CN101344292A - 循环水体输送系统优化技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及循环水体输送系统优化技术，其对现有的循环水体输送系统进行检测、分析、技术优化，其包括三个步骤：1.循环水体输送系统数据采集，是通过工具对循环水体输送系统中的各部件的技术指标进行数据采集；2.循环水体输送系统分析技术，包括依据与手段、分析内容，依据与手段是建立循环水体输送系统模型或局部实体水力模型，分析内容是对水体输送系统是否存在局部环流或高低压混合及不必要的水力损失进行分析、计算；3.循环水体输送系统优化技术，即对循环水体输送系统中的泵站、管路、冷却塔、水池、阀门、背压进行优化。本发明通过水输送系统中各设备或线路数据采集，进行对比分析，找出不合理的设备或线路，提出改进技术方案，提供新的对象替代原有设备或线路，从而降低能耗。

Description

循环水体输送系统优化技术

技术领域

本发明涉及水体系统，具体涉及一种循环水体输送系统优化技术。

背景技术

冷却循环水系统广泛应用于工艺冷却及设备和装置的冷却，在该技术领域中，我国与先进国家的水泵效率差距关不大，但系统运行效率差距很大。据统计发达国家的系统效率在75％左右，而我国仅40％左右，造成系统效率较低的根本原因在于系统设计理念、技术手段以及项目决策和系统运行管理上的落后。

设计时由于存在的不确定因素及相关设备性能的不稳定，往往采用容量大于系统要求的机泵，在实际运行过程中则出现大马拉小车的现象，造成能源的极大浪费。

技术上，现代自动控制技术、信息技术、计算机技术和变频调速等技术手段从系统的角度研发、开发应用于冷却循环水系统节能的力度不足，和发达国家造成差距。

项目决策上，决策人员在系统与设备规划设计时往往关注的是初期项目建设成本，而不是能源成本。

管理运行上，没有采用现代计算机管理系统，凭人工经验的落后管理手段造成系统无效能耗增加和浪费。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提供循环水体输送系统优化技术。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

循环水体输送系统优化技术，其对现有的循环水体输送系统进行检测、分析、技术优化，其包括三个步骤：

1、循环水体输送系统数据采集，是通过工具对循环水体输送系统中的各环节的技术指标进行数据采集；其包括采集数据的工具、采集对象，通过工具对水系统中的各个采集对象进行数据采集，工具有超声波流量计、带压打孔器、高精度压力表、红外线测温器、多功能电能测量仪、PDA分析器、数显卡尺，采集对象为循环水体输送系统的泵站、管路、末端设备、冷却塔、水池、运行模式；

2、循环水体输送系统分析技术，包括依据与手段、分析内容，依据与手段是建立循环水体输送系统模型或局部实体水力模型，分析内容是对水体输送系统是否存在局部环流或高低压混合及不必要的水力损失进行分析、计算；

3、循环水体输送系统优化技术，即对循环水体输送系统中的泵站、管路、冷却塔、水池、阀门、背压进行优化。

上述的计算是水体输送系统中的各个采集对象的数据进行计算，

压力的公式是：H＝h_f+h_d+h_s+h_m

其中，h_f-水系统沿程阻力，m

h_d-水系统局部阻力，m

h_s-冷却塔开式高度，m

h_m-末端设备水压降，m

计算温度差的公式是： $\mathrm{\ΔT}=\frac{Q_0\×860}{1000\×Q}$

其中，ΔT-水的温差，℃

Q₀-热交换量，kW

Q-水的流量，L/S

分析其能量损失 $H=\mathrm{\ξ}\frac{V^2}{2g}+\frac{{\mathrm{\η}}_1{-\mathrm{\η}}_0}{{\mathrm{\η}}_1\×{\mathrm{\η}}_0}\×\frac{\mathrm{\γQH}}{{102\mathrm{\η}}_2}$

其中，ζ-阻力系数

V-水的流速，m/s

η₀-原安装水泵效率

η₁-高效节能泵效率

η₂-电机的传动效率

γ-水的容重，kg/m³

Q-流量，m³/s

H-扬程，m

本发明通过水输送系统中各设备、线路数据采集，进行对比分析，找出不合理的设备或线路，提出改进技术方案，提供新的对象替代原有设备或线路，从而降低能耗。

附图说明

图1为本发明的中央空调水系统示意图；

图2为本发明的高炉回水系统示意图。

具体实施方案

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1、参照图1所示，中央空调送水系统优化技术，其包括三个步骤：

1、中央空调送水系统数据采集，其包括冷却水泵1、冷水机组2，通过高精度压力表对冷却水泵1的压力进行采集，现有的冷却水泵1的压力是0.35MPa，带压打孔器对管段、阀门及冷水机组的进出口压力进行数据采集，通过红外线测温器对冷水机组2的进出口温度进行数据采集，现有的温差为3℃；

2、中央空调送水系统分析技术，是建立中央空调送水系统模型，分析内容是通过计算压力的公式：H＝h_f+h_d+h_s+h_m

计算冷却水泵的压力，得到压力为H＝h_f+h_d+h_s+h_m＝6mH₂O+5mH₂O+6mH₂O+8mH₂O＝25mH₂O；红外线测温器对型号YKTHTDJ25DBFS，1300RT冷水机组的进出口温度进行数据采集，计算温度差的公式是： $\mathrm{\ΔT}=\frac{Q_0\×860}{1000\×Q},$ 冷水机组冷却水量的计算公式为： $Q=\frac{Q_0\×860}{1000\×\mathrm{\ΔT}}=\frac{4572\mathrm{KW}\×860}{1000\×3}=1310m^3/h,$

3、中央空调送水系统优化技术，通过上述技术分析得出冷水机组温差过小，冷却水量过大，造成很大一部分无效能耗损失，实际所需冷却水量 $Q=\frac{Q_0\×860}{1000\×\mathrm{\ΔT}}=\frac{4572\mathrm{KW}\×860}{1000\×5}=790m^3/h,$ 原冷却水泵的参数不符合该系统，对系统原水泵进行优化，改为数据为：H＝25m，Q＝800m³/h

实施例2、参照图2所示，高炉的回水系统优化技术，其包括三个步骤：

1、高炉的回水系统数据采集，通过工具对泵站3、管路4、末端设备5、冷却塔6、水池7进行数据采集。高精度压力表对泵站3的热水泵出口压力进行数据采集，带压打孔器对阀门8后压力进行数据采集，超声波流量计对系统水量进行数据采集，多功能电能测量仪对电机实耗功率进行数据采集。

2、高炉回水系统分析技术，建立回水系统模型，分析内容为通过压力计算公式计算冷却水泵的扬程，H＝h₁+h₂+h₃+h₄＝9.3+1+1+2＝13.3m，

其中，h₁-冷却塔的提升高度，m

h₂-喷嘴自由服务水头，一般取1m

h₃-管路的沿程损失，m

h₄-管路的局部损失，m

超声波流量计测得系统流量Q＝3011m³/h

3、高炉回水系统优化技术，通过上述技术分析得出原水泵设计参数偏大，对水系统进行优化且放一定的余量，系统优化后的设计参数为H＝15m，Q＝3050m³/h

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1、循环水体输送系统优化技术，其对现有的循环水体输送系统进行检测、分析、技术优化，其包括三个步骤：

(1)、循环水体输送系统数据采集，是通过工具对循环水体输送系统中的各部件的技术指标进行数据采集；其包括采集数据的工具、采集对象，通过工具对水系统中的各个采集对象进行数据采集；

(2)、循环水体输送系统分析技术，包括依据与手段、分析内容，依据与手段是建立循环水体输送系统模型或局部实体水力模型，分析内容是对水体输送系统是否存在局部环流或高低压混合及不必要的水力损失进行分析、计算；

(3)、循环水体输送系统优化技术，即对循环水体输送系统中的泵站、管路、冷却塔、水池、阀门、背压进行优化。

2、根据权利要求1所述的循环水体输送系统优化技术，其特征在于：工具有超声波流量计、带压打孔器、高精度压力表、红外线测温器、多功能电能测量仪、PDA分析器、电动机经济运行分析仪、数显卡尺，采集对象为循环水体输送系统的泵站、管路、末端设备、冷却塔、水池、运行模式。

3、根据权利要求1所述的循环水体输送系统优化技术，其特征在于：所述的计算是水体输送系统中的各个采集对象的数据进行计算，计算压力的公式是：H＝h_f+h_d+h_s+h_m

其中，h_f-水系统沿程阻力，m

      H_d-水系统局部阻力，m

      H_s-冷却塔开式高度，m

      H_m-末端设备水压降，m

计算温度差的公式是： $\mathrm{\ΔT}=\frac{Q_0}{C\×Q}$

其中，ΔT-水的温差，℃

      Q₀-热交换量，KW

      C-水的比热，KJ/(Kg.℃)

      Q-水的流量，L/S

分析其能量损失 $H=\mathrm{\ξ}\frac{V^2}{2g}+\frac{{\mathrm{\η}}_1-{\mathrm{\η}}_0}{{\mathrm{\η}}_1\×{\mathrm{\η}}_0}\×\frac{\mathrm{\γQH}}{102{\mathrm{\η}}_2}$

其中，ξ-阻力系数

      V-水的流速，m/s

      η₀-原安装水泵效率

      η₁-高效节能泵效率

      η₂-电机的传动效率

      γ-水的容重，kg/m³

      Q-流量，m³/s

      H-扬程，m。

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