[發(fā)明專利]循環(huán)水填料冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停的節(jié)能控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611139696.1
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106705742B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田宇;韓冰;劉暢;艾丹亭;張宏科;姚雨;華衛(wèi)琦
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

1.一種循環(huán)水填料冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停的節(jié)能控制方法，該方法包括以下步驟：

1)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集：現(xiàn)場采集環(huán)境溫度(T_{環(huán)境})，相對濕度(φ)，大氣壓力(P)，風(fēng)機(jī)各測點(diǎn)的動(dòng)壓(P_di)，作為循環(huán)水總管回水溫度的循環(huán)水填料冷卻塔進(jìn)口溫度(T_o)和作為循環(huán)水總管供水溫度的填料冷卻塔出口溫度(T_i)，和上塔水量Q的數(shù)據(jù)；

2)數(shù)據(jù)分析核算：根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)，分為上塔開風(fēng)機(jī)和上塔不開風(fēng)機(jī)兩種模式進(jìn)行單塔熱工計(jì)算，分別獲得開風(fēng)機(jī)塔出水溫度T_p和不開風(fēng)機(jī)塔出水溫度T_c，

其中

冷卻塔熱工計(jì)算公式為以下公式(1)：

式中，

Q表示上塔冷卻水量，m³/h；

β_xv表示容積散質(zhì)系數(shù)，kg/m³h；

k表示蒸發(fā)水量散熱系數(shù)；

h，h″分別表示空氣焓值，飽和焓值，kJ/kg；

C_w表示水的比熱，kJ/kg；

V表示淋水填料體積；

dt表示微元填料進(jìn)水與出水的水溫差，℃；

t₁表示進(jìn)填料冷卻塔的水溫，℃；

t₂表示出填料冷卻塔的水溫，℃；

公式(1)的右邊代表的是冷卻塔的冷卻任務(wù)的大小，即冷卻數(shù)N，而公式(1)的左邊代表的是選定的淋水填料所具有的冷卻能力，即冷卻特性數(shù)N′；

空氣焓值h按下式計(jì)算：

h＝1.005T_{環(huán)境}+x(2500.8+1.846T_{環(huán)境}) (2)

式中，

h表示空氣焓，kJ/kg；

T_{環(huán)境}表示環(huán)境溫度，℃；

x表示空氣含濕量，kg/kg；

空氣含濕量x按下式計(jì)算：

式中，

φ表示空氣相對濕度，％；

P表示大氣壓力，kPa；

P_θ″表示飽和水蒸汽分壓力，kPa；

冷卻塔的冷卻數(shù)N的計(jì)算積分采用辛普遜(Simpson)二段公式(4)作簡化處理：

式中，

h，h″分別表示空氣焓值，飽和焓值，kJ/kg；

C_w表示水的比熱，kJ/kg；

dt表示微元填料進(jìn)水與出水的水溫差，℃；

t₁表示進(jìn)填料冷卻塔的水溫，℃；

t₂表示出填料冷卻塔的水溫，℃；

t_m表示進(jìn)出填料冷卻塔水溫的算術(shù)平均值，℃；

Δt表示進(jìn)出填料塔溫差，℃；

h₁表示與溫度t₁相對應(yīng)的空氣焓值，kJ/kg；

h₂表示與溫度t₂相對應(yīng)的空氣焓值，kJ/kg；

h_m表示與溫度t_m相對應(yīng)的空氣焓值，kJ/kg；

h₁″表示與溫度t₁相對應(yīng)的空氣飽和焓值，kJ/kg；

h₂″表示與溫度t₂相對應(yīng)的空氣飽和焓值，kJ/kg；

h_m″表示與溫度t_m相對應(yīng)的空氣飽和焓值，kJ/kg；

填料的冷卻特性數(shù)N′與氣水比存在如下關(guān)系式(5)：

N′＝Aλ^p (5)

式中，

N′表示填料的冷卻特性數(shù)，無量綱；

λ表示氣水比，進(jìn)塔的干空氣與水的質(zhì)量比，kg(DA)/kg；

A表示冷卻塔的散熱性能系數(shù)1，其范圍是在2.0-2.6范圍內(nèi)；

p表示冷卻塔的散熱性能系數(shù)2，其范圍是在0.5-0.7范圍內(nèi)；

風(fēng)機(jī)通風(fēng)量G可由式(6)計(jì)算：

式中，

F表示風(fēng)量測試斷面面積減去風(fēng)機(jī)輪轂面積，m²

n表示測點(diǎn)總數(shù)；

P_di表示各測點(diǎn)的動(dòng)壓，Pa；

ρ_a表示風(fēng)量測試斷面空氣的容重，kg/m³

從而，氣水比公式即為：

式中，

G表示進(jìn)塔干空氣質(zhì)量流量，kg/h；

Q表示上塔冷卻水量，kg/h；

(3)由以下公式(8)作為模型，根據(jù)系統(tǒng)熱負(fù)荷需求確定循環(huán)水供水溫度范圍，從而獲得一系列不同風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)能達(dá)到的供水溫度T_i：

式中，

T_i表示作為循環(huán)水總管供水溫度的填料冷卻塔出口溫度，℃；

T_o表示作為循環(huán)水總管回水溫度的循環(huán)水填料冷卻塔進(jìn)口溫度，℃；

Q_i表示開風(fēng)機(jī)塔上水總量，kg/h；

Q_j表示不開風(fēng)機(jī)塔上水總量，kg/h；

Q_n表示循環(huán)水總管水量，kg/h；

在風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)與能達(dá)到的供水溫度T_i之間建立兩者對應(yīng)關(guān)系，通過對比系統(tǒng)熱負(fù)荷確定的供水溫度來確定風(fēng)機(jī)開啟數(shù)量。