鍍膜機冷卻水循環(huán)要求
1 概述
隨著國內(nèi)光學行業(yè)的發(fā)展，光學企業(yè)也快速發(fā)展與成長為光學元件液膜的車間設計項目也隨之增多。鍍膜工藝，是為了提高鏡頭的透光率和影像的質量，對鏡頭進行真空膜處理(鍍膜主要是為了減少反射)，真空鍍膜是膜料(Gr2 O3）在電子束的作用下在鍍膜機內(nèi)形成蒸氣附著到玻璃片上。光學元件膜工藝設備投資大，專業(yè)技術性強，對生產(chǎn)環(huán)境要求高(對環(huán)境潔凈度有要求)。光學元件膜機冷卻循環(huán)水是影響鏡膜工藝的關鍵工序，是影響鍍膜成品合格率的重要因素之一。
鍍膜機大都從國外進口，價格也比較貴，對冷卻循環(huán)水的指標溫度，壓力等)比較做感，如果冷卻水的溫度和壓力不在被膜機產(chǎn)品規(guī)定范圍內(nèi)工作，使膜機就會發(fā)出警示信號，甚至停止工作，給生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失，因而生產(chǎn)方對冷卻循環(huán)水設計要求非常嚴格。給排水專業(yè)在此類項目的設計中，主要是配合生產(chǎn)工藝專業(yè)，根據(jù)生產(chǎn)工藝提出的要求進行給排水設計。
2 冷卻循環(huán)水設計需要滿足以下幾點要求
一， 系統(tǒng)穩(wěn)定性：
根據(jù)膜工藝的生產(chǎn)特點，鍍膜生產(chǎn)線是每天連續(xù)24h，運轉不間歇的，因而冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)也要保證24h連線供給才能滿足鍍膜機的正常運轉。作為冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)的核心，循環(huán)水泵的選用非常關鍵，循環(huán)水泵應選用質量可靠穩(wěn)定的水泵，且水泵必須配有備用水泵。水泵運行出現(xiàn)異常除了常規(guī)的能自動切換至備用泵外，還應有報警信號送至值班中心，及時了解故障，排除故障。另外供給系統(tǒng)的電源必須保證24h不間斷供應，確保系統(tǒng)連運轉。保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定，系統(tǒng)連續(xù)運轉后每隔半年應做一次金面維護保養(yǎng)，維護保養(yǎng)系統(tǒng)的關鍵部件:水泵，電動機，電動機與水泵聯(lián)軸器，控制柜，閥門，管路等。
二，系統(tǒng)運行的節(jié)能：
節(jié)能降耗也是我們沒計中必須要考慮的因素之一，也是符合企業(yè)科學發(fā)展的要求。鍍膜冷卻循環(huán)系統(tǒng)是由一套水泵組供給多臺鍍膜機，只有在生產(chǎn)任務飽滿時膜機才全部投入運行，大部分時間只有部分鍍膜機在運行，當有的鍍膜機關機時，不應該無端耗費冷卻循環(huán)水的電能。為了達到節(jié)能的目的，環(huán)水泵均采用變頻，且每個水泵均單獨設置變頻器，變頻器具有調頻調速等基本功能，變頻器的工頻電源一般是50Hz或60Hz，工頻電源的頻率和電壓都是恒定不變的。
以工頻電源工作的電機在調速時可能會造成功率的下降，而通過變頻器的調整，電機在調速時就可以減少功率損失而達到節(jié)能的目的。每臺水泵設有變頻器投資比較高，但可以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保證某臺水泵或某個變頻器出現(xiàn)故障時，不對整個系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響。為了保證系統(tǒng)的正常運轉，設計中每臺水泵單獨設置變頻器是必要的，這樣既能保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，也能保證系統(tǒng)運行的節(jié)能降耗。
三，水質：
冷卻循環(huán)水的結垢是設計冷卻循環(huán)水在運行過程中難以免的間題。鍍膜機冷卻循環(huán)水系統(tǒng)要求不結垢、不堵塞（設備內(nèi)局部冷卻管內(nèi)徑4mm，還有很多彎道)，要求循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的水質長時間(連續(xù)6個月）運轉后不變差。為了保證設備的換熱率和用年限，為了控制冷卻水循環(huán)系統(tǒng)引起的結垢，我們首先要了解循環(huán)水結垢的原因，水中溶解鹽類產(chǎn)生固相沉淀是構成結端的主要因素(隨著環(huán)水溫度的高，碳酸鈣等鹽類的溶解度降低，水分發(fā)溶解鹽的濃度達到飽和程度)，為防止循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)管道不結后，就要大大低循環(huán)水中的溶解鹽，循環(huán)水采用自來水是達不到設計要求的膜工藝的冷卻循環(huán)水一般都采用電阻率不小于15兆歐的RO水，RO水是經(jīng)過反診透后的純凈水，已基本去除水中的細菌病毒、膠體、有機物和98％以上的溶解性鹽類，去除了溶解鹽，環(huán)水在運行過程中基本不會有結垢，半年內(nèi)水質不會變差，當然要保證水質，管材他很重要，設計中要選用內(nèi)壁光滑的管材，經(jīng)過比較及相關行業(yè)市場調查，設計多采用的是不銹鋼管(SUS304)，不銹鋼管抗拉強度大，防腐燭能力強、保溫性能好、維護成本低，是膜機冷卻環(huán)水管材的*之不銹鋼管(SUS304)管材造價比較高，工程中采用塑料管材或鋼塑管也是滿足要求的。
四， 水壓：
膜機進水水壓根據(jù)設備要求來設計的，一般來說，膜機要求冷卻循環(huán)水進口壓力都比較高，一般要求達到6kgdcm02k/em，由于使膜機的瞬間開、關水，造成水壓的降低、升高，水壓恢復到設計壓力公差范圍內(nèi)允許時間要不超過10秒，對水壓的回壓速度要求挺高的。設計要達到水壓要求是比較容易達到的(只要設計中計算好水泵揚程即可滿足要求)但是系統(tǒng)10秒內(nèi)要回到設計壓力這個要求確實比較難以達到，一般整個系統(tǒng)有15-20臺鍍膜機，單臺膜機的流量也比大(有 80L/ min， 50L/min)，關掉一臺鍍膜機或幾臺鍍膜機，對系統(tǒng)的形響肯定是比較大，系統(tǒng)在10秒內(nèi)恢復到設計壓力，如果僅按常規(guī)設計，很難達到要求。經(jīng)過查閱一些資料及參觀學習了一些類似工藝冷卻循環(huán)水的項目，也將設計方案與生產(chǎn)方及施工方作了詳細的探討與研究，*決定的設計方案是將供給膜機冷卻福環(huán)水管網(wǎng)設計成環(huán)狀管網(wǎng)，管網(wǎng)內(nèi)水的流速要控制在低流速內(nèi)(約控制在0.6m/s內(nèi)，遠小于有關規(guī)范規(guī)定的經(jīng)濟流速)，供水管網(wǎng)為環(huán)狀，循環(huán)水又在低流速內(nèi)運行，這樣膜機的瞬間開、關對水壓波動比較小，管網(wǎng)水壓的恢復時間比較快。采用供水環(huán)網(wǎng)的供水模式，對工藝調整具有靈活性，不會因工藝設備布置調整(增減設備或設備移動)而調整干管。鍍膜行業(yè)升級快，為適應市場的發(fā)展需要不斷調整鍍膜機數(shù)量與型號，生產(chǎn)企業(yè)特別講究實施速度，時間就是效率，工藝設計循環(huán)水要能適應工藝布局在較短時間內(nèi)完成調整，能及時滿足實施的要求，為企業(yè)的生產(chǎn)贏得寶貴時間。供水系統(tǒng)采用環(huán)網(wǎng)的供水模式，雖燃初期投資高，但對整個項目來說，項目長期運行投資效益高。保持水壓穩(wěn)定另一重要的措施是循環(huán)加壓泵的配備上在條件允許下，循環(huán)加壓泵數(shù)量配置要相對多一些(三至四臺為宜，水泵流量選擇時也要適當留有余量)，且每臺泵必須均采用頻泵，在頻供水系統(tǒng)中，最料能配量一個穩(wěn)起平衡水量及穩(wěn)定壓力的作用，避免在小流量時頻緊開啟水泵，配置穩(wěn)壓罐對提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常關鍵。
五，水溫：
工藝要求循環(huán)水進水水溫比較低（18℃ ±2℃），水經(jīng)過設備后，回水溫度升溫約5度左右。要達到冷卻循環(huán)水的要求，需通過板式換熱設備與冷凍水(7℃的進水，12°的回水)進行交換，冷卻循環(huán)水管溫度較低(進水溫度18°C±2°C，回水溫度23℃±2℃)，循環(huán)管道及循環(huán)水池均需保溫。設計中要盡量保證循環(huán)水池內(nèi)各處水溫均衡，循環(huán)供水回水管在水池內(nèi)盡量遠距離布置，防止短路，使循環(huán)水在水池里充分混合。熱水密度相對冷水小，熱水會浮在上面，因此經(jīng)過板換換熱設備降溫了的水要盡量回在水池上方，經(jīng)過設備循環(huán)升溫的水要盡量從水池底部進入，這樣便于水的混合，使水池內(nèi)各處水溫盡量均衡，干管上的溫度在線測量儀表隨時監(jiān)控設備入水溫度根據(jù)溫度值自動調節(jié)板式換熱器冷凍水?口處的電動網(wǎng)大小。水福如果不在設計范內(nèi)時，系統(tǒng)要能及時發(fā)出報警信號至監(jiān)控中心，及時排除故障。
3設計方案選用
在冷卻循環(huán)水設計過程中，以下兩和設計方案應用比較多(水箱都是開式水箱)，均可以達到鍍膜機冷卻循環(huán)水的要求、，兩種方案在工程實例中也均有應用、根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的反映，實際運行過程中效果都不錯，可以滿足冷卻循環(huán)水水質水壓水溫的要求，保證其供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
一，方案：
水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組）——板式換熱器（與7度冷凍水交換）——冷卻循環(huán)供水環(huán)網(wǎng)（各設備冷卻循環(huán)水給水均從環(huán)網(wǎng)接出）-冷卻循環(huán)水回水環(huán)網(wǎng)-回至水箱。本方案設備冷卻循環(huán)水回水直接通過板式換熱器與冷凍水交換后達到設計所需設計溫度，溫度調節(jié)通過溫度傳器控制冷凍水進水門的大小，從而達到設備冷卻循環(huán)水進水溫度要求。此方案優(yōu)點系統(tǒng)相對簡單，溫度好控制缺點:板式換熱器進水管前的電動個一且出現(xiàn)故障，水溫波動大。
二，方案：
本方案有兩套循環(huán)系統(tǒng)
循環(huán)系統(tǒng)1:水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組)一一冷卻循環(huán)供水環(huán)網(wǎng)(各設備冷卻循環(huán)給水均從環(huán)網(wǎng)接出)一冷卻循環(huán)回水不網(wǎng)一回至水箱。
循環(huán)系統(tǒng)2:水箱(RO水)一一加壓水泵(帶穩(wěn)壓罐的變頻水泵組)一一板式換熱器(與7度冷凍水交換)ー回至水箱。該方案設備冷卻循環(huán)水回水回至循環(huán)水箱后，通過板式換熱器與水箱里的水不停進行交換，直至水箱的水溫達到設備冷卻循環(huán)水進水溫度要求。此方案優(yōu)點:換熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，對水溫波動相對較小。缺點:系統(tǒng)相對復雜，水箱內(nèi)水溫會出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。
4 小結：
為鍍膜工藝設備配套服務的給排水設計，在設計前期要與甲方、與設備廠家、與相關專業(yè)多通，多交流，多參考有關資料，多去現(xiàn)場調研，進必要的方案比選，使設計滿足設備對水質水壓水溫的要求，保證其供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時設要應工藝變化的靈活性，管路設計及設備的選用要有前瞻性，為生產(chǎn)企業(yè)米最大的經(jīng)濟效益。
