循环冷却水系统范例(3篇)
循环冷却水系统范文
关键字：柴油机冷却水内循环系统冬季结冰
我公司某轮是1997年由浅水驳船改造成的沿海供油船舶。该船为浅吃水平底，满载吃水仅为2.6m，作业区域在天津港和曹妃甸等港口。但由于冬季曹妃甸作业区域碎冰凌较多且厚，堵塞了该船海水冷却进口的滤网（海水冷却水进口在船底部），使主机冷却系统不能正常工作，造成船舶工作区域受到了限制，给公司正常安排营运带来的困难，也存在着很大的安全隐患。
该船的主机为两台6135型柴油机，发电机为两台4135型柴油机。当机器全部启动运转时，冷却水从海底进口通过滤器，由水泵泵入机器冷系统冷却后排出船舶，完成整个循环过程。在夏季运转过程中，海水冷却循环用水系统一切正常，但是到了冬季冰凌期，船底海水进水口滤器很容易被冰凌堵塞，海水冷却循环系统受阻，造成机器高温停车。这时船员经常采取的措施是关闭海底阀，清洁海底滤器，但是由于海上浮冰较多，刚刚清理的海底滤器很快就会被冰凌再次堵塞，再次造成机器高温停车。这样的问题对于在航船舶而言是一个很大的安全隐患。
针对船舶的实际情况，我们通过调研分析，决定对该船的柴油机海水冷却水系统进行改造。
改造的方案是利用现有船舶舵机舱内的一个干隔舱，制作成一个封闭的循环冷却水舱，通过船底板使冷却水舱的冷却水与船外的海水进行热交换，并将冷却水舱与柴油机冷却水泵的进口相连，柴油机冷却水的出水与冷却水水舱相通，这样组成一个封闭的冷却水循环系统。通过这种方法来解决冬季柴油机冷却水进口冰堵，造成柴油机高温停车的问题。当然，以上只是一个可行的理论方案，具体的实施还需要经过计算，才能确定方案的可行性。
该船舶有四台柴油机，其总功率为389.2kW，每小时需要的海水循环量为34m3，海水冷却后冷却温升约20℃，海淡水热交换器的热交换面积约为6.8m2，通过冷却器单位面积的热负荷值计算公式：
Qmax・C・Δt/S・K
Qmax――冷却水单位时间循环量；
C――比热值Kcal/kg.℃；
Δt――热交换器进出口温度差；
S―――热交换器交换面积；
K――热交换修正系数；
改造前：
Qmax・C・Δt/S・KCU
=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×0.7/6.8m2
=311294
根据以上计算公式数据推算，新作水舱与海水热交换面积不能小于13m2，即冷却水与海水接触的最小面积。
根据船舶现有条件，利用舵机舱以下的干隔舱空间，制作冷却水舱。通过计算其热交换面积（30.1m2），新作冷却水舱的热负荷低于改造前热负荷的2.38倍，完全满足改造的要求。其热负荷计算如下：
Qmax・C・Δt/S・KFe
=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×1.3/30.1m2
=130604
通过计算证明此方案可行。新作冷却水舱的内部面积与位置示意情况：（见下图）
我们考虑到此方案在操作过程中，需要将海水泵的进口阀和海水舷外排出阀关闭，内循环舱的进出口阀全开，为避免误操作的发生，我们特别设计安装了一个水位计和一个水位传感报警器，来避免海水舷外排出阀未关闭而使冷却水循环舱内的海水泵出船舶，造成船舶柴油机高温停车带来的安全隐患，最大限度的保证了船舶营运安全。
通过实践的证明，此次改造是十分成功和有效的。此项改造的完成将改变该轮冬季冰凌区域供油受限的状况，也为其他有着相同问题的船舶进行改造提供参考。
参考文献：
[1]沈维道，童钧耕.工程热力学[J].
[2]姚寿广.社船舶辅机[J].
[3]朱建元.船舶柴油机[J].
循环冷却水系统范文
1引言
在我国北方地区，冬季寒冷，气温较低，循环冷却水系统存在冻结的问题，考虑到循环冷却水对工业的重要性，以及用水量大、补水量小的特点，有必要对循环冷却水系统采取防冻措施。本文将结合北方地区的工程应用实例来讨论循环冷却水系统的防冻措施。
2工程背景
(1)工程一
该工程为软水闭式循环水系统，位于青海省某地，自然条件如下:位于青藏高原温带半干旱气候区，海拔在25252700m之间。多年平均气温3.9℃，最热月(七月)平均气温14.6℃，极端最高气温33.4℃，最冷月(一月)平均气温一8.9℃，极端最低气温一33.7℃;最大季节冻土深度130〔二。
(2)工程二
该工程为脱盐水闭式循环水系统，位于内蒙古某地，自然条件如下:海拔约1250m，冬季严寒而漫长，春季干旱少雨且风沙大，年平均气温5.58.0℃X2000年一2010年数据，下同)，最冷月(一月)平均气温一10.7℃，极端最低气温一32.3℃，最热月(七月)平均气温21.8℃，极端最高气温38.1℃。最大冻土深度171cmo
3防冻措施
循环冷却水系统常用的防冻措施有:放空(辅助吹扫)、保温、伴热。埋地管道(循环水管道除外)通常布置在冻土层以下，管道地点设置放空，放空阀设在保温的阀门井内。地卜的设施，一般系统会在低点设置停车或检修用的放空管和放空阀门，有条件的可以将设备、管路设置在采暖房间内，否则对于放空管和系统中的死水段，需要尽量减小死水段的长度并考虑保温。以循环水的停留时间为不冻结的允许停留时间tFlPtFr〕计算保温层厚度，若计算结果超过保温层的经济厚度，此时尚需设置伴热。伴热方式有蒸汽伴热、热水伴热和电伴热。蒸汽伴热和热水伴热需要铺设较长的管道，管材和安装费较高，伴热的温度不稳定。
电伴热有两种:恒功率伴热和变功率伴热。前者采用伴热带以电阻丝为发热元件，发热功率恒定不变，配置温控器和温度传感器，温控器根据温度传感器的检测值来控制电路的通断。由于温度传感器检测的只是某点的温度，因此控制存在一定的不精确性，比较适合长输管线的伴热。变功率伴热采用的是自限温伴热带，这种材料具有很高的正温度热敏电阻((PTC)特性，其输出功率能随伴热对象的温度变化自动调节，不仅能控制伴热温度，还能截取任意长度，且安装方便，但价钱比较高，比较适合伴热点多且分散的工程。
3.1给、回水管道及阀门
明敷管道呈阶梯状布置或带坡布置，尽量避免频繁的高低起伏，管网的低点集中布置，在低点处设置放空管和放空阀，系统停车时集中放空。有条件时尽量布置在采暖的室内以减少全部放空时水量的浪费。埋地敷设的管道带坡敷设，在最低点处设置放空
管道和阀门。
支管、过滤器等设备的旁通管等的阀门尽量靠近总管设置，死水段根据需要设放空管道和阀门并保温，必要时增加伴热装置。
工程一中循环水管道明敷，室内不采暖，附近无蒸汽管道。管网低点处集中设置放空管，考虑到操作的便利性，将放空阀设置在操作面1.2m高处，放空阀前的放空管均采取了电伴热，由于伴热点多且分散，伴热带采用的是自限温伴热带。
工程二中循环水管道在埋地段的最低点设置放空管道和阀门，由于主管管径较大，放空阀离开主管一段距离后设置阀门井，放空管位于冻土层以下，阀门井采用保温阀门井。露天布置的明敷管道与设备的接口较多，在接口阀门后紧挨着接口阀门设放空管道和放空阀。为尽量减小死水段的长度，放空阀采用带颈对焊配对法兰与放空管三通对焊。
管道低点放空设置见图to3.2换热设备
湿式冷却塔冬季部分停运后，由停运冷却塔负荷的热水通过旁通管直接进人冷却水收集池，通过调整进冷却塔的热水比例来保证混合后的出水温度不致过低而冻结或使后需设备和管网发生冻结。为防止运行的冷却塔填料外侧发生冻结，可在配水系统和填料层的之间设置喷淋系统，喷淋水的水源为系统的循环回水，水量为循环水量的2}%左右。为防止冷却塔侧壁水流导致挂冰增加冷却塔荷重，或冷水从进风口外溢引起周围回水台、检修平台等结冻，可在进风口卜部的冷却塔侧壁设置倒流装置。
另外，可以考虑将蒸发空冷器的喷淋泵开启防止集水盘内水结冻，必要时可考虑将集水盘内喷淋水放空。
对于露天布置的板式换热器，可以采取热水侧长流水，冷媒水放空从旁通管直流的方式。极端气候条件下，可采取全部保温甚至伴热的措施。
另外，对于停运的设备，考虑放空后可设置压缩空气吹扫系统，防止残水发生冻结或致换热管锈蚀。
工程一采用蒸发空冷器，自带集水盘，由于昼夜温差大，若夜间放空集水盘自天又须重新补水，采用放空的方式不仅增加维护成本还将造成用水的大量浪费，故设备整体设电伴热。
工程二也采用蒸发空冷器，不带集水盘，喷淋水取自系统的补水池，用高压泵送至喷淋管并设雾化喷头雾化后进行冷却可大大减少喷淋水的用量。由于寒冷季节持续时间较长，喷淋使用时间较短，故寒冷季节到来之前将喷淋水管网放空。此种形式不仅降低了设备投资和运行、维护费用，而且也有效地避免了喷淋水的冻结。
3.3供水泵
考虑到供水泵一般都设有备用泵，备用泵前后存在死水段，以及水泵定修等因素，一般布置在采暖的泵站内，否则考虑到水泵的重要性，一般在死水段设置放空设施或增加电伴热装置。
工程一中泵站采用了电取暖，但考虑到供水泵与备用泵切换等因素，供水泵前后管路均增加了电伴热，并在低点设置了放空设施。工程二中泵站设置了热水采暖。
3.4补水系统
补水管埋地部分通常需要设在冻土层以下，明敷部分设在采暖的泵站内，否则也需要设置保温，必要时考虑增加伴热。
高位水箱设置位置如无采暖，则必须设保温，必要时考虑增加伴热。气压罐一般设在供水泵前，且与供水泵一并设在采暖的泵房内。稳压装置的进、出水管道防冻措施同稳压装置。
工程一采用高位水箱进行稳压，由于设置区域无采暖，高位水箱以及连接的管道全程采用电伴热。工程二采用气压罐进行稳压，气压罐设在采暖的房间内，无需其他防冻措施。
3.5加药装置
通常加药装置设置在采暖的泵站内，室外明敷或敷设在管沟内的加药管道均设置保温，必要时增设电伴热。洗眼器可以考虑和加药装置同样的防冻措施，对设在室外或非采暖房间的洗眼器，尽量选用自排水式洗眼器。
工程一和工程二的加药装置及加药管均布置在采暖的泵站内，不需单独考虑防冻。
3.6过滤器
高速过滤器和浅层砂过滤器一般都设置在过滤器间，室内采暖或管道进行保温。
闭式循环冷却水供水泵后一般设置Y型过滤器，该过滤器和供水泵一起设在采暖泵房内，无需另外考虑防冻措施。
若自清洗过滤器设在采暖的房间内，则无需另外考虑防冻措施;否则，旁通管段需要考虑保温，必要时增设伴热，或者也可采取双阀切断并放空，具体做法见图（图略）。工程一中未设过滤装置，工程二中考虑到闭式系统运行稳定后过滤器的作用不大，故采取过滤网在系统试车前使用，试车后拆除。此法不仅可以节约投资，也能避免后期的旁通管冻结，闭式系统可以借鉴。
4小结
循环冷却水系统范文篇3
关键词：55KW循环冷却水泵系统改造变频调速器
以往我公司的循环冷却水系统采用了二台循环水泵（一用一备）以恒速泵的方式供水，通常情况下水压波动很大，能量损耗大，一旦发生车间用水量大时管网压力会迅速下降，而车间停止或减少用水量时，管网压力又会急速上升，实际上间接的流量改变导致管网压力改变造成了循环泵的输出功率损失，循环泵的出口压力不稳定而造成了循环泵的工作点发生变化，从而使循环泵组本身的效率变差，无形中增加了电能的消耗和设备的机械磨损，容易造成设备故障率的升高，而为了保证生产正常，达到车间预期冷却效果，平时循环泵后的压力保持过高，这样相对的在恒速循环泵供水管网中用水流量大时管网压力底，用水流量小时管网压力高的现况；公司对车间循环水使用情况没有具体的什么规定和约束，时有发生车间已经不用循环水了而循环泵却是开的；有时也由于循环水池水位过底而使泵组吸不到水也不知道，循环泵组却在空载运行既浪费了电力能源也加速了泵组的机械磨损；另一方面循环水泵的拖动电机启动方式采用星-三角降压瞬时启动，启动时的冲击波造成了电网的不稳定和循环泵组的机械性能受损。鉴于以上几点有意改用变频调速闭环控制方式来控制。自从通用变频调速器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛应用，变频调速器以节能、安全、高品质的质量等优点，在实际应用中得到了很大发展，随着电子技术的飞速发展，变频调速器的功能也越来越强，尤其充分利用变频调速器内置的PID调节功能，对合理设计变频调速设备，保证正常生产等方面有着非常重要意义。公司的循环水泵供水系统通过变频调速器改变泵组的出水能力来适应各车间对流量的需求，当循环水泵的转速改变时，扬程特性随着改变，而管阻特性则不变，则调节了管网压力流量。由于在不同的时间段，车间用水量变化是很大的，为了节约能源，本着多用多开多送，少用少开少送的原则，故通常需要“1控X”的切换。若供水不足，自动提升循环泵的转速来增大泵组出口流量压力或启动2号泵组进行变频控制；反之，当车间用水量减少时则先停止2号泵组退出工作，仅由1号泵组变频控制系统供水。变频调速器已具有内置PID调节运算功能，使采集到的压力信号（DC4—20mA）经过PID调节比较处理后得到新的频率给定信号输出（DC4—20mA），决定变频调速器输出频率的大小，从而改变了循环泵的转速大小来实现管网压力恒定，构成了闭环定值控制系统，能按需自动调速，实现管网水压实时调节的平稳恒定，避免水压流量波动造成的冲击损耗；合理对PID的参数值设定，可以大大减少系统供水管网水压过高过底所带来的功率损耗，节约能源和减少机械磨损。此外，通过变频调速器对循环泵电机启动过程的过渡性设置，使得泵组的启动电流平缓增大，连续启动运行，避免了常规快速启动电机产生大电流对电网的冲击和所产生的机械冲击；从而有效的降低轴承和其他易损件的磨损，普遍减少机械应力，具有节电和延长电机、泵组使用寿命的功效。
另外对循环水池的水位情况及冷却踏的风机运行情况与循环泵组变频调速闭环控制系统进行连锁工作。根据水池水位决定开机，一当水池水位过底可以连锁自动打开补充进水阀们给水池加水，直到达到预定水位。这样保证了整个系统正常运行的可控性。
具体方案图纸附图：
控制系统电气
变频调速器内部接线原理图（通用风机水泵型）单位：浙江普洛化学有限公司
编号：DYKR0311001
编制：任雪峰
日期：2003-11-11
1
断路器
只
3
650.00
1950.00
2
交流接触器
CJ20-160A380V
只
4
380.00
1520.00
3
电流互感器
BH-0.66150/5
只
2
50.00
100.00
4
电流表
6L2-A150/5只
2
40.00
80.00
5
电压表
6L2-V0-450V
只
1
40.00
6
信号灯
AD11-25/40
只
5
10.00
50.00
7
控制按钮
LAY3
只
6
15.00
90.00
8
通用继电器
HH54P
只
4
10.00
40.00
9
液位控制器
YJ-712
只
1
40.00
10
压力变送器
HBY-2000
套
1
3000.00
11
变频调速器
VF-55KW
台
1
18000-35000.00
12
箱体
台
1
1000.00
13
主导线
批
1
200.00
14
辅料费
批
1
200.00
15
备注
16
