[發(fā)明專利]一種循環(huán)水系統(tǒng)的運行診斷方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110029711.1
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112611252A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹雁青
• 申請（專利權(quán)）人: 曹雁青
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00;F28F27/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明公開了一種循環(huán)水系統(tǒng)的運行診斷方法及系統(tǒng)。該方法包括：獲取循環(huán)水系統(tǒng)的流程圖；基于流程圖，根據(jù)循環(huán)冷卻水的物性參數(shù)和循環(huán)水系統(tǒng)的操作參數(shù)計算循環(huán)水系統(tǒng)各分支處循環(huán)冷卻水的流速和進出口的溫差；根據(jù)各分支處的流速和溫差確定所述循環(huán)水系統(tǒng)中需要調(diào)節(jié)的分支。采用本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，能夠計算各分支的水力特性，確定循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中需要調(diào)試的位置，有針對性地改善循環(huán)水系統(tǒng)的水力失調(diào)問題，提高了調(diào)節(jié)循環(huán)水系統(tǒng)的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及循環(huán)水系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)的運行診斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大型工業(yè)企業(yè)中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是最重要的公用工程系統(tǒng)之一。但循環(huán)冷卻水系統(tǒng)龐大復雜，在設(shè)計階段就缺乏精細計算的工具，導致大部分循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的裕量設(shè)計偏大，實際耗水量和耗電量很高，致使水泵不能在額定工況下運行，工業(yè)循環(huán)冷卻水的用量約占整個工業(yè)用水量的70％～80％，節(jié)水意義重大。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是異程管網(wǎng)，即每個用水分支(裝置或設(shè)備)的管長和管徑，以及距離供水源的距離均不同，因此各分支的水力特性也不同。如圖1所示，換熱器1-4距離供水源的管長依次增加，循環(huán)冷卻水的壓力沿流向逐漸降低，供水主管路上的各供水支線三通的壓力依次降低，而回水支線三通的壓力沿流向依次升高。例如換熱器1，供水支線距離最近，壓力最高；而回水支線距離回水點也最近，但是壓力最低。對于換熱器4來說，供水支線距離最遠，壓力最低。如圖2所示，上面一條線為供水壓力隨管長變化的曲線，下面一條線為回水壓力隨管長變化(供水源為起點)的曲線,上下兩條線之間的距離即為資用壓力(每個分支供水壓力和回水壓力的差值稱為資用壓力，即可以利用的壓力)。

從上述分析可知，距離供水源最近的換熱器1分支的資用壓力最大，距離最遠的D設(shè)備資用壓力最小。如果換熱器1-4的參數(shù)相同，由于資用壓力不同，進入換熱器1-4的循環(huán)冷卻水流量也不同。這種由于距離不同，而出現(xiàn)不同流量分布的現(xiàn)象稱為水力失調(diào)現(xiàn)象。實際的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)比上述示例要復雜得多，大分支下還有小分支，甚至更多的分級，每個分支帶的設(shè)備不同，循環(huán)冷卻水需求量不同，使管網(wǎng)的異程問題更加復雜，資用壓力也有變化，水力失調(diào)問題也變得更加復雜，水力耦合現(xiàn)象使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的調(diào)整難度大大增加。目前，本領(lǐng)域的技術(shù)人員調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時，只能憑借經(jīng)驗調(diào)試各分支的閥門或總閥門，無法判斷循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具體哪個位置需要調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)水系統(tǒng)的運行診斷方法及系統(tǒng)，能夠計算各分支的水力特性，確定循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中需要調(diào)節(jié)的位置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種循環(huán)水系統(tǒng)的運行診斷方法，包括：

獲取循環(huán)水系統(tǒng)的流程圖；所述流程圖用于描述所述循環(huán)水系統(tǒng)中各元件的連接關(guān)系；

基于所述流程圖，根據(jù)循環(huán)冷卻水的物性參數(shù)和所述循環(huán)水系統(tǒng)的操作參數(shù)計算所述循環(huán)水系統(tǒng)各分支處循環(huán)冷卻水的流速和進出口的溫差；

根據(jù)各分支處的所述流速和所述溫差確定所述循環(huán)水系統(tǒng)中需要調(diào)節(jié)的分支。

可選的，所述基于所述流程圖，根據(jù)循環(huán)冷卻水的物性參數(shù)和所述循環(huán)水系統(tǒng)的操作參數(shù)計算所述循環(huán)水系統(tǒng)各分支處循環(huán)冷卻水的流速和進出口的溫差，具體包括：

判斷所述循環(huán)冷卻水是否走管程，若是，則根據(jù)管程流速公式計算各分支處循環(huán)冷卻水的流速，并根據(jù)管程溫差公式計算各分支處循環(huán)冷卻水的溫差；若否，則根據(jù)殼程流速公式計算各分支處循環(huán)冷卻水的流速，并根據(jù)殼程溫差公式計算各分支處循環(huán)冷卻水的溫差。

可選的，

所述管程流速公式為：

式中，v_T為管程內(nèi)流體流速，G_T為管程內(nèi)流體流量，d_T為列管內(nèi)徑，N_T為列管數(shù)；