Жесткость охлаждающей воды в регионах АСЕАН: прогнозирование повышения падения давления из-за загрязнения трубок конденсатора в винтовых чиллерах

Твердость охлаждающей воды в регионах АСЕАН: прогнозирование падения давления

Руководство по инженерному выбору, основанное на параметрах теплообменника корпуса и трубки и эксплуатационных предельных условиях

Твердость воды - это не переменная, а границы, установленные в конструкции

В регионах АСЕАН (Тайланд, Вьетнам, Индонезия, Филиппины) и Южной Азии (Индия, Бангладеш) вода для охлаждения обычно извлекается из поверхностных или мелких подземных вод.Общая твердость (в виде CaCO3) часто колеблется в пределах 200-400 мг/л., с сезонными циклами сухости и влажности, вызывающими значительные колебания качества воды.

Для водоохлаждаемых винтовых холодильников цикл воды со стороны конденсатора работает не в "стандартных условиях", а скорее в "изменных условиях качества воды"." В PDF четко указано, что конденсатор серии SHWE основан на факторе загрязнения 0.00025 ft2·°F/Btu (эквивалентно 0,0440 m2·°C/kW).Это значение представляет собой предопределенную границу терпимости для деградации теплопередачи во время фазы отбора.Если фактическая твердость воды на месте приводит к тому, что тепловое сопротивление загрязнения превышает это заданное значение, прямое физическое следствие - повышение температуры и давления конденсации, заставляя компрессор увеличивать дифференциал разряда давления для поддержания мощности холодильника.

Технические последствия загрязнения: от ослабления теплопередачи до падения давления

Загрязнение трубки оказывает негативное влияние на производительность холодильника в двух различных измерениях, которые инженеры отбора и команды О&М должны рассматривать отдельно:

Размер 1: повышенное тепловое сопротивление (уменьшение эффективности).На внутренней стенке трубки накапливаются отложения шкала (преимущественно смеси карбоната кальция и силиката).напрямую повышает сопротивление теплопередачи между стенкой трубы и потоком водыЭто проявляется как расширение температуры подхода конденсатора, т.е. разница между температурой насыщения конденсатора хладагента и температурой выхода охлаждающей воды превышает проектное значение.

Размер 2: Непланированное падение давления (риск безопасности потока).При такой же скорости потока воды скорость увеличивается, и соответственно возрастает сопротивление трению.См. данные о падении давления на стороне воды конденсатора для каждой модели в PDF на странице 10, модель SHWE 210H показывает 43,2 кПа в стандартных условиях, в то время как SHWE 300H показывает 41,2 кПа. Эти значения падения давления соответствуют результатам испытаний чистой трубки.Когда толщина слоя шкала достигает 0.2·0,3 мм, измеренное падение давления может дрейфовать вверх более чем на 30·50 кПа над исходной чистотой (процент не указан;это качественная проекция, чтобы подчеркнуть необходимость адекватного маржа головки насоса при выборе).

Профилактические стратегии: от выбора материала до геометрии каналов потока

На этапе отбора необходимо принимать меры по борьбе с риском загрязнения с помощью следующих трех подходов на физическом уровне:

1 Материал труб и обработка поверхности. PDF на странице 8 прямо описывает, что эта серия конденсаторов использует двусторонние усиленные конденсаторные трубы.Двустороннее усиление повышает внутреннюю турбулентность, чтобы уменьшить толщину ламинарного пограничного слоя и задержать отложение неорганической солиДля регионов с твердой водой производители могут дополнительно проконсультироваться с производителем относительно покрытий внутренних стен (например,Купроникелевые или антикоррозионные слои)Однако этот вариант изменяет общий коэффициент теплопередачи и требует перерасчета требуемой площади поверхности теплообмена.

2 Ссылка на проект скорости потока на стороне воды.скорость проектного потока внутри труб обычно находится в пределах 1.5×2.5 м/с. Этот диапазон скоростей поддерживает эффекты самоочистки (предотвращение осаждения частиц), избегая при этом чрезмерного износа или потерь при откачке.рекомендуется поддерживать скорость потока выше 2.0 м/с и использовать регулирующие клапаны или VFD на охлажденных насосах для предотвращения чрезмерно низких скоростей при частичных нагрузках, которые способствуют накоплению осадков.

В разделе "Отпариватель, подверженный наводнению", прямо говорится: "Водяные ящики на обоих концах можно демонтировать, чтобы облегчить техническое обслуживание." Хотя это описание прямо касается испарителяПри выборе необходимо сохранить достаточное пространство для экстракции труб на обоих концах конденсатора.Этот просвет напрямую определяет, можно ли выполнять операции с высоким давлением или очистку щеткой во время последующих циклов технического обслуживания..

Стратегии онлайн-обслуживания: пороги мониторинга параметров и вмешательства

Для существующих проектов, в которых замена труб или покрытия невозможны, рекомендуются следующие три механизма активного обслуживания, основанные на данных:

Во-первых, ежемесячный мониторинг температуры подхода конденсатора.Записывается разница между температурой насыщения конденсатора хладагента и температурой выхода охлаждающей воды.Если температура подхода повышается более чем на 3°C выше исходной линии, установленной при приеме оборудования (это 3°C - общий порог предосторожности в отрасли); пожалуйста, подтвердите конкретные исходные показатели для каждой модели с производителем), необходимо начать химическую очистку (пропуск в сеть с легкими кислотными очистителями) или физическую очистку.

Во-вторых, мониторинг падения давления на стороне воды."Если температура выхода конденсатора превышает 55°C, рекомендуется обратиться к производителю для получения руководства". Этот температурный порог напрямую соответствует потолку давления конденсации,которая неотъемлемо связана с загрязнением трубУстановка постоянных датчиков давления как в точках входа, так и выхода.

В-третьих, вмешательство вверх по течению в очистку воды, образующей охлаждающие башни.Хотя допустимый диапазон температуры входа охлаждающей воды составляет от 19°C до 50°C (PDF стр. 9), твердость воды не защищена этой рабочей оболочкой.Установка обходных стержней (резины ионного обмена) в бассейне охлаждающей башни или на линии заправки для снижения твердости до < 100 мг/л., минимизируя осадки карбоната кальция у источника.

Заключение

Для использования водоохлаждаемых винтовых холодильников в районах с твердой водой в АСЕАН и Южной Азии этап отбора не должен быть ориентирован исключительно на мощность охлаждения (332,6 ‰ 1988 кВт) и COP (5,4 ‰ 5,5 Вт/Вт).Необходимо также учитывать коэффициент загрязнения конденсатора, предварительно установленный на 0.0440 m2·°C/kW, исходный показатель чистого падения давления (41~44 kPa) и максимальный порог температуры конденсации 55°C в качестве критических вспомогательных входных данных.интегрировать смещение температуры подхода и смещение падения давления в рутинные контрольные спискиДля критически важных объектов, таких как солнечные заводы, гостиницы,и стадионы, где непланированные остановки неприемлемы, эта стратегия обеспечивает физическую гарантию, необходимую для предотвращения принудительного снижения рейтинга..