烧碱循环水系统冷却循环装置的节能改造

摘要

目前社会的发展越来越快，能源作为支撑人类日常生产和生活的必需品，其消耗速度正在逐年增长，可再生资源贫乏，不可再生资源日益枯竭，能源浪费现象严重，加之最近几年全球经济形势比较严峻，所以节能降耗逐渐成为全球研究的重点话题。发电是能源消耗的主要方式，而泵和风机的电耗在能源消耗中又占有相当大的比例。冷却循环水系统运用范围较广，设备种类组成简单，一般都是以冷却塔和循环水泵组合循环冷却供水，但是相比其它设备来说电能消耗偏大，所以以此作为节能降耗项目的研究。设计者在设备选型时会留有部分余量，而在实际生产过程中，因为各种原因选型设备往往不能处在最佳运行状态。循环冷却系统中，冷却塔内的冷却水自上而下具有一定的富余能量，水泵又因现场实际使用情况和生产线条件的限制不能达到最佳使用条件，这样就会造成部分电能的消耗浪费。通过对现有冷却塔和水泵的设计参数和现场实测数据的研究，对设备进行部分改造和更换，利用冷却水的富余能量带动水轮机转动去掉电机驱动节省部分电能，另外更换与现有工况条件相匹配的水泵，节省部分电能，达到节能的目的。
　　本文在参考其它厂家改造成功的案例后，与设备供应商进行沟通探讨，通过对现有工况和参数的详细计算后，渐渐地对节能方案进行研究并加以确定，通过数值模拟的方法对方案进行参数优化设计，与现有装置的实验结果进行对比，获得以下成果:
　　(1)以现有的已经安装的冷却塔的设计参数和实际参数为基础，利用数值模拟和参数匹配的方法对水轮机内循环水的运动规律进行深度的分析，探讨水轮机在冷却循环水装置中的性能，将相关的参数数据代入计算公式，并将结果和实验数据进行对比分析;通过数据选型，将目前循环水冷却装置中使用的冷却塔风机电机驱动改变为水轮机模式。
　　(2)对现有的循环水泵的消耗电能进行分析，根据现有工况对循环水泵进行更换，达到节约电能的目的。
　　(3)通过优化管网阻抗，调整各区域的水力平衡条件（精细平衡的优化会涉及供水条件小范围的变化，但不会改变循环水量和使用效果），进而为系统提供合理的能耗指标以及运行参数，提高系统的输送效率。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 节能改造的研究背景及意义

1．1．1 节能改造的研究背景

1．1．2 节能改造研究的意义

1．2 冷却循环水装置的节能历史

1．3 本文节能的主要研究工作

第二章 现有装置设计及运行情况

2．1 现有装置的简介

2．2 一期装置的工艺技术基础参数要求

2．2．1 一期装置循环水冷却塔的工艺技术参数要求

2．2．2 一期装置中循环水泵的技术参数要求

2．3 二期装置工艺技术参数要求

2．3．1 二期循环冷却塔工艺技术参数要求

2．3．2 二期装置中循环水泵的技术参数要求

2．4 现有装置配置参数

2．4．1 一期装置冷却塔和循环水泵的配置参数

2．4．2 二期装置冷却塔和循环水泵的配置参数

2．5 现有装置正常运行的实测数据

2．5．1 一期装置运行组合和运行参数

2．5．2 二期装置的运行组合和运行参数

第三章 冷却循环供水装置能耗评价指标

3．1 循环水泵能耗评价指标

3．1．1 循环水泵的水力能耗的计算

3．1．2 循环水泵的机械能耗的计算

3．1．3 循环水泵的运行效率计算

3．1．4 泵的性能及运行参数描述

3．2 冷却塔的能耗评价指标

3．2．1 冷却塔的热力计算

3．2．2 冷却塔风机的能耗指标

3．2．3 管网系统中的阻力能耗计算

3．3 现有装置运行数据计算

3．3．1 冷却塔的能耗计算

3．3．2 泵的运行效率计算

3．4 冷却循环水装置的能耗解析和节能思路

3．4．1 冷却循环水装置能耗分析

3．4．2 节能改造思路梳理

第四章 冷却循环水装置节能改造方案的可行性分析

4．1 节能改造的初步方案

4．2 水轮机代替电机改造的可行性分析

4．2．1 水轮机的介绍

4．2．2 水轮机改造的可行性分析

4．3 循环水泵节能方案的可行性分析

4．3．1 二期装置中循环水泵节能改造的可行性分析

4．3．2 一期装置循环水泵节能改造的可行性研究

第五章 冷却循环水供水装置节能方案

5．1 节能改造装置的选型

5．1．1 一期装置冷却塔风机的选型

5．1．2 二期装置循环水泵的选型

5．2 冷却循环水装置改造的依据和具体实施方案

5．2．1 改造方案的设计依据

5．2．2 节能改造的最终方案

第六章 节能改造后的效果分析

6．1 技改前后装置系统的优劣对比

6．2 节能改造后的部分情况

6．3 节能改造后节电量情况

6．3．1 二期烧碱循环水泵节电量

6．3．2 二期热电循环水泵节电量

6．3．3 一期冷却塔改造后的节电量

6．3．4 节能改造后可为公司节省的资金

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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