在这个月BETVICTOR体育官网泵及系统在专栏中，我们将研究如何模拟在许多工业工厂中发现的大型传热系统平衡，以简化工厂操作。系统平衡确保每个热交换器接收系统正常运行所需的适当流量和压力。
在我职业生涯的早期，我在东北公用事业公司的磨石发电站2号机组担任启动和测试工程师。磨石2号是燃烧工程的870兆瓦核电站，比我在海军工作过的核电站要大得多。
我参与的第一个运行前测试之一是平衡磨石2号机组的组件冷却水(CCW)系统。该系统为正常运行模式，冷却水供应给反应堆室和辅助机械舱内的各种发热设备。该系统有核管理委员会(NRC)的许可要求，可以在反应堆发电和关闭时运行。此外，该系统还可以在非正常(事故后)状态下自动为特定设备提供冷却水。
一旦对CCW系统中的所有设备进行了测试，整个系统就会投入运行，然后进行平衡，以便每个热交换器都能获得系统正常运行所需的设计流量和压力。在发生事故时，该系统还必须对非正常运行进行平衡。
CCW系统很大，包括多个泵，热交换器，控制阀和覆盖大部分工厂的管道。BETVICTOR体育官网由于这是一个与安全相关的系统，因此必须在核管理委员会颁发允许装载放射性燃料的运营许可证之前完成常规化武平衡。测试计划大约需要10天，实际的工厂测试将在摇摆班和午夜班进行。测试需要大部分操作人员操作设备，并由一组测试工程师将平衡阀设置到规定位置。所有平衡阀调至规定位置后，收集厂内试验数据作进一步分析。
图1所示。组件冷却水系统(作者提供）夜间测试的结果被汇编并发送给马里兰州盖瑟斯堡的柏克德电力公司，这是2号机组的A&E公司。他们的工程师审查了结果，以确定通过每个CCW热负荷的流量。根据测试结果，他们将生成一个新的表，其中包含每个平衡阀的调整阀位，以达到设计的流量。
CCW系统是一个环形负载网络，改变任何平衡阀的位置都会影响到所有负载的流量。每天晚上，我们会将CCW系统中的平衡阀调整到新的位置，然后重新运行测试，并将结果汇总并提交给柏克德的工程师。
上述过程继续进行，直到系统达到平衡，各热交换器的流量达到设计值。这个测试用了大约8天的时间来完成许多不同的迭代。由于它需要在核管理委员会颁发核电站运行许可证之前完成，因此它受到了管理团队的最高关注和审查。
快进
在为EBASCO服务公司启动和测试电厂10年后，我决定尝试一些新的东西。1982年，我成为Engineered Software的联合创始人。PIPE-FLO是我们第一个帮助模拟流体管道系统运行的程序。
随着时间的推移，更多的功能被添加到程序中，以允许模拟更大的流体管道系统。
在一次电话支持中，我们的一位核电站客户提到，他们正在用我们的管道模拟程序对工厂的CCW系统进行建模。他们需要满足核管理委员会对核电站冷却水系统的研究要求。几个月后，我跟进了我们在核电站的客户，询问了他们对CCW的研究。他们提到他们对整个CCW系统进行了建模，并且使用该软件他们可以有效地将他们的系统研究结果传达给NRC。
兜了一圈
几年后，我主持了一个关于使用我们的模拟软件的培训班。其中一名学员是我在Millstone工作时共事的测试工程师。他在燃烧工程部门工作了10年，并参与了许多核电厂的CCW系统平衡工作。他是一家运行中的核电站的首席工程师。
在课堂上，一位与会者问软件可以模拟的管道的最大数量是多少。我说没有项目限制，并请与会者对他们建模的最大系统发表评论。我在Millstone的朋友提到，他已经创建了他们整个CCW系统的模型，以帮助平衡系统。
在分享了我们平衡磨石化粪肥系统的共同经验后，他提到他使用该模型来平衡他目前工厂的化粪肥系统。输入管道系统模型的数据后，他使用节流阀设置通过每个热交换器的流量。仿真计算了CCW系统中各节流阀的压差，以达到设计流量。利用平衡阀供应商提供的信息，他计算出每个平衡阀的阀位。
我问他效果如何。他说，通过将每个回路的平衡阀设置到计算的位置，他们只需一次改变就能平衡整个系统，并在一天内完成整个系统。
结论
大多数工业过程都有多个管道系统，用于从操作设备中去除多余的热量，为HVAC系统提供冷冻水和水力加热，或使用热伴热将流体加热到操作条件。每个系统都需要平衡，以便每个负载满足其设计流量。如果系统是手动平衡的，那么必须执行多次迭代以使系统与设计值保持平衡。通常情况下，为了平衡系统，系统的节流阀会开得更远。这减少了平衡系统的需要，但它需要比实际需要更大的流量，这增加了系统的能源成本，降低了系统的未来容量。
通过对管道系统进行仿真，可以在第一次通过时计算出系统平衡阀的位置，大大简化了平衡过程。