选型设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇选型设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

近年来随着我国经济的高速增长，西部大开发政策的深入，国家投资进行了大量的基础设施建设和能源工程建设，随着此类工程的开展，各个工程行业都更多的面临边坡灾害防治问题：公路方面，中西部地区进行了大量的高等级公路建设，而高等级公路在设计和施工中强调道路的线形，这和过去在低等级公路建设中常用的遇山绕避，上下大坡道等方式完全不同，必然要出现一些人工高边坡或从一些高陡的自然山坡下经过：市政方面，随着房地产行业的兴旺，城市徒弟日渐变成稀缺资源，有山的城市就会出现临山而建的工程；其他方面，如新建山区铁路、矿山等由于工程本身的特点，都不可避免的要临山二建或靠山而建，这些工程都面临高陡边坡地质灾害治理的问题，而选择sns柔性防护系统设计都必然要面临一个设计选型的问题。

1.sns防护系统的工程特点

sns柔性防护系统从研发思路上有别于传统的刚性防护结构，它利用柔性网的易铺展性和金属材料的高防冲击能力，来实现对坡面地质灾害的防治，从结构形式上实现了轻型化，同时充分利用技术成熟、性价比良好的金属涂层防腐技术，对系统中重要受力构件钢丝绳和钢丝采用热镀锌或锌铝合金涂层工艺进行处理，确保系统具备较长的防腐工作寿命，因此，它不仅具备以圬工为代表的传统方法对坡面地质灾害的防治功能，而且还具有其他方面的优势。

1.1良好的工程适应性

sns柔性防护系统常常因其新颖的防护形式和良好的工程适应性，在传统的边坡防护工艺无法或者很难试试的工程防护中解决棘手的防护问题，发挥独到的防护效果。具体体现在：

1.1.1柔性和整体性

1.1.2美观和环保

1.1.3特殊环境的适应性

1.2施工安装的便捷性

首先，柔性防护系统的结构安装非常快捷。经过多年的摸索和发展，柔性防护系统如今已几本完成了它的标准化和定型化工作。其次，柔性防护系统的基础施工也非常快捷。坡面地质灾害防护工程多为高山峡谷内高陡边坡上的野外高空作业，作业环境一般都非常艰苦。这就要求防护工程的实施必须快速而方便。

1.3工程应用的经济性

柔性防护系统相对其他坡面防护工艺，在材料成本上具有一定的优势。柔性防护系统各型产品均已定型化，即系统的各种构件均有固定的标准，它可以实现工厂化的批量生产，这对产品质量控制是非常有利的，同时也降低了材料的生产成本，这也是工业社会对各种技术产品生产的必然要求。

2.柔性防护系统的分类

2.1主动防护系统

2.1.1铁丝格栅稳定系统

2.2.2钢丝绳网稳定系统

2.2.3钢丝网稳定系统

2.2被动防护系统

3.sns柔性防护系统设计选型的常见问题与选择标准

3.1按工程地质状况选型

一般来说，不同地质状况的边坡其潜在灾害也有所不同。有几类边坡在进行浅表层灾害防治是，宜采用对坡面加固的方式阻止灾害发生，设计时应主要考虑采用斜坡稳定系统。

3.1.1土质边坡或类土质边坡

当其整体稳定时，通常存在的病害为潜在浅表层滑动，溜坍，塌落等变形破坏，其防治思路应兼顾地表排水和降低后期维护工作量的需要，考虑采用具有加固功能的斜坡稳定系统进行防治。

3.1.2松散的块石边坡

当其整体稳定时，其主要破坏方式仍然是崩塌落石和溜坍。这类边坡一般呈堆积平衡状态，一旦表层的危石发生崩落，就可能破坏边坡的平衡状态，引起坡面土体溜坍，并牵引其他危石相继崩落，进而形成以多个块体同时崩落的落石群。此时采用落石拦截系统进行拦截的话，拦石网的能级要求非常高，落石清理和防护网后续维护的工作量也非常大，工程防治效果事倍功半。其最佳思路应以抑制现有表层岩土的变形变坏为主，采用具有加固功能的斜坡稳定系统进行防治。

3.1.3易风化或极破碎的岩石边坡

当其整体稳定时，其主要破坏方式仍然是崩塌落石。这类边坡表层危石崩落以后，随着时间的推移，可能发生后续的大量危石崩落或大规模崩塌，因此它的防治思路也应进行表层危岩的加固，而不宜使用拦石网进行拦截，否则拦石网需要进行频繁的维护或落石清理，或者因为后续崩塌规模过大而导致拦截失效。对此类边坡宜采用斜坡稳定系统防护，它可以阻止表层岩崩的发生，进而也阻止其后续发展。

3.1.4存在巨大危岩体的边坡

当存在巨大危岩体时，因这些危岩体自重很大，在发生崩落后运动能量也非常大，现有落石拦截系统或者因为防护能级不够，不足以对其实施有效拦截，或者因为采用高能级防护网的治理费用昂贵，落石清理的困难很大，而无法采用。它的治理仍然考虑危岩加固思路，通过斜坡稳定系统将其束缚在原位，并采用适当的加强措施如向上的锚拉等来提升其稳定性，避免危岩体的力学平衡体系破坏而产生崩落。

3.2按地形条件选型

3.2.1高度小于20m的低矮边坡

一般来说，对于这种边坡尽管拦石网能实现落石的有效拦截，但是从经济和防护的安全度上考虑，通常宜首先考虑斜坡稳定系统。特别是边坡陡峻且紧挨需要防护的建筑物或道路，拦石网还受限于安装或使用的安全空间不够而无法使用。此外，斜坡稳定系统作为一种加固系统，对危岩落石具有封闭和加固作用，不存在采用拦石网时落石飞跃系统的风险。因此，在任何情况下，当两类方法的投资相近时，都应先考虑采用斜坡稳定系统或围护系统。

3.2.2高度大于20m的高边坡。

对于这类边坡，当坡面危石分布区域通常较大，采用斜坡稳定系统进行全面加固方案经济性较差，一般宜考虑对落石采用拦截方式进行治理。设计时根据落石的分布情况，坡面的地形条件，在坡面适当的位置设立相应能级的拦石网，对落石实施有效拦截，从而实现其防护功能。

3.2.3高陡边坡

当现场具备碎落条件时，可直接采用围护系统进行防护；而现场不具备碎落条件时，可以灵活使用落石拦截系统，即将拦石网缓倾向下布置，形成具有类似于传统的棚洞结构功能的拦石网，它能有效拦截可能落入需防护区域内的全部落石，并使部分落石在拦石网上弹跳后以抛物线轨迹落到需防护区域以外，从而确保需防护区域的安全。

3.2.4上陡下缓边坡

对于这类边坡，来自该类边坡顶部附近的落石在上部陡坡段加速明显，但到达下部坡段后会与地面发生剧烈碰撞，致使其动能会明显减小，且可能会解体为较小的物体。特别是需防护区域与坡脚之间有较宽的平缓地带时，落石的动能会在与地面的冲击过程中得到充分消散，加之岩石的弹性模量较小，撞击以后的反弹高度也不会很大，在平缓段上经过几次弹跳或与地面发生一定摩擦后，动能将衰减到很小，此时在该平缓地带的外侧设置落石拦截系统，以拦截的方式进行防护，既经济又安全。对边坡中部有平台的情形，其上部防护也可做同样的考虑。

3.2.5上缓下陡的边坡

篇（2）

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）51-0200-02

本科毕业设计（论文）是培养学员综合运用所学基础理论、基本知识和基本技能，提高分析、解决实际问题能力和独立工作能力的重要教学环节。

油气储运工程专业培养适应油气储运工程发展需要，具备工程流体力学、油气储运工程学等方面基本理论、基本知识及基本技能，获得进行科学研究的初步训练，基础扎实、知识面广、能力强、综合素质好，具有创新精神和实践能力的油气储运工程应用型人才。为提高其实战能力，油气储运工程专业毕业设计推荐采用“真题真做”，题目主要来源于实际的工程项目、科学研究项目等，并运用项目式管理进行设计，使学员如临其境，切身体会到项目的实际流程以及技术管理办法。油气储运工程专业工程设计类题目一般占到整个毕业设计题目的80%左右，所以我们主要针对该类型本科毕业设计进行探讨。

一、为什么设定毕业设计基本工作量要求

本科毕业设计时间为3月到6月初，去掉培训、调研和综合演练所占用的1个月时间，其有效毕业设计时间为2个月。如何使学员在较短的设计时间内提高毕业设计论文质量，一直是探讨的核心问题。在毕业设计初期，学员选到题目，往往比较迷茫，不知道具体要做什么事情，对论文的字数要求、图纸要求、论文的深度更是一头雾水。初次带毕业设计的教员虽然有做项目的经验，但是对本科毕业设计论文难度及论文指导程度把握不是很准确。其实这些问题也就是本科毕业设计论文的基本工作量是如何界定的、论文是否有创新两个核心问题。我们以“毕业设计工作量”、“本科毕业设计创新”关键词在互联网上搜索，关于“本科毕业设计创新”一定会搜出很多条目，“毕业设计工作量”搜出的条目较少，且基本大同小异，主要是根据不同的论文类型，对字数、图纸质量、实验结论等进行规定。但是为了达到通用性要求，均比较粗略，没有借鉴意义。对学院来说，因其管理的宏观性，不可能给出具体的界定。但是每个专业可根据专业特点进行基本工作量的设定，让学员和初次带毕业设计的教员一开始就对毕业设计到底是什么，要做到什么程度有较为清晰的认识。针对工程设计类题目，它的基本工作量应该达到什么程度呢？

二、工程设计主要包括哪些内容[1]

根据项目的类型分为新建、改建和扩建3种类型。根据项目实施阶段分为可行性研究、初步设计、施工图设计等3个阶段。由于时间较短，为保证设计质量，我们将毕业设计的难度定为初步设计阶段。初步设计阶段主要包括设计准备工作、工艺流程设计、工艺设备选型设计、库区布置设计、管路配置设计等内容。

1.设计准备工作。该部分是指根据导师下达的设计任务书，正确领会对工艺提出的要求。明确所承担的设计任务和主要内容，确定其方法步骤。订出工作计划。利用设计前调研时间，深入到已建的油库实地调研，了解掌握油库油品的种类、数量，主要采用的技术、设备及工艺，还有该地区的地形资料、地质资料、交通资料、气象资料等，这些资料的收集是油库水力计算、热力计算、建（构）筑物基础与管线埋深、做法的依据，不可忽视。尤其应重视了解油库新的技术、设备及工艺应用情况，并收集设计所需的国家和行业标准、规范及相关的资料。资料包括外部资料、内部资料、技术经济资料、各类设备技术手册或样本等。

2.工艺流程设计。该部分是确定油库工艺流程。要求运用所掌握的各种资料，先作出几种流程方案，根据有关的基本理论进行对比分析，着重评价投资与成本，从中选择出一种技术先进、经济合理、安全可靠的工艺流程，并绘制油库工艺流程图。

3.工艺设备选型设计。该部分是初步确定了系统设备的构成，这其中的设备只是一个概念，工艺设备选型就是通过工艺计算确定设备具体的规格和型号。油罐、油泵等各种定型设备选型涉及水力、强度、热力等计算。在工艺计算阶段应理论联系实际，学会发现问题、分析问题和解决问题，搞好计算的必要条件是概念清楚、方法正确、数据齐全可靠，并且必须按规定的步骤进行。

4.库区布置设计。该部分主要包括储油区、油品装卸作业区、行政生活区的布置设计。其中储油区和油品装卸作业区布置设计是工艺设计中的重要内容，它的首要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的具置。油库布置设计在工艺流程设计和工艺计算及设备选型后进行。库区布置设计完成之后要绘制油罐区和油品装卸作业区的平面、立面布置图。

5.管路配置设计。该部分任务是确定油库全部管线、阀件、管件及各种管支座的位置，以满足工艺的要求。设计时应考虑节约管材，便于操作、检查和安装检修，而且做到整齐美观。管路配置设计应在工艺流程设计和储油区、油品装卸作业区布置设计完成的基础上进行。

三、设计说明书主要包括哪些内容

根据设计的内容包括油库设计总说明、总图布置说明、工艺设计说明书和消防部分说明等。

1.油库设计总说明。（1）阐明本设计的任务依据和技术依据。其中任务依据包括已批准的设计任务书和有关协议、主要文件、会议记录等的名称及所属文号、设计采用的规范和标准等；（2）阐明油库的性质、经营油品种类、供应范围、油库的总容量和经营特点；（3）阐明油库建设区域的自然条件（地理位置、地形地貌、水文气象、工程地质、地震等级等）、周围环境（与居民点距离、附近有无其他大中型企业或重要建（构）筑物和其他危险物品）水电、运输、通讯等情况；（4）人员编制情况说明。包括行政人员、技术人员、工人和消防警卫及勤杂人员；（5）阐明主要技术经济指标和总投资额；（6）阐明本单位承担的设计项目和委托其他单位的设计项目。

2.总图布置说明。（1）说明总图布置的指导思想，分析总图布置的优缺点；（2）油罐的结构类型、单个容积；（3）库内运输方式。

3.工艺设计说明书。（1）工艺流程；（2）铁路（公路或水运）油品装卸方式、货位（或泊位）的个数、专用线长度；（3）发油方式，汽车装油的鹤管数，桶装灌油栓个数；（4）装卸油泵及机组的型号及台数，输油管的规格；（5）油库的装卸能力。

4.消防部分说明。（1）油罐及其他生产设施采用的消防方式；（2）消防所需的灭火剂量和水量；（3）消防泵的台数、型号、规格及其使用的动力；（4）其他消防设备（消防车、泡沫液罐、消防水罐等）；（5）消防管道的布置和管径；（6）油库消防灭火系统工艺计算书；（7）消防、给排水设备表等。

对于本科毕业设计（论文）来讲，文字部分主要是一份完整的设计计算说明书，要求思路清晰，符合最新的国标和行业标准，结论正确，不一定非要达到一定的字数。有的学员论文厚厚的一摞，一翻里面的内容，逻辑混乱，东拼西凑，仍然是达不到毕业设计要求的。有的学员论文字数少，但是能够围绕设计内容，设计步骤齐全，主题突出，立意较新，不仅仅可以达到毕业设计基本要求，甚至可以评选优秀论文。

四、主要技术图纸

油气储运工程专业因其专业特点，设计图纸是必不可少的。

1.绘图原则。绘图原则具体参见GB/T 13361-2012《技术制图通用术语》、GB/T 14665-2012《机械工程CAD制图规则》、GB/T 16675.1-2012《技术制图简化表示法第1部分：图样画法》、GB/T 16675.2-2012《技术制图简化表示法第2部分：尺寸注法》和SY/T 0003-2012 《石油天然气工程制图标准》等。

2.图幅大小的确定。一般来讲，油库总工艺流程图采用A1图幅，分区及泵房工艺流程图采用A2或A3图幅。根据实际情况，可绘制加长图幅。

3.图幅比例的确定。平面布置图均严格依据国标和行业标准按比例进行绘制。工艺流程图通常不严格按比例绘制，各个设施、设备之间的位置关系也可以不受总平面布置图的约束，工艺流程图以表达清晰、工艺准确为原则。根据毕业设计难度在初步设计阶段的要求，工艺技术图纸主要包括平面布置图、工艺流程图、设备设施平立面图、局部详图等。具体包括库区位置图、油库总平面布置图、罐区工艺布置图、装卸作业区工艺布置图、管网综合平面布置图、库区消防平面布置图、油库总工艺流程图、油库消防灭火系统工艺图、库区设备防雷、防静电接地图；管网局部详图、管路附件详图、管架、支座配置图等，还包括图纸清单、设备材料清单等。

对学员来讲，2个月的时间不可能一个人完成整个油库的设计，一般来说，设计分组进行，“一人一题，真题真做”。通过设定油气储运工程专业工程设计类毕业设计基本要求，教员有针对性地进行专业的引导和帮助，缩短学员获取有效资源的时间，提高获取有效资源的质量；缩短了学员进入毕业设计状态的时间，在毕业设计过程中，更有针对性地查找资料，规范地进行设计，用更多的时间进行创新研究。不仅提高了个人解决问题、分析问题的实战能力，培养了团队协作精神，还达到进一步提高毕业设计论文质量的目的。

篇（3）

（试 行）

一、 网络类题目的特点

学生络类题目的特点主要以校园网、小型企业网、大型企业网（多地互联）为应用场合，进行网络工程设计类或网络安全类论文的写作。

二、 网络工程设计类论文的写作

1．论文写作要求

类似于投标书，但有不同于投标书，不要有商务性质的内容（项目培训、售后服务、产品说明书、产品报价……），也一般不考虑具体综合布线（职院学校的要求），主要倾向于其技术实现。

2．论文写作基本环节

采用工程业务流程，类似于软件工程：

1）需求分析

2）功能要求

3）逻辑网络设计（设计原则、拓扑结构图、背景技术简介、IP地址规划表），也称为总体设计

4）物理网络设计（实现原则、技术方案对比，一般考虑结构化布线），也称为详细设计

5）网络实现（设备选型和综合布线属于这个阶段，但我们主要强调各种设备的配置与动态联调以实现具体目标）

6）网络测试（比较测试预期结果与实际结果）

具体实现通过采用Dynamips 模拟平台和Cisco Packet Tracer(PT)模拟平台。

3．注意事项

1）抓住题目主旨和侧重点（类似题目的需求不同，取材角度不同、参考资料的取舍也不同。不同的应用场合会采用不同的拓扑结构、路由技术（BGP、RIP、单区域和多区域的OSPF）、交换技术（Vlan、生成树、链路聚合、堆叠）、访问（接入）技术、安全技术等，只有这样题目才能各有千秋，否则就都变成了XX公司（校园）网络设计。）

2）不要有商务性质的内容（项目培训、售后服务……）

3）不要产品使用说明书和安装调试说明书

4）不建议包含综合布线的整个过程。

4．存在的问题与案例分析

1）结构不太清楚，有些环节没有

2）不应有产品说明书，具体实现要更清楚

三、 网络安全类论文的写作

1．论文写作基本环节与要求

从技术上讲主要有：

1）Internet安全接入防火墙访问控制；

2）用户认证系统；

3）入侵检测系统；

4）网络防病毒系统；

5）VPN加密系统；

6）网络设备及服务器加固；

7）数据备份系统；

从模型层次上讲主要有：

1）物理层安全风险

2）网络层安全风险

3）系统层安全风险

不同的应用需求采用不同的技术。

2. 存在的问题与案例分析

1）选题有些过于复杂而有些过于简单

2）只是简单叙述各种安全技术，没有具体实现

四、 论文答辩要求

1）论文格式：从总体上，论文的格式是否满足《韶关学院本科毕业设计规范》的要求？

篇（4）

1 引言

水是工农业生产、人类生活以及社会发展的主要资源，为了满足工业企业和城市用水的需求，城市供水系统必须要使用充足的取水设施、水资源、输水设备、配水管道等系统，随着城市化进程的推进，给水排水已经成为工业生产和城市建设的主要设置之一，也成为工农业发展和人民生命健康的基础保障之一。在给水工程设施中，给水管网是其中的主要组成部分，是由不同的管道以及附属设备组成的一种输水网络，其主要功能是进行水资源的输送、压力的调节以及分配，从而起到保证城市用户供水的作用。

2 给水管网节能设计与技术的研究

2.1 给水管网输水节能设计的相关研究

2.1.1 泵站

对泵站进行科学合理的设计是给水管网设计的前提工作。一般情况下，在进行泵站设计前，需要准备好关于地理位置、工程地质、上游设计水位、下游设计水位、上游设计流量、下游设计流量等资料，对于渠道，要设计出去水位以及流量。此外，还要注意到，水泵的选型是泵站设计工作中的重要环节，其选型的科学性和合理性与泵站建成后的运行费用、建设的投资以及泵站的安全息息相关。选型不仅与水泵装置方案和水泵台数相关，且与选型方法和原则也有着密切的关系，传统选泵方式主要使用泵站装置型式和净扬程来确定扬程的曲线，再通过流量的设计来选定好水泵的损失扬程，继而确定好总扬程。这种传统的选泵方式没有考虑到扬程的使用效率，欠缺科学性。因此，水泵的选型要根据水泵的设计扬程和设计流量还有不同时期供水和排水需求进行选择，在最低和最高扬程时，水泵必须要可以稳定、安全的运行，在平均扬程时，水泵必须要在高效区运行。小型水泵的台数保持1台到2台即可，大型的水泵则可以根据水泵的实际情况将台数增加至3到9台。

其中，设计扬程流量曲线的方程为：

扬程流量的曲线方程为：

2.1.2 输水管网

输水管网根据压力方式的不同，可以分为重力式以及泵站加压式输水管网系统，重力式输水管网不需要使用水泵进行加压，水泵的扬程较高，动力费也较大，如果管道尺寸较小，那么投资也会较小，管道尺寸较大，那么投资也会较大。为了更好的反映出投资和动力费的关系，可以使用年费作为优化设计的目标，选择科学的管道规格和长度，尽量降低前期的投入。

2.1.3 调节构筑物

调节构筑物的根本目的就是调节泵站用水量和供水量间的流量差，以便能够满足用户对水质和用水水量的要求，保证供水的可靠性，同时也满足提高供水经济性，降低能耗的需求。调节构筑物设计包括地理位置选择、容积设计和数量确定三个内容，其中，最为主要的工作就是地理位置的选择。对于构筑物地理的选择，除要满足环境卫生、地质条件等要求外，还要根据构筑物的实际特征，确定好科学的技术经济方案。其中，清水池是水厂的主要组成部分之一，常常设置在水厂之内，起着消毒和调节水量的作用，因此，在设计清水池时，需要对其进行合理的布局，并保持水流的通畅性，以便保证清水池的功能能够得到正常的发挥。对于水塔和高位水池数量的确定，要根据用户用水量、泵站工作情况、用水均匀程度、水压值、管理技术经济指标、管网延伸长度、用户对于供水可靠性的实际需求进行综合确定。

2.2 给水管网节能运行技术的研究

给水管网运行的质量取决于管网压力分布的情况以及维护人员的管理质量。

2.2.1 泵站

水泵运行工况点就是水泵的扬程和管道需要水头相等的点，当管道特性曲线或者水泵特性曲线发生改变后，工况点就会出现转移。与定速供水阀门相比而言，变频供水调节的降能节耗效果更加的显著，一般水泵工况点调节方式包括变速调节、变径调节和闸阀调节三种。

2.2.2 输水管网

城市供水管网包括泵站、管道和阀门等设备组成，在城市管网的改造和更新下，输水管网的建设难度和复杂度也原来越高。为了更好的进行设计，可以将输水管网简化为数学模型，根据这一模型来分析系统的特征，从而为水厂的改建、扩建和调度提供一种科学合理的依据。管网模型包括宏观模型及微观模型两种，由于我国现行的基础条件有一些限制，难以取得管网的基础参数和拓扑关系，且在设备条件的影响下，也难以准确的得到管网节点流量，因此，使用微观模型方案难以满足系统优化的实际需求，可以使用宏观模型来进行分析。影响用户用水的因素包括气候因素、社会经济因素和用户日程安排等因素，由于用户的用水量会呈现出一种周期性的特性，反映在节点水头中也会呈现出一种周期性的特征。

2.2.3 调节构筑物

根据贮水池位置的不同，其所起的作用也不尽相同，如果在运行的过程中，净水厂的净水、取水等工艺发生故障，用水的连续性就会收到影响，因此，必须要调节好构筑物。在产大于供的情况下，很容易导致贮水池发生溢流事故，在供大于产的情况下，就容易出现贮水池抽空的情况，为了避免这类事故的发生，必须要掌握好科学的计算方式，对贮水池调节量进行计算，并合理的安排好生产工作。

贮水池调节量=贮水池最大注水量-贮水池最小注水量

贮水利用率=

贮水利用率=

科学的安排好调节量，能够最大限度的将贮水池的作用发挥出来，这也是合理生产的必然要求之一。

3 结语

目前，关于给水管网系统节能技术研究已经取得了一些进展，但是仍然有一些需要进一步深入研究的地方放，相信通过相关专家学者的努力，在不久的将来定会取得巨大的成就。

参考文献：

[1]赵洪宾； 周建华； 魏宝成； 郭智； 郑毅； 何文杰； 韩宏大.天津市给水管网系统建模的研究 ，给水排水技术动态[期刊论文]，2009，11（28）

篇（5）

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0359-01

1 研究的背景

近年来，中国大部分区域污染态势越发严重，雾霾、酸雨现象常有发生，严重影响广大人民群众的日常生产生活。氮氧化物是诱发这一环境污染现象的罪魁祸首之一。2012年1月国家能源系统实施了《火电厂大气污染物排放标准》，明确规定，火电企业氮氧化物的排放浓度不准超过100mg/Nm3。

2 项目概述

丹东金山热电厂（2×300MW）新建工程是由中国华电集团沈阳金山能源有限公司依照《丹东市中心城区热电发展总体规划（2005―2020年）》在丹东市投资建设的大型热电联产项目。电厂一期建设2台300MW亚临界汽轮发电机组，规划容量4台300MW，并同步建设脱硝设施。

3 脱硝工艺设计原则

（1）采用当前技术成熟方法，符合国家环保排放标准。

（2）脱硝设计效率应大于80%。

（3）不设计烟气旁路。

（4）在锅炉省煤器与空预器中部布置反应器。

（5）吸收剂选择液氨。

（6）脱硝设备年利用小时按不小于6500小时考虑，投运时间按不小于7800小时考虑。

（7）脱硝装置可用率不小于98%。

（8）装置服务寿命为30年，大修期为6年[1]。

4 脱硝工艺的选型

目前全球电力生产脱硝技术主要分为两大类：即选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）烟气脱硝技术、选择性非催化还原（selective non-catalytic reduction，SNCR）烟气脱硝技术[2]。

4.1 SNCR烟气脱硝

SNCR技术原理是在炉膛内布置机械式雾化喷枪，将例如氨气、氨水、尿素等溶液作为氨基还原剂，雾化后形成小液滴直喷进炉膛，热解后，还原剂生成气态NH3，在锅炉的对流换热区域，温度控制在950～1050℃，没有任何催化剂的条件下，NH3与NOX进行化学物理联合环境下的选择性非催化还原反应，将NOX还原成氮气和水。被压力环境下喷入炉膛的气态NH3，温度超过1050℃时，NH3被氧化成NOX，起主导作用的是氧化反应；当温度低于1050℃时，NH3与NOX的主要反应是还原反应，但反应速率相对较低，即氧化与还原反应跨界产生[3]。

在欧美地区SNCR技术相对来说广泛应用。较为先进的低氮燃烧技术被移植到这些锅炉中，炉膛出口NOX浓度约为280～450mg/Nm3，应用SNCR系统后，基本可达到180～265 mg/Nm3的氮氧化物的控制水平，基本满足投产时的控制要求，但不满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）的NOX排放规定[4]。

4.2 混合型烟气脱硝（SNCR/SCR）

混合型SNCR/SCR技术是利用烟道型SCR将上游来的NH3与NOX反应完全，将SNCR与尾部SCR结合，SNCR承担脱硝和提供NH3的双重功能，提高脱硝效率，弥补SNCR系统效率偏低的弊端。具有以下特点：

1）场地空间适应性强，脱硝效率高，可达75%，当入口NOX浓度为400mg/Nm3，出口基本可控制在100mg/Nm3左右，完全符合NOX排放规定的要求。

2）根据催化剂的形式、用量及烟道布置不同，烟道阻力增加100～500Pa左右。

3）烟道型SCR不需要另外设喷氨装置，系统相对简约。

4）新型设计理念的烟道型SCR，采取垂直布置方式，与初期设计的SCR在水平烟道布置反应器相比，流速大大降低，减小了催化剂的磨损，延长了设备的使用寿命。

SNCR/SCR混合型脱硝技术具有全面兼顾、博取众长的技术特点，可作为脱硝技术选型的一个参考方向，符合特定环境，特殊考虑的应用范畴。新技术的革新与应用，使技术人员认识到，追求生产高效率同时，也要考虑经济性的重要因素。

4.3 SCR烟气脱硝

SCR技术是在烟道上加装一套反应装置，在省煤器下游区域按烟气含有NOX剂量喷射相适应剂量的氨气，反应环境温度为310～420℃之间，在催化剂作用下，烟气中NOX被还原，反应产物为无害的氮气和水。考虑到锅炉烟气含量、飞灰属性、空间区域布置等因素，SCR工艺可分为三种类型：高灰型、低灰型和尾部型。高灰型为目前常用设计选型，其设备布置范围及反应区域工作环境相对恶劣，烟尘大，催化剂的活性会较快发生惰化，由于310～400℃的烟气温度较为适合反应进行，故综合效率及经济性最高。

SCR是电站锅炉普遍采用的深度烟气脱硝技术，国内当前已建成、在建、拟建脱硝装置的新老机组约有400多台，均采用高灰型工艺。SCR技术特点如下：

1）脱硝效率相对较高，一般情况下可达到95%，NOX排放浓度符合国家环保标准，可控制在50mg/Nm3以下。

2）需要在烟温为310～420℃的空预器入口范围增加设计反应器，催化剂安装在反应器内，锅炉烟道阻力相应增加800-1200Pa左右，引风机需改型提高压头。

3）存在诸如产生反应副产品-硫酸氢氨，附着在空预器换热面上，可能导致空预器的堵塞，逃逸氨与SO3反应。通过精密自动控制化学理论量的加氨，可有效防止氨泄漏量，使生产副产品减少生成。

4）大量的还原剂-液氨是重大的危险源，尤其是超过40吨的储量，需要考虑氨区周边环境的安全防护距离，至少需要约3000m2的空闲环境。

5）通常催化剂每3-4年需检查更换一次，催化剂易磨损、堵塞、活性成分降低。

SCR烟气脱硝是成熟、可靠的技术，在国内外电站锅炉上得到了广泛的应用。当脱硝效率为95%时，NOX排放浓度可控制到50mg/Nm3以下，满足环保排放的要求。

5 结论

对上述三种脱硝工艺分析结果可知，SNCR工艺不满足NOX排放低于100mg/Nm3的要求，本项目不能采用此方案。

混合型SNCR/SCR工艺满足NOX排放低于100mg/Nm3的规定要求，但现阶段应用业绩及经验较少，且需要对锅炉本体进行改造，逃逸氨对省煤器等加热设备的腐蚀还有待进一步研究，暂不推荐此方案。

SCR工艺技术成熟，脱硝效率高，扩展余地大，适应本项目的综合技术要求。

丹东金山项目采用SCR烟气脱硝原理工艺，在锅炉尾部烟道省煤器出口，空气预热器入口区间段布置反应器，即高尘布置。每台机组设一套脱硝装置，每套脱硝装置设计两个SCR反应器。

自2012年9月15日，机组投产以来，锅炉脱硝系统未发生运行重大事故，脱硝总效率达到82%，高于设计指标参数，氨逃逸率小于3%。经大修期间停炉检查，催化剂模块外形齐备良好，本体未发现有破损、脱落，风孔无堵塞现象，系统内未形成严重积灰，脱硝系统符合锅炉尾部烟道配套设计，工艺选型及流动特性均符合现场生产要求，值得推广应用。

参考文献

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0.背景

天然气作为一种清洁优质的能源，在世界大力推动低碳经济发展，以及在我国改善能源结构的过程中，获得了前所未有的大发展。随着天然气应用技术的不断发展，越来越多的工业、商业用户采用天然气作为燃料，因此在燃气设计中我们会接触各种不同类型的以天然气作为燃料的工业、商业用户的设计，在此主要针对以天然气为燃料的燃气锅炉房中的天然气管道设计进行探讨。

1.前期勘察

设计前期首先应对锅炉房的位置进行勘察，判断锅炉房的位置、建筑结构是否满足规范要求，前期勘察过程非常重要，锅炉房的位置和建筑结构是否满足要求是燃气管道系统设计的前提条件。前期勘察过程中应以《锅炉房设计规范》GB50041[1]作为依据来判断。锅炉房宜为独立的建筑物，当锅炉房和其他建筑物相连或设置在其内部时，严禁设置在人员密集场所和重要部门（如公共浴室、教室、餐厅、影剧院的观众厅、会议室、候车室、档案室、商店、银行、候诊室）的上一层、下一层、贴邻位置以及主要通道、疏散口的两旁，并应设置在首层或地下室一层靠建筑物外墙部位。住宅建筑物内，不宜设置锅炉房。锅炉房出入口的设置必须符合下列规定：出入口不应少于2个， 但对独立锅炉房，当炉前走道总长度小于12m，且总建筑面积小于200m2时，其出入口可设1个；非独立锅炉房，其人员出入口必须有1个直通室外；锅炉房为多层布置时，其各层的人员出入口不应少于2个。楼层上的人员出入口，应有直接通向地面的安全楼梯。论文参考网。锅炉房通向室外的门应向室外开启，锅炉房间内的工作间或生活间的门应向锅炉间内开启。依据《锅炉房设计规范》GB50041进行设计时应注意其使用范围：以水为介质的蒸汽锅炉锅炉房，其单台锅炉额定蒸发量为1~75t/h、额定出口蒸汽压力为0.10~3.82MPa(表压)、额定出口蒸汽温度小于等于450℃；热水锅炉锅炉房，其单台锅炉额定热功率为0.7~70MW、额定出口水压为0.10~2.50MPa（表压）、额定出口水温小于等于180℃（注：真空锅炉、直燃机组、导热油炉等不适用于《锅炉房设计规范》，用气量较大的采暖炉、热水炉不能使用《锅炉房设计规范》的可参考《燃气采暖热水炉应用技术规程》）。

2.锅炉房内天然气管道系统设计中注意的问题

2.1燃气调压设施

燃气锅炉的用气量比较大，用气压力也比一般的民用户要高，因此为了保证供气的稳定性锅炉房燃气宜从城市中压供气主管上铺设专用管道供给，经过滤、调压后使用，燃气调压设施宜单独设置且与建构筑物的安全间距应满足《城镇燃气设计规范》GB50028[2]和《建筑设计防火规范》GB50016[3]；燃气调压设施是否选用备用或旁通应与用气方协商后确定，但为了不间断供气，建议调压装置采用双路（即一开一备）。

2.2燃气计量设施

常用燃气流量计的类型：膜式流量计、气体腰轮（罗茨）流量计和气体涡轮流量计，膜式和气体腰轮流量计属于容积式流量计，气体涡轮流量计属于速度式流量计。在流量计选型时面对众多类型的流量计应根据流量计的技术指标、工作性能、使用条件和适应范围进行认真分析比较，选择能满足测量要求的流量计。选择流量计时，应该选择合适的量程，减少测量误差，使测量精度在国家规定的范围内，但是流量计的测量精度不是流量计选型的唯一条件，设计还要根据燃气设备的实际运行工况，综合考虑流量计的使用成本及安装维护成本，合理选择满足测量要求的流量计。在流量计选型时，最好使得运行时的流量在计量表最大流量的20%~85%，应避免选用流量计量程过大或过小，如果流量计的量程过大则测量精度不够，容易造成计量不准，给用户或燃气公司造成经济损失，反之如果量程过小容易使燃气计量设施长期处于超负荷运作的状态。目前各种类型的流量设备都有进行温度和压力修正的装置，在选型时应根据介质的特性如压力、温度、密度、粘度、压缩性等因素，考虑贸易计量的公平性，确定是否需要进行补偿修正。

2.3锅炉房燃气放散管的设置

锅炉房内燃气管道应在下列位置设置放散管：锅炉房进气管总切断阀的前面（顺气流方向）；燃气干管的末端，管道、设备的最高点；燃烧器前两切断阀之间的管段；放散管可根据具体布置情况分别引至室外或集中引至室外，放散管出口应安装在适当的位置，使放散出去的气体不致被吸入室内或通风装置内（与门窗的距离不应小于3.5米），放散管出口应高出屋脊2m以上。

3.锅炉房的防爆泄压要求

锅炉房的外墙、楼地面或屋顶，应有相应的防爆措施，并应有相当于锅炉间占地面积10％的泄压面积, 泄压方向不得朝向人员聚集的场所、房间和人行通道, 泄压处也不得与这些地方相邻。地下锅炉房采用竖井泄爆方式时, 竖井的净横断面积，应满足泄压面积的要求。当泄压面积不能满足上述要求时，可采用在锅炉房的内墙和顶部(顶棚)敷设金属爆炸减压板作补充。论文参考网。泄压面积可将玻璃窗、天窗、质量小于等于120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在内。锅炉房的泄爆口，未经原建筑设计单位书面同意，严禁在承重的墙、柱、梁等处开口，当不能满足要求时和用气方沟通协调。

4.锅炉房内的其他安全措施

锅炉房的通风量应满足锅炉燃烧所需要的空气量。锅炉房宜采用自然通风，当自然通风不能满足通风要求时，应设置机械通风，通风量应符合下列规定：正常通风量按换气次数不少于6次/h确定；事故通风量按换气次数不少于12次/h确定，燃气锅炉房应选用防爆型的事故排风机，该机械通风设施应设置导除静电的接地装置。锅炉房每台锅炉前的燃气干管道上应设手动快速切断阀和自动切断阀，自动切断阀应和泄漏报警器和送排风系统等连锁，其设计应符合下列要求：当燃气浓度达到爆炸下限的20％时，燃气浓度检测报警器应进行报警，电磁阀立即自动切断气源，同时启动自动送排风系统。同一锅炉房宜选用型号、容量和燃烧设备相同且是同一厂家的锅炉，若必须选用不同的锅炉时，其种类不应超过两种。锅炉房不宜设置在民用建筑物内，当确有困难必须设置在民用建筑内或锅炉房与民用建筑贴临时锅炉房内应设置火灾自动报警和自动灭火系统，并接至消防控制中心，且锅炉房与其他建筑物相邻时，其相邻的墙应为防火墙。论文参考网。对于热负荷较大的用气设备，并带有炉膛和烟道，按照规范要求，必须在炉膛和烟道处设爆破门，有专用的排烟设施，锅炉房内应设固定的防爆照明设备。

5.总结

锅炉房是具有一定爆炸性危险的建筑，因此在设计时要从多方面考虑安全问题，本文就锅炉房燃气设计时应该注意的问题进行了阐述，希望能给广大读者以启发。

参考文献

[1]锅炉房设计规范.GB20041-2008[S].

[2]城镇燃气设计规范.GB50028-2006[S].

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[中图分类号] G64[文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2010)02(c)-124-02

Teaching contents and method discussion of pharmaceutical engineering graduation (thesis) design

LIU Xianjin, LI Jiaming,LI Chuanrun

(College of Pharmacy, Anhui College of Traditional Chinese Medicine,Hefei230031,China)

[Abstract] The graduation (thesis) design as an important teaching link of pharmaceutical engineering is the bottleneck in teaching results. Contents and methods of the graduation (thesis) design are discussed respectively in the fields of concept innovation, design innovation and methodology innovation.

[Key words] The teaching link of graduation (thesis) design; Project features; Scientific training methods;Production process;Workshop design

制药工程专业的毕业(论文)设计是其教学计划中最重要的实践性教学环节之一,它的基本要求是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和专业技能,分析、解决制药过程中的工程、科研、社会实际问题的能力,使学生得到工程设计方法和科研能力的初步训练,还能够培养学生正确思考、处理问题的方法和严谨的学习及工作态度。毕业(论文)设计也是学生即将完成学业的最后一个环节,它既是对所学知识的全面检验、总结和综合应用,又为今后走向社会的实际工作奠定一个良好的开端[2]。笔者将对制药工程专业毕业(论文)设计教学环节的内容和方法从理念创新[1]、设计创新、方法创新三个层面上进行探讨,力求完善制药工程创新人才的培养体系。

1 教学理念上注重创新能力的培养

1.1 在教学理念上

以新的“学生―医药工业发展―医药工业实践” 三个中心代替旧的“老师―书本―课堂” 三个中心。改革教学方式,鼓励以学生为主导的自助式学习方式,培养学生分析问题、解决问题的能力,培养学生们的创新意识。

1.2 培养创新意识是工程能力提高的核心

毕业(论文)设计教学的每个环节都有创造性的思维可发掘。教师指导作用是引导学生突破对实习产品的思维定势,鼓励设计创新。优秀的毕业设计充分体现了学生对知识掌握和运用的熟练程度,并可以使学生的设计思路和创新理念得到很好的展现。优秀的设计方案还能够推广应用。

2 选题注重突出工程特色

经过多年的教学实践,全国制药工程教学领域的工作者在教学各环节都摸索出一些行之有效的经验。然而,根据2009年全国制药工程教学研讨会获悉的信息,也发现存在如下的一些共性问题:即制药工程专业毕业(论文)设计教学环节的工程特色不够突出,生产实习靠短期见习完成;既具有工程教育背景,又具有工程实践经验的教师数量偏少;在毕业(论文)设计教学环节中,学生做工程设计的比例偏少,仅20%左右;多数进行专题实验,依据实验数据,撰写毕业论文等。诸多问题主要归纳为毕业(论文)设计教学环节的质量不高而使得制药工程专业的工程特色不够突出这一严重问题。由此可知,制药工程专业的毕业(论文)设计教学环节是目前严重束缚制药工程专业教学效果的瓶颈。因此笔者认为必须从以下几点对制药工程专业的毕业(论文)设计教学环节进行具体的尝试和改进:

2.1 确定提高学生工程能力主题思想是毕业实习的根本出发点

制药工程专业开设的专业课及专业基础课有化工制图、化工原理、药用高分子材料、药剂学、制药工程、药物分离技术、药物合成反应、化学制药工艺学等等。然而,笔者认为制药工程专业学生通过毕业(论文)设计中的工程设计过程是巩固和获取各专业课及专业基础课知识及相互联系,提高学生工程能力的重要途径。因此,笔者建议在师资力量允许的情况下,制药工程专业的毕业(论文)设计应全部进行工程设计。将课程设计、生产实习和毕业设计紧密结合,以实际应用问题推动设计创新,邀请药厂工程技术人员和设计专家到校任兼职教师,一起指导毕业设计。在毕业(论文)设计教学中培养学生的工程素质,使学生逐步树立工程观点,提高工程能力。

2.2 狠抓工艺和设备两条主线是提高工程能力的科学训练方法

在毕业(论文)设计教学内容中构架新的知识体系,坚持选题科学性、内容系统性、知识前沿性、理论新颖性和原则规范性,构建优化的工艺设计知识结构。选题与过程应理论联系实际,结合工程实例培养、训练学生使用工程理论解决工程问题的能力。工程设计方面的选题主要有:某药物成分的提取、分离、合成工艺设计;某药品剂型的工艺设计;某药品剂型生产设备及厂房设计;某药品生产设备的再验证等。通常,制药工程专业学生从大四下学期开始,本科生集中进入毕业(论文)设计阶段,一般学校都安排16周左右。以具体的产品为载体,按照药品生产过程的工艺流程及单元操作过程,开设综合性、创新性实践,使学生掌握不同药品的生产工艺及工艺控制要点,培养学生实际分析问题和解决问题的能力。

2.3 突破重点、难点和薄弱点是提高学生工程能力的关键

通过各种工程设计的选题,要求学生掌握、串联和突破各专业课的知识重点,通过工程数据的计算、训练来化解工程计算这一知识难点,通过工程中的非工艺设计条件的处理和解决,弥补交叉、边缘知识的薄弱点。注重讨论式和参与式教学方式,注重实践性教学方法。训练和提高制药工程专业学生的工程能力。

2.4培养动手、观察、分析、综述四种能力,促使工程能力的提高落到实处

在工程设计的所有题目中,有关某个药品的生产工艺及车间设计方面的题目所涉及的专业课内容最多,因此,笔者以年产一亿粒胃康灵胶囊的生产工艺及车间初步设计为例重点介绍其设计的基本程序及涉及到的专业课。

2.4.1 胃康灵胶囊是一种中药复方制剂,其生产工艺包括前期的中药预处理和剂型生产两大工艺内容。在生产工艺设计过程中,要进行充分比较,尤其注重前沿工艺技术的应用。最终确定最优工艺路线。专业课涉及到中药学、中药炮制学、药剂学、药物分离技术、制药工艺学等课程内容。

2.4.2 根据确定的生产工艺,选择各工艺所需设备。在此过程中,要求学生重点掌握选型原则,掌握所用药物的物料衡算和所选设备的能量衡算,学会依据选型原则中的计算数据和GMP中的具体规定,择优选择所需设备。画出工艺布置框图、设备布置图。专业课涉及到化工制图、化工原理、制药工程原理及设备、药事法规等课程内容。

2.4.3 根据已选工艺和设备,确定所用车间的整体布局。在此过程中,要求学生重点掌握车间布局的原则,学习管路设计,学习空调系统的选取,学习空调净化系统设计,熟悉药品生产过程中的三废处理,画出车间布置图、车间风管布置图。专业课涉及到化工制图、制药工程原理及设备、药事法规、化工原理、三废处理等课程内容。

通过上述工程设计课题的完成,学生们复习、掌握了专业课的知识,掌握了各专业课在工程设计中的地位及相互间的联系,明确了制药工程专业的学习重点和今后实际工作的重点,将制药工程专业的工程特色落到实处。

3 教学途径、手段多样化,实习、参观与论文同步进行

在进行工程设计的过程中,根据选题,确定基本思路,通过互联网,获取丰富的资料。

3.1 校内论文

50%学生在校内由导师的科研项目组进行以基础和应用基础研究为主的毕业论文工作。在老师的指导下,通过学校的各项实验设备,完成药物合成、提取、分离等工艺过程及各种剂型的工艺和车间设计。融会贯通专业知识,熟练使用计算机、互联网,熟练使用CAD画出生产工艺图、设备布置图、管路布置图、车间布置图。在论文开题报告和答辩环节,要求学生将设计内容做成课件,通过多媒体系统演示并表述设计全过程,通过自己归纳、介绍及评委和听众点评、提问,完善、巩固专业知识。实现毕业(论文)设计教学环节有创新性成果。

3.2 校企结合

还有50%左右学生因已与就业单位签约,本人及就业单位都希望先期进入应聘单位实习工作,就采用校企结合的方式,在就业与实践教学基地(科研院所或制药企业)进行制药过程的研发与应用方面的毕业设计工作,由校内和科研院所或企业组成双师型论文指导教师队伍。这部分学生在老师的指导下,根据就业或实习单位的生产情况,选择有关的工程设计题目,在就业单位一边工作,一边理论结合实际,完成设计。这部分学生普遍积极性高、论文的针对性强,既使得论文数据具体、设备及设施真实,又借助老师的帮助,提前进入工作状态,增强了学生的适应能力和创新能力。

3.3 组织参观

为了强化制药工程专业的工程特色,在毕业(论文)设计教学过程中,当客观条件允许的情况下,还应组织制药工程专业学生参观各种设备一应齐全的全国性制药机械展览会和具有一定特色的药品剂型展览会。使学生们对专业课中学过的制药设备及工程设计中用到的制药设备的工作原理、应用范围及操作方法有一个更深、更全面的了解。以便学生们进入不同制药企业时,适应能力强,专业特色鲜明,角色投入迅速,能较快适应用人单位的要求。

4 结语

笔者按照以上程序和内容指导了若干届制药工程专业学生的工程设计,学生们普遍感到收获很大,各门专业课不同的知识点通过工程设计有机地串联起来。并且通过论文撰写,掌握和总结了大型工程设计的思考方法和程序。增强和提高了制药工程专业毕业生的适应能力和工程素质。

制药工程专业是一个正在发展中的专业,有着美好的发展前途,对发展制药行业具有重要的促进作用,也会对提高人类的健康水平作出贡献。我们所有从事该专业教学的工作者必须认真对待在专业发展过程中毕业(论文)设计教学环节出现的各种问题,我们将努力探索、不断改进。相信只有作好充分准备,制订切实可行的对策,才能确保制药工程专业向着我们预定的目标走上成功之路,越办越好,越来越受到社会的认可。

[参考文献]

[1]张英.中药制药工程原理与设备教学方法探讨[J].教育纵横,2004, 2(7):31.

[2]祝宏,刘永琼,巨修炼,等.制药工程专业毕业设计模式的创新及实践[J].药学教育,2005, 21(5):17-19.

篇（8）

论文摘要:在制药生产中，发酵液的特点是菌丝浓度高、孙度大.淘瓷膜在制药生产中主要应用在预处理方面，由于设计和选型上的失误，导致使用效果并不理想.指出在设计和选型时特别要引起重视的方面有管路设计、膜芯孔径大小、串联级数、以及循环泵的选型.

制药生产的发酵料液有其特殊性，主要的特点是菌丝浓度高、赫度大.陶瓷膜在制药生产中主要应用在预处理方面，它可以得到澄清甚至是除菌的滤液，经不断地顶洗后渣体仅保留相当低的单位，理论上可以得到比板框过滤更高的提取收率.国内厂家也开发出了自己的产品，相对于国外同类产品具有价格低廉，配件供应及时等优势.但如果在选型和设计上稍有失误，便会在使用效果上大打折扣，在此谈谈笔者的一些看法.

首先是管路系统设计不合理，图1是国内一厂家的装置示意图一个膜壳组件里装有19支长度为lm的膜芯，每支膜芯有19个孔，通道孔径为4~，每组3个膜壳串联，并联3组，总面积为40.8澎，总通道截面积为0.0136时.储料罐的料液经循环泵送往陶瓷膜再回流回料罐，为了保持2m/s的切面流速，每小时的回流量在100m”以上，这样供料管和回流管的管径就不得不做得很大，安装时跨度大一点光管路的死体积就会达到1m3以上，不利于提高收率.同时，回流量大也增加了料液与空气的接触机会，这对于易氧化的品种是极为不利的这样的设计也造成了在料液回流的过程中有相当一部分电能消耗在克服势能的做功上，造成了浪费.

相比之下，国外同类产品的内循环设计显得高明，其示意图如图2所示，大部分料液在自身循环，仅分出小部分料液回流，因此，只需用一台小功率的输送泵补充料液即可.这样，供料管路和回流管路的管径可以做得更小，减少了料液的死体积;料液和空气接触的机会也减少了，降低了氧化的可能性;电能无谓的浪费也减少了不少;料液储罐和膜机组的距离也可以适当拉长，给设备安装留下了更多的灵活余地.可见一个小小的改动是有相当多的好处的.

其次，在膜芯通道孔径的选择上是值得探讨的.膜芯如图3所示，一般长1000mm，当中分布着小孔径的通道.以图1为例，如果膜芯采用7孔，通道孔径为6mm，每个膜壳同样装19支膜芯，总面积只有22.6时，总通道截面积为0.0113时.同样的设计，采用6~膜芯时为了达到同样的过滤面积设备数量要增加1.8倍，泵的流量要增加1.7倍，表面上看，设备费用和运行费用均大大上升.但采用4~通道的膜芯若使用不当，会有很大的风险一般陶瓷膜都是带渣运行的，制药生产中发酵菌渣的薪度一般较大，有的还有丝状的东西，发酵原料中也有不少颗粒杂质.特别是越到后期，渣浓度越高，如不及时加水稀释，很容易造成通道堵塞堵塞后的结果是灾难性的，先要把大口径的管道拆开，然后把一级级的膜组件卸下，堵塞不严重的还可以用高压水枪冲通，严重的还要拆出在高温中烧烤才能疏通，一个维修下来，工作量相当大.加水过早又会使滤液体积和操作时间大幅度增加，不利于提高收率.而6~孔径的通道堵死的可能性就大为减少，即使堵死了，也容易冲通.因此，对于菌丝浓度高，私度大的品种，还是推荐使用孔径为6~的膜芯，同时要采用有效的预过滤器滤除粗颗粒对膜芯加以保护.

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一． 拖体绞车功能设计需求

在拖曳式多参数剖面测量系统的定型研制中，为满足系统整体小型化安装和使用的需要，拖体绞车采用了双层导流套排缆的设计方式，提出了对绞车实时的张力、缆长和缆速等信号进行的测量显示的要求，并要提供和上位机的数据通信功能，以便系统总控软件对绞车的状态信息进行远程实时监控和采集。本电气控制设计主要通过PLC的模块化功能设计，保证了绞车所需功能的实现。

二． 绞车的基本电气控制特性

拖体绞车采用了SEW变频电机和变频控制器。SEW电机具有变速稳定、噪声小、体积紧凑等优点，特别是减速机的工艺水平和齐全的型号满足了多领域的应用需求。

在电气控制功能方面，SEW电机可以采用专用的变频器控制，也可采用第三方的变频控制设备。SEW的变频器附带有专用的配置软件，多样的控制连接总线，便于构成多电机系统或者复杂的工业控制系统。免费论文参考网。绞车电机的工作参数可以通过变频器扩展面板或者上位机的配置软件来连线进行。

根据绞车工作基本需求，在绞车控制柜面板上设置正、反转，变速调节，紧急停车等控制按钮，另外根据人性化的工作需要，对电源连接和系统功能正常设置监视灯，以便于操作人员及时了解绞车的工作状态，分析解除系统故障。

三． 绞车的扩展电气控制功能

绞车设备中为采集收放缆长度以及拖缆所受张力的信息，添加了缆长测试单元和力传感器。针对绞车的双层排缆结构和力传感器安装特性，传感器数据的修正和放缆状态相互关联。由此设计了缆长和张力的采集和自动修正程序，保证了绞车参数的准确可靠性，满足设备正常工作需要。

1、缆长和缆速测量

缆长测量是根据电机转动的圈位信号换算而得。在电机上安装了编码器，能随着电机的转动情况产生脉冲信号，PLC中的计数单元对脉冲信号进行计数处理，换算出电机转动圈数对应的走缆长度。

缆速的测量的是根据定时间隔算得的缆长变化量，通过PLC的间接计算获得。

这其中，由于绞车采用了双层排缆技术，两层排缆卷筒的直径有较大差异，需要在排缆卷筒切换前后，更替缆长计算的参数，保证获得的数据准确性。在实际设计中采用了固定缆长自动切换和手动缆长切换两种方式，在绞车缆长切换位置基本不变的情况下，在固定的缆长位置切换计算参数，自动获得缆长和缆速信息，而在绞车缆长切换位置存在较大误差时，允许手动修正排缆切换点，保证误差的及时消除。

2、张力测量

在绞车卷筒出缆位置和前端导缆轮之间添加了固定位置的测力轮，测力轮的轴直接采用了一个力负载传感器，通过配套的后置放大电路，将信号以电平方式传给PLC的AD转换单元，从而获得张力信号。

张力测力轮的安装方式和张力的修正密切相关。张力的准确修正需在传感器安装固定以后，通过实验测试实际拖缆张力和传感器测得的法向应力，比较相互间关系，通过插值拟合获得准确的修正公式。绞车排缆卷筒的直径变化，也会使修正公式发生变化，在实际应用中要对不同卷筒分别进行张力拟合，还需和缆长换算一样，同步卷筒的切换状态，实现张力修正公式的自动切换。

3、显控通信功能

为使绞车操作人员及时获得绞车收放缆过程的状态，通过在控制台面板上添加触摸显示屏将PLC获得的缆长、缆速及张力信号及时反馈给操作人员。通过在PLC上添加通信单元，将信号数据以485方式传送给远端的上位机，来进行远程监控和信息保存。

四． 绞车电气设计经验

在绞车的实际加工生产和调试过程中，结合实际的生产和测试条件，对绞车的各项设计功能进行了及时的调整和改进，不仅保证了产品更好的质量和性能，并且获得了许多有益的设计心得和经验。

1、系统的选型

本套设计方案的实施，选用了三菱公司的PLC产品。三菱PLC在中国市场上得到非常广泛的应用，产品的众多系列品种保证了整套电气设计功能的实现便利性和灵活性，对于系统设计的功能扩展和可靠性保证起到了很好的保障作用。

2、PLC编程的方法

绞车的扩展功能多利用PLC来实现，在PLC的算法设计上类似于单片机的底层编程方式，需要对PLC的硬件性能和工作特殊方式较深入的了解，在算法的实现上要更多考虑到系统优化。如在缆速的换算过程中，由于要在更新速率和显示精度上达到匹配协调，需要充分了解计算单元的精度位数，实际问题出现的数据范围，调整计算次序来保证运算精度。

3、张力换算方法

准确的进行张力测量是一个程序复杂，实践性强的问题。要获得准确的张力，不仅要有好的传感器，还要有好的设计安装，最后还需要有一个细致的测试修正过程。在本绞车设计中，张力传感器采用瑞士的LB系列轴应力传感器，该传感器本身具有良好的线性精度设计，应力变化的准确性非常高。绞车的张力测量设计采用了缆对压力轮法向压力的方式，通过设计的定角度安装位置，保证了对缆张力转化参数的一致性。在后期的张力校准调试中，对两层卷筒分别进行了多工作位置，多导向轮角度的工作张力测试，最后获得的拟合公式仅采用一次多项式就达到了设计指标提出的±10%测量值误差的精度。

五． 绞车电气设计的改进提高

双层导流套排缆绞车的设计是拖体绞车的创新设计，在这第一次设计中难免存在不尽完善的地方。作为电气控制设计部分能够改进和提高之处有很多。免费论文参考网。

l电气接插件的选型和改进

绞车电气由于初次设计，对于配套成熟产品的选型方面了解得不够深入，选用的电气、信号接插电缆都限于点对点连接，这样在绞车的电缆拆装方面有不够方便简洁的问题。绞车电机本身的控制电缆就有四组：电源三相进线、电机控制的三相线、刹车控制线、风机三相线，外加传感器的编码器线和张力传感器线，以及和远端通信的信号线，堆在控制柜后的电缆就密密匝匝。在安装和拆卸时不仅繁琐，而且容易出现错误。如果采用了合适的接插设备，不仅在安装上简便、安全，而且外观上也整齐大方。在产品的专业性上就显得更为到家。免费论文参考网。

l软件的设计和优化

基于PLC的软件设计，专一性比较强，程序的优化提高的需要有一定时间的应用熟练和磨合提高。同样功能的软件，在代码上的优化，小则提高运行的速度和效率，大则可以避免出现bug和系统错误的危险。要开发出人机界面友好，简洁易用的软件也需要多了解真实工作中操作习惯和安全规范，绞车软件的完善提高也需要经历这样一个应用－反馈－改进的过程。

l控制功能方式的改型和提高

绞车的电气控制功能有很多可以提升和变通改进的地方，通过本型绞车电气功能的设计，在将来的绞车电气控制设计中可以有更多的发挥应用。比如通过远端连线和监控可以实现操控人员的远程绞车收放，通过无线控制设备的添加，可以满足操控人员灵活换位等等。如同软件设计，控制方式的搭配变化也可以孕育出满足不同类型需要的控制功能，使得产品有更广阔的市场空间。

参考文献：

[1]10kN电动拖曳绞车试验大纲，QF4.028.010MX-SY

[2]SEW Movidrive MDX60B/61B 操作手册，版本01/2005

篇（10）

农业从古至今一直是我国经济基础，在国家发展中占有重要的地位。随着人们生活水平的提高，人们对农作物的生命期、品种都有了更高的要求，如四季能吃到绿色菜以及买到想要品种的鲜花。因此温室现在越建越多，建温室的重要保证参数就是植物的生长要素，即光、温度、湿度和CO2，本论文就是论述如何用PLC技术对温室进行控制。

一、确定控制系统方案

（一）控制对象

1.温度

植物生长的温度是在一个范围内，虽然最适宜温度植物长得很快，但是往往因为消耗有机物太多，会出现长的细长现象。控制系统的控制温度范围要略低于植物最适宜温度。

2.湿度

空气的湿度太大会造成之无病虫害，但是要保证空气湿度低的同时要有充足的水分由土壤供给植物。

3.光照

植物生长需要光照，这样才能进行光合作用，不同植物的光补偿点不同，因此事宜温度范围也不同，同时人们可以控制光照时间和强度来控制植物的生长速度。

4.CO2

植物生长需要光合作用，光合作用需要的一个物质是CO2，植物的光合作用随着CO2的浓度增大而增强，但是浓度过高反而会抑制植物光合作用，因此二氧化碳浓度的控制范围要与农作物相适应。

（二）PLC控制系统

PLC是可编程逻辑控制器，它可以通过编程方式完成传统的继电器-接触器的逻辑控制，PLC的控制系统性能稳定，价格便宜，开发容易，性价比高，缺点就是人机交流困难。

（三）控制系统的方案确定

本控制系统方案为各参数的自动控制，当传感器检测的温湿度、光照以及CO2超过范围时，PLC控制系统会发出指令，控制执行机构如天窗的电动机等动作，使温室参数达到用户要求。

二、控制系统软硬件设计

（一）控制要求

随时检测控制对象温湿度、CO2浓度和光照参数，并保证参数在控制范围内。控制系统设计流程如图1所示。

（二）硬件设计

1.根据控制系统输入输出的点数，对PLC型号进行选择

（1）PLC开关量点数确定

（2）根据PLC开关量点数确定PLC型号

由上表可得输出点13个，输入点14个，考虑到应有输入输出端子的余量，选择S7-200cpu226型，其有24/16个I/O口。

2.模拟量模块的选型

对于温湿度、CO2和光强传感器都输出模拟信号，需要PLC扩展模拟量模块。温湿度传感器分别要在温室的上下南北四处检测，因此输入10路模拟量信号，因此选择EM235模块3个（此模块4AI/1AO）。

3.温湿度、光照以及CO2检测元件选型

选择HMD40温度传感器，Poi88-c光强传感器，TGS4160型CO2传感器以及A1203型湿度传感器。

4.进行电路设计

控制电路简图如图2所示，主电路同传统继电器-接触器电路。

（三）软件设计

以光照的控制为例，比较光照传感器的值，如果超过上限，则打开遮光帘，如果在范围内，则遮光装备动作不变，低于下限值收起遮光装备并且打开光照灯。

最后，要进行整机调试。调试时先启动控制电路，断开主电路，等确定程序和控制电路无误后，在进行整机调试。