实际情况,进行可行性的研究报告。适用的原则:水量充足、水温适当、水质良好、供水稳定、回灌可靠。因此,前期的认真、科学的水文地质勘探工作非常必要。

水源热泵中央空调主机,是冷热源的核心,它的质量好坏直接影响整个系统的可靠性和使用效果,

建议选用国内外有良好信誉的厂家,尤其是技术质量优、生产历史久、售后服务好的知名品牌。

众所周知,水源热泵空调的能效比(COP值,约等于输出功率/输入电功率)高于常规空调,但也有极限,一般在4、6,但国内某些厂家标称其热泵机组能效比可达到7、8之多,甚至少数还有11、12。这是不符合实际、不科学的,是对用户的极端不负责任,是一种欺骗行为。

水源热泵的关键技术在于水井。水井的成井工艺极为重要,必须要求是大口径钢制管井。法国CIAT在水井方面有独到的技术和经验,在实际使用时可比传统方式节省部分井水用量,并能够成功实现同抽同灌。

由于水源热泵中央空调系统使用率极高,因此对设备的性能、质量要求也比较高,各种辅助设备和材料的合理匹配也是获得良好效果的基础。CIAT的一贯作风是施工中保持较高的工程水平,选用优质设备材料,将工程做成展示、宣传窗口,为业主带来更佳的社会效益。

中央空调系统是一项长期使用、可靠性要求高的工程,必须可以长期可靠运行,保证使用效果。在设计和施工中首要考虑的是严把质量关,确保工程的质量,并符合国家相关标准和规范的要求,无论方案设计还是设备选用、工程施工、打井回灌等各个环节都必须围绕着这个中心进行。

篇7:土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文

土壤源水环热泵在空调系统中的应用论文

前言 随着人们生活水平提高,消费用电量也大量提高。尤其空调系统用电量在建筑用电中占有不小的比重。为缓解能源危机,21世纪节能技术已经成为社会发展的必然趋势。水环热泵结合浅层地热能的土壤源水环热泵技术得到了较快的发展,其不仅进一步提高了水环热泵系统的性能,也扩大了水环热泵的适应范围,是今后水环热泵技术的

发展方向。

1.土壤源水环热泵的工作原理

系统工作:

夏季:水环热泵处于制冷状态,水环路吸收的热量经过循环水泵去冷却塔和地埋管将热量放散到大气和土壤中。

冬季:外区水环热泵向水系统吸热,内区水环热泵可能向水系统放热或吸热,混合后的环路水需去土壤取热量后再次流向水环热泵。

2.土壤源水环热泵的特点

2.1回收余热、节能

土壤源水环热泵是通过一个循环水系统将不同区域的各机组有效地组织起来,冬季会把有的区域热量转移到另外需要热量的地方,从而达到回收余热、节能的目的。

2.2灵活性

安装的灵活性。可以整栋大楼一次完成安装或者根据大楼的租住情况部分安装使用。

运行、管理的灵活性。水环热泵用户可以按照户、层、楼、区域等运行并收取运行费用,不同区域设备故障检修时并不影响其他区域使用。

调节的灵活性。水环热泵可满足同时供冷和供热要求的场合,达到四管制风机盘管系统的效果。

2.3水环热泵系统的主机房占地面积较常规中央空调系统要小很多。

2.4地埋管水环热泵系统冬季运行工况稳定,没有以往风冷热泵的容霜问题,也没有供热锅炉方面的大气污染物排放问题,设备效率较高。

2.5系统设备分散,维修量稍大,系统投资稍多,应根据具体工程情况选用。

3.土壤源水环热泵的应用范围

土壤源热泵系统应用在有内外区的`地方时节能效果显着;或需要独立计量控制的项目;无法实现井水回灌、不好设置锅炉房等辅助设备机房的项目;还很适合同时供冷和供热的场所,可以替代常规四管制空调系统。

4.水环热泵结合地埋管的空调系统工程实例

4.1工程概况

工程位于浙江省,总建筑面积18万m2。地下二层,汽车库、商业和设备用房。地上3栋高层办公楼,A楼B楼C楼,每栋26层,高度分别为90.6m;裙房为四层,分别为D楼E楼F楼,功能为办公、报告厅、餐厅,总高度22.2m。空调建筑面积近13万平米。

4.2空调系统设计

本工程选用的是土壤源水环热泵系统,主要考虑因素为以下几点:

① 业主提出A楼B楼C楼为分层出租办公楼,每层电量核算、使用要灵活。

② D楼E楼F楼为人员比较密集的场所,单层面积都超过m2,进深较大,近40~50m,存在较大内区,比较适合水环热泵系统。

③ 整个建筑比较紧凑,难以选用合适的锅炉房位置及泄爆口、烟囱位置。

④空调使用时不受室外环境温度影响太大,保证冬季供暖的舒适性。

4.2.2空调水系统原理简图

4.2.3空调冷热源

经计算,夏季空调总冷负荷19624KW,总热负荷10267KW。空调总冷指标149W/m2,总热指标79W/m2。

空调冷热源由水环热泵提供,分体水环热泵主机设置于走道或噪音要求不高区域吊顶内,整体式水环热泵置于空调机房内。水环热泵释放的热量夏季由闭式冷却塔和地埋管系统承担,冬季吸收的热量由地埋管系统承担。

4.2.4空调风系统设计

① 办公、行政中心等小开间区域采用分体水环热泵机组,新风采用全热交换式换气机。展厅、行政中心等大开间区域采用整体机全空气水环热泵机组。

②吊装在吊顶内全热交换式换气机组周围设置隔声维护措施。

4.2.5空调水系统设计

①水系统均为闭式系统。A B C楼分别在地下二层机房内设置板式换热器构成ABC楼用户侧独立循环水系统,解决系统局部压力过大问题。ABC楼板式换热器的一次侧与DEF楼、地埋管、闭式冷却塔构成低区循环水系统。由于低区各系统阻力、流量相差较大,且为了便于进冷却塔和地埋管系统的水量控制,低区设置二级泵系统,地埋管与冷却塔分别设置了定流量带盈亏管的一级泵,ABCDEF各楼各设置变频运行的二级泵。

夏季冷却塔进出水设计温度37/32°C,地埋管侧设计进出水温度35/30°C,板换一次侧进出水温度介于(30~32)/(35~37)°C。板换二次侧设计进出水温度介于(30~32)+1/(35~37)+1°C。冬季地埋管一次侧设计进出水温度15/10°C,板换二次侧设计进出水温度9/14°C。

②水环热泵系统水平主管路和竖向管路均采用同程式系统。 ③为防止系统的水力失调,在一级集水器的各回水分支处、每栋楼每层进竖井的回水管分支处设置静态平衡阀。 ④ 高区各水系统设置高位膨胀水箱定压。低区水系统在地下二层设置落地式膨胀水箱定压。 ⑤高区各水系统设置高压自动加药装置。低区水系统为防止系统事故漏水渗漏到土壤污染地下水,水处

理采用旁通水处理装置。

4.2.6地埋管系统设计

本系统设计之前由勘察公司对现场进行了勘察,并打了2口测试井,土壤平均导热系数为1.84 W/m・℃,意味着有较强的地下换热能力,适合做地源热泵系统。地埋管报告结果如下表:

1#井(井深100m,管径d25)

制冷模式

埋管深度 m

夏季换热指标 W/m井深

夏季单孔散热量 W

100

64.3

6430

制热模式

埋管深度 m

冬季换热指标 W/m井深

冬季单孔取热量 W

100

48.2

4820

2#井(井深115m,管径d32)

制冷模式

埋管深度 m

夏季换热指标 W/m井深

夏季单孔散热量 W

115

67.8

7797

制热模式

埋管深度 m

冬季换热指标 W/m井深

冬季单孔取热量 W

115

53.6

6164

根据以上热响应测试报告结合项目的投资费用,地埋管采用双U形式并联设计,井深100m,孔间距4m。每根U型管外径d25。地埋管数量按照空调热负荷结合系统运行时发热量计算,冬季需向土壤吸热量接近7200KW,需井总数1340个,考虑到其它不确定因素留些余量,共设井数1640个。辅助冷源经计算选用4台闭式冷却塔,置于E楼四层屋顶,每台循环水量950m3/h。埋管换热器分配管采用同程形式,分集水器后总管采用异程式,传热介质为水。

4.3空调系统投资

投资项

总投资,万

地埋管及井

1600

水环热泵机组

1830

其它(包括安装、冷却塔、水泵、新风机等)

3190

投资汇总,万

6620

5.结论

土壤源水环热泵与常规水环热泵空调系统相比,节能效果显着。但由于系统投资较常规空调高,对地埋管系统施工质量有一定要求,选用施工队时要考虑队伍的施工能力,设计时要根据勘察资料在有利的自然条件地质构造下,经软件模拟分析、在有适合条件的前提下选用此系统。

参考文献

[1]马最良,姚杨,等.水环热泵空调系统设计[M].北京:化学工业出版社,

[2]师晋生.浅层地热能利用技术[J].新能源,

[3]宋应乾,龙惟定.吴玉涛水环热泵应用于大型商业裙房的模拟与分析[J].暖通空调,

篇8:项目教学法在葡萄贮藏加工学的应用论文

项目教学法在葡萄贮藏加工学的应用论文

【摘要】专业课程的教学对理论应用于实践要求比较高,项目教学法很好地将理论与实践契合,在专业课程教学活动中的应用备受关注。文章介绍了项目教学法在《葡萄贮藏加工学》中的应用概况,总结了应用效果,并对存在的问题进行了分析探讨。

【关键词】项目教学法;葡萄贮藏加工;应用效果;问题分析

教育部在地方本科高校转型发展座谈地上正式提出“推动地方高校转型发展,建设应用技术大学”的改革动议。在全国开展应用型高校建设的环境下,项目教学法在教学方法的改革与探索中应用越来越多。中国知网收录的以“项目教学法”为主题的文章,有1531篇,有1349篇,作者们对项目教学法在各领域的应用进行了分析和探讨。葡萄是我校所在地方的特色农产品,也是地方主导农业产业,走在乡间随处可见葡萄园,也有很多的葡萄酒厂和酒堡、庄园等,葡萄及葡萄产品销往全国各地,部分产品出口创汇。因此,地方对与葡萄相关的知识技术需求多,教育管理部门及学校也强调专业技术服务地方,这对与葡萄相关的专业课教学提出了更高的要求。《葡萄贮藏加工学》是一门综合的应用性课程,要求学生掌握在贮藏过程中如何保鲜葡萄品质以及如何拓展葡萄加工产品的理论知识和操作技能,并了解葡萄贮藏保鲜与加工的新技术、新设备、新工艺等,是对食品专业基础课程学习的应用和检验。在该课程多年的教学中,体会到项目教学法是适用于《葡萄贮藏加工学》的一种行之有效的教学方法。文章简要介绍项目教学法在《葡萄贮藏加工学》中的应用概况,重点从应用效果和存在问题两个方面进行了分析。

一、项目教学法在

《葡萄贮藏加工学》课程中的应用概况项目教学法以应用为导向,学生为主体,由学生自己处理一个相对独立的项目,包括信息的收集、方案的设计、项目实施进程及效果评价,老师在整个过程中起指导作用。项目教学可成为一个人人参与的创造性活动,通过激发学生的主动性、强调工作的时效性,以促进学生全面掌握并应用知识技能,培养团队合作精神和分析问题、解决问题的综合能力。在《葡萄贮藏加工学》课程实施项目教学法,需要经过以下几个环节,即:项目的前期准备、确定项目主题、设计项目方案、执行方案、项目质量评价。在基础理论知识讲授结束后开始安排项目教学法的相关工作,项目方案的执行贯穿余下的整个教学过程。

二、项目教学法应用效果

1.深化了知识体系的构建《葡萄贮藏加工学》的项目教学活动中,涉及很多基础知识,如食品分析、食品生物化学、食品安全与卫生、食品感官评价、微生物学等,学生要做到自己完成独立项目的效果,需要把以前学过的这些知识串联起来。通过项目教学法,督促学生温故知新,将所学相关知识充分地运用到执行过程中,深入理解和掌握了葡萄贮藏加工学的知识,实现了食品基础知识和专业知识大融合,构建了较为完备的知识体系。

2.强化了产业意识尽管葡萄是地方的特色产业,但开课伊始学生对与葡萄贮藏和加工的兴趣并不浓厚,更喜欢葡萄酒相关课程。因为很多学生认为葡萄贮藏加工的知识深度不大,技术难度小,与他们所期望的深奥理论和先进技术相悖。通过项目方案的执行,学生认识到贮藏是一项系统性的工程,不仅需要全面的理论知识,还需要极大的细心和耐心;在理论知识方面,意识到采后生理和生物学病害的学习和应用别有洞天。另外,在项目的总结分析阶段,通过对产业和技术等方面的了解,进行一步增加了对葡萄的认识,尝试着从全方位考虑葡萄问题,而不是仅仅关注于葡萄酒,能够从产前、产中、产后看待葡萄贮藏与加式在产业健康发展中发挥的作用,强化了产业意识。

3.提高了综合素养专业课程开展各种形式的.教学活动,不仅仅是对学生专业知识的传播,更是对综合素质的培养。通过在《葡萄贮藏加工学》课程中开展项目教学法,学生实实在在的得到了锤炼。除了学习能力和知识运用能力得到提高外,社会能力也得到了进一步的发展,如统筹安排能力、团队合作能力、沟通能力、语言表达能力、创新能力、独立思考能力等。我们培养的学生最终要进入社会实现个人价值,服务于国家和人民,在教学过程中,以项目完成为导向,进行分岗锻炼,实现学生的分类培养,为学生就业岗位入职提供能力储备,增加学生就业信心。

三、存在的问题

项目教学法应用于课程教学没有标准的做法,需要在实践中摸索,如何找寻课程教学与项目教学法的契合点,将学生应掌握的知识融入到项目中,需要根据具体的课程情况把握。在《食品贮运保鲜》课程中开展项目教学法以来,发现存在如下的问题。

1.实施条件有限项目教学法的实施必须满足“项目”开展的各种条件,而不是简单的模拟,不仅需要资料储备,还需要真实完整的操作环境,哈佛大学著名的实操教学所倚赖的正是系统完整的真实行业环境和数据储备。这方面是我国教育所面临的一项挑战。另外,项目的选择应在培养方案和培养目标的背景下统筹安排,需要以一个专业为整体进行教学上的改革,而不是一门课程独立随机进行的。

2.学生素质需早培养项目教学开展得好对学生素质有较高要求,学生应具有强烈的学习冲动、较好的理论基础和自学能力、有团队精神、能够客观的自我评价等。素质和能力的提高都需要时间的积累,在项目执行过程中,发现很大一部分学生精力分配和知识储备不够,在一些环节上应付的成分多,没有进入开展该项目的状态中去。有的学生非常希望能出色的完成项目,但因知识欠缺、沟通障碍等而受到诸多限制。大一新生入学后就应开展综合能力拓展的教学项目,而不是主要停留在纸面知识的掌握方面。

3.项目质量评价应多元化项目效果评价时应掌握多元性原则,即从过程到结果由多方进行全面评价,避免“重结果、轻过程”和任课老师一锤定音。评价内容包括方案设计质量、贮运产品质量评价、小组团队合作能力、创新能力等多个侧面;选定若干关键点,由学生自评、小组互评、教师评价等多种方式结合进行。就葡萄贮藏项目而言,首先采用加权评分法建立葡萄质量评价标准;其次组织专业评价小组进行评分;最后,计算出各项目组葡萄贮藏质量成绩,而不是最后由老师或班干部笼统给出最终一个成绩。诸上所述几个方面的问题,在《葡萄贮藏加工学》课程开展项目教学法中存在,在其它课程和高校中也或多或少有体现。如何更好的开展项目教学法,并对实施效果给出一个客观科学的评价,这是我国教育所面临的一项挑战,也是一个长期的发展中的课题,需要学校和政府予以机制和资源的支持,具体工作有待多方力量进行深入的研究和探讨。

参考文献:

[1]魏炜,覃家飞,李程程.项目教学法在我国教学中应用现状研究[J].大众科技,(223):95-96.

[2]赵巩玉.对项目教学法的几点思考[J].教育教学论坛,2018(6):226-227.

[3]周翠英.《果蔬贮藏与加工》课程中引入项目教学法的研究[J].职校论坛,2018(28):233-234.

[4]王攀,李彬,范娜.项目教学法在《果蔬贮藏与加工》课程中的应用与实践[J].安徽农学通报,(20):135-136.

篇9:加筋土干垒挡土墙在园林工程的应用论文

加筋土干垒挡土墙在园林工程的应用论文

摘要:近年来,随着国民经济的迅猛发展,大众审美意识的不断提高,传统技术材料难以满足民众对市政工程在美学性上不断提升的需求。加筋土干垒挡土墙因其经济性、美观性、耐久性、施工便捷性等众多特性受到越来越多的关注,并逐渐被运用在实际工程案例中。基于此,阐述与总结其发展历史、市政行业中的应用、结构组成及原理、基本特性、应用前景等。更多园林相关范文尽在职称论文发表网。

关键词:园林论文

随着城市的不断发展,人们对城市环境美化的要求越来越高,传统浆砌块石挡墙或钢筋混凝土挡墙也越来越难以满足城市发展的需要,成本高、施工难、景观效果差等诸多因素成为传统挡墙的不利因素。加筋土干垒挡土墙有效地解决了传统挡墙中存在的问题,经济方便,又适应现代社会的发展需求。

1发展历史

现代加筋土技术由法国的Herni.Vdial于20世纪60年代初发明,而在我国的发展和应用则是从20世纪70年代末开始,最先由云南煤矿设计院于1978―1979年在田坝矿区建成了3座加筋土挡土墙实验段,该工程的成功引起了我国土木建筑行业的极大兴趣,随后这项技术便在公路、林业、水利、市政园林等行业迅速发展起来并得到推广及运用。

2市政行业中的应用

加筋土干垒挡土墙在市政行业中的应用主要体现在城市河道整治工程中。由于城市用地紧张,大部分城市河道驳岸形式采用直立挡墙的形式,而此类形式的河道断面常水位与岸顶间存在很大的高差导致挡墙立面外露,而传统挡墙如浆砌块石挡墙、钢筋混凝土挡墙,立面效果较差,再加上市政类项目施工较为粗犷,项目建成后景观性较差,经常会受到业主部门及群众的差评,设计院方面往往通过在挡墙顶种植垂挂植物,起到遮挡立面的效果,但此方法仅限于挡墙顶不修建滨水步道的情况下,较为局限。而加筋土干垒挡土墙相比传统挡墙除在功能性上完全满足要求外,其优越的美学特性为设计师们提供了更多的想象与创作空间,干垒混凝土挡土块有上百种颜色选择,以及不同的形状样式,设计师可以将一些设计概念运用到挡墙立面的装饰中去,使设计理念的表达更加丰富灵活。加筋土干垒挡土墙在市政园林行业中的应用除河道整治工程外,在道路边坡工程、园林景观工程中也得到广泛应用,备受行业相关人员的好评。

3结构组成及作用原理

加筋土干垒挡土墙是一种柔性护坡体系,属于重力式挡墙的一种。加筋土利用拉筋与土体之间的摩擦作用改善土体变形条件,提高土体的工程性能,从而起到稳定土体的效果。

3.1结构组成

加筋土干垒挡土墙由干垒块、垫层、地基层、排水骨料和加筋土等组成,如图1所示。(1)地基层:位于垫层下,主要承受垫层及加筋土区的'荷载。(2)垫层:位于干垒块下,由碎石或素混凝土组成。作用是扩散干垒块的压力,提高地基承载力,并提供施工作业面。(3)干垒块:混凝土制品,形成花岗岩质感的挡墙外立面,依靠块体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的作用。干垒块挡土墙是柔性结构,其墙底无须放置在冰冻线以下来满足承载力的需要。由于干垒挡土块具备透水性,缓解了墙后排水装置外的水荷载对墙面板的压力,从而增加了墙体的安全性。(4)排水骨料:位于干垒块后,可自由排水的粒状材料。作用是允许墙后积水的排除,减少墙后水压力。(5)加筋土:位于排水骨料后,通过拉筋与土体之间的摩擦作用起到加强墙体抵抗土压力和附加荷载的作用,从而增加墙体的稳定性。

3.2作用原理

加筋土之间作用的基本原理大致可分为以下几类:摩擦加筋原理、准粘聚力原理、弹塑性层板理论、均质等代材料原理等,其中最主要的是摩擦加筋原理和准粘聚力原理。

4基本特性

4.1美观性

干垒挡土块拥有上百种颜色及多种造型样式可供设计人员选择,能形成丰富的立面装饰效果,给予设计者广阔的创作空间。干垒块混凝土劈裂面粗糙的表面纹理给人自然朴质的视觉感,施工后墙体立面的平整度及整体效果优于传统挡墙,更加清洁整齐,与城市环境氛围相融洽。

4.2经济性

加筋土干垒挡土墙在造价上也极具优越性。一般情况下与其他类型的挡墙相比,可节省造价30%~50%,挡墙越高,节省的费用就越多。由于干垒加筋挡墙在我国起步较晚,对有限工程实例的造价缺乏系统的比较。世界上对干垒挡墙与其他类型的挡墙造价有过系统的研究,研究成果见表1。(2)I/D指数据不充分;N/A当时没有相应的数据

4.3施工便捷性

在施工方面,加筋土干垒挡土墙能够成倍的提高施工进度及工程质量,主要影响因素如下:(1)挡墙无需水泥砂浆砌筑,可直接干垒;(2)单独作业的重复,不需要技术工,不需支撑,也不必在养护上花费时间,全部施工可在填土一侧进行,大大缩短工期;(3)施工限制减少,由于挡墙是预制的墙面和拉筋以及填土形成,在狭窄的施工现场或严格控制噪音震动的地方也能建造;(4)拆除简便,拆除时不用圬工凿除,取走填土即可。

4.4安全性

由于干垒块墙体为柔性结构,层与层之间无水泥砂浆连接,墙体本身坐落在柔性骨料基础上,块体可以自由移动或调整相互位置,因此,对小规模基础沉陷或遇到短暂的非常荷载组合(如地震、高地下水位等)时具有相当高的适应能力,从而具备一定的安全性。

4.5耐久性

干垒块由高强高密实度混凝土制成,具有极高的抗压强度和抗冲击能力,不会分裂或腐朽,低吸水率使它同时具备很强的抗冻能力。加筋土采用的拉结网片是特殊的聚合物纤维编织而成的土工格栅,具有非常高的抗蠕变、抗老化能力。

5应用前景

目前我国已建成数千座加筋土工程,其中公路类项目占85%以上,但在市政园林项目中的应用不足6%,且国内各大市政院在处理河道整治项目时,大多还是运用传统的挡墙形式来解决问题,虽然加筋土干垒挡墙技术已日渐成熟,但尚未得到市政行业的重视。近年来,随着人们审美意识的不断提升,越来越多市政项目的业主对处理挡墙立面效果提出更高要求,不仅要满足基本的使用功能,更需要其具备很高的美观性,传统的处理手法越来越难以满足此需求,因此,加筋土干垒挡土墙技术作为市政园林类行业中刚起步的一个门类,应被行业从业者广泛认知,并将其运用到未来的设计中,为设计者提供更多解决问题的手段,最终创建出一项项更加技术先进、经济合理、美观生态的市政园林项目。

篇10:自动加液在纺织品耐干洗色的应用论文

自动加液在纺织品耐干洗色的应用论文

衣物的干洗与水洗相比,能很好保存质地、衣型等优点,但是也可能对纺织品服装的色泽有所影响,尤其是含毛类织物。因此,国家制修订了很多产品标准如FZ/T73018―《毛针织品》[1]、FZ/T73005―2012《低含毛混纺及仿毛针织品》[2]等对耐干洗色牢度提出了相应的限制要求,耐干洗色牢度也成为纺织服装常规检测项目之一。纺织品耐干洗色牢度测试没有实现过程的自动化,人工添加有机溶剂会对操作人员的身体造成较大的危害,有机溶剂挥发的几率增大,污染环境,同时人工加液稳定度难以保证。为了保证检测方法的正确执行,准确无误量取一定体积的四氯乙烯溶剂,减少试验人员接触四氯乙烯的时间,以及尽量减少有机溶剂的挥发,现采用机械自动加液的方式取代人工加液,以提高加液稳定性,减少试验人员接触四氯乙烯出现身体损害的几率同时降低溶剂挥发污染环境的几率。

1耐干洗色牢度检测方法

1.1过程与溶剂特征

目前国内产品标准中引用耐干洗色牢度的测试方法主要是GB/T5711―《纺织品色牢度试验耐干洗色牢度》[3]与GB/T5711―《纺织品色牢度试验耐四氯乙烯干洗色牢度》[4],检测量最大的也是此两个标准。GB/T5711―1997测试过程是将纺织品试样和不锈钢片一起放入棉布袋内。置于四氯乙烯内搅动,然后将试样挤压或离心脱液。在热空气中烘燥,用评定变色用灰色样卡评定试样的变色。试验结束,用透射光将过滤后的溶剂与空白溶剂对照。用评定沾色用灰色样卡评定溶剂的着色。而GB/T5711―2015是将纺织品试样与规定的贴衬织物贴合在仪器,和不锈钢片一起放入棉布袋内,置于四氯乙烯内搅动,然后将试样与贴衬织物挤压或离心脱液,干燥。以原样作为参照样,用灰色样卡或仪器评定试样的变色和贴衬织物的沾色。耐干洗色牢度测试方法中使用的溶剂主要是四氯乙烯。四氯乙烯,又称全氯乙烯,为乙烯中全部氢原子被氯取代而生成的化合物。其对人体具有刺激和麻醉作用。因此,在开展耐干洗色牢度这项测试时应进行安全操作,测试方法中建议该试验在通风良好的环境中进行,并且溶剂应在通风橱内打开,同时应佩戴防护手套、防护目镜和口罩,避免皮肤直接接触溶剂和吸入溶剂气体,同时应严格按照规定安全处理使用后的溶剂。

1.2测试参数分析

耐干洗色牢度试验影响主要因素有溶剂量、样品尺寸、测试时间、温度、钢片数、干燥方式等。根据黄松、陈明(GB/T5711―1997测试方法中主要影响因素的量化关系解析)[5]采用正交试验以及一定的统计分析方法确定了耐干洗色牢度检测方法中的主、次要影响因素,认为溶剂量是检测结果的最大影响因子。

1.3测试自动加液装置

本次选用的自动移液器配备耐有机溶剂的精密泵及进口特氟隆内衬溶液管,泵体内无金属机械部件,具有自吸功能与热保护,无磨损,运转平稳,适用于长时间连续工作;自主开发程控软件,大尺寸触摸液晶屏控制,速度快、效率高,省力省时。该仪器最大工位数12,3×4排列,仪器默认值为每次移液量200mL。

2采用自动加液装置后检测结果分析

2.1加液精度

加液精度是衡量两种取液方式的重要评价依据。标准要求加液量为200mL,表1为用自动加液和人工加液两种方式加液量及其偏差范围。从表中可以看出,自动加液产生的偏差范围比人工加液小,可见自动加液有较高的精度以及稳定度。人工加液精度以及稳定度会受人为因素影响,自动加液全程由系统控制取液量与速度,准确度高,速度可控。溶剂量控制在(200±2)mL(即±1%)以内。表1采用自动加液和人工加液两种方式加液量及其偏差。

2.2采用GB/T5711―1997方法测试耐干洗色牢度结果分析

采用自动加液与人工加液的方式按GB/T5711―1997方法测试耐干洗色牢度,最终评定试样变色与溶剂沾色,最终结果见表2。从表2可以看出,采用两种加液方式所测得的'耐干洗色牢度试样变色和溶剂沾色结果完全一致。自动加液方式对耐干洗色牢度结果没有影响。

2.3采用GB/T5711―2015测试耐干洗色牢度结果分析

采用自动加液与人工加液的方式按GB/T5711―2015方法测试耐干洗色牢度,最终评定试样变色与多纤维贴衬(醋纤、棉、锦纶、涤纶、腈纶、羊毛)沾色,最终结果见表3。从表3可以看出,采用两种加液方式所测得的耐干洗色牢度试样变色和贴衬沾色结果完全一致。自动加液方式对耐干洗色牢度结果没有影响。

3结论

实验室在对纺织品进行耐干洗色牢度检测时,加液过程直接关系到最终结果的准确性,是试验的重要步骤。现行的溶液加取方式多采用人工添加,存在自动化程度不高,对劳动者保护极差及效率比较低等缺点。针对这些缺点设计一套符合检测需求的自动加液装置,可以有效提高检测结果的准确性,也可以保护试验人员安全,节省劳动力,对检测过程中提高工作效率,加快产品的检出速度具有极其重要的意义。自动加液装置在检测中应用后,检验员只需要设定好机器,仪器可自动加液至每一个干洗杯,检验员只需要在加完液后盖上杯盖即可放入机器继续下一步试验,非常方便,减少了检验员与有机溶剂四氯乙烯的接触时间,减小了接触带来的健康隐患,同时也提高了检测速度与检测稳定性。目前该装置已经在国家纺织品服装服饰产品质量检测中心实验室实现了生产应用,反映良好。

篇11:加筋旋喷桩在深基坑中的应用论文

加筋旋喷桩在深基坑中的应用论文

摘 要:依据施工现场地质和环境情况选定某基坑加固方案,即加筋旋喷法,阐述了其施工工艺。实践证明,所选方案为后续施工提供了保障,该方案非常适于城市场地狭窄地段的基坑加固。

关键词:深基坑;地基加固;加筋旋喷桩

1 概况

拟建某广场(汉中市万邦时代)基坑位于某(汉中)市太白路与天汉大道交汇处,原为某市(汉中)体育场,地势平坦,环境特殊,交通便利。因基坑已经开挖,基坑周边场地狭小,基坑开挖深度为7.0m,局部加深为9.7m,水位在地面下8.5m。因此,在基坑开挖和地下室施工时,必须预先做好基坑支护加固,以防止流砂造成基坑破坏。

1.1 支护方案选定

基坑支护的方案有多种,根据现场具体情况,因地制宜,从安全、环境、经济等方面分析、优选。大部分采用土钉墙支护。

1.2 工程地质特征和水文地质条件

(1)杂填土:颜色为褐色、黄褐色、黄色、青灰色,主要由碎砖,白灰渣等建筑垃圾和粘性土、污染土混杂而成,土质不均匀,松散~稍密,厚0.8~3.20m。

(2)粉质粘土:黄色、浅黄色,以粘粒、粉粒为主,湿,可塑,厚度0.5~4.20m。

(3)中砂:黄灰色、灰白色。以中砂为主,中上部常见细砂薄层,稍湿,松散,厚度0.6~2.30m。

(4)粗砂:黄灰色、棕黄色,矿物成分主要为石英、长石,稍湿,松散,厚度0.4~1.8m。

(5)卵石:黄灰色,以卵砾石为主,稍湿,中密厚度不甚稳定,层厚0.60~2.60m。

地下水为河谷砂砾卵石层潜水,地下水位埋深8.5m以下,主要接受大气降水及汉江水补给,水文地质条件简单。

2 设计方案分析对比

(1)若用钻孔桩,虽然效果较好,但受场地所限,机械设备无法就位,施工周期长。故钻孔桩方案不宜采用。

(2)如选用挖孔桩,成孔较困难,由于地下水丰富,漏砂严重,无法施工,只能通过注浆止水护壁才能顺利施工,施工难度大,成本高。

(3)如果选用静压桩,由于基坑周围已经开挖,无作业面,设备无法到位,也不宜采用。

综上所述,笔者建议采用加钢管高压旋喷注浆加固的方案。

3 加筋旋喷桩设计

由于场地的局限性(西侧北部及北侧连钻孔灌注排桩都无法施工),不能采用摆喷或三层管旋喷工法。采用静压注浆无法控制水泥浆液的扩散半径,容易造成水泥浆液的浪费,成本大大增加。

选用单管高压旋喷工法,就可以克服以上困难。因为该工法相对简单,施工快捷,对周围环境干扰小;同时,单管高压旋喷所形成的旋喷体有一定的刚度,可以作为支承支护结构的一部分,维护基坑的稳定,也可以改善施工条件。在确保安全的前提下,该法尚属经济。

鉴于以上原因,最终选择的基坑支护方案为:基坑内侧布置旋喷孔,间距为600~700mm。且在旋喷工作完成后在水泥浆液没有初凝之前加入48mm的钢管作加劲筋。

基坑支护关键是旋喷施工,其施工工序流程为:单管高压旋喷桩布孔→单管高压旋喷成孔→单管高压旋转喷浆→回填封孔→成桩验收→特殊情况处理。

单管高压旋喷设计参数:

单管高压旋喷施工的设计参数为:桩径300mm;桩间距600~700mm;桩深7m;旋喷压力是20±2Mpa;注浆量60~120L/min;水泥浆水灰比1;旋喷旋转速度20~30r/min;旋喷提升速度20~30cm/min;桩身强度1~2Mpa。

4 加筋旋喷桩的施工

(1)施工准备。施工前测放轴线,将钻机安放在双排架上并应保持垂直,施工时旋喷管的允许倾斜度≯1.5%。

(2)钻孔。旋喷施工钻机的就位与设计孔位偏差≯20mm。

(3)验收。钻孔达到设计深度后,经过有关部门人员验收孔深与孔径。

(4)下喷浆管。钻孔验收完后下入底部带有喷嘴的钻具到设计孔深,下喷浆器具与钻孔两道工序可以合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴或下管困难,可以边喷水边插管。

(5)配料、搅拌浆液。按设计水灰比1进行单桶配料并制成均匀浆液,经过过筛程序,以防粗颗粒混入输浆管而堵塞喷嘴。

(6)旋喷成桩。当带有喷嘴的钻具下到设计孔深和水泥浆液制好后,开始送浆并旋转,待送浆量稳定后在旋转的同时开始提升,喷管的旋转速度控制在20~30r/min,提升速度控制在20~30cm/min,遇地层变化时上述参数应做相应调整。作业人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转与提升速度。同时做好施工记录。

当上述工作完毕后,应进行签字确认。并将注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。至此一个单管旋喷桩施工结束,下入48钢管,移至下一孔位进行重复工作。

(7)特殊情况处理。在施工过程中,当冒浆量>20%或完全不冒浆时,应查明原因和采取相应措施。

①返浆量过大,主要是注浆量大所致,可采取提高喷射压力,适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度的'方法解决。

②不返浆,一般是漏浆或地层孔隙大,可分析原因,漏失的采用加大水灰比并掺入适量速凝剂堵漏;孔隙大的选用加大注浆量的方法,具体采用复喷或间隔注浆法处理。

5 工程施工及质量保证措施

(1)孔位垂直度允许偏差按规范要求。

(2)施工中,严格按设计要求的水灰比配置水泥浆液。

(3)施工过程中,若发现异常,检查是否断桩错位,桩顶凹陷等不足现象,应做好记录并及时复打或补打。

6 结语

(1)高压旋喷处理软弱地基适用于地层中含软弱夹层,较其它施工方法(如钻孔桩、挖孔桩、静压桩等),施工费用低,工期短。

(2)高压旋喷桩施工时,由于有部分土体被置换,有利于周边土体加固,使周围土体得到加固,强度提高。

(3)经过旋喷注浆,使周围土体由松散到固结,有利于基坑稳定。

(4)进一步探索和积累不同地区,不同土质条件的旋喷桩施工工艺和与之配套的施工参数以及施工管理方法和施工质量检测方法是非常必要的。

(5)实践证明,单管加筋高压旋喷施工具有施工简单、效率高,不需要开挖就可以处理隐蔽工程等特点,因而适用于城市深基坑支护加固,值得进一步推广与应用。

参考文献

[1]@彭振斌. 注浆工程设计计算与施工[M]. 武汉:中国地质大学出版社,1997.

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