關(guān)于稻米中鎘的檢測(cè)方法初探

蔣軍雄

摘要：重金屬鎘能夠通過(guò)農(nóng)作物進(jìn)入到食物鏈，進(jìn)而對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生極為不利的影響。而稻米是農(nóng)作物中極為容易富集空氣以及土壤中的鎘，進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生間接性的危害，因此對(duì)稻米中鎘的檢測(cè)方法進(jìn)行探究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章對(duì)稻米中鎘的檢測(cè)方法進(jìn)行了探究，并對(duì)受到鎘污染的稻米處理技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：稻米；鎘；檢測(cè)方法；農(nóng)作物；稻米處理技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TS212 文章編號(hào)：1009-2374（2016）11-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.027

1 循環(huán)水泵的定義及分類

1.1 循環(huán)水泵的定義

所謂循環(huán)水泵指的是在火力發(fā)電或其他使用汽輪機(jī)的場(chǎng)合輸送流體或使其增壓的機(jī)械，其主要用來(lái)向汽輪機(jī)凝汽器中輸送冷卻液體，從而對(duì)凝汽機(jī)排汽進(jìn)行冷卻。作為火電廠冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中重要的組成部分，循環(huán)水泵對(duì)火電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行十分重要，所以應(yīng)根據(jù)火電廠所處季節(jié)、取水條件、運(yùn)行工況、所受載荷的不同，對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行合理的選型設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同的運(yùn)行環(huán)境。

1.2 循環(huán)水泵的分類

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中采用的循環(huán)水泵主要是葉片泵，它主要依靠帶有葉片的葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)液體進(jìn)行壓送。而火電廠循環(huán)水泵主要為葉片泵，并進(jìn)一步分為以下三種類型：軸流泵、離心泵以及斜流泵。

1.2.1 軸流泵。軸流泵具有軸向流的葉輪，其高度旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)液體質(zhì)點(diǎn)施加的力為軸向斜力。軸流泵的轉(zhuǎn)速較高，比轉(zhuǎn)速一般不低于500，流量較大，但其揚(yáng)程較低。

1.2.2 離心泵。離心泵具有徑向流的葉輪，其對(duì)液體質(zhì)點(diǎn)主要施加離心力。離心泵的轉(zhuǎn)速較低，比轉(zhuǎn)速一般在40～300之間，流量也較低，但其揚(yáng)程較高。

1.2.3 斜流泵。斜流泵具有斜向流的葉輪，作為前兩種泵型所用葉輪的過(guò)渡形式，其對(duì)液體質(zhì)點(diǎn)不僅施加軸向升力，而且施加離心力。

2 循環(huán)水泵選型的要點(diǎn)

2.1 循環(huán)水泵性能參數(shù)

2.1.1 流量。循環(huán)水泵的流量Q是以下三部分用水量之和：（1）凝汽器冷卻水用水量Q1，而Q1=mDk，其中m為冷卻速度，由優(yōu)化計(jì)算后確定，其值隨季節(jié)變化，而Dk為凝汽量一般由機(jī)務(wù)專業(yè)提供；（2）輔機(jī)用水量Q2；（3）其余用水量Q3，主要有暖通用水量、生活用水量、除灰用水量、化水專業(yè)用水量、工業(yè)用水量等。

2.1.2 揚(yáng)程。

第一，靜揚(yáng)程H0。采用直流供水系統(tǒng)時(shí)，必須要考慮到循環(huán)水泵的虹吸作用，用以有效降低水泵的工作水頭。應(yīng)遵循的原則是盡可能地降低供水的幾何高度，但也要確保循環(huán)水泵主廠房不會(huì)被突發(fā)性洪水淹沒?？紤]虹吸作用時(shí)，直流供水系統(tǒng)循環(huán)水量靜揚(yáng)程為虹吸井堰上水位與取水河段設(shè)計(jì)平均水位之差。

采用循環(huán)供水系統(tǒng)時(shí)，帶冷卻塔的循環(huán)供水系統(tǒng)循環(huán)水量的靜揚(yáng)程為冷卻塔內(nèi)豎井水位與冷卻塔集水池水面標(biāo)高之差。

第二，水頭損失Σh。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的水頭損失主要由以下五個(gè)方面組成：（1）循環(huán)水管的水頭損失；（2）主廠房?jī)?nèi)的水頭損失；（3）冷卻塔配水系統(tǒng)的水頭損失；（4）水泵房?jī)?nèi)部及周圍的水頭損失；（5）取水頭部及引水管、進(jìn)水間的水損失。

第三，揚(yáng)程HP?；痣姀S循環(huán)水泵的揚(yáng)程HP為冷卻水循環(huán)系統(tǒng)全部水頭損失Σh與供水系統(tǒng)的靜揚(yáng)程H0之和。

2.2 循環(huán)水泵選型要求

2.2.1 必須根據(jù)泵站的具體情況對(duì)火力發(fā)電廠水泵性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)合理的設(shè)計(jì)計(jì)算，以滿足具體工況下的循環(huán)水泵流量和揚(yáng)程要求。

2.2.2 應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，科學(xué)合理地確定水泵結(jié)構(gòu)和安裝方式，以利于循環(huán)水泵的日常維護(hù)和管理。

2.2.3 因?yàn)榧竟?jié)、載荷的變化會(huì)在很大程度上影響到循環(huán)水泵的運(yùn)行工作情況，所以火力發(fā)電廠所選用循環(huán)水泵的性能參數(shù)務(wù)必要滿足多點(diǎn)運(yùn)行工況要求，以確保循環(huán)水泵始終運(yùn)行在高效率區(qū)。

2.2.4 應(yīng)盡量保證循環(huán)水泵高可靠性、高效率地運(yùn)行，并且有效防止汽蝕問題，以保證循環(huán)水泵的使用壽命長(zhǎng)和振動(dòng)噪音小。

2.2.5 應(yīng)盡量降低循環(huán)水泵廠房的工程造價(jià)，但也務(wù)必使水泵的臺(tái)數(shù)配置滿足國(guó)家技術(shù)規(guī)范的要求。

3 常用泵比較

3.1 性能參數(shù)

火力發(fā)電廠常見水泵的性能比較。比轉(zhuǎn)速：軸流泵為500以上，離心泵為300～400，斜流泵為180～500。揚(yáng)程范圍：軸流泵為1～15米，離心泵為10～200米，斜流泵為5～30米。泵口徑：軸流泵為300～4500毫米，離心泵為40～2000毫米，斜流泵為100～6000毫米。流量范圍：軸流泵流量大，不能在小流量范圍內(nèi)運(yùn)行，離心泵流量小，但從零流量到大流量均能運(yùn)轉(zhuǎn)，斜流泵流量較大，零流量到大流量均能運(yùn)轉(zhuǎn)。軸功率變化：軸流泵具有陡降型功率曲線，零流量時(shí)功率最大，離心泵為具有上升型功率曲線，零流量時(shí)功率最小，斜流泵具有平坦的功率曲線，電動(dòng)機(jī)始終能滿載運(yùn)行。效率變化：軸流泵高效率范圍窄，揚(yáng)程變化后效率很快降低，離心泵高效率范圍廣，能適應(yīng)揚(yáng)程變化，斜流泵高效率范圍廣，能適應(yīng)揚(yáng)程變化?？蛊g性能：軸流泵較差，離心泵好，斜流泵好。結(jié)構(gòu)與重量：軸流泵同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，全調(diào)節(jié)泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，離心泵同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，斜流泵同口徑時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較大。輔助設(shè)備：軸流泵中小型泵輔助設(shè)備少，大型泵輔助設(shè)備多，離心泵較少，斜流泵中小型泵輔助設(shè)備少，大型泵輔助設(shè)備多。維修保養(yǎng)：軸流泵較麻煩，離心泵較容易，斜流泵較容易。耐用年限：軸流泵較短，離心泵較長(zhǎng)，斜流泵較長(zhǎng)。

可以看出，軸流泵的揚(yáng)程較低，僅為1～15米，而且其高效率區(qū)窄，所以軸流泵現(xiàn)如今已經(jīng)基本被淘汰了。相比于軸流泵，離心泵和斜流泵具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，如揚(yáng)程高，能在小流量運(yùn)行，高效率范圍廣，能適應(yīng)揚(yáng)程變化，抗汽蝕性能好，輔助設(shè)備較少，維修保養(yǎng)容易和耐用年限長(zhǎng)，因此離心泵和斜流泵已經(jīng)廣泛地被火力發(fā)電廠所采用。

離心泵又可以進(jìn)一步分為立式泵和臥式泵，下面將火電廠所采用的立式離心泵、臥式離心泵和斜流泵進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式比較。（1）立式離心泵：葉輪如在水面以上，啟動(dòng)時(shí)需抽真空；干坑安裝，設(shè)備不易被腐蝕，保養(yǎng)維修容易；葉輪水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)基礎(chǔ)擾動(dòng)力小，工作合理；占地面積小，泵坑深，廠房高度較高；吸水管路長(zhǎng)，水力損失大；造價(jià)較高；在水面以上的葉輪吸水高度大，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象；參數(shù)覆蓋面窄，系列不完整；主軸撓度小，軸承磨損均勻。（2）臥式離心泵：葉輪如在水面以上，啟動(dòng)時(shí)需抽真空；干坑安裝，設(shè)備不易被腐蝕，保養(yǎng)維修容易；葉輪垂直旋轉(zhuǎn)，對(duì)基礎(chǔ)擾動(dòng)力大，工作合理性差；占地面積大，廠房高度較低；吸水管路長(zhǎng)，水力損失大；造價(jià)較低；在水面以上的葉輪吸水高度大，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象；參數(shù)覆蓋面廣，系列較完整；主軸撓度大，軸承磨損不均勻。（3）斜流泵：葉輪淹沒，啟動(dòng)簡(jiǎn)單；濕坑安裝，主要部件在水面以上，易被腐蝕，保養(yǎng)維修麻煩；葉輪水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)基礎(chǔ)擾動(dòng)力小，工作合理；占地面積小，廠房高度較高；吸水管路短，水力損失小；造價(jià)較高；吸水高度小，無(wú)真空出現(xiàn)；參數(shù)覆蓋面廣，系列完整；主軸撓度小，軸承磨損均勻。

綜上所述，離心泵流量較小，所以主要適用于火力發(fā)電廠300MW及其以下的機(jī)組。而立式離心泵的系列不完整，大多用于火電廠125MW、300MW的機(jī)組。相比較而言，斜流泵具有突出優(yōu)勢(shì)，其具有高效率區(qū)寬、結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)容易、運(yùn)行范圍寬廣、占地面積小、揚(yáng)程和流量范圍合理等優(yōu)點(diǎn)，所以能極大地滿足我國(guó)現(xiàn)階段所用汽輪發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)要求，成為了火力發(fā)電廠所用循環(huán)水泵的主要選擇。

另外，循環(huán)水泵的選型還應(yīng)考慮循環(huán)水泵的安裝位置。例如，如果要將循環(huán)水泵安裝在主廠房?jī)?nèi)，應(yīng)選用離心泵，因?yàn)樾绷鞅帽们俺叽巛^長(zhǎng)，吸水井深度較大，致使其在主廠房?jī)?nèi)無(wú)法安裝。

3.2 泵房布置

筆者主要從事300MW機(jī)組設(shè)計(jì)工作，下面通過(guò)一個(gè)2×300MW火力發(fā)電廠工程泵房布置實(shí)例來(lái)對(duì)立式斜流泵和臥式離心泵的泵房布置進(jìn)行比較分析。

3.2.1 該火力發(fā)電廠2×300MW機(jī)組采用的是擴(kuò)大單元制的供水系統(tǒng)概況。其中一臺(tái)300MW的汽輪機(jī)循環(huán)冷卻用水量為8.59m3/s，即30924m3/h，同時(shí)配有一座3500m3的自然通風(fēng)冷卻塔、一臺(tái)凝汽器、一根進(jìn)水母管、一根出水母管。兩臺(tái)汽輪機(jī)則配備有四臺(tái)循環(huán)水泵，這四臺(tái)水泵被布置在同一座主廠房?jī)?nèi)。該擴(kuò)大單元制的供水系統(tǒng)的管道和其他水阻為15.428m，幾何揚(yáng)程為9.8m，循環(huán)水泵揚(yáng)程為25.169m，整個(gè)供水系統(tǒng)平穩(wěn)工作時(shí)一臺(tái)循環(huán)水泵的流量為4.78m3/s，即17208m3/h。基于對(duì)火力發(fā)電廠2×300MW機(jī)組供水系統(tǒng)揚(yáng)程和流量考慮，給每臺(tái)300MW機(jī)組配備了兩臺(tái)湘江48-18型循環(huán)水泵，該循環(huán)水泵的性能參數(shù)如表1所示：

3.2.2 立式斜流泵泵房布置。考慮到該火力發(fā)電廠2×300MW機(jī)組供水系統(tǒng)揚(yáng)程和流量，采用4臺(tái)60LKXB-23型立式斜流泵作為其循環(huán)水泵，該循環(huán)水泵的性能參數(shù)如表2所示：

該立式斜流泵的水泵軸和電動(dòng)機(jī)采用直聯(lián)單基礎(chǔ)連接，水泵安裝方式為濕坑，4臺(tái)循環(huán)水泵布置方式呈一字形，循環(huán)水泵中心之間的距離為5.6m，其吐出口在零米層以下；在循環(huán)水泵主廠房進(jìn)水前池布置了6塊濾網(wǎng)尺寸為4.8m×7.2m的平板（其中兩塊留作備用）；采用一套3m×3m的通過(guò)手動(dòng)啟閉機(jī)控制的鋼制閘門，并放置于兩座進(jìn)水池之間；該立式斜流泵主廠房的起重設(shè)備為一臺(tái)25/6t的8.5m雙梁橋式起重機(jī)；管溝里放置有循環(huán)水泵的出口閥門和出水管，其中的出口閥門采用的是Ddwy941X-6、DN1600電動(dòng)蝶閥。

該立式斜流泵主廠房的地上部分采用的是磚混結(jié)構(gòu)，高度是16.4m，其軸線平面尺寸為34m×12m；而該循環(huán)水泵地下部分為普遍應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，深度為7.8m，而其軸線平面尺寸為22m×16m。

3.2.3 臥式離心泵泵房布置。該臥式離心泵的布置方式為錯(cuò)行，且每一臺(tái)循環(huán)水泵出口配備了一只Ddwy941X-6、DN1600電動(dòng)蝶閥，而在其進(jìn)口處則配備了一只2945X-2.5、DN1600電動(dòng)閘閥；該臥式離心泵的進(jìn)水前池一共布置了12塊濾網(wǎng)尺寸為4m×8.4m的平板（其中兩塊留作備用）；循環(huán)水泵的兩座進(jìn)水前池放置有一套3m×3m由手動(dòng)啟閉機(jī)控制開關(guān)的鋼制閥門；該臥式離心泵主廠房的起重設(shè)備為一臺(tái)30/9t的15.5m雙梁橋式起重機(jī)。

該臥式離心泵主廠房的地上部分采用的是磚混結(jié)構(gòu)，高度是15.6m，其軸線平面尺寸為54m×28m；而該臥式離心泵地下部分為普遍應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水間和泵坑深度為8.4m，而其泵坑平面尺寸為34m×18m，其進(jìn)水間平面尺寸為10m×20m。

3.3 工程造價(jià)

該火力發(fā)電廠2×300MW機(jī)組的循環(huán)水泵由湘江48-18改為60LKXA-23后，因?yàn)槠浒惭b方式變?yōu)榱藵窨?，所以循環(huán)水泵的主廠房的地上部分軸線平面尺寸由54m×28m減少到34m×12m，而其地下部分軸線平面尺寸由34m×18m減少到22m×16m，水泵主廠房的高度則由15.6m增加到16.4m。另外，循環(huán)水泵入口處的四個(gè)DN1600電動(dòng)閘閥被取消了，而循環(huán)水泵出口處的四個(gè)電動(dòng)快關(guān)蝶閥則被改為了DN1600。同時(shí)水泵主廠房零米電動(dòng)機(jī)層選擇的是水磨石地面，而且循環(huán)水泵的主廠房設(shè)備通行和維護(hù)檢修方便，這是因?yàn)槌鏊y門和管道都布置于管溝內(nèi)。該2×300MW機(jī)組火力發(fā)電廠立式斜流泵和臥式離心泵的泵房布置工程造價(jià)比較如表3所示?？梢钥闯?，立式斜流泵泵房布置方式比臥式離心泵泵房布置方式的工程造價(jià)低137.9萬(wàn)元，減少投資17.3%，有效地節(jié)省了火電廠的投資成本。

4 結(jié)語(yǔ)

受限于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)習(xí)慣，現(xiàn)階段我國(guó)單機(jī)容量300MW及其以下發(fā)電機(jī)組普遍采用的循環(huán)水泵為臥式離心泵?；谝陨蠈?duì)立式斜流泵和臥式離心泵性能參數(shù)、泵房布置、工程造價(jià)的比較，可以看出相對(duì)于臥式離心泵，采用濕坑安裝方式的立式斜流泵具有更為廣闊的發(fā)展前景，這是因?yàn)槠渚哂斜梅坎贾煤侠?、泵房通行方便、循環(huán)設(shè)備檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。另外，立式斜流泵還可以有效地降低投資成本，一般達(dá)到了12%～18%，同時(shí)其占地規(guī)模也削減了40%以上，這與火力發(fā)電廠的發(fā)展建設(shè)方向一致，所以應(yīng)打破固有陳舊觀念，在火力發(fā)電廠供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用立式斜流泵作為其循環(huán)水泵。

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作者簡(jiǎn)介：邢勤華（1982-），女，北京人，國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：水工工藝。

（責(zé)任編輯：蔣建華）