循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能意見(jiàn)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)處理工藝裝置熱負(fù)荷不可或缺的重要公用工程裝置，能源消耗可占企業(yè)總量的 10%-40%，常用的循環(huán)水系統(tǒng)為敞開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)。敞開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)冷卻水由循環(huán)泵送入系統(tǒng)中各換熱器，以冷卻工藝熱介質(zhì)，冷卻水 本身溫度升高，變成熱水，此循環(huán)熱水被送往冷卻塔頂部，由布水管道噴淋到塔內(nèi)填料上，空 氣則由塔底百頁(yè)窗空隙中進(jìn)入塔內(nèi)， 并被塔頂風(fēng)葉或其它抽吸力抽吸上升， 與落下的水滴和填 料上的水膜相遇進(jìn)行熱交換， 水滴和水膜則在下降過(guò)程中逐漸變冷， 水的冷卻過(guò)程是通過(guò)水滴 或水膜的水氣界面間發(fā)生。 熱水與空氣之間發(fā)生兩種傳熱作用， 一是蒸發(fā)傳熱， 帶走的熱量

2、約占傳熱量的 75%-80%，二是接觸傳熱，帶走顯熱約占總傳熱量的 20%-25%。為了加大接觸 的比表面積， 一般是借助于填料的作用。 根據(jù)空氣進(jìn)入塔內(nèi)情況分為自然抽風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩大 類(lèi)，機(jī)械通風(fēng)類(lèi)均是在近塔項(xiàng)的風(fēng)筒口設(shè)電動(dòng)機(jī)械風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械抽風(fēng)工藝。 保證系統(tǒng)處于合理 經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于降低企業(yè)能源消耗、節(jié)能減排的意義重大。循環(huán)水系統(tǒng)常規(guī)節(jié)能節(jié)水措施有：一是加強(qiáng)循環(huán)水質(zhì)日常管理，如改進(jìn)配方以減少腐 蝕及結(jié)垢，改進(jìn)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水、加藥、排污管理模式，以保障水冷器冷換效果、避免因換 熱效率低不得已增開(kāi)水泵、風(fēng)機(jī)等耗能現(xiàn)象， ；二是進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，如冷卻效果差的冷卻塔進(jìn) 行改型， 或塔內(nèi)構(gòu)件改用換

3、熱效率高、 風(fēng)阻小的填料及新型擋水板等， 以上措施能節(jié)約工業(yè)水 及部分蒸汽消耗（工藝側(cè)） ，但對(duì)于循環(huán)水系統(tǒng)的總能耗影響不大。近年來(lái)， 研究發(fā)現(xiàn)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)水泵耗電能方面存在較大的浪廢現(xiàn)象， 一方面設(shè)計(jì)系統(tǒng) 及后期運(yùn)行階段， 輸水泵的設(shè)計(jì)或?qū)嶋H壓力遠(yuǎn)高于系統(tǒng)正常需求； 另一方面因部分循環(huán)水系統(tǒng) 用戶(hù)（水冷器）定置位置較高，造成系統(tǒng)供水壓力較高，回水壓力富袷能量較大。如能正確核 算循環(huán)水系統(tǒng)需電量、充分利用輸水泵的動(dòng)能，或針對(duì)系統(tǒng)狀況，充分利用回水富裕動(dòng)能，對(duì) 循環(huán)水單位電力消耗等指標(biāo)的有效下降、系統(tǒng)能耗的有效降低有較大意義經(jīng)理論論證及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：對(duì)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，先進(jìn)行水泵改造以降低循

4、環(huán)水送 水揚(yáng)程，在此基礎(chǔ)上若回水系統(tǒng)仍有一定的富余能量， 則進(jìn)行水輪機(jī)替代電機(jī)等方式節(jié)能改造， 是較為理想的節(jié)能途徑。2 1 循環(huán)水泵優(yōu)化工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷換熱備位差高低叁差不齊，而在循環(huán)水泵的揚(yáng)程設(shè)計(jì)中，為確 保冷換熱備的用水需求，一般水泵會(huì)設(shè)計(jì)有高于實(shí)際需求約 30%左右的富裕水頭。因此在循環(huán) 水系統(tǒng)中， 水泵出口閥或冷卻塔上水閥關(guān)閉現(xiàn)象層出不窮， 該現(xiàn)場(chǎng)存在并不是人們通常理解的 進(jìn)行涼水塔系統(tǒng)切換或壓力平衡需求， 更主要是消耗部分回水動(dòng)能， 以免回水壓力過(guò)高沖壞噴 嘴或填料的因素。在進(jìn)行循環(huán)水泵降低揚(yáng)程改造設(shè)計(jì)中， 要將最高水位點(diǎn)和最大換熱器損失定位系統(tǒng)最不利 點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算和校核，同時(shí)

5、為保證系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，一般建議保留 5-15%的安全裕量，對(duì)循環(huán)水 泵進(jìn)行優(yōu)化改造。目前，比較常用的水泵節(jié)能優(yōu)化方法有變頻、整體更換高效水泵、高效葉輪更新、切削葉 輪、進(jìn)行關(guān)鍵配件改造等。實(shí)際操作中，應(yīng)從投資、改造時(shí)間、改造效果多方面比較，如果條 件允許，運(yùn)行周期長(zhǎng)的水泵建議優(yōu)先采用更體更換高效泵， 其次是進(jìn)行三元流葉輪更新等形式。22 水輪風(fēng)機(jī)改造在完成了循環(huán)水泵的節(jié)能改造后， 若回水富余的動(dòng)能提供一定的功率要求， 驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)帶 動(dòng)冷卻塔風(fēng)機(jī)產(chǎn)生滿足生產(chǎn)需求的風(fēng)量，則可進(jìn)行水輪風(fēng)機(jī)替代電動(dòng)風(fēng)機(jī)改造。循環(huán)水系統(tǒng)中水輪機(jī)的工作過(guò)程：循環(huán)水系統(tǒng)回水由水輪機(jī)進(jìn)水口進(jìn)入切擊葉輪，使葉 輪帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，

6、水流在出水區(qū)域緩釋?zhuān)詈蠼?jīng)出水口流出，流至下接的布水管中。水由布水 管分配后經(jīng)噴嘴流出，經(jīng)填料等區(qū)域與空氣換熱后匯入集水池。水輪機(jī)主要工作部件是葉輪，葉輪接受了流體的能量后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 旋轉(zhuǎn)葉片之間水流有自由表面， 轉(zhuǎn)輪前后水流壓差是主要 動(dòng)能。水輪機(jī)按工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)兩大類(lèi)。 沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪受到 水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力不變，主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；其主要分為水斗式、斜 擊式和雙擊式等，沖擊式水輪機(jī)工作效率較低，應(yīng)用效果不佳。反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力能和動(dòng) 能均有改變，但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)輪主要利用轉(zhuǎn)輪前后的

7、壓差，其主要分為軸流式、混 流式、斜流式等，現(xiàn)在用于冷卻塔改造的水輪機(jī)基本上為混流式。混流式水輪機(jī)效率較高，最 佳工作點(diǎn)效率達(dá)到 95%，但要達(dá)到其最高效率點(diǎn)工作比較難，只有當(dāng)水流滿足無(wú)撞擊進(jìn)口和法 向出口條件時(shí)， 水輪機(jī)的效率最高。 因此對(duì)于不同的冷卻塔特定的流量和水頭， 要根據(jù)實(shí)際運(yùn) 行情況選擇最優(yōu)轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，選擇合適的減速比這樣才能保證水輪機(jī)在最優(yōu)情況下工 作，效率最高，改造效果最好，如果偏離最優(yōu)工作狀態(tài)較多，水輪機(jī)的效率都會(huì)下降很多。3.2 水輪機(jī)的動(dòng)力分析水輪機(jī)的工作參數(shù)主要有：壓力 H（m ）；流量 Q（m 3 h 或 m 3s ）；出力 P（kW）；效 率 （ %）；轉(zhuǎn)速 n（ r min ）；水流速度 V（ms ）；水的密度 ，水輪機(jī)進(jìn)口到出口壓力 損失 h； 值為 1000kgm3 或 9810N m3 等。水輪機(jī)的出力 P 計(jì)算式為：P Pnt 9.81QH t （kw