循環(huán)供水系統在工業(yè)項目及生活供水項目中的應用
2013-6-25 15:35:33??????點(diǎn)擊：
循環(huán)供水系統在工業(yè)項目及生活供水項目中的應用
工業(yè)項目中，根據不同的工程實(shí)際，對循環(huán)供水和冷卻供水系統、補充水系統、循環(huán)水系統的水質(zhì)問(wèn)題等，應引起重視和警覺(jué)。要從節省占地，節約一次投資，節省運行費用，降低投資規模，減少運行費用，簡(jiǎn)化管理工作，應地制宜是很有必要的。
關(guān)鍵詞：循環(huán)供水系統選擇應地制宜。工業(yè)項目中，循環(huán)供水系統不僅占給、排水工程費用比例較大，而且也較容易出現問(wèn)題，由此帶來(lái)的資源浪費以及對運行管理帶來(lái)的諸多不便是不容忽視的。
下面就幾種具體的情況和實(shí)例，談?wù)劥譁\的認識。有的循環(huán)冷卻供水系統，其冷水泵采用變頻控制供水，而其熱水泵則采用恒速供水。當用水設備不能滿(mǎn)負荷運行時(shí)，結果可想而知：后者（熱水池）入不敷出，水位逐漸降低，甚至被抽空，而前者（冷水池）則供大于求，源源不斷地溢流，造成水資源的嚴重浪費。由于水池一般都在地下，其浪費具有隱蔽性，不易被發(fā)覺(jué)，因此在設計中更應引起大家的重視和警覺(jué)。針對這種情況，一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的辦法是：冷水池溢流水進(jìn)入熱水池，前者多得到的，原物奉還給后者，使循環(huán)冷卻供水系統的水量達到自然平衡。
一般情況下，水泵是從較低的位置，將水抽送至較高的位置，水泵不運行時(shí)，其出水管上的止回閥自動(dòng)關(guān)閉，水泵是不通流的，但并不是說(shuō)，任何情況下，當水泵不運行時(shí)，就沒(méi)有流量通過(guò)。對于循環(huán)供水系統，當水泵從較高的位置抽水（比如冷卻塔設在低層建筑屋面，而水泵設置在地面），將水輸送至較低的用水設備時(shí)，要分兩種情況：其一，當回水利用余壓，回至原處時(shí)，水泵不運行，就沒(méi)有流量通過(guò)。其二，當回水無(wú)壓，回流至位置較低的熱水池時(shí)，如果用水設備進(jìn)口上的閥門(mén)未關(guān)，當水泵不運行時(shí)，仍然有流量通過(guò)（位差，即重力勢能在自發(fā)工作），只不過(guò)是以遠低于設計流量的小流量通過(guò)罷了。這時(shí)會(huì )出現大家誰(shuí)也不愿看到的一幕：熱水池不斷溢流，自來(lái)水則通過(guò)浮球閥不停地補進(jìn)，一晚上下來(lái)，得有多少水白白地“悄悄”溜走。碰到這種情況，應將冷卻塔置于地面高度，當無(wú)場(chǎng)地或有外觀(guān)要求，只能設置在屋面時(shí)，應同時(shí)設置冷水池，以便將冷水泵吸水管的位差（勢能）消除。當然，如果能保證停泵即關(guān)閥（冷水泵進(jìn)、出口或設備進(jìn)口上的任何一處的閥門(mén)），這種情況也是可以避免的，但這無(wú)疑增加了管理難度，可靠性也會(huì )降低。
循環(huán)水系統補充水，如直接補到冷卻塔底盤(pán)內，水面的波動(dòng)導致浮球閥忽悠忽悠的，折騰久了，不壞也難。事實(shí)上，補水浮球閥是易損件之一。當采用液位自動(dòng)控制，通過(guò)水泵補水時(shí)，液位控制浮球也會(huì )由于水面的飄忽不定，控制精度大大降低。如能加個(gè)補水箱，則象給浮球閥或液位控制浮球開(kāi)辟了一個(gè)“避風(fēng)港”，其工況相對平穩多了。循環(huán)水系統的“體外”補水。
循環(huán)水泵設在冷水機組前還是后？
如果冷卻塔設在地坪上或屋頂高度有限，循環(huán)水泵自然是設在冷水機組前。如果冷卻塔高高在上，再把循環(huán)水泵設在冷水機組前，將使設備的循環(huán)管路承受較高的水壓，設備的實(shí)際承壓能力不能忽視。這時(shí)，為安全起見(jiàn)，循環(huán)水泵的設置位置宜在冷水機組之后。
曾有一個(gè)工程項目，試運行時(shí)，空調冷凍機組頻頻報警停機。經(jīng)與設備生產(chǎn)廠(chǎng)家“會(huì )診”，方知原委。原來(lái)，為了提高市場(chǎng)競爭力，生產(chǎn)廠(chǎng)家經(jīng)過(guò)改良，使正常的啟動(dòng)時(shí)間（室內達到設計溫度所需的時(shí)間）大大縮短，成為該產(chǎn)品的亮點(diǎn)和賣(mài)點(diǎn)，也恰恰是該亮點(diǎn)成為設備正常運行的障礙。啟動(dòng)時(shí)間的縮短，代價(jià)是啟動(dòng)時(shí)間內短期運行負荷的大幅提高，達到設計溫度后，運行負荷才降至正常水平。由于生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中給出的循環(huán)冷卻水量為正常運行狀況下的流量值，導致啟動(dòng)時(shí)冷卻水溫升遠超過(guò)設計值，冷卻塔降不了那么多，致使冷凍機組冷卻進(jìn)水溫度逐級升高，達到設定的警戒溫度便出現報警停機。查明原因后，在原設計冷卻塔底盤(pán)已加深的基礎上，又并聯(lián)了一座水箱，使冷卻塔出水與水箱內足量的貯水緩沖，大大遏制了冷凍機組進(jìn)水溫度的升高勢頭，使啟動(dòng)得以正常實(shí)現。為了充分發(fā)揮水箱貯水的緩沖效應，水箱進(jìn)、出水管位置應盡量對角布置。水箱容積應在滿(mǎn)足正常啟動(dòng)的前提下加以控制。
循環(huán)水系統的無(wú)壓開(kāi)放式回水，水質(zhì)保證很重要，尤其是對于軟水循環(huán)冷卻供水系統?；厮苈飞先缭O置普通的檢查井，無(wú)疑于“開(kāi)門(mén)揖盜”，雨水、泥水、地下水都有可能滲透進(jìn)入回水系統，降低循環(huán)供水系統水質(zhì)?？蓪⒒厮到y改為封閉式，將檢查井改為檢查口井，并在每個(gè)井內加設一根通氣管，以不改變其重力流狀態(tài)。冷卻塔在屋面的設置位置，除了要考慮冷卻塔對周?chē)h(huán)境的影響，如應遠離對噪聲環(huán)境要求較高的區域，并保證漂水不影響周?chē)皯?hù)的正常使用外，還應充分考慮周?chē)h(huán)境對冷卻塔的不利影響，應能保證其上方的濕熱空氣及時(shí)擴散，不產(chǎn)生回流影響，并保證能吸入足量的未被污染的冷空氣。從這個(gè)角度出發(fā)，冷卻塔進(jìn)風(fēng)側距周?chē)鷮?shí)體的距離不宜小于冷卻塔進(jìn)風(fēng)口高度的2倍，或冷卻塔高度的2/3，并不宜布置在容易形成氣流滯流區的“L”形、“U”形、“E”形、“H”形建筑物屋面的凹窩處，且盡量遠離熱源（如散熱器）、廢氣（如衛生間風(fēng)道、排水系統伸頂通氣管）、煙氣（如廚房煙道）的排放口，并位于這些熱源和污染源的上風(fēng)側。必要和可能時(shí)，可將通氣管、煙道和風(fēng)道的排放口引至它處。當水質(zhì)不潔時(shí)，比如開(kāi)式循環(huán)水系統，或某些低質(zhì)（經(jīng)簡(jiǎn)單沉淀處理的地表水或中水）用水場(chǎng)所，當部分設備需要減壓時(shí)，不宜采用減壓閥，以防減壓閥傳導管路因經(jīng)常發(fā)生堵塞而影響正常使用。常遇到循環(huán)水系統要求水質(zhì)不一樣的情形，比如一個(gè)要求軟水，一個(gè)自來(lái)水便可。一般都將其分為兩個(gè)獨立的、不同水質(zhì)的供水系統。但當水質(zhì)要求較低的系統水量相比很小時(shí)，為了節省占地，節約一次投資，節省運行費用，方便運行管理，循環(huán)供水系統統一采用較高的水質(zhì)，即合并采用一個(gè)軟水循環(huán)系統。
空調循環(huán)水系統與工業(yè)循環(huán)水系統宜分開(kāi)設置?？照{循環(huán)水系統一般只在夏季運行，如與工業(yè)循環(huán)水系統合并設置，在其它季節，冷卻塔、冷卻水泵如未按各自流量配置，則很難調配。另外，給水水質(zhì)、水溫要求、水壓要求、內部水損、供水方式、供水安全等方面也有諸多不同，分開(kāi)設置可減少互相制約和影響。
當循環(huán)供水系統增加用水設備，或用水設備用水量有所增加，使系統循環(huán)用水量超過(guò)原有設計供水能力，但不是太多時(shí)，改造、更換或增加冷卻塔、循環(huán)水泵，一般比較容易實(shí)現。但循環(huán)系統管路有時(shí)卻比較棘手，尤其是管線(xiàn)較長(cháng)，穿越廠(chǎng)區多條道路時(shí)。供水管倒不太成問(wèn)題，水泵揚程進(jìn)行適當的提升就行了?；厮苤匦路笤O似乎不太現實(shí)和經(jīng)濟，有時(shí)工期也不允許?！败?chē)到山前必有路”，流不及，水位便自然雍高，位勢隨之自然提高。其結果，雖然動(dòng)不了自然坡度，卻造就了一個(gè)水力坡度。
循環(huán)水補充水管由外網(wǎng)直接補水時(shí)，宜單獨設置，其上不宜再接出其它用水，或從其它供水立管延伸供水，以防循環(huán)水補充水管因季節原因不用時(shí)污染飲用水質(zhì)。
空調循環(huán)供水系統補水泵與生活供水泵宜分開(kāi)設置。由于空調循環(huán)供水系統有季節性，當季節變換時(shí)，水泵可能不在高效段運行。同時(shí)浮球閥也是易損件，分開(kāi)后，可取消浮球閥，改為由冷卻塔底盤(pán)或循環(huán)水池、補水箱內的水位自動(dòng)控制補水。
當循環(huán)供水系統服務(wù)范圍大、管路較長(cháng)時(shí)，一定要考慮管路的壓力平衡問(wèn)題，以防水量分配的過(guò)度不均勻甚至因短路而造成事故。一般應設計為同程式供、回水系統。循環(huán)水同程式循環(huán)管路布置。當回水采用開(kāi)放式無(wú)壓回水時(shí)，則無(wú)必要采用同程式。有的設備因內部泄了壓（如噴霧冷卻），出水無(wú)壓。當系統大部分回水有壓時(shí)，為了節能，循環(huán)供水系統應分為有壓回水（直接上塔）和無(wú)壓回水兩個(gè)系統。但當有壓回水只占很小一部分時(shí)，為了節省占地，節約一次投資，節省運行費用，循環(huán)供水系統統一采用開(kāi)式回水系統。
當部分設備距離較遠，用水量較小，且出水有壓，而下游大量用水設備出水無(wú)壓，整個(gè)系統采用無(wú)壓回水時(shí)，為減小上游管道管徑，并減小整個(gè)系統管道埋深，進(jìn)而提高熱水池標高，節約投資和運行費用，可采用有壓和無(wú)壓混用，即上游管段采用有壓回水，下游管段采用無(wú)壓回水。
當某些用水量較大的有壓出水設備處于無(wú)壓回水系統管段的下游時(shí)，其形成的雍水會(huì )阻隔上游回水的平穩下行。應對其減小消能處理，或單獨回熱水池。
循環(huán)供水與循序供水雖然都是水的重復利用，但前者是同一使用主體的重復使用，是需要付出代價(jià)的（冷卻塔、水泵等的一次投資和經(jīng)常性的運行、管理費用），而后者則是不同使用主體的重復（延續）使用，基本上是“空手套白狼”，更具優(yōu)勢。因此，根據不同的工程實(shí)際，確定是采用循環(huán)供水還是循序供水，對于降低投資規模，減少運行費用，簡(jiǎn)化管理工作，是很有必要的。
舉個(gè)例子：某熱、表處理車(chē)間，電鍍生產(chǎn)線(xiàn)（表面處理）生產(chǎn)用水量為40m3/h（其中冷水槽用水量為25m3/h，熱水槽用水量為15m3/h），熱處理工段循環(huán)冷卻水量為15m3/h。本車(chē)間熱、表處理工段工作班次一致，生產(chǎn)過(guò)程中均為連續用水，且用水時(shí)段基本吻合。方案一：熱處理工段采用循環(huán)冷卻供水系統，表面處理工段冷、熱水槽采用自來(lái)水直流供水系統；方案二：采用循序供水系統，熱處理工段由自來(lái)水直接供水，其冷卻出水接著(zhù)進(jìn)入表面處理工段熱水槽，表面處理工段冷水槽則采用自來(lái)水直流供水系統。方案二系統簡(jiǎn)單，不僅省去了冷卻塔、水泵等的一次投資，節省了經(jīng)常性的運行、管理費用，而且將從熱處理工段采集到的熱量帶入熱水槽，廢熱被充分利用，節省了加熱蒸汽量，節約了能源，可以說(shuō)一石擊二鳥(niǎo)。對比之下，方案二顯然優(yōu)于方案一。但方案二的關(guān)鍵是兩個(gè)工段的同步問(wèn)題，當然，做到完全同步不太現實(shí)。當表面處理工段用水時(shí)段比熱處理工段長(cháng)時(shí)，其單獨用水時(shí)段，水從熱處理工段空走一趟，對系統無(wú)甚影響。但當熱處理工段用水時(shí)段比表面處理工段長(cháng)時(shí)，其單獨用水時(shí)段，冷卻出水應另考慮出路，以免造成浪費。當表面處理工段熱水槽由熱處理工段冷卻出水直接供水時(shí)，熱水槽配水管上不宜裝閥門(mén)，以免影響熱處理工段正常的冷卻水量。最好設一高置水箱，間接供水，這時(shí)熱水槽配水管上則宜裝閥門(mén)，水箱的溢流水應考慮它用。
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