黃智磊

【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，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。

【Abstract】According to the waste problems of human resources and energy in the cooling circulating water system， this paper emphatically discusses a kind of energy saving technology， which can achieve the goal of automatic temperature regulation， achieve effective circulation， and ensure the water resources saving in place. The core of this kind of technology is intelligent temperature control valve， which integrates the functions of electric proportional valve and PID control system. In the actual application process， it can ensure that the pipeline flow can be automatically adjusted according to the production load status under the environmental conditions， and there will be no mutual interference problems.

【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)

【Keywords】temperature control; cooling circulating water system; intelligent temperature control valve; energy saving technology

【中圖分類號】TB657? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）05-0195-02

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，確保合理地進行運算及調(diào)整，讓電動比例閥的開度符合標準，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，多個冷卻回路能夠依照環(huán)境的基本變化和生產(chǎn)負荷的狀態(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，基于水資源保護的角度進行循環(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，當檢測符合一定的標準之后，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?shù)匾胄滦蜋C械設(shè)備。同時，還應(yīng)該科學地運用施工手段，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)嚴重的能源消耗問題。

最后，可適當?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，通過科學化的現(xiàn)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)閥對流量進行適當?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，避免水力嚴重失衡，造成能耗的浪費，需要適當?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?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?shù)毓?jié)省有限的能量，避免出現(xiàn)嚴重損失的情況。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)實際標準安裝上相應(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，保證其達到原料的基本冷卻標準，進出水溫差不會過小，以免造成嚴重的浪費問題。

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)電率達到了一定的標準，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)

面對當前能源和水資源日益緊張的形勢，采取科學的方式實現(xiàn)節(jié)能的目標是關(guān)鍵。基于溫度控制的冷卻循環(huán)水節(jié)能技術(shù)的科學使用，在一定程度上改善了當前的緊張局面，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運行，依照環(huán)境條件和生產(chǎn)負荷作出的反應(yīng)，可以適當?shù)毓?jié)省有限的資源，保證水資源得到科學保護。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?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】

【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特性演化規(guī)律研究[J].巖石力學與工程學報，2020，39（9）：1797-1807.

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