一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统及改造方法
【专利说明】
法
技术领域
[0001]本发明涉及属于能源技术领域，具体涉及一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统及改造方法。
【背景技术】
[0002]在工业循环冷却水系统中，处于高位的换热器出水端，普遍高于冷却塔布水装置进水端的高度。在该段回水管路上，由此产生一定回水余压，造成能量浪费。
[0003]目前，对这部分回水余压的利用，如专利(CN 203719456 U)是通过水轮机利用循环水回水余压带动散热抽风机，节省风机能耗来使循环冷却水系统节能，或专利(ZL200820301588)是在将回水能量转化为机械能以后，在进一步将其转化为电能。这些方法都合理地利用了部分回水余压，并未使循环冷却水系统回水余压最小，且在能源转换过程存在较大损失。专利(CN 202734380 U)按低位换热器的换热效果要求配置低位水泵，并在高位换热器前增加增压水泵保证高位换热器的换热效果，只是降低了循环水泵能耗，但未使循环冷却水系统运行能耗最小化。
[0004]问时，如果循环冷却水系统如果存在回水余压，系统很难实现水力自动平衡，不利于过渡季节的变工况运行，产生能源浪费。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对循环冷却水系统的回水余压会产生能量浪费的问题提供具有节能效果的一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统及改造方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的第一技术方案是:一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统改造方法，包括用于传输循环水的连接管道及沿循环水流方向依次通过连接管道连接的换热器、冷却塔及冷却水泵，所述连接管道包括冷却塔出水端到换热器进水端的进水管路和换热器出水端到冷却塔布水装置进水端的回水管路，其特征在于:所述换热器出水端与冷却塔布水装置进水端之间在自然畅通的条件下处于回水无余压运行状态，所述冷却水泵为与系统相适应的低能耗冷却水泵。
[0007]进一步的，所述换热器出水端与冷却塔布水装置进水端之间的自然畅通为该段回水管路上阀门自然开启、且无人为设置的额外增加循环阻力的装置，如:处于调节状态的阀门，水轮机，人为设置的阻力管等阻力构件，为有利于冷却循环系统中的空气排出，冷却塔布水装置进水端的安装高度，通常宜超过换热器出水端5米。
[0008]进一步的，所述换热器出水端与冷却塔布水装置进水端之间在自然畅通的条件下处于回水无余压运行状态，其实现方法为提高冷却塔安装高度直至回水余压消除，或将产生回水余压的换热器设置独立的冷却系统、使其不产生回水余压，或将产生回水余压部分的换热器安装高度降低、使其不产生回水余压。
[0009]进一步的，所述与系统相适应的低能耗冷却水泵，为扬程、流量与系统实际冷却工艺需求相吻合的水泵。
[0010]进一步的，所述扬程、流量与系统实际冷却工艺需求相吻合的水泵，其实现方法为水泵配套变极电动机，或伺服电动机，或永磁调速电机，或设置有变频器的普通电动机；或通过冷却水温度控制与系统相适应的低能耗冷却水泵运行数量、工况的控制装置相连接；或采用不同流量、扬程的水泵组合。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的第二技术方案是:一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统，包括用于传输循环水的连接管道及沿循环水流方向依次通过连接管道连接的换热器、冷却塔及冷却水泵，所述连接管道包括冷却塔出水端到换热器进水端的进水管路和换热器出水端到冷却塔布水装置进水端的回水管路，其特征在于:所述冷却塔布水装置进水端的安装高度不低于高位换热器出水端的安装高度，所述冷却水泵为节能冷却水泵。
[0012]进一步的，所述节能冷却水泵为配套有使扬程、流量与系统冷却工艺需求相吻合的变工况运行装置。
[0013]进一步的，所述变工况运行装置为水泵配套变极电动机，或伺服电动机，或永磁调速电机，或设置有变频器的普通电动机。
[0014]进一步的，所述节能冷却水泵为与控制装置相连接。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明投资经济性合理，通过使循环冷却水系统回水管道中的循环水在自然畅通条件下处于无余压运行状态，并配以与系统相适应的低能耗冷却水泵，以减少能耗，达到循环冷却水系统节能的目地。
【附图说明】
[0016]图1是本发明一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统改造前系统示意图；
图2是本发明一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统改造方法之一:降低换热器安装高度的低能耗循环冷却水系统示意图；
图3是本发明一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统改造方法之二:提高冷却塔安装高度的低能耗循环冷却水系统示意图；
图4是本发明一种基于消除回水余压的低能耗循环冷却水系统改造方法之三:高位换热器设置独立冷却系统的低能耗循环冷却水系统示意图；
其中:1、低位换热器，2、高位换热器，3、控制阀门，4、低位冷却塔，5、集水池，6、高位冷却塔，7、冷却水泵，8、管道，9、与系统相适应的低能耗冷却水泵。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，为改造前系统示意图，包括依次可使循环水连通的换热器(低位换热器1，高位换热器2)、控制阀门3、低位冷却塔4、冷却水泵7以及连接管道8等。
[0018]在图1，2，3，4中，所述高位换热器2，是指换热器出水端的安装高度超过冷却塔布水装置进水端的换热器，所述低位换热器1，是指换热器出水端的安装高度低于冷却塔布水装置进水端的换热器；所述冷却塔均含集水池5 ;所述与系统相适应的低能耗冷却水泵9是指，水泵采用了变工况运行装置或形式，如:采用变极电动机，或伺服电动机，或永磁调速电机，或设置有变频器的普通电动机；或通过冷却水温度控制与系统相适应的低能耗冷却水泵运行数量、工况的控制装置相连接；或采用不同流量、扬程水泵组合的形式。
[0019]在图1，2，3，4中，所述在自然畅通条件下处于无余压运行状态，是指换热器出水端至冷却塔布水装置进水端之间的回水管路上，阀门自然开启、且无人为设置额外增加循环阻力的装置，如:处于调节状态的阀门，水轮