Page 58 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

J，需要的时间为 ： t=Q/P=1 672 000 J/600 J/s≈2 787
s≈46.45 min。可见，不考虑散热措施的前提下，水温
从 20 ℃上升到 60 ℃仅仅只需要 46 min 左右。温度
上升速率非常快。没有有效的循环水冷却装置将无法
控制水温升高。所以新的系统需要增加循环水制冷装
1— 水箱 ； 2— 水泵 ； 3— 温度控制开关 ； 4— 管头 ；
5— 流量检测开关 置。这是系统功能优化的关键环节。
图 1 控制流程图 2.2 设备选型
新设计的冷却系统将 X 光管循环回来的水通过压
整个冷却系统的工作流程为 ：水泵 2 运转将水箱
1 中的常温水通过管路经过流量检测开关 5 输送至 X 缩机制冷后再排入水箱，能保证在整个循环过程中进

光管头 4 的进水口，水在管头的表面水腔循环，水温 入 X 光管的水温较低，这样 X 光管的散热效果更好。
还需要增大水量，即使用更大的水箱减缓水温上升，
逐渐升高，通过 X 光管头 4 的出水口通过管路流经温
度控制开关 3 返回水箱，如此往复循环。长时间运行 引入更为可靠的恒温器或控制电路，当温度接近设置
过程中存在两个重要的隐患。一是由于没有单独的制 温度时进行声光报警，提醒操作者。为确保冷却塔系
统性能可靠，结构紧凑，操作简单，可 24 h 连续运行，
冷系统，水温逐渐升高，X 光管头运行中产生的本征
对压缩机，自动控制装置及保护报警装置选型做了如
生热无法快速传导，管头运行温度偏高，使用寿命仅
有 2 400 h 左右。二是水温偏高，经常需要加水，停 下规定，尤其是保护装置，如压缩机过热保护、过流
保护、高低压力保护、超温保护、流量保护相序 / 缺
机时间增加。且水泵在长时间高速运行过程中产生杂
相保护，排气过热保护、防冻保护。配件选型见表 1。
质，会堵塞冷却管路。原系统运行中经常出现超温报
警，流量小报警，水泵故障。三大故障占据 X 光检测 表 1 配件选型表
序号 部件名称 品牌 产地 主要参数
机停机时间的 26% 左右。亟需进行技术升级改造。 1 压缩机 Panasonic 日本 全封闭旋转式，功率 1.5 kW
2 空开 施耐德 法国
3 水泵 格兰富 丹麦 0.37 kW，扬程 20 M
2 系统优化方案 4 蒸发器 国产 冷冻水量大于 0. 2 m³/h
2.1 技术论证 5 冷凝器 国产 高效紫铜套管翅片，冷却风
量 2 000 m³/h
现 X 光检测机冷却系统采用强制水循环散热方案， 6 压力控制器 川仪 国产 闭环控制
（高压）
其热传递路径主要经过三次热交换 ，第一次热交换为 压力控制器
7 （低压） 川仪 国产 闭环控制
X 光管阳极靶面热量通过热传导传递至管壳。第二次 8 过滤器 艾默生 美国
热交换为管壳热量经循环水对流换热带走。第三次热 9 流量计 法斯特 国产
10 防冻开关 LEFOO 国产
交换为升温后的循环水通过水箱外的风扇散热进行环 11 水箱 国产 容量 50 L
境热交换。但是热交换效率很低。原系统核心组件包
2.3 系统设计
括水箱（容量为 10 L）、水泵（流量 Q=0.95-7.87 L/
新的系统设计对原有的水箱容量扩容至 50 L，扩
min，0.25 HP）、温度开关（动作阈值 40 ℃ ±2 ℃）、
容后按照技术论证水温从 20 ℃上升到 60 ℃时间将延
流量开关（动作阈值 2 L/min）。
长至 230 min 左右。另外，重点考虑循环水制冷装置
由于运行中水温偏高，原系统仅仅依靠风扇进行
新增，满足冷冻水进水温度不高于 12 ℃，出水温度
冷却，由于 X 光管头运行中产生的热量为 600 J/S 完
低于 7 ℃。这样 X 光检测机管头始终保持在低温运行。
全被水吸收，如果初始水温为 20 ℃，为了简化计算，
（1）制冷量计算
假设系统所有热量都被水吸收，没有热量散失到环境
整个系统要确保冷冻水流量 ： Q V =0.2 m³/h =200 kg/
中。但在实际运行中，会存在一定的热量散失。可计
h，其中，Q V 表示冷冻水的流量，单位为 kg/h，且进
算水温从 20 ℃上升到 60℃所需的时间。温差 ΔT=60
水和回水口的水温差 ： ΔT=12−7=5 ℃。水的比热容为
−20=40 ℃，其中，水的比热容 c=4 180 J/kg·℃，水
cp 则需要的制冷量 Q 冷 =QV . cp . ΔT=200×4.18×5=4
的质量 m=10 kg。则热容量 C=m . c=10 kg×4 180 J/kg
180 kJ/h=1.16 kW，设计裕量按 20% 冗余，该冗余是
﹒ ℃ =41 800 J/℃，则水温从 20 ℃上升到 60 ℃所需
基于系统稳定性需求和经济性考虑的平衡点考虑的，
的总热量为 Q=C . ΔT=41 800 J/℃×40 ℃ =1 672 000
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