[發明專利]一種循環水節能控制運行系統

在審

• 申請號: 201210467113.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103807156A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 何榮志
• 申請（專利權）人: 何榮志
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F28F27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種工業循環水節能控制運行系統。

背景技術

現行工業循環水系統，其主要功能是給生產工藝介質和設備降溫冷卻，絕大多數供水系統都采用了恒壓、恒流量運行模式，雖有少數系統采用恒壓變流量供水模式，但這兩種供水模式都存在高壓大流量的高能耗現象。

實際運行中的循環水系統，其冷卻塔都有一個共同特征：冷卻塔的效能嚴重受季節天氣、環境溫度等條件變化的影響，夏季換熱效果差、冬季效果最好，其冷卻效果在這兩季節相差可達數倍。因此，需要冷卻同樣的生產工藝發熱量，由于夏季循環水進出管溫差小，所需流量大，而在冬季，由于其溫差大，故其需要的流量最小。而系統設計條件是按照全部負載最大發熱量在最炎熱天氣下的最大流量和最大壓力來滿足其工作需求，因此，在95％以上的時間里，其供水流量和供水壓力都將嚴重過剩。這種不能隨冷卻塔冷卻效果來調節流量的循環水系統是造成其高能耗的一個重要因素。

同時，這種以滿足流量和壓力的雙重參數為運行條件，系統是按照全部負載最大發熱量來設計其供水流量和壓力，而系統實際運行時的發熱量可能遠低于理論最大發熱量；而且其供水系統的設計單位為考慮供水運行的可靠性，往往再對理論最大需求流量和壓力放大一定的安全系數，這更造成了系統的高能耗，這是現行循環水高能耗的另一要因。

對于大多數運行的工業循環水系統，以上兩種原因造成系統能源浪費率高達60％以上，有些系統甚至高達75％以上。

針對上述缺點，本發明提供一種能讓系統穩定運行在最佳節能狀態下的循環水節能運行模式，通過測量其負載換熱器前總管進水溫度和負載換熱器后總管回水溫度，并求得溫差ΔT的大小，以此來調節泵站輸出水量，使回水管溫度始終穩定在最高許可溫度下運行，使輸出流量達到最小，在減小輸出流量的同時，也大幅度降低了系統各管路、換熱器及閥門等設備運行的液阻，達到泵降壓運行目的。這樣，便實現了降流量、降壓力的“雙降”節能運行模式。

發明內容

本發明旨在提供一種能夠隨冷卻塔冷卻效果來調節泵站輸出流量和壓力的節能運行循環水系統，通過調節工作泵的輸出流量，使回水總管溫度始終處于所允許的最高溫度范圍內，同時滿足各換熱器回水溫度也始終處于各自所允許的最高溫度范圍內，在減小輸出流量的同時，也自然降低了系統運行的液阻，因此，達到降流量、降壓力的“雙降”節能運行目的。

本發明是在現行循環水系統上進行節能設計改造，為了使泵站輸出流量可調，泵站由少數大功率工作泵改為多臺小功率工作泵組成，可由開機數量來粗調其輸出流量，同時，泵站中至少裝有一臺可調速電機驅動運行的工作泵，以滿足精確調控輸出流量目的。為測量負載換熱器總進水管和總回水管溫度，分別在其管路上各自安裝溫度傳感器，以總回水管與總進水管溫差ΔT為粗調依據，根據公式對工作泵輸出流量進行調控，其中，Q₀、ΔT₀為已知參數，ΔT＝T₂-T₁為總進、出水管實測溫差；并使總回水溫度T₂始終處于最高允許溫度T₀狀態下工作，且ΔT₁＝T₀-T₂為控制偏差量來形成反饋調節量，該反饋量通過控制器控制泵站各工作泵輸出流量，這樣，便形成了閉環流量精確控制，使輸出流量達到最小化；粗調流量可通過控制工作泵運行的數量或通過工作泵運行的速度來實施，精調流量主要是通過工作泵運行速度的精確控制的方法來實施。

在輸出流量和壓力減小的同時，為保證各負載換熱器回路同比例減小流量，則各負載換熱器回路進水管道上的閥門開口度都必須得到最優化配置，使各負載流量都能適應壓力在大范圍內的等比例變化。

如果負載換熱器具有所需流量不能隨系統壓力作等比例變化需求，則需要改進，本發明提供一種局部穩壓或穩流量的在線增壓改進供水方案：通過在該局部負載換熱器回路上串聯主動增壓裝置來達到增壓或穩流量目的，即通過串聯在需要穩壓的負載換熱器進水管路上的一臺主動增壓泵，增壓泵由可變速控制電機來驅動，由該回路需求的流量、壓力或溫度參數來決定其電機運行速度，以達到其穩壓和穩流作用。