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膠球清洗裝置冷卻水機(jī)組性能(清洗效果)的影響?
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膠球清洗裝置冷卻水機(jī)組性能(清洗效果)的影響? 

     膠球清洗裝置冷卻水機(jī)組性能(清洗效果)的影響?為了研究膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的清洗效果,對(duì)同一臺(tái)冷水機(jī)組安裝膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后的污垢熱阻和制冷性能系數(shù)進(jìn)行了運(yùn)行測(cè)試和對(duì)比分析。結(jié)果表明:膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)具有良好的除垢效果,采用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后冷凝器的污垢熱阻平均降低了74.38%,制冷性能系數(shù)平均提高了11.31%。以單位時(shí)間平均運(yùn)行費(fèi)用*低為目標(biāo)函數(shù),建立了*佳清洗周期計(jì)算模型,通過(guò)優(yōu)化分析,確定了*佳清洗周期,*佳清洗時(shí)間間隔為28h,*佳清洗持續(xù)時(shí)間為8h。在*佳運(yùn)行模式下,單位時(shí)間運(yùn)行費(fèi)用與連續(xù)清洗運(yùn)行模式相比減少了3.76%,投資回收期為2.6a。
     冷卻塔系統(tǒng)耗水量的影響進(jìn)行了研究;對(duì)用海水冷卻的換熱器的不同防污處理措施的效果進(jìn)行了評(píng)估和比較。
     因而尋找一種行之有效的除垢方式對(duì)節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要作用。與其他除垢方式相比,采用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)對(duì)冷凝器進(jìn)行除垢,具有安裝簡(jiǎn)單、操作便捷、適用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)比同一臺(tái)冷水機(jī)組安裝膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后的污垢熱阻和COP,確定膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的清洗效果,并從經(jīng)濟(jì)性角度提出了膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的*佳運(yùn)行模式。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)裝置
    
膠球在線清洗裝置膠球清洗裝置)由發(fā)球裝置、收球裝置、控制器及相關(guān)附件組成。發(fā)球裝置將膠球從冷卻水進(jìn)水側(cè)送入冷凝器,膠球依靠水壓差擦洗掉換熱管內(nèi)壁的污垢,在冷卻水出水側(cè)通過(guò)收球器回收膠球,形成清洗循環(huán)。發(fā)球裝置主要包括膠球收集罐和水泵,用于存放和發(fā)射膠球;收球裝置安裝在機(jī)組冷凝器冷卻水出水管路上,用于收集膠球;控制器為可編程邏輯控制器PLC,控制在線清洗的發(fā)球時(shí)間和清洗循環(huán)周期。
     為確定膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的清洗效果,分別對(duì)同一臺(tái)冷水機(jī)組安裝膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后的污垢進(jìn)行檢測(cè),用熱阻法進(jìn)行污垢檢測(cè)。測(cè)試系統(tǒng)主要測(cè)試溫度、流量和輸入功率。測(cè)試參數(shù)包括:冷卻水供回水溫度和流量、冷凝壓力、冷水供回水溫度和流量、冷水機(jī)組輸入電功率等。為保證測(cè)量精度,溫度測(cè)量使用A級(jí)Pt100鉑電阻溫度計(jì),精度為±(0.15℃+0.002t)(其中t為測(cè)量溫度);流量測(cè)量使用超聲波流量計(jì),精度為±1%;輸入電功率測(cè)量使用電度表,精度為±0.5%。
本文采用的實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)如圖1所示。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
     實(shí)驗(yàn)選取的測(cè)試機(jī)組為1臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組,機(jī)組參數(shù)見(jiàn)表1。
     為了獲得對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),先對(duì)冷凝器換熱管進(jìn)行機(jī)械通刷和化學(xué)清洗,使換熱管表面達(dá)到清潔狀態(tài),在未安裝膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的情況下,冷水機(jī)組連續(xù)運(yùn)行并對(duì)各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。然后停機(jī),對(duì)冷凝器換熱管進(jìn)行機(jī)械通刷和化學(xué)清洗,當(dāng)換熱管表面達(dá)到清潔狀態(tài)后將膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)由于污垢熱阻的形成需要一定的時(shí)間,為了突出污垢熱阻對(duì)換熱和能耗的影響,本文將2次對(duì)比實(shí)驗(yàn)的時(shí)間延長(zhǎng)到430h;測(cè)試期間冷卻水泵和冷水泵均為工頻運(yùn)行,水泵流量保持不變;每2h記錄一次冷卻水和冷水的供回水溫度、冷凝壓力、輸入功率等參數(shù);測(cè)試期間流過(guò)蒸發(fā)器的冷水流量保持不變,冷水的供回水溫度設(shè)定為7℃/12℃,并保持不變,因此,蒸發(fā)器的冷負(fù)荷也保持不變;冷卻水水質(zhì)符合GB。担埃埃担啊玻埃保贰豆I(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]的要求。根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù),分析在線清洗裝置的清洗效果,測(cè)試原理如下。
冷凝器的換熱量Qc為
Qc=mccp(tc,o-tc,i) (1)式中 mc為冷卻水流量,kg/s;cp為水的比定壓熱容,J/(kg·℃);tc,i為冷卻水進(jìn)水溫度,℃;tc,o為冷卻水出水溫度,℃。
冷凝器的傳熱系數(shù)K為
 Qc (2)
K=
AiΔtm
式中。粒闉閾Q熱管總內(nèi)表面積,m2;Δtm 為冷卻水與制冷劑的對(duì)數(shù)平均傳熱溫差,℃,可由下式求得:
 m tc,o-tc,i (3)
Δt=
tk-tc,iln
tk-tc,o式中。簦霝橹评鋭┑睦淠郎囟,℃。
冷卻水在管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)為湍流,冷卻水側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)hw為
w λ f0.8 f0.4 (4)h=0.023 RePrdi
式中 λ為冷卻水的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·℃);di為換熱管內(nèi)徑,m;Ref為冷卻水的雷諾數(shù);Prf為冷卻水的普朗特?cái)?shù)。
制冷劑側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)hk為
hk=0.728φεv[μlnmdoρ(tl2λkl3-tw)]0.25 (5)gr
式中 φ為增強(qiáng)系數(shù),為1.384;εv為管束修正系數(shù),為0.81;g為自由落體加速度,m/s2;r?yàn)槠瘽摕,kJ/kg;ρl為制冷劑的密度,kg/m3;λl為制冷劑的?dǎo)熱系數(shù),W/(m·℃);μl為制冷劑的動(dòng)力黏度,N·s/m2;nm為豎直方向上平均管排數(shù);do為換熱管外徑,m;tw為壁面溫度,℃。
冷凝器的污垢熱阻Rf可由下式求得:
f 1 (1w δpAi 1kAoi) (6)
R= - + +
K h λA hA
式中 δ為換熱管管壁厚度,m;λp為換熱管的導(dǎo)

熱系數(shù),W/(m·℃);A為換熱管的平均面積,m2;
Ao為換熱管的總外表面積,m2。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1 污垢熱阻
     將測(cè)得的冷卻水流量,進(jìn)、出水溫度等數(shù)據(jù)代入式(1)~(6),可得到使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后冷凝器污垢熱阻的變化情況,如圖2所示。
     使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后冷凝器污垢熱阻的變化由圖2可以看出:未使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)時(shí)的污垢熱阻明顯大于使用后,并呈上升狀態(tài),而使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后污垢熱阻則沒(méi)有明顯變化;2種工況下開(kāi)始測(cè)試時(shí)的污垢熱阻幾乎相同,表明2次清洗后換熱管表面的清潔程度基本相同,未使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)時(shí),隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加,換熱管表面的污垢不斷積累,污垢熱阻不斷增大;當(dāng)使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后,由于膠球?qū)Q熱管表面的清洗作用,阻止了污垢熱阻的增大,污垢熱阻基本保持在1.04×
10-4 m2·℃/W左右。
根據(jù)測(cè)試結(jié)果,膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)未使用時(shí)的
平均污垢熱阻為4.07×10-4。恚病ぁ妫,比GB50050—2017《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的限值3.44×10-4 m2·℃/W高18.31%;使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后,平均污垢熱阻基本保持在1.04×10-4。恚病ぁ妫祝葒(guó)家規(guī)定的限值低69.77%。由此可見(jiàn),膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)對(duì)于阻止冷凝器換熱管內(nèi)表面污垢的沉積、改善換熱性能和提高冷水機(jī)組COP等具有重要的作用。
2.2 冷水機(jī)組制冷性能系數(shù)
在冷水機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中,理論上應(yīng)滿(mǎn)足如下能量平衡關(guān)系:
Qc=Q0+W0 (7)
QCOP= 0 (8)
W0
式(7),(8)中。眩 為制冷量,W;W0 為壓縮機(jī)功率,W。
蒸發(fā)器的制冷量Q0為
Q0=m0cp(t0,i-t0,o) (9)式中 m0 為冷水的質(zhì)量流量,kg/s;t0,i為冷水進(jìn)水溫度,℃;t0,o為冷水出水溫度,℃。
     在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,由于壓縮機(jī)殼體表面會(huì)有散熱,因而冷凝器放出的熱量并不等同于制冷量與壓縮機(jī)功率之和。同時(shí),測(cè)量過(guò)程中還會(huì)因測(cè)量?jī)x器等引起一定的測(cè)量誤差,但漏熱和儀器引起的相對(duì)誤差不應(yīng)超過(guò)±10%。
     本實(shí)驗(yàn)測(cè)試是在一家電子工廠的空調(diào)用冷水機(jī)組上進(jìn)行的,冷水機(jī)組24h連續(xù)運(yùn)行,冷負(fù)荷需求穩(wěn)定。在測(cè)試過(guò)程中,冷水泵為工頻運(yùn)行,流量保持不變,冷水供回水溫度保持為7℃/12℃不變,比定壓熱容也認(rèn)為是定值,因此,蒸發(fā)器的冷負(fù)荷也保持不變。
     減小冷凝器污垢熱阻,可改善冷凝器換熱性能、降低冷凝溫度、減小壓縮機(jī)功耗和提高冷水機(jī)組的COP。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果,膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)使用前后COP的變化情況如圖3所示。

圖3 機(jī)組COP的變化
從圖3可以看出:
膠球在線清洗裝置膠球清洗裝置)使用前冷
水機(jī)組的COP呈逐漸下降趨勢(shì),平均值為3.98;使用后冷水機(jī)組的COP基本保持不變,平均值為
4.43,提高了11.31%。
在蒸發(fā)溫度不變的情況下,冷凝溫度每升高1 ℃,機(jī)組COP平均提高3.34%,輸入功率平均下降3.33%[7]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)使用前后的平均冷凝溫度分別為37.90℃和35.26℃,使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)時(shí)的冷凝溫度要比未使用時(shí)降低2.64℃,據(jù)此推算,制冷機(jī)組的輸入功率平
均可降低8.79%。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,冷水機(jī)組的輸入功率為199.5
kW,24h連續(xù)運(yùn)行,使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后輸入功率降低率平均按8.79%計(jì)算,則每天可節(jié)省
電量564.97kW·h,節(jié)電效果顯著。
未使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)時(shí),由于COP呈逐漸下降的趨勢(shì),為保證制冷量不變,壓縮機(jī)的輸入功率會(huì)有所增大;使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)時(shí),機(jī)組COP和制冷量基本不變,所以壓縮機(jī)的輸入功率也基本保持不變。
2.3 經(jīng)濟(jì)性分析
使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置),會(huì)增加發(fā)球泵的能耗和膠球損耗費(fèi)用,但由于冷水機(jī)組能效的提高,整個(gè)冷水機(jī)組的運(yùn)行能耗和費(fèi)用將逐漸下降。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,當(dāng)機(jī)組COP達(dá)到4.37后,機(jī)組運(yùn)行能耗將不再下降,此時(shí)關(guān)閉膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置),減少發(fā)球泵能耗和膠球損耗,整體運(yùn)行費(fèi)用將有所下
降。
通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),隨著清洗間隔時(shí)間的增加,單位時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)行費(fèi)用呈下降趨勢(shì),當(dāng)清洗間隔時(shí)間為28h時(shí),單位時(shí)間內(nèi)平均運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到*小值,為194.40元/h;隨著清洗間隔時(shí)間的繼續(xù)增加,運(yùn)行費(fèi)用逐漸上升。
該清洗技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性可通過(guò)動(dòng)態(tài)投資回收期來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià),動(dòng)態(tài)投資回收期的計(jì)算公式為
 t t |a| (10)
P′=P-1+b
式中。小洌魹閯(dòng)態(tài)投資回收期,a;Pt為累計(jì)折現(xiàn)值出現(xiàn)正值的年數(shù),a;a為上年累計(jì)折現(xiàn)值,元;b為當(dāng)年凈現(xiàn)金流量的折現(xiàn)值,元。
膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的使用壽命按10a計(jì),初投資為10萬(wàn)元。若以*佳運(yùn)行周期模式運(yùn)行,使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)前后的能耗成本如表2所示。
  使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后,年節(jié)省能源成本41 840.64元。根據(jù)式(10)可計(jì)算動(dòng)態(tài)投資回收期為2.6a,即全部投資可在3a內(nèi)收回,在以后的7a內(nèi),完全處于盈利狀態(tài),每年可獲得3萬(wàn)元的折現(xiàn)值,在膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)的全壽命周期內(nèi)可獲得21萬(wàn)元收益。且在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),還可減少二氧化碳、氮氧化物等的排放,具有一定的環(huán)境效益。
膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)能夠有效清除冷凝器換熱管內(nèi)的污垢,改善換熱效果,降低制冷電耗。實(shí)測(cè)結(jié)果表明:機(jī)組使用膠球在線清洗裝置(膠球清洗裝置)后污垢熱阻平均降低74.38%,機(jī)組COP平均提高
11.31%。測(cè)試期間,污垢熱阻基本穩(wěn)定在1.04× 10-4。恚病ぁ妫鬃笥遥瑱C(jī)組平均COP穩(wěn)定在4.43左右。當(dāng)未使用
膠球在線清洗裝置膠球清洗裝置)時(shí),污垢熱阻會(huì)隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加而增加,在實(shí)驗(yàn)期間增長(zhǎng)了
37.99%,機(jī)組COP下降了4.16%。
基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)性分析,確立了*佳清洗間隔時(shí)間為28h,清洗時(shí)長(zhǎng)為8h,即*佳運(yùn)行周期為36h,該運(yùn)行模式下單位周期內(nèi)的平均運(yùn)行費(fèi)用*低,為194.40元/h,比連續(xù)運(yùn)行時(shí)的費(fèi)
用低3.76%。
     在優(yōu)化運(yùn)行周期的基礎(chǔ)上,使用膠球在線的壓差分布,合理布置通風(fēng)系統(tǒng),按照具體的壓差要求確定氣流組織,是保證對(duì)氣載污染物實(shí)施動(dòng)態(tài)包容的關(guān)鍵所在。
     主控制室的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與其他廠房有所不同,因?yàn)槭鹿蕰r(shí),要考慮控制室人員的安全,保證安全事故的有效控制,因此主控室內(nèi)的環(huán)境要求是不能進(jìn)入帶有污染的空氣。按照對(duì)氣載污染物的動(dòng)態(tài)包容理念,主控制通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于其周邊廠房或房間必須要保持*低30~50Pa的正壓,才能確保事故情況下氣載污染物對(duì)主控制室人員的安全。對(duì)于整體通風(fēng)系統(tǒng)而言,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣載污染物動(dòng)態(tài)包容,就必須保證相連廠房(或房間)處氣流組織的合理性。
     運(yùn)行的核電廠必須使用碘吸附器對(duì)空氣進(jìn)行處理。碘吸附器按照其吸附作用可分為物理性吸附和化學(xué)性吸附,氣態(tài)放射性碘在二者共同作用下被收集到碘吸附器里。吸附介質(zhì)為活性炭。
     氣流服務(wù)房間的特殊要求,確定系統(tǒng)的布置方案,使氣流能夠與相鄰房間或廠房保持所要求的負(fù)壓;同一個(gè)廠房?jī)?nèi)的不同房間由于其功能不同,對(duì)房間的負(fù)壓要求也不同,要作特別處理。
     對(duì)氣載污染物的動(dòng)態(tài)包容,總體上要確定和保證不同區(qū)域和不同廠房之間的動(dòng)態(tài)壓差。按照氣流方向合理布置和實(shí)施核島廠房通風(fēng)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能,就能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)氣載污染物的動(dòng)態(tài)包容。
     根據(jù)以上分析,在設(shè)計(jì)核電站核島廠房?jī)?nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí),必須對(duì)各個(gè)廠房和房間的污染程度及可能性進(jìn)行分析,結(jié)合輻射防護(hù)分區(qū)和實(shí)際建筑分區(qū)內(nèi)房間的功能要求,不僅要考慮系統(tǒng)布置時(shí)水平方向上的氣流組織,也必須在豎直方向上確保氣流從低污染區(qū)流向高污染區(qū),保證豎直方向上必要的壓差,才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣載污染物的動(dòng)態(tài)包容。對(duì)氣載污染物實(shí)施動(dòng)態(tài)包容,可以對(duì)核電站運(yùn)營(yíng)人員的安全起到有效的保護(hù)作用,同時(shí)確保電站周?chē)h(huán)境不受影響。

  產(chǎn)品分類(lèi):

  工業(yè)水過(guò)濾系列

    ∴ 自動(dòng)沖洗除污器自動(dòng)排污除污器全自動(dòng)除污器手動(dòng)濾水器全自動(dòng)工業(yè)濾水器二次濾網(wǎng)激光打孔濾水器電動(dòng)濾水器

  除氧器系列產(chǎn)品

    ∴ 旋膜式除氧器新型旋膜式除氧器真空除氧器除氧器改造無(wú)頭除氧器

  濾油機(jī)系列

    ∴ BK板框式壓力濾油機(jī)QJ-G型高精度真空濾油機(jī)QJ-X不銹鋼真空濾油機(jī)QJ-B系列防爆型真空濾油機(jī)QJ-J系列高精度濾油機(jī)

    ∴ QJ-R系列潤(rùn)滑油濾油機(jī)QJ型多功能復(fù)式真空濾油機(jī)QJ-T型透平油專(zhuān)用濾油機(jī)濾油機(jī),真空濾油機(jī)系列

  工業(yè)降噪音系列

    ∴ 風(fēng)機(jī)消聲器鍋爐點(diǎn)火排汽消聲器TD型低壓蒸汽消聲器PB型小孔噴注消聲器真空泵排氣消音器TA型蒸汽安全閥消聲器沖管消聲器

  加藥裝置

    ∴ 智能加氨裝置磷酸鹽加藥裝置給水加聯(lián)氨裝置示蹤劑加藥裝置水質(zhì)穩(wěn)定劑加藥裝置定量注入加藥裝置

  ∴ 膠球清洗,膠球清洗系統(tǒng): 

    ∴ 膠球清洗裝置 收球網(wǎng) 膠球泵 裝球室 膠球 分匯器

神美電力輔機(jī)有限公司系列產(chǎn)品包括工業(yè)水過(guò)濾系列,除氧器系列,濾油機(jī)系列,消聲器系列,膠球清洗裝置,加藥裝置等。電 話:0518-8537009