工业循环水WECS改造技术的应用探讨.pdf

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工业仪表与自动化装置
2013年第2期
工业循环水WECS改造技术的应用探计
唐长忠,汤中彩,沈新荣
1.酒钢集团动力厂,甘肃酒泉735100;2.杭州哲达科技股份有限公司,杭州310012
浙江大学流体工程研究所,杭州310027)
摘要:阕述了酒钢集因不锈钢二期软环泵站引进的改造技术ー一工业循环水系统节能优化运
行技术( Water Energy Conservation System,WECS),在对冷却循环水系统进行WECS改造后,系统
节能率达到62%,并在改造后的近两年时间内,一直安全顺利运行
关键词:WECS;系统;节能;改造;优化
中图分类号:TP23文献标志码:A文章编号:1000-0682(2013)02-0058-04
Application of WECS in the industrial circulation cooling water system improvement
! ANG Changzhong, TANG Zhongcai,SHEN Xinrong
(1. Power Plant, Jiuquan Iron& Steel Group, Gansu Jiuquan 735100, China
2. Hangzhou ZETA Tech Co., Ltd. Hangzhou 310012, China;
3. Institute of Fluid Engineering Research, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Abstract: Illustrate a new industrial circulation cooling water improvement technology used in Ji-
uquan Iron and Steel Group. In the WECS transformation of the circulation cooling water system, the sys-
tem energy saving rate reached 62%, and the syetem has been operating safely and smoothly for nearly
two years since the transformation
Key words: WECS; system; energy-saving; improvement; optimization
0引言
改造前,系统运行主要存在以下几个问题
1)采用关小水泵出口阀门开度的方式进行流
国家《节能中长期专项规划》显示,水泵的用电量调节,缺乏节能的调节方式,水泵工频运行;
量约占全国用电量的20.9%,我国2006年水泵的
2)管网存在水力失调现象,不能实现终端按需
运行电耗就已高达5900亿度,而一家中型的钢铁分配,终端换热效率低下
企业,循环水泵年耗电量可高达3亿度以上。我国
4)水泵运行偏离高效点,直接导致系统能耗
泵的设计效率较低,比国际先进水平低5%,系统增加
运行效率低了近20%。工业循环水流程普遍存在
4)整个循环水系统管理方式粗放,不能根据工
低效运行现象,其能耗成本直接制约企业的可持续艺及季节变化进行相应的调节。
性发展,因此进行系统优化运行势在必行。
2WECS技术原理
1不锈钢二期循环水现状
工业循环水系统节能优化运行技术(WECS)通
酒钢集团不锈钢二期循环水改造前配有3台离过对冷却循环水系统中的各项流体参数(流量、压
心
泵,采用2用1备的方式运行,单台水泵电机功率力、温度)、各阀门开度、水泵运转速度等,进行在线
为630kW;终端为4组共14台板式换热器;共10检测,按照流体力学与热交换等原理,根据循环水的
台冷却塔。改造前系统泵组工频运转,循环水量为供水温度等参数,结合环境条件,分析管网循环水系
11000m3/h,耗电量1090万度
统能量输配与交换效率,采用先进控制方法与智慧
阀门技术,对系统中的水泵、阀门与管网、冷却终端
收稿日期:2012-12-27
等单元,进行系统运行优化控制,提高循环水系统能
作者简介:唐长忠(1968),男,高级工程师,现任动力厂副厂长,效,达到综合节能目标。循环水系统组成如图1
负责动力厂水电方面管理工作。
所示
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冷却塔
终端
智能控制和网络通信集成功能,以最小阻力实现压
??
力无关型的智能流动1。
2.2泵一体化智能节能技术
在实现终端智能平衡后,可能出现管网虽然达
到平衡,但不是最节能的运行工况,此时需要利用泵
循环水池
阀一体化智能节能技术,来降低管网阻尼。
水泵组
一般平衡方案
用户1
用户2
用户3
500mPh」9-500mh[2500mh
图1循环水系统组成示意图
35.5%
427%X60%X
2.1管网智能平衡高效输配技术
目前工业循环水的输配大多数采用多支路的并
ETA平衡方案
联输配方式,这样的传输方式存在2个问题
用户1
用户2
用户3
)为了满足远端(不利端)设备的流量要求,而
0-500 m /h @-500m/h
500m3/h
造成近端设备的流量远远超标,出现“大流量小温
59%X71「9,7%
差”现象。
2)当某些终端用户运行工况发生改变,由于流
动的连续性,用户之间相互影响,出现动态水力失调
图3满足终端用户需求时不同平衡方案
和热力失调。
如图3所示,普通的平衡方案中,网门开度分别
对于上述2个问题,传统的阀门调节方法非但为35.5%、42.7%和60%;ZETA泵阀一体化智能节
不能完全解決,还引起能耗的巨大浪费,如果调控不能技术下的平衡方案中,阀门开度分别为59%、
当,甚至影响工艺正常进行。
71%和9.7%。显然两种开度情况都能满足终端
智能平衡髙效输配技术能完美地解决上述2个
用户相同流量要求,但ZETA平衡方案损失在阀门
问题。利用ZETA的专利产品智慧门,通过设定上的扬程会比一般平衡方案的少很多。
终端控制的目标:温差、流量或压力等,智慧阀门即
泵阀一体化智能节能技术,通过采集管网所有
可通过内嵌的高级算法计算出各阀门在当前工况下阀门的开度,在满足终端工艺需求的前提下,尽量开
的开度,实现终端用户水力平衡,即实现按需分配,大阀门开度,把管网阻尼降到最低,此时的管网才是
把原先近端设备超标的流量节省下来。当终端有用最节能的管网。并将此时的所有终端的总工况需求
户工况发生变化时,智慧阀门能很快地重新计算新反馈到上位机系统,以此为依据进行变频或者更
的平衡下各阀门的开度,实现新的平衡,防止出现动换符合工况的高效节能水泵。
态水力失调和热力失调3。
2.3泵高效运行技术
如图4所示,在终端工艺发生変化时,终端阀门
重新计算阀门开度后,得到新的平衡,此时的管路阻
力曲线与水泵PQ曲线的交点A就是当前水泵的运
行工况点?,但此时水泵的运行效率较低,通过泵
高效运行技术,智慧调节终端阙阚门,不影响平衡状