凝器自動清洗“雙流程封頭管箱”的水阻、球損、故障率和實用性的討論

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冷卻泵、制冷機耗能的影響，海綿球的事故磨損，膠球收集腔、鴨嘴收發(fā)球水道等機構(gòu)的故障率，死機的原因和不死機的條件。揭示了該系統(tǒng)仍處在課題研究階段，實際應(yīng)用還要解決的幾個問題

《一個回路的冷凝器自動清洗與二個回路水阻、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封頭箱內(nèi)，這些問題是怎么解決的？”有一種社會責(zé)任！經(jīng)梳理，試從幾個方面分析論證：

1、雙流程封頭管箱的送球線路及其水阻：。

冷卻進水管→收發(fā)球電動閥→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→冷凝器進水腔。

設(shè)進水管3處壓力為P₁，膠球收集腔6處壓力為P_1-1，冷凝器進水腔壓力為P₂，當P₁＞P_1-1＞P₂，P₁- P₂≥30kp時，發(fā)球止回閥打開，海綿球才能由膠球收集腔6定向進入冷凝器進水腔內(nèi)。根據(jù)兩個回路自動清洗的已知運行數(shù)據(jù)，在 “順水推舟”的條件下，送回球加壓泵揚程H=10～16m,可保證送球動作的準確性。雙流程封頭管箱送球壓差應(yīng)≥30kp，才能準確送球，而這個壓差是由所謂“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冷卻泵、空調(diào)主機能耗的影響：

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P₃＞P_4，P₃ -P₄≥30kp時，收球回路中的4個止回閥打開，可收球。同理，根據(jù)已知兩個回路的運行數(shù)據(jù)，雙流程封頭管箱的收球壓差應(yīng)≥30kp才能準確收球，造成收球壓差的主要因素是三個收球網(wǎng)8的水阻決定的。

以上二個送回球壓差串聯(lián)在冷凝器進出水端蓋的兩頭，也是雙流程封頭管箱要準確送回球，必須在冷凝器進出水管之間增加60～120kp的壓差。這個壓降P≥冷凝器的自身壓降。

如果原設(shè)計的冷卻泵并未預(yù)留這個6～12m的揚程，加裝了雙流程封頭管箱后，冷卻水流量會大幅度減少?？照{(diào)主機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，主機電流上升，制冷效率下降，離心機伴隨喘震，進而高壓報警停機！

3、雙流程封頭管箱內(nèi)有11個不同濾網(wǎng)，造成污堵、增加耗能和誤動作。

雙流程封頭管箱內(nèi)11個濾網(wǎng)或沖孔隔板；其中3個收球異型錐網(wǎng)8、3個送球濾網(wǎng)34、2個分區(qū)引流口濾網(wǎng)、一個進水主管濾網(wǎng)36、2個左右分區(qū)送球沖孔隔板、1個觀球器濾網(wǎng)。這些濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)動作失常和冷卻泵多耗能。

4、封頭管箱內(nèi)有6個止回閥、3個電動閥的超常磨損：

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，這些止回閥每天會有數(shù)十次的頻繁開關(guān)動作，其磨損、沖擊遠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，對這類止回閥動作的準確性和磨損都不利。故障損壞后的拆換維修十分困難！

封頭管箱內(nèi)有3個電動閥、電磁閥。按該系統(tǒng)的設(shè)置每天將有幾十次頻繁動作，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能作用下，與膠球收集腔內(nèi)的11個開孔；5個止回閥、5個濾網(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，事故磨損才會停止。

5.3每天幾十次擠壓穿過5個止回閥的異常磨損，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。

引流電動閥的頻繁動作，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，磨損加大。

當海綿球進入冷凝器進水腔后，在進水突擴旋流作用下，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球的機率反會減小，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)引流送球的機構(gòu)與設(shè)計，弊大于利。

7、所設(shè)觀球器，不能在線觀測送回球工況和海綿球磨損狀況。

觀看海綿球狀況和數(shù)量，靠動手打開收球閥，放水閥，放掉部分水，方得一見?？赐旰笫謩雨P(guān)閥，打開高壓閥，海綿球才能回到原處。這樣的觀球器設(shè)計與國內(nèi)外先進技術(shù)比；操作麻煩、浪費水，不實用。

8、系統(tǒng)復(fù)雜。制作、維修難度大、并要停機，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)雜的機件、管路、閥門、管件，難度是很大的。而這些機件、閥門、部件、濾網(wǎng)等有一處出現(xiàn)故障，整個復(fù)雜系統(tǒng)功能異?；虬c瘓。如空調(diào)機組沒設(shè)備用，則空調(diào)系統(tǒng)癱瘓。拆裝維修專業(yè)性強，難度大，成本高。還要停機數(shù)小時甚至數(shù)天。另對≤300RT以下小主機小端蓋頭，根本無法裝得了這么多且復(fù)雜的機構(gòu)！

“雙流程封頭箱”的額外耗能！

“封頭箱”本想回避一個回路在線清洗的五項殘缺之苦，發(fā)球機功率由原3-7.5kw變為0kw；送回球由原一個回路變為6個回路！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！為了制造這個壓差，串聯(lián)了送回球2個壓差和約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℃，則主機多耗能6%，每年多耗電210600kwh！兩項合計每年多耗電345600kwh！按每370g/kwh標煤計，1000臺雙流程封頭管箱，每年多排放CO?為3424864.87噸！

如果在“雙流程封頭管箱”的冷卻水進出水腔各裝一個壓力表，與冷卻水進出管原設(shè)壓力表值對照，可以讀出“封頭管箱”的送回球兩個壓差）。這是為了滿足送回球動能制造的壓差?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？當拆掉“雙流程封頭箱”，恢復(fù)原空調(diào)機冷凝器端蓋，冷卻泵揚程H=20m，功率P=55KW，系統(tǒng)節(jié)能運行。當改裝為雙流程封頭箱后，冷卻泵揚程必須改為H≥28m，功率P=75KW！否則空調(diào)主機因冷卻水欠流量而高壓保護！由此可知安裝“封頭箱”冷卻泵揚程要加8~12m！結(jié)論；安裝了雙流程封頭箱有兩種結(jié)果，1、空調(diào)主機死機！2、冷卻泵多好電30%，主機多耗電約6%。二者必居其一。

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