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        合肥移動(dòng)通信樞紐樓空調(diào)系統(tǒng)的兩個(gè)問(wèn)題

        2014-11-27 07:25:08尹貞勤煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院安徽合肥230041
        安徽建筑 2014年2期
        關(guān)鍵詞:螺桿式旁通臺(tái)座

        尹貞勤 (煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院,安徽 合肥 230041)

        1 工程概況及其問(wèn)題描述

        由中國(guó)移動(dòng)安徽分公司投資建設(shè)的合肥移動(dòng)通信樞紐樓工程,(以下簡(jiǎn)稱樞紐樓),建筑面積27990m2,地下1層,地上20層,建筑高度為88m,施工圖設(shè)計(jì)由北京某設(shè)計(jì)院完成。樞紐樓空調(diào)含舒適性空調(diào)系統(tǒng)及通訊設(shè)備房的工藝性空調(diào)兩部分。舒適性空調(diào)的冷熱源為空氣源熱泵冷熱水機(jī)組,冷熱水循環(huán)泵布置于地下一層的設(shè)備房?jī)?nèi);通訊設(shè)備房的工藝性空調(diào)為全年供冷,冷源為水冷型螺桿式冷水機(jī)組,冷水機(jī)組及冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵均布置在地下一層的設(shè)備房?jī)?nèi),冷卻塔布置在附房二層屋面。

        空調(diào)系統(tǒng)安裝完成后,在調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)以下兩個(gè)問(wèn)題:

        問(wèn)題1:舒適性空調(diào)循環(huán)水泵在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生滑移,最大位移量達(dá)6cm;

        問(wèn)題2:工藝性空調(diào)系統(tǒng)的制冷機(jī)組在冬季出現(xiàn)停機(jī)或無(wú)法啟動(dòng);

        施工單位及設(shè)計(jì)單位的有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題,采取了一些整改措施,歷時(shí)數(shù)月均未能解決,導(dǎo)致工程無(wú)法驗(yàn)收。2005年底,業(yè)主單位組織召開(kāi)專家論證會(huì),筆者等3人到現(xiàn)場(chǎng)察看、調(diào)閱暖通空調(diào)專業(yè)施工圖,并詳細(xì)詢問(wèn)施工單位安裝過(guò)程情況,對(duì)照設(shè)備參數(shù),對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)算和分析。最終查出造成問(wèn)題的原因,并提出相應(yīng)的解決辦法,使空調(diào)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

        2 問(wèn)題1的成因

        循環(huán)水泵滑移現(xiàn)象剛發(fā)現(xiàn)時(shí),業(yè)主單位和施工單位、設(shè)計(jì)單位均認(rèn)為是循環(huán)水泵產(chǎn)品質(zhì)量存在問(wèn)題,懷疑水泵滑移是由于水泵動(dòng)平衡不合格造成。但是,經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)水泵滑移是由于空調(diào)水系統(tǒng)壓力在局部造成循環(huán)水泵受力不平衡而引起的。

        圖1 臥式離心水泵隔振安裝示意圖

        圖2 水泵內(nèi)腔水平方向受力分布

        空調(diào)水系統(tǒng)定壓膨脹水箱20層屋面水箱間,膨脹水箱正常液面與循環(huán)水泵入口(系統(tǒng)定壓點(diǎn))高差約為94.5m。則循環(huán)水泵入口處?kù)o壓值為:

        式中:Pj——循環(huán)水泵入口處?kù)o壓(Pa)

        ρ——水的密度(kg/m3)

        g——重力加速度(m/s2)

        H——膨脹水箱的液面與循環(huán)水泵入口高差(m)按式(1)計(jì)算:

        臥式離心水泵隔振安裝示意圖見(jiàn)圖1,水泵內(nèi)腔水平方向受力分析見(jiàn)圖2。

        由靜壓對(duì)水泵產(chǎn)生的軸向推力為:

        式中:Fj——由靜壓對(duì)水泵產(chǎn)生的軸向推力(N)

        Pj——循環(huán)水泵入口處?kù)o壓(Pa)

        S——水泵內(nèi)腔在鉛垂面的投影面積(m2)

        由于水泵內(nèi)腔前后兩面有部分內(nèi)表面受力互相抵消,計(jì)算軸向推力的面積簡(jiǎn)化為入口橫斷面積,則:

        圖3 原設(shè)計(jì)冷卻水流程

        圖4 改造后冷卻水流程

        式中:D——水泵入口直徑(m)

        本項(xiàng)目的水泵入口直徑為200mm,由(3)式計(jì)算S=0.0314 m2;

        按式(2)計(jì)算得:

        Fj=926100×0.0314=29079.5N

        可見(jiàn)所受到的水平推力很大。

        由于基礎(chǔ)對(duì)泵及減振臺(tái)座的支撐力,是隨著水泵及減振臺(tái)座對(duì)基礎(chǔ)的壓力而變化的,豎向受力始終平衡。

        水泵及減振臺(tái)座整體在水平推力作用下即產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),由此水泵及減振臺(tái)座整體與基礎(chǔ)之間就產(chǎn)生一個(gè)反向的摩擦力。

        由以上分析可知,水泵的軸向推力主要取決于Fj。當(dāng)建筑物不高時(shí),泵體所受水平推力也就較小,此時(shí)水泵及減振臺(tái)座所受的靜摩擦力與推力相平衡,水泵可以正常工作。當(dāng)建筑物較高時(shí),靜摩擦力會(huì)小于水平推力,則發(fā)生滑移。

        3 解決問(wèn)題1的措施

        針對(duì)該工程的循環(huán)水泵滑移問(wèn)題,我們提出的解決辦法:在每臺(tái)水泵減振臺(tái)座周邊增設(shè)槽鋼限制水泵的減振臺(tái)座水平方向運(yùn)動(dòng),防止減振臺(tái)座傾覆和側(cè)向滑移,從而保障水泵能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

        4 問(wèn)題2的成因

        移動(dòng)通訊設(shè)備發(fā)熱量較大,有些機(jī)房須全年送冷風(fēng),對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻。受氣溫影響冬季制冷機(jī)制冷時(shí)的冷卻水進(jìn)水溫度就會(huì)很低,而水冷螺桿式制冷機(jī)要求冷卻水進(jìn)水溫度不能低于最低溫度t,冷卻水進(jìn)水溫度低于t 時(shí),制冷劑冷凝壓力降低,高、低壓壓差過(guò)小導(dǎo)致回油不暢,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀壓縮機(jī),所以制冷機(jī)會(huì)自動(dòng)保護(hù)(停機(jī))。各制造廠水冷螺桿式冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)水溫度最低值t 稍有差異,但一般都要求高于12.8℃,見(jiàn)表1。

        主要制造商水冷螺桿式冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)水溫度最低值t 表1

        暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí),如項(xiàng)目中冷水機(jī)組須常年制冷,則需要了解機(jī)組冷卻水最低進(jìn)水溫度,采取有效的保障措施(誠(chéng)然,也有些建筑在冬季采用冷卻塔直接供冷的,然而在某些季節(jié)段由冷卻塔直接供冷水滿足不了工藝要求,須根據(jù)工藝要求及工程所在地的氣候條件仔細(xì)研究方案,作出合理的選擇,本文不再展開(kāi)討論)。原設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)如圖3所示。

        標(biāo)準(zhǔn)工況下,水冷螺桿式冷水機(jī)組冷凝器進(jìn)出水溫度為32/37℃,進(jìn)入冬季當(dāng)室外空氣溫度較低,同時(shí)制冷機(jī)排熱量不太大時(shí),即使冷卻塔風(fēng)機(jī)不運(yùn)行,僅自然通風(fēng)冷卻塔出水溫度會(huì)隨之降低,直至低于12.8℃,導(dǎo)致冷水機(jī)組自動(dòng)保護(hù)、停機(jī),影響工藝系統(tǒng)正常運(yùn)行。

        5 解決問(wèn)題2的措施

        針對(duì)本工程我們提出在冷凝器出水管路上增設(shè)三通調(diào)節(jié)閥、旁通管路,如圖4所示。隨著室外氣溫下降,冷卻塔風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行,冷凝器進(jìn)水溫度低于T 時(shí)(T=t+2℃),三通調(diào)節(jié)閥增加旁通流量,同時(shí)減小進(jìn)冷卻塔水量,使旁通管路熱水與冷卻塔出水混合后溫度不低于T,從而保障冷水機(jī)組能夠正常運(yùn)行。

        如在冬季啟動(dòng)機(jī)組時(shí),管路中水溫低于T,控制三通調(diào)節(jié)閥,使水流全部從旁通管路不進(jìn)冷卻塔,當(dāng)冷凝器進(jìn)水溫度高于32℃時(shí),再減少旁通流量,增加冷卻塔進(jìn)水量。

        陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版,2008.

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