1.
項(xiàng)目概述
當(dāng)前制定冷卻循環(huán)水處理方案的主要依據(jù)是“掛片實(shí)驗(yàn)”或“動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)”，然后留出很大的保險(xiǎn)空間，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定最終的藥劑投加量。很多情況下也不排除部分水處理公司或水處理劑生產(chǎn)廠家為了自身的效益而過度放大保險(xiǎn)的空間。這些因素大大增加了企業(yè)的運(yùn)行成本。如一家200萬千瓦規(guī)模的電廠每年的水處理藥劑支出就要近千萬元。
我們正在著力開發(fā)的“工業(yè)冷卻循環(huán)水處理專家系統(tǒng)”就是希望根據(jù)水質(zhì)條件、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的材質(zhì)和運(yùn)行狀況，利用正在研究中的復(fù)雜條件下的成垢熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論，找到具有足夠理論依據(jù)的最低用量極限，以此為基礎(chǔ)，為用戶推薦最佳配方、最佳用量和現(xiàn)場實(shí)施方案。可望使用戶的水處理藥劑成本下降10～30%。同時(shí)它也集成了水處理藥劑和循環(huán)水水質(zhì)分析、數(shù)據(jù)處理和日常記錄的檔案管理功能，并可檢索到當(dāng)前幾乎全部已工業(yè)化的水處理藥劑資料。既是一套功能強(qiáng)大實(shí)用的工業(yè)應(yīng)用軟件，也是一部水處理知識(shí)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的教材。
水處理用戶一般是石化、化工、電力、鋼鐵等高產(chǎn)出高消耗的企業(yè)，有效地降低這些企業(yè)的水處理成本所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本系統(tǒng)的開發(fā)成本。
2.
應(yīng)用范圍（包括功能、用途）
① 根據(jù)循環(huán)水和補(bǔ)充水的水質(zhì)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的材質(zhì)和運(yùn)行條件，推薦優(yōu)化的水處理藥劑配方，在保障安全的前提顯著降企業(yè)水處理的費(fèi)用；
② 根據(jù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)推薦運(yùn)行調(diào)整方案和現(xiàn)場實(shí)施方案；
③ 提供水質(zhì)分析和水處理劑分析的標(biāo)準(zhǔn)方法、結(jié)果計(jì)算、報(bào)表打印和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)日常數(shù)據(jù)檔案管理功能。
④ 提供各種水處理劑的詳細(xì)資料、水處理原理及動(dòng)態(tài)模擬顯示，既為水處理技術(shù)人員提供全面的參考資料，也可作為技術(shù)培訓(xùn)教材。
3.
技術(shù)優(yōu)勢(shì)（技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)）
目前許多大型企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中建有自動(dòng)加藥系統(tǒng)，但只能根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行簡單的機(jī)械操作，不能根據(jù)系統(tǒng)狀況及時(shí)調(diào)整加藥方案。由于參數(shù)未經(jīng)優(yōu)化，往往使藥劑的消耗長期維持在較高的水平。即使取水樣進(jìn)行用掛片試驗(yàn)或動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，方案也往往要滯后1周至1個(gè)月，無法適應(yīng)當(dāng)前的系統(tǒng)狀況。最根本的原因就是目前制定方案時(shí)缺乏理論依據(jù)，所以只能依賴于實(shí)驗(yàn)結(jié)果或請(qǐng)專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推薦。
我們通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，建立復(fù)雜條件下不同水質(zhì)、材質(zhì)、運(yùn)行參數(shù)和處理效果間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)不同加藥方案的效果具備相當(dāng)?shù)念A(yù)測能力，也能根據(jù)企業(yè)要求控制的指標(biāo)推薦相應(yīng)的加藥方案，因而能夠根據(jù)系統(tǒng)的狀況對(duì)加藥方案進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。這種功能與自動(dòng)加藥系統(tǒng)結(jié)合后，就可以使循環(huán)水系統(tǒng)長期運(yùn)行在安全和低耗的狀態(tài)。
水處理專家系統(tǒng)中的資料、原理及強(qiáng)大的引導(dǎo)和檢索功能也可使經(jīng)常使用本系統(tǒng)的技術(shù)人員和操作人員的專業(yè)素質(zhì)得到顯著提高。
4.
技術(shù)水平（包括本技術(shù)在國內(nèi)外的地位、鑒定情況、獲獎(jiǎng)情況等）
本專家系統(tǒng)的研究內(nèi)容和最終開發(fā)目標(biāo)在國內(nèi)外均為空白。
5.
項(xiàng)目所處階段
本項(xiàng)目正在研制中，由兩個(gè)課題組分別在兩個(gè)方向進(jìn)行攻關(guān)。
① 利用激光散射原理，自行設(shè)計(jì)一套適用于CaCO3和其它垢型介穩(wěn)區(qū)測定的裝置，并輔以各種水質(zhì)指標(biāo)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測通道以采集數(shù)據(jù)，建立水質(zhì)、運(yùn)行條件、藥劑三者與水處理效果間的量化關(guān)系，在現(xiàn)有結(jié)晶理論的基礎(chǔ)上，力爭在復(fù)雜條件下的結(jié)垢理論上有創(chuàng)新和突破。這是本專家系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)核心。目前正在進(jìn)行靜態(tài)的結(jié)晶和阻垢機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究，并且初步完成了實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)工作。
② 通過廣泛深入的調(diào)研和用戶需求分析，確定專家系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)一套符合行業(yè)規(guī)范、功能全面、可靠易用的工業(yè)應(yīng)用軟件。目前已初步完成水質(zhì)分析方法、水處理劑資料的收集和整理工作，通過數(shù)據(jù)分析，綜合考慮數(shù)據(jù)特點(diǎn)和系統(tǒng)功能，確定合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和用戶界面。一些系統(tǒng)底層基本功能的程序已在編寫中。
6.
市場狀況及市場預(yù)測
對(duì)大型企業(yè)，本專家系統(tǒng)可制作成單機(jī)版銷售，也可折分成不同的功能模塊，預(yù)期可接受的價(jià)格為5～25萬元。從它能夠產(chǎn)生的效益看，這一投資的回報(bào)率是很高的。另外，我們也正在考慮建立一個(gè)專業(yè)網(wǎng)站，為注冊(cè)用戶（更適合于中小型企業(yè)）提供各種在線服務(wù)。由于擁有冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的企業(yè)數(shù)量非常龐大，可以預(yù)期這套具有相當(dāng)理論水平和很強(qiáng)實(shí)用價(jià)值的工業(yè)應(yīng)用軟件可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
7.
所需設(shè)備及投資估算
緩蝕阻垢機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)裝置1套： 1×20
流動(dòng)注射進(jìn)樣和預(yù)處理裝置1套： 1×8
離子活度計(jì)3臺(tái)： 3×0.5
電導(dǎo)率儀1臺(tái)： 1×0.5
計(jì)算機(jī)（服務(wù)器）1臺(tái)： 1×2
其它設(shè)備自籌或協(xié)作
合計(jì) 32萬元
8.
效益分析
本專家系統(tǒng)預(yù)期可以為企業(yè)節(jié)約10～30%的水處理藥劑消耗，對(duì)大中型企業(yè)降耗尤為明顯。如一家150萬千瓦的電廠，每年的水處理藥劑消耗約700萬元，如能使藥劑消耗下降10～30%，則每年可節(jié)約70～210萬元。如果多家企業(yè)采用此項(xiàng)技術(shù)，宏觀經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益將非常可觀。
南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院
聯(lián)系人：楊文忠
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