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闭式冷却塔水循环系统设计原理

作者:无锡科巨机械 点击:
今天,无锡科巨根大家介绍一下关于闭式冷却塔水循环系统设计原理。
一般情况下,闭式冷却塔通过对定压设备,实现水力平衡,通过对水泵的选型、实现水质的处理,同时加强管网的设计,来实现闭式冷却塔的优质水循环。

1.定压设备
定压设备一般有开式膨胀水箱和闭式气体定压罐。
开式膨胀水箱的优点是:结构简单、造价低、对系统的水压稳定性好、补水控制方便,是设计时优选的定压设备。缺点是:设计位置必须高于系统的最高点,在寒冷地区需要考虑防冻问题;在风沙地区,需要考虑水质污染问题。
闭式气体定压罐通常采用气体隔膜式,因为水与空气完全分开,保证了系统的水质稳定;同时,其闭式定压原理也使它的设置位置更加自由,不受系统高度的限制。缺点是:压力波动较大,造价相对较高。因此使用于无法正常设置膨胀水箱的系统中。
定压点及压力确定
定压点,即定压设备与水系统的连接点。定压点确定的主要原则是:保证系统内任何一点不出现负压或者热水汽化。
闭式循环水系统循环水泵提供的压力仅为克服管路系统的水头损失,密闭式管路系统本身需提供基准压力。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,其压力损失超过过滤器入口前压力时,水泵吸水口即会出现负压,引起汽蚀,损坏水泵。所以实际工程中均把定压点设置在过滤器之后。
定压最小压力一般取5米。

2.水力平衡
焊装车间生产线一般均为平行装置,为避免某条生产线设备水量、水压不够,必须进行水力平衡计算。
首先,根据设备布置情况大致布置循环水干管、支干管,供、回水干管做到同程布置。
其次,计算各生产线上的循环水总量,使每条生产线上的循环水支管负责的设备循环水量基本保持一致。为安装方便,各条生产线上的焊接设备可根据实际布置情况,分组从循环水支干管上引出循环水管道。支管也要做到同程布置。
再次,管道布置完成后,布置必要的阀门,压力表等,用于系统生产调试。
最后,根据布置好的循环水系统、各管段流量、经济流速等计算管径。

3.水泵选择
焊接车间生产线运行情况分为两种工况,一种为车间全线运行,实际运行循环水量等于设计循环水量,既定流量系统;一种为部分生产设备运行,实际运行水量不等于设计循环水量,时大时小,即变流量系统。

4.水质处理
闭式循环水系统中,在水的循环过程中除渗漏外无其他水量损失,系统中含盐及所加药剂含量几乎保持不变,但闭式循环水系统却存在严重的腐蚀及腐蚀产物问题。另外由于水的结构也会引起管道水流阻力变大,影响系统运行。因此闭式循环水系统必须进行水质处理与腐蚀控制。

5.管网设计
管材选用
由于密闭循环水系统的腐蚀性,无论选用那种管材,都必须具有良好的防腐性能或者经过防腐处理后达到系统防腐要求。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案要求确定。
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,采用架空敷设方式方便快捷,投资少(节省了管道支吊架)。部分设备(如固定点焊机)循环水需要埋地敷设,要考虑埋地管道防腐处理,如条件允许,最好做管沟。
由于受车间工艺设备影响,管线不可能完全在一个平面敷设,必有上升下弯管道,造成管网局部积气,不能及时排出,导致管道压力波动、管道振动以及汽蚀。目前解决积气的方法是在系统最高点、管道上升处设置自动排气阀。自动排气阀装置时应考虑排气阀排气时带出的少量循环水对设备的影响。
考虑管线检修及冬季停产结冻,系统还应放空管路及相对应控制阀门。放空管的设置以不影响设备为原则,且能快速排至厂区排水管网或其他纳水设备。