[发明专利]一种工矿企业循环水输送冷却系统的节能改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工矿企业循环水输送冷却系统的节能改造方法。 

背景技术

冷却系统广泛应用于民用和工业的热交换设备，因其工艺和环境不同使用的热交换介质也存在差异，而水是目前用于与热交换设备换热的最常见的介质。

现有的工矿企业的循环水输送冷却系统由水池、冷却水泵、末端装置、冷却塔依次通过管路连接构成，冷却塔通过电动风扇进行散热。循环水系统在热交换过程中的能耗主要为泵机的动力能耗和冷却塔风机的散热能耗。据统计水泵、风机等流体输送等动力设备的耗电量约占总发电量的31.4%，冷却塔电机耗电量约为循环水泵的30%，能源浪费严重，节能潜力巨大。

造成循环水冷却系统能耗高的主要原因为：1、循环水冷却系统在设计时，选择的冷却水泵往往会考虑到系统存在的不确定因素而采用流量、扬程均大于系统要求的水泵，导致因冷却水泵与系统设计不合理而使冷却水泵在实际运行过程中偏离工况点，从而引起“大马拉小车”现象。2、循环水冷却系统为提高冷却设备的散热效果会在冷却塔上会安装电动风扇，以增加抽风量，加大汽水比来达到换热效果，而冷却塔电动风机需要消耗大量电能；因冷却塔技术问题，冷却塔选用的风机电机偏大，致使风、水、热交换介质三者未能很好的匹配，直接导致了系统能耗增加。 

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种工矿企业循环水输送冷却系统的节能改造方法，能够有效减少循环水冷却系统的能耗。。

实现本发明目的的技术方案：

一种工矿企业循环水输送冷却系统的节能改造方法，水池、冷却水泵、末端装置、冷却塔依次由管路和阀门连接构成循环水输送冷却系统，其特征在于：

测量管路内冷却水的实际流量、冷却水泵的出口压力和水池水位；

冷却塔采用水动能风机进行散热；用节能水泵取代原有的冷却水泵，该节能水泵的流量为已测量的管路内冷却水的实际流量，该节能水泵的扬程通过如下公式确定：

扬程=冷却水泵的出口压力+水动能风机所需动力+水动能风机的进水口高度与冷却塔进水口高度差-水池水位与冷却水泵出口的高度差。

节能改造前，如管路上有阀门未处于全开状态，则节能改造时可以将使阀门处于全开状态，此种情况下，节能水泵的扬程需要考虑阀门的局部阻力，通过如下公式确定：

扬程=冷却水泵的出口压力+水动能风机所需动力+水动能风机的进水口高度与冷却塔进水口高度差-水池水位与冷却水泵出口的高度差—阀门的局部阻力。

阀门的局部阻力通过如下公式确定： 

 H=ξ                                                ，式中H为阀门的局部阻力，ξ为局部阻力系数，v为冷却水流速，g为重力加速度。

本发明具有的有益效果：

本发明通过测量循环水系统的各运行参数，并经计算获得循环水冷却系统所需的实际动力，用节能水泵取代原有的冷却水泵，该节能水泵的流量、扬程与循环水系统所需的实际动力相匹配，有效地解决了原来循环水冷却系统“大马拉小车”的问题，节能效果显著。同时，本发明冷却塔采用水动能风机进行散热，用水动能风机取代原来的电动风机，进一步降低了系统能耗。

附图说明

附图为循环水输送冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，水池7、冷却水泵1、末端装置4、冷却塔6依次通过管路3和阀门连接构成循环水冷却系统，冷却塔6通过电动风机8进行散热，冷却塔进水口处设有阀门5，前述为现有技术。

利用超声波流量计测量管路3内冷却水的实际流量；通过压力表2测量冷却水泵的出口压力;并测出水池7的水位和压力表2的高度（即冷却水泵出口的高度）；

节能改造前，如管路上有阀门未处于全开状态，此种情况下，需要对阀门的局部阻力进行测算。本实施例以冷却塔进水口处的阀门5为例，当冷却塔进水口处的阀门5节能改造前未处于全开状态时，则冷却塔进水口阀门5的局部阻力通过如下方式测算获得：

测量进入冷却塔进水口阀门5的冷却水流速，通过公式确定冷却塔进水口阀门的局部阻力：

H=ξ ，式中H为冷却塔进水口阀门的局部阻力（单位m）；ξ为局部阻力系数，为已知常数；v为进入冷却塔进水口阀门的冷却水流速（单位m/s，根据管径和测得的冷却水实际流量获得），g为重力加速度。