鋼鐵企業循環冷卻水系統節能技術探討

孟靜

（河北鋼鐵集團宣鋼公司設備能源部 075100）

摘 要：對于鋼鐵企業而言，循環冷卻水在整個工藝生產中占據重要地位，對生產的運行以及設備的維護具有舉足輕重的作用。循環冷卻水系統具有較高的能耗，尤其是用電方面，比重較高，因此，循環冷卻水系統節能問題備受關注，是鋼鐵企業極為關注的問題。本文立足鋼鐵企業發展實際，對其循環冷卻水系統節能技術進行了深入探討，提出了一些建設性的建議。

關鍵詞：鋼鐵企業 循環冷卻水系統 節能技術

前言：對于鋼鐵企業而言，影響成本的因素較多，雖然原材料價格、產品銷售等占據主導地位，但是，能源消耗也產生較大影響，關乎企業盈利能力。因此，要注重節能理念的滲透，應用節能技術，切實提升企業競爭能力。面對循環冷卻水系統在能耗方面的突出問題，需要重視節能技術應用，節省資源，擴大節能措施的應用范圍，強化節能設計，在根本上降低水系統的電耗，實現對整個鋼鐵企業能耗的合理控制，強化節能減排措施的推行。

1對鋼鐵企業循環冷卻水系統節能技術應用概括介紹

對于鋼鐵企業的循環冷卻水而言，主要構成為直接冷卻水開路循環水系統以及間接冷卻循環水系統。立足間接系統，主要構成部分為敞開和密閉水處理系統。針對不同的冷卻水系統，對水質提出差異性的要求，涉及諸多冷卻裝置，如冷卻塔、冷卻器、換熱器等。立足常溫條件，傳統冷卻裝置能夠實現循環水系統溫度降低的目的，但是，在溫度較高的情況下，循環冷卻水溫度過高的問題成為困擾鋼鐵企業的重要問題。另外，立足節能，循環冷卻水系統中蘊含大量技術，需要進行深入分析，切實提升技術應用效率。

2對風機、水泵等進行變頻改造

在當前的循環冷卻水系統中，涉及大量風機和水泵設備，其處于額定功率下運行，在進行風機流量設計的時候，應用的是最大風量需求設計原則，因此，很難形成閉環的控制，忽視省電要求。另外，在調控方式、電氣控制等方面都存在不合理的地方。對于風機、水泵的負載，其設計的標準是滿負荷工作量，但是，并不是都處于滿負荷狀態下運行。因此，為了實現對節能的改善，應用變頻器實現對風機和水泵負載的控制極具科學性。發揮變頻器內部PID軟件的作用，對電動機轉速進行調節，滿足水壓和風壓的恒定狀態，保證整個系統的壓力達到運行標準，滿足閉環恒壓控制狀態，這在根本上大大提升了節能效率。另外，變頻器能夠滿足大電動機軟起和軟停的目的，降低電動機故障率，設備使用周期被延長。這一技術在鋼鐵企業中得到廣泛推廣和應用。針對風機、水泵電機的變頻改造，需要重視對測試、變頻器選擇以及使用方面的關注，以更好地提升改造效率，提高改造效果。首先，在進行系統測試的時候，要結合改造標準和要求，制定合理的參數，同時，構建更加嚴謹的測試方案，結合生產工藝進行合理組織安排，進行具有代表性的多次測試。其次，對于變頻設備類型的選擇，要結合應用環境與背景，對設備的各種性能進行考量，如速度精度、轉矩等，在此基礎上實現控制模式的明確，保證防護結構的合理性。再次，在應用變頻器的時候，需要注意的是在變頻器和電源之間安裝斷路器，目的是避免變頻器發生故障時事態的擴大?？傊ㄟ^對風機、水泵電機變頻器的改造，節能效果十分顯著，對降低維修、改善等費用也產生一定的作用。

3對熱泵技術應用的介紹

對于熱泵技術而言，主要是借助高位能，促使低位熱源流向高位熱源裝置，是當前水冷卻系統中能效比較高的制冷和制熱方式。在冬季，水體溫度高于環境空氣溫度，借助這一時差有效提升熱泵循環的蒸發能力和供暖能效。而在夏季，水體溫度低于空氣環境溫度，因此，制冷的冷凝溫度降低，冷卻效果突出，整個機組的運行效率得以顯著提升。在實際的應用中，水源熱泵優點突出，其主要能源類型為清潔可再生能源，有利于水資源的節約，環保效果突出，滿足供暖和制冷的雙重需要，改進措施相對簡單。與此同時，水溫波動相對穩定，不會出現較大的變動，整個熱泵機組的運行更加可靠與穩定，維護了系統的高效性與經濟性，維護費用大幅降低，有效延長了設備的使用周期。在熱泵技術應用與改善中，需要關注經濟性指標，加強試驗，重視對雜水質循環冷卻系統的預處理，制定有效的方案。

4對冷卻塔水輪機驅動改造的介紹

在鋼鐵企業中，比較常見的冷卻設備為冷卻塔。借助水輪機驅動實現對葉輪風機的替代，優勢十分突出，首先，能夠滿足節能和節電的要求。在水輪機驅動的應用下，風機部分的耗電為零。其次，能夠達到環保和無噪聲的標準。對于水輪機的機量轉換而言，其主要完成的位置是水流道內，同時，不需要電機和減速機的支持，有力消除了低頻電磁聲和機械噪音。再次，凸顯高效性。借助水輪機直接驅動風機，省去了減速機，同時，水流量的變化會誘發風量的變化，保證穩定在合適的氣水比范疇，散熱效果顯著。第四，使用壽命被延長。對于水輪機而言，其結構相對簡單，技術完善。第五，具有相對安全的運行環境。冷卻塔自身存在漏電、爆炸等潛在危險，而水輪機不用電，避免高危環境作業，增加了冷卻塔運行環境的安全性。第六，具有較強的適用性，改造費用不高。水輪機驅動改造適合于多種冷卻塔，安裝相對簡單，對原有結構不會產生破壞，設備不需要改變，省去大量場地要求，節約了大量電能和維護支出。鑒于冷卻塔水輪機驅動改造技術的優勢，同時，考慮到鋼鐵企業生產運行的連續性需求，在進行具體改造的時候，需要關注幾個問題，一方面，要考量水輪機改造之后之后能否適應較為惡劣的運行環境；水輪機驅動改造之后能否對循環水泵的電流產生影響，一旦出現改變，需要進行預防措施的制定；在水輪機改造中，還要全面考慮冷卻塔中填料的布置情況，重視冷卻塔的規模以及受力結構等技術問題。在整個改造中，最為關鍵的環節是冷卻塔水輪機的改造，要立足水量穩定的前提下進行。

5冷卻水溫對鼓風汽輪機真空經濟性影響的分析

對于鼓風汽輪機凝汽器真空的建立和形成主要分為兩個組成部分，即機組的啟動和運行兩個階段。在啟動時期，凝汽器真空實現的目的是抽出凝汽器中的空氣，真空建立的效果主要取決于抽氣器的容量和性能，同時，也受到真空系統嚴密性的制約。在機組啟動之后，一旦氣體排到凝汽器，在冷介質的影響下出現冷卻現象，同時凝結成水，體積被大大縮小，凝汽器成為真空環境。真空的形成實現了對機組危害的有效降低。科學的降低冷卻水水溫能夠提升真空，促使汽輪機理想的比焓降增大，汽輪機的效率得到大幅的升高。冷卻水的降低需要大量冷卻塔冷風機的支持，因此，要對汽輪機效率與增大冷卻風機用電量之間進行經濟性的比較。

結束語：綜上，對于鋼鐵企業而言，能源系統備顯綜合性，涉及諸多能源介質的使用，因此，要重視對能源介質的平衡，以實現能源的最佳匹配。要重視對循環冷卻水系統內部工藝和設備的節能改造，在根本上強化對能源系統全流程的管理。

參考文獻：

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