在進(jìn)行工業(yè)廠房工程的施工時(shí)，經(jīng)常遇到將空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔、水泵、冷水機(jī)組等主要空調(diào)設(shè)備全部布置在廠房天面機(jī)房的情形。這種中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于冷卻塔底盤安裝高度的客觀條件限制，冷卻水的回水管道往往貼住天面樓板安裝，當(dāng)冷卻水管進(jìn)入空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)時(shí)，冷卻回水管貼地面布置，結(jié)果造成機(jī)房?jī)?nèi)維修、檢查通道不暢通，水泵入口前的過濾器、排污閥等無法安裝等。為了解決這些難題，我們?cè)陲w利浦半導(dǎo)體(廣東)有限公司的空調(diào)系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)過程中，對(duì)該問題進(jìn)行了研究，在節(jié)約施工成本、保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的前提下，解決了該問題。
空調(diào)系統(tǒng)的概述
飛利浦半導(dǎo)體(廣東)有限公司的空調(diào)系統(tǒng)，冷水機(jī)組裝機(jī)容量4800冷頓。按照原設(shè)計(jì)圖紙，冷卻塔的出水管接到冷卻水回水總管上，冷卻水自流至冷卻水泵，并且使總管坡向水泵，使水泵的葉輪浸在水中，以保證冷卻水泵的正常起動(dòng)、運(yùn)行(圖1、圖2)。該設(shè)計(jì)保證了水泵入口前有一定的水壓，能防止水泵葉輪氣蝕。但缺點(diǎn)也非常明顯，首先是水泵入口前的軟接頭、閥門、過濾器等占用了大量的空間，造成機(jī)房面積要增大，空間利用率低；其次，“Y”過濾器的過濾網(wǎng)更換困難。
系統(tǒng)分析及對(duì)策：
為了保證制冷機(jī)房?jī)?nèi)有足夠的檢查、維修通道，建設(shè)單位要求在空調(diào)機(jī)房的內(nèi)部，將空調(diào)回水總管貼機(jī)房頂部安裝，過濾器、閥門、軟接頭等安裝在冷卻水泵入口的垂直段(圖3)。這樣的管路設(shè)計(jì)，由于冷卻水的回水總管返上去達(dá)到了2.5m，再由支管接到各臺(tái)水泵入口，以下兩個(gè)問題需要解決，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行：
問題一：冷卻水泵啟動(dòng)吸水困難及停泵冷卻塔溢流問題。
由于冷卻水回水管路向上2.5米，為冷卻水回水管的最高點(diǎn)，返上去的管路比冷卻塔的集水盤邊沿還高，因此水泵停止時(shí)，回流的冷卻水必然造成集水盤溢流，造成下一次水泵無法起動(dòng)。因此必須設(shè)法保證停泵后該管段與其它管路充滿水。
經(jīng)過研究，提出三種解決方法。方法一是在冷卻塔的每個(gè)出水口安裝電動(dòng)閥門，保證水泵在停泵前先關(guān)閥門，在水泵起動(dòng)后打開電動(dòng)閥門；方法二是在回水總管上安裝電動(dòng)閥門，在冷卻水泵啟動(dòng)以后打開電動(dòng)閥門，管路正常，在關(guān)閉水泵前先關(guān)閉電動(dòng)閥門，防止高位管道的冷卻水回流，在冷卻塔集水盤處溢出；方案三在冷卻水回水總管裝止回閥，止回閥在水泵起動(dòng)形成負(fù)壓作用下打開，管路正常，在冷卻水泵停止后止回閥快速關(guān)閉，防止高位管道的冷卻水回流。三種方案綜合性能對(duì)比如下：
經(jīng)過對(duì)比分析，我們認(rèn)為方案三在冷卻水回水總管上加裝止回閥的方案比較好，具有成本低，性能可靠的優(yōu)點(diǎn)。
由于本冷卻水系統(tǒng)所選擇的止回閥，主要依靠水泵啟動(dòng)后所產(chǎn)生的負(fù)壓作用使止回閥打開，在水泵停止后，止回閥快速關(guān)閉，防止冷卻水回流，而且密封性能要好，防止高位冷卻水總管的水向下滲漏，因此選擇的止回閥必須有關(guān)閉時(shí)間最短、密封性能最好、打開阻力小的特點(diǎn)。
我們查閱了有關(guān)廠家的止回閥參數(shù)，決定選擇對(duì)夾式止回閥，直徑DN600，工作壓力1.0MPa。對(duì)夾式止回閥的閥瓣關(guān)閉的行程短，只有公稱通徑的1／4，減少了閥瓣的關(guān)閉時(shí)間；啟停泵時(shí)管路系統(tǒng)的水壓，自動(dòng)將閥門的關(guān)閉過程分為快關(guān)與緩閉兩階段，前期以阻隔大量水流的止回為主，后期以卸除水錘峰壓衰減振蕩為主。
問題二：冷卻水總管積氣問題。
由于總管在最高位置處于負(fù)壓狀態(tài)，因此水中析放出來的氣體必然在管內(nèi)越積越多，氣體得不到有效排放，通過的水流量減少，會(huì)造成起動(dòng)和運(yùn)行產(chǎn)生問題。
解決總管積氣問題，根本的解決辦法在于增大管內(nèi)壓力，并及時(shí)排氣。因此我們?cè)诶鋮s水回水總管上安裝了自動(dòng)排氣閥，并在總管上接管到天面水箱中(圖4)。在所有水泵停泵時(shí)，止回閥關(guān)閉，假如機(jī)房?jī)?nèi)冷卻水總管由于止回閥泄漏造成不滿，由高位水箱補(bǔ)充水，將管內(nèi)氣體通過放氣閥排放，保證管內(nèi)灌滿水；另外，通過該水箱補(bǔ)水，起到水泵前定壓的作用。
效果驗(yàn)證：
我們?cè)陲w利浦半導(dǎo)體(廣東)有限公司的空調(diào)系統(tǒng)上采用了以上的設(shè)計(jì)方式，經(jīng)過兩年多來的實(shí)際運(yùn)行，效果良好，沒有發(fā)生過水泵起動(dòng)困難問題；通過對(duì)水泵葉輪的檢查，沒有發(fā)現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。
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