مخازن انبساط و مخازن تحت فشار در حلقههای خنککننده مرکز داده
یک حلقه آب سرد بسته به سه دلیل که در جهتهای متضاد عمل میکنند، به یک مرز فشار نیاز دارد: آب هنگام گرم شدن منبسط میشود، مکش پمپ به یک هد مثبت نیاز دارد تا بالاتر از فشار بخار بماند، و بالای سیستم به یک مسیر تخلیه فشار نیاز دارد پیش از آنکه قویترین جزء به فشار مجاز خود برسد. یک مخزن انبساط در دمای پایین به داخل حلقه تخلیه میشود تا حجمی را که آب هنگام انقباض از دست میدهد جبران کند و آن را هنگام گرم شدن حلقه بازپس گیرد. اندازهگذاری دو مرحلهای است. مرحله اول تغییر حجم حرارتی کل آب سیستم در محدوده دمای طراحی است. مرحله دوم یک مسئله فشار است: آن حجم باید بین فشار پیششارژ مخزن و حداکثر فشار مجاز جذب شود، و نسبت بین این دو عدد، نه محدوده دما بهتنهایی، اندازه فیزیکی مخزن را تعیین میکند. انتخاب بین مخزن دیافراگمی یا کیسهای و یک مخزن تحت فشار مهرشده مطابق کد، از آن کلاس فشار و از مقررات تجهیزات تحت فشار جاری در محل بهرهبرداری نیروگاه برای مخزن انبساط آب سرد تبعیت میکند.
چرا یک حلقه بسته به یک مرز فشار نیاز دارد
یک سیستم برج خنککننده باز به هیچ مخزن تحت فشاری در مدار نیاز ندارد، زیرا حوضچه برج در فشار اتمسفر است و پمپ تمام ارتفاع را ایجاد میکند. یک مدار بسته آن مرجع را حذف میکند، بنابراین سه الزام بهطور همزمان ظاهر میشوند و باید با یک سطح فشار در هر نقطه از مدار برای آب سرد شده مخزن انبساط برآورده شوند
اولی انبساط آب است که در یک مدار بسته جایی برای رفتن ندارد. دومی حد پایین است: وقتی تأسیسات سرد است، یا بخشی تخلیه میشود، مکش پمپ باید بالاتر از فشار بخار آب در کمترین دمای مورد انتظار باقی بماند. سومی حد بالا است: یک مسیر تخلیه بالاتر از فشار مجاز ضعیفترین جزء. اینها باند فشار قابل استفاده برای آب سرد شده مخزن انبساط را تعیین میکنند
تعیین اندازه مخزن انبساط بر اساس حجم و محدوده دما
محاسبه اول یک محاسبه حرارتی است. حجم کل آب در سیستم، شامل خود مخزن انبساط، لولهکشی، مبدلهای حرارتی و هر مخزن یا حوضچه متصل، را بگیرید و آن را در ضریب انبساط حجمی آب در محدوده طراحی ضرب کنید. این ضریب از حجم مخصوص آب در دو دما به دست میآید: 1.000 L/kg در 5 C و 1.008 L/kg در 40 C برای آب سرد مخزن انبساط
با استفاده از ورودیهای صرفاً نمونه، سیستمی که 1,000 m3 آب دارد و در 5 C پر شده و برای 40 C طراحی شده است، حجم انبساطی حدود 8.0 m3 تولید میکند که همان حجمی است که مخزن باید بپذیرد و بازگرداند. مخلوط گلیکول حجم مخصوص متفاوتی دارد، بنابراین یک مدار حاوی گلیکول از خواص گلیکول برای آب سرد مخزن انبساط استفاده میکند
مرحله | ورودی | روش | نتیجه نمونه |
تغییر حجم حرارتی | حجم کل آب سیستم | در ضریب انبساط آب ضرب کنید | 1,000 m3 x 0.008 = 8.0 m3 |
باند فشار | پیششارژ و حداکثر فشار مجاز | باندی را که مخزن در آن کار میکند تنظیم کنید | 200 kPa abs تا 700 kPa abs |
ضریب پذیرش | همان دو فشار | حداکثر مجاز تقسیم بر اختلاف | 700 / (700 - 200) = 1.40 |
حجم مخزن | حجم انبساط و ضریب پذیرش | دو عدد را در هم ضرب کنید | 8.0 x 1.40 = 11.2 m3 |
پیششارژ، فشار سیستم و بررسی پذیرش
پیششارژ فشار بالشتک گاز در مخزن است زمانی که از سیستم جدا شده و حاوی آب نیست. این فشار از فشار استاتیک سرد در ارتفاع مخزن بهعلاوه یک حاشیه تنظیم میشود، تا مخزن آماده پذیرش انقباض حلقه در هنگام سرد شدن باشد، نه اینکه در هر راهاندازی خالی شود. هرگز برای مخزن انبساط آب سرد شده به فشار تخلیه پمپ تنظیم نمیشود
بررسی پذیرش مجموعهای از قرائتها است نه یک محاسبه، و همان جایی است که یک مخزن با تنظیم نادرست شناسایی میشود. با پر بودن سیستم، سرد بودن و توقف پمپها، فشار در مخزن باید تقریباً برابر پیششارژ باشد. کمتر از آن، بالشتک گاز فشار خود را از دست داده یا آب گرفته است؛ بیشتر از آن، فشار استاتیک بالاتر از مقدار فرضشده برای آب سرد مخزن انبساط است
مقایسه مخازن تحت فشار دیافراگمی، کیسهای و کدگذاریشده
دو ساختار غیرکدگذاریشده در یک جزئیات که برای نگهداری اهمیت دارد متفاوت هستند: جایی که غشای انعطافپذیر نگه داشته میشود. در مخزن دیافراگمی، غشا به پوسته و به درپوشهای انتهایی جوش داده شده است، بنابراین جزء فشارنگهدار نیست و افت آهسته گاز مسیر نشتی ایجاد نمیکند. در مخزن کیسهای، غشا یک کیسه جداگانه است که توسط درپوشهای انتهایی برای آب سرد مخزن انبساط نگه داشته میشود
دیافراگم را میتوان بدون جوشکاری تعویض کرد، به همین دلیل در مخازن بزرگتر و جایی که تعویض دورهای دیافراگم بخشی از برنامه نگهداری است رایج است، اما با گذشت زمان در سطح مشترک آب جذب میکند و باید با پیششارژ صحیح تنظیم و تجدید شود. یک مخزن تحت فشار دارای مهر استاندارد محصولی متفاوت است نه نسخهای بهتر: این مخزن بر اساس یک استاندارد مخزن تحت فشار برای مخزن انبساط آب سرد شده طراحی، ساخته، آزمایش، مهر و ثبت میشود
چه زمانی مخزن دارای استاندارد مورد نیاز است و مستندات چه چیزی را باید نشان دهد
تصمیم در دو مرحله گرفته میشود. مرحله اول مقرراتی است: مقررات تجهیزات تحت فشار در حوزه قضایی محل بهرهبرداری نیروگاه با فشار طراحی، حجم مخزن، طبقهبندی سیال و هرگونه معافیت خاص کاربری بررسی میشود. نهادهای نظارتی عموماً آستانهای را بهصورت ترکیبی از حجم و فشار تعریف میکنند و مخزنی که بالاتر از آن باشد مشمول گواهی طراحی برای مخزن انبساط آب سرد میشود
مرحله دوم، حداکثر فشار کاری مجاز سیستم است، نه فشار اسمی: مداری که ممکن است در هنگام راهاندازی پمپ جهش ۹۰۰ کیلوپاسکالی را تجربه کند، ممکن است حتی در جایی که فشار کاری پایدار پایین است، به یک مخزن کدگذاریشده نیاز داشته باشد. سپس مستندات یک فهرست مشخص است: برای یک مخزن ASME بخش VIII دیویژن ۱، مهر U با نامگذاری و آژانس بازرسی مجاز، ثبت در هیئت ملی، گزارش فرم U-1، آزمون هیدرواستاتیک در ۱.۳ برابر حداکثر فشار کاری مجاز، و سوابق قابلیت ردیابی مواد برای آب سرد شده مخزن انبساط
تخلیه هوا، حذف هوا و توالی راهاندازی
یک مخزن انبساط که هرگز بهدرستی هواگیری نشده است، شایعترین علت سیستمی است که فشار دارد اما مخزن انبساط آن کار نمیکند. هوای محبوس در بالای ستون آب داخل مخزن قرار میگیرد، دقیقاً به همان شکلی فشرده میشود که قرار است بالشتک گاز فشرده شود، و سپس مخزن طوری رفتار میکند که گویی کسری از اندازه اعلامشدهاش است. نشانه آن، افزایش آهسته فشار سیستم همراه با یک حباب گاز داغ برای آب سرد شده مخزن انبساط است
توالی راهاندازی از ترتیب فیزیکی سیستم پیروی میکند. حلقه از نقطه اتصال با دریچههای تخلیه هوای نقطه بالا باز پر میشود، تا هوا به جلو رانده شود نه اینکه محبوس گردد. سپس مخزن ایزوله شده و در بالای سمت آب هواگیری میشود تا فشار سمت گاز با پیششارژ بررسی و در صورت افت، دوباره شارژ شود، و فشار در مخزن تحت شرایط ساکن سرد برای آب سرد شده مخزن انبساط خوانده میشود
محل قرارگیری مخزن در مدار و نحوه ایزوله کردن آن
مخزن باید در سمت مکش پمپها قرار گیرد و به هدر مکش در پایینترین نقطه موجود متصل شود. در سمت مکش، کمترین فشار سیستم را تجربه میکند، که همین امر اجازه میدهد یک پیششارژ ملایم پمپ را در برابر تشکیل بخار محافظت کند، و همان جایی است که آبی که تخلیه میکند به ورودی پمپ میرسد. میتوان از مخزنی در خروجی پمپ نیز استفاده کرد، اما در آن صورت تمام ارتفاع پمپ را برای مخزن انبساط آب سرد تجربه میکند
جزئیات اتصال مهمتر از موقعیت روی نقشه است. هر مخزن نیاز به شیرهای ایزوله دارد تا بتوان آن را بدون تخلیه حلقه جدا کرد، یک شیر تخلیه در پایینترین نقطه تا مخزن خالی شود و کیسه یا دیافراگم تعویض شود، و یک اتصال شارژ و هواگیری در سمت گاز برای تنظیم پیششارژ. اتصال همچنین باید بهگونهای اندازهگذاری شود که جریان به داخل مخزن در طول انبساط برای آب سرد سیستم انبساط را محدود نکند.
کیفیت آب، سازگاری با گلیکول و خوردگی
سیال موجود در مدار بهطور همزمان چندین موضوع را تعیین میکند: ضریب انبساط مورد استفاده در تعیین ظرفیت، رفتار خوردگی مواد در تماس با سیال، و سازگاری دیافراگم با سیال داخل آن. مداری که با گلیکول شارژ شده است باید با خواص گلیکول تعیین ظرفیت شود و دیافراگم برای آن گلیکول در غلظت و دمای طراحی درجهبندی شده باشد. گلیکول با گذشت زمان تخریب میشود و محصولات تخریب تهاجمیتر هستند، بنابراین بسته بازدارنده و بازه تعویض سیال بخشی از برنامه کیفیت آب برای آب سرد مخزن انبساط محسوب میشوند.
مسئله خوردگی جدا از سازگاری سیال است. در یک مدار بسته، ورود اکسیژن معمولاً عامل آغازگر است، به همین دلیل مدارها تحت فشار نگه داشته میشوند و از طریق دستگاهی که هوا را بیرون نگه میدارد، هواگیری میشوند. جایی که پرکردن از طریق یک اتصال جبرانی باز انجام میشود، باید به حاشیه خوردگی و انتخاب بین فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ پرداخته شود. برای یک مخزن پوششدار، پوشش باید با سیال سازگار باشد و پیش از پرکردن برای آب سرد مخزن انبساط تأیید شود
فهرست مشخصات و چکلیست پیشراهاندازی
مشخصات یک مخزن تحت فشار باید پیش از نامگذاری مخزن، باند فشار را تعیین کند، زیرا تمام موارد پاییندستی به آن وابسته است. درخواست برای استعلام قیمت باید شامل حجم کل آب سیستم از جمله لولهکشی، دمای پرکردن و حداکثر دمای طراحی، سیال و غلظت آن، فشار استاتیک در ارتفاع مخزن در پرکردن سرد، حداکثر فشار کاری مجاز حلقه، مقررات محلی و مسیر صدور گواهینامه، و ترتیب جداسازی و تخلیه هوا برای آب سرد مخزن انبساط باشد.
چکلیست پیشراهاندازی سپس شکاف بین محاسبه و مخزن نصبشده را پر میکند، و کوتاه است: شناسایی مخزن و پلاک نام در برابر طراحی، پیششارژ ثبتشده قبل و بعد از اتصال، قرائت فشار پرکردن سرد در برابر پیششارژ، تخلیه هوا از مخزن و نقاط بالاِی مدار، تأیید تنظیم شیر اطمینان، و موقعیت و قفلشدن هر شیر ایزوله برای آب سرد سیستم تهویه مخزن انبساط
· حجم کل آب سیستم، شامل لولهکشی، مبدلهای حرارتی و هر حوضچه برای آب سرد سیستم تهویه مخزن انبساط
· حداکثر دمای پرکردن و طراحی، و سیال با غلظت آن برای آب سرد مخزن انبساط
· فشار استاتیک در ارتفاع مخزن در پر شدن سرد، که برای تنظیم پیششارژ مخزن انبساط آب سرد استفاده میشود
· حداکثر فشار کاری مجاز حلقه، و تنظیم شیر اطمینان برای مخزن انبساط آب سرد
· ضریب پذیرش بین پیششارژ و حداکثر فشار مجاز برای مخزن انبساط آب سرد
· مسیر صدور گواهینامه: مقررات محلی و مهر مورد نیاز برای مخزن انبساط آب سرد
· مشخصات مواد در تماس با سیال و مواد غشا با رده سیال و دمای آن برای مخزن انبساط آب سرد
· شیرهای ایزوله، شیر تخلیه، اتصال شارژ و نقطه تخلیه هوا در مخزن برای مخزن انبساط آب سرد
· سوابق تأیید پوشش، شامل آزمون نشتی، قبل از پر کردن برای مخزن انبساط آب سرد
مطالعه موردی پروژه
مرجع تحویل برای این وظیفه، نقلشده از کتابخانه پروژه تأییدشده. سطح تطابق C. یک مخزن تحت فشار جوششده طراحیشده بر اساس EN 13445، در ASTM A516 Gr.70، با پوشش اپوکسی C5M برای محیط نیمهدریایی. این مورد توانمندی مهندسی و ساخت مخزن تحت فشار را اثبات میکند. این یک مخزن دارای گواهی ASME Section VIII نیست، بنابراین در این مقاله بهعنوان یک مورد ASME استفاده نمیشود، همانگونه که برای مخزن انبساط آب سرد جزئیات ارائه شده است.
شناسه پروژه | کشور | محصول | ظرفیت | تعداد مخزن | ابعاد | تکمیل | دامنه تأمین |
MT-PRESS-2.29 | مالت | مخزن تحت فشار | 2.29 m3 | 2 | ID1240 × 1840 mm و ID1200 × 1665 mm | در منبع موجود ثبت نشده است | ثبت نشده است |
یک مخزن تحت فشار جوششده که بر اساس EN 13445، در ASTM A516 Gr.70، با پوشش اپوکسی C5M برای محیط نیمهدریایی طراحی شده است. این مخزن توانایی مهندسی و ساخت مخازن تحت فشار را نشان میدهد. این یک مخزن دارای گواهی ASME Section VIII نیست، بنابراین در این مقاله به عنوان یک مورد ASME استفاده نمیشود، همانطور که برای مخزن انبساط آب سرد شده به تفصیل شرح داده شده است.
سوالات متداول
س۱. چرا یک حلقه بسته به مرز فشار نیاز دارد؟
یک حلقه بسته مرجع اتمسفریکی را که یک سیستم برج باز فراهم میکند از دست میدهد، بنابراین سه الزام باید تنها با سطح فشار برآورده شوند: آب با گرم شدن منبسط میشود، مکش پمپ به هد مثبت نیاز دارد تا در زمانی که نیروگاه سرد است بالای فشار بخار بماند، و بالاترین نقطه به مسیر تخلیهای بالاتر از فشار مجاز ضعیفترین جزء برای مخزن انبساط آب سرد نیاز دارد
س۲. اندازه مخزن انبساط چگونه تعیین میشود؟
در دو مرحله. ابتدا انبساط حرارتی کل آب سیستم در محدوده طراحی از حجمهای مخصوص آب محاسبه میشود که حجمی را که مخزن باید بپذیرد به دست میدهد. دوم، آن حجم باید بین پیششارژ و حداکثر فشار مجاز جذب شود و نسبت این دو، ضریب پذیرش را برای آب سرد مخزن انبساط به دست میدهد
س۳. رابطه بین پیششارژ و فشار سیستم چیست؟
پیششارژ بر اساس فشار استاتیک سرد در ارتفاع مخزن بهعلاوه حاشیهای که تغییرات ارتفاع استاتیک و افت فشار لولهکشی را پوشش میدهد تنظیم میشود، تا مخزن آماده پذیرش انقباض باشد نه اینکه در هر راهاندازی خالی شود. هرگز روی فشار تخلیه پمپ تنظیم نمیشود. بررسی پذیرش، فشار مخزن را در پرکردن سرد برای آب سرد مخزن انبساط میخواند
س۴. چگونه یک مخزن دیافراگمی نسبت به مخزن بادکنکی انتخاب میشود؟
دیافراگم به پوسته و درپوشهای انتهایی جوش داده شده است، بنابراین جزء نگهدارنده فشار نیست و افت آهسته گاز به مسیر نشتی تبدیل نمیشود. کیسه یک محفظه بسته جداگانه است که توسط درپوشهای انتهایی نگه داشته میشود و عنصر نگهدارنده فشار است، که آن را بدون جوشکاری قابل تعویض میکند اما به این معناست که برای مخزن انبساط آب سرد جذب میکند
س۵. چه زمانی مخزن با کد ASME مورد نیاز است؟
زمانی که مقررات محلی تجهیزات تحت فشار، مخزن را بالاتر از آستانه صدور گواهینامه آن قرار میدهد، که معمولاً با ترکیبی از فشار طراحی، حجم مخزن و طبقهبندی سیال تعریف میشود، یا زمانی که مشخصات مالک، بیمهگر یا مشتری بدون توجه به آن آستانه، صدور گواهینامه را الزامی میکند. این بررسی بر اساس حداکثر فشار کاری مجاز انجام میشود، نه فشار اسمی برای آب سرد شده مخزن انبساط.
س۶. هوادهی و حذف هوا چگونه راهاندازی میشود؟
مدار از نقطه اتصال با باز بودن هواگیرهای نقطه بالا پر میشود تا هوا به سمت جلو جابهجا شود. سپس مخزن ایزوله شده و در بالای آن تخلیه انجام میشود تا فشار سمت گاز با پیششارژ مقایسه شود و در صورت کاهش، دوباره شارژ میشود، و فشار در مخزن تحت شرایط ساکن سرد برای آب سرد مخزن انبساط خوانده میشود
Q7. مخزن در کجای مدار قرار میگیرد و چگونه ایزوله میشود؟
در سمت مکش پمپها، متصل به هدر مکش در پایینترین نقطه موجود، بهطوری که کمترین فشار در مدار را ببیند و بتواند از پمپ در برابر تشکیل بخار در پیششارژ پایین محافظت کند. هر مخزن نیاز به شیرهای ایزولاسیون، یک شیر تخلیه برای تعویض دیافراگم، و یک اتصال شارژ و هواگیری در سمت گاز برای آب سرد مخزن انبساط دارد.
س۸. کیفیت آب و خوردگی چه الزاماتی دارند؟
سیال ضریب انبساط مورد استفاده در اندازهبندی، رفتار خوردگی مواد در تماس با سیال و سازگاری و محدوده دمایی غشاء را تعیین میکند. مدارهای گلیکول با خواص گلیکول اندازهبندی میشوند، و بسته بازدارنده و بازه تعویض سیال باید در برنامه کیفیت آب گنجانده شوند، همانگونه که برای آب سرد مخزن انبساط بهتفصیل شرح داده شد.
فشار طراحی و دمای طراحی باید پیش از انتخاب هر مخزن انبساط تعیین شوند، زیرا بازه فشار میان پیششارژ و حداکثر فشار مجاز، اندازه فیزیکی مخزن را تعیین میکند و مقررات محلی تجهیزات تحت فشار مشخص میکند که آیا مخزن یک مخزن تحت فشار مهرشده است یا یک قطعه تحت فشار بدون کد. این ترتیب، تمام محتوای این موضوع است: مخزنی که تنها بر اساس محدوده دما مشخص شود، اندازه نادرستی خواهد داشت و مخزنی که بر اساس فشار نامی مشخص شود، کلاس صدور گواهی نادرستی خواهد داشت. دو مرحله محاسبه، یعنی بررسی پذیرش پیششارژ و توالی راهاندازی، همان چیزی است که مشخصات را به مخزنی تبدیل میکند که میتوان تأیید کرد وظیفهای را که برای آن خریداری شده است برای آب سرد شده مخزن انبساط انجام میدهد.
با یک مهندس صحبت کنید
برای یک مخزن انبساط یا مخزن تحت فشار در مدار آب سرد، حجم کل آب سیستم شامل لولهکشی و مبدلهای حرارتی، دمای پرکردن و حداکثر دمای طراحی، سیال و غلظت آن، فشار استاتیک در تراز مخزن در پرکردن سرد، حداکثر فشار کاری مجاز مدار و تنظیم فشار اطمینان موردنظر، مقررات تجهیزات تحت فشار محلی و مسیر صدور گواهینامه موردنیاز، و ترتیب ایزولهسازی و تخلیه هوا را ارسال کنید. ما یک مطالعه اندازهبندی ارائه خواهیم داد که شامل حجم انبساط حرارتی، ضریب پذیرش، حجم مخزن حاصل، پیششارژ تنظیمشده و قرائتهای پذیرش برای ثبت، توصیه مواد و غشا، و چکلیست پیش از راهاندازی برای سایت برای مخزن انبساط آب سرد است.
درباره Center Enamel
شیجیاژوانگ ژنگژونگ تکنولوژی شرکت با مسئولیت محدود (سنتر انامل) یک تولیدکننده حرفهای است که از سال ۲۰۰۸ به طراحی و ساخت مخازن ذخیرهسازی پیچومهرهای اختصاص یافته است. محدوده محصولات شامل مخازن شیشه-فولاد ذوبشده (GFS)، مخازن اپوکسی پیوندی-ذوبی (FBE)، مخازن فولاد ضدزنگ، مخازن فولاد گالوانیزه و سقفهای گنبدی ژئودزیک آلومینیومی، همراه با پشتیبانی فنی EPC و متعلقات مخزن است. تولید تحت ISO 9001، ISO 14001 و ISO 45001 انجام میشود و محدوده محصولات در صورت نیاز کاربرد، دارای گواهینامه NSF/ANSI 61، WRAS، CE و EN 1090، ISO 28765، AWWA D103-09 و NFPA است. این شرکت نزدیک به ۲۰۰ اختراع لعابکاری دارد، یک پایگاه تولیدی ۱۵۰,۰۰۰ متر مربعی را اداره میکند، سالانه حدود ۳۰۰,۰۰۰ ورق فولادی لعابپوش تولید میکند، بیش از ۳۰,۰۰۰ پروژه نصبشده را تکمیل کرده و مخازن را به بیش از ۱۰۰ کشور ارسال کرده است. قابلیت طراحی مهندسی شامل حجم مخازن تا ۶۰,۰۰۰ متر مکعب است، همانگونه که برای مخزن انبساط آب سرد شده به تفصیل آمده است.