[发明专利]一种循环冷却水系统最优供水温度控制方法

说明书

本发明公开了一种循环冷却水系统最优供水温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：冷却塔热工计算、用户单元建模和最优供水温度优化应用。本发明具有的有益效果是：综合考虑了环境因素、工艺条件，进行科学计算与优化控制，得到具有机械抽风式冷却塔、工频风机、压缩机或凝汽式汽轮机的循环冷却水系统的最优供水温度，能达到系统稳定、节约能源及低成本运行的目的。

技术领域

本发明涉及一种循环冷却水系统最优供水温度控制方法，属于机械抽风式冷却塔、工频风机的循环冷却水场及需循环冷却水冷却的压缩机或凝汽式汽轮机用户的循环冷却水系统。

背景技术

循环冷却水系统广泛应用于炼油、化工、钢铁等行业中，是重要的公用工程系统。循环冷却水系统担负着移除用户系统热负荷的任务，其供水温度对用户系统的换热面积、效果、需水量具有直接影响，进而对投资、运行费用产生影响。循环水冷却用户里面，压缩机及凝汽式汽轮机对于供水温度尤为敏感，冷却温度的变化直接影响其能耗：凝汽式汽轮机的排汽压力对运行经济性有明显影响——相同的进汽参数下，排汽压力越低则凝汽式汽轮机的内效率越高，即发电量或做功越大，而影响凝汽器真空度的主要因素就是冷却水温度和冷却倍率。同样的，压缩机在保证不发生喘振的情况下，一入和中间冷却器物料的冷却温度越低，达到同样的供气压力时耗费的能量越少。这说明循环冷却水供水温度调控对于控制系统能耗十分重要。但循环冷却水供水温度取决于冷却塔的冷却能力，进而与风机的运行数量、状态有关，如要达到较低的循环冷却水温度，势必要增加风机运行能耗。所以，用户系统能耗应与循环冷却塔风机能耗平衡，存在最优点。

而且，工厂实际生产操作中，因无技术支持，循环冷却水温度或维持某一数值不变，或依靠经验盲目调节，缺乏系统性的考虑。此种调节方式存在的问题主要是：循环冷却水系统设计是以最恶劣环境因素情况下保证生产稳定为基础，实际运行以此为准必然造成裕度很大，未考虑与用户系统的协同节能效果；另外，季节、天气或生产工况发生变化时，冷却塔的冷却能力会发生变化，生产系统热负荷也相应改变，维持供水温度不变或仅以经验调节往往会造成生产波动，而且调节与控制延后，能耗也会增大。

控制循环冷却水出水温度，为工频风机启停提供技术支持，并保证压缩机及凝汽式汽轮机稳定运行，需要找出环境温度、湿度、气压、压缩机及凝汽式汽轮机等设备与水温变化的关系，实时监测循环冷却水出水温度，通过及时调控风机的启停台数稳定供水温度，实现节能目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环冷却水系统最优供水温度控制方法，为工频风机启停提供技术支持，并保证压缩机及凝汽式汽轮机稳定运行，综合考虑环境温度、湿度、气压、压缩机及凝汽式汽轮机等设备与水温变化的关系，实时监测循环冷却水出水温度，通过及时调控风机的启停台数稳定供水温度，实现节能目的。

其技术方案是：一种循环冷却水系统最优供水温度控制方法，包括以下步骤：

1-1．冷却塔热工计算：实时采集运行参数与气象信息，进行冷却塔热工计算，计算使用不同风机数量时的供水温度，得到风机能耗与循环冷却水供水温度的关系；

1-2．用户单元建模：利用专业软件进行系统建模，建立压缩机、凝汽式汽轮机、工艺换热器在不同循环冷却水供水温度下的模型，得到用户单元能耗与循环冷却水供水温度的关系；

1-3．最优供水温度优化应用：综合考虑所述循环冷却水供水温度、风机能耗、用户单元能耗三者关系，以能耗最低为目标函数优化计算，得到循环冷却水最优供水温度，并通过调节风机角度、数量的方法进行控制。

所述冷却塔热工计算包括以下步骤：

2-1．使用大气压计、湿度计、温度计、流量计、毕托管、数字微压计测量工具，现场实时采集大气压力、相对湿度、环境温度、循环冷却水进出塔温度、上塔水量、进塔风量的实际运行参数数据；

2-2．利用所述步骤2-1中实时采集的参数数据，通过集成公式软件模拟预测单塔出水温度，进行冷却塔单塔热工计算；