[发明专利]冷却塔半调节风机全年变角优化运行方案的确定方法

说明书

冷却塔半调节风机全年变角优化运行方案的确定方法，属于工业系统节能领域，计算冷却塔通风总阻力与总阻抗；计算确定风机在冷却塔内不同叶片安装角的实际工作参数；以周为时间单位，计算冷却塔全年各周的最小需要通风量，确定风机对应的叶片安装角和配套电动机输入功率；以能源费用最低为目标，计算确定冷却塔风机全年采用不同叶片安装角种数的变角优化运行方案；比较全年采用不同叶片安装角种数的变角优化运行方案的风机运行、调角的总费用，以总费用最低为目标，确定最优变角优化运行方案，包括风机全年运行的叶片安装角种数、各叶片安装角数值和运行时间段；结果表明，本发明确定的冷却塔半调节风机变角优化运行方案节能效果显著。

技术领域

本发明属于工业系统节能领域，涉及冷却塔半调节风机全年变角运行优化方案，根据冷却塔全年不同时期所需最小通风量，以满足对水的冷却要求为前提，以节省风机运行总费用为目标，给出风机最优变角运行方案的确定方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，能源的需求量越来越大，能源短缺严重影响我国经济发展，节能降耗是我国发展国民经济的一项长期基本国策。

如今，循环冷却水系统遍及冶金、电力、钢铁、石化等工业部门，冷却塔作为循环冷却水系统中的重要设备，用于冷却经过被冷却设备的循环水，其中，机械通风式冷却塔具有体积小、造价低等优点，但在其采用风机强迫通风对循环水进行冷却处理过程中，风机需要消耗大量的电能。由于冷却塔按照全年最不利环境工况所需通风量设计选择风机型号和叶片安装角，并且，风机长年在此设计最大通风量工况下运行。而实际上，冷却塔在冬季及春秋过渡季节为满足冷量换热所需的风机通风量远低于设计最大通风量，这种冷却塔风机全年定安放角过度冷却通风运行方式造成了严重的能源浪费。

发明内容

本发明的目的就是为克服由于冷却塔半调节风机全年按设计全年最大所需通风量确定叶片安装角运行产生过度冷却、造成能源严重浪费的缺点，提出一种冷却塔半调节风机全年变角优化运行方案的确定方法，确定冷却塔风机最优变角优化运行方案，包括风机全年运行的叶片安装角种数、各叶片安装角数值、变角时间点和每种叶片安装角运行时间长度，适时优化改变冷却塔风机叶片安装角，节省全年风机运行的总费用。为实现以上目的，本发明提供一种冷却塔风机变角优化运行方案的精确确定方法，包括以下步骤：

A.计算冷却塔通风总阻力P_Z与总阻抗S。

以逆流式冷却塔为例，塔内各部分阻力系数求解如下：

a)进风口阻力系数：ξ₁＝0.55

b)导风装置阻力系数：

ξ₂＝(0.1+0.025q)·L (2)

式中，Q为总水流量，m³/h；F为淋水填料区面积，m²；q为淋水密度，m³/(m²·h)；L为导风装置的长度，m。

c)进入淋水装置前气流转弯阻力系数：ξ₃＝0.5

d)淋水装置支撑梁的阻力系数：

ξ₄＝0.5·(1-F₄/F)+(1-F₄/F)² (3)

式中，F₄为淋水装置支撑梁处气流通过的净通风面积，m²。

e)配水装置阻力系数：