[發明專利]敞開式循環水冷卻系統的控制方法

有效

• 申請號: 201310253711.5
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103307928A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 魏志明
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及循環水冷卻技術領域，具體而言，涉及一種敞開式循環水冷卻系統的控制方法。

背景技術

目前，敞開式循環水冷卻系統包括生產過程中的換熱器、循環水泵和冷卻塔（也可是冷卻池）。循環水在循環水泵的作用下流經換熱器，對換熱器進行熱交換，從而降低換熱器的溫度。循環水流經換熱器之后溫度升高，然后將循環水從冷卻塔的進水口流入，冷卻塔對循環水進行冷卻，冷卻后的循環水從冷卻塔出水口流出并流經換熱器，不斷重復上述過程進而對換熱器進行持續的冷卻作業。

通常，在敞開式循環水冷卻系統中，由于循環水在冷卻塔主要進行蒸發散熱的方式對循環水進行冷卻，因此敞開式循環水冷卻系統中的循環水被不斷地蒸發，冷卻系統中的循環水會越來越少。為使冷卻系統中的循環水的水量基本不變，需要不斷地對冷卻系統補充新鮮水（例如自來水）。補充的新鮮水中也含有各種礦物質和各離子，循環水中的各種礦物質和各離子含量就會越來越濃。為了防止離子超標對冷卻系統產生嚴重的腐蝕或者結垢現象，避免由于腐蝕導致換熱器泄漏，或者由于結垢而影響傳熱效果，就需要從冷卻系統中排出部分循環水并且額外補充新鮮水。由于補充的新鮮水的離子含量低于排出的循環水的離子含量，也就是說，冷卻系統中的循環水的離子含量降低，并且冷卻系統中循環水的水量也不會減少。

目前，不同地區以不同離子作為循環水關鍵指標，并且各關鍵指標的上限值也不相同。通過對關鍵指標的上限值和補充新鮮水中的離子濃度規定出本地區的濃縮倍數（例如離子濃度上限值/補充新鮮水中的離子濃度），并且整體補充新鮮水的水量等于濃縮倍數與排出循環水的水量之積。例如，某地區以含鹽量為關鍵指標時，當循環水中的含鹽量達到或超過上限濃度時，就必須排出一部分循環水，進而排出大量鹽分，同時在原補充水量的基礎上額外補充新鮮水，達到降低離子濃度的目的。為使冷卻系統中的循環水的水量基本不變，額外補充的水量與排出的水量相同。

現有技術中，工作人員對冷卻系統中循環水的離子濃度進行定期的測定來進行排污和額外補水的操作。由于測定的離子種類比較多，測定的時間比較長，導致工作人員工作量比較大，當工作人員測定出某離子濃度超標時，該離子濃度超標的循環水已經在冷卻系統中運行多時，已經對系統設備造成了損害。工作人員根據離子濃度超標的程度和經驗確定循環水的排出水量，由于不同的工作人員會確定不同的循環水的排出量，導致額外補充的新鮮水的水量也會不同。如果排出的循環水的排出量少，不能將離子濃度降低到上限值以下；如果排出的循環水的排出量多，進而額外補充的新鮮水隨之增多，浪費水源。

發明內容

本發明旨在提供一種能夠節省水源并且保證流經熱交換器的循環水的離子濃度不超過上限值的敞開式循環水冷卻系統的控制方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種敞開式循環水冷卻系統的控制方法，包括以下步驟：步驟S10：獲取流入敞開式循環水冷卻系統的冷卻塔中的循環水量；步驟S20：根據循環水量確定冷卻塔的蒸發損失量；步驟S30：根據規定的濃縮倍數和蒸發損失量確定敞開式循環水冷卻系統的排污量和補水量；步驟S40：根據排污量對敞開式循環水冷卻系統進行排污以及根據補水量對敞開式循環水冷卻系統進行補水。

進一步地，通過以下公式確定蒸發損失量：

E=k×△t×Qm

其中，E為蒸發損失量，k為敞開式循環水冷卻系統的蒸發系數，△t為敞開式循環水冷卻系統的循環水在冷卻塔中進水口處與出水口處的溫度差值，Qm為循環水量。

進一步地，通過以下公式確定排污量和補水量：

M=K×D

M=E+D

其中，M為補水量，E為蒸發損失量，D為排污量，K為濃縮倍數。

根據本發明的另一方面，提供了另一種敞開式循環水冷卻系統的控制方法，包括以下步驟：步驟S100：獲取流入敞開式循環水冷卻系統的冷卻塔中的循環水量；步驟S200：根據循環水量確定冷卻塔的蒸發損失量；步驟S300：根據循環水量確定敞開式循環水冷卻系統的風吹損失水量；步驟S400：根據規定的濃縮倍數、蒸發損失量和風吹損失水量確定循環水的排污量和補水量；步驟S500：根據排污量對敞開式循環水冷卻系統進行排污以及根據補水量對敞開式循環水冷卻系統進行補水。

進一步地，通過以下公式確定蒸發損失量：

E=k×△t×Qm

其中，E為蒸發損失量，k為敞開式循環水冷卻系統的蒸發系數，△t為敞開式循環水冷卻系統的循環水在冷卻塔中進水口處與出水口處的溫度差值，Qm為循環水量。

進一步地，通過以下公式確定風吹損失水量：