构皮滩混凝土预冷系统设计中的氨泵供液研究.pdf
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1、第 4 1 卷 第 2 2期 2 0 1 0 年 1 1月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 41 No 22 No v , 2 01 0 文章编号: 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 0 ) 2 2 0 0 6 0 0 2 构皮滩混凝土预冷系统设计中的氨泵供液研究 张 骏 , 龙 慧 文 , 李 红 丽 ( 长江勘测规 划设计研 究院 施工设计处 , 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ) 摘要 : 介绍 了构皮滩混凝土预冷 系统中采 用氨 泵供液的基本原理和特点。利用低压循环 贮液 器将采 自调节站 的高压液氨进行循环处理 , 具有传热效率
2、 高, 安 装操作 简单 , 安全可靠的优 点。氨 泵供液设计 中低 压循 环贮液 器的安装 高度应 满足液 面与氨泵吸入 口保持 一定偏 差 , 在 构皮滩冷 却 系统 中, 其最低 液限 高于氨 泵 中心线 3 m。同时, 针 对构皮滩混凝土预冷 系统 中氨泵供 液遇 到的具 体安装 问题 , 提 出设 置 旁通 阀来对氨 泵供液 系统 进行安全性保护等措施 。 关键词: 氨泵 ; 循环处理 ;混凝 土预冷 系统 ;旁通 阀;构皮滩水电站 中图法分类号 : T V 4 3 文献标志码 : A 1 氨泵供液 系统原理 在 采取 氨制冷 的 混凝 土 预 冷 系统 设 计 中 , 应用 最 为
3、广泛的供液方式是氨泵供液。构皮滩混凝土预冷系 统 中采 用 的就是氨 泵供液 系统 。 在 氨泵供 液 系统 中 , 来 自调 节 站 的 高压 液 氨经 节 流阀调控后进入低压循环贮液器, 由氨泵送入空气冷 却器或片冰机等蒸发设备。在蒸发设备 中, 部分液体 蒸 发成 为气体 , 气一 液 两相 流 体 经 回气 管 返 回低 压 循 环贮液器, 再在低压循环贮 液器 中分离。气体从上方 被 压缩机 吸走 , 液体 在 下 层 进入 氨 泵进 行 再 循 环 。氨 泵供液系统具有传热效率高, 系统安装操作简单, 安全 可靠等优点。 2 氨泵供液设计 中的关键 问题 氨泵是 氨泵 供液 系统
4、中的重要 设备 。氨泵 的主 要 形式 有齿 轮式 、 叶轮 式 和屏 蔽 式 3种 。叶轮 式 和 屏 蔽 式都是速度型的离心泵。而屏蔽泵 因其结构简单 , 使 用寿命 长 , 在 目前 水利 水 电 工程 混 凝 土 预冷 系 统 中被 普遍采用。构皮滩混凝土预冷系统设计也是使用的屏 蔽泵 。氨泵供 液 系统 的管路连接 如 图 1 所示 。 低压循环贮液器中需要保证一定的液面高度 , 以 保 证氨 泵 吸入 口的 流 量 。按 照 冷 库 设计 规 范的规 定 , 氨泵 吸入 口 a 处应 有不 小于 0 5 m液柱 的裕度 。 但当氨泵工作 , 氨液经过低压循环贮液器的出液 管进入氨泵
5、时, 如果作用于氨泵吸入 口的压力低于氨 液 实 际温 度下 的饱 和 压 力 , 氨液 即蒸 发 变成 气 泡 。这 些气泡随液氨进入氨泵的出口段 , 因出口段压力较高 , 气泡随即破灭 , 就会在局部形成高频率 、 高冲击力的水 击 , 不断地冲击泵内部 , 特别是泵 的叶轮, 使其表面成 为蜂窝或海绵状 , 即氨泵的气蚀现象。为防止氨泵的 气蚀 , 在氨泵的吸人 口需保证一定的压力, 称为氨泵的 气蚀 余量 ( N P S H) 。 图 1 氨泵供液管路示意 为此确定低压循环贮液器 的安装 高度时, 在克服 沿程管道的阻力且氨泵入 口处能满足规范中要求的压 收稿 日期 : 2 0 1 0
6、一 O 8 3 O 作者简介 : 张骏 , 男, 工程师 , 主要从 事水利水 电工程施工设计工作 。Em a i l : z h a n g j u n 2 e j w s j y c o m e n 第 2 2期 张 骏 , 等: 构皮滩混凝土预冷系统设计 中的氨泵供液研 究 6 1 力裕度的同时, 还需要满足气蚀余量的要求。为此 , 低 压 循环贮 液器 的安装 高度 应满 足 的液面 与氨泵 吸入 口 高度差 为 : H =NPS H + f+0 5 ( 1 ) 式中, 日为低压循环贮液器的液面与氨泵吸入 口高度 差 , I l l ; N P S H为氨泵的气蚀余量 , I n ;
7、h 为氨泵进 口压 力损失 , 换算为液氨的液柱高度 , m。 实 际设计 中, 由于 低压 循 环 贮 液 器 内液 体 靠 自流 流 向氨泵 , 同时在低 压 循 环贮 液 器 受 回液 及 压 缩 机 吸 气 影响 , 液 面剧 烈波 动 , 难 免会 有气体 和液 体一起 带人 氨泵, 影响氨泵工作效率。低压循环贮液器安装高度 越高 , 对氨 泵供液 越 有 利 。在 构 皮滩 的混 凝 土 预冷 系 统设计 中, 低压循环贮液器的最低液位高于氨泵 中心 线 3 In 以上 。液位 高度 满 足 了要 求 , 才 能 保 证 了氨 泵 供液 的运行 。 3 构 皮滩工程应用 在 构皮
8、滩混凝 土 预 冷 系统 原 设计 中 , 在 氨泵 出 口 处 回流 管路设 置 了一个 流量孑 L 板与低 压循 环贮 液器 连 接 , 如图 1所示。这个流量孔板原为设备所随带 , 是氨 泵 生产厂 家要 求安 装 的。在构 皮滩 以前 的混凝 土预 冷 系统 中均 采用 了这种 最小 流量孔 板与 氨泵 配套 。但这 次在实际到货设备中, 生产厂家又取 消了这个最小流 量孔板。由于屏蔽泵的电机和叶轮都安装在一个壳体 内部 , 电机工作时产生的热量是靠流经氨泵的液体蒸 发带走的。这个最小流量孔板的作用是保证有一个最 小 的流量 留过氨泵 , 以使 在 氨泵流 量过 小时 , 有足 够 的
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