規(guī)劃設(shè)計(jì)閉式循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用淺談宋恩利(中國汽車工業(yè)工程有限公司，天津300113 )摘要:閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由于其不受外界污染水質(zhì)的特點(diǎn)，常用于風(fēng)沙地區(qū)、寒冷地區(qū)民用、工業(yè)設(shè)備的間接冷卻。本文以東北某轎車汽車廠焊接車間循環(huán)水系統(tǒng)為例，對閉式工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì)原則，如系統(tǒng)定壓、水泵流量揚(yáng)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(tǒng);水泵;定壓中圖分類號: TB495文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)備與水系統(tǒng)的連接點(diǎn)。定壓點(diǎn)確定閉式循環(huán)水系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)任何-點(diǎn)不出現(xiàn) 負(fù)壓或者熱水用于風(fēng)沙地區(qū)、寒冷地區(qū)民用、工業(yè)設(shè)備的間接冷卻。閉汽化。式循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程大致如下:閉式循環(huán)水系統(tǒng)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(jī)組→|工業(yè)、 民用設(shè)備、換熱器統(tǒng)的水頭損失，密閉式管路系統(tǒng)本身須提供基準(zhǔn)壓力。因此，系統(tǒng)壓力最低點(diǎn)將出現(xiàn)在水泵吸水口，若定壓點(diǎn)設(shè)在水泵吸水口過濾器之前，過濾器未得到及時(shí)清洗，其壓力系統(tǒng)定壓軟化水補(bǔ)水閉式冷卻塔損失超過過濾器人口前壓力時(shí)，水泵吸水口即會出現(xiàn)負(fù)壓，本文以東北某轎車汽車廠焊接車間循環(huán)水系統(tǒng)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(shè)置在對閉式工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的一-些設(shè)計(jì)原則， 如系統(tǒng)定壓、過濾器之后。水泵流量揚(yáng)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(xiàng)目概況焊裝車間生產(chǎn)線一般均平行布置， 為避免某條生產(chǎn)線東北某轎車汽車廠焊接車間焊接生產(chǎn)線采用閉式循環(huán)設(shè)備水量、水壓不夠，必須進(jìn)行水力平衡計(jì)算。水系統(tǒng)，循環(huán)水量60m3 /h。焊接生產(chǎn)線設(shè)備夏季采用冷凍首先，根據(jù)設(shè)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(tǒng)通過板式換熱器為暖通專業(yè)制冷機(jī)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(jī)組停機(jī)。冷凍水、其次，計(jì)算各生產(chǎn)線上的循環(huán)水總量，使每條生產(chǎn)線冷卻水系統(tǒng)在車間內(nèi)合用一套管路輸 送系統(tǒng)，在循環(huán)水站上的循環(huán)水支管負(fù)責(zé)的設(shè)備循環(huán)水量基本保持- -致。為安房內(nèi)通過閥門啟閉實(shí)現(xiàn)冷凍水、冷卻水兩個(gè)系統(tǒng)間的切換。裝方便，各條生產(chǎn)線上的焊接設(shè)備可根據(jù)實(shí)際布置情況，冷卻水系統(tǒng)循環(huán)泵采用變頻機(jī)組一套，設(shè)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(jī)組一套 為系統(tǒng)定壓，兼做系統(tǒng)膨脹水箱。程布置。再次，管道布置完成后，布置必要的閥門，壓力表等,2設(shè)計(jì)要點(diǎn)用于系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)試。2.1系統(tǒng)定壓最后，根據(jù)布置好的循環(huán)水系統(tǒng)、各管段流量、經(jīng)濟(jì)2.1.1定壓設(shè)備流速等計(jì)算管徑。定壓設(shè)備- -般有開式膨脹水箱和閉式氣體定壓罐。2.3水泵選擇開式膨脹水箱的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、對系統(tǒng)焊接車間生產(chǎn)線運(yùn)行情況分為兩種工況，一種為車間.的水壓穩(wěn)定性好,補(bǔ)水控制方便,是設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)選的定壓設(shè)備。全線運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行循環(huán)水量等于設(shè)計(jì)循環(huán)水量，即定流缺點(diǎn)是:設(shè)置位置必須高于系統(tǒng)的最高點(diǎn)，在寒冷地區(qū)需量系統(tǒng); - -種 為部分生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行水量不等于考慮防凍問題，在風(fēng)沙地區(qū)，需考慮水質(zhì)污染問題。設(shè)計(jì)循環(huán)水量，時(shí)大時(shí)小，即變流量系統(tǒng)。下面就這兩種閉式氣體定壓罐通常采用氣體隔膜式，因?yàn)樗c空氣運(yùn)行工況對水泵選擇進(jìn)行分析。完全分開，保證了系統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定;同時(shí)，其閉式定壓原定流量系統(tǒng)中水泵選型比較簡單,根據(jù)管網(wǎng)計(jì)算所需理也使它的設(shè)置位置更加自由，不受系統(tǒng)高度的限制。缺的流量揚(yáng)程選擇合適的水泵即可。點(diǎn)是壓力波動較大，造價(jià)相對較高。因此使用于無法正常變流量系統(tǒng)中中國煤化工并聯(lián)供水設(shè)置膨脹水箱的系統(tǒng)中?；蜃冾l機(jī)組供水，本項(xiàng)目由于地處寒冷地區(qū)，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(guī)劃設(shè)計(jì)作，系統(tǒng)工作點(diǎn)為2點(diǎn)單臺水泵流量Q2,揚(yáng)程為H2 (設(shè).產(chǎn)生類似蛇紋石組成|g°g/L |[Mg21和[Si0]的乘積| <15000計(jì)參數(shù))。隨著負(fù)荷減少，系統(tǒng)工作點(diǎn)將沿著特性曲線下鐵和錳(總1補(bǔ)充水中(特別是預(yù)污垢，黏性很強(qiáng)≤0.2-05催化結(jié)晶過程，導(dǎo)致滑至單臺水泵工作曲線的交點(diǎn)1,這時(shí)水泵運(yùn)行的參數(shù)為局部腐蝕Q1、H1，顯然，單臺水泵的運(yùn)行流量超過了原設(shè)計(jì)流量,[14 Cu2 I mg/L補(bǔ)充水中(碳鋼設(shè)備)≤0.1產(chǎn)生點(diǎn)蝕可能帶來的結(jié)果是:水泵電機(jī)過載。因此， 采用這種水泵汽車生產(chǎn)公司循環(huán)水水源多為市政自來水，上述水質(zhì)工作模式，設(shè)計(jì)中應(yīng)通過水力分析后，調(diào)整水泵所配電機(jī)指標(biāo)基本滿足。在硬度比較高的地區(qū)需采取水質(zhì)軟化處理,容量或適當(dāng)放大水泵設(shè)計(jì)流量。若含鹽量較高，則應(yīng)采取除鹽或加緩蝕劑處理。變頻泵供水。系統(tǒng)設(shè)計(jì)狀態(tài)下，兩臺水泵同時(shí)工作，2.5管網(wǎng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作點(diǎn)為2點(diǎn)單臺水泵流量Q2,揚(yáng)程為H2(設(shè)計(jì)參數(shù))。2.5.1管材選用隨著負(fù)荷減少，管道特性曲線變緩，變頻機(jī)組在保持壓力由于密閉循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕性，無論選用哪種管材,不變的情況下，流量減小，系統(tǒng)工作曲線下滑，與管道特都必須具有良好的防腐性能或經(jīng)過防腐處理后達(dá)到系統(tǒng)性曲線交于1點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定工作。防腐要求。常用的管材有熱鍍鋅鋼管(需做預(yù)膜處理)、涂塑鋼管、碳鋼不銹鋼復(fù)合管、鋼骨架塑料復(fù)合管等。具體選用哪種管材，需經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及建設(shè)方要求確定。2.5.2管線敷設(shè)為便于系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和檢修，管線應(yīng)優(yōu)先選用架空敷設(shè)方式。且焊接車間多為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，工藝設(shè)備也設(shè)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(tǒng)采用架空敷設(shè)方式方便快捷,投資少( 節(jié)省了管道支吊架)。最好采用變頻機(jī)組供水。部分設(shè)備(如固定點(diǎn)焊機(jī))循環(huán)水需埋地敷設(shè)，要考慮埋.在閉式工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水泵的選型時(shí)還應(yīng)避免選地管道防腐處理，如條件允許，最好做管溝。擇轉(zhuǎn)速過高的水泵，水泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在1450rpm的范圍由于受車間工藝設(shè)備影響，管線不可能完全在- - 個(gè)平內(nèi)。水泵葉輪轉(zhuǎn)速過高，高速葉輪切削水流，容易造成水面敷設(shè)，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(dǎo)致管道壓力波動、管道振動以及氣蝕。目前解2.4水質(zhì)處理決積氣的方法是在系統(tǒng)最高點(diǎn)、管道上升處設(shè)置自動排氣閉式循環(huán)水系統(tǒng)中，在水的循環(huán)過程中除滲漏外無閥。自動排氣閥設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮排氣閥排氣時(shí)帶出的少量循其他水量損失，系統(tǒng)中含鹽量及所加藥劑含量幾乎保持環(huán)水對設(shè)備的影響。不變，但閉式循環(huán)水系統(tǒng)卻存在嚴(yán)重的腐蝕及腐蝕產(chǎn)物考慮管線檢修及冬季停產(chǎn)結(jié)凍，系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)放空管路問題。另外由于水的結(jié)垢也會引起管道水流阻力變大，及 相應(yīng)控制閥門。放空管的設(shè)置以不影響設(shè)備為原則，且影響系統(tǒng)運(yùn)行。因此閉式循環(huán)水系統(tǒng)必須進(jìn)行水質(zhì)處理能快速排至廠區(qū)排水管網(wǎng)或其他納水設(shè)備。與腐蝕控制。2.6系統(tǒng)防凍工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見下表:在寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮系統(tǒng)防凍問題。工業(yè)用循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)水泵房及車間內(nèi)應(yīng)有采暖系統(tǒng)。室外管道部分做序號項(xiàng)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，閉式冷卻塔冷水盤做懸浮物| m/L根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確≤20|過量會導(dǎo)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(jù)藥劑配方確定 7.0-9.23結(jié)語甲基橙堿「度(以| m/L根據(jù)藥劑配方及工況≤500條件確定隨著能源越來越緊張，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)本著供水安CaCO,計(jì))mg/L| 根據(jù)藥劑配方及T況30-200結(jié)垢全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),爭取做到投資少,運(yùn)行管理費(fèi)用低的前提下，發(fā)揮其應(yīng)有的功能，設(shè)計(jì)時(shí)必須my/L<0.5詳細(xì)考慮多方面的因素及細(xì)致的計(jì)算。a碳鋼換熱器≤1000強(qiáng)烈促進(jìn)腐蝕反應(yīng)不銹鋼換熱器≤30濃度過高會出現(xiàn)硫酸參考文獻(xiàn):s02 | mg/L [s0.2]和[Cr]之和| ≤ 1500鈣沉積[1]全國勘察設(shè)計(jì)注冊工程師公用設(shè)備專業(yè)管理委員.硅ng/L Mg27和ISiO,]的乘積_ <1500 出現(xiàn)污泥沉積和污垢會秘書處編.全國勘察設(shè)計(jì)注冊公用設(shè)備師暖通空調(diào)專業(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(fù)習(xí)教材(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，10石油類| m/L<5 (此值不阻止緩蝕劑與金屬表2006應(yīng)超過)面技穌蝕，結(jié)垢隨含鹽量[2]嚴(yán)煦世，范瑾初.給水工程(第四版) [M].北京:由導(dǎo)率計(jì)us/em≤3000四增加電導(dǎo)率計(jì))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