一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統及改造方法
【專利說明】
法
技術領域
[0001]本發明涉及屬于能源技術領域，具體涉及一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統及改造方法。
【背景技術】
[0002]在工業循環冷卻水系統中，處于高位的換熱器出水端，普遍高于冷卻塔布水裝置進水端的高度。在該段回水管路上，由此產生一定回水余壓，造成能量浪費。
[0003]目前，對這部分回水余壓的利用，如專利(CN 203719456 U)是通過水輪機利用循環水回水余壓帶動散熱抽風機，節省風機能耗來使循環冷卻水系統節能，或專利(ZL200820301588)是在將回水能量轉化為機械能以后，在進一步將其轉化為電能。這些方法都合理地利用了部分回水余壓，并未使循環冷卻水系統回水余壓最小，且在能源轉換過程存在較大損失。專利(CN 202734380 U)按低位換熱器的換熱效果要求配置低位水泵，并在高位換熱器前增加增壓水泵保證高位換熱器的換熱效果，只是降低了循環水泵能耗，但未使循環冷卻水系統運行能耗最小化。
[0004]問時，如果循環冷卻水系統如果存在回水余壓，系統很難實現水力自動平衡，不利于過渡季節的變工況運行，產生能源浪費。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對循環冷卻水系統的回水余壓會產生能量浪費的問題提供具有節能效果的一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統及改造方法。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的第一技術方案是:一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統改造方法，包括用于傳輸循環水的連接管道及沿循環水流方向依次通過連接管道連接的換熱器、冷卻塔及冷卻水泵，所述連接管道包括冷卻塔出水端到換熱器進水端的進水管路和換熱器出水端到冷卻塔布水裝置進水端的回水管路，其特征在于:所述換熱器出水端與冷卻塔布水裝置進水端之間在自然暢通的條件下處于回水無余壓運行狀態，所述冷卻水泵為與系統相適應的低能耗冷卻水泵。
[0007]進一步的，所述換熱器出水端與冷卻塔布水裝置進水端之間的自然暢通為該段回水管路上閥門自然開啟、且無人為設置的額外增加循環阻力的裝置，如:處于調節狀態的閥門，水輪機，人為設置的阻力管等阻力構件，為有利于冷卻循環系統中的空氣排出，冷卻塔布水裝置進水端的安裝高度，通常宜超過換熱器出水端5米。
[0008]進一步的，所述換熱器出水端與冷卻塔布水裝置進水端之間在自然暢通的條件下處于回水無余壓運行狀態，其實現方法為提高冷卻塔安裝高度直至回水余壓消除，或將產生回水余壓的換熱器設置獨立的冷卻系統、使其不產生回水余壓，或將產生回水余壓部分的換熱器安裝高度降低、使其不產生回水余壓。
[0009]進一步的，所述與系統相適應的低能耗冷卻水泵，為揚程、流量與系統實際冷卻工藝需求相吻合的水泵。
[0010]進一步的，所述揚程、流量與系統實際冷卻工藝需求相吻合的水泵，其實現方法為水泵配套變極電動機，或伺服電動機，或永磁調速電機，或設置有變頻器的普通電動機；或通過冷卻水溫度控制與系統相適應的低能耗冷卻水泵運行數量、工況的控制裝置相連接；或采用不同流量、揚程的水泵組合。
[0011]本發明解決其技術問題所采用的第二技術方案是:一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統，包括用于傳輸循環水的連接管道及沿循環水流方向依次通過連接管道連接的換熱器、冷卻塔及冷卻水泵，所述連接管道包括冷卻塔出水端到換熱器進水端的進水管路和換熱器出水端到冷卻塔布水裝置進水端的回水管路，其特征在于:所述冷卻塔布水裝置進水端的安裝高度不低于高位換熱器出水端的安裝高度，所述冷卻水泵為節能冷卻水泵。
[0012]進一步的，所述節能冷卻水泵為配套有使揚程、流量與系統冷卻工藝需求相吻合的變工況運行裝置。
[0013]進一步的，所述變工況運行裝置為水泵配套變極電動機，或伺服電動機，或永磁調速電機，或設置有變頻器的普通電動機。
[0014]進一步的，所述節能冷卻水泵為與控制裝置相連接。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:本發明投資經濟性合理，通過使循環冷卻水系統回水管道中的循環水在自然暢通條件下處于無余壓運行狀態，并配以與系統相適應的低能耗冷卻水泵，以減少能耗，達到循環冷卻水系統節能的目地。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統改造前系統示意圖；
圖2是本發明一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統改造方法之一:降低換熱器安裝高度的低能耗循環冷卻水系統示意圖；
圖3是本發明一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統改造方法之二:提高冷卻塔安裝高度的低能耗循環冷卻水系統示意圖；
圖4是本發明一種基于消除回水余壓的低能耗循環冷卻水系統改造方法之三:高位換熱器設置獨立冷卻系統的低能耗循環冷卻水系統示意圖；
其中:1、低位換熱器，2、高位換熱器，3、控制閥門，4、低位冷卻塔，5、集水池，6、高位冷卻塔，7、冷卻水泵，8、管道，9、與系統相適應的低能耗冷卻水泵。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，為改造前系統示意圖，包括依次可使循環水連通的換熱器(低位換熱器1，高位換熱器2)、控制閥門3、低位冷卻塔4、冷卻水泵7以及連接管道8等。
[0018]在圖1，2，3，4中，所述高位換熱器2，是指換熱器出水端的安裝高度超過冷卻塔布水裝置進水端的換熱器，所述低位換熱器1，是指換熱器出水端的安裝高度低于冷卻塔布水裝置進水端的換熱器；所述冷卻塔均含集水池5 ;所述與系統相適應的低能耗冷卻水泵9是指，水泵采用了變工況運行裝置或形式，如:采用變極電動機，或伺服電動機，或永磁調速電機，或設置有變頻器的普通電動機；或通過冷卻水溫度控制與系統相適應的低能耗冷卻水泵運行數量、工況的控制裝置相連接；或采用不同流量、揚程水泵組合的形式。
[0019]在圖1，2，3，4中，所述在自然暢通條件下處于無余壓運行狀態，是指換熱器出水端至冷卻塔布水裝置進水端之間的回水管路上，閥門自然開啟、且無人為設置額外增加循環阻力的裝置，如:處于調節狀態的閥門，水輪