浅谈工业冷却循环水系统节能优化技术及应用——以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造为例
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浅谈工业冷却循环水系统节能优化技术及应用——以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造为例
天津市工业和信息化研究院,天津 300071
摘要:如何降低重型工业企业的生产运营成本,冷却循环水系统的能耗过大,可以作为节能降耗的一个切入点。本文以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造为例,通过分析循环水系统运行工况的分析,对系统参数进行收集,并结合具体生产工艺的要求,选择最合适的节能减排方案,以代替当前所采用的高耗能、低效率水泵,最终实现节能减排的效果。
关键词:工业冷却循环水系统;节能优化;技术应用;方案设计;节能效益
一、引言
天津市某冶金企业的冷却循环水系统迄今为止已经投入使用超过十余年,之所以能耗过大,主要原因在于设备老旧,系统效率低下。要想降低生产运营成本,有必要针对该企业冷却循环水系统存在的能耗过大问题加以研究,并结合冶金企业所需要的工艺特点,有针对性的做好节能减排。通过对该企业冷却循环系统和企业实际情况的比较,最终决定采用的方案技术为:热交换水循环节能技改服务技术,这一技术的主要优势在于能够针对冷却循环水系统流量大、效率低、能耗高的问题,根据相关参数设置,从而建立起水力模型,并通过对参数的分析,找出能耗过大的影响因素,有针对性的改进,最终找出最佳的改造方案。
二、以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造前的工况分析
(一)改造的内容 图1:改造前的开放式冷却循环水系统
天津市某冶金企业当中所采用的冷却循环水系统的设置如下:工业泵厂工艺冷却水泵2台,永恒电机2台。新系统设备为开式回路机械循环,冷却循环水泵将冷却后的水送到循环系统当中实现系统散热,换热结束之后冷却水又被返送到冷却塔当中散热,通过这种往复循环实现冷却效果,并通过供水系统补充冷却水的损耗。参看图1,这是没有被改造的开放型系统冷却水泵,从它的应用结果中可以看到系统的能源损耗极大。
(二)改造的参数
改造的参数具体如下:系统冷却水泵每年运行365天,每天运行24小时。根据实际测量参数可知,分析系统改造前的实际运行情况:第一,该冷却循环水系统的具体运行已经严重偏离了最佳运行状态,运行效率较低,能耗极高;第二,整个冷却循环水系统一直处于高耗能状态下工作运转。
三、以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造后的方案
图2:改造后的闭密式冷却循环水系统
借助热交换用水循环系统节能技改服务技术,对该冶金企业的冷却循环水系统的分析研究,结合系统各设备的具体运行情况,所制定的改造方案如下:整改该企业冷却循环水系统当中所有的不良因素,且根据计算来确定系统最佳运行状态下的高效节能泵参数,选择合理的水泵设备,提高系统的输送效率,最终达到理想的节能降耗效果。
具体技术改造内容包括以下三个方面:第一,使用定制高效节能水泵,改造之后,运行模式如下:大流量工况下1台冷却水泵运行八个月,且每天24小时运行;第二,交流接触器当中安装计时设备,更加准确的记录水泵运转时间;第三,使用电机保护器,并对其及时更换,根据实际的需求确定电流大小。
四、以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造后的效果
以下主要从冷却循环水系统技术改进之后的具体运行效果、最终的节能效益两个方面展开分析。
冷却循环水系统技术改进之后的具体运行效果。技术整改之后,大小流量工况下,冷却循环水系统水泵设备的功耗都实现了有效的降低,且均能满足企业的日常生产运转工作。具体数据如下:大流量工况下,冷却循环水系统水泵的运转功率为150kW;小流量工况下,冷却循环水系统水泵的运转功率为95kW。 冷却循环水系统技术改进之后的最终的节能效益。从每小时耗费的电量来看,大流量工况下,冷却循环水系统水泵整改之前的实际功率是191.5kW,技术改进后的实际功率使150kW,每小时电量是41.8kW·h,节电率约为20%;小流量工况下,冷却循环水系统水泵整改之前的实际功率是144kW,技术改进后的实际功率使95kW,每小时电量是49kW·h,节电率约为34%;综合节电率可以达到27%甚至更多。
从每年节电量来看,大流量工况下,如果平均每年运行240天,每天运行24小时,则总运行时间可达到5760小时;小流量工况下,如果平均每年运行120天,每天运行24小时,总运行时间可达到2880小时。计算可得:大流量工况下每年节电量为240768kW·h,小流量工况下每年节电量为141120kW·h,每年可节约电费高达240589元(电费按0.63元/kW·h计算)。
结语
当前在工业领域,冷却循环水系统的应用对企业而言造成了较大的能耗,原因是多个方面的,包括设备选择过于保守,设备自身存在的问题等。要想实现节能减排,就有必要结合当前冷却循环水系统的特点和实际生产需要,加强管理、维护和日常监控,确保冷却循环水系统能够始终处于最佳工作状态,一方面可以大大降低企业生产成本,另一方面响应国家号召,落实节能减排工作,这对企业形象的打造而言十分有益。总而言之,工业生产领域冷却循环水系统设备能耗极高,有必要结合实际的需求和工作运转情况对冷却循环水系统进行设备更新或者是技术改进,或者是两者同步进行,从而实现对冷却循环水系统整体的节能减排,不仅有助于提高企业整体生产效益,也能够达到保护生态环境的效果。本文主要以天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造前的工况入手分析,对该企业的冷却循环水系统节能改造后的方案展开了探讨,最后着重对于天津市某冶金企业的冷却循环水系统节能改造后的效果进行了梳理,本文内容可供相关人士参考。
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