鋼鐵企業循環冷卻水系統節能研究

董曉軍

摘 要 鋼鐵企業循環冷卻水系統是鋼鐵企業生產的重要鏈條，對維護設備的正常運行和安全生產十分重要，但該系統具有較高的能耗，對節約資源、保護環境十分不利，因此我們要加強鋼鐵企業循環冷卻水系統的節能研究，積極利用信息化來提升節能功效，降低資源能源的消耗。

關鍵詞 鋼鐵企業;循環冷卻水;節能研究

1鋼鐵企業循環冷卻水系統節能研究的意義

開展鋼鐵企業循環冷卻水系統的節能設計和研究，積極利用現代科技，加強信息化節能研究，對于鋼鐵企業降低成本、節約社會資源、降低能耗十分具有現實意義，對于控制鋼鐵企業整個項目的能耗十分必要，有利于企業節能減排[1]。

2鋼鐵企業工業循環冷卻水系統能耗的組成

2.1 水量能耗

在鋼鐵企業工業循環冷卻水系統中，水是重要的組成部分，也是鋼鐵設備材料冷卻的主要介質。循環冷卻水系統分為密閉式、敞開式以及濁循環水系統，這些系統設備都需要大量的循環冷卻水，因此會消耗大量的水資源，成為鋼鐵企業工業循環冷卻水系統能耗的一個重要的組成。

2.2 水壓能耗

對于密閉式循環水系統、敞開式工業循環凈水系統等不同的循環水系統，不同的使用原理和工藝，對用戶的水壓要求不盡相同，但整體來看，壓力高則能耗高，壓力低相對應的能耗也較低。對于密閉式循環水系統，其所需的水壓要用來對整個管網系統水頭損失進行補償;對于敞開式工業凈循環水系統以及濁循環水系統，這兩個系統都存在泄壓點，因此對于供水的壓力要進行實際的計算，一方面根據用戶要求來確定，另一方面要對供水沿程管路的水頭損失來確定。對于敞開式工業凈循環水系統，由于其在車間工藝設備用戶是閉路管網，因此相對水壓消耗較低，但水處理站的水塔也成為其主要的泄壓點，也需要加大一定的水壓來支持。因此，敞開式工業凈循環水系統、濁循環水系統這二者都存在泄壓能耗，因此相對所需的水壓就大于密閉式循環水系統的水壓能耗。

2.3 用水方式能耗

這一能耗主要體現在用水制度上，對于循環冷卻水系統，其用水制度一般分為連續用水制度和間斷用水制度。其中連續用水制度的用電量要比間斷用水制度的用電量要高，因此，前者能耗也高于后者。

2.4 熱量能耗

在工業循環冷卻水中，尤其是閉式循環冷卻水系統和敞開式工業凈循環水系統，這些循環水系統生產運行最重要的作用就是將生產過程工藝設備在生產中產生的熱量帶走。對于循環冷卻水系統來說，能夠將熱量帶走的設備主要包括了換熱器、冷卻塔和蒸發空冷器，其中換熱器一般是間接冷卻方式，事實上起主要冷卻作用的是冷卻塔。但是，冷卻塔與蒸發空冷器在運行過程中要進行熱量的循環，在循環水系統中實現熱量與大氣之間進行交換，相應的，交換的熱量越大，風機消耗的電能也越多，因此能耗就越高。如果用戶要求的水溫低，也會導致冷卻塔等設備在降溫冷卻的過程中使用的能耗上升、電量增大[2]。

除了上述能耗之外，還有距離能耗、水力不平衡能耗等。

3鋼鐵企業循環冷卻水系統節能的具體措施

3.1 水量能耗的節能措施

一般來說，對于鋼鐵企業循環冷卻水系統水量的使用，通常是由各工藝設備所需求的水量共同組成的，這樣來看其所需要的水的總量整體來說是一定的，但是，我們也可以依靠技術分析，對循環水量進行控制，從而降低水量能耗。在鋼鐵企業循環冷卻水系統中，循環水使用的最主要的目的是將生產中多余的熱量帶走，對設備進行冷卻。在工藝設備運行過程中產生的熱量一般來說是固定，各工藝設備用戶對于循環冷卻水系統控制的主要是溫度，對于進水的水溫往往也是要求較為嚴格的，也是固定的，這樣來看，只能考慮從出水水溫來節約水量能耗。如果能夠提高出水水溫，就能夠有效地降低循環水量，從而實現降低水量能耗的目的。如果我們將出水水溫提高，也就是提高進出水水溫的溫差，一般來說，如果將溫差提高3度，能夠降低循環水量達三分之一左右，是節約水量能耗的重要手段。

3.2 水壓能耗

一般來說，水壓能耗包括了供水水壓能耗和回水水壓能耗，對于水壓的確定，主要是根據用戶的需求來制定，對于循環水的類型也是根據用戶的重要程度以及用戶對水質的要求綜合考慮來確定的。如果想要降低水壓，最為關鍵的手段就是將回水水壓能耗問題進行處理。對于密閉式循環水系統和敞開式工業凈循環系統，這兩個循環水系統的回水壓力就是供水壓力減去工藝設備水頭損失后的余壓，通過利用信息化精準的計算供水壓力、信息化系統進行水壓控制，從而實現對回水壓力的合理控制。因此，我們可以通過精確的計算來合理確定壓力，降低水壓能耗。

3.3 用水方式能耗

對于實際的生產生活，鋼鐵企業循環冷卻水的使用都是間斷用水的，但事實上，在系統運行中從設計的角度和安全生產的角度，都對各用戶都進行了連續用水的考慮。一般來說，循環冷卻水系統都是恒壓的供水系統，我們通常會在循環水總管上設置一個旁通閥或者泄壓閥，當用戶的用水需求量減少或者用戶數量減少時，會造成系統管網壓力上升，這時我們需要對旁通閥或者泄壓閥進行開啟，確保在循環冷卻水系統中仍然是恒定的流量流回水處理站。通過設置這兩個閥門，能夠有效地降低資源的浪費。這種控制當前可以依靠信息化控制系統來實現，大大的平衡了水壓，控制水流量恒定。

3.4 熱量能耗

對于熱量能耗，一般是循環水系統中冷卻塔或蒸發空冷器對工業用水進行冷卻所消耗的動能。為了有效地降低熱量能耗，我們應在設備允許的情況下，通過提高循環冷卻水的供水問題也就是冷卻塔或蒸發空冷器的出水溫度來降低熱量能耗。通過實驗我們發現，提高工藝設備的出水水溫所增加的熱量能耗是小于降低循環水水量所節省的能耗的。因此，降低熱量能耗可以依靠提高工藝設備的出水水溫來實現。一般來說，我們可以使用加權平均來對供回水溫差進行計算從而對冷卻塔進行選型，從而有效地節約資源，降低熱量能耗[3]。

4結束語

整體來看，對于復雜的鋼鐵企業循環冷卻水系統，我們應加強研究不斷推動節能。

參考文獻

[1] 魏治海，婁秀清.面向鋼廠的工業循環冷卻水系統初探[J].科技經濟市場，2010，（3）：116.

[2] 金亞飚.鋼鐵企業水系統實現節能減排的技術措施[J].環境工程，2015，（2）：165-169，173.

[3] 付本全，王麗娜，盧麗君，等.鋼鐵企業用水與節水減排[J].武鋼技術，2012，50（4）：50-53.