专利名称：一种工业循环水系统的优化方法
技术领域：
本发明属于工业循环水系统，具体涉及一种工业循环水系统的优化方法。
背景技术：
目前大部分工矿企业的循环水系统只停留在保证生产的水平上，由于种种原因， 大多数循环水系统在运行过程中能量并没有得到充分利用，能效较低，能耗较高，其能量利用率，只达到了 25% 40%。如循环水系统中的关键设备换热器的被冷却介质的进口温度t' i、出口温度t" i在很多情况下均小于设计值，这可能导致以下问题I)被冷却介质过冷，影响后续工艺的生产效益；2)换热器的换热面过冷，可能容易导致结垢、结渣、粘灰，影响换热器的寿命；3)过量供应的循环水是一种能量的浪费；4)流量过大往往导致系统压力升高，容易导致系统的跑、冒、滴、漏，影响整个系统的使用寿命，增加维修的频率。对于水系统节能改造，现有技术提供了一些解决方案，如中国专利文献就公开了“一种在线流体系统的纠偏方法”(申请号200710066873. 2，公开号CN101008475A)。这种方法尽管在一定程度上可改善系统的节能降耗问题，但其主要解决的是水泵机组与系统不匹配(俗称大马拉小车)的问题，没有系统、全面地解决循环水系统中末端的不匹配问题，因此不能使整个系统得到优化，使其节能降耗达到最佳水平。
发明内容
本发明的目的就是提供一种可以精确分析工业循环水系统的能耗水平并通过重新更换和改造供水设备显著提高能耗水平的工业循环水系统的优化方法。实现本发明目的采用的技术方案是工业循环水系统的优化方法包括以下步骤一、现场测量循环水系统中换热器中冷却介质的进口温度t' 2、出口温度t" 2和被冷却介质的进口温度t' i、出口温度t" i、冷却介质的质量流量M2和被冷却介质的质量流量M1 ;同时测量循环水系统中供水设备的输入能量Pi ；二、根据测量的t' 2、t" 2、t' i、t" PM1，用换热器的热负荷平衡公式和迭代计算方法确定每个换热器的冷却介质的最佳质量流量仏(*^，然后把所有换热器的最佳流量值仏(*^累加，得到Σ Μ2(Λ )，并根据所述系统最不利点的高差和温度确定系统最佳压力
H(最佳)；三、根据步骤二所得到的冷却介质的最佳质量流量Σ Μ2(Λ )、系统最佳压力H(i 用能耗平衡法推算泵房的可节约能量Pp分析出循环水系统的能耗水平；根据可节约能
量P」确定是否更换设备，如果可节约能量P」小于或等于输入能量Pi的5%，不需更换设备，否则按步骤四重新配置设备；四、根据步骤二所确定的冷却介质最佳质量流量Σ Μ2(Λβ)和系统最佳压力H(·)，重新优化设计、调整循环水系统的关键参数及设备配置。
进一步的技术方案是所述步骤二中，冷却介质的最佳质量流量Μ2(Λ )按以下方法确定根据公式(2)-(4)和公式组(5)，设仏为变量，逐步逼近，采用迭代计算法，使t" !
=t" ()求解 M2 (最佳)；
权利要求
1.一种工业循环水系统的优化方法，其特征是包括以下步骤 一、现场测量循环水系统中换热器中冷却介质的进口温度t'2、出口温度t" 2和被冷却介质的进口温度t' i、出口温度t" i、冷却介质的质量流量M2和被冷却介质的质量流量M1 ;同时测量循环水系统中供水设备的输入能量Pi ； 二、根据测量的t'2、t" 2、t' pt" PM1，用换热器的热负荷平衡公式和迭代计算方法确定每个换热器的冷却介质的最佳质量流量仏(*^，然后把所有换热器的最佳流量值M2(iβ)累加，得到Σ Μ2(Λ )，并根据所述系统最不利点的高差和温度确定系统最佳压力Η(Λ )； 三、根据步骤二所得到的冷却介质的最佳质量流量ΣΜ2(Λ )、系统最佳压力Η(Λ )，用能耗平衡法推算泵房的可节约能量Pj,分析出循环水系统的能耗水平；根据可节约能量Pi确定是否更换设备，如果可节约能量P」小于或等于输入能量Pi的5%，不需更换设备，否则按步骤四重新配置设备； 四、根据步骤~■所确定的冷却介质最佳质量流量ΣM2(d和系统最佳压力H(d,重新优化设计、调整循环水系统的关键参数及设备配置。
2.根据权利要求I所述的工业循环水系统的优化方法，其特征是 所述步骤二中，冷却介质的最佳质量流量Μ2(Λ )按以下方法确定根据公式(2)-(4)和公式组(5)，设M2为变量，逐步逼近，采用迭代计算法，使t' 1 = t" 1( Β+)求解Μ2(Λ );
3.根据权利要求I所述的工业循环水系统的优化方法，其特征是 所述步骤二中，所述系统最佳压力Η(Λ )按以下方法确定 系统最佳压力Η(Λ )由最不利点的高差和温度的情况下，保持正压为原则，按公式(6)确定； H(最佳)=H(安全余量)+H(饱和蒸汽压)+H(管损)(6)式中 h($M)为系统的安全余量压力，根据不同的行业和工艺参考行业标准或设计手册确定; H(MnM)为系统的饱和蒸汽压，可在手册中g找不同温度下的饱和蒸汽压； 为系统的管损压力，为整个管路上的沿程水头损失ΛΗ(Π。)和局部水头损失ΛΗω之和，ΔΗ(ωο)和ΛΗω分别由公式(7)和⑶计算
4.根据权利要求I所述的工业循环水系统的优化方法，其特征是 所述步骤三中，泵房的可节约能量Pj按以下方法确定 SI用公式(9)确定水泵对外提供的必需水力能量Pe
5.根据权利要求I所述的工业循环水系统的优化方法，其特征是 所述步骤四中，所述设备配置按以下方法确定 水泵的流量直接按Σ M2(Mm)配置，水泵的扬程按前面计算得出的系统的最佳压力H(i佳)配置；电机运行负载率在75%以下时，配置功率补偿设备，负载率在50%以下时，应更换电机。
全文摘要
本发明公开了一种工业循环水系统的优化方法，包括以下步骤一、现场测量循环水系统中换热器中冷却介质和被冷却介质的进出口温度、质量流量、供水设备的输入能量；二、根据测量的数据，确定每个换热器的冷却介质的最佳质量流量，并根据所述系统最不利点的高差和温度确定系统最佳压力；三、根据所得到的冷却介质的最佳质量流量、系统最佳压力，用能耗平衡法推算泵房可节约能量；以确定是否更换设备，如果可节约能量大于输入能量的5％，可考虑重新配置设备。本发明方法能精确地计算出并控制系统达到最优的供水量和必须的最小压力，除了能在循环水供水设备上节能外，还能使系统的运行寿命增加，生产工艺更加合理。
文档编号F17D3/01GK102620143SQ20121010886
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者张智勇 申请人:长沙海川节能技术有限公司