浅谈造气工段改造经验共57页文档

修复。这些方法的缺点是施工工艺复杂、修复周
期 长 、价 格 昂 贵 或 堆 焊 合 金 后 轴 杆 变 形 不 易 调
８ Ｆ 改造
台，均采用固定床间歇制气制取原料气 。造气工
段 的 综 合 能 耗 占到 全 公 司 总 能 耗 的 ６ ０ ％ 以上 。 老 系统 由于设 备 陈 旧 、技术 落后 ，设 备故 障率 较 高 ，减量 频繁 ，严 重 地 影 响 着 公 司 的 安全 生 产 。 为此 ，检 修大 队组 织技 术力 量对 老 系统设 备进 行 了一 系列 的技 术改 造 。现对 我公 司造气 工 段设备 改造 情况 做一 简要 总结 。
［ 收稿 日期 ］２ ０ １ ３ ． ０ ８ ． ０ ５ ［ 作者简 介］张新永 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 河北 迁安人 ， 管道 安装工
程技师 ， 现任 河北迁 安化肥股份有 限公司技术开发 中心工程技术
组组长。
针 对旋 转轴 出现 的划 痕导 致油 封泄 漏 问题 ，
实 时数据 显示 已经 出现 了不 正常 现象 ，催 化剂 床 层２ Ｂ和 ２ Ａ 出 口温 差 开 始 上 涨 ，但 因 当 时 负 荷
判断 是正 确 的。
催化剂层进出 Ｅ ｌ 温差下降，最大达 ２ ４℃。结合
２ ０ １ １ 年 合 成 塔 内件 的修 理 情 况 ，可 以 判 断 ，合
成 塔 内件 有 损 坏 现 象 ，最 有 可 能 是 催 化 剂 床 层
２ Ａ底 部支 撑筛 板发 生 了损坏 。
第 １期
张 新永 等 ：浅谈 造 气工段 设备 改造
剂进行降温 ；４ 月 ３日拉出合成塔 内件 ，打开人 孔盖检查 ，发现催 化剂床层 １ Ａ高度 明显下 降， 催化剂漏出催化剂框 ，随后 检查催化剂床层 ２ Ａ

科 与优化
王 刚
（ 黑龙江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河化肥分公 司造气车间 ， 黑龙江 伊春 １ ５ ３ １ ０ ３ ）
摘
要： 合成氨是 重要的无机４ Ｅ ： ｒ － 产品之一 ， 近几十年 来， 合 成氨造 气的应用是 国民经济得 以迅速回升的重要 因素。 经过． ｙ ＿ － ｆ 年 的发
展， 合成氨造气技术越发 成熟， 一 系列的工艺流程也独具特 色。现今 ， 全世界每年合成氨的产量能 高达一亿吨 ， 且约有 ８ ０ ％的合成氨 用于 生产化 学肥料 ， 广泛应用制造农业 用肥。众所周知 ， 中国是农 业大国， 在我 国 ， 合成氨的发展 自解放后 ， 硕果 累累， 我国自 行设计 建造 的上 海吴泾化 工厂年 产已突破 ３ Ｏ万吨 。然而随着社会 需求的 日益增长 ， 合成氨技 术的发展 受到 了技术及人员、 设备等各方面的限制。一大批 专业技 术人 员致 力于研 究新型、 高效 、 节能的合成氨生产技 术， 努力实现合成氨造气工段 的技 改与优化 。 关键 词 ： 合成氨 ； 造 气工 段 ； 技术改造 ； 设备优化 ； 新 型 系统 实验证明 ， 在改造前 ， 造气炉内的 顺应科技 的发展 ， 一大批走在科学前沿 的专家学者纷纷投入到 料的方法减小造气炉 内部的空间。 合成氨造气工段 的革新研究中。为了得到更科 学的实验论证 ， 在一 负荷较大 、 电流大 ， 而改造后 ， 实际功率减少一千多瓦 ， 负荷也 明显 碳含量 降低 了 １ ５ ％左右 ， 比加 焦机 些 合成氨厂 ， 研究人员采用 固定 的合成氨造气技术 ， 对原造气 系统 降低。对炉渣取样分析后发现 ， 进 行长达五个 多月的研究后 ， 分 析相应参数及生产数据 ， 找 到 了造 的单独 改造效果更好 。 气 工段存在 的问题 。 下文主要通过两大方面探讨造气工段存在 的缺 ２ 造 气 工 段 新 型 系统 应 用 ２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ系统 陷及改造方案 。 第一方面 ， 通过找到造气车间气化炉 、 风机 等设备工 在合成氨造气工段的技改与优化探究 中， 新 型系统 的研究 必不 作 时存 在的问题 ， 分析得 到相应解决措施 ； 第二方面 ， 了解一些 国际 成本 、 节 能等 问题 ， 大型 上合成氨造气 工段新型设备 ， 探究其 已取得 的成果 、 思考 如何运用 可少。造气 炉在运行过程 中不仅存在产量 、 化工厂的造气炉还经常出现高温 、 高压 、 甚至爆炸等危险。 改造并不 于我国合成 氨造气工段 。 能完全解决 这些 问题 ， 造气工段 的技术应该逐步革新 。Ｐ Ｌ Ｃ系统作 １合成氨造气工段设 备改造 为整个造气 炉的核心 ，科学规划 了一套 多台造气炉 的吹风 排队算 １ ． １ 全 自动加焦机 直以来 ， 我 国合成氨造气工厂使用 的加焦装置 中都带有 布料 法 。实际工作中 ， 造气炉按照上 吹 、 吹净 、 吹风 、 上吹 、 下吹 的次序进 Ｐ Ｌ Ｃ系统为之编制 了 网， 且 大多数造气车间投入到造气 炉中的煤质较差 、 粒径不均匀。 这 行 ，为 了避免同一时刻多台造气炉同时吹风 ， 使造气炉根据主 Ｐ Ｌ Ｃ的指令完成控制 阀门动作 ， 且 即 就导致造气 炉 中气化不稳定 、 下灰返焦 比较 高 ， 使得 车间工人 的劳 相应 的程序 ， 动强度增大 。 另外 ， 由于煤质的不稳定 ， 半水煤气 中的硫化氢含量无 使在 Ｐ Ｌ Ｃ故障时 ，各台造气炉也能独立完 成除吹风排队外 的所有 法得到有效 控制 ， 造气产生 的大量粉末煤 得不 到合理利用 ， 使得造 操作 。 气总成本增加。 为了提高煤 的质量 、 降低损耗 ， 研究人员提 出使用新 ２ ． ２ Ｈ Ｓ ２ ０ ０ ０系统 现在 的造气车 间还不能完全实现机器 自动生产 ， 但随着合成氨 型 的加焦机 。 这是一种 通过 电磁 阀控制油压驱动油缸 、 带动皮带机 ， 必须要科学 降低 造气 工段的能耗 ， 提高造 再结合 圆盘 阀、布料器来 完成将原料煤运至造气炉 的新型作业 过 的扩建 工程越来越庞 大 ， Ｈ Ｓ ２ ０ ０ ０系统就在工业 自动化 、 旧装置的控制器 程。 在实际运行 中， 这种加焦机能与控制微机共同工作 ， 可 自动根据 气工段 自动化水平。 系统 为每 造气炉 中煤 炭层 的高度完成循 环给料 ， 给料的时间精确到 ０ ． １ ｓ 。最 改造方 面做 出了巨大贡献 。为 了保证造气炉 的安全运行 ， 为 主要 的是 ， 由于采用 的是皮带 机给煤 ， 给煤过 程中能有效 的避免 台造气炉设置 了安全 、 连锁 的紧急停 车装置 ， 同时操 作员也配有正 Ｓ ２ ０ ０ ０系统 目前已在多数大型造 些异常情况 的发生 ， 如蒸汽与型煤接触导致 的粉化 、 黏结 。自新型 常停车 和紧急停车的手动开关 。Ｈ 气 工厂得到 了实际应用。 加焦机投入使用 以来 ， 造气炉 中的炉渣率 已减少到 ８ ％。 ２ ． ３ Ａ Ｂ Ｂ Ａ Ｃ ８ Ｏ Ｏ Ｆ系统 １ ． ２吹风气回收系统 合成 氨造 气工段过去生产所用 的原料 几乎 为单 一的褐煤 ， 国家 造气车 间的吹风气 回收系统存在 的问题 主要有 ： 在高温 、 冲刷 、 磨损 、 腐蚀等作用下 ， 设备 自身老化 、 内部积灰过多 、 阻力增 大、 报废 大型煤化工企业生产 多种化肥 、 化工产品 的设备都 比较 陈旧 ， 原来 自动化程度很低 ， 而合 成氨工业 在化 率高； 大 量吹风气污染 空气 、 浪费能源 ； 系统 的整体 产汽率下降 ， 机 设备使用 的是盘装仪 表控制 ， 因此 ， 为了其生产工艺 的连续性 ， 器故障发生频繁 。 为了保护环境 、 降低生产成本 ， 最初在上海节能化 工行业 中相对来说危险系数较 高 ， 经过调查研究 ， 发现可选用 Ａ Ｂ Ｂ Ａ Ｃ ８ Ｏ Ｏ Ｆ系统 工工程有 限公 司设计 、 安装 、 改造后 的吹风气 回收系统。 改造后 的系 稳定性要求非常高 ， Ａ Ｂ Ｂ Ａ Ｃ ８ ０ ０ Ｆ系统是在造气车间原有控制系统 统利用 氢气 回收变压 吸附尾气 ， 再 与通过空气预热器传来 的空气共 进行造气工段优化 。 同燃烧 ， 为吹风气提供可持续燃烧所需 的热量 。专业工作者还设计 基础上发展起来 的化工 自动化系统 ， 该 系统集 Ｈ Ｓ ２ ０ ０ ０和 Ｐ Ｌ Ｃ优点 目前农业 以及磷酸 将燃烧 炉增 高 ３ － ５ ｍ、 采用锥形结构来扩大燃 烧空间 ； 为到达完全燃 于一体的综合性 系统 。适合于各种行业 的应 用 ， 烧要求 ， 采用设有紊 流板的燃烧器使气体混合 均匀 ； 在 除尘器 内设 行 业应 用较 为 广泛 ，并 在 合成 氨 工业 造气 方 面也 取 得 了成 功 。 Ｃ ８ ０ ０ Ｆ可由老式盘装仪表改造而成 且在改造过程中 ， 只在单 台气 置旋流板和喷头 ， 以保证烟尘颗粒排放浓 度小 于 ７ ０ ｍ ｇ ／ ｍ 等系统优 Ａ 不影 响造气 车间的正 常生产 。由于合成 化措施 。目前 ， 一些造气车间还普遍采用 的改进方案是在 吹风气配 化炉停车检修时进行改动 ， 风管 内设置油压 座板 阀和手动蝶阀 ， 以调节风量 。在运行经改造 的 氨行业 的特点 ， 现场设 备控 制 ， 操作干扰较大 ， 而Ａ Ｃ ８ Ｏ Ｏ Ｆ采用 了冗 不仅使用交换机 提供 双冗余供 电 ， ， 发生机器故障时还 吹风气系统后 ， 检测发现温度接近 ３ ０ ０ ￣ Ｃ， 过热蒸汽产 量在 ２ ５ ｔ ／ ｈ左 余环 网结构 ， 可 以同时检测到故 障发生位置 。 右， 已能达到设计要求 。 ｌ － ３ 炉底传动机 ３ 结论 科学技术不能落后于时代需求 ， 合 成氨造气工段的技改和优化 合成氨造气工段最大 的技术难点是造气炉炉底传动机 的改造 。 传统 的造气 炉装置会存在布 风不 均匀 、 温 度过低 、 燃 料燃烧后灰 渣 成果有 利于国家乃至世界 的经济发展 ， 对农业 、 化工业 等领域也起 新 型系统能有效解决 合成氨传统造气工段 的缺 中碳含量较高等问题 。 长期生产 中， 会导致成本不断上升、 机器维修 到良好 的促进作用。 在造气工艺上 的应用也必将愈发广泛 。 量大 。最先研究出解 决方案 的是河南省化工公司 ， 为此开发出专利 陷， 参 考 文 献 产 品， 即无滑道大齿圈外移炉底总成。改造后设 备的灰盘变为立轴 １ １ 夏清， 陈常贵． ４ Ｅ ： ｒ － 原理［ Ｍ 】 ． 天津： 天津大学出版社 ， ２ ０ ０ ５ ． 支撑 ， 不容易发生错位 ， 运转起来简便 。另外 ， 在炉底 外壳上也进行 『 了相应 的改进 ， 外壳选材尽量经济 、 实用 ， 内部选 材遵 循导热系数小 ｆ ２ １ 林玉波． 合成氨生产工Ｚ Ｘ ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 化 工工 业 出版社 ， ２ ０ ０ ６ ． 原则 ， 撤 销专 用鼓风机 的使用 ， 以免蒸汽不必要浪费 ， 用浇筑其他材 『 ３ １ 谭诗雨． ４ １ ５ ． ￣： ｒ － 艺学［ ＭＩ ． 重庆 ： 重庆大学出版�

由于按照 平行皮 带 的辅助 配置 标准 安装 了大
自２ ０ １ １ 年１ １月采 取 “ 蓝泥” 防磨 技 术 之后 ，
２ 循环流化床锅炉受热面泄漏事故率显著下降， 使其运行周期从原 ６ ０ ｄ延长到了 １ ５ ０ ｄ以上 ， 收 到 了 良好 的效 果 和经济效 益 。
小氮肥
第４ １卷
第 ３期
２ ｏ １ ３年 ３月
常 用湿 布擦拭 橡 皮锤 ， 以避 免橡 皮 锤 与 蓝泥 之 间 出现粘 连 现 象 。下 部 与 壁 管 结 合 部 位 应 尽 量 填 平， 使之 有平 滑 的过渡 。 施 工技术 特 点 ： ①施 工周 期短 、 安全 、 简单 ， 无 需 支架 模 板 ， 无需 烘 炉 ， 可 直 接 点火 升压 ； ② 蓝泥 防磨施 工无 需对 管 壁 进行 表 面处 理 ， 施 工 不 损 伤
装 置运 行不 久 出现 卸料 器 闸板 闸漏煤 现 象 ， 影 响正 常 上 煤 。 主要 原 因 是 闸板 密 封 材 料 不 合
适。闸板为 ＝ ３ ｍ ｍ钢板 ， 下边缘配普通 ５层线
皮带 条 ， 用来 密封 钢 板 与 皮带 问 ｈ：２ ０ ｍ ｍ 的 间 隙 。 当皮 带运 行时 ， 原料 煤 以一定速 度撞 击 闸板 ， 密封 皮带 条 由于 强度 不 足而 变 形 ， 部 分小 颗 粒 被 带 过 闸板 ， 且 由于 密封皮 带条 的切 割面 不耐磨 ， 容
裙边 出现严重 损坏 ， 有 的地方 出现几 米 的 断裂 ， 影
造气 输煤 系统 改造
河 北东 光化 工有 限责 任公 司 二分 厂 １ ８ ０ ｋ ｔ ／ ａ
合成 氨 、 ３ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ尿素生产装 置 的造 气工段 采用 间

改造后 零部 件 配 合正 常 ， 注油 润 滑条 件 能 够 得到 保证 有 效 地减 少 活 塞环 的磨损 ， 长活 塞 延 环使用 寿命 ， 台每年 可 减少 检 修活 塞 环 ４次 ， 每 ３
台时按 ７ ｇ ０ ｋ 合成氨计算 ， ０ 折合成氨 １６ｔ吨氨 ２ ， 价格 按 ｌ３０ 计算 ， 年总计 可节约 １ ０ 元 每 ６万多元 ，
经济 效益 可观
维普资讯
ｌ ２
小 氮肥
２０ ｏ２年
第 ６抽
Ｃ Ｏ—Ｑ反应发 生的几率 ， 降低 吹风气 中 Ｃ Ｏ含 量 ，
于 １９ ９７年将传 统 的 １０ｓ 环 制气 改 为 １０ｓ短 ５ 循 ２ 循环制 气 实践 证 明 ， 行 短 循环 收 到气 化 层 温 实 度稳定 、 高发气量 的效 果 同时 ， 对循 环时 间缩 针 短， 自动 阀门开关 频繁 ， 会缩 短阀 门使用 寿命 的缺
（）加设 灰 仓 防 流板 ， 高破 渣 圈高 度 。水 ２ 提
夹套扩径后 ， 炉算底座的回转半径随其内径 的增 大而增 大 ， 原灰仓 容积 不变 的情 况 下 ， 出现 灰 在 便 层堆 积 角 度 变 小 ， 层 过 渡 区容 积 缩 减 的 现象 。 灰
这样排灰量 与 储 灰量 的 比例失 衡 ， 使 煤 气炉 在 致 运行 中频 繁 出 现塌 炉 、 红 炭 、 料 、 层 现 象 流 滑 乱 对此 ， 在结 合 ０ ６ 气 炉灰 仓结 构 尺寸 的基 础 ２２０造 上， 我们在 灰仓 上加装 Ｌ形 防流 板 （ 圈 １ ， 见 ）建立 灰层 过渡区 以调节 排 灰与储灰 的 比例 。但要 稳定 灰 层过渡区 ，还 必须把破 渣圈 的安装 高度增 加到 换 ３只二级 缸 体 ， 值 ２ 价 ７万多 元 ， 以 １ 大 修 所 个

破渣能力更强等特点 ， 避免 了造气 炉下灰大小不 均 、 层下 降不 平稳 、 炭及 返焦 率增 大 等 问题 。 炭 塌
（ ） 山公 司原 有 的 ２ ２峄 ７台 ２６０ｆ 造 气 １ ｌ ｉ ｍ
性能， 因此选用 Ｃ ０—．６ ６０１２５型风机。在高炭层操 作时， 制气强度可提高至 １ ０ 。（ ・ ）有利 ０ｍ／ ｍ ｈ ， ３ 于提高炭层高度和炉温， 同时也实现了 １ 台风机供
第３ ８卷
第 ６期
化 肥工 业
２１ ０ １年 ｌ ２月
造 气 工段 节 能 降耗 措 施 浅 析
李 平 （ 东兖矿 峄 山化 工有 限公 司 邹城 山
摘要
２ ３０ ） ７５ ０
造 气是合成氨 生产 中能耗 最高 同时又是余热 最 多的工段 。通 过对造 气炉 、 艺流 程、 制 系统等 多 工 控
（ ） 气 炉 扩 径 改 造 后 ， 附属 设 备 必 须 配 １造 其
套 才 能发挥 效 益 ， 中风 机 是 关键 。造气 炉 的最 其 佳 工况是在短 时间 内使炉 温提 高 ， 蓄存足 够 的热量 供 制气用 ， 这要 求风 机 必须具 备 高 风速 、 大风 量 的
炉箅 。该 炉 箅具有 布 风均匀 、 风 面积大 、 渣和 通 排
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｇａ ｉ ｃ ｔｏ ｓ ｔ ｅ ｓ ｃｉ ｎ ｗｉｈ ｔ ｉｈ ｓ ｏ ｕ ｔ ｎ ｏ ｎ ｒｙ ａ ｄ ａｓ ｈ ｓ ｓｒ ｃ ｓｆ ａｉｎ ｉ ｈ ｅ ｔｏ ｔ ｈｅ ｈ ｇ ｅ ｔｃ ｎｓ ｍｐ ｉ ｆ ｅ ｅ ｇ ｎ ｌｏ ｔ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ａ ｕ ｄａ ｔｑ ａ ｔｔ ｆｗａ ｔ ｅ ｔ ｂ ｎ ｎ ｕ ｎ ｉ ｏ ｓｅ ｈ ａ ．Ｔｈ ｅ ｏ ａ ｉｎ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ｙ ｅ ｒ ｎ ｖ ｔｏ ｆｔ ｅ ｇ ｓｆ ｒ，ｐｒ ｃ ｓ ｏ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｒ ｉｅ ｉ ｏ ｅ ｓｆ ｗ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ａｓ ｓ ｌ ｔ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｎ ｒ ｔｏ ｏ ｏ ｌｂ ｈ ｔ ｉａｉ ａｉ ｆｃ ａ ｙ ５％ ～１ Ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｇ ｓ ｐ ｏ ｕ ｅ ｙ ｏ ｅ ０％ ．ｔｅ ｅ ｙ ｌａ ｉ ｇ ｔ ａｅ． ｌ ｏ ０％ ｎ ｈ ａ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｖ ｒ１ ｈ ｒ ｂ ｅ ｄ ｎ ｏ ｓ ｆ ｈ ｇ — ｉ ｌ ｎ ｌ ｗ・ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｎ ｈ ｇ ｓｆ ａｉ ｎ ｅ ｔｏ ｉ ｈ ｙｅ ｄ ａ ｄ ｏ ｃ ｎ ｕ ｔ ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｔ ｅ ａ ｉ ｃ ｔ ｓ ｃｉ ｎ， ａｔｉ ｉ ｇ ｈ ａｍ ｏ ｎ ｒ ｙ ｏ ｏ ｉ ｏ ｔａｎ ｎ ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｅｇ

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环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 第 ３７卷 增刊 ２０１８年 ６月
煤气进口管插入洗气箱内水面 ８０～１００ｍｍ，目的是保 证停炉时煤气不会倒回系统。在制气过程中煤气必须 冲破水封才能进入洗气塔，该处形成阻力 １～２ｋＰａ。
在煤气流程改造时设置了煤气总阀，上、下行 煤气阀。在洗气塔底部增加一个排水阀和一根水封 管，水封管插入地池中。原洗气塔的插入式煤气进 口管及排水水封保持不变。在造气炉正常生产后， 全开洗气塔根部排水阀，降低洗气塔内水位到最 低，制气时煤气直接进入洗气箱，不需冲破水封直 接进入洗气塔降温除尘，减小了制气阻力。吹风和 停炉时关闭煤气总阀和上下行煤气阀，起到原洗气 塔进气水封防止煤气倒流的作用。检修时可关闭底 部排水阀，将洗气塔内水位抬高，即可恢复原水封 状态，实际上是一种干湿两用水封。
收稿日期：２０１８－０５－１６
白浪费。
改造措施如下： （１） 煤气余热集中回收流程 改造后流程为：１台造气鼓风机，交替向 ４台 造气炉吹风，４台造气炉产生的半水煤气依次通过 １台联合 废 热 锅 炉 回 收 煤 气 中 的 显 热 生 产 饱 和 蒸 汽，煤气经回收热量后进入 １台煤气洗涤塔，煤气 在塔内经除尘、降温后送至气柜。该流程基本实现 了间歇制气系统的后续设备连续运行。该流程 ４台 煤气炉共用 １台联合废锅、１台洗气塔，较传统流 程 （按 ４台造气炉计） 可节省设备投资 １／３，洗气 塔冷却水量节省 １／３，设备平面布置较紧凑，占地 面积大大减少。该流程最大特点是设备利用率高、 系统阻力低、余热回收完全、煤气炉整体气化效 率高。 （２） 蒸汽流程改造 夹套锅炉和废热锅炉饱和段产生的饱和蒸汽送 入联合废热锅炉上部进行过热，从蒸汽过热器出来 后约 ２２０℃过热蒸汽进入蒸汽缓冲罐与外供饱和蒸 汽进行混合后再入炉，入炉过热蒸汽温度达到 １８０ ～２００℃。与 改 造 前 相 比，入 炉 蒸 汽 温 度 提 高 了 ４０℃，蒸汽分解率得到提高。 （３） 吹风气流程改造 原有吹风气流程为：空气风机送风到煤气炉， 提高煤气炉制气所需温度，从炉顶出来后进入旋风 除尘器除尘后直接放空，污染环境。改造后，吹风 气送三废混燃炉，在混燃炉内吹风气中可燃物在高 温下燃烧，显热、潜热经余热锅炉回收。 （４） 洗气塔洗气箱插入水封改造 原设计的洗气塔洗气箱中始终保持一定的水位，