基于温度控制的冷却循环水节能技术论述
黄智磊
【摘? 要】根据冷却循环水系统中的人资和能源浪费问题，论文重点探讨了一种节能技术，其能够实现自动调节温度的目标，实现有效的循环，保障水资源节约到位。该类技术的核心为智能温度调节阀，这种调节阀将电动比例阀以及PID控制系统的功能集中在一起。在实际运用过程中，可以保证依照环境条件下生产负荷情况自动调节管路流量，并且不会产生相互干扰的问题。
【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.
【關键词】温度控制;冷却循环水系统;智能温度调节阀;节能技术
【Keywords】temperature control; cooling circulating water system; intelligent temperature control valve; energy saving technology
【中图分类号】TB657? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）05-0195-02
1 引言
冷却循环水系统被合理地运用至石油以及化工等多个领域，具体的运行操作方式过于粗放，能源的实际浪费问题较为严重。因为冷却回路的换热功率和管路特性存在着明显的不同，针对冷却水以及原料的温度要求也存在着一定的差异，所以流量需求不一。若仅仅调节水泵出口阀门，仅能满足工况较差的冷却支路需要，势必造成某些回路流量较大的情况发生，直接地造成电能的浪费问题。若只调节分支管路阀门，多支路人工操作相对复杂，直接消耗了一定的人力资源，且无法保证温度的科学控制，难以实现节能的目的。针对相关问题，特别研究出智能温度控制冷却循环水装置，同时，进行了节能改造，依照冷却循环水系统节能的运行状态，论证相关技术的可行性。
2 智能温度控制的基本原理
冷却循环水装置重点是通过冷却塔和循环水池等共同组合而成，循环水泵出口阀门和主管路阀门的开度设置一般是100%，以此视作检修阀加以使用。换热装置属于冷却支路，进水口管路安装智能温度调节阀之后，能够实现有效的温度调控，保证更好地满足实际需求[1]。智能温度调节阀将电动比例阀和PID控制系统的功能融合到一起，借助后者设定出原料本身需要控制的温度，温度变送器让监测之后的原料温度及时地反馈至PID控制器，确保合理地进行运算及调整，让电动比例阀的开度符合标准，促使着管路中的冷却水流量正好符合冷却原料设定的温度。冷却回路的温度依照原料的具体要求分析，需要进行独立的设定，智能温度调节阀便可完成独立控制的目标，多个冷却回路能够依照环境的基本变化和生产负荷的状态自动调节管路内部的流量，并且不会互相干扰。综上，智能温度控制就是依照实际情况科学控温，满足系统运行需求。
3 循环水系统概况
水属于循环水系统中至关重要的传递物质，其本身的质量具有较大的影响，能够与循环水设备的运行状态建立起直接的联系，同时，也关系到循环水系统的安全性以及基本的效率。
首先，基于水资源保护的角度进行循环水设备的节能改造，应该先对水的基本质量加以分析，当检测符合一定的标准之后，才可将其启动运行。
其次，循环水设备节能技术的改造实践中，可以适当地引入新型机械设备。同时，还应该科学地运用施工手段，保证打造出一个完整的整体，促使在相互协作的过程中彰显出最大效用，在一定程度上节省相应的水资源，避免出现严重的能源消耗问题。
最后，可适当的控制失水量，由此让循环水设备的安全运行得以保障。通常来说，出现失水问题的原因是设备管网存在老化的情况，此外，用水之后的处理不到位，也会造成水资源的严重浪费。为更好地处理相关问题，应该高度重视循环水的节能改造，在循环水设备运行的过程中，科学处理管网泄漏的问题，对于老旧的管网应该及时地进行更换，不可让其继续作业。
4 基于温度控制的冷却循环水系统概况
结合某化工厂的基本情况分析，其拥有1套冷却循环水系统，共涉及3台重要的水泵，运行的基本方式为两用一备，通过科学化的现场测量，循环水实际的流量大概为950m3/h，单台电机具体的运行功率约是207kW，两台水泵的运行工况存在着相同之处，此时的水泵效率为75.4%，水泵机组综合效率为62.8%。
在冷却工艺流程方面进行分析，冷却系统共包含6台换热器供应冷却水，类似于6条分支回路，其中的换热器设备往往是借助管路流量调节阀对流量进行适当的控制，因为6条分支回路上的管径以及管长等存在着明显的不同，所以回路的流阻特性也存在差异。为确保所有换热设备的温度能够符合工艺要求，避免水力严重失衡，造成能耗的浪费，需要适当地融入智能温度控制原理。根据智能温度控制的具体要求，冷却支路上的流量能够呈现出明显减小的状态，具体的需水流量是825m3/h，可以适当地节省一部分用水量。因循环水泵额定工况和具体的工况需求存在着明显的偏差，智能温度调节阀的节能改造需要和传统节能改造方法有效结合。
5 基于温度控制的冷却循环水节能方案的实施及成果
在原有冷却循环水系统的基础之上，相应的阀门均处于完全打开的状态，可以适当地节省有限的能量，避免出现严重损失的情况。依照智能温度控制的具体要求，应该在确保安全余量的前提之下，及时地将原有的循环水泵更换至额定流量在850m3/h的高效节能泵。根据智能温度控制的具体原理分析，对应的换热器冷却水入口阀门需要依照所需及时地更换成智能温度调节阀，换热器原料的出口端根据实际标准安装上相应的温度变送器，由此起到监测原料温度的成效，保证将相应的温度值反馈至智能温度调节阀，依照环境条件的具体变化，合理地控制各个换热器冷却水流量，保证其达到原料的基本冷却标准，进出水温差不会过小，以免造成严重的浪费问题。
此类基于智能温度控制的冷却循环水系统面对不同的工况需求时，节电率达到了一定的标准，但是具体的情况也存在着不同之处。常规运行的工况之下，泵的扬程大概为53m，流量一般为950m3/h，单台运行的基本功率在207kW左右，依照新设计的具体定制水泵，在效率稳步提高的过程中，管道阀门的开度也得到了有效的优化，单台泵的基本运行功率为174kW，节电率约为15.9%。历史数据最小流量工况运行的过程中，泵的基本运行功率为193kW，经过了合理的节能改造，运行的功率降低至167kW，节电率达到13.4%。根据相关的数据显示，历史数据最大流量工况运行的过程中，泵的运行功率约为229kW，节能改造后的运行功率为186kW，节电率为18.7%。由此可见，通过科学的改造过程，让节能成效逐步显现，保证将水资源和能源的消耗控制在合理的范围内[2]。
6 基于温度控制的冷却循环水节能方案的实践总结
面对当前能源和水资源日益紧张的形势，采取科学的方式实现节能的目标是关键。基于温度控制的冷却循环水节能技术的科学使用，在一定程度上改善了当前的緊张局面，出于对多冷却支路并联时流量调节造成的能源浪费和人力资源浪费的考量，自动调节温度的冷却循环水节能技术应运而生，其通过使用较为先进的智能温度调节阀，让相应的温度得到了合理化的控制，保证了冷却回路的科学运行，依照环境条件和生产负荷作出的反应，可以适当地节省有限的资源，保证水资源得到科学保护。此次研究中探讨的某化工厂冷却循环水系统节能改造，了解到技术优势，明确了系统的自动化水平，冷却原料温度控制精度也有所提升，节能效果十分理想。
7 结语
基于智能温度控制的冷却循环水系统的科学使用，让节能技术和PID控制原理有效地结合在一起，适当地应用到管路调节的过程中，证实了成熟的传统技术具体的利用价值，通过全新的角度，验证了该项技术的可行性。在冷却循环水系统自动化程度逐步提升的过程中，人力资源浪费问题逐步得到解决，冷却原料的温度控制精度也明显提升。通过本文的解读，旨在为新系统研发和旧系统改造提供有效的借鉴。
【参考文献】
【1】李春，胡耀青，张纯旺，等.不同温度循环冷却作用后花岗岩巴西劈裂特征及其物理力学特性演化规律研究[J].岩石力学与工程学报，2020，39（9）：1797-1807.
【2】陈雪清，童蕾，潘啟荣，等.理实一体化教学的步骤——以“水冷管壳式冷凝器水垢危害分析与处理”为例[J].科技风，2017（22）：18.
