白潔

【摘要】根據(jù)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中的人資和能源浪費問題，論文重點探討了一種節(jié)能技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)溫度的目標(biāo)，實現(xiàn)有效的循環(huán)，保障水資源節(jié)約到位。該類技術(shù)的核心為智能溫度調(diào)節(jié)閥，這種調(diào)節(jié)閥將電動比例閥以及PID控制系統(tǒng)的功能集中在一起。在實際運用過程中，可以保證依照環(huán)境條件下生產(chǎn)負(fù)荷情況自動調(diào)節(jié)管路流量，并且不會產(chǎn)生相互干擾的問題。

【關(guān)鍵詞】溫度控制;冷卻循環(huán)水系統(tǒng);智能溫度調(diào)節(jié)閥;節(jié)能技術(shù)

1引言

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)被合理地運用至石油以及化工等多個領(lǐng)域，具體的運行操作方式過于粗放，能源的實際浪費問題較為嚴(yán)重。因為冷卻回路的換熱功率和管路特性存在著明顯的不同，針對冷卻水以及原料的溫度要求也存在著一定的差異，所以流量需求不一。若僅僅調(diào)節(jié)水泵出口閥門，僅能滿足工況較差的冷卻支路需要，勢必造成某些回路流量較大的情況發(fā)生，直接地造成電能的浪費問題。若只調(diào)節(jié)分支管路閥門，多支路人工操作相對復(fù)雜，直接消耗了一定的人力資源，且無法保證溫度的科學(xué)控制，難以實現(xiàn)節(jié)能的目的。針對相關(guān)問題，特別研究出智能溫度控制冷卻循環(huán)水裝置，同時，進(jìn)行了節(jié)能改造，依照冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能的運行狀態(tài)，論證相關(guān)技術(shù)的可行性。

2智能溫度控制的基本原理

冷卻循環(huán)水裝置重點是通過冷卻塔和循環(huán)水池等共同組合而成，循環(huán)水泵出口閥門和主管路閥門的開度設(shè)置一般是100%，以此視作檢修閥加以使用。換熱裝置屬于冷卻支路，進(jìn)水口管路安裝智能溫度調(diào)節(jié)閥之后，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的溫度調(diào)控，保證更好地滿足實際需求[1]。智能溫度調(diào)節(jié)閥將電動比例閥和PID控制系統(tǒng)的功能融合到一起，借助后者設(shè)定出原料本身需要控制的溫度，溫度變送器讓監(jiān)測之后的原料溫度及時地反饋至PID控制器，確保合理地進(jìn)行運算及調(diào)整，讓電動比例閥的開度符合標(biāo)準(zhǔn)，促使著管路中的冷卻水流量正好符合冷卻原料設(shè)定的溫度。冷卻回路的溫度依照原料的具體要求分析，需要進(jìn)行獨立的設(shè)定，智能溫度調(diào)節(jié)閥便可完成獨立控制的目標(biāo)，多個冷卻回路能夠依照環(huán)境的基本變化和生產(chǎn)負(fù)荷的狀態(tài)自動調(diào)節(jié)管路內(nèi)部的流量，并且不會互相干擾。綜上，智能溫度控制就是依照實際情況科學(xué)控溫，滿足系統(tǒng)運行需求。

3循環(huán)水系統(tǒng)概況

水屬于循環(huán)水系統(tǒng)中至關(guān)重要的傳遞物質(zhì)，其本身的質(zhì)量具有較大的影響，能夠與循環(huán)水設(shè)備的運行狀態(tài)建立起直接的聯(lián)系，同時，也關(guān)系到循環(huán)水系統(tǒng)的安全性以及基本的效率。首先，基于水資源保護(hù)的角度進(jìn)行循環(huán)水設(shè)備的節(jié)能改造，應(yīng)該先對水的基本質(zhì)量加以分析，當(dāng)檢測符合一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，才可將其啟動運行。其次，循環(huán)水設(shè)備節(jié)能技術(shù)的改造實踐中，可以適當(dāng)?shù)匾胄滦蜋C械設(shè)備。同時，還應(yīng)該科學(xué)地運用施工手段，保證打造出一個完整的整體，促使在相互協(xié)作的過程中彰顯出最大效用，在一定程度上節(jié)省相應(yīng)的水資源，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的能源消耗問題。最后，可適當(dāng)?shù)目刂剖?，由此讓循環(huán)水設(shè)備的安全運行得以保障。通常來說，出現(xiàn)失水問題的原因是設(shè)備管網(wǎng)存在老化的情況，此外，用水之后的處理不到位，也會造成水資源的嚴(yán)重浪費。為更好地處理相關(guān)問題，應(yīng)該高度重視循環(huán)水的節(jié)能改造，在循環(huán)水設(shè)備運行的過程中，科學(xué)處理管網(wǎng)泄漏的問題，對于老舊的管網(wǎng)應(yīng)該及時地進(jìn)行更換，不可讓其繼續(xù)作業(yè)。

4基于溫度控制的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)概況

結(jié)合某化工廠的基本情況分析，其擁有1套冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，共涉及3臺重要的水泵，運行的基本方式為兩用一備，通過科學(xué)化的場測量，循環(huán)水實際的流量大概為950m3/h，單臺電機具體的運行功率約是207kW，兩臺水泵的運行工況存在著相同之處，此時的水泵效率為75.4%，水泵機組綜合效率為62.8%。在冷卻工藝流程方面進(jìn)行分析，冷卻系統(tǒng)共包含6臺換熱器供應(yīng)冷卻水，類似于6條分支回路，其中的換熱器設(shè)備往往是借助管路流量調(diào)節(jié)閥對流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，因?條分支回路上的管徑以及管長等存在著明顯的不同，所以回路的流阻特性也存在差異。為確保所有換熱設(shè)備的溫度能夠符合工藝要求，避免水力嚴(yán)重失衡，造成能耗的浪費，需要適當(dāng)?shù)厝谌胫悄軠囟瓤刂圃?。根?jù)智能溫度控制的具體要求，冷卻支路上的流量能夠呈現(xiàn)出明顯減小的狀態(tài)，具體的需水流量是825m3/h，可以適當(dāng)?shù)毓?jié)省一部分用水量。因循環(huán)水泵額定工況和具體的工況需求存在著明顯的偏差，智能溫度調(diào)節(jié)閥的節(jié)能改造需要和傳統(tǒng)節(jié)能改造方法有效結(jié)合。

5基于溫度控制的冷卻循環(huán)水節(jié)能方案的實施及成果

在原有冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，相應(yīng)的閥門均處于完全打開的狀態(tài)，可以適當(dāng)?shù)毓?jié)省有限的能量，避免出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p失的情況。依照智能溫度控制的具體要求，應(yīng)該在確保安全余量的前提之下，及時地將原有的循環(huán)水泵更換至額定流量在850m3/h的高效節(jié)能泵。根據(jù)智能溫度控制的具體原理分析，對應(yīng)的換熱器冷卻水入口閥門需要依照所需及時地更換成智能溫度調(diào)節(jié)閥，換熱器原料的出口端根據(jù)實際標(biāo)準(zhǔn)安裝上相應(yīng)的溫度變送器，由此起到監(jiān)測原料溫度的成效，保證將相應(yīng)的溫度值反饋至智能溫度調(diào)節(jié)閥，依照環(huán)境條件的具體變化，合理地控制各個換熱器冷卻水流量，保證其達(dá)到原料的基本冷卻標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出水溫差不會過小，以免造成嚴(yán)重的浪費問題。此類基于智能溫度控制的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)面對不同的工況需求時，節(jié)電率達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是具體的情況也存在著不同之處。常規(guī)運行的工況之下，泵的揚程大概為53m，流量一般為950m3/h，單臺運行的基本功率在207kW左右，依照新設(shè)計的具體定制水泵，在效率穩(wěn)步提高的過程中，管道閥門的開度也得到了有效的優(yōu)化，單臺泵的基本運行功率為174kW，節(jié)電率約為15.9%。歷史數(shù)據(jù)最小流量工況運行的過程中，泵的基本運行功率為193kW，經(jīng)過了合理的節(jié)能改造，運行的功率降低至167kW，節(jié)電率達(dá)到13.4%。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)最大流量工況運行的過程中，泵的運行功率約為229kW，節(jié)能改造后的運行功率為186kW，節(jié)電率為18.7%。由此可見，通過科學(xué)的改造過程，讓節(jié)能成效逐步顯現(xiàn)，保證將水資源和能源的消耗控制在合理的范圍內(nèi)[2]。

6基于溫度控制的冷卻循環(huán)水節(jié)能方案的實踐總結(jié)

面對當(dāng)前能源和水資源日益緊張的形勢，采取科學(xué)的方式實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)是關(guān)鍵?；跍囟瓤刂频睦鋮s循環(huán)水節(jié)能技術(shù)的科學(xué)使用，在一定程度上改善了當(dāng)前的緊張局面，出于對多冷卻支路并聯(lián)時流量調(diào)節(jié)造成的能源浪費和人力資源浪費的考量，自動調(diào)節(jié)溫度的冷卻循環(huán)水節(jié)能技術(shù)應(yīng)運而生，其通過使用較為先進(jìn)的智能溫度調(diào)節(jié)閥，讓相應(yīng)的溫度得到了合理化的控制，保證了冷卻回路的科學(xué)運行，依照環(huán)境條件和生產(chǎn)負(fù)荷作出的反應(yīng)，可以適當(dāng)?shù)毓?jié)省有限的資源，保證水資源得到科學(xué)保護(hù)。此次研究中探討的某化工廠冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造，了解到技術(shù)優(yōu)勢，明確了系統(tǒng)的自動化水平，冷卻原料溫度控制精度也有所提升，節(jié)能效果十分理想。

7結(jié)語

基于智能溫度控制的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的科學(xué)使用，讓節(jié)能技術(shù)和PID控制原理有效地結(jié)合在一起，適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到管路調(diào)節(jié)的過程中，證實了成熟的傳統(tǒng)技術(shù)具體的利用價值，通過全新的角度，驗證了該項技術(shù)的可行性。在冷卻循環(huán)水系統(tǒng)自動化程度逐步提升的過程中，人力資源浪費問題逐步得到解決，冷卻原料的溫度控制精度也明顯提升。通過本文的解讀，旨在為新系統(tǒng)研發(fā)和舊系統(tǒng)改造提供有效的借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李春，胡耀青，張純旺，等.不同溫度循環(huán)冷卻作用后花崗巖巴西劈裂特征及其物理力學(xué)特性演化規(guī)律研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2020，39（9）：1797-1807.

【2】陳雪清，童蕾，潘啟榮，等.理實一體化教學(xué)的步驟———以“水冷管殼式冷凝器水垢危害分析與處理”為例[J].科技風(fēng)，2017（22）：18.

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