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      冷卻水系統

          循環冷卻水是指通過換熱器交換熱量或直接接觸換熱方式來交換介質熱量并經冷卻塔涼水后,循環使用,以節約水資源。

      一般情況下,循環水是中性和弱堿性的,pH值控制在7-9.5之間;在與介質直接接觸的循環冷卻水的有酸性或堿性(pH值大于10.0)的情況,一般較少。

           

      一、循環水的冷卻是通過水與空氣接觸,由蒸發散熱、接觸散熱和輻射散熱三個過程共同作用的結果。

      1、蒸發散熱:水在冷卻設備中形成大大小小的水滴或極薄的水膜,擴大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間加強水的蒸發,使水汽從水中帶走氣化所需的熱量從而使水冷卻;

      2、接觸散熱:水與較低溫度的空氣接觸,由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中,水溫得到降低;

      3、輻射散熱:不需要傳熱介質的作用,而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現象。

      二、循環冷卻水的處理可以歸結為以下四個方面:

      1. 去除懸浮物::增設旁濾裝置,旁濾流量一般為循環水量的1%-5%,過濾去除懸浮物質。

      2. 控制結垢;:軟化除鹽或投加阻垢劑。

      3. 控制腐蝕;:投加阻垢劑,使金屬表面形成一層薄膜將金屬覆蓋起來,從而與腐蝕介質隔絕,防止金屬腐蝕。

      4. 控制微生物:投加殺生劑。

      三、冷卻設備有敞開式和封閉式之分,因而循環冷卻水系統也分為敞開式和封閉式兩類。敞開式系統的設計和運行較為復雜。

            敞開式:冷卻設備有冷卻池和冷卻塔兩類,都主要依靠水的蒸發降低水溫。再者,冷卻塔常用風機促進蒸發,冷卻水常被吹失。故敞開式循環冷卻水系統(圖1)必須補給新鮮水。由于蒸發,循環水濃縮,濃縮過程將促進鹽分結垢(見沉積物控制)。補充水有稀釋作用,其流量常根據循環水濃度限值確定。通常補充水量超過蒸發與風吹的損失水量,因此必須排放一些循環水(稱排污水)以維持水量的平衡。 循環冷卻水系統在敞開式系統中,因水流與大氣接觸,灰塵、微生物等進入循環水;此外,二氧化碳的逸散和換熱設備中物料的泄漏;也改變循環水的水質。為此,循環冷卻水常需處理,包括沉積物控制、腐蝕控制和微生物控制。處理方法的確定常與補給水的水量和水質相關,與生產設備的性能也有關。當采用多種藥劑時,要避免藥劑間可能存在的化學反應。

          封閉式:封閉式循環冷卻水系統(圖2)采用封閉式冷卻設備,循環水在管中流動,管外通常用風散熱。除換熱設備的物料泄漏外,沒有其他因素改變循環水的水質。為了防止在換熱設備中造成鹽垢,有時冷卻水需要軟化(見水的軟化)。為了防止換熱設備被腐蝕,常加緩蝕劑;采用高濃度、劇毒性緩蝕劑時要注意安全,檢修時排放的冷卻水應妥善處置。

      四、空調冷卻水系統的設計


      1、冷卻水系統設計

         1)對進口水壓有要求的冷卻塔,其臺數應與冷卻水泵臺數相對應。

         2)冷卻水泵應自灌吸水,冷卻塔集水盤最低水位與冷卻水泵吸水口的高差應大于管道、管件、設備的阻力。

         3)多臺冷水機組和冷卻塔之間通過共用集管連接時,每臺冷水機組進水或出水管上應設置與對應的冷水機組和水泵連鎖開閉的電動兩通閥;

         4)多臺冷卻水泵或冷水機組冷卻塔之間通過共用集管連接時,在每臺冷卻塔進水管上宜設置與對應水泵連鎖開閉的電動閥;對進口水壓有要求的冷卻塔,應設置與對應水泵連鎖開閉的電動閥;當每臺冷卻塔進水管上設置電動閥時,除設置集水箱或冷卻塔底部為共用集水盤(不包括各集水盤之間用管道聯通)的情況外,每臺冷卻塔的出水管上也應設置與冷卻水泵連鎖開閉的電動閥。

         5)不設集水池的多臺冷卻塔并聯使用時,各塔的集水盤宜設連通管;當無法設置聯通管時,回水橫干管的管徑應放大一級;連通管、回水管與各塔出水管的連接應為管頂平接。不同規格型號的冷卻塔不宜通過共用集管連接。

         6)每臺(組)冷卻塔應分別設置補充水管、泄水管、排污及溢流管。

         7)冷卻塔補充水總管上應設水表。

         8)冷卻水系統應有過濾、緩蝕、阻垢、殺菌、滅藻等水處理措施。采用水冷管殼式冷凝器的冷水機組,宜設置自動在線清洗裝置;當采用過濾法去除懸浮物時,旁濾水量宜為系統循環冷卻水量的1%~5%,循環水量大的系統采用下限,循環水量小的采用上限。

      2、空調常用冷卻塔的分類

      空調冷卻水系統設計及設備選型

      3、冷卻塔的選用原則

          1)應優先選用無布水壓力要求的節能型冷卻塔。

          2)安裝與景觀條件允許時,宜優先采用逆流型冷卻塔。

          3)應根據制冷設備類型與環境要求確定冷卻塔的具體形式,并宜優先選用機械通風開式冷卻塔。

      4、冷卻塔設計計算

          1)冷卻塔設計計算所選用的干球溫度與濕球溫度應與所服務的空調系統夏季空調室外計算干球溫度和濕球溫度相吻合。

      同一型號的冷卻塔,在不同的室外濕球溫度條件和冷水機組進出口溫差要求的情況下,散熱量和冷卻水量也不同,因此,選用時需按照工程實際,對冷卻塔的標準氣溫和標準水溫降下的名義工況冷卻水量進行修正??照{用冷卻塔標準設計工況見下表:

      空調冷卻水系統設計及設備選型

          2)按生產廠家提供的熱力特性曲線選定,設計循環水量不宜超過冷卻塔的額定水量;當循環水量達不到額定水量的80%時,應對冷卻塔的配水系統進行校核。

          3)冷卻塔的補充水量,應按冷卻循環水量的1%~2%確定。

      5、管道與閥門

          1)冷卻水系統管材選用焊接鋼管或無縫鋼管,連接方式為焊接或法蘭連接。

          2)冷卻水循環管道的流速,宜按下表選用:

      空調冷卻水系統設計及設備選型

          3)當冷卻水泵直接從循環管道吸水,且吸水管直徑小于等于250mm時,流速宜為1.0m/s~1.5m/s;當吸水管直徑大于250mm時,流速宜為1.5m/s~2.0m/s。水泵出水管的流速可采用循環干管下限流速。

          4)閥門選用:a.關斷閥門:當閥徑<DN100時,采用截止閥或閘閥;當閥徑≥DN100時,宜采用蝶閥。b.調節閥門:當閥徑≤DN150時,采用調節閥;當閥徑>DN150時,可采用蝶閥。

      6、冷卻塔的布置及安裝

         1)單側進風塔的進風面宜面向夏季主導風向,雙側進風塔的進風面宜平行夏季主導風向。

         2)冷卻塔不應布置在熱源、廢氣和煙氣排放口附近,不宜布置在高大建筑物中間的狹長地帶;

         3)冷卻塔進風側與建筑物的距離,宜大于塔進風口高度的2倍;塔與塔之間的凈距,對于圓形逆流冷卻塔,應不小于0.5倍塔體直徑,對于方形逆流塔和橫流塔,應不小于冷卻塔進風口高度的4倍;長軸位于同一直線上的相鄰塔排,塔排之間的凈距不小于4m;長軸在不同一直線上,相互平行布置的塔排,塔排之間的凈距不小于塔進風口高度的4倍,每排的長度與寬度之比不宜大于5:1。

         4)冷卻塔與相鄰建筑物面向冷卻塔的房間之間的距離不宜小于3.0m,冷卻塔四周通道凈距不宜小于1.0m。

         5)冷卻塔應設置在專用的基礎上,不得直接設置在樓板或屋面上。屋面冷卻塔基礎應結合屋面結構進行施工,并應做好防水。



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