基于溫度控制的冷卻循環水節能技術論述

黃智磊

【摘? 要】根據冷卻循環水系統中的人資和能源浪費問題，論文重點探討了一種節能技術，其能夠實現自動調節溫度的目標，實現有效的循環，保障水資源節約到位。該類技術的核心為智能溫度調節閥，這種調節閥將電動比例閥以及PID控制系統的功能集中在一起。在實際運用過程中，可以保證依照環境條件下生產負荷情況自動調節管路流量，并且不會產生相互干擾的問題。

【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.

【關鍵詞】溫度控制;冷卻循環水系統;智能溫度調節閥;節能技術

【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

冷卻循環水系統被合理地運用至石油以及化工等多個領域，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。若僅僅調節水泵出口閥門，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生，直接地造成電能的浪費問題。若只調節分支管路閥門，多支路人工操作相對復雜，直接消耗了一定的人力資源，且無法保證溫度的科學控制，難以實現節能的目的。針對相關問題，特別研究出智能溫度控制冷卻循環水裝置，同時，進行了節能改造，依照冷卻循環水系統節能的運行狀態，論證相關技術的可行性。

2 智能溫度控制的基本原理

冷卻循環水裝置重點是通過冷卻塔和循環水池等共同組合而成，循環水泵出口閥門和主管路閥門的開度設置一般是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節閥之后，能夠實現有效的溫度調控，保證更好地滿足實際需求[1]。智能溫度調節閥將電動比例閥和PID控制系統的功能融合到一起，借助后者設定出原料本身需要控制的溫度，溫度變送器讓監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，需要進行獨立的設定，智能溫度調節閥便可完成獨立控制的目標，多個冷卻回路能夠依照環境的基本變化和生產負荷的狀態自動調節管路內部的流量，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，滿足系統運行需求。

3 循環水系統概況

水屬于循環水系統中至關重要的傳遞物質，其本身的質量具有較大的影響，能夠與循環水設備的運行狀態建立起直接的聯系，同時，也關系到循環水系統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水設備的節能改造，應該先對水的基本質量加以分析，當檢測符合一定的標準之后，才可將其啟動運行。

其次，循環水設備節能技術的改造實踐中，可以適當地引入新型機械設備。同時，還應該科學地運用施工手段，保證打造出一個完整的整體，促使在相互協作的過程中彰顯出最大效用，在一定程度上節省相應的水資源，避免出現嚴重的能源消耗問題。

最后，可適當的控制失水量，由此讓循環水設備的安全運行得以保障。通常來說，出現失水問題的原因是設備管網存在老化的情況，此外，用水之后的處理不到位，也會造成水資源的嚴重浪費。為更好地處理相關問題，應該高度重視循環水的節能改造，在循環水設備運行的過程中，科學處理管網泄漏的問題，對于老舊的管網應該及時地進行更換，不可讓其繼續作業。

4 基于溫度控制的冷卻循環水系統概況

結合某化工廠的基本情況分析，其擁有1套冷卻循環水系統，共涉及3臺重要的水泵，運行的基本方式為兩用一備，通過科學化的現場測量，循環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，冷卻系統共包含6臺換熱器供應冷卻水，類似于6條分支回路，其中的換熱器設備往往是借助管路流量調節閥對流量進行適當的控制，因為6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，需要適當地融入智能溫度控制原理。根據智能溫度控制的具體要求，冷卻支路上的流量能夠呈現出明顯減小的狀態，具體的需水流量是825m3/h，可以適當地節省一部分用水量。因循環水泵額定工況和具體的工況需求存在著明顯的偏差，智能溫度調節閥的節能改造需要和傳統節能改造方法有效結合。

5 基于溫度控制的冷卻循環水節能方案的實施及成果

在原有冷卻循環水系統的基礎之上，相應的閥門均處于完全打開的狀態，可以適當地節省有限的能量，避免出現嚴重損失的情況。依照智能溫度控制的具體要求，應該在確保安全余量的前提之下，及時地將原有的循環水泵更換至額定流量在850m3/h的高效節能泵。根據智能溫度控制的具體原理分析，對應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節閥，換熱器原料的出口端根據實際標準安裝上相應的溫度變送器，由此起到監測原料溫度的成效，保證將相應的溫度值反饋至智能溫度調節閥，依照環境條件的具體變化，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水系統面對不同的工況需求時，節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，依照新設計的具體定制水泵，在效率穩步提高的過程中，管道閥門的開度也得到了有效的優化，單臺泵的基本運行功率為174kW，節電率約為15.9%。歷史數據最小流量工況運行的過程中，泵的基本運行功率為193kW，經過了合理的節能改造，運行的功率降低至167kW，節電率達到13.4%。根據相關的數據顯示，歷史數據最大流量工況運行的過程中，泵的運行功率約為229kW，節能改造后的運行功率為186kW，節電率為18.7%。由此可見，通過科學的改造過程，讓節能成效逐步顯現，保證將水資源和能源的消耗控制在合理的范圍內[2]。

6 基于溫度控制的冷卻循環水節能方案的實踐總結

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節能的目標是關鍵。基于溫度控制的冷卻循環水節能技術的科學使用，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時流量調節造成的能源浪費和人力資源浪費的考量，自動調節溫度的冷卻循環水節能技術應運而生，其通過使用較為先進的智能溫度調節閥，讓相應的溫度得到了合理化的控制，保證了冷卻回路的科學運行，依照環境條件和生產負荷作出的反應，可以適當地節省有限的資源，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水系統節能改造，了解到技術優勢，明確了系統的自動化水平，冷卻原料溫度控制精度也有所提升，節能效果十分理想。

7 結語

基于智能溫度控制的冷卻循環水系統的科學使用，讓節能技術和PID控制原理有效地結合在一起，適當地應用到管路調節的過程中，證實了成熟的傳統技術具體的利用價值，通過全新的角度，驗證了該項技術的可行性。在冷卻循環水系統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，旨在為新系統研發和舊系統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.