鍍膜機冷卻水循環(huán)要求
1 概述
隨著國內光學行業(yè)的發(fā)展,光學企業(yè)也快速發(fā)展與成長為光學元件液膜的車間設計項目也隨之增多。鍍膜工藝,是為了提高鏡頭的透光率和影像的質量,對鏡頭進行真空膜處理(鍍膜主要是為了減少反射),真空鍍膜是膜料(Gr2 O3)在電子束的作用下在鍍膜機內形成蒸氣附著到玻璃片上。光學元件膜工藝設備投資大,專業(yè)技術性強,對生產環(huán)境要求高(對環(huán)境潔凈度有要求)。光學元件膜機冷卻循環(huán)水是影響鏡膜工藝的關鍵工序,是影響鍍膜成品合格率的重要因素之一。
鍍膜機大都從國外進口,價格也比較貴,對冷卻循環(huán)水的指標溫度,壓力等)比較做感,如果冷卻水的溫度和壓力不在被膜機產品規(guī)定范圍內工作,使膜機就會發(fā)出警示信號,甚至停止工作,給生產造成巨大的經濟損失,因而生產方對冷卻循環(huán)水設計要求非常嚴格。給排水專業(yè)在此類項目的設計中,主要是配合生產工藝專業(yè),根據生產工藝提出的要求進行給排水設計。
2 冷卻循環(huán)水設計需要滿足以下幾點要求
一, 系統(tǒng)穩(wěn)定性:
根據膜工藝的生產特點,鍍膜生產線是每天連續(xù)24h,運轉不間歇的,因而冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)也要保證24h連線供給才能滿足鍍膜機的正常運轉。作為冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)的核心,循環(huán)水泵的選用非常關鍵,循環(huán)水泵應選用質量可靠穩(wěn)定的水泵,且水泵必須配有備用水泵。水泵運行出現(xiàn)異常除了常規(guī)的能自動切換至備用泵外,還應有報警信號送至值班中心,及時了解故障,排除故障。另外供給系統(tǒng)的電源必須保證24h不間斷供應,確保系統(tǒng)連運轉。保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定,系統(tǒng)連續(xù)運轉后每隔半年應做一次金面維護保養(yǎng),維護保養(yǎng)系統(tǒng)的關鍵部件:水泵,電動機,電動機與水泵聯(lián)軸器,控制柜,閥門,管路等。
二,系統(tǒng)運行的節(jié)能:
節(jié)能降耗也是我們沒計中必須要考慮的因素之一,也是符合企業(yè)科學發(fā)展的要求。鍍膜冷卻循環(huán)系統(tǒng)是由一套水泵組供給多臺鍍膜機,只有在生產任務飽滿時膜機才全部投入運行,大部分時間只有部分鍍膜機在運行,當有的鍍膜機關機時,不應該無端耗費冷卻循環(huán)水的電能。為了達到節(jié)能的目的,環(huán)水泵均采用變頻,且每個水泵均單獨設置變頻器,變頻器具有調頻調速等基本功能,變頻器的工頻電源一般是50Hz或60Hz,工頻電源的頻率和電壓都是恒定不變的。
以工頻電源工作的電機在調速時可能會造成功率的下降,而通過變頻器的調整,電機在調速時就可以減少功率損失而達到節(jié)能的目的。每臺水泵設有變頻器投資比較高,但可以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,保證某臺水泵或某個變頻器出現(xiàn)故障時,不對整個系統(tǒng)的正常運行產生影響。為了保證系統(tǒng)的正常運轉,設計中每臺水泵單獨設置變頻器是必要的,這樣既能保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定,也能保證系統(tǒng)運行的節(jié)能降耗。
三,水質:
冷卻循環(huán)水的結垢是設計冷卻循環(huán)水在運行過程中難以免的間題。鍍膜機冷卻循環(huán)水系統(tǒng)要求不結垢、不堵塞(設備內局部冷卻管內徑4mm,還有很多彎道),要求循環(huán)系統(tǒng)內的水質長時間(連續(xù)6個月)運轉后不變差。為了保證設備的換熱率和用年限,為了控制冷卻水循環(huán)系統(tǒng)引起的結垢,我們首先要了解循環(huán)水結垢的原因,水中溶解鹽類產生固相沉淀是構成結端的主要因素(隨著環(huán)水溫度的高,碳酸鈣等鹽類的溶解度降低,水分發(fā)溶解鹽的濃度達到飽和程度),為防止循環(huán)系統(tǒng)內管道不結后,就要大大低循環(huán)水中的溶解鹽,循環(huán)水采用自來水是達不到設計要求的膜工藝的冷卻循環(huán)水一般都采用電阻率不小于15兆歐的RO水,RO水是經過反診透后的純凈水,已基本去除水中的細菌病毒、膠體、有機物和98%以上的溶解性鹽類,去除了溶解鹽,環(huán)水在運行過程中基本不會有結垢,半年內水質不會變差,當然要保證水質,管材他很重要,設計中要選用內壁光滑的管材,經過比較及相關行業(yè)市場調查,設計多采用的是不銹鋼管(SUS304),不銹鋼管抗拉強度大,防腐燭能力強、保溫性能好、維護成本低,是膜機冷卻環(huán)水管材的*之不銹鋼管(SUS304)管材造價比較高,工程中采用塑料管材或鋼塑管也是滿足要求的。
四, 水壓:
膜機進水水壓根據設備要求來設計的,一般來說,膜機要求冷卻循環(huán)水進口壓力都比較高,一般要求達到6kgdcm02k/em,由于使膜機的瞬間開、關水,造成水壓的降低、升高,水壓恢復到設計壓力公差范圍內允許時間要不超過10秒,對水壓的回壓速度要求挺高的。設計要達到水壓要求是比較容易達到的(只要設計中計算好水泵揚程即可滿足要求)但是系統(tǒng)10秒內要回到設計壓力這個要求確實比較難以達到,一般整個系統(tǒng)有15-20臺鍍膜機,單臺膜機的流量也比大(有 80L/ min, 50L/min),關掉一臺鍍膜機或幾臺鍍膜機,對系統(tǒng)的形響肯定是比較大,系統(tǒng)在10秒內恢復到設計壓力,如果僅按常規(guī)設計,很難達到要求。經過查閱一些資料及參觀學習了一些類似工藝冷卻循環(huán)水的項目,也將設計方案與生產方及施工方作了詳細的探討與研究,*決定的設計方案是將供給膜機冷卻福環(huán)水管網設計成環(huán)狀管網,管網內水的流速要控制在低流速內(約控制在0.6m/s內,遠小于有關規(guī)范規(guī)定的經濟流速),供水管網為環(huán)狀,循環(huán)水又在低流速內運行,這樣膜機的瞬間開、關對水壓波動比較小,管網水壓的恢復時間比較快。采用供水環(huán)網的供水模式,對工藝調整具有靈活性,不會因工藝設備布置調整(增減設備或設備移動)而調整干管。鍍膜行業(yè)升級快,為適應市場的發(fā)展需要不斷調整鍍膜機數量與型號,生產企業(yè)特別講究實施速度,時間就是效率,工藝設計循環(huán)水要能適應工藝布局在較短時間內完成調整,能及時滿足實施的要求,為企業(yè)的生產贏得寶貴時間。供水系統(tǒng)采用環(huán)網的供水模式,雖燃初期投資高,但對整個項目來說,項目長期運行投資效益高。保持水壓穩(wěn)定另一重要的措施是循環(huán)加壓泵的配備上在條件允許下,循環(huán)加壓泵數量配置要相對多一些(三至四臺為宜,水泵流量選擇時也要適當留有余量),且每臺泵必須均采用頻泵,在頻供水系統(tǒng)中,最料能配量一個穩(wěn)起平衡水量及穩(wěn)定壓力的作用,避免在小流量時頻緊開啟水泵,配置穩(wěn)壓罐對提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常關鍵。
五,水溫:
工藝要求循環(huán)水進水水溫比較低(18℃ ±2℃),水經過設備后,回水溫度升溫約5度左右。要達到冷卻循環(huán)水的要求,需通過板式換熱設備與冷凍水(7℃的進水,12°的回水)進行交換,冷卻循環(huán)水管溫度較低(進水溫度18°C±2°C,回水溫度23℃±2℃),循環(huán)管道及循環(huán)水池均需保溫。設計中要盡量保證循環(huán)水池內各處水溫均衡,循環(huán)供水回水管在水池內盡量遠距離布置,防止短路,使循環(huán)水在水池里充分混合。熱水密度相對冷水小,熱水會浮在上面,因此經過板換換熱設備降溫了的水要盡量回在水池上方,經過設備循環(huán)升溫的水要盡量從水池底部進入,這樣便于水的混合,使水池內各處水溫盡量均衡,干管上的溫度在線測量儀表隨時監(jiān)控設備入水溫度根據溫度值自動調節(jié)板式換熱器冷凍水?口處的電動網大小。水福如果不在設計范內時,系統(tǒng)要能及時發(fā)出報警信號至監(jiān)控中心,及時排除故障。
3設計方案選用
在冷卻循環(huán)水設計過程中,以下兩和設計方案應用比較多(水箱都是開式水箱),均可以達到鍍膜機冷卻循環(huán)水的要求、,兩種方案在工程實例中也均有應用、根據生產企業(yè)的反映,實際運行過程中效果都不錯,可以滿足冷卻循環(huán)水水質水壓水溫的要求,保證其供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
一,方案:
水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組)——板式換熱器(與7度冷凍水交換)——冷卻循環(huán)供水環(huán)網(各設備冷卻循環(huán)水給水均從環(huán)網接出)-冷卻循環(huán)水回水環(huán)網-回至水箱。本方案設備冷卻循環(huán)水回水直接通過板式換熱器與冷凍水交換后達到設計所需設計溫度,溫度調節(jié)通過溫度傳器控制冷凍水進水門的大小,從而達到設備冷卻循環(huán)水進水溫度要求。此方案優(yōu)點系統(tǒng)相對簡單,溫度好控制缺點:板式換熱器進水管前的電動個一且出現(xiàn)故障,水溫波動大。
二,方案:
本方案有兩套循環(huán)系統(tǒng)
循環(huán)系統(tǒng)1:水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組)一一冷卻循環(huán)供水環(huán)網(各設備冷卻循環(huán)給水均從環(huán)網接出)一冷卻循環(huán)回水不網一回至水箱。
循環(huán)系統(tǒng)2:水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組)一一板式換熱器(與7度冷凍水交換)ー回至水箱。該方案設備冷卻循環(huán)水回水回至循環(huán)水箱后,通過板式換熱器與水箱里的水不停進行交換,直至水箱的水溫達到設備冷卻循環(huán)水進水溫度要求。此方案優(yōu)點:換熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,對水溫波動相對較小。缺點:系統(tǒng)相對復雜,水箱內水溫會出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。
4 小結:
為鍍膜工藝設備配套服務的給排水設計,在設計前期要與甲方、與設備廠家、與相關專業(yè)多通,多交流,多參考有關資料,多去現(xiàn)場調研,進必要的方案比選,使設計滿足設備對水質水壓水溫的要求,保證其供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時設要應工藝變化的靈活性,管路設計及設備的選用要有前瞻性,為生產企業(yè)米最大的經濟效益。