1. 項目概述
當前制定冷卻循環水處理方案的主要依據是“掛片實驗”或“動態模擬實驗”，然后留出很大的保險空間，根據經驗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廠家為了自身的效益而過度放大保險的空間。這些因素大大增加了企業的運行成本。如一家200萬千瓦規模的電廠每年的水處理藥劑支出就要近千萬元。
我們正在著力開發的“工業冷卻循環水處理專家系統”就是希望根據水質條件、冷卻循環水系統的材質和運行狀況，利用正在研究中的復雜條件下的成垢熱力學和動力學理論，找到具有足夠理論依據的最低用量極限，以此為基礎，為用戶推薦最佳配方、最佳用量和現場實施方案。可望使用戶的水處理藥劑成本下降10～30%。同時它也集成了水處理藥劑和循環水水質分析、數據處理和日常記錄的檔案管理功能，并可檢索到當前幾乎全部已工業化的水處理藥劑資料。既是一套功能強大實用的工業應用軟件，也是一部水處理知識學習和培訓的教材。
水處理用戶一般是石化、化工、電力、鋼鐵等高產出高消耗的企業，有效地降低這些企業的水處理成本所帶來的經濟和社會效益將遠遠超出本系統的開發成本。
2. 應用范圍（包括功能、用途）
① 根據循環水和補充水的水質、循環冷卻水系統的材質和運行條件，推薦優化的水處理藥劑配方，在保障安全的前提顯著降企業水處理的費用；
② 根據循環冷卻水系統當前的狀態推薦運行調整方案和現場實施方案；
③ 提供水質分析和水處理劑分析的標準方法、結果計算、報表打印和循環冷卻水系統日常數據檔案管理功能。
④ 提供各種水處理劑的詳細資料、水處理原理及動態模擬顯示，既為水處理技術人員提供全面的參考資料，也可作為技術培訓教材。
3. 技術優勢（技術特點、技術指標）
目前許多大型企業的循環冷卻水系統中建有自動加藥系統，但只能根據設定的參數進行簡單的機械操作，不能根據系統狀況及時調整加藥方案。由于參數未經優化，往往使藥劑的消耗長期維持在較高的水平。即使取水樣進行用掛片試驗或動態模擬實驗進行調整，方案也往往要滯后1周至1個月，無法適應當前的系統狀況。最根本的原因就是目前制定方案時缺乏理論依據，所以只能依賴于實驗結果或請專家根據經驗進行推薦。
我們通過基礎實驗，建立復雜條件下不同水質、材質、運行參數和處理效果間的內在聯系，對不同加藥方案的效果具備相當的預測能力，也能根據企業要求控制的指標推薦相應的加藥方案，因而能夠根據系統的狀況對加藥方案進行實時調整。這種功能與自動加藥系統結合后，就可以使循環水系統長期運行在安全和低耗的狀態。
水處理專家系統中的資料、原理及強大的引導和檢索功能也可使經常使用本系統的技術人員和操作人員的專業素質得到顯著提高。
4. 技術水平（包括本技術在國內外的地位、鑒定情況、獲獎情況等）
本專家系統的研究內容和最終開發目標在國內外均為空白。
5. 項目所處階段
本項目正在研制中，由兩個課題組分別在兩個方向進行攻關。
① 利用激光散射原理，自行設計一套適用于CaCO3和其它垢型介穩區測定的裝置，并輔以各種水質指標的靜態和動態檢測通道以采集數據，建立水質、運行條件、藥劑三者與水處理效果間的量化關系，在現有結晶理論的基礎上，力爭在復雜條件下的結垢理論上有創新和突破。這是本專家系統的理論基礎和技術核心。目前正在進行靜態的結晶和阻垢機理實驗研究，并且初步完成了實驗裝置的設計工作。
② 通過廣泛深入的調研和用戶需求分析，確定專家系統的功能，設計一套符合行業規范、功能全面、可靠易用的工業應用軟件。目前已初步完成水質分析方法、水處理劑資料的收集和整理工作，通過數據分析，綜合考慮數據特點和系統功能，確定合理的數據結構和用戶界面。一些系統底層基本功能的程序已在編寫中。
6. 市場狀況及市場預測
對大型企業，本專家系統可制作成單機版銷售，也可折分成不同的功能模塊，預期可接受的價格為5～25萬元。從它能夠產生的效益看，這一投資的回報率是很高的。另外，我們也正在考慮建立一個專業網站，為注冊用戶（更適合于中小型企業）提供各種在線服務。由于擁有冷卻循環水系統的企業數量非常龐大，可以預期這套具有相當理論水平和很強實用價值的工業應用軟件可以產生巨大的經濟效益。
7. 所需設備及投資估算
緩蝕阻垢機理研究實驗裝置1套： 1×20
流動注射進樣和預處理裝置1套： 1×8
離子活度計3臺： 3×0.5
電導率儀1臺： 1×0.5
計算機（服務器）1臺： 1×2
其它設備自籌或協作
合計 32萬元
8. 效益分析
本專家系統預期可以為企業節約10～30%的水處理藥劑消耗，對大中型企業降耗尤為明顯。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%，則每年可節約70～210萬元。如果多家企業采用此項技術，宏觀經濟和社會效益將非常可觀。
南京工業大學化學與分子工程學院
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