天铁热轧中央空调系统的改造

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 [摘要]  对天铁热轧中央制冷空调系统中遇到的冷冻水泵进出口压力不正常、冷却塔飘水现象、制冷系统技术改造等问题分析论述，提出了相应的措施和解决方法，保证了生产需要。
[Abstract]：For hot rolling central refrigeration and air conditioning system of tiantie met in the import and export of frozen water pump pressure is not normal, cooling tower drifting water phenomena, refrigeration system technical reformation discusses problems such as, puts forward corresponding measures and solutions, ensure the production requirement.
关键词   冷冻水 冷却水 冷却塔 制冷机组 风冷机组 溴化锂  
Key words: chilled water ，cooling water， cooling tower， air-cooled chiller unit LiBr
1 前言
天铁热轧板有限公司共有4座中央空调制冷机房和7台制冷机组。机组制冷量为1284KW，冷冻水输出量220m3/h，冷却水需求量300m3/h，蒸汽需求量1.3t/h。随之配套的还有水泵、过滤器、分水器、集水器、系统自动补水装置等设备，供应热轧生产工艺和办公需要的空调冷水。经过近四年的的运行，主要设备逐渐出现故障或冷却效率降低等问题，本文围绕空调系统运行和调试时存在的问题进行分析，通过技术改造解决了问题与故障，保障了空调系统的正常运行。
2 中央空调系统运行调试
2.1 空调冷冻水泵进出口压力故障分析及处理
在密闭循环的空调冷冻水系统中，循环泵的作用主要是用来克服冷冻水在管网中的流动阻力，其进出口两端的压力差基本等于水泵所提供的扬程。轧钢中央空调系统冷冻水管道打压试验时，将补水阀门关闭。后期整个空调系统运行调试时，冷冻水泵进口压力为0.05MPa，远低于设计压力0.1 MPa，同时系统末端出现不制冷现象。如果水泵长时间在这种状态下运行，水泵将出现汽蚀，叶片将受到严重损坏。而水泵进出口压力不正常的原因有以下几种情况：
（1）系统中拐弯处或高点存有气体。
水路系统怕存气，气路系统怕存水，这是规律。在遇有压力不正常时，应首先检查系统中拐弯处和系统最高点排气装置是否处于正常状态，并拧开风机盘管排气螺丝手动排气。特别要注意立管顶端最易积聚空气，阻碍冷冻水正常流动。其次要检查膨胀水箱内是否有水。膨胀水箱设在系统的最高处，具有容纳系统冷冻水膨胀量和向系统补水的双重作用。如果补水阀被误关闭，水则不能补入系统，这样空气就会进入系统，造成水循环不畅，导致压力不正常。
（2）系统中阀门操作不当，也会造成系统管网阻力不平衡，流量分配不均，从而影响水泵进出口压力不正常。
（3）在许多空调工程中，除在循环泵入口设有大口径过滤器外，同时系统末端风机盘管和空调机处也设有过滤器。这样，过滤器有时多达几百只甚至上千只。如果是无缝钢管预安装再镀锌两次安装的工程中，由于管网受污染的机会小，过滤器堵塞的情况要好些；但是有些一次焊接的工程中管网受污染则要严重些，因此施工时要特别注意施工质量。
（4）在中央空调系统中，如果有多台冷冻水循环泵并联的情况，通常会有备用泵。在调试运用时，要注意备用水泵的进、出口阀门是否关闭，止回阀阀瓣能否复位止回。如果止回阀失灵，其它泵运行时冷冻水就有可能经过备用泵回流，形成短路现象，不仅影响压力，而且浪费能源。
（5）仪表显示有误。在线仪表在安装使用前，必须经过精度和使用范围检测。如果压力表安装时未校对，可能导致表盘显示错误或仪表损坏。这也是压力不正常的一种情况。
经过仔细检查，轧钢中央空调系统施工安装时，由于系统管路较长，是分段冲洗打压的，过滤器没有堵塞现象；水泵进、出口阀门操作也按照常规进行操作，无异常情况；主水泵和备用泵之间的止回阀阀瓣复位正常；所有的自动放气阀安装位置正确，并能正常工作，也排除了系统存在集气现象；压力表经校核显示正常。最后，检查到膨胀水箱时，发现内水箱没有充满水；进一步检查发现，系统补水阀处于关闭状态，这时才想起管道打压试验时临时关闭了补水阀。试压合格后，补水阀忘记了打开，导致系统没能及时补水，最终使水泵进口压力过低。找到原因后，打开补水阀，系统自动补水泵开启。系统充满水之后，水泵进口压力回到设计压力0.1 MPa，系统运转正常。
2.2 冷却塔飘水过大故障分析及处理
2009年8月，热轧公司办公楼中央空调系统设备—700T/h方形逆流低噪冷却塔在运行过程中，发现冷却塔飘水严重。观察运行中的冷却塔，可看到一股白雾冲天而起，并有小水珠飘脸的感觉。出现这种情况原因一般有以下几种情况：
（1）循环水量过大
（2）冷却风机风量过大
（3）填料中有偏流现象
（4）布水装置转速过快
通过检查，发现制冷机组冷凝器进出水压差高达0.15Mpa，说明进出制冷机组水量超出系统额定水流量，冷却水泵运行电流也超过额定电流。而且冷却塔顶布水器喷嘴喷射角度过于朝下，冲击填料层溅激起小水珠，部分水高速喷出后雾化被带出冷却塔，这些是漂水过大的直接原因。由于系统设备全部安装完毕，水泵无法再改动，只有通过阀门调节水流量，将进出水压差调节在0.08MP。同时，调整冷却塔布水器喷射角度向水平方向旋转10度。通过以上措施，冷却塔飘水过大问题终于得到了解决。
3   冷却塔故障处理
    热轧炼钢、连铸办公楼中央空调系统于2007年夏天投入使用。经过近三年的运行，中央空调冷却水系统出现低流量报警，通过分析检查，发现冷却塔填料上覆盖一层水垢，水垢脱落后经管道进入冷却水泵进口过滤器，将过滤器堵死，致使水流量不足。本系统空调冷却水采用的是工业新水，水硬度很高，所以钙、镁离子和部分灰尘混合后附着在填料上，形成一层水垢。最后将冷却塔填料全部更换，同时将冷却水由工业新水改为加药处理后的设备用水，这才将问题解决。热轧公司办公楼由于地域所限，中央空调系统冷却水还在使用工业新水，系统新上了加药装置，投加阻垢剂等化学药品，缓解水垢的凝结。此种方法虽然能起到一定的作用，但是效果仍然比不上经过集中处理的设备用水。
4   空调系统技术改造
4.1 轧钢制冷系统改造
轧钢中央空调系统主要用于轧钢系统各个电气室的制冷。由于轧钢电气室均处于主厂房内，室内电气设备较多，热负荷很大，所以不仅是夏天，冬天也需要进行制冷。这样，在冬天里，制冷机组也要开启制冷模式。但是，由于冬天冷却水温度较低（一般最低的一段时间在12-14℃左右），而制冷主机对冷却水的要求是不低于18℃，所以制冷机在气温最低的一段时间内无法正常使用。前期曾经采用蒸汽加热冷却水的方法，但效果不显著，同时浪费能源；后来，将冷却水管道和冷冻水管道连通，中间用阀门控制，冬天不启动制冷机，直接用低温的冷却水供给用户制冷，这样，不但节约设备用电，同时节约了蒸汽的使用量，可以供给汽轮机发电，可谓一举两得。
4.2 风冷制冷机组技术改造
热轧连铸区域有三台连铸机，配备了三台风冷制冷机组给该区域制冷。2007年5月底调试合格后正常投入运行，正常运转了三年多，2010年8月机组报警并且停止工作。经过对现场情况的了解和设备运行情况分析，找到了具体原因。原来，风冷制冷机组的冷却器采用的是自然风冷却，要求冷却器周围环境温度为不大于42℃。但是由于连铸区域位于主厂房正中，生产的板坯热量高，热辐射大，又是夏季高温期，致使风冷器周围环境温度过高（最高时环境温度可达55-60℃），　使风冷器无法正常换热，设备一直报警，无法正常运行。
对于此类问题，解决的办法一般有两种：一是将风冷器转移至厂房外通风处，远离热辐射，通风条件好，环境温度不大于42℃，系统设备可以连续不断运行。二是将风冷却模式改换为水冷却模式，利用温度稳定、连续不断的冷却水换热，使设备连续不断运行。由于第一种方法管道敷设太长，相对投资大，而且夏天室外气温高时（有时可达40℃以上），设备运行效果也不好，所以相比之下第二种方法比较合理，故采用了第二种方法，解决了风冷器不能正常换热的问题。
5   结束语
热轧中央空调自2007年投用运行至今已近四年，经过技术改造和维护保养，消除了制冷主机的设备隐患，对整套系统的运转起到了积极的作用，保证了热轧板公司生产的需要。