[发明专利]一种用于对工业循环冷却水节能研究的试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对工业循环冷却水节能研究的试验系统及方法。

背景技术

循环冷却水广泛应用于钢铁、能源、化工、轻工、食品等各大工业领域，同时也普遍应用于建筑设施的中央空调系统。

循环冷却水系统由循环水泵、换热器、冷却塔、冷水池等组成，冷水由循环水泵从冷水池抽送到换热设备，通过热交换吸收换热设备部分热量，升温成热水，进入冷却塔进行喷淋冷却，风机鼓动空气流动以带走散发出的热量而使循环水降温冷却，冷却后的水流通过集水池收集后进入冷水池，依此形成循环冷却系统。

据统计资料表明，全国工业冷却水用量占全部工业用水的70%左右，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用，但目前的循环水系统一般是依据工艺要求及经验进行设计，系统建设完工后，对系统能耗水平是否合理考虑较少，对系统能量的有效利用及节能改造缺乏试验研究。也有对某一具体系统进行的测试分析，但受现场条件制约，重复性较差。此外，不同的循环冷却水系统的工艺要求、冷却水量、温降、管道阻力损失等各不相同，单一的系统测试分析不具有广泛适用性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能耗低、节约水资源、操作简便可靠、自动控制和处理结果能力强、重复性好及具有广泛适用性的循环冷却水节能研究试验系统及方法，以克服单一测试分析试验的缺点。

一种用于对工业循环冷却水节能研究的试验系统，包括泵模块、换热模块、冷却模块、阀门组及终端控制处理模块；

所述泵模块、换热模块和冷却模块均与阀门组连接，所述泵模块、换热模块、冷却模块和阀门组均受控于终端控制处理模块；

所述泵模块包括循环水泵3；

所述换热模块是指换热器13；

所述冷却模块包括风机20、冷却塔21和集水池23；

所述阀门组包括7个阀门，分别是第一阀门1、第二阀门8、第三阀门16、第四阀门17、第五阀门27、第六阀门26及逆止阀6；

终端控制处理模块包括终端处理器12、压力传感器组、温度传感器组及流量计9；

所述循环水泵3的进口经由第一阀门1通向吸水池28，循环水泵3的出口依次通过逆止阀6及第二阀门8接换热器13，循环水泵3到换热器13的通路上设有流量计9；

换热器13出口管路分别通过第三阀门16和第四阀门17控制的两条支路管路连接到位于吸水池28上方的冷却塔21的进口和冷却塔21底部的集水池23；

所述冷却塔21上部装有风机20，集水池23侧面设有液位指示器22及溢流管24，集水池23的出口通过第五阀门27经管道连接吸水池28；集水池23的出水口与第一阀门1之间还有一条管路，所述管路上设置有第六阀门26；

循环水泵3的进口与出口、换热器13的进口与出口及冷却塔21的进口与出口处依次设有第一压力传感器2、第二压力传感器4、第三压力传感器7、第四压力传感器10、第五压力传感器15及第六压力传感器19；

换热器13的进口与出口及冷却塔21的进口与出口依次设有第一温度传感器11、第二温度传感器14、第三温度传感器18及第四温度传感器25；

循环水泵3处装有扭矩－转速仪，风机及水泵的驱动电机上接有功率测试仪，所有温度传感器及压力传感器均与终端处理器12相连。

所述循环冷却水泵3为离心泵，其出口流量及压力由第二阀门8调节。

所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门及第六阀门为电动蝶阀，工作电压为交流220V。

所述换热器为管式换热器。

所述液位指示器22是指接触式液位传感器，与终端处理器12相连。

所述冷却塔21为逆流式冷却塔。

一种循环冷却水节能研究的试验方法，采用所述的循环冷却水节能研究的试验系统，整个试验过程包括取水、预热升温、试验及后处理四个阶段：

1）取水阶段

首先开启第一阀门1、第二阀门8及第三阀门16，关闭第四阀门17、第六阀门26及第五阀门27，启动循环水泵3从吸水池28抽水至冷却塔21下方的集水池23，集水池水位达到设定水位后，液位指示器22发出报警，提示水量已达到试验要求，液位指示器的信息传送到终端处理器，完成取水阶段，进入预热升温阶段；

2）预热升温阶段

开启第六阀门26，关闭第一阀门1，同时启动热源29，循环水通过换热器13换热后升温，当第二温度传感器14达到试验预设温度后，进入试验阶段；

3）试验阶段