冷凝管范文
时间：2023-04-03 16:09:25
导语：如何才能写好一篇冷凝管，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：大体积混凝土 施工技术 冷凝管 应用
中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号：
1 大体积混凝土施工
本项目墩身采用C30钢筋混凝土圆端型实心桥墩，在大体积混凝土施工前应进行图纸会审，提出施工阶段的综合抗裂措施，制订关键部位的施工作业指导书。应对工人进行专业培训，并应逐级进行技术交底，同时应建立严格的岗位责任制和交接班制度。
大体积混凝土施工应在混凝土的模板和支架、钢筋工程、预埋管件等工作完成并验收合格的基础上进行。施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要。
大体积混凝土应在室外气温较低时浇注，浇注温度（振捣后50～100深处的温度）不宜高于28℃。大体积混凝土养护应采取控温措施（如循环水冷却、蓄热保温措施等），并测定浇筑后混凝土表面和内部的温度，其温差应符合设计要求。当设计未提出要求时，温差不宜大于25℃.混凝土的测温监控设备应严格按施工技术方案配置和布设，标定调试应正常，并经监理验收确认。保温用材料应齐备，并应派专人负责测温作业管理。
大体积混凝土的拆模时间，应满足国家现行有关标准对混凝土的强度要求，混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃；有条件时宜适当延迟拆模时间，拆模后，应采取预防寒流袭击、突然降温和剧烈干燥等措施。
大体积混凝土的浇筑工艺应并符合下列规定： 混凝土的浇筑厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，整体连续浇筑时宜为300～500mm。整体分层连续浇筑应缩短间歇时间，并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。施工墩台身所用混凝土强度较高，水泥用量较大，会因水泥水化热过大、混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝，属大体积混凝土。在施工中除采取掺加高性能减水剂降低水胶比、掺加粉煤灰降低水泥用量等措施减少水化热外，还必须在混凝土内部布设冷凝管，确保大体积混凝土的施工质量。
2 水管冷却排布法
2.1施作方法
采用内径φ32mm，壁厚2.5mm铸铁管作冷凝水管，端头攻丝，并以弯管接头和直管接头连接。连接时应牢固，并缠好冷胶带防漏水，将冷凝管与钢筋固定牢固以防止混凝土灌注、捣固时影响造成失效。在冷凝管的进出水口各设置一道阀门，以控制进水的方向和流量（见附图）。・
2.2水管冷却的排列方式
水管冷却法的排列方式一般采用矩形和梅花型两种，本项目采用矩形排列方式,冷凝管的间距层间距为1.0m，水平间距为1.5m。
水管冷却的通水方式：冷凝管通水必须选派专人负责。混凝土灌注完毕表面初凝后即开始通冷却水，保证从进水口进入的水是冷水(常温水)，进出水口每8小时交换一次，使得大体积混凝土内部温度比较均一，降低温度裂缝出现的可能性。
3. 大体积混凝土施工养护
3.1保温养护目的和作用
保温养护是大体积混凝土施工又一重要环节，主要作用是：保证混凝土表面水份充足，避免出现塑性收缩裂缝；降低大体积混凝土浇筑块体的里外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；降低大体积混凝土的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。
3.2保温养护所用保温材料和方法
塑料薄膜、草袋、棉絮、黏土等具有隔热保温的材料均可用作保温材料，但在实际施工环境中，根据工程需要，采用既经济又隔热保湿效果好的材料。本工程选用废弃的土工布，在混凝土浇筑后即刻覆盖保温保湿，在混凝土初凝后，定时在土工布上喷水，确保混凝土表面水份充足。
保证拆模前养护时间，通过模板对混凝土实现保温养护。冷凝水管继续通水4天以上，直至冷凝管出水口的水降至常温后方可停止通水。
4 温控施工的现场监测与试验
大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜可不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。
大体积混凝土浇筑体内监测点的布置，应真实地反映出混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，可按下列方式布置：
监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内监测点按平面分层布置；在测试区内，监测点的位置与数量可根据混凝土浇筑体内温度场分布情况及温控的要求确定；在每条测试轴线上，监测点位宜不少于4处，应根据结构的几何尺寸布置；沿混凝土浇筑体厚度方向，必须布置外面、底面和中心温度测点，其余测点宜按测点间距不大于600mm布置；保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定；混凝土浇筑体的外表温度，宜为混凝土外表以内50mm处的温度；混凝土浇筑体底面的温度，宜为混凝土浇筑体底面上50mm处的温度。
测温元件的选择应符合以下列规定：测温元件的测温误差不应大于0.3℃(25℃环境下)；测试范围:-30～150℃；绝缘电阻应大于500MΩ；温度和应变测试元件的安装及保护，应符合下列规定：测试元件安装前，必须在水下1m处经过浸泡24h不损坏；测试元件接头安装位置应准确，固定应牢固，并与结构钢筋及固定架金属体绝热；测试元件的引出线宜集中布置，并应加以保护；测试元件周围应进行保护，混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测试测温元件及其引出线；振捣时，振捣器不得触及测温元件及引出线。测试过程中宜及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线；发现温控数值异常应及时报警，并应采取本应的措施。
5 小节
随着高速铁路的飞速发展，作为高铁的一个重要组成部分桥梁，其中的大体积混凝土施工显得尤为重要，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化而导致混凝土发生裂缝将对整个桥梁工程的施工质量产生很大的不利影响，为防止产生温度裂缝,应着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、提高混凝土极限拉伸值、减少混凝土收缩、改善约束和完善构造设计等方面采取措施,合理采用冷凝管降温措施，结合大体积混凝土现场施工技术将使得桥梁墩身的工程质量取得显著的提高。
参考文献
[1]彭立海, 阎士勤, 张春生, 翟建.大体积混凝土温控与防裂.黄河水利出版社; 第1版,2005-11
篇2
【关键词】风冷；水冷；蒸发式冷凝器
常见冷凝器通常是依据冷却介质及方式分为三类，水冷冷凝器及空冷冷凝器和蒸发式冷凝器这三种。水冷冷凝器技术相对成熟且使用广泛，结构非常紧凑及应用便捷，性能稳定，不过此方式衰减程度较快，效率偏低，加上需要配备循环水系统。风冷冷凝器性能较为稳定，却是体积偏大，设备成本偏高，传热系数偏低，效果不高，运作压力偏高。蒸发式冷凝器关键是采用水蒸发洗手潜热完成传热，属于一种高效且节能的换热设备装置。因此分析风冷、水冷、蒸发式冷凝器制冷系统的经济性分析是有着极大现实意义。
一、三种冷凝器能耗对比
本文分析计算是采用制冷量是320kW，冷凝器负荷是145kW制冷系统。
1、蒸发式冷凝器功耗计算
风机功率计算公式：
上式中 表示单位冷凝负荷风机功率，（W/kW）； 则是表示风机风压，（Pa）； 则是表示相应单位冷凝负荷风量，（通常取值为0.03 ）。
水泵功率公式：
上式中 是表示单位冷凝负荷水泵功率，（ ）；9.8则是表示加速度值； 是表示相应单位冷凝负荷水流量，（通常是取值0.018 ）；H是表示水泵扬程，（m）。
2、水冷冷凝器功耗计算
冷负荷计算公式：
上式中 是表示冷凝负荷，（ ）； 则是表示冷却水流量，（ ℃）；Cw则是表示水比热； 则是表示冷凝器进口及出口位置冷却水温差。
冷却塔风机功率公式：
上式中A代表冷却塔风机功率及水流量比
3、风冷机冷凝器功耗计算
风机功率：
上式中 是表示风机风量； 则是表示风机风压； 是表示风机效率； 则是表示传动效率（直连 =1及皮带传动 =0.9）。
此次功耗计算单位冷凝负荷风量取为1274.1L/s，则风机风压为0.02916m ，则风机效率为80%。
二、实验性能分析
不同类型冷凝器，组成结构特征及传热介质和换热方法都有着很大差异。风冷式通常都是空气显热换热，而水冷则是水流显热换热，蒸发式是空气显热及水的蒸发潜热换热，其间换热冷却性能有着很大不同之处。
本文实验时采用三种不同冷凝器溴化锂制冷系统展开实验，该类实验系统大多数设备均是一样的，一套是使用壳管式水冷式冷凝器，一套为风冷式冷凝器，再者就是逆流蒸发式冷凝器，这可以看作为冷却塔，水泵及壳管式冷凝器，该蒸发式冷凝器的传热盘管是使用椭圆无缝管，采用高效水分配置系统。将这三套设备置于一个房间，房间的温度及湿度通过进入房间的空气施以调节，实验运行条件为：相同蒸发压力及温度和冷凝温度，使用电压控制冷。
物理数据测量：这里的测量是包括温度及压力和质量流量，加上电压及电流等方面的测量。采用J型热电偶和耐震压力表进行关键设备测量，测量其进口及出口温度和压力，制冷剂流进测量是采用电磁流量计，冷却水流量则是使用转子流量计进行测量。
此次试验最终目的是系统运行能耗低，着眼于经济学角度分析这三种冷凝器的优缺势，观察比较其散热速率及散热系数和系统制冷量，加上制冷系数这几个方面，最终对实验测量值进行计算而获得结果。
散热系数表示冷凝器的散热速度，制冷系数可以有效衡量制冷循环经济性。经过试验观察可得，水冷式冷凝器的散热速率最大，则蒸发式冷凝器相对偏小，风冷式冷凝器则不如其他两类。此系统不可以从制冷介质方面获得充足使得热量，风冷式制冷系统的制冷量偏低。增大风量及风速能够攻克相关不足之处，不过这也是需要诸多能量消耗。若是蒸发温度是零下二十四摄氏度则蒸发式冷凝器制冷系统要比风冷式冷凝器制冷系统散热速率大。蒸发温度为零下四摄氏度时则水冷式冷凝器制冷系统及蒸发式冷凝器散热速率差距较大。
风冷式冷凝器散热系数大，这关键是由于风冷式冷凝器系统的蒸发制冷量偏小，提升散热系数。蒸发温度为零下八摄氏度时则蒸发冷凝器系统的散热系数大于水冷式。水冷式冷凝器制冷系统偏大，这三种系统负荷状态最小时则蒸发温度处在零下二十四摄氏度，蒸发式冷凝器制冷系统制冷系数大于风冷式。
这三类冷凝器系统制冷量，均是随着蒸发温度变化而出现变化，处于偏低蒸发温度时段则水冷式冷凝器系统制冷最大。
结束语
经实验可得，蒸发式冷凝器总功耗小于风冷式及水冷式，节约功耗大约为二分之一，循环水量是水冷式的八分之一。此系统是采用水膜蒸发汽化潜热大于水冷式及风冷式，因此最终的功耗偏少且冷却水量也随之降低。总之，水冷式冷凝器及蒸发式这两类冷凝系统好在：冷凝器传热性能较好的冷却介质。蒸发式冷凝器散热性能好于水冷式，则水冷式制冷系数及制冷量均大于蒸发式，不过蒸发式冷凝器制冷成本偏低且性能优良。
总而言之，蒸发式冷凝器属于冷凝器及冷却塔组合装置，关键是使用水蒸发吸收潜热来传递热量，此次实验蒸发式冷凝器制冷系统各方面性能较好。风冷式冷凝器运行便捷，维护简单，并且设备早期所需成本偏低，适应于一些水资源匮乏的地区，则蒸发式冷凝器要比空冷室冷凝器性能更加节约，要比水冷式更为节约水及占地面积，总体系统性能较为良好，水冷式则大多数运用在冷凝负荷偏大且环境温度较高的地区或场所。
参考文献
[1]江沿源，钟桂龙.风冷、水冷和蒸发式冷凝器制冷系统经济性研究[J].广东化工，2014（8）.
[2]朱冬生，沈家龙，蒋翔，唐广栋，欧阳惕.蒸发式冷凝器性能研究及强化[J].制冷学报，2013（16）.
篇3
关键词：冷凝水回收 疏水器 回收管网 回收泵站 节能
前言
对于使用蒸汽作为热源来完成各种加热过程的工业企业来说，蒸汽在用汽设备中被使用的实际上仅仅是其潜热，蒸汽的显热—冷凝水所具有的热量几乎全部被丢弃。这是因为要提高蒸汽使用设备的生产效率，即加热效率，就必须尽快把传热效率低的冷凝水从蒸汽中排出去。蒸汽在各用汽设备中放出汽化潜热后，变成同温同压下的饱和冷凝水，如果未受污染，冷凝水近于纯净的蒸馏水，可以直接作为锅炉给水。一般来说，饱和冷凝水平均具有蒸汽热能的20%左右，如不回收，不但损失热能，将增加化学水处理费用，增加锅炉排污量及由此增加的热损失，因此回收冷凝水是一项重要的节能措施，近年来得到了越来越多的企业的重视，出现了各种各样的回收系统。如果将饱和冷凝水排放掉或冷却后回收，都会造成环境的热污染和能源的浪费，甚至有些工厂的用汽设备根本没有安装疏水器，或疏水器选型不正确，漏汽严重，使部分蒸汽直排，导致的环境热污染和能源浪费更为严重。因此，如何处理和利用这些冷凝水，如何设计出有效、合理的冷凝水回收系统，作为设计者应当注意其中的几个关键技术问题。
一、冷凝水回收系统
由于饱和冷凝水在输送过程中因压降而存在闪蒸，形成一种汽液两相流，并随压力和温度改变而相互转化，这使冷凝水回收利用存在一定的复杂性。在设计回收系统时，要对用汽设备的热负荷进行详尽调查，完成从锅炉—蒸汽管网—用汽设备—疏水系统—回收管网—回收泵站—锅炉的热力循环系统的周密设计，保证热力系统近于完善的能源梯级利用程度。根据冷凝水回收的基本理论，我们为重庆黔江卷烟厂设计了闭式凝结水回收系统，铺设回收管线500余米，设置2个回收泵站，实现了无人值守，自动运行，凝结水水质完全达到国家标准，凝结水直接进入锅炉除氧器。
二、设计密闭式冷凝水回收系统的方法 1、回收系统的组成
回收系统由疏水器组件、回水管网、加压泵站组成。
（1）疏水器的选型
疏水器是凝结水回收系统的重要部件，它能及时将凝结水排出并防止蒸汽跑失，其性能要求很高。疏水器选型要注意的问题， 一是选择何种疏水阀，一是选多大排量的疏水阀。
针对黔江卷烟厂的设备现状，全部选用斯派莎克公司的疏水阀。对加热设备，由于需要及时排除凝结水，一律选用浮球式疏水阀组即：过滤器+浮球式疏水阀+观视镜+止回阀。对于管道、分汽缸疏水，一律采用热动力式疏水阀。疏水阀的型式确定以后，第二个要注意的问题是所选择的疏水阀要有足够的排量，这需要详细调查用汽设备的蒸汽耗量，蒸汽压力，以确定疏水器的工作压差及排量，选择合适的排量系数，并初步估算疏水阀背压的大小，根据以上条件初步选定疏水阀的容量。
（2）回收管网的规划确定
篇4
一、节流膨胀制冷
利用焦耳-汤姆逊效应，属于不对外做功的“绝热膨胀”，它是一个等焓过程。采用节流膨胀制冷，轻烃凝液的回收量主要取决于节流前天然气的温度以及节流阀前后的压差：节流前自身温度越低、节流阀前后压差越大，则轻烃凝液的回收量就越多。此法依靠天然气自身压力制冷，不外加能量，工艺设备简单，易操作实施。但由于节流后天然气压力要满足外输要求，所以此法一般采用于天然气自身压力较高的油气集输场所。
二、膨胀机制冷
通常利用透平膨胀机进行对外做功的“绝热膨胀”，它是一个等熵过程。主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。天然气通过透平膨胀机膨胀后制冷，从而获得其中的轻烃凝液，并回收部分能量为外输天然气增压。在膨胀机制冷工艺过程中，凝液冷量全部由膨胀机提供，膨胀比大，则膨胀机出口压力低，可为装置提供充足的冷量，C3+收率高，但装置能耗高；膨胀比小，则膨胀机出口压力高，C3+收率低，干气增压的能耗低。因此在实际操作中，选用膨胀机制冷一般要求操作弹性大，原料气与销售气之间存在较大压差，尽量避免因气体增压而带来的附加费用。
三、外加冷源制冷
利用制冷剂制冷直接提供冷量，制冷剂的温度直接影响轻烃凝液的回收量，通常采用制冷剂：丙烷、氨等。外加冷源制冷通常可采用单级制冷、多级制冷和混合制冷。多级制冷和单级制冷相比，能获得较多的轻烃凝液量，且制冷级数越多，轻烃冷凝量也越多，但增加设备费用越高，人工成本也越高。混合制冷是几种制冷剂按照不同比例混合构成，这种混合制冷剂由于含有不同沸点的制冷剂，因此只要确定天然气各个组分的含量，就能匹配出与该天然气降温曲线相符合的制冷剂蒸发曲线，从而确定混合制冷剂中各个制冷剂的比例。此法能获得较高的轻烃凝液量，设备投资小，但缺点是混合剂的选择较难，且混合剂的制备需要消耗较多能量。
四、超音速分离器制冷（Super Sonic Separator，简称3S）
1.效率高
发生在超音速喷管中的膨胀降压、降温、增速过程，以及发生在扩压器中的减速、升压、升温过程，都是气体的内部能量转换，不存在能量损失。因此，超音速分离装置不仅比等焓节流膨胀制冷的J-T阀效率高，而且还比等熵膨胀的膨胀机制冷的效率高。天然气流在扩散器内压力回升，使超音速分离技术进出口压差小于超音速喷嘴的进出口压差，因此超音速分离技术与传统的、通过天然气自身压力膨胀降温的制冷设备（J-T阀和膨胀机）相比，通过实验数据我们得出：在相同压差情况下，超音速分离技术可使天然气产生更大的温降，如图1所示。
2.能耗低
与J-T阀制冷相比，在NGL收率相同的情况下，超音速分离装置减少压缩机电力消耗50～70%；用超音速分离装置代替膨胀机，在NGL收率相同的情况下，可减少15～20%的压缩功率。特别是，当膨胀机由于技术原因（诸如进口压力太高）或因在中小油气田用膨胀机制冷不经济的场合下，超音速分离的优势将更加突出。更大的温降就能使天然气有更低的水露点和烃露点。例如：进口压力为10MPa，温度为20℃的天然气，在超音速分离技术中只需降低17-20%的压力，就可使出口天然气的水露点和烃露点达到－10℃；如果降低22～25%的压力，就可达到－15℃的水露点和烃露点。另外，在制冷温度相同的情况下，超音速分离技术具有更高的NGL收率，如图2所示。根据不同用途，超音速分离技术还可以采用次音速或超音速连接口，可采用不同的旋流器和扩散器，而且还可以回收液体。
图1 超音速喷管进出口压差与温差关系图
图2 超音速喷管的制冷温度与液烃收率关系图
3.其他特点
此外，3S还有以下特点：无活动部件、系属静设备，因此运转更加安全可靠；工艺过程和设备简单，投资省；本身无消耗，因此运行成本低；检修工作量小，因此维修费用低；无废水、废液排出，因此对环境无影响；体积小，所以占地和占有的空间小。但3S相比其他设备，其设备成本高于普通节流膨胀阀和膨胀机，且噪音较大。
4.超音速分离器现场应用
塔里木油田牙哈凝析气处理站是国内第一个使用超音速分离器进行生产的单位，投用3S之前，该处理站采用的是J-T阀节流膨胀制冷获取轻烃凝液，日产液化气80吨。投用3S后，我们通过每两小时记录凝液闪蒸罐烃腔液相自动调节阀开度大小，判断出投用3S能获得更过的轻烃凝液量，如图3。
图3 投用J-T阀和3S轻烃凝液量比较图
五、总结
天然气自身压力高，可采用操作成本低，节流膨胀制冷，若想获取更多的轻烃凝液量，可采用超音速分离技术获取轻烃凝液；天然气自身压力不高，可采用增压技术，用膨胀机制冷，也能获取较高的轻烃凝液量。
参考文献
篇5
【关键词】田湾核电厂5、6号机组；二次侧非能动冷却系统（PRS）；蒸汽隔离阀；冷凝
0 前言
田湾核电厂5&6号机组核电机型为M310改进机型，其在传统M310机组的基础上新增了许多自行研制的系统。蒸汽发生器二次侧非能动冷却系统（PRS）便是为了提高核电厂安全性新增的系统。
PRS系统的设计是为了在发生全厂断电事故叠加辅助给水系统汽动泵系列失效事故，和全部丧失给水事故工况下，作为压水堆核电厂严重事故预防与缓解措施。在发生全厂断电及辅助给水气动泵失效后，蒸汽发生器丧失了所有的由能动方式提供的给水。为了避免由于堆芯衰变热无法及时导出而导致的堆芯损毁，因此需要采用非能动的方式将堆芯热量带出。
PRS系统设计初期，蒸汽管线隔离阀拟采用常开设置。通过现场布置反馈，由于发现PRS蒸汽管线非常长，且该段管道承受着高温高压，若PRS系统蒸汽管线与主蒸汽管线之间的隔离阀常开，会对核电厂的安全运行造成影响，因此考虑将蒸汽隔离阀的状态变换为常关。图1给出了PRS系统蒸汽管道隔离阀常关情况下系统流程图。
PRS系统的主要组成不封为应急余热排出冷却器、阀门、管道和测量仪表。事故发生后，蒸汽发生器内产生的蒸汽通过与PRS系统蒸汽管线相连的主蒸汽管道进入PRS系统。PRS蒸汽管线上设置一台常关的电动隔离阀PRS101VV。事故发生后，蒸汽管线隔离阀打开，蒸汽在经过一个U形水封后进入应急余热排出冷却器，通过壁面换热将热量传递给冷凝水箱。蒸汽通过应急余热冷却器后冷凝为水，进入PRS系统凝水管道。PRS系统凝水管线隔离阀在PRS系统投入运行后开启，PRS系统凝水沿凝水管线PRS0103后经过电动隔离阀PRS102/103VL，最终回流至蒸汽发生器，实现通过PRS系统对蒸汽发生器换热的整个循环。
1 问题简述
田湾核电站扩建工程5、6号机组新增了蒸汽发生器二次侧非能动冷却系统（PRS）作为严重事故预防与缓解措施，二次侧非能动冷却系统的蒸汽隔离阀上游管道与主蒸汽管道相B，压力与温度应与主蒸汽系统一致，压力为6.89MPa.g，温度为283℃。蒸汽管道隔离阀下游温度为环境温度，蒸汽管道中的蒸汽将通过隔离阀冷凝为水。冷凝水将进入主蒸汽管道，最终进入汽轮机。由于汽轮机对入口蒸汽的含湿量有严格要求，因此有必要对PRS系统蒸汽隔离阀上游蒸汽管道中的凝结水进行计算，评估其是否对汽轮机入口蒸汽的含湿量有影响。
2 计算
2.1 基本假设
3 结论
PRS系统蒸汽管线隔离阀状态设置为常关时，蒸汽通过阀瓣对外散热，导致其冷凝为水。将蒸汽冷凝考虑为蒸汽发生器出口蒸汽湿度的增加，则蒸汽发生器出口的湿度增加了0.00256%。根据蒸汽发生器的设计要求，以及核电厂的运行要求，蒸汽发生器出口蒸汽含湿量应≤0.25%。根据其他M310机组的调试数据，蒸汽发生器的实际出口蒸汽含湿量约为0.1%。因此PRS系统蒸汽管线隔离阀常关，对汽轮机的影响可以忽略不计。
篇6
[关键词]螺栓断裂；螺栓强度；风机振动；动平衡
中图分类号：TG281 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
1.前言
自深圳地铁2号线全线开通以来，空调系统冷凝风机安装螺栓断裂的故障呈现逐渐上升趋势。特别是今年5月份，因冷凝风机振动较大引起的安装螺栓断裂及异响等故障总共10起，环比上升48.9%。因冷凝风机安装螺栓断裂的故障成为空调的突出问题，分析提出解决方案迫在眉睫。
2.原因分析
2.1 安装螺栓强度分析
冷凝风机安装螺栓采用南海佳科生产M6×20 A2-70螺栓，根据国家标准A2-70螺栓许用应力450N/mm2，安装螺栓的强度通过以下公式计算：
其中：FA’：螺栓所承受的横向载荷；
m：螺栓受剪面个数；
do：螺栓受剪面直径；
：许用应力；
：螺栓屈服强度；
2.5：安全系数；
风机重量为35kg，根据IEC61373震动标准，选择3倍加速度计算。
计算结果：=4.55N/mm2
=180 N/mm2
由于，因此认为理论计算结果符合要求，但理论计算考虑的因素与实际使用的工况不符，需增加考虑现场压差和风机的动平衡。
2.2 风机的动平衡分析
考虑到现场工况的影响，计划安排213车现场进行测量，结果发现冷凝风机振动量均在10mm/s―20mm/s之间，无法达到标准的6.3mm/s以下。
由于冷凝风机在出厂动平衡试验时，只是在自然状态下进行调试，未考虑到实际工况空气压差的影响，导致出厂验收合格风机在现场运行时振动量放大超标。
测量点为风机安装支架安装螺栓的4个固定点和冷凝风机电机外壳，测量记录见表1。
3.整改方案
3.1 风机支架加强方案
为从风机安装支架的结构上减少冷凝风机的震动量，采用在冷凝风机的8个安装螺栓上增加加强板的方案（图1），并对安装前后的风机动平衡进行测量，由测量结果可知，加强板在一定程度上减少的冷凝风机的震动量，但仍未达到现场的要求。
3.2 风机动平衡的调整
为了能够更加真实的反映工况，减小车下动平衡与车上动平衡的差异，风机动平衡采用现场安装测量和配重调整，将风机的振动量调整到6.3mm/s以下并跟踪3个月，测量结果发现振动量均有不同程度的增加，且位置发生了转移，风机安装螺丝的断裂现象并没有得到根本的解决。
3.3 安装螺丝强度增加
通过技术分析A2-70螺栓的抗拉强度是700MPa，屈服强度是450 MPa，A4-80的抗拉强度800 MPa，屈服强度为600 MPa，材料属于塑性材料，一般许用应力为屈服应用/1.5-2.5，也就是说两种不同螺栓的屈服强度为450/2.5=180 MPa和600/2.5=240 MPa是最小的许用强度，而剪切强度=（0.6-0.8）×抗拉许用强度。
每个螺丝可以承受的剪切强度为A2=0.6×180=108 MPa，A4=0.6×240=144 MPa，A2材料的螺栓可以承受2426N的剪力，A4螺栓可以承受3235N的剪力，因此选用A4-80的螺栓更能承受风机的振动。
4.整改效果
通过了以上3种方案的整改并对整改的效果进行现场观察3个月，未发现有新的安装螺丝断裂的现象，整改取得了明显的效果，故障率下降为0。
5.总结
由于风机的振动量处于动态变化的过程，数值虽然未达到技术要求的6.3mm/s，但通过安装支加的补强和动平衡的调整后，基本稳定在5 mm/s-10 mm/s的范围内，而将安装螺栓由A2-70更换为A4-80的强度升级方案弥补了这一问题，因此整体整改取得了明显的效果。
参考文献
篇7
【关键词】管壳式冷凝器；吸收式制冷机；强化换热；换热系数；Solid works
1.绪论
1.1本课题研究的背景及意义
世界性的能源紧张，牵制着世界经济的可持续发展。能源消耗主要由工业耗能、交通耗能和建筑耗能组成，而建筑耗能占总能耗的70%，在电力高峰负荷中，电力空调所占的比重已达到50%。大量的二氧化碳的排放，使大面积的植被遭破坏。加快了北方荒漠化的进程，沙漠的最前端距天安门广场只有70km。
化石能源经过数百年的消耗，已经不可逆转的走向枯竭。据测算，化石燃料将在2030～2040年之间达到生产和消耗的峰值。因此，大力开发利用可再生能源已成当务之急。据文献资料介绍，地球大气层上界接收到的太阳辐射功率约为1.73×1017W，其中有23%的太阳辐射能达到地球表面，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能是各种可再生能源的首选。
研究与推广太阳能空调，解决了耗电高的问题，用环保型的制冷剂代替氟里昂。对节约常规能源。保护自然环境都具有十分重要的意义。
1.2 研究冷凝器的重要性
冷凝器是空调系统中的重要换热器，冷凝器对机组的性能有很大影响，对其工作性能的研究有助于制冷系统的改善和整机性能的提高。因此，冷凝器的研究成为当前太阳能空调研究的重点。
对冷凝器的优化设计，提高其冷凝换热系数，不仅可以降低压冷凝压力，提高机组的性能，还能减少冷凝器的换热面积，节省材料，降低成本。在能源问题从原来的民生问题转变为战略问题的今天，节能环保问题倍受关注，研究开发高效节能的热交换装置，是各国在节约能源和保护环境方面重点解决途径之一。
2.冷凝器的设计原理与思路
冷凝器的作用是将发生器排出的高温过热制冷剂蒸汽冷凝成为冷凝温度下的饱和液体。经U形管节流后进入蒸发器吸热汽化，达到制冷目的。在冷凝器里，制冷剂蒸汽把热量传递给周围的介质—水或空气。本文介绍的是管壳式水冷冷凝器，其中冷凝管采用外螺纹式强化换热管，并在壳体内加装了折流板，能有效地增强换热效果[1]。
3.冷凝器的设计计算
3.1热力计算及传热计算
热力计算是根据用户对制冷量和冷媒水温度等的要求，合理的选择某些设计参数（传热温差、冷却水温度、溶液温度等），然后对循环加以计算，其中包括设备热负荷的计算、热平衡计算、泵的流量计算等等，为随后的传热计算提供计算和设计基础[2]。
3.1.1设计参数的选定
（1）已知参数。
1）制冷量：它是根据生产工艺或空调要求，同时考虑到冷损、制造条件以及经济性等因素而提出。此处取3KW（考虑到热量损失，实际计算时按3.3KW）。
2）冷媒水出机温度tl2：它是根据生产工艺或空调要求提出的。对于溴化锂吸收式制冷机，用水作制冷剂，故一般tl2大于5℃。这里取tl2=10℃，冷媒水进蒸发器温度tl1=14℃。
3）冷却水进口温度tw1：根据当地的自然条件决定。需要指出的是，尽管降低tw1能使冷凝压力下降，吸收效果增强，但考虑到溴化锂结晶问题，并不是tw1愈低愈好，而是有一定的合理范围。取tw1=32℃。
（2）选定参数
1）吸收器出口冷却水温度tw2和冷凝器出口冷却水温度tw3：冷却水的总温升一般取7～9℃。考虑到吸收器的热负荷Qa较冷凝器的热负荷Qk大，通过吸收器的温升tw1比通过冷凝器的温升 2高。冷却水的总温升tw2为 。当采取串联方式时
2）冷凝温度tk及冷凝器压力Pk：冷凝温度一般比冷却水出口温度高2～5℃，即
根据tk=42℃，查饱和水蒸气表得Pk=8.198KPa（61.49mmHg）
3）蒸发温度 及蒸发压力 ：蒸发温度一般比冷媒水出水温度低2～4℃。即
根据t0=8℃，查饱和水蒸气表得P0=1.072KPa（8.04mmHg）
4）吸收器内溶液最低温度t2（出口温度）：吸收器内稀溶液的出口温度t2一般比冷却水出口温度高3～5℃，取传热温差为4℃，得：t2=tw2+4℃=40℃（3-5）
5）吸收器压力Pa：吸收器压力因蒸汽流经挡水板时的阻力损失而低于蒸发压力。一般取P0=（10-70）Pa，此处取P0=0.03KPa，得：
6）稀溶液浓度ζa：根据P0和t2从h-ε图查得ζa=56.5%
7）浓溶液浓度ζr：为了保证循环的经济性和安全可行性，希望循环的放气范围（ζr-ζa）在0.03～0.06之间，因而可以取（ζr-ζa）=0.05，得：ζr= ζa+0.05=61.5% （3-7）
8）发生器内溶液最高温度：根据ζr、 Pk从h-ε图查得t4= 92℃
9）溶液热交换器出口温度t7与t8：浓溶液出口温度t8由热交换器冷端的温差确定，如果温差较小，热效率虽较高，要求的传热面积仍会较大。为防止浓溶液的结晶，t8应比ζr浓度所对应的结晶温度高10℃以上，因此冷端温差取15～25℃，即
如果忽略溶液与环境介质的热交换，稀溶液的出口温度t7可根据溶液交换的热平衡式确定，即
式中a—循环倍率。它是吸收1kg冷剂水蒸气需补充稀溶液的公斤数。
将数值代入公式（3-10）得h7=（88.2-74）+6=78.05Kcal/kg
再由h7和ξ在h-ξ图上确定，t7=44℃
3.1.2热负荷计算
设备的热负荷根据设备的热平衡式求出。
1.设备单位热负荷
（1）蒸发器：q0=h1-h3=700-141.8=558.2kcal/kg （3-12）
（2）发生器：
qh=h3+（a-1）h4-ah7=715.7+（12.3-1）×88.2-12.3×78.05=752.35kcal/kg （3-13）
（3）冷凝器：qk=h3-h3=715.7-141.8=573.9kcal/kg （3-14）
（4）吸收器：
qa=h1+（a-1）hq-ah2=700+（12.3-1）×74-12.3×65=736.7kcal/kg（3-15）
（5）热交换器：q1=a（h1-h2）=12.3×（78.05-65）=160.52kcal/kg（3-16）
2.设备的热负荷
（1）冷剂水的循环量D==5.08kg/h （3-17）
（2）发生器的热负荷Q=Dqh=5.08×752.35=3821.94kcal/h （3-18）
（3）冷凝器的热负荷Qk=Dqk=5.08×573.9=2915.41kcal/h （3-19）
（1）吸收器的热负荷Qa=Dqa=5.08×736.7=3742.44kcal/h （3-20）
（2）热交换器的热负荷Qt=Dqt=5.08×160.52=815.44kcal/h（3-21）
3.1.3装置的热平衡式、热力系数
（1）热平衡。
若忽略泵消耗功率带给系统的热量以及系统与周围环境交换的热量，整个装置的热平衡式应为：Q0+Qh=Qk+Qa （3-22）
系统吸收的热量为Q0+Qh=2837.49+4446.78=7284.27（Kcal/h）
系统放出的热量为Qk+Qa=2915.41+4367.28=7282.69（Kcal/h）
两者相差很小，故可认为是平衡的。
（2）热力系数。热力系数用ξ表示，它反映消耗单位蒸汽加热量所获得的制冷量，用于评价装置的经济性。单效溴化锂吸收式制冷机的ξ一般为0.65～0.75，双效溴化锂吸收式制冷机的ξ通常在1.0以上。按定义ε===074 （3-23）
3.1.4 泵的流量及传热面积的计算
（1）冷冻水泵的消耗量
VL===0.709m/h（3-24）
（2）冷却水泵的流量
吸收器：Vw1===1.09m/h （3-25）
冷凝器：Vw2===1.08m/h （3-26）
二者基本相等，这说明冷却水温升的分配是合理的
（3）蒸发器泵的流量Vo===0.051m/h （3-27）
f-蒸发器冷剂水再循环倍率
（4）发生器泵的流量 Vo===0.038m/h （3-28）
ρ-稀溶液密度
（5）吸收器泵的流量
V==0.184m/h （3-29）
f—吸收器中稀溶液再循环倍率；ρp—喷淋溶液密度
（6）冷凝器传热面积Fk的计算[3]
简化的溴化锂吸收式制冷，机的传热计算公式如下，
F=m （3-30）
式中F--传热面积，m；
Q-传热量，w ；
-热交换器中的最大温差，即热流体进口和冷流体进口温度之差，℃；
a，b-常数，它与换热器内流体流动的方式有关，具体数据见GB151-1999表格；
t-流体a在换热过程中温度变化，℃；
t-流体b在换热过程中的温度变化，℃。
采用公式（3-30）时，要求t
进入冷凝器的冷剂水蒸气为过热蒸汽，故计算时仍按饱和冷凝温度tk进行计算。由于冷剂水蒸气在换热过程中发生相变，故t=0，即
Kk-冷凝器传热系数，取Kk=2500kcal/m2h0C
在以上各设备的传热面积计算公式中，除传热数外，其他参数均已在热力计算中确定。在设计计算时常根据同类型机器的试验数据作为选取K值的依据。
3.2 结构设计计算及强度校核
3.2.1冷凝管及其排列方式的设计
（1）外径及根数计算。
首先按光管计算，换热管常用尺寸有12mm，14mm，19mm，25mm等几种。根据强度要求，选用外径d=14mm不锈钢换热管，由GB13296-1991知，14mm换热管壁厚可取1mm，换热管有效长度取390mm。则可由换热面积计算所需根数：
n==≈16 （3-31）
为增强换热效果及排列合理，这里用18根换热管。
实际设计是选用外螺纹管代替钢管，能够取得更好的换热效果[4]，所选外螺纹管具体参数如下（mm）：冷凝管总长：410。冷凝管外径：14。冷凝管内径：12。冷凝螺旋螺纹长度：390。螺距：4。螺纹高度：0.5
（2）管束分程。
在管内流动的流体从管子一端流到另一端，称为一个管程。需加大换热面积时，可采用增加管长或者管数的方法。但前者受到加工、运输、安装等的限制。增加管数可以增加换热面积，但介质在管束中的流速随着管束的增加而下降，反而使流体的传热系数降低，故不能仅采用增加管数的方法来达到提高换热系数的目的。为解决这个问题，本设计将管束分成两个程数，使流体依次流过各程管子，以增加流体流速，提高传热系数。此时冷凝管内冷却水流速
v==≈0.3m/s（3-32）
符合对于管内冷却水流速的要求。
（3）换热管中心距。
由GB151-1999知，换热管中心距S最小应为管子外径的1.25倍，用于冷凝时可适当增大中心距，所以此处取S=30mm。分程隔板两侧相邻管中心距Sn=40mm
（4）冷凝管排列型式。
冷凝管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形、转角正三角形、转角正方形四种。
为提高流速，便于清洗选用转角正方形排列方式。
又因为最外层冷凝管外表面至壳体内壁最短距离b3=0.25d且不小于8mm，所以可取 b3=15mm。则冷凝管在管板上的排列方式见后图4-9
3.2.2 壳体的设计
（1）由换热管中心距和排列方式等数据，可计算冷凝器壳体内直径：
D=2[+7+15]≈175mm （3-33）
（2）由GB150-1998（钢制压力容器）查表得，壳体厚度取5mm，则壳体外径D0=185mm。
（3）壳体强度校核。
①计算临界长度：
Lcr=1.17D=1.17×185×=1316.6mm （3-34）
t-壳体厚度，mm。因为壳体计算长度约为400mm
②计算受均布外压作用的短圆筒的许用外压[P]
由==37>20可知，壳体属于薄壁圆筒。
又=≈2.162
由、的值从图3-4查得系数A=2.7
圆筒材料为碳素钢，根据系数A的值和设计温度从外压圆筒刚度设计图可查得B=38
则圆筒许用外压可按下式计算：[P]= （3-35）
代入数值算得[P]==1.027MPa
因为冷凝器内部为真空，所以设计外压即为大气压力。设计外压=0.1MPa
3.2.3 管箱和封头的设计
（1）冷却水管管径r：单程冷凝管截面积总和=9×π×0.0062
由πr2=9×π×0.0062得r=20
为了减小冷却水流动阻力，取内径=26mm，外径=30mm
冷却水管采用插入式焊接结构，一般要求接管不得凸出于壳体内表面[5]
（2）确定管箱深度：管箱深度L不能大于由H查表得到的Lmax的值：H≈175×sin20°=164mm；由H查表得Lmax=270mm
这里取管箱深度为90mm符合要求，管箱的厚度及内外径与壳体相同
（3）分程隔板。
分程隔板连续焊接在管箱壁上，其高度应当贯穿整个管箱高度，隔板的最小厚度与管箱直径有关。根据管箱直径，由TEMA标准查得隔板最小厚度为9.53mm，所以取10mm。
3.2.4 管板和法兰
（1）管板是管壳式冷凝器的一个重要元件，它除了与管子和壳体连接外，还是换热器中的一个主要受压元件，当管板与冷凝管采用胀接结构时，其厚度应满足GB151-1999胀接时管板最小厚度的要求。
于是由冷凝管直径可求得管板厚度为10mm，本设计采用的是固定式管板期延长部分兼作法兰，由法兰标准知，法兰厚度取5mm。
（2）冷凝管外伸长度：胀接时接管最小外伸长度应满足GB151-1999换热管外伸长度要求，取接管外伸长度为3mm。
3.2.5接管最小位置的计算
壳程接管最小尺寸L1≥+（b-4）+Cmm（3-36）
L1-壳程接管最小位置尺寸，d-接管外径，b-管板厚度，C-管外壁至管板与壳体连接焊缝之间的距离。这里取C≥4S（S为壳体厚度）且≥30mm。
因为本设计中4S=20mm
（1）进气孔最小位置的计算[6]
首先计算进气孔大小：
①计算冷剂蒸汽密度
由克拉伯龙方程式PV=nRT得：PV=mRT/M（3-37）?PM=ρRT（3-38）?ρ=RT/PM （3-39）
P-压强，Pa
V-气体体积，m3
n-气体摩尔数，mol
M-气体摩尔质量，g/mol
ρ-气体的密度，kg/m3
R-气体常数，m3/（mol·K）
T-绝对温度，K
代入数值，得ρ=≈0.02kg/m3
②由蒸汽的合理流速计算进气孔半径r
已知冷剂蒸汽循环量D=5.08kg/h，又知冷凝器中气体合理流速为（3～15）m/s，取流速v=15m/s，由=πr2v （3-40）
代入数值算得 r=0.015m=15mm
由公式（3-36）得L1≥+（10-4）+30=51mm
（2）岀液孔最小位置的计算
出液孔接U形管，其外径为10mm，内径为8mm
由公式（3-36）得：最小位置≥+（10-4）+30=41mm
管箱接管最小位置可按下列公式计算L2≥+hf+C （3-41）
L2-管箱接管位置最小尺寸，mm；hf-管箱法兰厚度，mm
由公式（3-41）得：L2≥+5+30=50
3.2.6 折流板的设计
折流板的形式有弓形折流板、圆盘-圆环形折流板和矩形折流板。弓形折流板有单弓形双弓形和三弓形，本设计中采用上下排列的单弓形折流板
（1）管孔尺寸计算
由GB151-1999查表得管孔径d1应比冷凝管外径d大0.7mm
d1=d+0.7mm=14.7mm （3-42）
（2）弓形缺口高度h
折流板弓形缺口的高度应使流体通过缺口时与横向流过管束时的流速相近。缺口大小用切去的弓形弦高占壳体内直径的百分比来确定。实验证明当h=20%Di时，在给定的压力降情况下，能提供最高的传热速率，所以认为它是最佳折流板缺口高度[7]
则h=20%Di=20%×175=35mm
冷凝器中的折流板还应在最低处开通液孔，以保证全部冷剂水能顺利进入蒸发器
（3）折流板厚度。
折流板最小厚度按GB151-1999折流板最小厚度表选取，根据公称直径，由表查得最小厚度为3mm。
（4）折流板的布置。
折流板的布置一般应使管束两端的折流板尽可能靠近壳程进出口接管，其余折流板按等间距布置，靠近管板的折流板与管板件的距离如图3-12所示，其尺寸可按下式计算：
l=（L1+）-（b-4） （3-43）
L1按照公式（3-36）计算； B2-防冲板长度，当无防冲板时，可取B2=di，di为接管内径。
1—折流板；2—防冲板
图3-1 折流板与管板间距
由公式（3-43）计算进气孔一侧折流板与管板距离：
l1=（L1+）-（b-4）=（51+）-（10-4）=60mm
出液孔一侧折流板与管板距离：l2=（L1+）-（b-4）=（41+）-（10-4）=39mm
其余的折流板按等间距布置，设其间距为x，则由几何知识得：l1+ l2+4t1+3x=410mm （3-44）
t1-折流板厚度，mm
由公式（3-44）得：x= （3-45）=≈100mm
（6）折流板外径d0的确定。
折流板的外直径应当与壳体内径保持适当的间隙，间隙过小装配困难，间隙过大则会影响传热效果，间隙的大小应符合GB151-1999折流板外径及允许偏差表格规定。
由表知，折流板外直径：d0=Di-2.5mm（3-46）=175mm-2.5mm=172.5mm
3.2.7 拉杆的设计
（1）拉杆的结构型式
折流板一般用拉杆和定距管连接在一起，当冷凝管外径小于或等于14mm时，采用折流板与拉杆点焊在一起而不用定距管，如图3-2所示。
图3-2 拉杆的点焊结构
（2）拉杆的直径：因为采用点焊结构，所以拉杆的直径dn应与冷凝管外径d相等，即
dn=d=14mm
（3）拉杆的数量及布置：拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘，且每个折流板应不少于3个支撑点，所以选取拉杆数量为四根。
4.冷凝器的三维模型
根据以上计算，可设计出卧式管壳式水冷冷凝器。该系统将管壳式冷凝器和外螺纹强化换热冷凝管结合起来，充分结合了两者的优点，即换热面积大，冷却效果好。
4.1总体结构
管壳式冷凝器主要由壳体，管板，折流板，冷凝管和端盖组成，壳体是用钢板卷焊成的圆柱体，壳体两端各焊一块管板，管板上胀接一系列的冷凝管束。两端盖通过法兰与壳体连接并用橡胶垫密封。工作时，高温高压的制冷剂蒸汽由进气管进入壳体和管束间的空隙，在管束外表面冷凝成液体后由壳体下部的U形管引出，经U形管节流后进入蒸发器蒸发吸热，达到制冷目的。冷却水由下部的进水管进入冷凝器，由于端盖上隔板的作用被分成两个流程按顺序流动，最后由端盖上部的出水管流出，并带走冷剂蒸汽放出的热量，冷却水流经螺旋盘管降温后重新由进水管进入，循环使用，以达到节水目的。
4.2 各主要部分的结构及作用
（1）端盖的结构如图4-3和图4-4所示
图4-3 左端盖 图4-4 右端盖
左端盖由壳体、一个冷却水进水管、出水管和隔板构成，冷却水由下部的进水管进入，从冷凝管中流过，然后由上部的出水管流出。当冷凝器所需的换热面积较大，而管子又不能做的太长时，就要增大壳体直径，以排列较多的管子。此时可将管束分程，使流体依次流过各程管束。左端盖中隔板的作用就是将冷却水分为两个程数，从而提高了管程冷却水流速，增加了传热效果。右端盖相当于一个冷却水中转站，可保证流入各冷凝管的水量大体相等。
（2）折流板
为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热膜系数，在壳体内加装了折流板，如图4-5所示，同时折流板对于卧式冷凝器的冷凝管具有一定的支撑作用，加装折流板有利于缓解冷凝管的受力状况和防止液体流动诱发振动。虽然设加装折流板也有一定的弊端，例如增大了气体流动的阻力，能产生换热死角等，但是综合考虑，还是利大于弊。
图4-6 折流板的结构
这里采用的是单弓形折流板。折流板缺口上下布置，下折流板下部开有通液孔，以使全部制冷剂能顺利从出液孔流出，折流板的安装与定位是通过拉杆来实现的，折流板与拉杆点焊连接。
（3）U形管
U形管结构见图4-7。因为冷凝器与蒸发器之间要保证一定的压差，这里U形管就起节流降压的作用，保证整个制冷系统正常运行，另外U形管上还装有流量计和阀门，以控制冷剂水的流量。
图4-7U形管 图4-8外螺纹冷凝管
（4）冷凝管
为增强强化换热效果，这里采用外螺纹强化换热管，如图4-8所示，管外表面为螺纹，这样大大增加了传热面积，强化了管外传热；同时，外螺纹冷凝管还能对壳程气体流动产生一定的阻力，减小气体流动速度，增加换热时间，从而使传热效果进一步增强；另外，外螺纹管对污垢的防止和清除效果也比光管要好得多。
（6）管板
固定式冷凝器两块管板与壳程圆筒焊接在一起，其周边延伸作为法兰，这种管板的作用一是固定冷凝管和拉杆，二是将壳体与端盖连接起来。其结构如图4-9所示。
图4-9 固定式管板
【参考文献】
[1]彦启森.空气调节用制冷技术.北京：中国建筑工业出版社，1993.
[2]朱聘冠.换热器原理及计算.北京：清华大学出版社，1985.
[3]溴化锂吸收式制冷技术及应用.机械工业出版社，1996.10.
[4]林宗虎.强化传热及应用.西安：西安交通大学出版社，1987.
[5]陈常青.低温换热器.北京：机械工业出版社，1986.
篇8
摘 要：结合工程实践经验，对暖通空调中的水系统施工安装简要的阐述。同提出了施工中的工程质量的保障提出了相应的控制措施。为今后类似工程提供参考依据。
关键词：暖通空调；水系统；施工；质量控制；措施
1 引言
在暖通空调中的水系统里是走水，即冷冻水，供水温度7℃，回水温度12℃，供给风机盘管和空气处理机组使用。暖通空调中的水系统主要分类如下。
（1）冷冻水系统。冷冻水系统由冷水机组的蒸发器、冷冻水泵、膨胀水箱和冷冻水管路等构成，其作用是将冷源（或热源）提供的冷水（或热水）输送至空气处理设备。通常情况下，夏季供冷时冷水机组出水温度7℃，经换热后，回水温度12℃；冬季供热时，热源设备提供55~60℃C热水。
（2）冷却水系统。当冷水机组或独立式空调机组采用水冷式冷凝器时，应设置冷却水系统。冷却水系统由冷水机组冷凝器、冷却水泵、冷却塔和冷却水管路等构成，其作用是将冷水机组冷凝器产生冷凝热通过冷却塔排放到大气中。通常情况下，冷却水供水温度32℃，回水温度37℃。
（3）冷凝水系统。冷凝水系统是指排放空气处理设备表冷器因结露形成冷凝水的管路系统。冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。
（4）闭式系统和开式系统。闭式系统管路系统不与大气相接触。闭式系统水泵能耗低，管路与设备受腐蚀的可能性小，系统简单，但由于系统的补水需要和为满足由于温度变化时体积膨胀的需要，闭式系统需要设置膨胀水箱。由于开式系统的管路与大气相通，所以循环水中含氧量高，容易腐蚀管路和设备，水质容易被空气中的污染物如灰尘、杂物、细菌等所污染，而且蒸发量大。与闭式系统相比，开式系统的水泵压头比较高，不仅要克服管路的沿程和局部阻力损失，还需要增加克服静水压力的额外能量，水泵能耗大。在空调系统中，当采用风机盘管、诱导器等表面冷却器冷却空气时，冷冻水系统一般为闭式系统；当采用喷水室冷却空气时，冷冻水系统属于开式系统。而空调冷却水系统、冷凝水系统一般为开式系统。
2 暖通空调水系统安装技术控制
2.1 支管安装技术控制
空调设备的配管安装应在空调设备安装就位之后进行。
（1）空调机组的配管。空调机组的表冷器可并联使用，也可以串联使用。若表冷器或加湿器对空气气流方向是并联的，则冷热水管也应并联连接；反之，应为串联连接。空调机组与冷冻水供、回水的连接应按产品技术说明进行，无说明时，应保证空气与水流的逆流换热，冷冻水水管一般应采用下进上出的方式。空调机组表冷段的配管方式有多种，施工时需要根据设计要求进行配管和管路上各类阀门的选配。为了有利于提高表冷器与空气的热冷交换效果，冷冻水的进水管应在表冷器的下侧接入，回水管在表冷器的上侧接出。在空调机组冷冻水进出水管路上应设置便于调节、检修和启闭使用的阀门，常用阀门有平衡阀、电动二通阀、合流电动三通阀、蝶阀等。三通调节阀有合流三通阀和分流三通阀之分，合流三通阀安装在冷冻水回水管，分流三通阀安装在供水管上，合流三通调节阀的接管方式采用分流式三通调节阀的接管方式也有，但很少采用。
（2）风机盘管的配管。风机盘管管路有两管制、三管制和四管制，应根据设计确定。下面以两管制为例，介绍风接自来水机盘管的配管。风机盘管供、回水支管需根据设计要求设置软性接头、阀门、过滤器等。风机盘管供回水阀以及水过滤器应靠近风机盘管机组安装，机组与支管连接时应有减振措施，宜采用弹性接管或软接管，其耐压值应大于或等于供、回水支管与风机盘管机组多采用不锈钢软管连接，冷凝水支管与风机盘管机组多采用透明塑料软管连接。安装时，软管连接不应有死弯或瘪管现象。供、回水支管安装坡度和坡向应正确，若出现高点或出现局部高点，应设置排气阀排气。冷凝水水管坡度不小于1%，坡向应有利于冷凝水的排出，应保证水盘无积水现象。风机盘管通水应在其供、回水支管水冲洗达到要求后再进行。
（3）水泵的配管。水泵应按设计图要求安装。一般情况下，每台水泵吸入管、压出管与泵体连接处，应设置可挠曲软接头或其他减振装置。可挠曲软接头、减振装置可以降低和减弱水泵的振动和噪声传递。球型橡胶减振软接头的工作压力一般按lMPa考虑。为了便于水泵的检修，在水泵的吸入管和压出管上应分别设置进口阀和出口阀，以利于关断时使用。对于进口阀，在通常情况下它是全开的，通常采用的是流动阻力小的手动闸阀。对于出口阀，由于启闭比较频繁，会选用电动、液动或气动阀门。出口阀除了水泵在检修时的关断作用外，它有调节流量的作用，对于空调水彩用蝶阀或截止阀，因为这种阀门在系统启动时能缓缓打开，可以防止因水快速流动而造成整个管路系统发生颤振现象。此外，水泵的出水管、吸水管上还应设置安装压力表的短管，短管长度150~200mm。压力表前安装表弯和旋塞阀。
（4）冷水机组的配管。施工时需要根据设计要求进行配管和管路上各类阀门的选配。一般情况下，每台冷水机组的冷冻水、冷却水供回水与机组连接处，应设置可挠曲软接头或其他减振装置，以降低和减弱机组的振动和噪声传递。在冷冻水、冷却水供回水管路上应设置便于调节、检修和启闭使用的阀门和检测用的压力表和温度计或温度、压力传感器。为了防止管路内杂质阻塞冷水机组的蒸发器和冷凝器，在冷冻水和冷却水进入冷水机组的管路上可设置水过滤器。
2.2 冷凝水管安装
冷凝水管管材通常采用聚氯乙烯塑料管或镀锌钢管。冷凝水管径应按设计要求选用，一般情况下直接与空调器接水盘连接的冷凝水支管管径应与接水盘接管管径一致，冷凝水干管管径通常通过冷凝水的流量计算确定。采用镀锌钢管时，注意按设计要求采用防结露措施。采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不设防结露的绝热层。冷凝水管安装时，应就近接入的卫生间、地漏等处进行排放，其水平管长度不宜过长，弯头不宜过多。冷凝水管安装应保持一定的坡度，设计无规定时，水平于管坡度宜大于或等于8‰，水平支管宜大于或等于1%。冷凝水水平干管始端应设置清扫口。冷凝水管与设备连接处应设置软管接头，一般软管接头长度不超过150mm为宜。冷凝水排放管接入排水管时应设置存水弯，冷凝水排放管接入污水管时应有空气隔断措施，冷凝水排放管不得接入雨水管和其他有压管道。当空气调节设备的冷凝水盘位于机组正压段时，冷凝水盘的出水口应设置水封；位于机组负压段时，冷凝水盘的出水口应设置水封，水封高度应大于冷凝水盘处的正压或负压值。组合式空调机组表冷器冷凝水排放水封设置方法详见组合式空调机组配管的相关内容。
3 暖通空调水管施工质量控制措施
（1）空调工程水系统的设备与附属设备、管道、管配件及阀门的型号、规格、材质及连接方式应符合设计规定。检查数量：按总数抽查10%且不得少于5件。检查方法：观察检查外观质量并检查产品质量证明文件、材料进场验收记录。
（2）管道安装应符合下列规定。隐蔽管道在隐蔽前必须经监理人员验收及认可签证。焊接钢管、镀锌钢管不得采用热城弯。管道与设备的连接，应在设备安装完毕后进行，与水泵、制冷机组的接管必须为柔性接口。柔性短管不得强行对口连接，与其连接的管道应设置独立支架。冷热水及冷却水系统应在系统冲洗、排污合格，再循环试运行2h以上且水质正常后才能与制冷机组、空调设备相贯通。固定在建筑结构上的管道支、吊架不得影响结构的安全。管道穿越墙体或楼板处应设钢制套管，管道接口不得置于套管内，钢制套管应与墙体饰面或楼板底部平齐，上部应高出楼层地面20~50mm，并不得将套管作为管道支撑。保温管道与套管四周间隙应使用不燃绝热材料填塞紧密。检查数量：系统全数检查。每个系统管道、部件数量抽查10%且不得少于5件。检查方法：尺量、观察检查，旁站或查阅试验记录、隐蔽工程记录。
4 结语
综上所述只要我们合理施工规范安装、灵活管理，暖通空调水系统就一定能发挥出它既有的经济、节能、环保等优点。
参考文献
［1］李郑波，陈民治.中央空调水系统安装问题浅析［J］.机电信息，2010，（36）:3535.
篇9
【关键词】：制冷装置冷凝器系统经济性性能
【Abstract】: Condensing system is an important part of the refrigeration unit, it can be based on the conditions of use, use environment and to determine the load of the compressor. Refrigeration unit energy consumption indicator is primarily determined by the refrigeration system, the condenser system, so a reasonable choice for saving water and electricity consumption is very important. Different ways through the condensing system performance and economy to compare the results obtained for different environments condenser choose a better guide.
【Keyword】: refrigeration unit, condenser system, economy, performance
中图分类号：TB6 文献标识码：A 文章编号：
【正文】：
冷凝系统是制冷装置的重要组成部分。制冷系统冷凝温度的高低能够直接影响系统的性能。按照冷却介质和冷却方式的不同，一般将冷凝器分为三种：水冷式冷凝器、空冷式冷凝器和蒸发式冷凝器。水冷式冷凝器的主要特点是技术比较成熟，应用的范围比较广泛，并且结构紧凑，使用起来方便，性能较稳定，但是衰减较快，其效率并不是很高，而且还需要配备循环水系统。风冷式冷凝器的主要特点是它的性能比较稳定，不过其体积大，设备的成本高，运行压力高，而且传热系数很低，效果差。蒸发式冷凝器的特点是它能够将冷凝器、冷却塔、水泵及泵房、循环水池集于一体，紧凑的结构使其占地面积较小，所以其投资比较少，而且使用中的维修方便，性能可靠稳定，节水节电明显，运行压力低。
在20世纪90年代前，我国开始建造各类的冷库，水冷式冷凝器使用的比较广泛，并且立式水冷式所占比较大，同时也有少量的风冷冷凝器。20世纪90年代以后，特别是在最近几年新建设的冷库，蒸发式冷凝器应用的比较多。
一、冷凝系统的形式及结构
1、冷风式冷凝系统
风冷式冷凝系统是由翅片管和风机所构成的。它不消耗水只需要电能。采用风冷式冷凝系统的制冷装置的冷凝温度可用下式表示:
tk=tw+(8~12)℃
其中：tk为冷凝温度，℃，tw为室外温度，℃
从上面的公式可以看出，室外温度对于风冷式冷凝器的冷凝温度的影响比较大。由于风冷式冷凝器没有水泵和水塔，因此用电用水消耗少，但其冷凝温度高致使其冷凝压力必然增加，从而使压缩机的轴功率增大，因此总体的耗电量也就增大。
2、水冷式冷凝器
水冷式冷凝器由外部壳体、内部冷却器体两部份构成，外部壳体由筒体、分水盖和回水盖构成。并且设有进、出油管和进、出水管，并附设有排油、排水、排气螺塞、锌棒安装孔连温度计接口等。
在实际的工作中，分水器被却塔下来的水冷所淹没，从而使得与制冷剂换热后形成的水蒸汽在沿管子上升的过程中与被水冷凝成水珠落下，从管子顶部排出的水蒸气占很少的部分。所以冷却塔是主要消耗水的部分。
水冷式冷凝器耗水和电的主要部分是冷却塔和水泵，受冷凝温度对于压缩机的轴功率影响较大。
3、蒸发式冷凝器
蒸发式冷凝器主要是由轴流风机、电子水除垢仪、喷淋嘴集气囊、PVC换热片、冷却管组、高效脱水器填料集水槽、收水器、水泵、箱体等部件组成。
其作用原理是：制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体，在经过冷凝排管后，致使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。就是说，气态制冷剂由上口进入排管后自上而下渐渐被冷凝为液态制冷剂。引风机的较强风力使喷淋水均匀且完全地覆盖在盘管表面，水借助风势，很大的提高了换热效果。温度已经升高的喷淋水一部分变为气态，借助水的汽化潜热被风势带走大量的热量，热气中的水滴在高效脱水器被截住，与其余的吸收了热量的水，落到PVC淋水片热交换层中，被流过的空气冷却，温度降低，进入水箱，再经循环水泵继续循环。蒸发到空气中的水分由水位调节器自动补充。
运行原理是：集水槽中的水被水泵输送到蒸发式冷凝器顶部的喷淋管，经喷嘴喷淋到冷凝排管的外表面形成特别薄的水膜，水膜中的部分水吸热后蒸发为水蒸气，其余部分落入集水槽中，供水泵循环使用。
轴流风机使空气从顶部和侧壁下部被吸入流经盘管，填料、饱和热湿空气则被排到周围大气中，热湿空气中夹带的部分水滴通过收水器截留，有效地控制水滴飘散损失，散失致大气中的水蒸气在系统中由浮球阀控制补充冷却水。
二、冷凝装置冷凝器系统的优化设计原则
制冷装置是由多个部件构成的，制冷装置的匹配意味着其各部件必须在相同的流量下工作，工况才能稳定。从各部件的静态特性曲线上看，其匹配点就是各部件静态特性曲线的交点，如要实现最佳匹配，必须综合考虑制冷装置的效率、运行费用、设备的寿命及结构参数等因素。
1、保证制冷装置稳定运行
匹配的首要问题是稳定性，匹配首先要保证制冷装置运行稳定，避免制冷装置在供液、压力及温度等方面中出现不平衡，即产生振荡。而制冷装置匹配与否，须在运行中验证。所以，稳定性问题又是动态问题。
2、保证制冷装置效率与经济性最高
制冷装置设计除了保证稳定运行外，还应根据优化原则，找出制冷装置及各部件均能满足的参数条件，以使制冷装置保持在最高效率下运行，并获得最佳经济性.根据优化理论，制冷装置的优化设计是在一定约束条件下实现规定目标函数的优化问题，即保证制冷装置稳定运行条件下，寻求最高效率的条件。它一般由目标函数、优化变量、约束条件和优化算法四部分组成。对制冷装置而言，必须综合考虑设备的投资及运行费用，解决制冷装置的结构参数和运行参数最优化问题，从而满足热效率和经济性的最优化。
三、实验性能分析
在结构特征，传热介质，换热方式方面，不同类型的冷凝器具有不同的特征：风冷式为空气显热换热，水冷式为水流显热换热，蒸发式冷凝器空气显热和水的蒸发潜热换热，换热冷却性能就有显著的差异。
Goswami在1993年曾经对风冷式冷凝器做过实验研究，2001年Hwang在对开式热泵系统风冷式冷凝器和新型蒸发式冷凝器进行实验比较分析，实验发现新型蒸发式冷凝器比风冷式冷凝器产热量大7.9%，COPh大21.3%。2004年M.Hosoz通过实验研究三种冷凝器的性能，作者借鉴他的思路设计三套采用三种不同冷凝器的溴化锂制冷系统来实验，实验系统大部分设备是一样的，其中一套采用壳管式水冷式冷凝器，另一套是风冷式冷凝器，还有一套是逆流蒸发式冷凝器相当于一个冷却塔，水泵，壳管式冷凝器，此蒸发式冷凝器高效传热盘管采用椭圆无缝管，高效水分配置系统。三套设备放在同一房间，房间的温度和湿度可以由通入房间的空气进行调节，实验运行在相同的蒸发压力、蒸发温度、冷凝温度和环境条件下，采用电压缩制冷。物理数据测量包括温度、压力、质量流量，另外还有电压、电流测量。用J型热电偶、耐震压力表测量系统四大主设备的进、出口温度和压力，制冷剂流量测量使用电磁流量计，冷却水流量使用转子流量计。
实验主要通过比较冷凝器的散热速率、散热系数、系统制冷量、制冷系数，来对比三种不同方式的制冷器，通过实验测量值计算得结果如下：
（1）水冷式冷凝器和蒸发式冷凝器制冷系统在于冷凝器传热性能优良的冷却介质上具有较好的优越性。
（2）在散热性能方面，蒸发式冷凝器比水冷式好，水冷式冷凝器制冷系统制冷系数和制冷数量比蒸发式冷凝器系统大，但蒸发式冷凝器单位制冷量成本最低，性能最优越。
【结语】：
通过本文的研究可知，风冷式冷凝器运行起来的维护比较简单，初期设备投资少，比较适合在水资源缺乏的地区使用；与空冷式冷凝器相比较，在节能和节省冷却水方面，蒸发式冷凝器比较占优势，同时蒸发式冷凝器占地面积比较少，系统性能比较优越；水冷式冷凝器适用于冷凝负荷较大，环境的温度较高的场所。
【参考文献】
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[5]刘洪胜，孟建军，陈江平等。家用中央空调机组用蒸发式冷
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1、冷凝器的作用就是换热，简单地讲就是将在室内吸收到的热量通过冷凝器放到室外。具体的原理是：压缩机工作排出的高温、高压的气体制冷剂，经过室外机轴流风机将冷凝器中制冷剂热量散热带走，制冷剂被冷却由高温向常温转化的过程，即变为常温，由气体向液体转化的过程，即变为液体。但散热冷凝后的制冷剂高压压力不变（冷凝器内冷却后的制冷剂为常温、高压液体）。
2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为水冷式冷凝器、风冷式冷凝器和蒸发器式冷凝器三种。其中水冷式冷凝器又分为立式壳管冷凝器、卧式壳管冷凝器和套管式冷凝器。
（来源：文章屋网 ）