循环冷却水系统节能新概念

循环冷却水系统节能新概念循环水专去y水， 1994年第3期．芏 — · 5· 一I l 循环冷却水系统节能新概龛湖北纺织设计院壅塾 TKol 8 A摘要本文提出了循环冷却水系统有关能耗的新概念、以厦在新概念引导下采取的节能举措。旨在提出问题，共同商榷。 l 前言工业和空调用水中，冷却水占很大比重．统计资料表明，各行业上述用水在总用水量中所占的百分比如表 l。蓑J备行业中冷却水所占比重类别石油化工冶金机被纺蜩造纸食品电力 ...

循环水专去y水， 1994年第3期．芏 — · 5· 一I l 循环冷却水系统节能新概龛湖北纺织设计院壅塾 TKol 8 A摘要本文提出了循环冷却水系统有关能耗的新概念、以厦在新概念引导下采取的节能举措。旨在提出问题，共同商榷。 l 前言工业和空调用水中，冷却水占很大比重．统计资料表明，各行业上述用水在总用水量中所占的百分比如表 l。蓑J备行业中冷却水所占比重类别石油化工冶金机被纺蜩造纸食品电力 }孥却球 90l B7．3 85．4 42 8 iO 9．9 48 99 空调赤 0．6 12 l_7 l2．8 5l_8 l_3 5 7 合计 90 90．5 g 1 55 6 甄 8 I1．2 53 7 99 在民用建筑中，随着国力的 El渐增强，公用建筑的规模、功能标准的 El臻扩大、完善，空调用水量也呈迅猛增长势头。从能耗的角度看，这无疑是一个能耗大户．而在循环冷却水系统中，循环水泵的能耗又占了系统能耗的大部乃至绝大部分．面对上述情况．联系到近年相关领域里新技术及其产品的出现，笔者认为，循环冷却水系统能耗概念的修正，以及节能途径，颇有值得思考之必要． 2 循环冷却水系统的构成及工作原理一个完整的循环冷却水系统包括两个换热过程，如图 L 冷却术循环术泵围 l狰却承循环系统工作介质 (冷却水)在换热过程 A中得到热量 H．．在换热过程 B中将热量 H，交换，传递至环境 (大气、水)，H：=H ．在第一个换热过程中，水可以与物料直接接触，如化肥厂的造气系统、半水煤气的洗涤塔．洗涤箱，钢厂高炉煤气的洗涤等；也可以是水与物科不直接接触，后者包括列管式．套管式，板式喷淋排营式等．在工业及民用建筑中的使用尤为广泛。其典型流程如图 2。圈2 与物料直接接触的换热 2．1 换热过程 A 第一换热过程所传递的热量 H．取决于：[ 艺设备的发热量；对于空调用的冷冻机组，又间接取决于空调建筑物的窖积，构造以及瞬时在岗人数、开机的机台数当时的气象条件．对于前者．除非工艺生产过程既是连续的、又是均匀的，否则发热量 H 并非定值；对于后者，发热量无不在一定范围内波动。在具体的设计工作中，依照工程中通行法则，一般取 H =} 2．2 换热过程 B 第二换热过程的功能是将热量传递至大气维普资讯 http://www.cqvip.com · j6· 节 (或水中，但不在本文讨论范固之内)．除了受散热规模控制之外，冷却构筑物的设计还直接受气象条件控制．从物理学的角度看，此时的散热过程主要有三种方式：蒸发散热、传导散热、辐射散热．从工程的角度看，主要是前面两种方式． 2．1 蒸发散热蒸发冷却时，热量的散发是通过水在汽化过程中吸收热量所致．每散发 lkg水吸收热量 539kcal，而单位时间内蒸发的水量 dQ 与水面温度的饱和蒸汽分压力 Pg 空气的水蒸汽分压力 Pg之差成正比 dQ 口 ”一PE)dF 式中 - 分压力差韵蒸发散质系数； dF一水与空气接触的微元面积．如用含湿量羞来表示，即有下面关系式： dQ = ”一X)dF (式中口，，X分别为含湿量的相应参数 1．此外，与之有关的气象参数还有大气压力、风速等．蒸发散热量H =yQo=7~ 一P山F 式中为水的汽化热． 2．2 2 传导散热传导散热量与水面温度 t、空气温度口之差成正比： H = (t一目) 式中一传导散热系数； (t-0) 一塔内水面温度与空气温度差的平均值．气象条件总是一种极不稳定的活跃因素在设计中，依据我国现行韵规范，盅取每年最热期(三个月)设计频率下的昼夜平均气象条件作为设计计算的气象参数．而设计频率各行业的规定稍有区别，石油、化工，机械等行业多为 5％，电力为 l0％． 3 循环冷却水系统节能新概念如前所述，在设计循环冷却水系统时，在换热过程 A中取 H ；H 在换热过程 B中，取能 1994年第，期全年最热三个月、频率为 5％～ 19％的气象条件作为计算参数．那么，我们反过来看一下，在循环冷却水系统既定的条件下，系统的实际运行工况。令 H，、t．．分别表示冷却对象瞬时的工艺发热量、冷却构筑物进水、出水瞬时水温．则经常的情况是 H．公式中的 PI 一P 、t一0等)优于设计的计算取值；又因为循环水量恒定，故导致玲却构筑物出水瞬时水温小于这即是说，在 90％～ 95％的时段里，系统都在优于设计规定的工况(t．施工设计中首次在上述新概念的引导下，采用了一套旨在实现上述目标的恒温全自动供水装置．该装置是与有关厂家合作，-应用了工业墩机 (Pc)技术，加上大功率晶体管逆变器 (aHt)，正弦波脉宽调制(PWM)技术，能对泵组实现多闭环控{6j，能自动调整水泵的出水量，使循环冷却水系统的出水温度维持在预先设定的温度；运行的全过程无人为附加阻力，机组始终处在高效率区段运行．通过理论分析，该装置每月可节电以万千瓦时计，节能效果明显．但也有不尽如人意之处，主要是投资接还期偏长．主要原因有三： ① 该装置部分元件簧进口，泪莉价格偏能 — — 高 · J7 · @ 计算中电价为 010元／kWh； @该工程的循环冷却水站季节运行，每年仅运转 4个月．以上条件并非每个工程都如此．即便如此，其直接经济效益仍能与装置增加的支出大致相抵。如果同时考虑到我国能源紧缺的具体国情，以及每 lkWh能源的国民经济产值等这些间接效益或社会效益，结论便会更加明确笔者认为：及时更新或建立、完善循冷却承系统有关能耗的赫概念，在此新概念导借助本行业或相关行业近斗．出理的新技水及拄产品，在并不增大循环冷却水系统技本装备容量的条件下，通过使系统具备能够能动地适应服务对象(所需冷却的设备》、气象条件的瞬时变化的能力，使系薮能耗降低到理论上所能选到最低的程度，是现时可行的～项技术进步．如获普遍关注(有些因素还涉及到换热器的设计)，必见成效． (上接第 5页) 而取镰较好的节能效果．·其它特铜厂新上水平连铸时亦要坚持按一火成材原则选择好水平连铸方坯的合理断面． (4)对于用水平连铸代替 ~5OOmm开坯机以解决年产 l0×10 t以下普铜厂的开坯问题，目前已承包工程中正采取两种办法探索解决．一种是采用圆分离环．团结晶器拉圆坯，以有利于降低连铸成本，但轧钢加热炉蒋改为斜底式炉，如夫连特铜厂；另一种是以四分离和圆变方过渡型结晶器拉方坯，_结晶器置复杂些，但原来的推铜式加热l炉仍可使南如浙江肖山厂希望两个工程承包公司认真总结各自经验后进行比较后改进，笔者认为：从设计和生产上刨造多炉连挠瞬蘩件是降f啭|永平连铸坯成本的关键<因为镥前的分离坏质量可保证连铸 6 炉)。若限于各种条件只能单炉浇铸时，建议采用酋钢使用过的廉价分离环，亦可降低成本维普资讯 http://www.cqvip.com

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