[发明专利]一种循环冷却水系统的整体优化方法

说明书

本发明涉及工业领域，尤其涉及一种循环冷却水系统的整体优化方法。包含如下步骤：获取换热器本身的换热效率；采集换热系统中的冷却水温和流量及压力；预测污垢系数变化情况，并在假定工艺流量不变的情况下，预测冷却水出口温度、冷却水流量、工艺流出口温度随着污垢系数改变而变化的情况；揭示冷却水流量对换热量的影响规律，确定系统整体最优运行方式。有益效果：提供了一种工业循环水系统的在线监测和整体优化方法，解决了对现有运行系统计算出运行周期内系统需要的水泵最低扬程H₃的难题，有效节约能源。

方法领域

本发明涉及工业领域，尤其涉及一种循环冷却水系统的整体优化方法。

背景方法

循环冷却水系统是指以水为冷却媒介，由换热设备、冷却塔轴流风机、水泵、管网及阀门等有关设备组成，通过水的循环流动，不间断地将工业生产中产生的废热传递给环境的系统，可分敞开式和闭式系统。

一般而言，一个循环水系统由多个用水装置、多条回水支路、多间不同的冷却塔、多台循环水泵组成。用水装置的最佳循环水需求量，随生产装置的工艺热负荷、污垢系数、外界环境温度、换热器性能的变化而变化。由于影响因素多且复杂，目前尚不能在循环水系统正式投运前精确预测用水设备的最佳用水量，为了安全起见就增加系统的供水压力和流量，从而导致系统能耗偏高，造成能量浪费。这种能量浪费现象普遍存在于循环水系统中。

在循环水系统实际运行中，循环水量的调节普遍是通过控制泵出口母管的压力，也就是控制水泵实际运行扬程来实现的。操作法中明确有最高控制压力P1和最低控制压力P2。最高控制压力P1一般情况都是根据设计扬程H1折算过来，最低控制压力P2通常靠经验取值，再折算为水泵扬程H2。

发明内容

发明的目的：提供一种循环水系统的在线压力、流量、温度的调整方法及整体优化方法，在确保系统安全运行的前提下，使循环水系统能耗大幅降低。

为了达到如上目的，本发明采取如下方法方案：

测试并计算分析换热器本身的换热效率；

采集换热系统的中的循环水温、流量及压力；

预测污垢系数变化趋势；

预测冷却塔出水温度、冷却水流量、工艺流出口温度的变化情况；揭示冷却水流量对换热量的影响规律，确定系统整体最优运行方式及不同工况下最优运行参数。

根据不同工况的最优运行参数确定管网系统、热力系统、调节控制系统的优化改造方案。

本发明进一步方法方案在于，包含如下步骤：

采集换热器外形数据：换热面积、列管直径、壁厚、材质、流动型式等数据；

精确采集换热器运行数据：工艺侧流量、温度、压力和循环水的流量、压力、温度；

收集循环水全年温度变化情况；通过模拟分析，预测污垢系数变化情况，模拟出循环水温度对传热的影响；

在假定工艺负荷不变的情况下，预测冷却水出口温度、冷却水流量、工艺流出口温度的变化情况；

再根据工艺负荷实际变化情况，预测冷却水出口温度、冷却水流量、工艺流出口温度的随着污垢系数改变而变化的情况，最终确定换热器的最优流量，从而确定整个循环水系统的最优流量；

根据系统最优流量和管网水力性能确定整个循环水系统的最优压力；根据不同工况的最优运行参数确定水泵最优设计参数、管路最优配置型式、最优调节控制策略，实现能耗大幅下降。

采用如上方法方案的本发明，相对于现有方法有如下有益效果：解决了换热器污垢系数难以预测的难题；解决了循环水系统中水泵最低扬程的最大值H3难以精确计算的困难；提供了一种循环水系统的整体优化方法，有效节约能源。

附图说明