عسر مياه التبريد في مناطق رابطة أمم جنوب شرق آسيا: التنبؤ بارتفاع انخفاض الضغط الناتج عن تلوث أنابيب المكثف في المبردات اللولبية

صلابة مياه التبريد في جميع أنحاء مناطق الآسيان: التنبؤ بانخفاض الضغط وارتفاعه بسبب تلوث أنابيب المكثفات في المبردات المسمارية

دليل اختيار الهندسة على أساس معايير مبادلة الحرارة القشرة والأنابيب وظروف الحدود التشغيلية

صلابة المياه ليست متغيّرة تشغيلية؛ إنها حدود تصميم

في مناطق الآسيان (تايلاند، فيتنام، إندونيسيا، الفلبين) وجنوب آسيا (الهند، بنغلاديش) ، عادة ما يتم استخراج مياه التجميل لأبراج التبريد من المياه السطحية أو المياه الجوفية الضحلة.الصلابة الكلية (ك CaCO3) تتراوح في كثير من الأحيان بين 200-400 mg/L، مع دورات الجفاف الموسمية / الرطبة التي تسبب تقلبات كبيرة في جودة المياه.

بالنسبة للمبردات المبردة بالماء ، لا تعمل حلقة المياه من جانب المكثف في "ظروف قياسية" بل في "ظروف نوعية المياه المتغيرة"." يحدد PDF بوضوح أن تصميم المكثفات سلسلة SHWE يعتمد على عامل التلوث من 0.00025 ft2·°F/Btu (ما يعادل 0.0440 m2·°C/kW). تمثل هذه القيمة الحد المحدد مسبقًا للتسامح لتدهور نقل الحرارة خلال مرحلة الاختيار.عندما تسبب صلابة الماء الفعلية في الموقع في تجاوز المقاومة الحرارية للتلوث هذه القيمة المحددة مسبقاً، والنتيجة الفيزيائية المباشرة هي ارتفاع درجة حرارة التكثيف والضغط ، مما يجبر المكبس على زيادة فرق ضغط التفريغ للحفاظ على طاقة التبريد.

العواقب التقنية للتلوث: من التخفيف في نقل الحرارة إلى الانحراف في انخفاض الضغط

يؤثر التلوث في مجموعة الأنابيب سلبًا على أداء المبرد في بعدين متميزين يجب على مهندسي الاختيار وفرق العمليات والتجهيز معالجتهما بشكل منفصل:

البعد 1: زيادة المقاومة الحرارية (انخفاض الكفاءة).تتراكم رواسب القوالب (أساساً خليطات كربونات الكالسيوم والسيليكات) على جدار الأنابيب الداخلي. التوصيل الحراري للقوالب أقل من 1/50 من النحاس (حوالي 401 واط / م.يرفع مباشرة مقاومة نقل الحرارة بين جدار الأنابيب وتدفق المياهيتجلى هذا في توسيع درجة حرارة مقربة من المكثف، أي أن الفرق بين درجة حرارة تشبع المكثف التبريد ودرجة حرارة منفذ مياه التبريد يتجاوز القيمة المصممة.

البعد 2: ارتفاع غير مخطط له في انخفاض الضغط (خطر سلامة التدفق).يقلل التلوث من مقطع التدفق الفعال داخل الأنابيب. عند نفس معدل تدفق المياه ، تزداد السرعة ، وترتفع مقاومة الاحتكاك وفقا لذلك.الرجوع إلى بيانات انخفاض الضغط على جانب المياه في المكثف لكل نموذج في PDF على الصفحة 10، يظهر نموذج SHWE 210H 43.2 kPa في ظل الظروف القياسية ، بينما يظهر SHWE 300H 41.2 kPa. تتوافق هذه القيم انخفاض الضغط مع نتائج اختبار مجموعة الأنابيب النظيفة.عندما يصل سمك طبقة الحجم إلى 0.2~0.3 ملم، قد يرتفع انخفاض الضغط المقاس إلى أعلى بنسبة تزيد عن 30~50 كيبا فوق خط الأساس النظيف (لا توجد نسبة مئوية).هذا توقع نوعي للتأكيد على الحاجة إلى هامش كاف لرأس المضخة أثناء الاختيار).

استراتيجيات الوقاية: من اختيار المواد إلى هندسة قناة التدفق

يجب التعامل مع التدخل ضد خطر التلوث في مرحلة الاختيار من خلال النهج الثلاثة المادية التالية:

1 مادة الأنبوب ومعالجة السطح. يصف PDF في الصفحة 8 صراحة أن هذه السلسلة من المكثفات تستخدم أنابيب مكثفة مقوية من جانبيين.تعزيز الجانبين يعزز الاضطرابات الداخلية للحد من سمك الطبقة الحدودية اللامينية وتأخير ترسب الملح غير العضوي، في حين أنه يحسن من الخارج معامل نقل الحرارة التكثيفية من جانب المبرد. للمناطق الصلبة للمياه ، يمكن للمحددين استشارة الشركة المصنعة فيما يتعلق بطلاء الجدران الداخلية (مثلطبقات من النيكل النحاسي أو مضادة للتآكل)ومع ذلك ، فإن هذا الخيار يغير معامل نقل الحرارة الإجمالي ويتطلب إعادة حساب مساحة سطح تبادل الحرارة المطلوبة.

2 مرجع تصميم سرعة تدفق الجانب المائي. استنادا إلى معدلات تدفق المياه وأحجام الاتصالات (DN100 إلى DN200) المقدمة في صفحة PDF 10.سرعة التدفق المصممة داخل الأنابيب تقع عموماً ضمن 1.5×2.5 م/ث. هذه النطاق من السرعة يحافظ على تأثيرات التنظيف الذاتي (منع ترسب الجسيمات) مع تجنب التآكل المفرط أو خسائر الضخ.من المستحسن الحفاظ على سرعة التدفق فوق 2.0 م/ث واستخدام صمامات تنظيم أو VFDs على مضخات المياه الباردة لمنع سرعات منخفضة للغاية تحت الأحمال الجزئية، والتي تشجع تراكم الرواسب.

3 توفر أغطية نهاية قابلة للإزالة إمكانية الوصول المادي للتنظيف الميكانيكي. يقول القسم "البخّار المغمور بالمياه" صراحة: "يمكن تفكيك صناديق المياه في كلا الطرفين لتسهيل الصيانة." على الرغم من أن هذا الوصف يستهدف بشكل مباشر المبخر، فإن تكوين الغلاف والأنبوب للمكثف يدعم نفس النهج. أثناء الاختيار ، يجب الحفاظ على مساحة كافية لاستخراج الأنابيب في كلا الطرفين من المكثف.تحدد هذه المساحة مباشرة ما إذا كان يمكن إجراء عمليات طرد المياه عالية الضغط أو تنظيف الفرشاة خلال دورات الصيانة اللاحقة.

استراتيجيات الصيانة عبر الإنترنت: مراقبة المعايير وأعمدة التدخل

بالنسبة للمشاريع القائمة التي لا يكون فيها استبدال الأنبوب أو الطلاء ممكناً، يوصى بتطبيق آليات الصيانة النشطة الثلاثة التالية القائمة على البيانات:

أولاً، مراقبة شهرية لدرجة حرارة التكثيف.سجل الفرق بين درجة حرارة تشبع المبرد المكثف ودرجة حرارة منفذ مياه التبريد.إذا ارتفعت درجة حرارة هذا الاقتراب بأكثر من 3 درجة مئوية فوق الخط الأساسي المحدد أثناء قبول المعدات (هذه 3 درجة مئوية عبارة عن عتبة تحذير عامة في الصناعة)يرجى تأكيد النقطة الأساسية المحددة لكل نموذج مع الشركة المصنعة) ، يجب أن يبدأ التنظيف الكيميائي (التداول عبر الإنترنت بمواد التنظيف الحمضية الخفيفة) أو التنظيف المادي.

ثانياً، مراقبة انخفاض ضغط الماء عبر الإنترنت."إذا كانت درجة حرارة منفذ المكثف تتجاوز 55 درجة مئوية ، فمن المستحسن الاتصال بالشركة المصنعة للحصول على إرشاد". هذا الحد الأدنى لدرجة الحرارة يتوافق مباشرة مع سقف ضغط التكثيف ،والذي يرتبط بطبيعته بتلوث مجموعة الأنابيب. قم بتثبيت أجهزة استشعار ضغط دائمة في كل من نقاط الدخول والخروج. قم بتشغيل إنذار عندما يتجاوز فرق الضغط المقاس خط الأساس النظيف بمساحة محددة مسبقاً.

ثالثاً، التدخل في أعلى مجرى المياه في معالجة المياه المكونة من أبراج التبريد.على الرغم من أن نطاق درجة حرارة مدخل مياه التبريد المسموح به واسع من 19 °C إلى 50 °C (صفحة PDF 9) ، فإن صلابة الماء غير محمية من قبل غلاف التشغيل هذا.تثبيت وحدات تخفيف الإجراءات (الراتنج المبادل للأيونات) في حوض برج التبريد أو خط التجميل للحد من القسوة إلى < 100 mg/L، وتقليل هطول الكالسيوم الكربونات في المصدر.

الاستنتاج

وبالنسبة لنشر أجهزة التبريد المزدوجة المبردة بالماء في مناطق المياه الصلبة في جميع أنحاء آسيا الجنوبية وآسيا، لا ينبغي أن تركز مرحلة الاختيار فقط على قدرة التبريد (332.61988 كيلوواط) و COP (5.45.5 W/W).يجب أن تؤخذ في الاعتبار بنفس القدر عامل التلوث في المكثف الذي تم تعيينه مسبقًا عند 0.0440 m2·°C/kW ، والخفض الصافي للضغط الأساسي (41~44 kPa) وأقصى عتبة درجة حرارة التكثيف من 55 °C كمداخلات تصميم مساعدات حاسمة.دمج حركة درجة حرارة الاقتراب وتحرك انخفاض الضغط في قوائم التحقق الروتينية، والحفاظ على وصول التنظيف الميكانيكي باستخدام تصميم غطاء نهاية قابلة للإزالة.والستادات ‬حيث لا يمكن قبول الإغلاق غير المخطط له‬هذا الإطار الاستراتيجي يوفر الضمان المادي المطلوب لتجنب العمليات القسرية.