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    基礎知識:冷卻水塔管道和控制?

    正確設計的冷凝器,冷卻器和冷卻水塔的管道和控制裝置將改善熱傳遞,并避免諸如空氣塞和泵失去注水等問題。
     
    對于大多數工業制造,發電甚至空調需求而言,冷卻水塔是設計的關鍵要素。冷卻水塔的工作原理是排熱:它們通過蒸發冷卻將熱量吸收到大氣中。塔架本身是封閉的,穩定的設備,用于通過與空氣直接接觸而蒸發來冷卻水。冷卻水塔用于水冷式制冷,工業過程系統和商用空調空調。
     
    了解冷卻水塔工作原理的一種簡單方法是考慮“海灘效應”。在濕度為95%的95°F(35°C)白天,浸入水中會令人耳目一新。當您離開水面并仍然潮濕時,微風吹拂會怎樣?微風將皮膚上的水分蒸發時,您會感到涼爽。這是蒸發冷卻設備的基本前提。
     
    冷卻水塔發揮作用的基本要素是水,水需要通過管道系統輸送??雌饋砗芎唵?,但是冷卻水塔管道系統的設計和安裝效率如何會對系統效率,功能甚至安全產生重大影響。
     
    大多數較大的冷卻水塔系統使用多單元配置。當過程或設施負荷變化時,此配置允許正確的設備分級。它還為設施經理提供了以最高效率運營其工廠的機會。另外,這些多路冷凝器水系統具有足夠的冗余性,因此關鍵操作永遠不會危害非操作狀態。
     
    冷卻水塔管道

    多單元冷卻水塔的管道方案
    多年來,冷卻水塔管道系統已經從缺乏復雜性的簡單,專用的液壓回路發展到可提供最高運行效率的大容量,多路復用系統。更加先進的系統的發展部分歸因于先進控制裝置的出現以及現代冷水機,冷卻水塔和其他機械設備的操作靈活性。冷凝器管道系統旨在簡化流程,以保持較低的資金成本,同時提供最節能的解決方案。
     
    具有100%獨立系統的多單元冷卻水塔配置的冗余度有限。
     
    關于冷凝器管道命名的一項說明:這是違反直覺的。冷凝器返回管道(CR)是供應冷卻水塔但從冷卻器返回的管道。冷凝器供應管道(CS)是離開冷卻水塔并供應冷卻器的管道。這似乎比預期的要落后,但它反映出冷卻器是系統設計中的核心組件這一事實。
     
    如今,多室冷卻水塔配置在供給和返回管線上都有通用的集管(圖2)。在這些系統中,必須在每個冷卻水塔的入口(CR)和出口(CS)使用自動控制閥以使其正常運行。
     
    現代的多室冷卻水塔配置將公共集管用于供應和返回管線。
     
    此外,在每座塔的均壓管線的出口處提供自動控制閥是一種更好的工程實踐(也是作者的建議)。與更常用的手動隔離閥相比,自動化控制的這一附加層通常會激發工程界內部的大多數對話。但是,這種設計方法很容易被證明是正確的。當您順序啟動和關閉其他機器時,它可以提供更好的液壓控制,并且通常與總體項目成本無關緊要。
     
    管道多室冷卻水塔中的問題和注意事項
    當將兩個或多個冷卻水塔集成到一個公共冷凝器水系統中時,為了使操作系統正常運行,需要對所有冷卻水塔進行均衡。均衡是在運行期間發生的過程,即通過管道系統將多個冷卻水塔水盆機械連接以校正水位的過程。
     
    對于正確的均衡管道,假設壓頭差為1英寸,則均衡管線的尺寸應調整為使小室之間的流量不平衡達到15%。這是根據伯努利方程以及壓力與流量的關系得出的。 (好消息是,您無需自己進行伯努利的計算:所有必要的信息都可以從所有冷卻水塔制造商處獲得。)
     
    繞過冷卻水塔是一種常見的控制功能,該功能在從冷到冷的氣候中使用,以避免或消除大量冷水進入冷水機的冷凝器。
     
    繞過冷卻水塔是一種常見的控制功能,該功能在從冷到冷的氣候中使用,以避免或消除大量冷水進入冷卻器的冷凝器。如果太冷的水進入冷凝器,可能會對制冷循環產生不利影響并關閉機器。同樣,如果在冷卻水塔處未正確執行旁路循環,則管道系統內的液壓問題和凍結的可能性可能會持續存在。當需要繞過冷卻水塔時,建議采用兩種方法:
     
    第一種選擇是直接繞過冷卻水塔集水槽。如果旁路閥必須與冷卻水塔管位于同一高度或附近,則這是首選方法。將旁路管線直接放入冷卻水塔集水槽將避免空氣滯留在冷凝器管線中。
    第二種選擇是在機械室中繞過泵的吸入口(有一項規定)。將旁通閥定位在塔式集水槽下方至少15'或更多的位置。這將在閥上放置足夠的揚程,以允許其從塔的全流量過渡到完全的旁通,而無需將空氣拉向供應管。
    一個重要的注意事項-切勿將旁路閥作為容量控制的一種方式進行調節。您的旁通閥旨在將流量控制到以下兩個位置之一:
     
    滿流量進入塔式集液槽(或泵吸入口)。
    在進行機械冷卻時,塔填料上的全部流量都將流過。
    一旦證明了全流量(通常通過一個端部開關),就可以將風扇操作與變頻驅動器集成在一起,以實現最佳的溫度控制。
     
    “下拉”是業內最不熟悉的術語。下拉實際上是在初始化泵時啟動冷凝器環路所需的水量。必須對冷卻水塔相對于過程冷卻和設施布局及其相關管道系統的位置進行認真考慮。
     
    首先,最理想的是,開放式冷卻水塔應位于冷凝器水系統的最高點。這將為適當的泵操作留出足夠的凈正吸壓頭(NPSH),并最大程度地減少或消除與開放系統相關的潛在液壓問題。其次,當放置在開放系統的最高點時,冷卻水塔將在冷卻水塔的水平面上方有最少的冷凝器管。這是至關重要的,因為位于冷卻水塔水盆水平面上方的所有冷凝器管都將排空并最終進入水盆。此外,懸浮水中的水會沉淀在水池中,并增加總體積。底線是,如果在水盆上方有過多的管道升高,冷卻水塔將溢出。
     
    由于這種情況,出現了許多問題。第一個問題是顯而易見的:塔溢出,水處理化學品可能被浪費了。第二個原因是,盆地將在幾分鐘(甚至幾秒鐘)內消耗掉可用的下拉水。問題的嚴重程度取決于回流的嚴重程度。
     
    請記住,在冷凝器泵初始化的那一刻,系統就開始注水了。當管道系統設計出現問題導致灌注不當時,首先想到的問題通常是補給水系統。不論是電子浮標還是標準浮標,該機構都無法對冷凝器系統進行填料。不可避免地,將油槽拉干,然后將空氣引入管道系統。在進行更詳細的評估之前,假定化妝系統是罪魁禍首。
     
    請勿掉入該管道設計陷阱。顯示了一種快速計算方法,使工程師可以評估其管道布局并在將其安裝到現場之前進行更正。
     
    下拉實際上是初始化泵啟動時注滿冷凝器環路所需的水量。
     
    工程師需要考慮的另一個潛在方案是設計具有未來擴展能力的冷凝器水系統。當系統負載較輕時,多室冷卻水塔布局容易出現現象,并且冷卻水塔處于閑置狀態,等待登臺。在流量低時,充氣的水以較高的速度離開冷卻水塔并進入大型冷凝器供應管線,從而立即降低速度。在系統的這一點上,管道的行為更像是一個容器,該容器反過來又允許所有夾帶的空氣從懸浮液中逸出并給系統造成嚴重破壞。
     
    由此引起的一個普遍問題是垂直管道(通常是閑置的冷凝器供應管線)中的水置換。初始化塔式電池并打開控制閥時,這會產生“打bur聲”。大量的空氣會破壞塔的均衡,并可能造成溢流情況。如果空氣進入泵,它們將失去原漿。
     
    在將將來的負載和將來的擴展納入設計的大容量系統中,必須仔細檢查操作方案,預期的管道流速以及通風口的位置和尺寸。
     
    在將將來的負載和將來的擴容納入設計的大容量系統中,應考慮過大管道的利弊。
     
    冷卻水塔只有在正確地管道連接以達到最大效率時才能工作。管道的設計和安裝對于實現最佳功能至關重要。如果您對特定系統或獨特需求有疑問,請咨詢冷卻水塔專家,以確保您安裝的管道適用于最高效的系統。


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