[發(fā)明專利]一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的整體優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410058809.X
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103791672B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧金玲;羅興锜;顏春;賈嶸;武樺
• 申請（專利權(quán)）人: 西安格睿能源動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號: F25D17/02
• 分類號: F25D17/02;F25D29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的整體優(yōu)化方法。包含如下步驟：獲取換熱器本身的換熱效率；采集換熱系統(tǒng)中的冷卻水溫和流量及壓力；預(yù)測污垢系數(shù)變化情況，并在假定工藝流量不變的情況下，預(yù)測冷卻水出口溫度、冷卻水流量、工藝流出口溫度隨著污垢系數(shù)改變而變化的情況；揭示冷卻水流量對換熱量的影響規(guī)律，確定系統(tǒng)整體最優(yōu)運(yùn)行方式。有益效果：提供了一種工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的在線監(jiān)測和整體優(yōu)化方法，解決了對現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)計(jì)算出運(yùn)行周期內(nèi)系統(tǒng)需要的水泵最低揚(yáng)程H₃的難題，有效節(jié)約能源。

方法領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的整體優(yōu)化方法。

背景方法

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是指以水為冷卻媒介，由換熱設(shè)備、冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)、水泵、管網(wǎng)及閥門等有關(guān)設(shè)備組成，通過水的循環(huán)流動(dòng)，不間斷地將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢熱傳遞給環(huán)境的系統(tǒng)，可分敞開式和閉式系統(tǒng)。

一般而言，一個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)由多個(gè)用水裝置、多條回水支路、多間不同的冷卻塔、多臺(tái)循環(huán)水泵組成。用水裝置的最佳循環(huán)水需求量，隨生產(chǎn)裝置的工藝熱負(fù)荷、污垢系數(shù)、外界環(huán)境溫度、換熱器性能的變化而變化。由于影響因素多且復(fù)雜，目前尚不能在循環(huán)水系統(tǒng)正式投運(yùn)前精確預(yù)測用水設(shè)備的最佳用水量，為了安全起見就增加系統(tǒng)的供水壓力和流量，從而導(dǎo)致系統(tǒng)能耗偏高，造成能量浪費(fèi)。這種能量浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在于循環(huán)水系統(tǒng)中。

在循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)水量的調(diào)節(jié)普遍是通過控制泵出口母管的壓力，也就是控制水泵實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程來實(shí)現(xiàn)的。操作法中明確有最高控制壓力P1和最低控制壓力P2。最高控制壓力P1一般情況都是根據(jù)設(shè)計(jì)揚(yáng)程H1折算過來，最低控制壓力P2通常靠經(jīng)驗(yàn)取值，再折算為水泵揚(yáng)程H2。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的目的：提供一種循環(huán)水系統(tǒng)的在線壓力、流量、溫度的調(diào)整方法及整體優(yōu)化方法，在確保系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，使循環(huán)水系統(tǒng)能耗大幅降低。

為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下方法方案：

測試并計(jì)算分析換熱器本身的換熱效率；

采集換熱系統(tǒng)的中的循環(huán)水溫、流量及壓力；

預(yù)測污垢系數(shù)變化趨勢；

預(yù)測冷卻塔出水溫度、冷卻水流量、工藝流出口溫度的變化情況；揭示冷卻水流量對換熱量的影響規(guī)律，確定系統(tǒng)整體最優(yōu)運(yùn)行方式及不同工況下最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)。

根據(jù)不同工況的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)確定管網(wǎng)系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造方案。

本發(fā)明進(jìn)一步方法方案在于，包含如下步驟：

采集換熱器外形數(shù)據(jù)：換熱面積、列管直徑、壁厚、材質(zhì)、流動(dòng)型式等數(shù)據(jù)；

精確采集換熱器運(yùn)行數(shù)據(jù)：工藝側(cè)流量、溫度、壓力和循環(huán)水的流量、壓力、溫度；

收集循環(huán)水全年溫度變化情況；通過模擬分析，預(yù)測污垢系數(shù)變化情況，模擬出循環(huán)水溫度對傳熱的影響；

在假定工藝負(fù)荷不變的情況下，預(yù)測冷卻水出口溫度、冷卻水流量、工藝流出口溫度的變化情況；

再根據(jù)工藝負(fù)荷實(shí)際變化情況，預(yù)測冷卻水出口溫度、冷卻水流量、工藝流出口溫度的隨著污垢系數(shù)改變而變化的情況，最終確定換熱器的最優(yōu)流量，從而確定整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)流量；

根據(jù)系統(tǒng)最優(yōu)流量和管網(wǎng)水力性能確定整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)壓力；根據(jù)不同工況的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)確定水泵最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)、管路最優(yōu)配置型式、最優(yōu)調(diào)節(jié)控制策略，實(shí)現(xiàn)能耗大幅下降。

采用如上方法方案的本發(fā)明，相對于現(xiàn)有方法有如下有益效果：解決了換熱器污垢系數(shù)難以預(yù)測的難題；解決了循環(huán)水系統(tǒng)中水泵最低揚(yáng)程的最大值H3難以精確計(jì)算的困難；提供了一種循環(huán)水系統(tǒng)的整體優(yōu)化方法，有效節(jié)約能源。

附圖說明