1. 项目概述
当前制定冷却循环水处理方案的主要依据是“挂片实验”或“动态模拟实验”，然后留出很大的保险空间，根据经验确定最终的药剂投加量。很多情况下也不排除部分水处理公司或水处理剂生产厂家为了自身的效益而过度放大保险的空间。这些因素大大增加了企业的运行成本。如一家200万千瓦规模的电厂每年的水处理药剂支出就要近千万元。
我们正在着力开发的“工业冷却循环水处理专家系统”就是希望根据水质条件、冷却循环水系统的材质和运行状况，利用正在研究中的复杂条件下的成垢热力学和动力学理论，找到具有足够理论依据的最低用量极限，以此为基础，为用户推荐最佳配方、最佳用量和现场实施方案。可望使用户的水处理药剂成本下降10～30%。同时它也集成了水处理药剂和循环水水质分析、数据处理和日常记录的档案管理功能，并可检索到当前几乎全部已工业化的水处理药剂资料。既是一套功能强大实用的工业应用软件，也是一部水处理知识学习和培训的教材。
水处理用户一般是石化、化工、电力、钢铁等高产出高消耗的企业，有效地降低这些企业的水处理成本所带来的经济和社会效益将远远超出本系统的开发成本。
2. 应用范围（包括功能、用途）
① 根据循环水和补充水的水质、循环冷却水系统的材质和运行条件，推荐优化的水处理药剂配方，在保障安全的前提显著降企业水处理的费用；
② 根据循环冷却水系统当前的状态推荐运行调整方案和现场实施方案；
③ 提供水质分析和水处理剂分析的标准方法、结果计算、报表打印和循环冷却水系统日常数据档案管理功能。
④ 提供各种水处理剂的详细资料、水处理原理及动态模拟显示，既为水处理技术人员提供全面的参考资料，也可作为技术培训教材。
3. 技术优势（技术特点、技术指标）
目前许多大型企业的循环冷却水系统中建有自动加药系统，但只能根据设定的参数进行简单的机械操作，不能根据系统状况及时调整加药方案。由于参数未经优化，往往使药剂的消耗长期维持在较高的水平。即使取水样进行用挂片试验或动态模拟实验进行调整，方案也往往要滞后1周至1个月，无法适应当前的系统状况。最根本的原因就是目前制定方案时缺乏理论依据，所以只能依赖于实验结果或请专家根据经验进行推荐。
我们通过基础实验，建立复杂条件下不同水质、材质、运行参数和处理效果间的内在联系，对不同加药方案的效果具备相当的预测能力，也能根据企业要求控制的指标推荐相应的加药方案，因而能够根据系统的状况对加药方案进行实时调整。这种功能与自动加药系统结合后，就可以使循环水系统长期运行在安全和低耗的状态。
水处理专家系统中的资料、原理及强大的引导和检索功能也可使经常使用本系统的技术人员和操作人员的专业素质得到显著提高。
4. 技术水平（包括本技术在国内外的地位、鉴定情况、获奖情况等）
本专家系统的研究内容和最终开发目标在国内外均为空白。
5. 项目所处阶段
本项目正在研制中，由两个课题组分别在两个方向进行攻关。
① 利用激光散射原理，自行设计一套适用于CaCO3和其它垢型介稳区测定的装置，并辅以各种水质指标的静态和动态检测通道以采集数据，建立水质、运行条件、药剂三者与水处理效果间的量化关系，在现有结晶理论的基础上，力争在复杂条件下的结垢理论上有创新和突破。这是本专家系统的理论基础和技术核心。目前正在进行静态的结晶和阻垢机理实验研究，并且初步完成了实验装置的设计工作。
② 通过广泛深入的调研和用户需求分析，确定专家系统的功能，设计一套符合行业规范、功能全面、可靠易用的工业应用软件。目前已初步完成水质分析方法、水处理剂资料的收集和整理工作，通过数据分析，综合考虑数据特点和系统功能，确定合理的数据结构和用户界面。一些系统底层基本功能的程序已在编写中。
6. 市场状况及市场预测
对大型企业，本专家系统可制作成单机版销售，也可折分成不同的功能模块，预期可接受的价格为5～25万元。从它能够产生的效益看，这一投资的回报率是很高的。另外，我们也正在考虑建立一个专业网站，为注册用户（更适合于中小型企业）提供各种在线服务。由于拥有冷却循环水系统的企业数量非常庞大，可以预期这套具有相当理论水平和很强实用价值的工业应用软件可以产生巨大的经济效益。
7. 所需设备及投资估算
缓蚀阻垢机理研究实验装置1套： 1×20
流动注射进样和预处理装置1套： 1×8
离子活度计3台： 3×0.5
电导率仪1台： 1×0.5
计算机（服务器）1台： 1×2
其它设备自筹或协作
合计 32万元
8. 效益分析
本专家系统预期可以为企业节约10～30%的水处理药剂消耗，对大中型企业降耗尤为明显。如一家150万千瓦的电厂，每年的水处理药剂消耗约700万元，如能使药剂消耗下降10～30%，则每年可节约70～210万元。如果多家企业采用此项技术，宏观经济和社会效益将非常可观。
南京工业大学化学与分子工程学院
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