循環(huán)供水系統(tǒng)在工業(yè)項(xiàng)目及生活供水項(xiàng)目中的應(yīng)用
工業(yè)項(xiàng)目中,根據(jù)不同的工程實(shí)際,對(duì)循環(huán)供水和冷卻供水系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)問(wèn)題等,應(yīng)引起重視和警覺(jué)。要從節(jié)省占地,節(jié)約一次投資,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,降低投資規(guī)模,減少運(yùn)行費(fèi)用,簡(jiǎn)化管理工作,應(yīng)地制宜是很有必要的。
關(guān)鍵詞:循環(huán)供水系統(tǒng)選擇應(yīng)地制宜。工業(yè)項(xiàng)目中,循環(huán)供水系統(tǒng)不僅占給、排水工程費(fèi)用比例較大,而且也較容易出現(xiàn)問(wèn)題,由此帶來(lái)的資源浪費(fèi)以及對(duì)運(yùn)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(rèn)識(shí)。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(dāng)用水設(shè)備不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),結(jié)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(yán)重浪費(fèi)。由于水池一般都在地下,其浪費(fèi)具有隱蔽性,不易被發(fā)覺(jué),因此在設(shè)計(jì)中更應(yīng)引起大家的重視和警覺(jué)。針對(duì)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(tǒng)的水量達(dá)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(yùn)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(dāng)水泵不運(yùn)行時(shí),就沒(méi)有流量通過(guò)。對(duì)于循環(huán)供水系統(tǒng),當(dāng)水泵從較高的位置抽水(比如冷卻塔設(shè)在低層建筑屋面,而水泵設(shè)置在地面),將水輸送至較低的用水設(shè)備時(shí),要分兩種情況:其一,當(dāng)回水利用余壓,回至原處時(shí),水泵不運(yùn)行,就沒(méi)有流量通過(guò)。其二,當(dāng)回水無(wú)壓,回流至位置較低的熱水池時(shí),如果用水設(shè)備進(jìn)口上的閥門(mén)未關(guān),當(dāng)水泵不運(yùn)行時(shí),仍然有流量通過(guò)(位差,即重力勢(shì)能在自發(fā)工作),只不過(guò)是以遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)流量的小流量通過(guò)罷了。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)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(bǔ)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(yīng)將冷卻塔置于地面高度,當(dāng)無(wú)場(chǎng)地或有外觀要求,只能設(shè)置在屋面時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置冷水池,以便將冷水泵吸水管的位差(勢(shì)能)消除。當(dāng)然,如果能保證停泵即關(guān)閥(冷水泵進(jìn)、出口或設(shè)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(tǒng)補(bǔ)充水,如直接補(bǔ)到冷卻塔底盤(pán)內(nèi),水面的波動(dòng)導(dǎo)致浮球閥忽悠忽悠的,折騰久了,不壞也難。事實(shí)上,補(bǔ)水浮球閥是易損件之一。當(dāng)采用液位自動(dòng)控制,通過(guò)水泵補(bǔ)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(bǔ)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(duì)平穩(wěn)多了。循環(huán)水系統(tǒng)的“體外”補(bǔ)水。
循環(huán)水泵設(shè)在冷水機(jī)組前還是后?
如果冷卻塔設(shè)在地坪上或屋頂高度有限,循環(huán)水泵自然是設(shè)在冷水機(jī)組前。如果冷卻塔高高在上,再把循環(huán)水泵設(shè)在冷水機(jī)組前,將使設(shè)備的循環(huán)管路承受較高的水壓,設(shè)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(shè)置位置宜在冷水機(jī)組之后。
曾有一個(gè)工程項(xiàng)目,試運(yùn)行時(shí),空調(diào)冷凍機(jī)組頻頻報(bào)警停機(jī)。經(jīng)與設(shè)備生產(chǎn)廠家“會(huì)診”,方知原委。原來(lái),為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,生產(chǎn)廠家經(jīng)過(guò)改良,使正常的啟動(dòng)時(shí)間(室內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)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(shè)備正常運(yùn)行的障礙。啟動(dòng)時(shí)間的縮短,代價(jià)是啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)短期運(yùn)行負(fù)荷的大幅提高,達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后,運(yùn)行負(fù)荷才降至正常水平。由于生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中給出的循環(huán)冷卻水量為正常運(yùn)行狀況下的流量值,導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)冷卻水溫升遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值,冷卻塔降不了那么多,致使冷凍機(jī)組冷卻進(jìn)水溫度逐級(jí)升高,達(dá)到設(shè)定的警戒溫度便出現(xiàn)報(bào)警停機(jī)。查明原因后,在原設(shè)計(jì)冷卻塔底盤(pán)已加深的基礎(chǔ)上,又并聯(lián)了一座水箱,使冷卻塔出水與水箱內(nèi)足量的貯水緩沖,大大遏制了冷凍機(jī)組進(jìn)水溫度的升高勢(shì)頭,使啟動(dòng)得以正常實(shí)現(xiàn)。為了充分發(fā)揮水箱貯水的緩沖效應(yīng),水箱進(jìn)、出水管位置應(yīng)盡量對(duì)角布置。水箱容積應(yīng)在滿(mǎn)足正常啟動(dòng)的前提下加以控制。
循環(huán)水系統(tǒng)的無(wú)壓開(kāi)放式回水,水質(zhì)保證很重要,尤其是對(duì)于軟水循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)?;厮苈飞先缭O(shè)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(tǒng),降低循環(huán)供水系統(tǒng)水質(zhì)??蓪⒒厮到y(tǒng)改為封閉式,將檢查井改為檢查口井,并在每個(gè)井內(nèi)加設(shè)一根通氣管,以不改變其重力流狀態(tài)。冷卻塔在屋面的設(shè)置位置,除了要考慮冷卻塔對(duì)周?chē)h(huán)境的影響,如應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)噪聲環(huán)境要求較高的區(qū)域,并保證漂水不影響周?chē)皯?hù)的正常使用外,還應(yīng)充分考慮周?chē)h(huán)境對(duì)冷卻塔的不利影響,應(yīng)能保證其上方的濕熱空氣及時(shí)擴(kuò)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(cè)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(qū)的“L”形、“U”形、“E”形、“H”形建筑物屋面的凹窩處,且盡量遠(yuǎn)離熱源(如散熱器)、廢氣(如衛(wèi)生間風(fēng)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(fēng)側(cè)。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(dāng)水質(zhì)不潔時(shí),比如開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng),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(dāng)部分設(shè)備需要減壓時(shí),不宜采用減壓閥,以防減壓閥傳導(dǎo)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(tǒng)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(dú)立的、不同水質(zhì)的供水系統(tǒng)。但當(dāng)水質(zhì)要求較低的系統(tǒng)水量相比很小時(shí),為了節(jié)省占地,節(jié)約一次投資,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,方便運(yùn)行管理,循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用較高的水質(zhì),即合并采用一個(gè)軟水循環(huán)系統(tǒng)。
空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)宜分開(kāi)設(shè)置。空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)一般只在夏季運(yùn)行,如與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)合并設(shè)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(diào)配。另外,給水水質(zhì)、水溫要求、水壓要求、內(nèi)部水損、供水方式、供水安全等方面也有諸多不同,分開(kāi)設(shè)置可減少互相制約和影響。
當(dāng)循環(huán)供水系統(tǒng)增加用水設(shè)備,或用水設(shè)備用水量有所增加,使系統(tǒng)循環(huán)用水量超過(guò)原有設(shè)計(jì)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(xiàn)。但循環(huán)系統(tǒng)管路有時(shí)卻比較棘手,尤其是管線較長(zhǎng),穿越廠區(qū)多條道路時(shí)。供水管倒不太成問(wèn)題,水泵揚(yáng)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘托辛?。回水管重新敷設(shè)似乎不太現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì),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(shì)隨之自然提高。其結(jié)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(bǔ)充水管由外網(wǎng)直接補(bǔ)水時(shí),宜單獨(dú)設(shè)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(bǔ)充水管因季節(jié)原因不用時(shí)污染飲用水質(zhì)。
空調(diào)循環(huán)供水系統(tǒng)補(bǔ)水泵與生活供水泵宜分開(kāi)設(shè)置。由于空調(diào)循環(huán)供水系統(tǒng)有季節(jié)性,當(dāng)季節(jié)變換時(shí),水泵可能不在高效段運(yùn)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(bǔ)水箱內(nèi)的水位自動(dòng)控制補(bǔ)水。
當(dāng)循環(huán)供水系統(tǒng)服務(wù)范圍大、管路較長(zhǎng)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(yīng)設(shè)計(jì)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(dāng)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(shè)備因內(nèi)部泄了壓(如噴霧冷卻),出水無(wú)壓。當(dāng)系統(tǒng)大部分回水有壓時(shí),為了節(jié)能,循環(huán)供水系統(tǒng)應(yīng)分為有壓回水(直接上塔)和無(wú)壓回水兩個(gè)系統(tǒng)。但當(dāng)有壓回水只占很小一部分時(shí),為了節(jié)省占地,節(jié)約一次投資,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,循環(huán)供水系統(tǒng)統(tǒng)一采用開(kāi)式回水系統(tǒng)。
當(dāng)部分設(shè)備距離較遠(yuǎn),用水量較小,且出水有壓,而下游大量用水設(shè)備出水無(wú)壓,整個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)管道埋深,進(jìn)而提高熱水池標(biāo)高,節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)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(dāng)某些用水量較大的有壓出水設(shè)備處于無(wú)壓回水系統(tǒng)管段的下游時(shí),其形成的雍水會(huì)阻隔上游回水的平穩(wěn)下行。應(yīng)對(duì)其減小消能處理,或單獨(dú)回?zé)崴亍?/span>
循環(huán)供水與循序供水雖然都是水的重復(fù)利用,但前者是同一使用主體的重復(fù)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(yùn)行、管理費(fèi)用),而后者則是不同使用主體的重復(fù)(延續(xù))使用,基本上是“空手套白狼”,更具優(yōu)勢(shì)。因此,根據(jù)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(duì)于降低投資規(guī)模,減少運(yùn)行費(fèi)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(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(xù)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(tǒng),表面處理工段冷、熱水槽采用自來(lái)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(lái)水直接供水,其冷卻出水接著進(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(tǒng)。方案二系統(tǒng)簡(jiǎn)單,不僅省去了冷卻塔、水泵等的一次投資,節(jié)省了經(jīng)常性的運(yùn)行、管理費(fèi)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(shuō)一石擊二鳥(niǎo)。對(duì)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(dāng)然,做到完全同步不太現(xiàn)實(shí)。當(dāng)表面處理工段用水時(shí)段比熱處理工段長(zhǎng)時(shí),其單獨(dú)用水時(shí)段,水從熱處理工段空走一趟,對(duì)系統(tǒng)無(wú)甚影響。但當(dāng)熱處理工段用水時(shí)段比表面處理工段長(zhǎng)時(shí),其單獨(dú)用水時(shí)段,冷卻出水應(yīng)另考慮出路,以免造成浪費(fèi)。當(dāng)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(shè)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(yīng)考慮它用。