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1、水及蒸汽系统故障1、高压蒸汽回水系统问题现象:水击。某医院供给热交换器的热源为0.8Mpa,用两通阀控制。凝结水回水采用背压回水方式,回水管设在吊顶内,高差约3m。理论上应当没有问题,可是实际运转时,特别是当采暖负荷小时,供汽的两通阀处于关闭状态。热交换器中的凝结水应全部排空。但是停止了供汽,盘管中及回水立管中的凝结水仍然存在,当再次开阀加热时,蒸汽冲击到管中凝结水,发出水击声,产生强烈振动,以致将回水管的吊架拉坏。原因:两通阀关闭后,盘管与回水立管中剩余了一部分凝结水之故。而在通汽前又未将排水阀打开。对策:将凝结水都自流回到一个水箱中,再由水箱打加锅炉房是最保险的办法。但这样大改已不可能,后
2、来只可以用两通阀比便调节,使阀不能达到全关状态,以保证背压回水,解决严重的水击问题。现象:加热器中存凝结水以致腐蚀加热器。某建筑物地上为办公大楼,地下一层为商店。商店为低速单风道空调。用组合式空调箱。由冷水表冷器,蒸汽加热器,循环水喷雾加湿及风机等组成。机房设于地下二层中。蒸汽加热器0.2Mpa的蒸汽,两通阀控制,背压回来。回水管设在吊顶内。当负荷小时两通阀关小,压力减低,加热器内凝结水排不净,由于热应力而腐蚀。原因:两通阀关时,凝结水排不出,留在加热器内所致。对策:应设计成低负荷时加热器中的凝结水能连续排出的系统。将回水管落下来,加回水箱。但已成事实,不能这样改了,只能加了一台真空凝结水泵,
3、将凝结水强打入回水槽。现象:蒸汽管末端应装疏水器。蒸汽干管的末端立管直接与空调加热器相连,热风温度很难达到设计值,如图2.4.1-1。 原因:蒸汽干管中沿途产生凝结水,全流入最后一组加热器中。虽有疏水器,但来不及排放。对策:增加一个手动排水阀,每天开始供汽时先手动的开排水阀,将加热器中存留的凝结水放掉,如图2.4.1-2。本例为从蒸汽主管接至加热器时的配管做法错误。特别是接最后一组加热器时,干管沿途凝结水的排放更应注意,一般在干管末端设末端疏水器。做法如图2.4.1-3。蒸汽加热器周围配管法 (1)一般注意事项(见图2.4.1-4)1) 盘管和管道要分别支承,不得将荷重作用于盘管上。2)为便于
4、取出盘管,在盘管的进出口管上设法兰接头。3)蒸汽主管的凝结不得流进盘管,自动阀等尽量靠近盘管安装。4)预热盘管和再热盘管不得共用一个疏水器。盘管的组合不同时,分别设置控制阀和疏水器。5)当每个盘管的容量和压力损失相同,且由同一个控制阀调节时,可共用疏水器。6)加热0以下空气的蒸气的蒸盘管,应采取防冻措施。7)盘管出口至疏水的管道,应与盘管出口同径。8)盘管出口应设集水管。9)为降低疏水器回水总管间的管道阻力,应尽量减少弯管。10)盘管出口与疏水器的安装高并,不得小于300mm。11)疏水器前应设过滤器。(2)真空回水方式的蒸汽盘管周围配管方法(见图2.4.1-5)。 疏水器的旁通管上设止回阀。
5、它的作用是当供汽量减少,盘管内真空度高回水管时,防止凝结水倒流。(3)中压蒸汽盘管周围的配管方法(见图2.4.1-6)。疏水器后设止回阀,以防凝结水倒流。(4)回水总管比盘管高时蒸汽盘管周围的配管方法(见图2.4.1-7)。 1)从疏水器出口至回水总管的允许提升高度,由蒸汽和回水的压差决定。当压差为7kPa时只提升 0.3m以下最大不要超过0.4m。2)提升管应接到回水总管的上部。3)疏水器的安装高度应比盘管出口低,并在疏水器前的最低处设放水阀,疏水器后装止回阀。4)这种配管方法不得用于设有比例控制阀的盘管或者有冻结危险的新鲜空气预热盘管上。5)真空回水方式应用提升装置把凝结水提升到高处。每段
6、提升高度不要超过1.5m。6)间歇使用者,在每次通蒸汽前先打开放水阀,将残存的凝结水排空,再开始通汽,即可避免水击。2、蒸汽加热器表面温度不均匀现象:送风系统混合不好。某饭店用空调机内设蒸汽加热器,如图2.4.2-1(a)接法,分支管A供客房,分支管B供其他房间。结果客房过热,而其他房间却室温不够。原因:加热器靠蒸汽入口侧的温度高,故右侧送风机送出的温度也高。吹出的空气又未很好地混合,故分支管A供的客房室温高。对策:在合流点M处设导流阀,将高温侧的送风量调小,还可以将风管连接改为如图2.4.2-1(b)的形式。现象:多组加热器共用一个疏水器效果差。某空调箱4个蒸汽加热器重叠2.4.2-2(a)
7、。加热器表面温度很不均匀。原因:下部凝结水多,上部少,故热得不够均匀。对策:将加热器分两组,每组装一个疏水器,结果就大为改善,如图2.4.2-2(b)。2.4.3 多台加热器的周围配管法风图2.4.2-3。3、空调箱风机带水问题现象:某建筑物集中空调用淋水室处理机。运行时在吊顶上和风口处均滴水。原因:空调机有淋水室,现场组合,虽有挡水板但因风速大(3.5m/s),在风机吸入段仍有水落下。且风机吸入口很低,能将集水吸入,并打入送风管道在水平风管中积水。沿法兰接口漏出,通过吊顶滴下,造成破坏吊顶事故,见图2.4.3-1。对策:见图2.4.3.-2:1)将挡水板设在集水池内,即将它下降高度h。2)
8、将风机吸入口抬高,使有水也进不到机风中。3)今后设计,挡水板的风速切不可过大,一般应为22.5m/s。4、水泵杨程选得过高现象:某办公楼建筑,全空调,冷水设计流量为320m3/h。用阀调整,几乎全关才达到平衡,见图2.4.4-1。原因:设计时估计的系统阻力过大,所以泵的扬程选得太高,达56m水柱。而实际上系统的阻力只有30m水柱。这是由于设计得太安全而造成了运行的困难,带来的是耗能多,且易有噪声振动。见表2.4.4-1。部件名称阻 力(m水柱)耗 电(kW)管 道蒸发器阀负荷端3.415.024.613.04.519.932.617.2其 计56.074.2对策:为节电换一低扬程泵。教训:选泵
9、时一定要计算系统的阻力。现象:某宾馆空调的冷源为离心式冷水机组。冷冻水系统为二级泵系统,即设一、二次冷冻水循环泵。一次水泵的台数与制冷机一一对应,扬程为H=24m水柱。二次水泵扬呈H=-28m 水柱,与一次泵串联使用。实际运行时只要开一台一次泵就可以了。而运行时一、二次泵均开造成电耗浪费。原因:一次泵的扬程选得太高,为24m水柱,而宾馆的水系统又不很大,再加上管径选得也大,所以系统阻力小。而一般的二次泵系统,一次泵的扬程只要够克服制冷机环路的阻力就可以了,约12m水柱左右。二次泵按工程的系统大小扬程也选得过高,约30m水柱左右。扬程选高,势必使电机的容量增大,结果造成投资多,电耗大。对策:这只
10、能在运行中调节。只开一次泵或二次泵。今后选循环水泵时不要超过设计计算值太多。一般情况下,二十层以下的建筑物,冷水系统的冷冻水泵扬程多在1628m水柱之间。冷却水泵的扬程则在1425m水柱之间。最好按水力计算乘以1.1的安全系数来选泵的扬程。选水泵的注意点(1)空调的集中冷源,不论冷冻水还是冷却水系统常用多台泵并联。而在实际运行时,大部分时间常为部分负荷运行,有时只需开一台水泵。这时系统摩阻大大下降,水量上涨常会导致泵的电动机过载。轻则跳闸,重则烧坏电机,影响制冷系统正常运行。例如:当两台泵并联工作时,如果一台泵停止运行,另一台泵流量会超过总流量50%,有时可达80%。因此,建议在设计并联泵时应
11、在每台泵的出水口上配备流量的限定装置,通常采用流量控制阀,可自动稳定流量。(2)为了降低度噪声:一般应用转速为1450r/min的水泵。而且在水泵的进出口处均应装金属软管。泵的基础应有减振。选用水泵时应注意水泵的耐压强度。将系统的静水压力提给水泵厂。5、冷却水系统存在的问题问题及解决办法最常见的有三:(1)吸入管道上阻力过大,而且返上返下管内窝气,冷却水量减少,使系统不能正常运行。(2)并联两台或更多的冷却塔吸入管道的阻力不平衡。当单台使用时经常有空气吸入,造成水击、振动等。且有的溢流,有的补水。(3)各塔的水盘水位应安装在同一标高上,各盘之间作平衡管连通。接管时注意各塔至总干管上的水力平衡。
12、做自动控制时供回水支管上均加电动阀。6、冷凝水排水系统常遇到的问题及解决办法(1)由于凝结水排水管的坡度小,或根本没有坡度而造成的漏水。或由于风机盘管的集水盘安装不平,或盘内排水口堵塞而盘水外溢。(2)由于冷冻水管及阀门的保温质量差,保温层未贴紧冷冻水管壁,造成管道外壁空气冷凝水的滴水。还有的是集水盘下表面的二次凝结水滴水。(3)尽可能多的设置垂直冷凝水排水管,这样可缩短水平排水管的长度。水平排水管的坡度不得小于1/100。从每个风机盘引出的排水管的尺寸,应不小于20。而AHU的凝结水管至少应与设备的管口相同。在控制阀和关断阀的下边均应加附加集水盘,而且集水盘下要保温。7、水系统设计应注意的问
13、题这里提醒的注意点不包括系统原理,分区分层,自控方式等经常为工程师们热衷于探讨分析的理论问题。这里所记载的只是书籍中叙述较少,在设计时又常被忽略的点滴小事。可是往往因小而失大。看起来道理很简单,可是疏忽不得的东西。(1)放气排污。在水系统的顶点要设排气阀或排气管,防止形成气塞;在主立管的最下端(根部)要有排除污物的支管并带阀门;在所有的低点应设泄水管。(2)热胀、冷缩。对于和度超过40m的直管段,必须装伸缩器。在重要设备与重要的控制阀前应装水过滤器。(3)对于并联工作的冷却塔,一定要安装平衡管。(4)注意管网的布局,尽量使系统先天平衡。实在从计算上、设计上都平衡不了的,适当采用平衡阀。(5)要
14、注意计算管道推力。选好固定点,做好固定支架。特别是大管道水温高时更得注意。(6)所有的控制阀门均应装在风机盘管冷冻水的回水管上。(7)注意坡度、坡向、保温防冻。8、空调循环水不处理造成经济损失某办公楼于1989年投入使用,建筑面积约20000m2,空调系统采用新风加风机盘管,到目前为止已经使用了10多年。1994年前后,离子交换系统因运行不正常而停止使用。近几年,结垢现象导致风机盘管系统已无法正常使用,采用除垢剂对管道的清理导致了管道堵塞及某些部位的渗漏问题,风机盘管系统不得不进行改造。在拆除原有管道时,发现管道结垢严重,某些小管径管道的过水直径缩小了一半,风机盘管基本无法使用。采取的改造方法
15、为加大管径及加大风机盘管的功率。由于在吊顶内施工,且建设单位还要正常工作,施工难度很大。工程改造费用为:水管系统78万元;风机盘管系统103万元;合计181万元。若循环水水质作稳定处理,聚磷酸盐投量一般为2-5mg/L。设投药系统投资10万无元,设备寿命10年,年增加人工费2万元。以现值进行现金流量分析,设利息为5.00,采用水处理的运行方式比循环水不处理,10年内的现值利益为237万元。为此提出4点建议:(1) 运行水处理系统,10年节约费用237.016万元。水处理系统短时停运对空调的影响不大,但是,长期不运行水处理系统则导致空调系统停运。(2)采用水处理系统,可以避免本文所述改造施工过程
16、对建设单位的工作造成的不利影响。(3)采用水处理系统,可以防止管道腐蚀、结垢及菌藻繁殖,整个系统的运行工况平稳,不会发生空调系统逐年变冷的现象。(4)采用水处理系统,可以防止空调机组及锅炉结垢的潜在危害或危险。空调系统设计失误1、系统分区不当造成失败现象:某医院放射科诊疗部,冬季检查室的温度偏低,病人受不了,影响正常使用。原因:诊疗部的机械室和检查室的热负荷不同。机械室有设备发热量,所以其室温偏高,而本系统的室温控制器又正好设在机械室。故当机械室达到已定室温时,检查室为无发热设备的房间,温度尚低。但由于自控的动作,使检查室等房间的温度却维持在低于设计值的水平,影响受检查病的舒适。对策:改造的方
17、法有二:一、将机械室与检查室的送风道分开。在给检查室送风的支管上装再热器。二、在检查室内设采暖设备。因本工程已经建成,风管设在吊顶内,改装风道比较困难,故采取了在检查室内增加采暖设备的办法。现象;某医院中心手术室空调系统。中心手术室、复苏室、中心材料室等六个部门,分别设了六个空调系统。冷源为离心式制冷机组,闭式冷水系统集中供给。其中复苏室内当有病人时,其空调要求昼夜不停,但夏季时复苏室的负荷还不足制冷机的20%,在这种状态下运行,蒸发器常被冻坏,经常修理。且制冷机经常在低负荷下运行,效率低度,能耗大。原因:将使用时间不一致的系统合同一个冷源共应。且昼夜边疆使用的冷负荷部分又太少,致使夜间制冷机
18、高节困难,最科蒸发器结冰,不能开车。对策:为了满足某个昼夜使用的小系统,应当选用小型整体(或分体)式空调机,自带冷源。为此,该工程的复苏室另加了一台整体式空调机。教训:1)分空调系统时要了解清楚各空调房间的用途,规模,工作时间,负荷变化等情况。负荷特性相差较大的房间应分别设系统。2)用集中冷源还是自带冷源要从投资与经常费用综合考虑。对个别使用时间与众不同的房间,应设自带冷源的空调机。3)大中型建筑物选制冷机的容量及台数时,应大小搭配;按过渡季的最小负荷选一台小制冷机,这样既能满足部分小负荷运行的需要,又可节约能耗。现象:某电视台的空调系统除演播室外,将其他技术用房全用一套集中空调系统供给,结果
19、室温相差太大,有的叫热,有的喊冷,冬季送热风,如中心机房已达30,而片库、资料室还不到18。同时,由于插播和大演播室的系统合在一起,结果大演播室的钢琴声在插播间中也能听到,电影机房的声音也能串到其他房间。相互干扰,影响使用。原因:各房间的运行时间与设备发热量大不相同,合为一个集中空调系统,很难调到室温均匀。各房间的功能不同,有的有较高的声音,而有的又需要安静,全接在一个风管系统上,又未作未声处理,所以声音互相串通,影响效果。对策:1)在接至插播的风道内加消声器和消声弯头。2)电视台的技术用房。今后不宜做集中的低速系统,而可以用新风加风机盘管的空高方式,以达到分室控制的目的。国内外的 实践已经证
20、明它是一种较好的空高方式。现象:有的房间冷,有的房间热,系统达不到使用要求。某电视台的播出部分,电影、录相、播出等房间室内热源相差悬殊,用了一个低速空调系统。当冬季送热风时,录相室已高达2728,导演室还不到18;夏季送冷风时,胶片室已出现结露,而录相室还觉温度太高。原因:是室内冷热负荷不同,使用时间不同的房间,划在一个集中低速空系统中了,又无相应的调节手段。对策:从根本上解决的办法是将发热量相差悬殊的房间不用一个集中低速空调系统,或采取分散机组,或采用水-空气系统,即新风加风相盘管系统。在每个房间设风机盘管,而新风统一处理,集中系统供应。由风机盘管来负担室内的冷热负荷。每个房间的室温由室温调
21、节器直接控制风机盘管的运行;新风只负担房间的换气要求,定一个固定的送风温度,以送风温度来控制新风处理箱。这种系统的实践,已收到满意的效果,但是电视台的技术用房内电器设备很多,线路密集,最怕水浸入。所以若采用风机盘管(尤其是卧式)时,应特别注意凝结水盘的大小、位置及凝结水管的坡度,还有冷冻水管的保温。要确保从风机盘管系统没有任何水滴落下。2、双风机系统设计问题现象:某电视台空调,双风机低速集中系统,排风出不去,造成室内正压大。原因:双风机系统的新风管接在回风机的吸入段上,以致造成排不出风去,见图2.3.2.-1。对策:经改为这种连接法之后,调节好各个风阀的开度,即达到正常运行的要求。3、送回风管
22、布置不好现象:空调系统风管太长分布不匀,某餐馆工程,集中空调,2间大餐厅共用一个空调系统,最远一个送风口距空调机40m,最近的只有5m,共有送风口22个。使用时末端小餐厅温度偏高,小餐厅的客人反映闷热。原因:风道较长,风口有近有远,阻力不能平衡,靠送风口的百叶调节范围有限,最前边的风口已接近全关,后边的风量仍然达不到设计数值。特别是在管道上直接开了几个口,静压大,出风多,控制不了,影响到后边的送风,且用吊顶回风也是前边回去后边回不去。对策:将大小餐厅以外的风口一律关闭,使送风全部进入餐厅,再将大餐厅的部分风口调小,使送风量多送入小餐厅。最后还调不好,只好每个小餐厅加一台排气风扇,加强小餐厅的换
23、气,温度就降下去了。现象:利用吊顶回风容易短路,某工程空调系统采用吊顶回风。空调房间的回风经各自的吊顶回风口回至吊顶内,从吊顶内集中回至空调机房。但在吊顶内不设回风管道,结果,远处房间的风回不去,大部分从近处房间回去,使室温不匀,且有些相邻房间还相互串音,更严重的是靠近机房的房间噪声太大,如图2.3.3-1。原因:无回风管,远近回风量不能调节,机房总的回风口处未作消声措施。对策:吊顶回风时,在总的回风口处 (靠空调机房),必须装一段消声器,以防机房噪声传出。房间有相互隔声要求者,应采用消声回风口。这里特别需提醒的是,利用吊顶回风时,决不能穿越防火区。经验:公共建筑中常用低速定风量空调系统,回风
24、的方式,应视空调对象的具休情况而定。如高级宾馆的门厅大堂、舞厅,大型商场,大宴会厅,保龄球场等可采用集中回风方式。而对小商店,小餐厅、小客厅及小间的游艺室等,因其间隔多,且易改变,应采用有回风管道的均匀回风方式。使每一间隔内有良好的送排风系统。吊顶回风介于集中回风与管道回风之间,实际上由于土建施工时吊顶内的墙洞堵不严实,墙不到顶等,所以不可能按理想的风量均匀回风。因而,除了在空间的房间可采用吊顶回风外,间隔墙多的小房间不宜采用集中的吊顶回风方式,因为实际上这种方式往往是靠近机房的回风口回风量大,而远处的吊顶回风口几乎不起作用。4、排气系统设计诸问题1、现象:比重大于空气的气体,排风口应上、下部
25、都设。某医院中心化验室,为低速单风道集中空调,各化验室中使用不同的药品,其排风全部由吊顶入口排走,结果硫酸、甲醇、乙醚每日耗量维1L,而室内换气效果不好,这些药品的气味刺人眼目。原因:排气量并不少,但是吸风口均在吊顶上,下边无吸风口,使溶剂蒸发出的比重大于空气的气体不能排走 ,而积存在地板附近,使室内有害气体的浓度增加。对策:修改排风管道,增加靠近地板处的排风吸入口。教训:要根据所排气体的比重,决定排风吸入口的位置。此外,排除比空气重的蒸气的管道其磨擦阻力也大,所以排风机的压力也应留有一定富裕量。排风管道应采用耐腐蚀的材料。现象:某大楼柴油发电机房在地下室,内有三台200kW风冷式柴油发电机和
26、一台300kW水冷式柴油发电机。完工后只开两台200kW柴油发电机试车半小时,机房温度就高达60,柴油发电机就不能工作,工人也无法在机房停留。原因:原设计排风量为39000m3/h,进风量为36000m3/h。由于进、排风道过长,截面过小,实际进、排风量达不到设计值,而且设计值也小。对策:地下室为封闭式建筑,用风冷式柴油发电机是不合理的。因为风冷柴油机发热量很大,一台200kW风冷式柴油发电机的发热量大约是116.3kW,三台发热量就是349kW。用通风方式来消除余热,大约需要200103m3/h,这在地下室无法实现。用风机来吹风,则风机耗电也得120kW占发电机的20%,显然不合理。所以,应
27、从改造柴油发电机着手。为此,该工程将风冷改为水冷,尽量增加通风量。排风量改为63000m3/h,进风为47000m3/h。试车后,1小时机房温度已大为下降,达30,可以满足使用要求。2、现象:排气量不足,达不到环境条件。原因:排气合流,相互干扰,造成排气量不够。几台排风机同时排入一个竖井中,风速约57m/s,排气量减少很多,如图2.3.4-1(a)。对策:针每个排风系统的排气管均直接插入排气竖井,且都弯向排出口方向;并将排风竖井的排风百叶增加为四面,加大排出口面积,如图2.3.4-1(b)。3、现象:几台排风机共用一根水平排风管,结果风压低的排风机风量显著下降。原因:不同压头的风机并联相互干扰,压头小的排不出去,风量下降。对策:将水平共用管道取消,将每个排风系统直接接到百叶上,各排各的互不干扰。分析:风机并联后之风量小于单独运行之风量。如果两台同型号风机单独时之风量为QB,联合运行之风量为QA,此时,QA2 QB,而QA=2 QC,而QC QB,即联合运转时风机风量减少QB- QC,所以设计时应考虑并联运行风量减少这一因素,尽量减少系统阻力。分析:因压出段管内压力高、故减少风量。15
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