冷卻塔系統(tǒng)圖-接管分步指南
作者：湖北武漢辦事處 時(shí)間：2021-05-20 09:48 閱讀：
我意識(shí)到我的標(biāo)題的第一部分幾乎聽(tīng)起來(lái)像是偷書(shū)本的書(shū)呆子版本，但實(shí)際上并非如此。但是，在寫(xiě)完上一篇文章之后，我認(rèn)為向你介紹我是如何做出決定來(lái)打破我自己的規(guī)則并擺脫純粹的“階梯式”圖表可能會(huì)有所幫助。并且，因?yàn)槲以谡務(wù)撨`反規(guī)則的原因，這些規(guī)則通常與操作和調(diào)試問(wèn)題有關(guān)，這篇文章也將提供一些解決冷卻塔系統(tǒng)問(wèn)題的一些見(jiàn)解。在這個(gè)例子中，我將使用武漢的一個(gè)項(xiàng)目的冷卻塔系統(tǒng)。下面是合同文件中顯示的管道的物理布置，因此您可以將其與我將要討論的系統(tǒng)圖變化進(jìn)行對(duì)比。
并且，這是合同文件中提供的系統(tǒng)示意圖。這是設(shè)計(jì)者對(duì)所討論系統(tǒng)的系統(tǒng)圖的版本，與我在其他項(xiàng)目中遇到的非常類(lèi)似，其中包含原理圖和物理管道布置。
一個(gè)有趣的觀(guān)點(diǎn)是，如圖所示的管道與原理圖中所示的管道之間存在細(xì)微差別。如果仔細(xì)觀(guān)察，您會(huì)注意到在管道圖上，每個(gè)泵獨(dú)立地連接到冷卻塔盆之間的集管，而在圖中，泵的前面有一個(gè)共同的管道部分，包含用于側(cè)流過(guò)濾的未來(lái)水龍頭系統(tǒng)。
像這樣的連接細(xì)節(jié)的次要順序可能會(huì)導(dǎo)致意外的操作問(wèn)題，如我的標(biāo)題為系統(tǒng)圖：連接順序的順序所示。在我開(kāi)始開(kāi)發(fā)系統(tǒng)圖時(shí)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)得到了認(rèn)可，并且提交了一份RFI（請(qǐng)求信息，一種在建設(shè)過(guò)程中提問(wèn)和回答問(wèn)題的正式方式）。答案是圖中的配置是正確的，并且承包商提交的管道準(zhǔn)備并且在安裝之前已經(jīng)批準(zhǔn)，在集水盆集管和泵之間應(yīng)該有一個(gè)共同長(zhǎng)度的管道。
所有這些都說(shuō)，設(shè)計(jì)者的系統(tǒng)圖版本沒(méi)有什么特別的錯(cuò)誤。但就我個(gè)人而言，采用我一直在討論的一些概念來(lái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化它使我更容易理解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。
重要的是要認(rèn)識(shí)到，在某種程度上，這是個(gè)人偏好，也可能是一種自我實(shí)現(xiàn)的預(yù)言。換句話(huà)說(shuō)，由于我從第一天開(kāi)始接觸到HVAC系統(tǒng)并且從那時(shí)起就開(kāi)始使用它，因此我接觸到這種方法，相對(duì)于其他方法，我對(duì)它有一種自然的舒適度。但是，話(huà)雖如此，我也發(fā)現(xiàn)我學(xué)到的一些策略似乎在識(shí)別和診斷問(wèn)題方面有所作為，因此我已經(jīng)確信它們?cè)谝话闱闆r下的優(yōu)點(diǎn)，個(gè)人偏好除外。
如果我用一個(gè)純粹的“梯形側(cè)面”格式繪制系統(tǒng)圖，它可能會(huì)看起來(lái)像下面這樣。請(qǐng)記住，我知道RFI，因此顯示了塔式水池和水泵之間管道的公共部分，如果我只是從管道計(jì)劃中工作的話(huà)，這不是我想要的。
在系統(tǒng)圖的上下文中，我對(duì)系統(tǒng)的表示沒(méi)有什么特別的錯(cuò)誤。事實(shí)上，它可能是我在職業(yè)生涯早期所得到的并且對(duì)此感到滿(mǎn)意，因?yàn)椋?br />
該圖體現(xiàn)在“梯子側(cè)”概念中。
您可以清楚地看到哪些元素彼此平行，哪些元素彼此串聯(lián)。
如果您要將圖表與我開(kāi)發(fā)的文檔中顯示的管道的物理排列進(jìn)行比較，您會(huì)發(fā)現(xiàn)連接順序是正確的。
轉(zhuǎn)彎（彎頭）僅在圖表上出于組織目的。換句話(huà)說(shuō)，許多在圖上顯示為直線(xiàn)的管道實(shí)際上包含多個(gè)彎頭。
但是，由于我在使用冷卻塔等開(kāi)放式系統(tǒng)時(shí)遇到的一些經(jīng)驗(yàn)，基于合同文件的這個(gè)特定系統(tǒng)的系統(tǒng)圖的初稿看起來(lái)像這樣。
這個(gè)圖表與純粹的“側(cè)面梯子”版本之間存在一些微妙但重要的差異，我認(rèn)為這對(duì)于幫助我理解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，識(shí)別潛在的故障點(diǎn)以及解決操作問(wèn)題非常重要。
對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)冷卻塔單元管道
如果您研究合同文件管道計(jì)劃，您會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)出冷卻塔單元的管道是arr對(duì)稱(chēng)的老年人。換句話(huà)說(shuō)，從返回線(xiàn)分裂到兩個(gè)單元的點(diǎn)，在T形管的兩側(cè)有相同數(shù)量的彎頭和相同的管腳直線(xiàn)。并且，T形管的使用方式意味著從入口到任一出口的壓降是相同的。離開(kāi)收集盆的管道中存在類(lèi)似的布置。
冷卻塔離開(kāi)水管道缺乏對(duì)稱(chēng)性
不對(duì)稱(chēng)管道等同于流動(dòng)下的不對(duì)稱(chēng)壓降。并且，雖然管道長(zhǎng)度較短，因此相應(yīng)的壓降差異相對(duì)較小，但在處理冷卻塔盆時(shí)，完全補(bǔ)償和溢流條件之間的差異可能在3英寸范圍內(nèi)，一個(gè)未成年人并聯(lián)管道的兩個(gè)水池之間的壓降差異可能導(dǎo)致操作問(wèn)題。
這樣想吧;壓降為1至2英尺/小時(shí)。在需要50或60 ft.w.c.的系統(tǒng)環(huán)境中，這似乎相當(dāng)適中。泵頭等于12至24英寸w.c ..因此壓力差為1/4至1/2 ft.w.c。在管道中留下兩個(gè)并聯(lián)管道的冷卻塔盆，如果是較短的管道，則可以使一個(gè)盆地的補(bǔ)給系統(tǒng)大開(kāi)，而另一個(gè)較長(zhǎng)的盆地則可能超過(guò) - 流動(dòng)。
我在職業(yè)生涯的早期遇到了這個(gè)問(wèn)題，所以對(duì)我來(lái)說(shuō)這是一個(gè)“熱門(mén)按鈕”。事實(shí)上，如果您感興趣，我之前的一篇博文會(huì)查看此問(wèn)題的詳細(xì)信息。
在任何情況下，因此，當(dāng)我為開(kāi)放系統(tǒng)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)圖時(shí)，我所做的一件事就是在我的描述中包括分布盆和收集盆的管道中存在的對(duì)稱(chēng)性（或缺乏對(duì)稱(chēng)性）。 。要做到這一點(diǎn)，我打破了關(guān)于最小化系統(tǒng)圖中的轉(zhuǎn)彎的規(guī)則，并添加了一些我不一定需要的純粹“梯形側(cè)”格式。下圖對(duì)比了該圖的兩個(gè)版本。
請(qǐng)注意修改后的版本如何在兩個(gè)盆地的長(zhǎng)度和彎頭數(shù)量方面顯示相同的管道運(yùn)行，就像物理管道計(jì)劃一樣。
圓形玻璃鋼冷卻塔進(jìn)水管道缺乏對(duì)稱(chēng)性
重要的是要認(rèn)識(shí)到缺乏對(duì)稱(chēng)性也可能是進(jìn)水側(cè)冷卻塔的問(wèn)題，特別是如果冷卻塔通過(guò)底部開(kāi)孔而不是帶噴嘴的管道將水分配到填充物上。 （順便提一下，如果你想了解更多的差異或一般冷卻塔，Marley / SPX在他們的網(wǎng)站上免費(fèi)提供一本名為Cooling Tower Fundamentals的手冊(cè)。）
塔的進(jìn)入側(cè)缺乏對(duì)稱(chēng)性可導(dǎo)致在冷卻塔單元之間沒(méi)有適當(dāng)分配流動(dòng)的情況。如果一個(gè)單元缺少流量，那么它將無(wú)法提供額定值的全部冷卻措施。此外，在極端天氣期間可能存在與填充物結(jié)冰相關(guān)的問(wèn)題。
由開(kāi)放式盆地類(lèi)型的分配系統(tǒng)服務(wù)的小區(qū)可以溢出超過(guò)其份額的流量。這不僅會(huì)導(dǎo)致容量損失。它浪費(fèi)水和水處理化學(xué)品，并可能在屋頂上造成混亂。在2008年4月的CSE雜志題為“校園調(diào)試”的文章中，該問(wèn)題與非對(duì)稱(chēng)收集盆管道一起進(jìn)一步探討。
使用平衡來(lái)解決缺乏對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題
乍一看，似乎你可以使用平衡技術(shù)來(lái)解決對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題，例如在較短的運(yùn)行中對(duì)閥門(mén)進(jìn)行節(jié)流以使水更難以這樣做。事實(shí)上，我第一次遇到這個(gè)問(wèn)題，就是我認(rèn)為我能做到的。但是出現(xiàn)了一些問(wèn)題。
第一個(gè)是必須有一個(gè)節(jié)流閥，但情況并非總是如此。與此相關(guān)的是，我們需要調(diào)整的壓力差相對(duì)較小，而我們正在處理的管道和可能安裝在其中的管道尺寸閥門(mén)相對(duì)較大。結(jié)果是出于多種原因，包括由平衡閥和滯后所代表的限制流動(dòng)產(chǎn)生的壓降動(dòng)力學(xué);即，在閥致動(dòng)系統(tǒng)中“游隙”或“松動(dòng)”，可能難以或不可能調(diào)節(jié)可能存在的閥以產(chǎn)生所需的相對(duì)較小的阻力。
要獲得一些實(shí)用的見(jiàn)解，請(qǐng)到您的廚房水槽，并嘗試調(diào)整水龍頭，使您每分鐘滴一滴。如果你設(shè)法這樣做并且仍然留有任何頭發(fā)，請(qǐng)嘗試調(diào)整它以使每分鐘滴兩次。如果你實(shí)際上已達(dá)到那一點(diǎn)，那么嘗試將其恢復(fù)到每分鐘一滴的設(shè)置。我敢打賭，雖然從理論上說(shuō)這可能是可能的，但你的耐心會(huì)比證明它的時(shí)間快得多。
如果您嘗試使用非常大的閥門(mén)進(jìn)行非常小的調(diào)整，則可能會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生相同的結(jié)果。
使問(wèn)題復(fù)雜化還有許多其他因素。
根據(jù)負(fù)載條件，許多多個(gè)冷凝器單元塔以不同的單元組合運(yùn)行。
有時(shí)，不同的細(xì)胞具有不同的尺寸，并且令人驚訝的是，安裝有不同的盆地高度。
多塔系統(tǒng)通常也是多泵系統(tǒng)，并且泵以不同的組合操作，這些組合彼此相互作用，負(fù)載和塔單元。通常，這種相互作用的一部分發(fā)生是因?yàn)楸镁哂胁煌牟僮魈匦浴?br />
冷卻塔管道對(duì)稱(chēng)和系統(tǒng)圖;底線(xiàn)
我所做的更改的底線(xiàn)是我的圖表版本提供了一個(gè)“記憶慢跑者”，提醒我非對(duì)稱(chēng)管道不應(yīng)該成為這個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題。反過(guò)來(lái)，這將有助于我制定我的測(cè)試計(jì)劃，如果我們遇到盆地水位控制問(wèn)題，它將幫助我解決問(wèn)題。
管道位于冷卻塔集水池上方
如果你研究冷卻塔和冷卻器的平面圖，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)冷卻塔和冷卻器都在屋頂上，而冷卻器的冷卻塔輸出高度足以讓你走在它。你可以從上面的“BOP + 11'6”屋頂“泵下面的注意事項(xiàng)”中說(shuō)出來(lái)。 BOP代表管底。 （我想這也可能意味著如果你身高11英尺6英寸并試圖在彎腰之下行走，你會(huì)在頭上“沾沾自喜”。）
這種管道布置在管線(xiàn)中產(chǎn)生陷阱和倒陷，這些陷阱具有操作含義，特別是對(duì)于開(kāi)放系統(tǒng)。我在之前的帖子中談到了這些問(wèn)題，關(guān)于系統(tǒng)圖中的彎頭以及它引用的關(guān)于空氣綁定在某些倒置陷阱中成為問(wèn)題的項(xiàng)目的帖子。
由于在開(kāi)放系統(tǒng)中遇到這種類(lèi)型問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)我開(kāi)發(fā)系統(tǒng)圖時(shí)，我經(jīng)常打破自己關(guān)于彎頭和其側(cè)面概念的規(guī)則。瘋狂的方法就像對(duì)稱(chēng)的管道一樣;違反規(guī)則提供了一個(gè)關(guān)于潛在系統(tǒng)操作挑戰(zhàn)的記憶慢跑者，我可能希望在測(cè)試中將其作為目標(biāo)，或者需要在將來(lái)的某個(gè)時(shí)間進(jìn)行故障排除。
第一個(gè)類(lèi)似陷阱的情況是由泵從泵上升然后再回落到冷凝器中而產(chǎn)生的。關(guān)于由此產(chǎn)生的倒置陷阱有兩個(gè)普遍關(guān)注的問(wèn)題;當(dāng)泵關(guān)閉并排氣時(shí)，回流到水池中。
泵關(guān)閉時(shí)的回流
由于管道中的水位高于水池，如果水泵關(guān)閉，它將嘗試通過(guò)泵排回冷卻塔水池。在我們的例子中，泵上的止回閥一旦關(guān)閉就會(huì)阻止這種情況發(fā)生。
但是可能存在高架管和盆之間沒(méi)有止回閥的情況。對(duì)于較大的系統(tǒng)，止回閥可以緩慢關(guān)閉。在這些情況下，高架管道中包含的水量（相對(duì)于水池水位）將排回水池，可能導(dǎo)致溢流，特別是如果盆地和水池的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到這個(gè)問(wèn)題水平控制系統(tǒng)。
并且，當(dāng)泵重新啟動(dòng)時(shí)，必須重新填充管道。這意味著盆地水位將以與泵運(yùn)行相關(guān)的體積速率填充管道所需的體積下降。由于這通常代表的水平變化比系統(tǒng)流量自身確定時(shí)所遇到的水平變化要快得多，因此它可以在多個(gè)方面產(chǎn)生操作挑戰(zhàn)，包括排出空氣，這將在下一節(jié)中討論。和盆地水位控制。水平控制問(wèn)題與泵關(guān)閉時(shí)與排水相關(guān)的水位控制問(wèn)題相互作用，并且在設(shè)計(jì)時(shí)最好解決。
與排水相關(guān)的一個(gè)更微妙的問(wèn)題是，當(dāng)水流回盆地時(shí)，水會(huì)產(chǎn)生虹吸作用。在我知道的至少一個(gè)例子中，回流產(chǎn)生的負(fù)壓足以使經(jīng)歷它的大玻璃纖維主管坍塌，導(dǎo)致在最壞的情況下為醫(yī)院的冷卻器設(shè)備服務(wù)的冷凝器水系統(tǒng)的災(zāi)難性故障需要冷卻的可能時(shí)間（夏季中西部）。
排氣
管道中捕獲的任何空氣都很難通過(guò)某種排氣操作排出，如果在泵關(guān)閉時(shí)管道排到水池，那么它將充滿(mǎn)空氣，當(dāng)需要出路時(shí)水泵重啟。如果泵關(guān)閉并且啟動(dòng)是自動(dòng)化的，則可能需要排氣機(jī)構(gòu)也是自動(dòng)化的。
同樣重要的是要認(rèn)識(shí)到，即使水不從水中排出，空氣也會(huì)積聚在倒置的疏水閥中，特別是在冷卻塔系統(tǒng)中，根據(jù)冷卻塔的性質(zhì)，循環(huán)水不斷提供夾帶的機(jī)會(huì)空氣。我在2009年初做的博客文章中討論了這背后機(jī)制的細(xì)節(jié)。
陷阱，倒陷阱和系統(tǒng)圖
在我們討論的系統(tǒng)中有兩個(gè)位置，管道的物理布置傾向于形成倒置的陷阱，以及管道的物理布置形成陷阱的一個(gè)位置。第一個(gè)倒置陷阱被創(chuàng)建，其中冷卻器的供應(yīng)管線(xiàn)從泵中升起，越過(guò)屋頂，然后落入冷卻器。為了捕捉系統(tǒng)圖中的細(xì)微差別，我在側(cè)視圖中修改了梯子，以顯示冷卻塔水池水位以上泵的排放管道，如下圖所示。
差別很微妙，但至少對(duì)我來(lái)說(shuō)，它是有效的。當(dāng)我看右邊的圖表時(shí)，我想哦，是的，當(dāng)泵關(guān)閉時(shí)，水池上方的管道可能會(huì)回流到它們，特別是如果止回閥不能保持。
第二個(gè)倒置的疏水閥位于管道中，離開(kāi)冷卻器，在那里它上升穿過(guò)屋頂，上升到冷卻塔，但是，在最后一刻，通過(guò)專(zhuān)用平衡閥進(jìn)入分配池。
傳統(tǒng)的陷阱發(fā)生在冷卻器本身。冷凝器代表系統(tǒng)的低點(diǎn)，管道在進(jìn)出連接處上升到屋頂高度11'6“。結(jié)果，存在沉積物在其中積聚的趨勢(shì)，特別是當(dāng)出口處的壓頭控制閥具有節(jié)流的流量時(shí)。
考慮對(duì)稱(chēng)管道和陷阱的底線(xiàn)
所有這一切的底線(xiàn)是我打破了我自己的規(guī)則并繪制了如下所示的系統(tǒng)圖，而不是如前所述在純粹的“側(cè)面梯子”形式中繪制它。
現(xiàn)實(shí);真正的底線(xiàn)
當(dāng)我們進(jìn)入該領(lǐng)域?qū)嶋H工作在這個(gè)系統(tǒng)上時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)它并不是完全用管道繪制的。具體地說(shuō)，進(jìn)出塔的管道不對(duì)稱(chēng)。這使我作為委托提供者采取了兩個(gè)步驟。一個(gè)是我修改了我的系統(tǒng)圖，又一次提供了一些關(guān)于潛在操作問(wèn)題的記憶慢跑者。
另一個(gè)是它讓我編寫(xiě)了一個(gè)針對(duì)我所關(guān)注的潛在問(wèn)題的測(cè)試序列，其中包括：
所有操作模式下的液位控制。
與泵啟動(dòng)和關(guān)閉相關(guān)的排放和泵空化問(wèn)題。
由于空氣夾帶，在啟動(dòng)時(shí)擾亂冷卻器流動(dòng)安全行程。
通過(guò)創(chuàng)建系統(tǒng)圖所收集的信息啟發(fā)的測(cè)試確實(shí)揭示了一些操作問(wèn)題，包括盆地控制系統(tǒng)中非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)，很容易導(dǎo)致同時(shí)組成和溢出，同時(shí)加熱和冷卻的節(jié)水等效。
所以，你有它，一步一步了解規(guī)則，以及為什么這樣接管的原因。