闭式循环水系统设计应用浅谈

规划设计闭式循环水系统设计应用浅谈宋恩利(中国汽车工业工程有限公司，天津300113 )摘要:闭式循环冷却水系统由于其不受外界污染水质的特点，常用于风沙地区、寒冷地区民用、工业设备的间接冷却。本文以东北某轿车汽车厂焊接车间循环水系统为例，对闭式工业循环冷却水系统的一些设计原则，如系统定压、水泵流量扬程的确定等做了一定的分析和探讨。关键词:闭式循环水系统;水泵;定压中图分类号: TB495文献标志码: A文章编号: 1674- -3024 (2014) 3-114-022.1.2定压点及压力确定前言定压点，即定压设备与水系统的连接点。定压点确定闭式循环水系统由于其不受外界污染水质的特点，常的主要原则是:保证系统内任何-点不出现 负压或者热水用于风沙地区、寒冷地区民用、工业设备的间接冷却。闭汽化。式循环水系统工艺流程大致如下:闭式循环水系统循环水泵提供的压力仅为克服管路系| 闭式冷却塔.循环水泵机组→|工业、 民用设备、换热器统的水头损失，密闭式管路系统本身须提供基准压力。因此，系统压力最低点将出现在水泵吸水口，若定压点设在水泵吸水口过滤器之前，过滤器未得到及时清洗，其压力系统定压软化水补水闭式冷却塔损失超过过滤器人口前压力时，水泵吸水口即会出现负压，本文以东北某轿车汽车厂焊接车间循环水系统为例,引起气蚀，损坏水泵。所以实际工程中均把定压点设置在对闭式工业循环冷却水系统的一-些设计原则， 如系统定压、过滤器之后。水泵流量扬程的确定等做了一定的分析和探讨。定压最小压力一般取5米。2.2水力平衡1项目概况焊装车间生产线一般均平行布置， 为避免某条生产线东北某轿车汽车厂焊接车间焊接生产线采用闭式循环设备水量、水压不够，必须进行水力平衡计算。水系统，循环水量60m3 /h。焊接生产线设备夏季采用冷冻首先，根据设备布置情况大致布置循环水干管、支干水，闭式循环水系统通过板式换热器为暖通专业制冷机组，供、回水干管做到同程布置。提高冷却水;冬季采用冷却水，制冷机组停机。冷冻水、其次，计算各生产线上的循环水总量，使每条生产线冷却水系统在车间内合用一套管路输 送系统，在循环水站上的循环水支管负责的设备循环水量基本保持- -致。为安房内通过阀门启闭实现冷冻水、冷却水两个系统间的切换。装方便，各条生产线上的焊接设备可根据实际布置情况，冷却水系统循环泵采用变频机组一套，设置带气压罐分组从循环水支干管上引出循环水管道。支管也要做到同变频机组一套 为系统定压，兼做系统膨胀水箱。程布置。再次，管道布置完成后，布置必要的阀门，压力表等,2设计要点用于系统生产调试。2.1系统定压最后，根据布置好的循环水系统、各管段流量、经济2.1.1定压设备流速等计算管径。定压设备- -般有开式膨胀水箱和闭式气体定压罐。2.3水泵选择开式膨胀水箱的优点是:结构简单、造价低、对系统焊接车间生产线运行情况分为两种工况，一种为车间.的水压稳定性好,补水控制方便,是设计时优选的定压设备。全线运行，实际运行循环水量等于设计循环水量，即定流缺点是:设置位置必须高于系统的最高点，在寒冷地区需量系统; - -种 为部分生产设备运行，实际运行水量不等于考虑防冻问题，在风沙地区，需考虑水质污染问题。设计循环水量，时大时小，即变流量系统。下面就这两种闭式气体定压罐通常采用气体隔膜式，因为水与空气运行工况对水泵选择进行分析。完全分开，保证了系统的水质稳定;同时，其闭式定压原定流量系统中水泵选型比较简单,根据管网计算所需理也使它的设置位置更加自由，不受系统高度的限制。缺的流量扬程选择合适的水泵即可。点是压力波动较大，造价相对较高。因此使用于无法正常变流量系统中中国煤化工并联供水设置膨胀水箱的系统中。或变频机组供水，本项目由于地处寒冷地区，考虑防冻，而采用膨胀罐。定速泵并联供MHCNMHG泵同时工. 1 14建筑建材装饰2014年第3期下半刊规划设计作，系统工作点为2点单台水泵流量Q2,扬程为H2 (设.产生类似蛇纹石组成|g°g/L |[Mg21和[Si0]的乘积| <15000计参数)。随着负荷减少，系统工作点将沿着特性曲线下铁和锰(总1补充水中(特别是预污垢，黏性很强≤0.2-05催化结晶过程，导致滑至单台水泵工作曲线的交点1,这时水泵运行的参数为局部腐蚀Q1、H1，显然，单台水泵的运行流量超过了原设计流量,[14 Cu2 I mg/L补充水中(碳钢设备)≤0.1产生点蚀可能带来的结果是:水泵电机过载。因此， 采用这种水泵汽车生产公司循环水水源多为市政自来水，上述水质工作模式，设计中应通过水力分析后，调整水泵所配电机指标基本满足。在硬度比较高的地区需采取水质软化处理,容量或适当放大水泵设计流量。若含盐量较高，则应采取除盐或加缓蚀剂处理。变频泵供水。系统设计状态下，两台水泵同时工作，2.5管网设计系统工作点为2点单台水泵流量Q2,扬程为H2(设计参数)。2.5.1管材选用随着负荷减少，管道特性曲线变缓，变频机组在保持压力由于密闭循环水系统的腐蚀性，无论选用哪种管材,不变的情况下，流量减小，系统工作曲线下滑，与管道特都必须具有良好的防腐性能或经过防腐处理后达到系统性曲线交于1点，系统稳定工作。防腐要求。常用的管材有热镀锌钢管(需做预膜处理)、涂塑钢管、碳钢不锈钢复合管、钢骨架塑料复合管等。具体选用哪种管材，需经过技术经济比较及建设方要求确定。2.5.2管线敷设为便于系统运行维护和检修，管线应优先选用架空敷设方式。且焊接车间多为网架结构，工艺设备也设有吊架，以上两种情况分析如下图所示。因此闭式变流量系统采用架空敷设方式方便快捷,投资少( 节省了管道支吊架)。最好采用变频机组供水。部分设备(如固定点焊机)循环水需埋地敷设，要考虑埋.在闭式工业循环水系统循环水泵的选型时还应避免选地管道防腐处理，如条件允许，最好做管沟。择转速过高的水泵，水泵的转速应控制在1450rpm的范围由于受车间工艺设备影响，管线不可能完全在- - 个平内。水泵叶轮转速过高，高速叶轮切削水流，容易造成水面敷设，必有上升下弯管道，造成管网局部积气，不能及中空气的析出，造成水泵气蚀和管网积气。时排除，导致管道压力波动、管道振动以及气蚀。目前解2.4水质处理决积气的方法是在系统最高点、管道上升处设置自动排气闭式循环水系统中，在水的循环过程中除渗漏外无阀。自动排气阀设置时应考虑排气阀排气时带出的少量循其他水量损失，系统中含盐量及所加药剂含量几乎保持环水对设备的影响。不变，但闭式循环水系统却存在严重的腐蚀及腐蚀产物考虑管线检修及冬季停产结冻，系统还应设放空管路问题。另外由于水的结垢也会引起管道水流阻力变大，及 相应控制阀门。放空管的设置以不影响设备为原则，且影响系统运行。因此闭式循环水系统必须进行水质处理能快速排至厂区排水管网或其他纳水设备。与腐蚀控制。2.6系统防冻工业循环冷却水水质标准见下表:在寒冷地区还应考虑系统防冻问题。工业用循环冷却水水质标准循环水泵房及车间内应有采暖系统。室外管道部分做序号项目| 单位 要求和使用条件允许值电伴热保温或者保温加管道加热器，闭式冷却塔冷水盘做悬浮物| m/L根据生产工艺要求确≤20|过量会导致污泥危害加热器，进风口做防冻百叶等措施。和腐蚀2 PH值 mg/L 根据药剂配方确定 7.0-9.23结语甲基橙碱「度(以| m/L根据药剂配方及工况≤500条件确定随着能源越来越紧张，冷却循环水系统应本着供水安CaCO,计)mg/L| 根据药剂配方及T况30-200结垢全可靠，经济合理的原则进行设计,争取做到投资少,运行管理费用低的前提下，发挥其应有的功能，设计时必须my/L<0.5详细考虑多方面的因素及细致的计算。a碳钢换热器≤1000强烈促进腐蚀反应不锈钢换热器≤30浓度过高会出现硫酸参考文献:s02 | mg/L [s0.2]和[Cr]之和| ≤ 1500钙沉积[1]全国勘察设计注册工程师公用设备专业管理委员.硅ng/L Mg27和ISiO,]的乘积_ <1500 出现污泥沉积和污垢会秘书处编.全国勘察设计注册公用设备师暖通空调专业_9游离| mg/L 在回水总管处0.5-1.0。7-正.附于管壁，影响传热，考试复习教材(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社，10石油类| m/L<5 (此值不阻止缓蚀剂与金属表2006应超过)面技稣蚀，结垢随含盐量[2]严煦世，范瑾初.给水工程(第四版) [M].北京:由导率计us/em≤3000四增加电导率计)增加而增加中国建筑工业出中国煤化工THCNMHG2014年第3期下半刊建筑建材装饰115