閉式循環(huán)水系統設計應用淺談

規劃設計閉式循環(huán)水系統設計應用淺談宋恩利(中國汽車(chē)工業(yè)工程有限公司，天津300113 )摘要:閉式循環(huán)冷卻水系統由于其不受外界污染水質(zhì)的特點(diǎn)，常用于風(fēng)沙地區、寒冷地區民用、工業(yè)設備的間接冷卻。本文以東北某轎車(chē)汽車(chē)廠(chǎng)焊接車(chē)間循環(huán)水系統為例，對閉式工業(yè)循環(huán)冷卻水系統的一些設計原則，如系統定壓、水泵流量揚程的確定等做了一定的分析和探討。關(guān)鍵詞:閉式循環(huán)水系統;水泵;定壓中圖分類(lèi)號: TB495文獻標志碼: A文章編號: 1674- -3024 (2014) 3-114-022.1.2定壓點(diǎn)及壓力確定前言定壓點(diǎn)，即定壓設備與水系統的連接點(diǎn)。定壓點(diǎn)確定閉式循環(huán)水系統由于其不受外界污染水質(zhì)的特點(diǎn)，常的主要原則是:保證系統內任何-點(diǎn)不出現 負壓或者熱水用于風(fēng)沙地區、寒冷地區民用、工業(yè)設備的間接冷卻。閉汽化。式循環(huán)水系統工藝流程大致如下:閉式循環(huán)水系統循環(huán)水泵提供的壓力僅為克服管路系| 閉式冷卻塔.循環(huán)水泵機組→|工業(yè)、 民用設備、換熱器統的水頭損失，密閉式管路系統本身須提供基準壓力。因此，系統壓力最低點(diǎn)將出現在水泵吸水口，若定壓點(diǎn)設在水泵吸水口過(guò)濾器之前，過(guò)濾器未得到及時(shí)清洗，其壓力系統定壓軟化水補水閉式冷卻塔損失超過(guò)過(guò)濾器人口前壓力時(shí)，水泵吸水口即會(huì )出現負壓，本文以東北某轎車(chē)汽車(chē)廠(chǎng)焊接車(chē)間循環(huán)水系統為例,引起氣蝕，損壞水泵。所以實(shí)際工程中均把定壓點(diǎn)設置在對閉式工業(yè)循環(huán)冷卻水系統的一-些設計原則， 如系統定壓、過(guò)濾器之后。水泵流量揚程的確定等做了一定的分析和探討。定壓最小壓力一般取5米。2.2水力平衡1項目概況焊裝車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)一般均平行布置， 為避免某條生產(chǎn)線(xiàn)東北某轎車(chē)汽車(chē)廠(chǎng)焊接車(chē)間焊接生產(chǎn)線(xiàn)采用閉式循環(huán)設備水量、水壓不夠，必須進(jìn)行水力平衡計算。水系統，循環(huán)水量60m3 /h。焊接生產(chǎn)線(xiàn)設備夏季采用冷凍首先，根據設備布置情況大致布置循環(huán)水干管、支干水，閉式循環(huán)水系統通過(guò)板式換熱器為暖通專(zhuān)業(yè)制冷機組，供、回水干管做到同程布置。提高冷卻水;冬季采用冷卻水，制冷機組停機。冷凍水、其次，計算各生產(chǎn)線(xiàn)上的循環(huán)水總量，使每條生產(chǎn)線(xiàn)冷卻水系統在車(chē)間內合用一套管路輸 送系統，在循環(huán)水站上的循環(huán)水支管負責的設備循環(huán)水量基本保持- -致。為安房?jì)韧ㄟ^(guò)閥門(mén)啟閉實(shí)現冷凍水、冷卻水兩個(gè)系統間的切換。裝方便，各條生產(chǎn)線(xiàn)上的焊接設備可根據實(shí)際布置情況，冷卻水系統循環(huán)泵采用變頻機組一套，設置帶氣壓罐分組從循環(huán)水支干管上引出循環(huán)水管道。支管也要做到同變頻機組一套 為系統定壓，兼做系統膨脹水箱。程布置。再次，管道布置完成后，布置必要的閥門(mén)，壓力表等,2設計要點(diǎn)用于系統生產(chǎn)調試。2.1系統定壓最后，根據布置好的循環(huán)水系統、各管段流量、經(jīng)濟2.1.1定壓設備流速等計算管徑。定壓設備- -般有開(kāi)式膨脹水箱和閉式氣體定壓罐。2.3水泵選擇開(kāi)式膨脹水箱的優(yōu)點(diǎn)是:結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低、對系統焊接車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)運行情況分為兩種工況，一種為車(chē)間.的水壓穩定性好,補水控制方便,是設計時(shí)優(yōu)選的定壓設備。全線(xiàn)運行，實(shí)際運行循環(huán)水量等于設計循環(huán)水量，即定流缺點(diǎn)是:設置位置必須高于系統的最高點(diǎn)，在寒冷地區需量系統; - -種 為部分生產(chǎn)設備運行，實(shí)際運行水量不等于考慮防凍問(wèn)題，在風(fēng)沙地區，需考慮水質(zhì)污染問(wèn)題。設計循環(huán)水量，時(shí)大時(shí)小，即變流量系統。下面就這兩種閉式氣體定壓罐通常采用氣體隔膜式，因為水與空氣運行工況對水泵選擇進(jìn)行分析。完全分開(kāi)，保證了系統的水質(zhì)穩定;同時(shí)，其閉式定壓原定流量系統中水泵選型比較簡(jiǎn)單,根據管網(wǎng)計算所需理也使它的設置位置更加自由，不受系統高度的限制。缺的流量揚程選擇合適的水泵即可。點(diǎn)是壓力波動(dòng)較大，造價(jià)相對較高。因此使用于無(wú)法正常變流量系統中中國煤化工并聯(lián)供水設置膨脹水箱的系統中?；蜃冾l機組供水，本項目由于地處寒冷地區，考慮防凍，而采用膨脹罐。定速泵并聯(lián)供MHCNMHG泵同時(shí)工. 1 14建筑建材裝飾2014年第3期下半刊規劃設計作，系統工作點(diǎn)為2點(diǎn)單臺水泵流量Q2,揚程為H2 (設.產(chǎn)生類(lèi)似蛇紋石組成|g°g/L |[Mg21和[Si0]的乘積| <15000計參數)。隨著(zhù)負荷減少，系統工作點(diǎn)將沿著(zhù)特性曲線(xiàn)下鐵和錳(總1補充水中(特別是預污垢，黏性很強≤0.2-05催化結晶過(guò)程，導致滑至單臺水泵工作曲線(xiàn)的交點(diǎn)1,這時(shí)水泵運行的參數為局部腐蝕Q1、H1，顯然，單臺水泵的運行流量超過(guò)了原設計流量,[14 Cu2 I mg/L補充水中(碳鋼設備)≤0.1產(chǎn)生點(diǎn)蝕可能帶來(lái)的結果是:水泵電機過(guò)載。因此， 采用這種水泵汽車(chē)生產(chǎn)公司循環(huán)水水源多為市政自來(lái)水，上述水質(zhì)工作模式，設計中應通過(guò)水力分析后，調整水泵所配電機指標基本滿(mǎn)足。在硬度比較高的地區需采取水質(zhì)軟化處理,容量或適當放大水泵設計流量。若含鹽量較高，則應采取除鹽或加緩蝕劑處理。變頻泵供水。系統設計狀態(tài)下，兩臺水泵同時(shí)工作，2.5管網(wǎng)設計系統工作點(diǎn)為2點(diǎn)單臺水泵流量Q2,揚程為H2(設計參數)。2.5.1管材選用隨著(zhù)負荷減少，管道特性曲線(xiàn)變緩，變頻機組在保持壓力由于密閉循環(huán)水系統的腐蝕性，無(wú)論選用哪種管材,不變的情況下，流量減小，系統工作曲線(xiàn)下滑，與管道特都必須具有良好的防腐性能或經(jīng)過(guò)防腐處理后達到系統性曲線(xiàn)交于1點(diǎn)，系統穩定工作。防腐要求。常用的管材有熱鍍鋅鋼管(需做預膜處理)、涂塑鋼管、碳鋼不銹鋼復合管、鋼骨架塑料復合管等。具體選用哪種管材，需經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較及建設方要求確定。2.5.2管線(xiàn)敷設為便于系統運行維護和檢修，管線(xiàn)應優(yōu)先選用架空敷設方式。且焊接車(chē)間多為網(wǎng)架結構，工藝設備也設有吊架，以上兩種情況分析如下圖所示。因此閉式變流量系統采用架空敷設方式方便快捷,投資少( 節省了管道支吊架)。最好采用變頻機組供水。部分設備(如固定點(diǎn)焊機)循環(huán)水需埋地敷設，要考慮埋.在閉式工業(yè)循環(huán)水系統循環(huán)水泵的選型時(shí)還應避免選地管道防腐處理，如條件允許，最好做管溝。擇轉速過(guò)高的水泵，水泵的轉速應控制在1450rpm的范圍由于受車(chē)間工藝設備影響，管線(xiàn)不可能完全在- - 個(gè)平內。水泵葉輪轉速過(guò)高，高速葉輪切削水流，容易造成水面敷設，必有上升下彎管道，造成管網(wǎng)局部積氣，不能及中空氣的析出，造成水泵氣蝕和管網(wǎng)積氣。時(shí)排除，導致管道壓力波動(dòng)、管道振動(dòng)以及氣蝕。目前解2.4水質(zhì)處理決積氣的方法是在系統最高點(diǎn)、管道上升處設置自動(dòng)排氣閉式循環(huán)水系統中，在水的循環(huán)過(guò)程中除滲漏外無(wú)閥。自動(dòng)排氣閥設置時(shí)應考慮排氣閥排氣時(shí)帶出的少量循其他水量損失，系統中含鹽量及所加藥劑含量幾乎保持環(huán)水對設備的影響。不變，但閉式循環(huán)水系統卻存在嚴重的腐蝕及腐蝕產(chǎn)物考慮管線(xiàn)檢修及冬季停產(chǎn)結凍，系統還應設放空管路問(wèn)題。另外由于水的結垢也會(huì )引起管道水流阻力變大，及 相應控制閥門(mén)。放空管的設置以不影響設備為原則，且影響系統運行。因此閉式循環(huán)水系統必須進(jìn)行水質(zhì)處理能快速排至廠(chǎng)區排水管網(wǎng)或其他納水設備。與腐蝕控制。2.6系統防凍工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準見(jiàn)下表:在寒冷地區還應考慮系統防凍問(wèn)題。工業(yè)用循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準循環(huán)水泵房及車(chē)間內應有采暖系統。室外管道部分做序號項目| 單位 要求和使用條件允許值電伴熱保溫或者保溫加管道加熱器，閉式冷卻塔冷水盤(pán)做懸浮物| m/L根據生產(chǎn)工藝要求確≤20|過(guò)量會(huì )導致污泥危害加熱器，進(jìn)風(fēng)口做防凍百葉等措施。和腐蝕2 PH值 mg/L 根據藥劑配方確定 7.0-9.23結語(yǔ)甲基橙堿「度(以| m/L根據藥劑配方及工況≤500條件確定隨著(zhù)能源越來(lái)越緊張，冷卻循環(huán)水系統應本著(zhù)供水安CaCO,計)mg/L| 根據藥劑配方及T況30-200結垢全可靠，經(jīng)濟合理的原則進(jìn)行設計,爭取做到投資少,運行管理費用低的前提下，發(fā)揮其應有的功能，設計時(shí)必須my/L<0.5詳細考慮多方面的因素及細致的計算。a碳鋼換熱器≤1000強烈促進(jìn)腐蝕反應不銹鋼換熱器≤30濃度過(guò)高會(huì )出現硫酸參考文獻:s02 | mg/L [s0.2]和[Cr]之和| ≤ 1500鈣沉積[1]全國勘察設計注冊工程師公用設備專(zhuān)業(yè)管理委員.硅ng/L Mg27和ISiO,]的乘積_ <1500 出現污泥沉積和污垢會(huì )秘書(shū)處編.全國勘察設計注冊公用設備師暖通空調專(zhuān)業(yè)_9游離| mg/L 在回水總管處0.5-1.0。7-正.附于管壁，影響傳熱，考試復習教材(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，10石油類(lèi)| m/L<5 (此值不阻止緩蝕劑與金屬表2006應超過(guò))面技穌蝕，結垢隨含鹽量[2]嚴煦世，范瑾初.給水工程(第四版) [M].北京:由導率計us/em≤3000四增加電導率計)增加而增加中國建筑工業(yè)出中國煤化工THCNMHG2014年第3期下半刊建筑建材裝飾115