关于工艺冷却水系统设计的探讨.pdf

《关于工艺冷却水系统设计的探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年5月■村目奠膏工艺与设备关于工艺冷却水系统设计的探讨戚晓轩【贝利(北京)咨询有限公司上海分公司】摘要：冷却水，常用于水冷冷水机组冷却水循环系统，用于降低蒸发器的热量，发挥冷水机组的冷却能力，达到高效能效比。而在工业建筑中，冷却水系统还经常被使用于制造业工艺设备或产品的冷却。考虑到设备所需冷却水温度要求的不同，我们可以通过采用冷冻水通过热水板换的方式取得中温冷却水，也可通过冷却水通过冷冻水板换的方式取得中温冷却水。本文案例因工艺所需的冷却水温度较高，且无温度下限要求，故考虑最大限度的使用冷却塔的能力，在此我们一起探讨下此类工艺冷冻水系统的

2、设置。关键词：冷却水：冷冻水；热交换：换热效率；变频调节：能效比：电动阀自动切换；温度传感；流量调节；节能制造类工业厂房的建设中，为了满足工艺生产设备或者产品的冷却要求，我们往往会为此而单独设立一个独立的冷冻水系统，提供不同工艺要求下所需的不同温度的工艺冷却水来满足不同的需求。如何合理运用冷却设备的能力?如何最大限度的发挥冷却设备的效力?如何在满足工业需求的情况下达到能耗最优化?这将是我们在设计过程中所需要重点考虑的问题。接下来，我将和大家一起分享下我在实际工作过程中遇到的一个案例，探讨下如何在系统的设计过程中达到最优化的设置。案例背景：某制造业

3、工厂需设置一个工艺冷却水站，为生产二种不同的制品提供两种温度要求的冷却水。用于冷却压延外膜的温度，冷却水温度要求共两种工况，第一种工况是提供不高于45℃的工艺冷却水；第二种工况是提供不高于35℃的工艺冷却水；无低限温度要求。基本数据；工艺设备的冷却水量要求：2．6m3／台。共计76台设备；工艺设备发熟量较大，通过对设备输入功率及功、能转换的参数计算得：第一种工况下，工艺冷却水需带走的设备发热量为每台每小时14kW，总发热量为1064kW；第二种工况下，工艺冷却水需带走设备发热量2080kW。针对此类工业厂房的设计，我们除了需要满足工艺的需求外，还

4、要考虑如何才能利用最少的能源产生最大的效力，满足节能的需求，节能是民用及工业建筑长期而重要的主题。众所周知，冷却塔是最常用的水冷却方式，并能以其自然冷却的方式提供额定状态下温度为37／32。C的循环冷却水，满足第一工况下的冷却供水要求。为减少系统开发式管路的锈蚀及设备的脏堵，我们采用闭式循环系统，安装水水板式换熟器获得冷量，降低工艺循环水系统的温度，水水交换器的挟热效率必须满足85％以上。第二工况下冷却水的供水温度要求为低于35℃，冷却塔额定的供水温度32℃与二次侧低于35℃的供水温度温差不足3℃，总共2080kW的发热量使得采用冷却塔自然冷却抉

5、热的方式已不易实现，故考虑在使用冷却塔自然冷却的基础上增加一套冷冻机组，当冷却塔能率不足的情况下，冷却塔循环自然冷却的水经过二次板换降低工艺冷却水的温度，以满足生产的实际需求。基于对二种工况下不同工艺冷却水温度需求的考虑，首先绘制出系统原理图(参见图1)，然后再基于系统循环原理的基础上进行合理的设备选择及控制设定。系统图确认后，接下来需确认各设备的能力及控制系统的设置。第一种工况要求下，CT01．02利用自然冷却的方式由循环泵P-01、P-02循环后提供32ac的冷却水，经HEX01的水水板式换热器换热后由循环泵P--03、P-04送至工艺设备，

6、通过设备的换热器降低设备温度。工艺系统循环泵采用一用一备的设置方式，满足工艺不问断使用的要求。工艺末端共有76台设备．每台设备工艺冷却水流量2．6m3／h，每台设备的发热量为14kW，总发热量1064kW，由此我们可以完成冷却水系统的设备选型。板换的换热量的85％需满足设备的散热量，即板换换热量为1251kW，冷却塔考虑90％的使用量为1390kW，即冷却塔选择250t容量。P-．01、P-02的流量为250m3Pa，水泵扬程按照管道的压力降进行核算．设备侧冷却水流量为2．6m3／h×76=197．6m3／h，P-03、P-04的流量选择200m

7、3／h。根据以上数据，参照板式换热嚣的选型手册，可确定HEX01板式换热器的技术参数：设备换热量125lkw．一次侧设备冷却水流量250m3／h，送回水温差5'E：二次侧设备冷却水流量为200m3／h：换热效率高于85％。此工况下，TI感测温度低于45℃时，MV02处于常开状态，MV01处于常闭状态。在第二种工况要求下，CT01。02仍利用自然冷却的方式由循环泵P-01、P-02循环后提供循环冷却水，通过HEX01板式换热器降低工艺冷却水的温度，因为消除工艺设备的发热量所需的冷量大于冷却塔所能提供的冷量，然而冷却塔的冷却能力不足的部分则需要设置冷

8、冻机来满足冷却要求。第二种工况下的设备总发热量2080kW，冷却塔的最大冷却能力时14．58kw，能带走的设备热量为1115kW，即冷冻