雙變量試差算法及其在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

孟志強(qiáng)，張沛

(湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410082)

在石油化工、冶煉、發(fā)電、大功率電力電子設(shè)備等行業(yè)和領(lǐng)域，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是保障生產(chǎn)工藝、設(shè)備可靠運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的重要設(shè)施，也是主要的耗能設(shè)備[1]。由于循環(huán)水系統(tǒng)末端換熱設(shè)備中冷流體流量往往比實(shí)際需要的換熱流量高得多，使得水泵設(shè)計(jì)選型與末端換熱設(shè)備的實(shí)際需求偏差大，水泵嚴(yán)重偏離最佳效率區(qū)運(yùn)行，存在效率低、能耗高的問題[2]，因此，提高循環(huán)水系統(tǒng)泵站的運(yùn)行效率、優(yōu)化泵站水泵配置設(shè)計(jì)已成為重要研究課題[3]，其主要內(nèi)容是根據(jù)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)末端換熱設(shè)備要求和冷流體的流量與溫度、泵站的運(yùn)行方式確定水泵的類型和數(shù)量，定制高效節(jié)能泵，用來替換當(dāng)前實(shí)際使用的低效率水泵，消除由于系統(tǒng)配置不合理而導(dǎo)致的高能耗[4]。泵站水泵配置的優(yōu)化技術(shù)主要有泵站工況建模、模型優(yōu)化求解[5]、末端換熱器高效設(shè)計(jì)[6]、換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)分析[7-8]，這些技術(shù)用于泵站建設(shè)的優(yōu)化已取得良好的節(jié)能效果。工況建模和模型求解的過程復(fù)雜，末端換熱器高效設(shè)計(jì)與換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析分別是針對(duì)換熱器本體和換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，采用對(duì)數(shù)平均溫差法對(duì)換熱設(shè)備的流量進(jìn)行核算[9]，是一種投資少、見效快、效果好、被廣泛使用的泵站配置優(yōu)化方法。對(duì)數(shù)平均溫差法進(jìn)行換熱器的校核計(jì)算需要冷、熱流體的入口溫度和出口溫度這3 個(gè)參數(shù)。常用的單變量試差法假定冷、熱流體的流量與比定壓熱容等參數(shù)不變，熱流體的出口溫度是給定的，只通過冷流體出口溫度的試差，得到期望的冷流體質(zhì)量流量和出口溫度，用于設(shè)計(jì)冷卻塔、冷卻池、泵站和循環(huán)水管道系統(tǒng)[10]。……