密闭式工业循环冷却水系统设计要点浅析

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密闭式工业循环冷却水系统设计要点浅析

金亚飚

(上海宝钢工程技术有限公司上海201900)

摘要纯水(或软水)密闭式循环冷却水系统常用于工业企业中关键

设备的间接冷却。本文结合某大型钢铁企业炼钢连铸单元的纯水循环水

系统项目，对密闭式工业循环冷却水系统的一些设计要点，如管路系统

的设计、膨胀水箱的设置、循环水泵的选型及水泵进出口管路设计等做

了初步的分析和探讨，可作为相似工程的参考。

关键词密闭式循环冷却水系统，管路，膨胀水箱

Discussion about the design difficulties of the industry closed recirculation cooling water

system

Jinyabiao

(SHANGHAI BAOSTEEL ENGINEERING & EQUIPMENT CO.,LTD.

Shanghai Poster Code: 201900)

Abstract The industry closed recirculation cooling water system is very important. The design difficulties of the water system are discussed. It also can be used for reference in the similar engineering.

Keywords closed recirculation cooling water system, pipe system, expansion tank

1. 概述

纯水(或软水)密闭式循环冷却水系统常用于工业企业中关键设备的间接冷却。密闭式循环水系统内循环水基本与外界隔绝，以确保水质以及系统的正常运行。

密闭式循环水系统常规流程为：水处理站循环供水泵出水→过滤器→工艺设备→换热器(或蒸发空冷器)→至水处理站循环供水泵进水，统设有膨胀水箱或膨胀罐。

本文结合某大型钢铁企业炼钢连铸单元的纯水循环水系统项目，对密闭式工业循环冷却水系统的一些设计要点，如管路系统的设计、膨胀水箱的设置、循环水泵的选型及水泵进出口管路设计等做了初步的分析和探讨，可作为相似工程的参考。

关于密闭式工业循环冷却水系统的过滤、热交换等水处理流程等问题，

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不在本文讨论范围之内。

2. 项目概况

某大型钢铁联合企业炼钢连铸单元设有氧枪纯水密闭循环冷却水系统，循环水量945m³/h；炼钢机械设备纯水密闭循环冷却水系统，循环水量710m ³/h；连铸结晶器纯水密闭循环冷却水系统，循环水量861.5m³/h。所有工

艺设备的纯水循环冷却回水从工艺主车间回水至车间外炼钢连铸净循环水

处理站，经板式换热器换热冷却后，由循环水泵加压，送水至工艺主车间。共3套循环水系统，6根循环给水和回水管道，循环水管径均为DN500。

氧枪纯水密闭循环冷却水系统、炼钢机械设备纯水密闭循环冷却水系

统均设有高位安全水箱兼做膨胀水箱用，连铸结晶器纯水密闭循环冷却水

系统设密闭式膨胀罐，另设独立的安全水箱。氧枪纯水密闭循环冷却水系统、炼钢机械设备纯水密闭循环冷却水系统设专用补水泵，补水泵与水箱

液位连锁控制，高液位关泵，低液位开泵。连铸结晶器纯水密闭循环冷却

水系统由密闭式膨胀罐的补水泵补水。

3. 设计要点分析

3.1. 管路系统的设计要点及工程实例分析

管路系统的设计要点包括水力平衡设计、管道设置方式、管材的选

用以及管路系统的排气等。

3.1.1. 水力平衡设计

一般情况下，一套密闭式工业循环冷却水系统的用户不可能是单一的，氧枪纯水密闭循环冷却水系统包括转炉氧枪、转炉副枪、RH机械设备等用户；炼钢机械设备纯水密闭循环冷却水系统包括转炉炉口、炉帽、托圈、LF炉盖、LF导电横臂等用户；连铸结晶器纯水密闭循环冷却水系统用户

为连铸结晶器。

各用户之间的水力平衡是非常重要的，包括管网的水力计算、循环水

泵流量、扬程等基本参数的确定以及流量、压力的调节措施等。关于管路

系统水力平衡设计部分可见由作者另外撰写的《钢铁企业工业循环冷却水

系统水力平衡及水质平衡设计》一文的相关内容，本文不做另外的叙述。

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3.1.2. 管道设置方式

管网漏失水量在所难免，但管道漏水对于密闭式管路系统的影响很大，循环水干管上少许的漏水就会引整个起管网压力的巨大波动。这是因为密闭式管路系统循环水泵提供的压力仅为克服管路系统的水头损失，密闭式管路系统本身须提供基准压力。如果循环水主干管道有漏水点，该处与大气相通，就起到了泄压的作用，将会直接使管网压力大幅度下跌。

本项目连铸结晶器密闭式工业循环冷却水系统，埋地敷设的密闭式回水管路主干管上发生了多点漏水，漏水量约为4~5m³/h，不开启膨胀水箱补水泵，仅过3~4min循环回水压力由正常的0.6MPa下跌为0.2MPa，循环供水压力由正常的1.5MPa下跌为1.1MPa。

由此可见，密闭式循环水系统管道设置应贯彻便于维护和检修为原则，管道的设置方式应尽可能架空设计，如架空确有困难，按照管廊、管沟、埋地的次序执行设计。

在工艺主车间内，厂房柱网密布，设置架空管线较为便宜，管道架空敷设应为首先方式；如果有工艺设备阻挡，使架空管道无法通过，则采用管沟或管廊方式。在循环水处理站，管道可以架空敷设，也可以埋地设置或采用管沟方式。在循环水处理站与主车间之间的区域，如果管道数量较少，管道可以平面展开布置，则管道埋地敷设；如果管道数量较多，按单层展开平面布置占地面积太大无法布置，则应采用管廊方式。

本项目中，循环水处理站的管道采用架空、埋地、管沟相结合的方式；循环水处理站与主车间之间的区域，6根DN500的纯水循环水管道如按平面展开敷设，需要约6m净空，且另有其它水管道，因此，循环水管道设置在地下管廊内，多层敷设；炼钢车间内的管道为架空敷设方式。

3.1.3. 管材选用

目前在工业系统的大型密闭式循环冷却水系统中，焊接钢管仍是最常用的管材。热滚塑钢管、碳钢不锈钢复合管、双金属涂塑焊接管、钢骨架塑料复合管因其优异的耐腐蚀性能，在密闭式循环冷却水系统中也得到了推广和应用。

热滚塑钢管须用法兰连接；碳钢不锈钢复合管采用焊接连接；双金属涂塑焊接管，采用双金属焊接。钢骨架塑料复合管，DN250口径以下最大工作压力通常在1.6MPa，超过DN250口径最大工作压力在1.0MPa，长期工作温度应在50℃以下，该管道为热熔连接。

密闭式循环冷却水系统管材的选用应根据具体的使用环境和使用条件确定，具体如下：

①焊接钢管，在循环水系统投入使用前须进行管道的清洗和预膜处理，

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为保持循环水水质稳定，系统另须投加缓蚀剂和阻垢剂等；该管道可适用于架空、管廊、管沟、埋地等各种敷设方式；

②热滚塑钢管，可适用于架空、管廊、管沟的敷设方式；对于埋地的工况，由于热滚塑钢管为法兰连接，管道沉降容易引起连接口处错位，引发密封圈和垫片的问题，从而导致漏水；因此，建议热滚塑钢管一般不埋地敷设，如果要埋地，地基必须有一定的要求；

③碳钢不锈钢复合管，双金属涂塑焊接管，可适用于架空、管廊、管沟、埋地等各种敷设方式；

④钢骨架 …… 此处隐藏：4786字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……