循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能意見工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是工業(yè)生產企業(yè)處理工藝裝置熱負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)為敞開式冷卻水系統(tǒng)。敞開式冷卻水系統(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，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填料上，空 氣則由塔底百頁窗空隙中進入塔內， 并被塔頂風葉或其它抽吸力抽吸上升， 與落下的水滴和填 料上的水膜相遇進行熱交換， 水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷， 水的冷卻過程是通過水滴 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)空氣進入塔內情況分為自然抽風和機械通風兩大 類，機械通風類均是在近塔項的風筒口設電動機械風機實現(xiàn)機械抽風工藝。 保證系統(tǒng)處于合理 經濟的運行狀態(tài)對于降低企業(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：一是加強循環(huán)水質日常管理，如改進配方以減少腐 蝕及結垢，改進循環(huán)水系統(tǒng)的補水、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水泵、風機等耗能現(xiàn)象， ；二是進行結構改進，如冷卻效果差的冷卻塔進 行改型， 或塔內構件改用換

3、熱效率高、 風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） ，但對于循環(huán)水系統(tǒng)的總能耗影響不大。近年來， 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， 一方面設計系統(tǒng) 及后期運行階段， 輸水泵的設計或實際壓力遠高于系統(tǒng)正常需求； 另一方面因部分循環(huán)水系統(tǒng) 用戶（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能，或針對系統(tǒng)狀況，充分利用回水富裕動能，對 循環(huán)水單位電力消耗等指標的有效下降、系統(tǒng)能耗的有效降低有較大意義經理論論證及實踐經驗表明：對工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，先進行水泵改造以降低循

4、環(huán)水送 水揚程，在此基礎上若回水系統(tǒng)仍有一定的富余能量， 則進行水輪機替代電機等方式節(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)水泵的揚程設計中，為確 保冷換熱備的用水需求，一般水泵會設計有高于實際需求約 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閉現(xiàn)象層出不窮， 該現(xiàn)場存在并不是人們通常理解的 進行涼水塔系統(tǒng)切換或壓力平衡需求， 更主要是消耗部分回水動能， 以免回水壓力過高沖壞噴 嘴或填料的因素。在進行循環(huán)水泵降低揚程改造設計中， 要將最高水位點和最大換熱器損失定位系統(tǒng)最不利 點進行計算和校核，同時

5、為保證系統(tǒng)的安全生產，一般建議保留 5-15%的安全裕量，對循環(huán)水 泵進行優(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、進行關鍵配件改造等。實際操作中，應從投資、改造時間、改造效果多方面比較，如果條 件允許，運行周期長的水泵建議優(yōu)先采用更體更換高效泵， 其次是進行三元流葉輪更新等形式。22 水輪風機改造在完成了循環(huán)水泵的節(jié)能改造后， 若回水富余的動能提供一定的功率要求， 驅動水輪機帶 動冷卻塔風機產生滿足生產需求的風量，則可進行水輪風機替代電動風機改造。循環(huán)水系統(tǒng)中水輪機的工作過程：循環(huán)水系統(tǒng)回水由水輪機進水口進入切擊葉輪，使葉 輪帶動葉片旋轉，

6、水流在出水區(qū)域緩釋，最后經出水口流出，流至下接的布水管中。水由布水 管分配后經噴嘴流出，經填料等區(qū)域與空氣換熱后匯入集水池。水輪機主要工作部件是葉輪，葉輪接受了流體的能量后進行旋轉。 旋轉葉片之間水流有自由表面， 轉輪前后水流壓差是主要 動能。水輪機按工作原理可分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機兩大類。 沖擊式水輪機的轉輪受到 水流的沖擊而旋轉，工作過程中水流的壓力不變，主要是動能的轉換；其主要分為水斗式、斜 擊式和雙擊式等，沖擊式水輪機工作效率較低，應用效果不佳。反擊式水輪機的轉輪在水中受到水流的反作用力而旋轉，工作過程中水流的壓力能和動 能均有改變，但主要是壓力能的轉換。轉輪主要利用轉輪前后的

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基本上為混流式?；炝魇剿啓C效率較高，最 佳工作點效率達到 95%，但要達到其最高效率點工作比較難，只有當水流滿足無撞擊進口和法 向出口條件時， 水輪機的效率最高。 因此對于不同的冷卻塔特定的流量和水頭， 要根據(jù)實際運 行情況選擇最優(yōu)轉速和風機的轉速，選擇合適的減速比這樣才能保證水輪機在最優(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，水輪機的效率都會下降很多。3.2 水輪機的動力分析水輪機的工作參數(shù)主要有：壓力 H（m ）；流量 Q（m 3 h 或 m 3s ）；出力 P（kW）；效 率 （ %）；轉速 n（ r min ）；水流速度 V（ms ）；水的密度 ，水輪機進口到出口壓力 損失 h； 值為 1000kgm3 或 9810N m3 等。水輪機的出力 P 計算式為：P Pnt 9.81QH t （kw