循环水系统智慧运行关键技术及应用

循环水系统智慧运行关键技术及应用
摘要:当今社会,能源短缺已经引起了社会、政府和企业的高度重视,尤其是在高速发展的中国。许多石化、冶金企业也是典型的高能耗企业,降低能耗是为企业提高效率、节约成本,也是企业管理水平的体现。目前我国循环水系统行业还没有指定主管部门和协会,不同厂家的标准差异较大。此外,专业性互动性较低,很少有企业对循环水系统节能进行系统研究,导致使用循环水系统的企业运营成本过高,浪费大量能源。这些问题在现在许多企业也是不可避免的,主要表现在电机效率低、实际输出轴功率低、冷却塔风机转速恒定不变。泵机组整体运行效率低,系统损耗过大。另一方面,随着循环水系统运行,水质变差会造成水垢、污垢、微生物粘泥等附着在管道系统内,影响换热效率等。
关键词:冷却塔风机;节能;变频、飘水率、旁滤器、加药装置、优化运行;
引言
弹簧铰链化工、冶金企业生产中存在大量高温设备,需要通过水热交换进行冷却。企业既要保证高温设备的正常运行,又要节约水资源,需要将换热后的水作为循环冷却水循环使用。为了保证
maop循环冷却水的冷却效果,循环冷却塔是重要的冷却设备之一,在工业生产中广泛采用电机驱动风机冷却的形式。许多企业安装的循环冷却塔有几十座甚至上百座,每年耗电量相当巨大。近年来,受国家节能要求和企业精细化发展的影响,各企业越来越重视循环水的节能运行,不少企业对冷却塔、水泵等循环水系统设备进行节能改造。
1.
循环水系统
(一)冷却塔
  冷却塔塔体一般由上、中、下组成,其内部构造由上至下为风机、收(除)水器、配水系统、淋水填料、进风窗、底盘(或水池)组成。下面是各部分结构。
  1、淋水填料
  淋水填料是热水在塔内进行冷却的主要部件,需要冷却的热水经多次溅散成水滴或形成水膜,增加水与空气的接触面积和延长接触时间,促使热水与空气进行热交换,使水得到冷却。
  2、配水系统
  配水系统的作用是将热水均匀地分布在整个填料上,热水分布是否均匀,对冷却效果影响很大。
  3、通风设备
  在机械通风冷却塔的上塔体风筒内,设置用电机带动的风机,利用风机转动产生设计的空气流量,以保证足够的空气与水进行热交换,达到冷却效果。
  4、空气分配装置
  空气分配装置是指进风口、百叶窗及导风板等,目的是引导空气均匀地分布于冷却塔的整个截面上,不使空气在塔内产生不均及涡流、回流等,保证水与空气均匀地接触。
  5、通风筒
网吧专用机箱  通风筒的作用是创造良好的空气动力条件,减少通风阻力,把排出冷却塔的湿热空气送入高空,防止或减少湿热空气回流。机械通风冷却塔的通风筒又简称风筒,目前基本上均用
玻璃钢制作。风筒式自然通风冷却塔的通风筒,直径大而高起通风和把湿空气送往高空的作用,用钢筋混凝土浇筑而成。
6、除(收)水器
  将要排出塔外的湿空气中所携带的水滴,在塔内利用收水器把水滴与空气分离,减少逸出水量的损失和对周围环境的影响。
7、塔体
塔体指冷却塔的外壳体,机械通风冷却塔和风筒式自然通风冷却塔的塔体是封闭的,其作用是起到支承、围护和组织合适的气流功能;开放式冷却塔的塔体沿塔高做成开敞的,使空气自然进入塔内。
8、集水池
设在冷却塔下部,汇集多台塔从淋水填料落下来的冷却水。集水池具有一定的容积,有时还起调节水量的作用。
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(二)过滤器(旁滤)
循环水系统过滤器一般采用多介质过滤器、浅层砂过滤器和纤维过滤器,工作原理:利用深层介质,能有效去除颗粒物和降低浊度。若装上特定的滤料,例如活性炭、沸石等,还可以吸附去掉相应的有机物、离子等。系统中的流化装置(底部排水装置)能流化过滤介质,清除被截留在介质上的污染物,并将其排出,得到彻底清洗。
过滤系统的反洗系统有手动和全自动两种方式,分别可通过手动按钮、PLC、压力差进行启动。系统内部有一个计时器,通过这个计时器可以为特定的工艺情况设定最佳反洗时间。通过设计特别的控制器,可以实现集中或远程等高要求的控制。
(三)加药装置
成套加药装置是是由计量泵、溶液箱、控制系统、管路及阀门等组件安装在同一底座上,实现药液溶配、计量投加功能。循环水加药装置有杀菌剂加药装置、缓蚀剂加药装置、调节PH值加酸(碱)装置以及阻垢剂加药装置等。按其形式分两泵两箱、多泵多箱等。通过PLC控制能实现自动加药功能。
二、飘水率
飘水率是冷却塔节水性能的重要指标,飘水率大意味着冷却塔耗水量多。冷却塔的水损失包括三部分:蒸发水量损失、风吹飘水损失以及排污损失。蒸发水量损失是冷却塔不可避免的损失,而排污损失相对来说比较少,节水主要体现在减少飘水损失。飘水率是单位时间内的飘水量(质量流量,单位kg/h)与进塔冷却水流量(质量流量,单位kg/h)之比。安装除水器是减少飘水的措施之一,但同时会增加整塔的阻力,导致能耗上升,降低冷却塔的冷却能力。
飘水率较高时冷却塔的补水量较多,而且已经被冷却的部分水滴被带走会造成换热效率的下降。另外还应包括水滴落在填料上时飞溅到冷却外的损耗部分。冷却塔漂水损失通常为1~2%。建议购买达到国家节水认可的冷却塔。
冷却塔漂水解决方式:1、加大风机叶片宽度,降低风机转速,从而缓解冷却塔漂水损失。2、要增加自然重力布水喷头以及在填料与布水池之间增加挡水部件,进而改进冷却塔布水方式。3、换转头,清理洒水管,如果是水泵压力过大导致就直接换合适的水泵。4、改造冷却塔淋水填料,在原填料基础上增加填料的进、出风部分收水结构,使填料水大限度经折向后回流,减少风机带走的水量。当飘水率在循环水量的2%-5%,在冷却塔运行的时候,可看
到冷却塔喷洒出很多小水珠,像白雾一样,说明冷却塔漂水相当严重。
1.
循环水冷却塔运行原理
1、循环冷却水运行原理
装置换热后的高温热水,大部分经回水管网送往冷却塔湿段,由布水管道喷淋到塔内填料上,在填料间通道内,水形成很薄的水膜或溅散成细小的水滴,从上而下流动,有2%~3%的高温热水则进入旁滤进行过滤,以降低循环水中的悬浮物(SS)和浊度,过滤后的循环水进入吸水池。冷空气则由塔底的百叶窗进入塔内,并被塔顶风机抽吸上升,与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交换,水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷,冷却后的循环水汇集在塔底水池,最后由循环水泵送至各装置换热器,如此往复。
2、循环冷却水补水量
循环水系统随着系统运行时间增长,系统水量将会由于蒸发损失、风吹损失而减少。并且
cielab随着系统运行,循环水内微生物、管道锈蚀及外界粉尘污染物都会增加,由此引起系统水质浓度变大。当水质恶化到一定程度时,为维持一定浓缩倍数(一般控制为2~5),将不得不排放掉一部分高浓度循环水。所以,循环水系统需要定期补充新鲜水。补水量按蒸发损失率、风吹损失率及排污损失确定。蒸发损失率P1=kΔt,k为蒸发损失系数,当进塔大气温度为30℃~40℃时,k=0.0015~0.0016,设Δt=10℃,则P1可取为1.5%。风吹损失P2可取为0.2%~0.5%[3]。排污损失P3=P1/(N-1),取N=4时,则P3=1.5%/(4-1)=0.5%。系统的补充水量可按下式计算:
Qm=Qr×(P1+P2+P3)
其中,Qm为补充水量,m3/h;Qr为循环冷却水量,m3/h。
四、存在问题
1、循环水冷却塔是按照环境气温高时满负荷运转设计的,气温高时风机转速高可以满足生产需要。当气温低时,风机还是按照这样转速运转,会造成电力的浪费,同时因为风机转速高飘水率高,也会造成水资源的浪费。
2、循环水冷却塔使用时间过长,喷头堵塞,填料破损、堵塞会造成布水不均匀,气水比减小,达不到降温效果。
3、循环水泵选型不合适,扬程过高或流量过大,水泵运行不在最佳性能曲线,造成电力浪费。
4、循环水在运行过程中会出现以下水质问题
(1)水垢:由于循环水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密,大大的降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。
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(2)污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成,垢的质地松软,不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。
(3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蚀的后果十分严重,不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。

本文发布于:2024-09-21 18:53:59,感谢您对本站的认可!

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