胶球在线清洗对冷凝器端部温差和能耗的影响

胶球在线清洗对冷凝器端部温差和能耗的影响

摘要：冷水机组组长的时间运行会使换热器积累大量的污垢和水垢，从而大大降低换热器的效率，导致功耗增加。

以天津某地铁站为例，研究了胶球在线清洗对电制冷冷水机组冷凝器端温差及能耗的影响情况。实验测试了安装和未安装自动在线清洗装置的2台冷水机组的端温差，分析了节能效果。实测结果表明，安装和未安装自动在线清洗装置的2台冷水机组冷凝器的端温差分别1.49℃和3.38C，降低了1.89℃，可实现节电5.67%~7.56%。而且由于冷凝温度的降低，使得冷水机组运行更加稳定可靠。由此可见，胶球在线清洗装置具有显著的节能效果。

关键词：冷凝器在线清洗;

冷水机组和冷却塔的能耗占空气调节系统能耗的50% 左右，因此改善冷水机组的运行状况对空气调节系统的节能具有重要意义。

冷水机组的节能措施主要有两个方面，一是系统的运行节能，二是加强换热器的传热。冷水机组的运行节能，主要依靠冷冻水变温控制，水泵变频调节]，调整设备合理运行负荷，提高整个冷却水循环水路3~的控制等..

估计冷却塔风扇和冷却水泵变频控制8.6%和运营成本的9.9%降低了功耗。当冷却负荷在80%制成，冷却水比的设定温度设定为11℃7℃，更高21.4%的能量效率。加强传热主要取决于角度的变化是在热交换器的形式，诸如内管插入，管壳式换热器，以优化所述间隔节距，结合单背部加固技术。

对冷水机组冷凝器进行清洗，也是提高冷凝器换热效率的重要节能途径。污垢是换热器的常见问题。污垢的存在使换热器的换热系数严重下降。指出在地热供热系统换热器的90天实验中，由于污垢的存在，换热器的总传热系数由1160W/(M2·K)降低到650W/(M2·K)。自1999年以来，美国的加工业每年花费超过5亿美元来解决污染问题。1 2009年，一座550MW燃煤电厂因结垢造成的额外费用每年可达到4亿至2.2亿美元。据估计，我国火电厂结垢造成的经济损失可达GDP的0.1%。换热器结垢造成的经济损失是巨大的。冷水机组冷凝器作为一种重要的换热器也不例外。随着冷却水循环进入冷凝器，灰尘和杂物在使用一段时间后积累了大量的生物泥和污垢，严重影响换热效果，导致运行能耗增加，增加运行成本。

随着对污垢影响的认识的加深，人们认识到流体温度、流速、传热面材料、传热面粗糙度是影响污垢形成的主要因素，为了减少污垢对换热器的影响，人们进行了大量的研究。 提出了一种污垢预测模型，用于开发预防性维护工具。 根据最小损失的计算方法，确定最佳清洗周期。 研究了在线清洗技术对水力发电的清洗效果。 在线清洗方法有很多种，如机械清洗法和电处理法 ~ 1，但在冷水机组系统中，清洗冷凝器仍然采用较为常规的方法，如定期机械清洗、加入化学剂等处理方法进行离线清洗，这些方法都有一定的局限性，在清洗期间延迟了机组的正常使用。 但是，冷凝器自动在线清洗装置并没有得到广泛的应用。 它可以在不停机的情况下完成清理任务。 根据试验结果，对凝汽器自动在线清洗装置的节能性能进行了分析。

1.凝汽器自动在线清洗装置的节能分析

1.1实验介绍

自定义的差：差=冷凝温度的端 - 冷却水出口温度，即，冷却水出口温度的冷凝温度+ =端之间的差可以看出，所述的冷凝温度之间的高度差取决于端温度和冷却水出口，所述水的温度与所述冷却塔的冷却能力和热交换器的冷凝器端相关联的是污垢相关案件黄铜壁之间的差，所述壁中的较脏的，更大的差到底。因此，端部的温度差成正比的缩合，即，每个端部的之间的差被降低1℃，冷凝温度降低1℃，每个压缩机的单位容量的功率消耗是由约3%减少到4 %，3%至4节省即%，所以测试，安装和制冷单元未安装在线清洗系统可以根据最终节能率之间的差来计算时。

为了消除冷却塔不同冷却能力的影响，试验选用了两台相同规格的冷却塔。实验前，对两台机组进行了彻底的清洗，以保证相同的工作条件。1冷水机组设有胶球在线清洗系统，2“冷水机组不设胶球在线清洗系统。两台机组分别安装凝汽器出水温度传感器和凝汽器压力传感器进行数据采集。表1显示了两台冷水机组的参数。

在二○一八年九月十一日至二○一八年九月三十日的二十天内，主要测量的参数是冷却水温度，该温度由安装在机组冷凝器出水管上的温度传感器测量，其次是由安装在冷凝器上的压力传感器测量的冷凝压力。 温度和压力传感器连接到 plc 记录器，该记录器每3分钟记录一组数据，并将数据存储在 u 盘中，数据导出后，根据 r22制冷剂饱和压力和温度控制表将测得的冷凝压力转换为相应的冷凝温度，根据端差的定义从冷凝温度中减去冷却水温度，得到端差。

1.2实验数据分析

排除制冷机组不运行时的数据，同时为了增加机组负荷，9月12日，13，16，24，25，27-30。为了增加机组上午的运行时间，观察到机组在早晨之后以10%的速度启动，然后在启动30min后逐渐上升到60%左右，然后逐渐减轻负荷，停止..整个运营时间段的平均负荷为10%..因此，选择持续时间大于30min的数据作为研究对象。

显而易见的是，安装行洗涤单元1的端部之间的平均温度差为149℃下，2行清洗未安装“端温差平均单元338℃0.1单元2比”平均温度小单元1.89℃的端部之间的差异。减少了55.92%。

1、2号机组平均端温差柱状图。

末端温差反映了冷凝器污垢热阻的变化，未进行在线清洗的2“机组末端温差呈上升趋势，表明机组的污垢热阻也在增大，而进行在线清洗的机组末端温差呈下降趋势，表明污垢热阻在减小，总传热系数在增强。

根据天津某地铁站实测数据，安装和未安装自动在线清洗装置的冷水机组末端温差和节能效果计算如下：

1“机组6天大负荷平均端差为：

(1.1+1.13+1.66+1.59+1.65+18)/6=1.49℃2“机组6天重负荷平均端差为：

(3.53 + 2.72 + 3.59 + 3.44 + 3.36 + 363)/6=3.38℃22单元(未安装)1个单元(CIP安装)的高端1.89℃之间的差的比率。

根据国家标准“采暖通风和空调设计规范”(Gb50736)(2012年版)：“当蒸发温度固定时，压缩机组制冷量每增加1°C，功率消耗率增加3%左右”。

由此，40%，安装在线清洗系统的节能率所计算出的平均负载：

189×6-4=5.67%-7.56%。

1.3实验结果分析

结果表明，在线清洗装置能有效地降低管道末端温差，保持管壁清洁，降低污垢热阻。 实验中发现1号机组末端温差明显小于2号机组，主要原因是1号机组末端安装橡皮球在线清洗装置后，换热管内壁流动时橡皮球擦洗在管壁上，可以清除管壁上的污垢或抑制污垢的形成，从而降低了污垢的热阻，提高了传热系数，从而减小了制冷机组末端温差，提高了制冷机组的运行效率。 根据地铁车站的测试结果，带在线清洗装置的1台冷水机组末端温差比不带在线清洗装置的2台冷水机组低1.89 °c，节电5.67%-7.56% 。 冷水机组的输入功率为199.4千瓦，每年运作时间为100天。 每天至少运行12小时，每年可节省135307.2-180895.7千瓦时，电价计算为0.8元 / 千瓦时，直接经济效益为10853.7-144716.51元 / 千瓦时。

2、结语

(1)在线清洗器可定时放出胶球。对于洁净墙面，延长结垢起始阶段，保持墙面清洁，保证其传热效率..降低污垢热阻，保证冷凝器传热效率，降低冷凝温度，提高能量利用率。同时，也避免了机组频繁报警，使机组运行更加稳定可靠。

(2)通过比较实验中，所述安装线清洁单元可以及时清除污垢冷凝器冷却水侧，端部的温度差减少，从而使的5.67%-756%的节能率，如果冷却水是硬水，污垢堵塞管道凝结，使用超过20%的储蓄的在线清洗。据测算，投资回收期为1--2年，经济效益十分明显。

(3) 本实用新型可降低对冷却水的要求，允许使用浓度倍数较高的水，减少冷却水的排放，节约用水。

(4)在线清洗装置采用物理方法进行清洗，避免了化学酸洗和人工刺刀对冷凝器换热管造成机械损坏，不损坏或腐蚀换热管，更有利于延长设备的使用寿命。

(5)清洗过程无需人工维护，技术成熟可靠，清洗过程中不影响冷水机组正常运行。