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凝器自動(dòng)清洗“雙流程封頭管箱”的 水阻、球損、故障率和實(shí)用性的討論
2023-04-19 08:49:07.454
本文以流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)為基礎(chǔ)理論，結(jié)合已知領(lǐng)域的研究數(shù)據(jù)，從九個(gè)方面分析了“雙流程封頭管箱”的原理，送回球壓差的形成及其水阻對(duì)冷卻泵、制冷機(jī)耗能的影響，海綿球的事故磨損，膠球收集腔、鴨嘴收發(fā)球水道等機(jī)構(gòu)的故障率，死機(jī)的原因和不死機(jī)的條件。揭示了該系統(tǒng)仍處在課題研究階段，實(shí)際應(yīng)用還要解決的幾個(gè)問題
《一個(gè)回路的冷凝器自動(dòng)清洗與二個(gè)回路水阻、球損、能耗差別的討論》在學(xué)術(shù)論文集發(fā)表后，引起了同行熱烈的討論。有專家和同行問：“近期有一種‘雙流程封頭管箱’自動(dòng)清洗設(shè)備，效果怎么樣？有沒有相關(guān)分析的分析討論？”又問：“一個(gè)回路在線清洗專利技術(shù)，在沒有空間限制條件下，未解決水阻大、能耗大、海綿球事故磨損、熱短路、故障率高等問題，現(xiàn)在把所有功能集中在一個(gè)封頭箱內(nèi)，這些問題是怎么解決的？”有一種社會(huì)責(zé)任！經(jīng)梳理，試從幾個(gè)方面分析論證：
1、雙流程封頭管箱的送球線路及其水阻：。
冷卻進(jìn)水管→收發(fā)球電動(dòng)閥→收發(fā)球主水管→鴨嘴收發(fā)球水道→送回球孔網(wǎng)→膠球收集腔→發(fā)球止回閥→冷凝器進(jìn)水腔。
設(shè)進(jìn)水管3處壓力為P1，膠球收集腔6處壓力為P1-1，冷凝器進(jìn)水腔壓力為P2，當(dāng)P1＞P1-1＞P2，P1- P2≥30kp時(shí)，發(fā)球止回閥打開，海綿球才能由膠球收集腔6定向進(jìn)入冷凝器進(jìn)水腔內(nèi)。根據(jù)兩個(gè)回路自動(dòng)清洗的已知運(yùn)行數(shù)據(jù)， 在 “順?biāo)浦?rdquo;的條件下，送回球加壓泵揚(yáng)程H=10～16m,可保證送球動(dòng)作的準(zhǔn)確性。雙流程封頭管箱送球壓差應(yīng)≥30kp，才能準(zhǔn)確送球，而這個(gè)壓差是由所謂“欄球網(wǎng)”36（見圖7）的壓降決定的。
2、雙流程封頭管箱的收球路線及其水阻對(duì)冷卻泵、空調(diào)主機(jī)能耗的影響：
冷凝器出水腔→收球網(wǎng)→收球管→底部止回閥→膠球收集腔→送回球網(wǎng)孔→鴨嘴收發(fā)球水道→收發(fā)球主水管→收發(fā)球電動(dòng)閥組件→收發(fā)球主止回閥27→出水管。
設(shè)冷凝器出水腔壓力為P3，冷卻水出水管壓力為P4，當(dāng)P3＞P4，P3 -P4≥30kp時(shí)，收球回路中的4個(gè)止回閥打開，可收球。同理，根據(jù)已知兩個(gè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，雙流程封頭管箱的收球壓差應(yīng)≥30kp才能準(zhǔn)確收球，造成收球壓差的主要因素是三個(gè)收球網(wǎng)8的水阻決定的。
以上二個(gè)送回球壓差串聯(lián)在冷凝器進(jìn)出水端蓋的兩頭，也是雙流程封頭管箱要準(zhǔn)確送回球，必須在冷凝器進(jìn)出水管之間增加60～120kp的壓差。這個(gè)壓降P≥冷凝器的自身壓降。
如果原設(shè)計(jì)的冷卻泵并未預(yù)留這個(gè)6～12m的揚(yáng)程，加裝了雙流程封頭管箱后，冷卻水流量會(huì)大幅度減少?？照{(diào)主機(jī)因得不到足夠的冷卻水流量及散熱量，排氣溫度上升，排氣壓力上升，主機(jī)電流上升，制冷效率下降，離心機(jī)伴隨喘震，進(jìn)而高壓報(bào)警停機(jī)！
3、雙流程封頭管箱內(nèi)有11個(gè)不同濾網(wǎng)，造成污堵、增加耗能和誤動(dòng)作。
雙流程封頭管箱內(nèi)11個(gè)濾網(wǎng)或沖孔隔板；其中3個(gè)收球異型錐網(wǎng)8、3個(gè)送球?yàn)V網(wǎng)34、2個(gè)分區(qū)引流口濾網(wǎng)、一個(gè)進(jìn)水主管濾網(wǎng)36、2個(gè)左右分區(qū)送球沖孔隔板、1個(gè)觀球器濾網(wǎng)。這些濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)作失常和冷卻泵多耗能。
4、封頭管箱內(nèi)有6個(gè)止回閥、3個(gè)電動(dòng)閥的超常磨損：
按照該系統(tǒng)左右分區(qū)送回球，每天4-6個(gè)清洗周期，每次連續(xù)循環(huán)洗刷6次的設(shè)定，這些止回閥每天會(huì)有數(shù)十次的頻繁開關(guān)動(dòng)作，其磨損、沖擊遠(yuǎn)大于一般止回閥的正常磨損。一般旋啟式止回閥常規(guī)應(yīng)臥式安裝，而封頭箱內(nèi)的止回閥多為反重力方向立式安裝或斜裝，對(duì)這類止回閥動(dòng)作的準(zhǔn)確性和磨損都不利。故障損壞后的拆換維修十分困難！
封頭管箱內(nèi)有3個(gè)電動(dòng)閥、電磁閥。按該系統(tǒng)的設(shè)置每天將有幾十次頻繁動(dòng)作，磨損和故障維修的工作量大，拆裝維修難度大。
5、海綿球的多種事故磨損，難以保證連續(xù)有效地清洗工作。
5.1海綿球在3個(gè)形狀不規(guī)則、不平滑、大錐度的收球分離網(wǎng)中的事故磨損，遠(yuǎn)大于通常平滑導(dǎo)流的小錐度或圓柱型分離網(wǎng)的自然磨損。
5.2海綿球在膠球收集腔中，在回水收球壓差的動(dòng)能作用下，與膠球收集腔內(nèi)的11個(gè)開孔；5個(gè)止回閥、5個(gè)濾網(wǎng)之間發(fā)生摩擦撕扯，這種異常撕扯摩擦直到冷卻泵停機(jī)，事故磨損才會(huì)停止。
5.3每天幾十次擠壓穿過5個(gè)止回閥的異常磨損，加速了海綿球損耗。
以上磨損都是事故磨損，事故磨損是自然磨損量的數(shù)十倍，快速磨損的海綿球，數(shù)量和外徑迅速減小，難以確保海綿的連續(xù)清洗，降低了海綿球清洗的節(jié)能效果。
6、左右分區(qū)引流送球功能，造成送球死角，不能均勻送球，弊大于利。
引流電動(dòng)閥的頻繁動(dòng)作，故障增加。海綿球在膠球收集腔內(nèi)做不必要的水平調(diào)動(dòng)，磨損加大。
當(dāng)海綿球進(jìn)入冷凝器進(jìn)水腔后，在進(jìn)水突擴(kuò)旋流作用下，撞向左右分區(qū)及上下隔板上，又以相同角度鏡像反彈，所以緊貼左右分區(qū)及上下隔板根部的銅管進(jìn)球的機(jī)率反會(huì)減小，造成陰影區(qū)銅管成為送球盲區(qū)洗刷不到。所以左右分區(qū)引流送球的機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)，弊大于利。
7、所設(shè)觀球器，不能在線觀測(cè)送回球工況和海綿球磨損狀況。
觀看海綿球狀況和數(shù)量，靠動(dòng)手打開收球閥，放水閥，放掉部分水，方得一見?？赐旰笫謩?dòng)關(guān)閥，打開高壓閥，海綿球才能回到原處。這樣的觀球器設(shè)計(jì)與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)比；操作麻煩、浪費(fèi)水，不實(shí)用。
8、系統(tǒng)復(fù)雜。制作、維修難度大、并要停機(jī)，設(shè)備故障率高。
在如此窄小的端蓋內(nèi)，制作、組裝如此多而復(fù)雜的機(jī)件、管路、閥門、管件，難度是很大的。而這些機(jī)件、閥門、部件、濾網(wǎng)等有一處出現(xiàn)故障，整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)功能異常或癱瘓。如空調(diào)機(jī)組沒設(shè)備用，則空調(diào)系統(tǒng)癱瘓。拆裝維修專業(yè)性強(qiáng)，難度大，成本高。還要停機(jī)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天。另對(duì)≤300RT以下小主機(jī)小端蓋頭，根本無(wú)法裝得了這么多且復(fù)雜的機(jī)構(gòu)！
- “雙流程封頭箱”的額外耗能！
“封頭箱”本想回避一個(gè)回路在線清洗的五項(xiàng)殘缺之苦，發(fā)球機(jī)功率由原3-7.5kw變為0kw；送回球由原一個(gè)回路變為6個(gè)回路！未能從流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)的基本原理上找到科學(xué)的途徑，回到“一代三型”技術(shù)的上下管段壓差送回球的老路！為了制造這個(gè)壓差，串聯(lián)了送回球2個(gè)壓差和約100KP，使冷卻泵多耗能約30%！設(shè)冷卻泵N=75KW，H=28M，每年運(yùn)行6000h；安裝“雙流程封頭管箱”后，冷卻泵每年多耗電135000KWh！設(shè)主機(jī)功率650kw，因水阻加大流量驟減，冷卻不良，而造成冷凝溫度上升2℃，則主機(jī)多耗能6%，每年多耗電210600kwh！兩項(xiàng)合計(jì)每年多耗電345600kwh！按每370g/kwh標(biāo)煤計(jì)，1000臺(tái)雙流程封頭管箱，每年多排放CO?為3424864.87噸！
如果在“雙流程封頭管箱”的冷卻水進(jìn)出水腔各裝一個(gè)壓力表，與冷卻水進(jìn)出管原設(shè)壓力表值對(duì)照，可以讀出“封頭管箱”的送回球兩個(gè)壓差）。這是為了滿足送回球動(dòng)能制造的壓差?P=(P?-P?)+(P?-P4)≈100KP,即水阻=10m！
從本案例看，在什么情況下可以不死機(jī)？當(dāng)拆掉“雙流程封頭箱”，恢復(fù)原空調(diào)機(jī)冷凝器端蓋，冷卻泵揚(yáng)程H=20m，功率P=55KW，系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。當(dāng)改裝為雙流程封頭箱后，冷卻泵揚(yáng)程必須改為H≥28m，功率P=75KW！否則空調(diào)主機(jī)因冷卻水欠流量而高壓保護(hù)！由此可知安裝“封頭箱”冷卻泵揚(yáng)程要加8~12m！結(jié)論；安裝了雙流程封頭箱有兩種結(jié)果，1、空調(diào)主機(jī)死機(jī)！2、冷卻泵多好電30%，主機(jī)多耗電約6%。二者必居其一。
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