闭式循环冷却水系统设计

一、概述

PCW（Piping Cold Water）系统是工业生产中常用的一种闭式水循环系统，其设计计算十分重要。本文旨在探讨PCW系统闭式水循环的设计计算，包括系统的基本原理、设计步骤、计算方法等内容，以期为工程师们在实际工程中的设计和操作提供参考。

二、PCW系统闭式水循环的基本原理

1. PCW系统概述

PCW系统是一种利用水作为工业生产中的冷却介质，通过管道输送并循环利用的闭式循环系统。其主要组成部分包括水泵、冷却设备、水处理设备、管道系统等。

2. 循环原理

PCW系统的运行原理是将冷却水通过水泵输送到需要冷却的设备或工艺中，经过冷却后再通过管道回输到冷却水池中，由水泵继续循环使用，保持冷却水的温度和质量。闭式循环系统中的冷却水与外界不直接接触，能有效防止水质污染及损耗。

三、PCW系统闭式水循环的设计计算

1. 设计步骤

a. 确定冷却负荷

根据需要冷却的设备或工艺的热负荷及要求，确定PCW系统的冷却负荷，包括冷却水的流量、温度等参数。

b. 计算水泵功率 根据循环系统的压力损失、管道阻力、水泵提供的扬程等参数，计算所需的水泵功率。

c. 确定水泵型号及选型

根据水泵功率计算结果，结合水泵性能表，确定合适的水泵型号及选型。

d. 设计管道系统

根据冷却水的流量、流速等参数，设计合适的管道系统，包括管道直径、长度、支路、阀门等。

2. 计算方法

a. 冷却负荷的计算

冷却负荷的计算主要包括设备或工艺的热负荷、冷却水的流量、温度差等参数的计算。

b. 水泵功率的计算

水泵功率的计算主要包括系统的压力损失、水泵提供的扬程、管道阻力等参数的计算。

c. 管道系统的设计计算

管道系统的设计计算主要包括管道的流动阻力、支路的分配、阀门的选择等。

四、PCW系统闭式水循环的应用实例

简介

循环冷却水系统（recirculating cooling water system）冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统，包括敞开式和密闭式两种类型。

主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器）后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次（称直流冷却水系统）。

使升温冷水流过冷却设备则水温回降，除换热设备的物料泄漏外，可用泵送回生产设备再次使用，管外通常用风散热。冷水的用量大大降低，常可节约95％以上。冷却水占工业用水量的70％左右，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。

原理

以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器）后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次（称直流冷却水系统）。使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95％以上。冷却水占工业用水量的70％左右，因此，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。

分类

冷却设备有敞开式和封闭式之分，因而循环冷却水系统也分为敞开式和封闭式两类。敞开式系统的设计和运行较为复杂。

敞开式

冷却设备有冷却池和冷却塔两类，都主要依靠水的蒸发降低水温。再者，冷却塔常用风机促进蒸发,冷却水常被吹失。故敞开式循环冷却水系统必须补给新鲜水。由于蒸发，循环水浓缩，浓缩过程将促进盐分结垢(见沉积物控制)。补充水有稀释作用，其流量常根据循环水浓度限值确定。通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量，因此必须排放一些循环水（称排污水）以维持水量的平衡。在敞开式系统中，因水流与大气接触，灰尘、微生物等进入循环水；此外，二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。为此,循环冷却水常需处理，包括沉积物控制、腐蚀控制和微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关，与生产设备的性能也有关。当采用多种药剂时，要避免药剂间可能存在的化学反应。

汽机闭式循环冷却水系统讲解

一、系统简介

1.设备用途：

闭式循环冷却水用于连续向全厂主、辅机设备提供循环冷却水。闭式循环冷却水采用除盐水。

2、设备规范:

设备配置

每台机组配置2台100%容量的闭式冷却水泵，两台机组共4台闭式冷却水泵。

每台机组配置1台闭式水膨胀水箱，两台机组共2台闭式水膨胀水箱。

每台机组配置2台65%容量的闭式冷却水换热器，两台机组共4台闭式冷却水换热器。

闭式冷却水来源：除盐水

供水系统型式：闭式冷却

闭式冷却水系统运行方式:单元制安装位置:闭式冷却水泵布置在汽机房零米。 闭式水膨胀水箱：安装在汽机房内14.7m层。

闭式冷却水换热器布置在汽机房零米。

泵及电机技术参数序号结构/K置名称单位参数1泵型号XHXS300-435A2泵体尺寸（长X宽X高）m1196×1200×13373泵轴长m11964叶轮吸入型式双吸5叶轮直径mm4356轴承形式/数量滚动/27联轴器传递功率kW2808密封形式机械密封电动机技术数据项目单位参数型号YKK450-4额定功率kW280额定电压VlOOOO同步转速r∕minl487频率Hz50绝缘等级F防护等级IP54重量kg3470冷却方式空冷旋转方向为：（从向看）顺时针（从电机向泵看）

8.22.2闭式冷却水系统起动前检查

8.22.2.1 启动前闭式水系统试验完成且合格，确认闭式水系统联锁保护试验合格，投入正常。

8.22.2.2 检查所有仪表齐全，各压力表入口阀开启，确认所有表计投入正常。

8.22.2.3 闭式水膨胀水箱补水:1）关闭闭式水膨胀水箱放水阀。

2）开启膨胀水箱补水阀。

3）检查启动凝结水输送泵，向膨胀水箱补水至mmo

4）将膨胀水箱补水阀投自动。

8.22.2.4 检查关闭闭式水系统放水阀。

8・22.2.5开启闭式冷却水泵人口电动阀、泵体排气门连续流水后关闭，出口门关闭。

8.22.2.6 测闭式泵电机绝缘合格后，送电。

化工原理课程设计

１ 目录

设计目录 …………………………………………………………………………………1

一 设计任务书 …………………………………………………………………………3

二 物性参数的确定 ……………………………………………………………………4

三 设计方案的确定 ……………………………………………………………………4

1选择换热器的类型 ………………………………………………………………4

2流程安排 ……………………………………………………………………………5

四 估算传热面积 ………………………………………………………………………5

1换热器的热负荷 ………………………………………………………………5

2平均传热温差 ………………………………………………………………6

3传热面积 …………………………………………………………………………6

五 工程结构尺寸 ……………………………………………………………………7

1管径和管内的流速 …………………………………………………………7

2管程数和传热管数 …………………………………………………………7

3平均传热温差校正及壳程数 ………………………………………7

4传热管排列和分程方法 …………………………………………8

5管体内径 ………………………………………………………………………8

6折流板 …………………………………………………………………………8

7其它附件 ……………………………………………………………………………9

8接管 …………………………………………………………………………………9

六 换热器的核算 …………………………………………………………………………9