专利名称：冷却循环水系统所需扬程的确定方法
技术领域：
本发明属于冷却循环水领域，涉及钢铁、化工、电力、冶金等用到冷却循环水的行 业，具体是一种冷却循环水系统所需扬程的确定方法。
背景技术：
随着我国国民经济的飞速发展以及粗放型的增长模式导致的能效需求的急剧膨 胀，能源供给严重滞后于能源消耗的增长速度，给我国经济可持续发展、建设节约型社会构 成了极大的威胁。其中水泵约占总用电量的25%左右，对实现节能降耗目标有着重要的影 响。冷却循环水系统是由电机、水泵、阀门、换热装置、冷却塔以及管路和管路附件等 组成，通过换热装置对需要降温的液体进行热量交换，然后通过冷却塔冷却，再反复循环利 用的一套系统。在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，冷却循环水系统的用电量占企业用电 总量的20-30% ο在冷却循环水系统设计时，扬程的确定都是通过理论的计算，并且加上安全系数， 在实际运行时，经常由于扬程偏高而使水泵偏大流量运行，处于低效运行状态；或者通过关 阀调节使水泵处于高效区运行，但同时也增加了阀门处的扬程损耗。现在国家大力推进低碳经济，水系统节能行业也随之兴起，针对水系统设计扬程 过高的问题，采用各种手段来降低水泵扬程，从而达到节能的目的，但对水系统实际所需扬 程的确定都是根据压力表的读数，通过伯努利方程直接来计算，其计算结果往往比实际所 需扬程要高，因此，节能并不彻底。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种冷却循环水系统所需扬程的 确定方法，能够最大限度的挖掘水系统的节能潜力，提高水系统的能量利用率。本发明采取的技术方案是，一种冷却循环水系统所需扬程的确定方法，其特征是， 包括如下步骤(1)将冷却循环水系统中管路上的进出口阀门全部打开；(2)测量出水泵进出口压力，进而计算出水泵进出口压差AP ；(3)根据伯努利方程确定水泵现在运行的扬程HA 7~) T, 2 τ τ* 2H = AZ + — + 2 ~ 1 +AhPg ^g其中Δ Z——水泵进出口的高差(m)Δ P——水泵进出口的压差(KPa)V2——水泵的出口速度(m/s)，V1——水泵的进口速度(m/s)，由于计算进水池水面的压头，故V1 = 0Δ h——水泵进出口之间的阻力损失(m)；
ρ——流体密度(kg/m3)g——重力加速度(m2/s)(4)用流量计测量出水泵现运行流量Q ；(5)根据进出水水位差，确定冷却循环水系统的进出水的垂直水位差，即水泵的静扬程h;(6)根据公式H = h+kQ2计算出管网阻力系数k ；H——水泵的扬程h——水泵的静扬程，即管路进出口的高差Q——水泵的流量k——管网阻力系数(7)将已知的换热装置实际所需流量Ql带入公式Hl = h+kQl2，其中水泵的静扬 程h、管网阻力系数k不变，计算出系统实际所需水泵扬程HI。由于系统设计时的扬程往往大于实际所需扬程，实际运行时水泵会偏大流量运 行，从而导致实际运行流量Q远大于换热装置实际所需流量Q1，而根据伯努利方程计算出 来的扬程H也大于实际所需扬程Hl。因此，通过上述确定方法，结合换热装置实际所需流量 Q1，使得最后计算出来的实际所需扬程Hl更加精准，从而达到节能作用。综上所述，本发明所述冷却循环水系统所需扬程的确定方法，能够最大限度的挖 掘水系统的节能潜力，提高水系统的能量利用率。
图1为冷却循环水系统的示意图；在附图中，1-水池、2-冷却塔、3-闸阀、4-水泵、5-压力表、6_止回阀、7-蝶阀、8-过滤网、 9-水温表、10-换热装置
具体实施例方式实施例一如图1所示，本实施例提供的冷却循环水系统由水池1、冷却塔2、闸阀3、水泵4、 压力表5、止回阀6、蝶阀7、过滤网8、水温表9、换热装置10以及管路和管路附件等组成。 图中水泵组中涂黑标示表示的是正在运行状态的水泵。上述冷却循环水系统的基本情况如下1、现场运行一台型号为8SH-9的泵(1#)，且全年全天运行；该泵的相关参数如下 所述，额定流量280m7h 额定扬程6 !转速2950r/min ；采用的电机型号Y^0S_2额定功率75kW 额定电压/电流380V/140A功率因 素0. 86 转速:2970r/min ；系统进口水位约为1. 5m,出水口高度为35. 5m打开所有冷却循环水系统中管路上的阀门，包括水泵进出口阀门。2、运行模式及时间
运行模式运行一台，一用两备；运行时间全年全天运行，运行时间按8760小时计算。3、系统运行参数表1技改前原水泵现场运行工况调研泵 组至泵房 基面水 位(m)输送流量 实 测 (m3/h)泵出口阀 后压力 (Mpa) / 表高(m)电机电 流 (A/V)进口 管径 (mm)出口 管径 (mm)静扬 程h Cm)1#1.53300.4/1.Om84/385DN200DN200344、技改前系统运行情况分析4. 1水泵运行扬程计算以表1数据为依据，根据伯努利方程计算水泵扬程(取进水水面与泵出口压力表 处两断面计算泵实际运行扬程)。AD y 2 _ T/2H = AZ + — + ^-^ + AhPg ^g其中Δ Z——水泵进出口的高差(m) Δ ZΔΖ = hi (泵出 口表高)_h2(泵入口水池水位)=lm-1. 5m =-0. 5其中Δ P——水泵进出口的压差(Pa) Δ P = 385. 3KpaΔΡ = Pl (泵出口阀后压力)-P0 (进口基面水位压头)=400KPa_14. 7KPa = 385. 3KPa
扬程。
其中进口基面水位压头PO = 1. 5/102KPa = 14. 7KPa其中V2——水泵的出口速度V2 = 0. 697 (m/s)其中V1——水泵的进口速度V1 = 0 (m/s)其中Ah——水泵进出口之间的阻力损失(m) Ah = 0. 5m根据伯努利方程，计算水泵的进水池到水泵出口压力表出的压头，此即是水泵的将上表数据带入此公式计算得水泵的扬程H = 39. 3m 根据公式H = h+kQ2计算出管网阻力系数k ； h = 35. 5m-1. 5m = 34m H - h3 - 34k= ^= 34 =0.0000487Q2 330*330其中H—水泵的扬程h——系统的静扬程，即管路进出口两个液面的高差 Q——水泵的流量，现场仪表测试所得
根据换热装置的铭牌参数得出换热装置参数实际所需流量Q1，将其带入上述公 式，h、k不变，计算出系统实际所需水泵扬程Hl ；根据现场实际情况要求，技改后泵流量取Ql = 280m3/hHl = h+kQ/ = 34+0. 0000487 X (280)2 = 37. 82m因此，通过上述确定方法，得出了泵实际所需扬程为Hl = 37. 82m。由上述实施例可知，用传统方法得出的水系统所需扬程为39. 3米，而用本方法则 可以精确的计算出水系统实际所需扬程应为37. 82米，从而改造时可以将扬程降为37. 82 米，消除了不必要的能量损耗，更好的达到节能降耗的目的。
权利要求
1. 一种冷却循环水系统所需扬程的确定方法，其特征是，包括如下步骤(1)将冷却循环水系统中管路上的进出口阀门全部打开；(2)测量出冷却循环水系统中水泵的进出口压力，进而计算出水泵进出口压差ΔΡ;(3)根据伯努利方程确定水泵现在运行的扬程HPg ^g其中Δ Z——水泵进出口的高差(m) Δ P——水泵进出口的压差(KPa) V2——水泵的出口速度(m/s)，V1——水泵的进口速度(m/s)，由于计算进水池水面的压头，故V1 = 0 Ah——水泵进出口之间的阻力损失(m)； P——流体密度(kg/m3) g——重力加速度(m2/s)(4)用流量计测量出水泵现运行流量Q；(5)根据进出水水位差，确定冷却循环水系统的进出水的垂直水位差， 即水泵的静扬程h;(6)根据公式H= h+kQ2计算出管网阻力系数k ； H——水泵的扬程h——水泵的静扬程，即管路进出口的高差 Q——水泵的流量 k——管网阻力系数(7)将已知的换热装置实际所需流量Ql带入公式Hl= h+kQl2，其中水泵的静扬程h、 管网阻力系数k不变，计算出系统实际所需水泵扬程HI。
全文摘要
本发明公开了一种冷却循环水系统所需扬程的确定方法。其根据伯努利方程确定水泵现在运行的扬程H，再将水泵的静扬程h代入H＝h+kQ2式中，计算出管网阻力系数k；最后将已知的换热装置实际所需流量Q1带入公式h1＝h+kQ12，得出系统实际所需水泵扬程H1。本发明所述冷却循环水系统所需扬程的确定方法能够最大限度的挖掘水系统的节能潜力，提高水系统的能量利用率。
文档编号F04B51/00GK102052293SQ20101056398
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者牛清泉, 贺礼慧 申请人:湖南泰通电力科技有限公司