淺談循環水冷卻系統的節能改造

楊阿敏

摘要：循環水冷卻系統是工業企業不可或缺的重要設備，水冷卻系統通常由冷卻塔、水泵和換熱系統等組成，其工作流程是由冷水流過需要降溫的生產設備有效換熱后再返回冷卻塔，通過冷卻塔內將溫度上升的循環水降溫，然后通過循環水泵加壓后再次循環使用。

關鍵詞：循環水冷卻系統 節能改造

前言：循環水冷卻系統作為企業主要的供能設備，占企業用電量的比重相對較大，在國家日漸提倡重視節能環保的新時代下，通過對循環水冷卻系統進行節能改造而降低用電消耗，不僅能為企業創造較好的經濟效益，更能實現良好的社會效益，在工業循環水冷卻系統中循環水泵、冷卻塔風機是用電大戶，所以節能改造的關鍵點在于研究如何對循環水泵和冷卻塔風機進行節能改造，本文就具體的節能改造措施進行簡單闡述。

1.循環水泵的節能改造

水冷卻系統的循環水泵作為主要的動能設備，占能源消耗的比重相當大，循環水泵方面除采用高效節能泵外還可以通過以下幾個方面進行節能改造，一是通過水泵的富余流量分析，以控制循環水泵的回水閥門開關度的方式來調節循環水的供應壓力，在滿足系統運行的實際揚程情況下低于水泵的設計揚程時，可以有效避免因額外的循環量而產生的能效浪費;二是隨著高壓大功率電機變頻調速技術的不斷成熟，運用變速變流量的節能原理，根據水泵的壓力和流量特性曲線，在保證循環水冷卻系統壓力的前提下，采用對循環水泵電機調節方式進行變頻改造來實現優化節能，根據循環水泵的轉速、揚程、功率與節電率的變化，在轉速降低、流量減小時，電機所需功率近似按流量的3次方大幅度下降，雖然降低轉速時額定的工作參數會相應降低，但水泵仍能在同樣的效率下工作，所以降低轉速能大大降低軸功率從而達到節能的目的;循環水泵在進行變頻節電改造后，改造后的變頻系統相當于一個全自動的調節閥，水泵降低了轉速，流量就不再用關小閥門來控制，閥門始終處于全開狀態，避免了由于關小閥門引起的能效損耗，同時也避免了總效率的下降，確保了能源的充分利用，設備需要多少，就能供應多少;在采用變頻調速時，50Hz工況下滿載時功率因數為接近1，工作電流比電機額定電流值要低很多，是因為變頻裝置的內濾波電容產生的改善功率因數的作用，可以為電網節約20%左右的容量，從而確保了能源的有效利用;三是降低水泵出口壓力，通過對水冷系統運行參數和水泵設計參數進行充分的分析比較，通過對循環水泵進行削切葉輪來減小葉輪直徑，降低水泵揚程和水泵出口壓力，從而達到降低水泵電耗的目的。切削水泵葉輪直徑降低水泵出口壓力的改造手段能保證系統流量需求且系統改動較小，無需增加額外的運行維護，且改造成本低，節能增效顯著。

2.冷卻塔風機的改造

通過采用水輪機替代電機驅動冷卻塔風機轉動來達到節能的目的，以水力驅動風機，以水輪機取代電機作為風機動力源，而水輪機的工作動力主要來自循環冷卻系統的富余流量和富余揚程，由于設計時通常會考慮到管道阻力，設備負荷，換熱面積以及其它各方面的因素影響，在水泵的選型上往往會有一定的流量富余，通過風機的無電化改造，水泵提供的循環水經過水輪機并帶動其旋轉，使水輪機的輸出軸直接與風機相連，進而帶動風機旋轉，在系統改造好水輪機后，同時將進冷卻塔的閥門打開直至系統流量的需要值，因為水泵功率與流量成正相關，所以改變閥門的開度能調節泵的流量，流量變化時水泵的功率才會發生變化，流量不變化時水泵電機功率也不變化，所以使閥門開度保持在系統需要值狀態是最有利于節能的狀態。

3.對冷卻水進行優化管理

循環水系統的水質對能耗也有著一定的影響，水中的泥垢雜質或是腐蝕物質等會造成冷凝器臟堵或泄漏等各種問題，從而導致系統冷卻不下來，無形中造成了水量和電量的增加;基于此，必須對循環冷卻水進行優化處理，以提高水資源的利用率，保障循環水系統功能的持久發揮，冷卻水的優化處理一是通過在水塔水入水源頭增加過濾器過濾雜質異物，二是定期投放阻垢緩蝕劑和殺菌劑進行殺菌剝離清洗，殺菌剝離的目的是去除附著在系統中的泥垢和粘泥附著物，切斷其對藥劑的隔絕作用，使藥劑最大限度發揮其緩蝕阻垢的作用;在集水池水位降至最低安全水位時，以節約藥劑用量，投放粘泥剝離劑進行殺菌剝離，投放過程中要仔細觀察冷卻塔頂部配水裝置和塔內壁的粘泥、菌藻的去除情況以及出水孔堵塞緩解情況，直至塔內壁綠苔消失，循環水濁度數小時不變后開大補充水及排污閥進行置換排放。

4.做好設備的維護管理

由于循環水冷卻系統具有較高的節能與環保價值，循環冷卻水使用的目的是為企業更好的節約水電資源。隨著企業生產規模的逐漸擴大，尤其要做好循環水系統的日常維護保養，通過建立健全相關的保養機制，定期檢查循環冷卻系統各種設備以及閥門的功能狀態，檢查高低壓凝氣器的運行狀態，為冷卻水循環系統的正常運行創造有利前提。

結束語：通過結合企業自身生產實際出發，在滿足企業正常生產所需設備的換熱需求下，通過技術手段對循環水冷卻系統進行節能改造，優化循環水用量、降低循環水壓力，在保持原有生產規模的情況下，改造后的循環水冷設備達到節約電能消耗、減少水資源浪費、降低工人勞動量及設備的維護成本需求，更好的實現循環水系統的經濟運行和節能增效的目標。

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