CN108564210B - 冷却水循环系统阻力优化调试方法 - Google Patents

冷却水循环系统阻力优化调试方法 Download PDF

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CN108564210B CN201810310388.3A CN201810310388A CN108564210B CN 108564210 B CN108564210 B CN 108564210B CN 201810310388 A CN201810310388 A CN 201810310388A CN 108564210 B CN108564210 B CN 108564210B
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Abstract

本发明公开了一种冷却水循环系统阻力优化调试方法，包括如下步骤：1)采集数据：2)供水流量分析：若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围内时，执行步骤4)；若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围外时，则调节循环水系统的运行流量大小，使循环水系统在该运行流量条件下运行稳定后，执行步骤3)；3)再次采集系统实际运行参数，并循环执行步骤2)，直至总供回水实际温差落在设定的阈值范围内；4)阻力分析；5)阻力集中：将循环水系统中存在的异常阻力全部集中到水泵出口阀门上，计算循环水系统所需的优化供水能力；6)调试：将循环水系统从当前供水能力调试至优化供水能力。

Description

冷却水循环系统阻力优化调试方法
技术领域
本发明属于管道系统技术领域，具体的为一种冷却水循环系统阻力优化调试方法。
背景技术
冷却循环水系统作为一套重要的配套系统，应用于包括钢铁、石化、热电等国民经济生产各个领域，当前基本上处于粗放式运作，其能源浪费现象非常严重。目前，循环水系统改造中的调试缺乏一种直观、便捷、操作简便的方法，不能直观判断水泵阻力损失情况，不能将系统当中的阻力集中到水泵出口阀门，不能及时根据阻力情况进行水泵调整(叶轮处理或者更换与系统相匹配的高效设备)，均会导致出现当前能源浪费严重的现象。
现有调试方法中，已经有几种调试方法对系统进行调节，但其仍存在以下方面的弊端：
1、单纯的调节水泵出口将现有流量纠正到额定流量，若现有流量大于额定流量，但系统存在严重水力失衡现象，存在多个换热瓶颈，修正后额定流量往往会使换热瓶颈暴露出来，而且调整水泵出口会使系统总管压力和总流量都下降,影响系统正常使用；
2、单纯根据整体供回水温差判断就进行流量调整(理论上系统产能一定情况下，超流量运行会导致温差偏小)，这只能在水力平衡优秀的系统中才能够达到节能的目的，但系统若存在水力分布不平衡、或由于换热器结垢严重导致热量带不出来，则会导致减少流量往往会暴露出来水力条件或换热条件不好的区域使用效果变差的现象，影响生产正常进行；
3、单纯为了满足高点换热设备的压力要求，人为的通过调整冷却塔回水阀门，从而使得系统整体的供水压力提升，系统整体压力偏高不利于系统能耗的降低(水泵能耗与流量、扬程成正比，与效率成反比，且系统扬程的可下调程度往往比流量大的多)。
故，针对目前现有冷却水循环系统调试技术中存在的不足，有必要进行研究，以提供一种能够提高冷却循环水系统优化改造的可靠性、实现冷却循环水系统阻力优化的在线调试方法，使得调试后的系统供水能力达到最优，并为循环水泵节能改造提供数据支持。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷却水循环系统阻力优化调试方法，实现冷却循环水系统的在线调试，用于直观判断水泵阻力损失情况，将系统当中的阻力集中到水泵出口阀门上。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冷却水循环系统阻力优化调试方法，包括如下步骤：
1)采集数据：采集循环水系统的设备参数、系统设计运行参数和系统实际运行参数；
2)供水流量分析：计算循环水系统的总供回水实际温差；
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围内时，执行步骤4)；
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围外时，则根据在发热量不变的条件下，温差与流量之间的反比关系，调节循环水系统的运行流量大小，使循环水系统在该运行流量条件下运行稳定后，执行步骤3)；
3)再次采集系统实际运行参数：重新采集循环水系统的系统实际运行参数，并循环执行步骤2)，直至总供回水实际温差落在设定的阈值范围内；
4)阻力分析：对循环水系统中存在的阻力异常处进行分析，得到阻力异常数据；
5)阻力集中：根据所述步骤4)中分析得到的阻力异常数据，将循环水系统中存在的异常阻力全部集中到水泵出口阀门上，并计算循环水系统所需的优化供水能力；
6)调试：将循环水系统从当前供水能力调试至所述步骤5)计算得到的优化供水能力。
进一步，所述总供回水实际温差为循环水系统的实际供水温度与实际回水温度之间的差值的绝对值。
进一步，所述步骤4)中，所述阻力异常处包括冷却塔和换热设备。
进一步，所述步骤5)中，循环水系统所需的优化供水能力的计算方法如下：
计算当前循环水系统的循环水泵的总扬程：
H总＝(P总管-P泵进口)×103/g+(h总管-h泵进口)+△h
其中，H总为当前循环水系统的循环水泵的总扬程，单位m；P总管为循环水系统供水管压力，单位MPa；P泵进口为循环水泵的进口压力，单位MPa；g为重力加速度，单位m/s；h总管为供水总管相对基准面高度，单位m；h泵进口为循环水泵进口相对于基准面高度，单位m；△h为循环水泵进出口之间的动能损失，单位m；
计算当前循环水系统中的换热设备阻力：
h阻＝(P进-P出)×103/g
其中，h阻为当前循环水系统中的换热设备阻力，单位m；P进为换热设备的进口压力，单位MPa；P出为换热设备的出口压力，单位MPa；
计算当前循环水系统中的冷却塔阻力：
h冷＝(P冷进-P冷出)×103/g
其中，h冷为当前循环水系统中的冷却塔阻力，单位m；P冷进为冷却塔的进口压力，单位MPa；P冷出为冷却塔的出口压力，单位MPa；
计算当前循环水系统的损耗总阻力：
h总阻＝h阻+h冷
其中，h总阻为当前循环水系统的损耗总阻力，单位m；
计算循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程：
H优总＝H总-h总阻
H优总为循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程；
计算循环水系统优化后的供水总管压力：
P优总管＝(H优总-h总管+h泵进口-△h)g/103+P泵进口
P优总管为循环水系统优化后的供水总管压力，单位MPa；
计算循环水系统优化后的回水总管压力：
P优总回＝(H冷+△H冷)g/103
其中，P优总回为循环水系统优化后的回水总管压力，单位MPa；H冷为冷却塔的总高度，单位m；△H冷为冷却塔内的动能损失。
进一步，所述步骤6)中，将循环水系统从当前供水能力调试至优化供水能力的方法为：在调试过程中，保持循环水系统的循环水泵的流量、出口压力和运行功率不变，调试循环水泵出口阀门、冷却塔的回水上塔阀门以及换热设备出口阀门，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，或依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口。
进一步，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，且将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a1)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b1)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c1)循环步骤a1)和步骤b1)，直至总管供水压力达到P总管调＝P总管-(P进-P出)，总回水管压力等于P优总回。
进一步，设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a2)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b2)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c2)i＝i+1，循环步骤a2)和步骤b2)，使所有换热设备均分别调整一次；
d2)循环步骤a2)至步骤c2)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
进一步，依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口，设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a3)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b3)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c3)i＝i+1，循环步骤a2)和步骤b2)，使所有换热设备均分别调整一次；d2)循环步骤a2)至步骤c2)，直至总管供水压力达到P总管调’＝P总管-(P冷进-P冷出)，总回水管压力等于P优总回。
进一步，将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a4)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b4)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c4)循环步骤a1)和步骤b1)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
本发明的有益效果在于：
本发明的冷却水循环系统阻力优化调试方法，可以实现循环水系统的在线调试，用于直观判断循环水泵阻力损失情况，将循环水系统当中存在的阻力集中到循环水泵出口阀门上，根据调试后的结果量身定制高效节能设备，使系统能耗最低。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为适用于本发明冷却水循环系统阻力优化调试方法的冷却水循环系统的结构示意图；
图2为单台循环水泵的运行曲线图；
图3为循环水泵特性曲线与循环系统管路性能曲线关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本实施例的冷却水循环系统阻力优化调试方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)采集数据：采集循环水系统的设备参数、系统设计运行参数和系统实际运行参数。
2)供水流量分析：计算循环水系统的总供回水实际温差，所述总供回水实际温差为循环水系统的实际供水温度与实际回水温度之间的差值的绝对值。
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围内时，执行步骤4)。
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围外时，则根据在发热量不变的条件下，温差与流量之间的反比关系，调节循环水系统的运行流量大小，使循环水系统在该运行流量条件下运行稳定后，执行步骤3)。
3)再次采集系统实际运行参数：重新采集循环水系统的系统实际运行参数，并循环执行步骤2)，直至总供回水实际温差落在设定的阈值范围内。
4)阻力分析：对循环水系统中存在的阻力异常处进行分析，得到阻力异常数据；本实施例的阻力异常处包括冷却塔和换热设备。
5)阻力集中：根据所述步骤4)中分析得到的阻力异常数据，将循环水系统中存在的异常阻力全部集中到水泵出口阀门上，并计算循环水系统所需的优化供水能力。本实施例的循环水系统所需的优化供水能力的计算方法如下：
计算当前循环水系统的循环水泵的总扬程：
H总＝(P总管-P泵进口)×103/g+(h总管-h泵进口)+△h
其中，H总为当前循环水系统的循环水泵的总扬程，单位m；P总管为循环水系统供水管压力，单位MPa；P泵进口为循环水泵的进口压力，单位MPa；g为重力加速度，单位m/s；h总管为供水总管相对基准面高度，单位m；h泵进口为循环水泵进口相对于基准面高度，单位m；△h为循环水泵进出口之间的动能损失，单位m；
计算当前循环水系统中的换热设备阻力：
h阻＝(P进-P出)×103/g
其中，h阻为当前循环水系统中的换热设备阻力，单位m；P进为换热设备的进口压力，单位MPa；P出为换热设备的出口压力，单位MPa。特别的，当换热设备并联设置为至少两台时，h阻以阻力最小的换热设备计算。
计算当前循环水系统中的冷却塔阻力：
h冷＝(P冷进-P冷出)×103/g
其中，h冷为当前循环水系统中的冷却塔阻力，单位m；P冷进为冷却塔的进口压力，单位MPa；P冷出为冷却塔的出口压力，单位MPa；
计算当前循环水系统的损耗总阻力：
h总阻＝h阻+h冷
其中，h总阻为当前循环水系统的损耗总阻力，单位m；
计算循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程：
H优总＝H总-h总阻
H优总为循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程；
计算循环水系统优化后的供水总管压力：
P优总管＝(H优总-h总管+h泵进口-△h)g/103+P泵进口
P优总管为循环水系统优化后的供水总管压力，单位MPa；
计算循环水系统优化后的回水总管压力：
P优总回＝(H冷+△H冷)g/103
其中，P优总回为循环水系统优化后的回水总管压力，单位MPa；H冷为冷却塔的总高度，单位m；△H冷为冷却塔内的动能损失。
6)调试：将循环水系统从当前供水能力调试至所述步骤5)计算得到的优化供水能力。将循环水系统从当前供水能力调试至优化供水能力的方法为：在调试过程中，保持循环水系统的循环水泵的流量、出口压力和运行功率不变，调试循环水泵出口阀门、冷却塔的回水上塔阀门以及换热设备出口阀门，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，或依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口。
本实施例依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，且将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a1)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b1)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c1)循环步骤a1)和步骤b1)，直至总管供水压力达到P总管调＝P总管-(P进-P出)，总回水管压力等于P优总回。
设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a2)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b2)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c2)i＝i+1，循环步骤a2)和步骤b2)，使所有换热设备均分别调整一次；
d2)循环步骤a2)至步骤c2)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
当然，也可以依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口，此时设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a3)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b3)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c3)i＝i+1，循环步骤a2)和步骤b2)，使所有换热设备均分别调整一次；d2)循环步骤a2)至步骤c2)，直至总管供水压力达到P总管调’＝P总管-(P冷进-P冷出)，总回水管压力等于P优总回。
进一步，将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a4)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b4)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c4)循环步骤a1)和步骤b1)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
以下以一套生产能力为120万T/年PTA(精对苯二甲酸)的空压机循环水系统举例进行说明。其配置5台上海凯士比泵RDL800-740A1(10000t/h，40.4m，740r/min，1400kW)；系统设计供水能力40000t/h，设计标准供水温度32℃、回水温度42℃、温差10℃，即总供回水设计温差为10℃；装置供水最高10m(为冷却塔布水高度)；设计运行模式4台(4用1备)。
该冷却水循环系统的阻力优化调试方法为：
1)采集数据：当前运行概况为：运行3台循环水泵，循环水泵出口的压力为0.38MPa、表高为2m，循环水泵进口水池水位2.4m，冷却塔布水高度10m；供水总管压力为0.37MPa，根据安装电度表统计平均功率1370kW，总供回水实际温差7.7℃，上塔阀前回水压力0.15MPa，上塔阀后压力为0.11MPa，上塔阀门开度为45％。
循环水系统主要为2套空压机(同等配置)的凝汽器(管径DN1400)和级间冷却器(管径DN600)提供冷却循环水，其中凝汽器供回水温差8.0℃，回水阀门开度37.5％，回水压力(阀内)为0.26MPa；级间冷却器温差7.3℃，回水阀门开度40％，回水压力(阀内)为0.25MPa。
2)供水流量分析：首先分析当前系统供水能力的合理性。通过水泵出口压力及进口水位计算水泵总扬程H总＝(0.38×102+2)-2.4+1.5＝39.86m；通过上海凯士比泵厂家的该款泵标准性能曲线查阅对应流量10200t/h；通过电度表统计平均功率及水泵功率计算公式，计算水泵运行效率：
Figure GDA0002715269110000111
循环水系统流量Q＝30600t/h，总体温差7.7℃，与设计满负荷10℃虽有富余量，但考虑到冷却塔实际冷却效果，系统温差一般建议在7℃-10℃，目前温差基本符合，即总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围内，调试过程中不对流量进行优化。
3)阻力分析和阻力集中：分析系统当中阻力损失情况：(1)上塔阀门开度45％，上塔阀门阻力损失h冷＝(0.15-0.11)*102＝4.08m；(2)凝汽器回水压力0.26MPa，级间冷却器回水压力0.25MPa，由于级间冷却器的阻力更小，则h阻以阻力最小的级间冷却器计算，核算其阻力损失为：h阻＝(0.25-0.15)*102＝10.2m；
系统损耗总阻力：h总阻＝4.08+10.2＝14.28m，系统最高点为冷却塔喷淋高度10m，系统阻力完全消除后扬程H优总＝＝39.86-14.28＝25.58m，相当于供水压力P优总管＝0.23MPa；P优总回＝(H冷+△H冷)g/103＝0.11MPa，即冷却塔喷淋高度H冷＝10m的压力0.1MPa与冷却塔内的动能损失为△H冷＝1m。即该系统在保持总体温差7.7℃基本不变的情况下(即保持总流量30600t/h)，阻力优化后系统所需的最优供水压力为0.23MPa。
系统阻力在线调试方案：
经过分析，系统阻力优化后的最优供水能力为供水流量Q＝30600t/h(即泵出口压力仍维持为0.38MPa)，供水总管压力0.23MPa，回水总管压力0.11MPa。而目前系统供水能力∑Q＝30600t/h，泵出口压力0.38Mpa；调试前的供水总管压力0.37MPa，回水总管压力0.15MPa。调试前后数据对比如下：
名称 泵出口压力 总流量 供水总管压力 回水总管压力
调试前 0.38MPa 30600 0.37MPa 0.15MPa
调试后 0.38MPa 30600 0.23MPa 0.11MPa
6)调试：
(1)调试的目的
对系统中的阻力进行在线平移，将串联于管道上分散的压力损失集中到水泵出口处，使系统能够在正常运行的基础上，降低供水压力，为后续节能技改做准备。
特别说明：在调试过程中始终保持水泵出于初始状态并保证供水能力不发生变化。
(2)调试要点
A、安全稳定生产是首要任务，为了能够充分体现调试目标的安全性和可行性，保持原有水泵运行工况不发生变化，即水泵实际运行压力、流量、功率基本上不发生变化的情况下进行；
B、调试时水泵出口使用精密压力表，主要用于测量水泵出口压力，在调试过程中始终保持不变，则供水能力也不发生改变，运行功率同样不发生任何变化；
C、调试前准备工作时在回水上塔总管处安装精密压力表以便观察压力，另外严密观察系统供、回水总管压力传感显示压力，保证合理的供回水压差；
(3)调试部位
调试部位主要是水泵出口阀门、回水上塔阀门及换热设备出口阀门等。回水上塔阀门或者换热设备出口阀门慢慢打开，而该部分阻抗转移至水泵出口阀门(注解：相当于把两处阀门合并在一起，系统供水量不发生改变)，保持水泵出口压力不变进行控制开度，使调试完成以后要保持末端有一定的控制能力和最大用水量需求。
(4)调试目标
把管道上分散的压力损失集中到水泵出口，保持调整后水泵耗电功率不变，系统总流量不变。调试后泵出口压力0.38MPa，总流量30600t/h，总管供水压力0.23MPa，总管回水压力0.11MPa。
(5)基本调试步骤：将循环水系统从当前供水能力调试至所述步骤5)计算得到的优化供水能力。将循环水系统从当前供水能力调试至优化供水能力的方法为：在调试过程中，保持循环水系统的循环水泵的流量、出口压力和运行功率不变，调试循环水泵出口阀门、冷却塔的回水上塔阀门以及换热设备出口阀门，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，或依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口。
本实施例依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，即将上塔阀门阻力约4.08m调整至水泵出口(调试后总管压力显示0.33MPa，回水压力显示0.11MPa)，且将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a1)稍微增加上塔阀门开度，使系统回水压力降低约0.005MPa(即△P1＝0.005MPa)，此时系统供水流量将增加，泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b1)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1＝0.005MPa，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
D、如此循环上述步骤，直至总管供水压力显示为P总管调＝P总管-(P进-P出)＝0.33MPa，总管回水压力显示为P优总回＝0.11MPa的调试目标，此时水泵出口压力及供水能力仍为初始状态；而上塔阀门管网的阻抗已移到泵出口。
第二步：将换热设备阻力约10.2m调整至水泵出口(调试后总管压力显示0.23MPa，回水压力显示0.11MPa)，设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，本实施例的N＝2，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a2)稍微增加空压机级间冷却器出口阀门开度，使其供水压力降低约0.01MPa(△P2＝0.1MPa)，此时系统供水流量将增加，泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b2)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2＝0.1MPa，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c2)稍微增加蒸汽透平冷凝器出口阀门开度，使系统供水压力再降低约△P2＝0.1MPa，此时系统供水流量将增加，泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
D、稍微调小循环水泵出水阀门开度，使单台泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到没有调整前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示相应下降约△P2＝0.1MPa，待稳定后记录当前运行数据，并观察各用水点处换热器换热效果；
E、如此循环上述步骤，直至总管供水压力显示P优总管＝0.23MPa，回水总管压力显示P优总回＝0.11MPa的调试目标，此时水泵出口压力及供水能力仍为初始状态；而换热设备出口阀门管网的阻抗已移到泵出口。
注意事项：
A、从调试过程到完毕，除调节部位阀门开度发生变化外其它工况不发生改变；
B、每步阀门调整幅度视调试压力变化值确定；
C、刚开始调整时可以以每变化1米幅度进行，越是接近目标值，控制变化幅度越小，如以每变化0.5米幅度进行，有利于系统准确达到设计值；
D、每一个步骤操作完毕后，需待系统稳定并记录每步数据后再进行下步操作，同时密切关注换热器换热效果，若有变化，则进行局部水量平衡调节。
分析调整后管路特性曲线，当前管道中水流量合计3×10200＝30600t/h；水泵净扬程即冷却塔布水高度至水池液面高度H净＝10-2.4＝7.6m；按照系统系统优化后打开出口阀门，当系统中有30600t/h流量时，有效扬程H有效为当前总扬程减去可以减少的阀门损失，即有效扬程＝39.86-14.28＝25.58m，其中有效扬程包括两部分，即系统阻力、净扬程，则：
系统阻力＝H有效-H净＝25.58-7.6＝17.98m
由阻力计算公式h＝S×Q2，则25.58＝S×306002，计算出管路阻力系数为2.73×10-8
则管路特性曲线函数公式为：
H总＝H净+S×Q2＝7.6+2.73×10-8×Q2
系统阻力调试后出口压力0.38MPa，总管压力为0.23MPa，系统管道中分散的阻力已经集中到水泵出口，根据系统调试结果再对水泵进行优化改造，降低系统能耗。
系统调试后实际需求扬程H＝39.86-14.28＝25.58m，选择26m
系统调试后实际需求流量Q＝30600，运行3台，选择10200t/h
选择供水泵参数10200t/h，26m，740r/min，88％，893kW
改造前能耗：1370×3＝4110kW
调试改造后：893×3＝2679kW
小时节电量：4110-2679＝1431kW
节电率：(1431/4110)×100％＝34.8％
年节电量：按照全年运行350天，每天24小时计算，节电量W＝1431×350×24＝12020400度/年。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种冷却水循环系统阻力优化调试方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)采集数据：采集循环水系统的设备参数、系统设计运行参数和系统实际运行参数；
2)供水流量分析：计算循环水系统的总供回水实际温差；
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围内时，执行步骤4)；
若总供回水设计温差与总供回水实际温差之间的差值落在设定的阈值范围外时，则根据在发热量不变的条件下，温差与流量之间的反比关系，调节循环水系统的运行流量大小，使循环水系统在该运行流量下运行稳定后，执行步骤3)；
3)再次采集系统实际运行参数：重新采集循环水系统的系统实际运行参数，并循环执行步骤2)，直至总供回水实际温差落在设定的阈值范围内；
4)阻力分析：对循环水系统中存在的阻力异常处进行分析，得到阻力异常数据，所述阻力异常处包括冷却塔和换热设备；
5)阻力集中：根据所述步骤4)中分析得到的阻力异常数据，将循环水系统中存在的异常阻力全部集中到水泵出口阀门上，并计算循环水系统所需的优化供水能力；
循环水系统所需的优化供水能力的计算方法如下：
计算当前循环水系统的循环水泵的总扬程：
H总＝(P总管-P泵进口)×103/g+(h总管-h泵进口)+△h
其中，H总为当前循环水系统的循环水泵的总扬程，单位m；P总管为循环水系统供水管压力，单位MPa；P泵进口为循环水泵的进口压力，单位MPa；g为重力加速度，单位m/s；h总管为供水总管相对基准面高度，单位m；h泵进口为循环水泵进口相对于基准面高度，单位m；△h为循环水泵进出口之间的动能损失，单位m；
计算当前循环水系统中的换热设备阻力：
h阻＝(P进-P出)×103/g
其中，h阻为当前循环水系统中的换热设备阻力，单位m；P进为换热设备的进口压力，单位MPa；P出为换热设备的出口压力，单位MPa；
计算当前循环水系统中的冷却塔阻力：
h冷＝(P冷进-P冷出)×103/g
其中，h冷为当前循环水系统中的冷却塔阻力，单位m；P冷进为冷却塔的进口压力，单位MPa；P冷出为冷却塔的出口压力，单位MPa；
计算当前循环水系统的损耗总阻力：
h总阻＝h阻+h冷
其中，h总阻为当前循环水系统的损耗总阻力，单位m；
计算循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程：
H优总＝H总-h总阻
H优总为循环水系统阻力完全消除后所需要的总扬程；
计算循环水系统优化后的供水总管压力：
P优总管＝(H优总-h总管+h泵进口-△h)g/103+P泵进口
P优总管为循环水系统优化后的供水总管压力，单位MPa；
计算循环水系统优化后的回水总管压力：
P优总回＝(H冷+△H冷)g/103
其中，P优总回为循环水系统优化后的回水总管压力，单位MPa；H冷为冷却塔的总高度，单位m；△H冷为冷却塔内的动能损失；
6)调试：将循环水系统从当前供水能力调试至所述步骤5)计算得到的优化供水能力；
将循环水系统从当前供水能力调试至优化供水能力的方法为：在调试过程中，保持循环水系统的循环水泵的流量、出口压力和运行功率不变，调试循环水泵出口阀门、冷却塔的回水上塔阀门以及换热设备出口阀门，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，或依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口；
其中，依次将冷却塔阻力和换热设备阻力调整至循环水泵出口，且将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a1)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b1)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c1)循环步骤a1)和步骤b1)，直至总管供水压力达到P总管调＝P总管-(P进-P出)，总回水管压力等于P优总回；
设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a2)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b2)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c2)i＝i+1，循环步骤a2)和步骤b2)，使所有换热设备均分别调整一次；
d2)循环步骤a2)至步骤c2)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
2.根据权利要求1所述的冷却水循环系统阻力优化调试方法，其特征在于：所述总供回水实际温差为循环水系统的实际供水温度与实际回水温度之间的差值的绝对值。
3.根据权利要求2所述的冷却水循环系统阻力优化调试方法，其特征在于：依次将换热设备阻力和冷却塔阻力调整至循环水泵出口，设循环水系统中并联的换热设备的数量为N，N≥1，则将换热设备阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a3)增加第i台换热设备的出口阀门开度，使该换热设备的供水压力降低设定的数值△P2，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据，其中，i＝1,2,3，……，N；
b3)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P2，待稳定后记录当前运行数据，并观察各换热设备的换热效果；
c3)i＝i+1，循环步骤a3)和步骤b3)，使所有换热设备均分别调整一次；
d3)循环步骤a3)至步骤c3)，直至总管供水压力达到P总管调’＝P总管-(P冷进-P冷出)，总回水管压力等于P优总回。
4.根据权利要求3所述的冷却水循环系统阻力优化调试方法，其特征在于：将冷却塔阻力调整至循环水泵出口的方法为：
a4)增加冷却塔回水上塔阀门开度，使循环水系统回水压力降低设定的数值△P1，此时循环水系统供水流量将增加，循环水泵出口压力会相应降低，待稳定后记录当前运行数据；
b4)调小循环水泵出口阀门开度，使单台循环水泵的供水流量和供水压力恢复至调试前状态，使总供水流量也达到调试前状态，此时总供水压力下降，直到供水总管压力显示下降△P1，待稳定后记录当前运行数据，并观察换热器换热效果；
c4)循环步骤a4)和步骤b4)，直至总管供水压力达到P优总管，总回水管压力等于P优总回。
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