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一体化泵站冷却水系统改造方案

发布时间:2020-09-18

一体化泵站冷却水系统改造方案
一、改造目的:
1.将冷却塔全部撤离房顶,防止造成锈蚀和坍塌。
2.保证各系统冷却效果。改善各系统冷却效率。
3.使用节能部件及节能控制,降低能耗。
二、污水提升泵站现状:
现互感器公司共有10套干燥系统、3套注油系统,其共使用4套冷却水系统做工艺降温。冷却水系统配置为循环水泵(管道泵)、冷却塔、水箱三大件组成,现个干燥罐冷却水系统配置。
三、现状
由于冷却塔回水无主动动力,冷却塔要高于水箱,加之各干燥罐相继投运,无法整体布局,致使各冷却塔分布于房顶各处,水箱布局分散。存在较大缺点:
1.房顶放置冷却塔受阳光直射,散热效率低。
2.冷却塔放置房顶,溅水后腐蚀房顶结构造成漏雨,影响房顶承重结构产生安全隐患。

3.水泵,造成泵系统回水压力高,泵进出水口压差小,水泵提供0.3MPA压力,将水提升至房顶,需克服重力做工,将水送至20米(1-4#罐)冷却塔,在冷却系统末端支路用水点进出水压差低于0.05MPA,泵出力仅为额定1/3。

四、方案描述:
1、对于降温系统,存在意义就是提供温度更低的水,流量更大的水,为放大这两种参数,计划将所有水泵、水箱、冷却塔放置与3#门外南侧,总占地面积约10米*9米(可根据实际情况调整)。
2.计划配置:计划将现有的4套冷却水系统,进行优化合并,分成2个冷却系统,共5个支路。
现对两冷却系统进行描述:
系统1:供给1-4#干燥罐、48路注油平台机组、油罐机组降温。分支共两路,常态采用2台50m³/h水泵,合计水流100m³/h,系统进水主管采用DN125(外径140mm)不锈钢无缝管200米,分支管路采用DN80(外径89mm)16米,分支管两回水管路各设流量计,分支管进水路各设阀门用于调节分支流量。保证两条支路均能得到平衡水量。

系统2:供给5-6#干燥罐(含老平台机组)、7-8#干燥罐、CVT干燥注油设备机组降温。分支共3路,常态采用1台50m³/h水泵,合计水流50m³/h,,主管路采用DN125(外径140mm)约244米,分支管路采用DN40(外径48mm)130米。分支管路采用分支管两回水管路各设流量计,分支管进水路各设阀门用于调节分支流量。保证两条支路均能得到平衡水量。并在主管路预留两支路接口。

3.具体电控方案:
设置工控机-PLC控制系统,各支路设流量计、温度计、流量自动调节阀(支路回水管设手动阀门)、水泵冷却塔风机变频器等接入PLC控制,控制方案如下:
①主进水管路设流量计或压力传感器,通过支路流量和或压力值控制水泵变频器频率。
②每条支路流量保持基准值12.5m³/h(可前台设定),通过支路回水温度控制电动调节阀阀开度,可设定温度基准值,例如:系统1有两条支路,启动1台泵,变频器50hz,水泵流量50m³/h。假定设置两支路回水温巡检值35℃±3℃(温度A),若现检测水温25℃,则流量计控制自动调节阀调至流量最小设定值12±2m³/h,然后温度巡检值(温度B)每10s刷新1次,60s与(温度A)对比一次,温度B不大于温度A,则阀开度持续此值;温度B大于温度A,则阀开度调整,流量增加5m³/h,然后温度巡检值(温度C)每10s刷新1次,60s与(温度A)对比一次,如此循环直至调整阀开度到最大或回水温度小于设定值A。工控系统可手动关闭支路调节阀。
③支路回水水温大于45℃(可前台设置)持续5min以上,开启第二台水泵降温,同时启动冷却塔风机降温,直至支路回水水温不大于45℃持续10min以上关闭第二台水泵、关闭冷却塔风机。
④检测水箱中部水温,水温高于38℃(此值可设定)所有冷却塔风机开启,低于30℃(此值可设定)所有冷却塔风机关闭,冷却塔风机电机均配置变频器控制。
⑤水箱或水泵吸水管路、水箱补水管路增加水质电导率检测装置,数据传输至工控机,具备RS485通讯协议及4-20mA输出。可在工控机设定电导率报警阀值,超出参数后声光报警,用于检测水质。
⑥工控机位置放置于6#干燥罐北侧,中控主机设置不少于3个RS485通讯接口,plc选用西门子正品,开关量点预留不小于10个,模拟量点预留3个,声光保证在车间100米范围内可容易听到。

⑦水泵房(含水泵及冷却塔风机)主电源设电容补偿柜,具备自动投放功能,补偿功率因数控制在0.9-0.95。水泵及风机电机均选用符合二级能耗节能标准。

4.管路布置要求
要求管路使用SUS304不锈钢材质管路及管件,主管路壁厚不低于4mm,支路壁厚不低于3mm。管路弯头采用慢弯连接(如双45°弯头连接),管路支撑均焊接于钢结构立柱,强度满足管路及满水后总重量(焊接件均采取镀锌防腐处理,钢构焊接处油漆处理,颜色无明显色差)。流量计、热电偶、调节阀均布置于离地1.2-1.5米处,方便观察及更换。
室外管路使用不锈钢铠装保温,保温材质使用橡塑海绵,橡塑海绵厚度不低于20mm,并实现零下25℃无结冰。
需方指定各支路用水点接口位置,供方根据现场情况制定管线布置方案,保障管路与其他管线及设备无干扰,无安全隐患、美观实用。
5.玻璃钢水箱要求:
采用直径3.2米,长度6米玻璃钢水箱,罐体最薄点厚度不小于15mm。
①取水口:高出箱顶600mm,用于连接水泵进口,3根取水管管径140mm(带法兰),深入水箱2.9米。
②人孔:罐体顶端设1.2米圆管,高出箱顶600mm。用于人员进入罐内清理,清理时在房顶专用吊点(吊点牢固可靠,可承重300KG以上)挂软梯及防坠器。平时人孔使用法兰进行封堵,封堵法兰设DN32呼吸弯管。
③回水口:高出箱顶600mm,用于连接冷却塔回水管。2根外径168mm管(管口带法兰),与深入水箱100mm以内。
④液位计接口:高出箱顶600mm,用于放置液位计,液位计总长在3.3米,有效测量高度在2.9米。使用外径100mm管,管口带法兰,工控机操作系统可设置水位高低点,液位低点补水电磁阀开启补水(补水口与冷却塔回水管共用接口),液位高点电磁阀关闭,停止补水。系统可设置报警低水位阀值,进行报警。补水口设流量计检测补水量及无水报警。
6.水泵:
配备5台水泵,水泵离地250-350mm,设支撑架,配置:≥50m³/h,扬程≥40m,卧式水泵,轴向进水,径向出水,带单向(止回)功能。系统1三台对齐放置,进水口朝向水箱方向,并联接入取水口1,并联管路各设蝶阀,出口并联汇总后主管出泵房(各支路同样设蝶阀),系统2 两套水泵对齐放置,并与系统1水泵组轴向错位300mm布置,水管连接方式同系统1.各水泵间隔500mm布置。取水口2作为预留使用。在中控程序可设置同系统多台泵交替运行,可设置循环周期。系统2主管路设排水口,用于水箱清理排水用。
7.水泵房:
内部尺寸长宽高6m*5m*2.5m,水泵房设水冷风管机(如下图),夏季风管机内水自系统2水泵出水主管引入,水冷风机出水管流回水箱,这样水箱内30摄氏度以内的水可对泵房环境降温;冬季风管机进水接系统2回水管,干燥罐降温或泵组降温的水(高于20℃)给泵房提高温度,防止泵房内设备及管路冻伤或结冰怠工。

泵房地面:泵房地面高于户外地面200mm,泵房内部地面硬化厚度200mm,并编制钢筋骨架,防止水箱周边回填土发生沉降后泵房出现开裂倾斜造成水箱各出口损伤(或水箱各接口周边200mm范围内使用软土回填,不做硬化)。泵房外(或水箱预埋范围外1米)使用100mm厚混凝土找平用于放置冷却塔等设施。

8.冷却塔:如下图布置,冷却塔距泵房2米,回水管路接入泵房回水口。冷却塔风机配变频器,减少风机启停电能损失并保护电机。
冷却塔支撑结构应使用不锈钢材质或壁厚不小于3mm管材,表面镀锌处理。
根据现场情况供方可提出更改冷却塔型号,确保冷却塔溅水或水损小于1m³/天。
注:玻璃钢水箱预埋方法如下:  
①地基处理。使用3:7灰土处理地基。做混凝土垫层,厚度在25cm;然后在垫层上面铺25—35cm细沙。
②水箱吊装落位。按照进出水方向将水箱平稳放入基坑,绳索固定在水箱的检查孔位置位置。
③回填。一般使用好土或细沙回填,分层回填,每层用水殷实,坚决不能使用包含砖头、石块等尖锐锋利物体的介质回填。回填至水箱直径的三分之二高度,人工夯实,条件不允许也可使用小型电动土夯进行夯实砸匀,在夯实过程中切勿触碰水箱。
④注水。加水至水箱高度三分之一左右的位置,以免造成负压对水箱产生损坏。

⑤回填。继续使用好土或沙回填至水箱顶部,预留出进、出水管道连接位,继续夯实,此时一定注意不可使用任何工具,必须全部人工。

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