封闭式循环水系统的发展趋势

科学之友Friend of Science Amateurs2008年12月(36)封闭式循环水系统的发展趋势李静军'，邹家平2(1.-汽解放汽车有限公司,吉林长春130117;2.装甲 兵技术学院,吉林长春130117)商要:工业循环水冷却系统是汽车焊装工艺生产的重要公用设备,良好的循环系统是汽车焊装点焊设备安全、稳定、长周期、满负荷运转的必要条件之一。文章就此论述了封闭式循环水系的发展趋势。关键词:封闭式;循环水系统;敞开式;阻力损失中图分类号: TB65文献标识码: A文章编号: 1000-8136(2008)36- 0011-03管道长度最长,式中平均流速w、平均密度p.摩擦阻力系数入、管1敞开式循环水系统存在的问题道起点和终点的标高H2、H、安全系数基本上在-套水循环系统本厂二条焊装生产线的循环水系统均为敞开式循环系统，中可视为一个定值,系统中的局部阻力系数的总和马循环水系生产线分別建于1986 年(长头车生产线)和1995年(平头车生统末端值最大,为此OP循环水压力损失也最大,循环水末端水产线),主要是向悬挂式点焊机、座点.焊接机器人、液压泵站等的流速嚴慢、水压最低流量最小，最终导致循环水分配不均,整设备提供合格的循环冷却水,循环水循环量为200 m'hn,保有水个循环水系统水力平衡处在失衡状态。量:80 m?h-~100 mMh,补充水量:26 m/h。1.4 系统周边环境恶劣,扬尘太大为降低能耗,延长设备使用寿命,使设备换热装置的换热率空气中含有大量粉尘,循环水在冷却塔内与工业大气接触，最大化.提高经济效益.循环冷却水系统必须实现优化运行。由把大量工业粉尘洗涤下来带人循环水中.使悬浮物含量增高,因于系统存在以下因素的影响,阻碍了装置的优化运行。而造成流道改变而沉积在换热设备和管道中影响热交换效果。1.1 地下部分回水渗漏严重1.5水质污染严重, 管线堵塞长头车生产线循环水系统目前使用的是敞开式较为传统的本系统为敞开式循环水系统,冷却塔由于使用时间长,填料压力式供水、自流式回水方式,回水主管线、储水槽均敷设在地老化,填料碎片进入水体中堵塞换热器管道。管路内壁、换热装下,自1986年建线投产以来,一直作为- -汽中重型卡车焊装线置等运行时间较长.均不同程度存在腐蚀问题.循环水带着管路的生产基地，由于使用多年地下回水主干管腐蚀严重.各转弯井内壁的锈蚀和水中自带有的菌类及循环带回来的油污等为微生及循环水槽渗水率较高，循环水的丢失率高，为此补水量非常物提供营养,使系统中生物粘泥生长迅速,引起垢下腐蚀、锈瘤,大,造成极大的能源浪费。从而导致了水质电导率升高,水质恶化,加速管路系统腐蚀,使管1.2 敷设形式维修及工艺改造工作量增加道过流断面减小.循环水流量减少从而降低换热器的冷却效果。对工艺和设备进行改造时，由于循环水回水主干管敷设在1.6 普通过滤器和电子水处理仪无法改变循环水的水质地下,增加土建费用,无形中造成改造预算成本的增加,同时给我们发现循环水系统的水质直接影响到管线的魔蚀程度换维修人员带来很大的不便。热设备的使用寿命和换热效果。普通过滤设备的过滤精度非常1.3 循环系统管路设计布环合理低,-般在10~ 15目,只能去除大颗粒物体.循环水内的杂质除1995年上新车型,借鉴了长头车生产线循环水在近10年的了少数大颗粒杂质外,主要由空气中的尘沙、粘泥和管路中的铁运行中发现的不足，在设计理念上发生了变化，解决了补水量锈等细小的悬浮物组成.普通过滤设备对这些悬浮物的过滤效率大,维修、改造不便等问题。循环水系统的回水均设计为压力式几乎为零。另外,电子水处理器只能解决水垢问题，管路系统的回水,但由于循环水系统管路设计方式为异程式运行方式,系统腐蚀及菌藻等问题也无法得到有效的控制。末端管道的压力阻力损失( OP)最大(水头损失),末端循环水的2封闭式循环水系统在卡车驾驶室新焊装线上的应流动要克服管道局部阻力和沿程摩擦阻力及管道内循环水的静压差三项的阻力之和,见公式: .用OP-1.15{pw22( I0)Vd x L+Z5) }+10p(Hr-H)2005年中重型新卡车驾驶室焊装基地建成，卡车从原有的式中: OP:循环水管道内流动总阻力,Pa;中型、准重型向重型化发展.新的焊装线引进国外先进的装备配w:循环水平均计算流速,m/e,2~3 m/s;置来保证领先的工艺技术,从而使产品达到质量要求。为点焊服p:循环水平均密度(kg/m'),1 x 10 kg/m';λ:沿程阻力系数,常用钢管查(动力管道设计手册);务的循环水系统在保证产品焊接质量方面起到了重要的作用。借鉴以往敞开式循环水系统的弊端,更新设计理念,从系统配制d:管道内径,mm;到管线的合理布局,都大大提高了循环水冷却效果,在保证产品L:管道直线长度;焊接质》:局部阻力系数的总和,m;2.1中国煤化工:降低水损耗H、H:管道起点和终点的标高,m;CN M H G系统配置。1.15:安全系数。根据压力阻力损失计算公式可得知，已知循环水末端沿线整个封闭式循环水系统的水循环基本上处在与大气隔绝的-11-应用技术李静军，邹家平:封闭式循环水系统的发展趋势状态,杜绝了循环水的二次污染,提高了水质,同时解决了由于并联管路中各支路阻力关系:从图3可以看出,A.B两点的测压管液面高差,表示A.B两点之间的水头损失hw,又由于A、自来水系统(补水)加水一架凝剂加药装置]- 压力式过健B为并联管路三支管段所共有,虽然各支管段的长度和管径可能循环水槽]--[软化水器K有所不同,但它们具有公共的始端和末端.因此,A、B两点的测压管液面高差同时表示了并联管路三支点管段的水头损失。设三个支管段的水头损失分别为:hw( 1)=hw(2)=hw(3)=hw以上关系表明,并联管路系统各支管段水头损失相等。循环水槽循环水泵一循环水供水管线封闭式循环水系统设计理念是遵循环状管网的流体运动的特点,避免各设备点循环水的水头损失和流量匹配不等的弊端，循环水系统达到了水力合理分配的目的。封闭式冷却塔循环水回水管线 点焊设备换热装置2.4采用封闭式冷却塔, 杜绝循环水的二次污染同时减少水的燕发量图1循环水工作时系统配 图封闭式冷却塔的工作原理是:循环水在冷却塔的铜管内循[ 循环水槽一过德器桶不泵一+*[自动过地器--◆循坏水槽环，当温度低于28C时,冷却塔风机启动进行冷却,当温度高于團2循环水工作时水处理配置图30心时,冷却塔下部接水盘内的冷却循环泵启动,向散热铜管上循环冷却水蒸发、飞溅漏损、浓缩形成的盐类污垢,造成管网堵喷水,对铜管内的循环水进行冷却,从而达到冷却的目的。循环塞,另外因系统的渗漏点的减少和循环水蒸发量的减少,也大大水同大气完全隔绝，循环水的冷却消除了周边环境对水质的污的降低了循环水系统的补水量,节约了大量的水资源。染,同时也控制了循环水的蒸发量,大大降低了系统补水量。2.2封闭式循环水系统的循环水泵改变水泵低效运行和节能2.5 引进新产品降低循环水的污染循环水系统在运行的过程中处在非恒流恒压状态,循环水采用钢槊复合管来替代普通钢管，钢塑复合管引入纳米材系统的流量和扬程的变化靠调节水泵的出口阀门来控制是无法料,具有抗菌功能。其利用普碳钢的强度,纳米塑料的仰菌性能形达到泵及电机的效率处在合理的工作区，它改变了输水系统的成完美组合,金属管内壁凸型网格克服了两种材料线膨胀系数的特性曲线，造成了不必要的浪费。不一致问题,具有金属管材的耐压抗冲击强度、良好的弯曲性，(1)调节阀门,管路系统流量满足要求,这时泵的运行是效又具有塑料管(PE)的耐腐蚀、低流体阻力、不结垢、耐压受温性率提高,但造成了阀门上的水头损失,电机提供的功率没有作有能好等特性。钢塑复合管外作镀锌处理,具有较强耐腐蚀性。钢塑用功而消耗在阀门上。复合管解决了普通钢管内锈瘤而造成的管路狭窄、内壁粗糙度增(2)流量减少时不作任何操作,泵的运行效率是提高了,也大从而导致过水能力降低的问题,结合表1可看出不同的管材的没有阀门上的水头损失,但静扬程得到了提高,没有必要的提高绝对粗糙度的差异。衰1扬程也是一-种能源上的浪费。循环水泵采用变频控制技术,使系统处在恒压状态,此时水绝对粗糙度管道种类普通钢管|生锈钢臂 重锈钢管钢衬塑复合管泵上的阀门完全打开,不作控制，系统需求流量的变化，是通过系统返回的压力控制信号,水泵的电机通过调节运行速度来保绝对粗糙度/mm| 0.02-0.100.5-1.01.0-3.00.05证系统压力的-一个恒定值来实现流量调节。这时循环水泵处在结合水头损失OP公式中的λ (沿程阻力系数),沿程阻力最经济的运行状态上。系数同管材的粗糙度成正比，从而可得知粗糙度的大小直接影2.3合理的环状管路系统布置封闭式循环水系统的供、回水千管采用环状布置,环状管路响到水头损失,为了保证- -定的安全可靠性,沿程阻力系数一般的特点在某-共同的节点断面分支,然后又在另一共同的节点都是根据旧管的粗糙度来确定。另外,冷却循环水对管路系统的腐蚀率:碳钢换热器管壁的断而汇合,它是若干并联管路组合而成的,因此,它符合并联管腐蚀速度小于0.125 mn/a,铜合金和不锈钢的腐蚀速度小于路的流动规律。并联管路中各支管线流量的关系:根据流量质最平衡规律，0.005 mm/a,塑料管腐蚀速度小于0.001 mn/a。为此钢衬塑复合管的特点是:粗糙度较低即降低了水头损对于不可压缩的流体,密度ρ=常数(循环水密度为常数),即流失同时自身的抗腐蚀性较高,对循环水没有产生污染,大大提高人节点的体积流量和流出的体积流量相等。见图3。了循环水系统的换热效率。工2.6 配置合理的水处理工艺循环水的水处理目的是提供合格的工业用水，其主要工艺是将外网提供的自来水(原水)通过加药装置(絮凝剂)-→压力式过滤器(净水)- +软化器(软化水),通过处理达标的软化水被加放在封闭式循环水系统中。-F-.6.1 絮凝剂加药装置B絮凝剂加药装置包括一台加药箱和两台加要泵，该加药装置的作用是向过滤前的原水中加人絮凝剂，利用直流凝聚的作可用，使原水中的细小县泗物产生却减酒过过滤器过滤掉。加药團3点设中国煤化工Q=Q1+Q2+Q3以上关系表明,无节点出流的并联管路系统，总管段的流量2.6.2DHCNMHG种级别的石英砂,它可将等于各并联支管流量之和。水中的悬浮物凝聚的片状物及胶体等除去,降低原水的独度。-12-科学之友Friend of Science Amateurs2008年12月(36) C |粉煤灰混凝土在桥梁工程中的应用张正星(山西省交通规划勘察设计院，山西太原03012)摘要:文章通过粉煤灰混凝土在河北滦河特大柝桩基、承台及系粱基础工程中的应用，提出了对粉煤灰的技术要求,指出了粉煤灰混凝土配合比设计的龄期及方法,给出了粉煤灰取代水泥的最大限量,强调了粉谋灰混凝土的施工要点，阐述了粉煤灰混凝土在工程应用中的优缺点，旨在大力推广和正确使用粉煤灰混凝土。关键词:水下工程;粉煤灰混凝土;应用技术中图分类号: U445文献标识码: A文章编号: 100-8136(2008)36 0013-02山西太行路桥有限公司2005年承揽了河北省沿海公路秦含量4项指标进行检验。其质量等级-般不宜低于I级,如经试皇岛至乐亭段高速公路Q6合同段滦河特大桥施工建设任务,大验论证,也可使用皿级粉煤灰。桥全长5.11 km。上部结构为146孔35 m先简支后连续预应力箱每批粉煤灰应有供灰单位的出厂合格证,合格证的内容应梁,下部结构为双柱式桥墩肋板式桥台,基础为钻孔灌注桩,桩包括:厂名、合格证编号粉煤灰等级、批号、出厂日期、粉煤灰数间设系梁。滦河特大桥桩基直径1.6 m,桩长50 m~ 60 m,总计灌量及质量检验结果等。注桩有596根162300m'混凝土，桩系梁290根/1900m'混疑粉煤灰的取样,应以连续供应的200 t相同等级的粉煤灰为土,施工中灌注桩与桩系梁均采用粉煤灰混凝土,取得了良好的一批,不足 200t也按- -批计。 粉煤灰的取样应符合下列规定:工程效果和经济效益。(1 )散装灰的取样,应从每批不同部位取15份试样.每份不配制水下或地下粉煤灰混凝土对粉煤灰的技术要得少于1kgo混拌要均匀,按四分法缩取出比试验用量大1倍的试样。求(2)袋装灰的取样,应从每批中任抽10袋,每袋各取试样不粉煤灰在进场前应对其细度、烧矢量、需水量比、三氧化硫得少于1 kg,按第1条方式缩取试样。2.6.3软化器行效率同时达到了节能的目的，使循环水系统处于良好的运行软化器的材质为钢衬玻璃钢,内装填强酸阳离子交换树脂，状态,解决系统因末端沿程水头损失大造成系统水力失衡,局部它可将水中的钙.镁等二价离子除去,降低水的硬度、电导率,从水压低流速慢流量小而造成的点焊设备电缆、电极、焊机的整而达到降低循环水的对管路及换热装置的腐蚀。流部分控制箱的可控硅因温度过高经常发生烧毁的现象,保障2.6.4封闭式循环水系统 自循环过滤器了焊接设备的工艺需求,有力地保证了汽车车身的焊接质量。循环水的加水和补水是通过水处理后加入系统中，但在系3.1敞开式循环水系统的水消耗统计统循环时，整个封闭循环系统也无法保证水质在运行- -定的时时间|2007年5月2007年6月{2007年7月2007年8月间内,不在被污染变质,为此为保证循环水在加入时和运行- -定周期后的水质的一贯性，在封闭式循环水系统中加装- -套自循自来水消耗量N月7 0368 98695419098环水过滤器,来消除系统循环过程中产生的各种菌类。月平均水消耗量=(7036+8 986+9 541+9098)/4-8665.25v/月月耗能费用=8 665.25v月x5.32元1=46 099.13元1月3效果3.2 封闭式循环水系统的水消耗统计封闭式循环水系统是车身焊接工艺装备发展的新方向,合月平均水消耗量=(4 256+4 683+5 146+5 671 )4=4 9391/月理的管网布局设计和先进的设备配套,利用水处理设施解决水月耗能费用=4939 u月x5.32元1=26275.48元1月质问题。封闭式冷却塔及新管材的运用,避免循环水同大气的直|2007年5月|2007年6月2007年7月2007年8月接接触等措施，不仅提高了循环水水质，同时也降低水的补充量。另外通过循环水泵的变频控制技术的运用,提高了水泵的运自来水消耗量N月 42564 6835 1465671Closed Circulating Water System Development TrendU Jingiun,Zhou JiapinAbstract: Industial crculating water coling system is the autonotive weldin中国煤化工crclaloay system is theautomotive spot welding equipment, welding safety, sability, long ceycle, f:fYHCNMHGgcessary conditions.Thisarticle discusses the closed circulating water system development trend.Key words: closed; circulating water system; open; resisance loess- 13-