循環(huán)供水系統(tǒng)在工業(yè)項目及生活供水項目中的應用
2013/6/25 15:35:33??????點擊：
循環(huán)供水系統(tǒng)在工業(yè)項目及生活供水項目中的應用
工業(yè)項目中，根據不同的工程實際，對循環(huán)供水和冷卻供水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)的水質問題等，應引起重視和警覺。要從節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，降低投資規(guī)模，減少運行費用，簡化管理工作，應地制宜是很有必要的。
關鍵詞：循環(huán)供水系統(tǒng)選擇應地制宜。工業(yè)項目中，循環(huán)供水系統(tǒng)不僅占給、排水工程費用比例較大，而且也較容易出現(xiàn)問題，由此帶來的資源浪費以及對運行管理帶來的諸多不便是不容忽視的。
下面就幾種具體的情況和實例，談談粗淺的認識。有的循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)，其冷水泵采用變頻控制供水，而其熱水泵則采用恒速供水。當用水設備不能滿負荷運行時，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，因此在設計中更應引起大家的重視和警覺。針對這種情況，一個簡單可靠的辦法是：冷水池溢流水進入熱水池，前者多得到的，原物奉還給后者，使循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)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，其出水管上的止回閥自動關閉，水泵是不通流的，但并不是說，任何情況下，當水泵不運行時，就沒有流量通過。對于循環(huán)供水系統(tǒng)，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，要分兩種情況：其一，當回水利用余壓，回至原處時，水泵不運行，就沒有流量通過。其二，當回水無壓，回流至位置較低的熱水池時，如果用水設備進口上的閥門未關，當水泵不運行時，仍然有流量通過（位差，即重力勢能在自發(fā)工作），只不過是以遠低于設計流量的小流量通過罷了。這時會出現(xiàn)大家誰也不愿看到的一幕：熱水池不斷溢流，自來水則通過浮球閥不停地補進，一晚上下來，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，當無場地或有外觀要求，只能設置在屋面時，應同時設置冷水池，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閥（冷水泵進、出口或設備進口上的任何一處的閥門），這種情況也是可以避免的，但這無疑增加了管理難度，可靠性也會降低。
循環(huán)水系統(tǒng)補充水，如直接補到冷卻塔底盤內，水面的波動導致浮球閥忽悠忽悠的，折騰久了，不壞也難。事實上，補水浮球閥是易損件之一。當采用液位自動控制，通過水泵補水時，液位控制浮球也會由于水面的飄忽不定，控制精度大大降低。如能加個補水箱，則象給浮球閥或液位控制浮球開辟了一個“避風港”，其工況相對平穩(wěn)多了。循環(huán)水系統(tǒng)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，設備的實際承壓能力不能忽視。這時，為安全起見，循環(huán)水泵的設置位置宜在冷水機組之后。
曾有一個工程項目，試運行時，空調冷凍機組頻頻報警停機。經與設備生產廠家“會診”，方知原委。原來，為了提高市場競爭力，生產廠家經過改良，使正常的啟動時間（室內達到設計溫度所需的時間）大大縮短，成為該產品的亮點和賣點，也恰恰是該亮點成為設備正常運行的障礙。啟動時間的縮短，代價是啟動時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。由于生產廠家提供的產品說明書中給出的循環(huán)冷卻水量為正常運行狀況下的流量值，導致啟動時冷卻水溫升遠超過設計值，冷卻塔降不了那么多，致使冷凍機組冷卻進水溫度逐級升高，達到設定的警戒溫度便出現(xiàn)報警停機。查明原因后，在原設計冷卻塔底盤已加深的基礎上，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水溫度的升高勢頭，使啟動得以正常實現(xiàn)。為了充分發(fā)揮水箱貯水的緩沖效應，水箱進、出水管位置應盡量對角布置。水箱容積應在滿足正常啟動的前提下加以控制。
循環(huán)水系統(tǒng)的無壓開放式回水，水質保證很重要，尤其是對于軟水循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)。回水管路上如設置普通的檢查井，無疑于“開門揖盜”，雨水、泥水、地下水都有可能滲透進入回水系統(tǒng)，降低循環(huán)供水系統(tǒng)水質。可將回水系統(tǒng)改為封閉式，將檢查井改為檢查口井，并在每個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圍環(huán)境的影響，如應遠離對噪聲環(huán)境要求較高的區(qū)域，并保證漂水不影響周圍窗戶的正常使用外，還應充分考慮周圍環(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擴散，不產生回流影響，并保證能吸入足量的未被污染的冷空氣。從這個角度出發(fā)，冷卻塔進風側距周圍實體的距離不宜小于冷卻塔進風口高度的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(qū)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(wèi)生間風道、排水系統(tǒng)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側。必要和可能時，可將通氣管、煙道和風道的排放口引至它處。當水質不潔時，比如開式循環(huán)水系統(tǒng)，或某些低質（經簡單沉淀處理的地表水或中水）用水場所，當部分設備需要減壓時，不宜采用減壓閥，以防減壓閥傳導管路因經常發(fā)生堵塞而影響正常使用。常遇到循環(huán)水系統(tǒng)要求水質不一樣的情形，比如一個要求軟水，一個自來水便可。一般都將其分為兩個獨立的、不同水質的供水系統(tǒng)。但當水質要求較低的系統(tǒng)水量相比很小時，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，方便運行管理，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用較高的水質，即合并采用一個軟水循環(huán)系統(tǒng)。
空調循環(huán)水系統(tǒng)與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)宜分開設置。空調循環(huán)水系統(tǒng)一般只在夏季運行，如與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)合并設置，在其它季節(jié)，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、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，分開設置可減少互相制約和影響。
當循環(huán)供水系統(tǒng)增加用水設備，或用水設備用水量有所增加，使系統(tǒng)循環(huán)用水量超過原有設計供水能力，但不是太多時，改造、更換或增加冷卻塔、循環(huán)水泵，一般比較容易實現(xiàn)。但循環(huán)系統(tǒng)管路有時卻比較棘手，尤其是管線較長，穿越廠區(qū)多條道路時。供水管倒不太成問題，水泵揚程進行適當?shù)奶嵘托辛恕；厮苤匦路笤O似乎不太現(xiàn)實和經濟，有時工期也不允許。“車到山前必有路”，流不及，水位便自然雍高，位勢隨之自然提高。其結果，雖然動不了自然坡度，卻造就了一個水力坡度。
循環(huán)水補充水管由外網直接補水時，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(jié)原因不用時污染飲用水質。
空調循環(huán)供水系統(tǒng)補水泵與生活供水泵宜分開設置。由于空調循環(huán)供水系統(tǒng)有季節(jié)性，當季節(jié)變換時，水泵可能不在高效段運行。同時浮球閥也是易損件，分開后，可取消浮球閥，改為由冷卻塔底盤或循環(huán)水池、補水箱內的水位自動控制補水。
當循環(huán)供水系統(tǒng)服務范圍大、管路較長時，一定要考慮管路的壓力平衡問題，以防水量分配的過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(tǒng)。循環(huán)水同程式循環(huán)管路布置。當回水采用開放式無壓回水時，則無必要采用同程式。有的設備因內部泄了壓（如噴霧冷卻），出水無壓。當系統(tǒng)大部分回水有壓時，為了節(jié)能，循環(huán)供水系統(tǒng)應分為有壓回水（直接上塔）和無壓回水兩個系統(tǒng)。但當有壓回水只占很小一部分時，為了節(jié)省占地，節(jié)約一次投資，節(jié)省運行費用，循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用開式回水系統(tǒng)。
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壓，整個系統(tǒng)采用無壓回水時，為減小上游管道管徑，并減小整個系統(tǒng)管道埋深，進而提高熱水池標高，節(jié)約投資和運行費用，可采用有壓和無壓混用，即上游管段采用有壓回水，下游管段采用無壓回水。
當某些用水量較大的有壓出水設備處于無壓回水系統(tǒng)管段的下游時，其形成的雍水會阻隔上游回水的平穩(wěn)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，是需要付出代價的（冷卻塔、水泵等的一次投資和經常性的運行、管理費用），而后者則是不同使用主體的重復（延續(xù)）使用，基本上是“空手套白狼”，更具優(yōu)勢。因此，根據不同的工程實際，確定是采用循環(huán)供水還是循序供水，對于降低投資規(guī)模，減少運行費用，簡化管理工作，是很有必要的。
舉個例子：某熱、表處理車間，電鍍生產線（表面處理）生產用水量為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。本車間熱、表處理工段工作班次一致，生產過程中均為連續(xù)用水，且用水時段基本吻合。方案一：熱處理工段采用循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)，表面處理工段冷、熱水槽采用自來水直流供水系統(tǒng)；方案二：采用循序供水系統(tǒng)，熱處理工段由自來水直接供水，其冷卻出水接著進入表面處理工段熱水槽，表面處理工段冷水槽則采用自來水直流供水系統(tǒng)。方案二系統(tǒng)簡單，不僅省去了冷卻塔、水泵等的一次投資，節(jié)省了經常性的運行、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(jié)省了加熱蒸汽量，節(jié)約了能源，可以說一石擊二鳥。對比之下，方案二顯然優(yōu)于方案一。但方案二的關鍵是兩個工段的同步問題，當然，做到完全同步不太現(xiàn)實。當表面處理工段用水時段比熱處理工段長時，其單獨用水時段，水從熱處理工段空走一趟，對系統(tǒng)無甚影響。但當熱處理工段用水時段比表面處理工段長時，其單獨用水時段，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，熱水槽配水管上不宜裝閥門，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，這時熱水槽配水管上則宜裝閥門，水箱的溢流水應考慮它用。
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