冷水系統在棉紡生產中的應用

孟成杰，徐麗萍

（蘇州震綸棉紡有限公司，江蘇 蘇州 215231）

1 冷水機組的選擇設計

棉紡車間一般采用水冷式的冷水機，需配備相應的冷卻塔。冷水機大小要根據棉紡車間的制冷量需求來選型，制冷需求超500冷噸（1冷噸=3.517 kW）一般選用離心式機組。總制冷量Qt=Q1+Q2，單位為kW，Q1為室內設備負荷（約等于設備功率×0.8），Q2為環境熱負荷（0.14～0.18 kW/m2×車間面積）。

例如，蘇州震綸棉紡有限公司一期工程6萬錠環紡車間，車間廠房面積超過17 000 m2，空調送風面積達到13 000 m2，送風區域內主機運行功率為2 500 kW。總制冷量Qt=2 500×0.8+0.14×13 000=3 820 kW，因此，本研究選用了特靈的水冷離心式水冷機組CVHG1100，制冷量為1 100冷噸，約3 868 kW，滿足車間熱負荷要求。

設計棉紡車間時，一般根據大小設計冷水池，水池一般設在地下，有保溫效果好、利于重力回水的優點，水池必須做好防水，預留好管道口。大型冷水機自重較大，運行時還會產生振動，所以在建設時需設計好牢固的安裝基礎。安裝前需留好設備進口。冷機維修中有一項拔管維修，需要留出合適的拔管距離。

冷水機系統因為配合空調系統使用，應盡量選擇靠近空調的地方，若有多個空調室，應靠近制冷需求最高的細紗空調室。

2 冷水機的應用原理和作用

冷水機的主要部件有壓縮機、蒸發器、冷凝器和膨脹閥。在棉紡生產中，冷水系統包含冷水機、冷卻塔、冷水池以及3組水泵（冷水泵、冷卻泵、二次泵）。其中，冷水泵通過管道連接冷水池和蒸發器，水在蒸發器內與冷媒進行熱交換，冷水池內水不斷降溫；冷媒吸熱后氣化被壓縮機吸入壓縮成高壓蒸汽后排至冷凝器，在冷凝器內與水進行熱交換，冷卻泵將水帶至冷卻塔將熱量散去；冷媒放熱后凝結成液體，經膨脹閥再一次進入蒸發器循環。

冷水池的水經過降溫處理后需由二次泵輸送至各個空調室的噴淋水池，經過噴淋系統的噴灑形成溫度較低的水幕。空氣經過水幕，一方面降低了溫度，另一方面空氣中的水蒸氣凝結成水掉落，達到了降濕的目的。各個噴淋水池都設有回水管，冷水重力回落到冷水池實現循環使用，原理如圖1所示。

圖1 冷水機的應用原理

夏季細紗區是高熱負荷的生產區，蘇州震綸棉紡有限公司細紗生產的溫濕度標準要求是溫度30.0～35.0 ℃，相對濕度50.0%～55.0%。當室外溫度為33.0 ℃，相對濕度為72.0%，焓值為90.58 kJ/kg，在車間空調運行時不使用冷水系統，車間內細紗區溫度高達38.5 ℃，相對濕度為47.5%，焓值為91.47 kJ/kg，焓值甚至比室外還高，這樣的環境顯然無法滿足生產要求。在加入冷水系統運行后，車間內細紗片區溫度為31.0 ℃，相對濕度為55.0%，焓值為70.97 kJ/kg，與未使用冷水前相比，降焓率達22.4%，相比室外，降焓率達21.6%，完全符合細紗溫濕度標準要求。由此可見冷水系統在夏季棉紡生產中的重要性。

3 冷水系統日常操作和管理

大型冷水機組一般由設備廠家派技術工程師安裝調試，調試完成后，與空調管理人員進行設備的交接方可使用。

冷水機組開機流程：（1）啟動前確認沒有人員在進行維修工作；（2）確認冷卻水、冷凍水的水量充足；（3）啟動冷凍水泵、冷卻水泵、二次泵、冷卻塔風機；（4）如車間空調水池有回水泵，需確認回水泵已經開啟；（5）觀看各水泵的水壓、冷卻塔風扇是否正常；（6）啟動冷凍機，觀察冷凍機啟動和運行是否正常；（7）每兩小時巡查冷凍機運行情況并做好記錄。

冷水機組關機流程：（1）關閉冷凍機開關；（2）確認冷凍機停機后，關閉冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機；（3）關閉車間空調設備的冷凍水回水泵；（4）冷凍機不使用時，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、冷凍水回水泵每十天點動一次。

冷水機組關系到整個棉紡車間的生產運行，進而對機組的日常管理也作出了一些規定：（1）空調操作工需時刻注意冷機的運行狀況，保證運行中無異響、雜音等；（2）點檢時記錄冷機運行參數，如電流、電壓、油溫、油壓、電機溫度、進出水溫度等，對異常參數進行判斷，排除異常；（3）冷機操作工需經過培訓，只有完全掌握機組操作過程才能上崗，無關人員不得私自操作；（4）根據負荷和天氣變化，適當調整冷機出水溫度，對企業節能工作負責；（5）機房環境清潔，通風良好，無雜物，機身清潔。

4 冷水系統的節能措施

蘇州震綸棉紡一期工程的1 100冷噸冷機額定功率為629 kW，泵組、冷卻塔功率為200 kW，冷水系統啟用時，實際運行功率約630 kW，車間其余設備運行功率為2 900 kW，冷水系統能耗占整個車間能耗的18%以上。減少企業功耗也是一項重要工作。

（1）冷水二次泵采用變頻控制，根據車間內各空調室需要的水量進行冷水抽取。現代棉紡車間空調系統自動化程度較高，通過焓值計算，可以得出需求冷量自運控制變頻泵抽取冷水。

（2）空調系統應設置一個全自動的焓值控制系統，合理控制新回排風閥和變頻噴淋泵。手動空調系統也應根據室內外溫濕度和生產情況靈活調節新回風，空調操作工反應要迅速。

（3）空調系統要保證清潔，可能產生風力受阻的地方要及時清潔（如擋水板污垢、風機網罩積花），經常檢查噴淋嘴，發現堵塞后要及時疏通或更換，保證噴淋水幕均勻。

（4）空調系統對冷水的水溫沒有具體要求，只要滿足露點需求、調高出水溫度就可以減少一定的能耗，當然前提是滿足生產需求。

5 冷水系統的保養檢修

冷機在夏季使用前需進行一系列的保養工作，主要內容如下：（1）電器檢查維修。對啟動柜、控制柜進行斷電檢查、測量、清潔。（2）壓縮機換油。根據油樣分析，決定壓縮機是否需要換油。換油前將控制柜內斷開裝置打開，通過機組油槽上的注油閥，將油抽入指定容器，通過注油閥將油注入密封容器，使用磁力驅動的輔助泵來泵油。（3）更換油過濾器。運行油泵，使油過濾器和油槽內的油溫度相同，關閉油過濾器后的截流閥，將正常運行位置的三通路閥轉為45.0 ℃，使油過濾器的油被吸入油槽。將油過濾器內的油吸掉后關閉三通路閥門，更換油過濾器。（4）潤滑。外部導葉聯接裝置需滴幾滴輕機油，潤滑導葉連接軸的軸承和連桿端的軸承。（5）清潔冷凝器。關閉冷凝器進出水管道閥門，可將管道壓力表卸掉，用軟管接上泵，不斷抽入化學清洗劑溶液，循環浸泡后拆掉冷凝器兩端水室蓋，用圓毛刷系在棍上刷洗銅管的污泥臟物，最后用干凈水沖刷清洗。潔凈的冷凝器可以使熱交換率最大化，提高機組使用效率。

除了保養冷機，對水系統也要進行保養，對管路定期做好防腐防銹工作，使管道閥門開關順暢。管道上的Y型水過濾器要定期打開清理，若濾網有變形或破損，需及時更換。對各組水泵及時進行潤滑保養，及時發現水泵異響、漏水等異常情況并加以維修。冷卻塔的狀態決定了冷卻水的散熱效果，冷卻塔需每年潤滑保養，保證機械部件運轉正常，冷卻塔填料視情況清洗或更換。冷機運行期間，對冷卻水循環系統需進行水處理，水處理藥劑根據當地水質做好配比，做好水處理可以盡量減少冷凝器結垢，提高熱交換效率。

6 結語

棉紡生產是24 h不間斷地運行，冷水系統在夏季運行時極大地增加了空調管理員和操作工的工作量。為保證整套系統穩定、高效地工作，應及時增加空調部門人力，在人力資源上作出調整。

操作人員應嚴格遵守公司各項規章制度和行為規范，遵守設備安全操作規程，嚴格遵守生產部門的生產要求。空調部門也應及時了解生產狀況，對冷水系統作出調整，配合生產并保證設備在正常狀態下運行。