净循环冷却水系统设计优化研究
发布时间：2021-06-06 13:26
节能降耗是工业发展的主题,缩减生产成本是企业的实际生产要求,但是由于我国对循环冷却水系统没有足够的重视,系统操作缺乏理论支撑,导致风机与循环水泵余量过大,造成能耗的严重浪费现象,也浪费了投资成本。在这种背景下上海宝钢节能技术有限公司提出了“工业流体系统节能关键技术研究与应用”项目。本文研究内容为该课题的一部分。造成该问题主要是由于在净循环冷却水系统组件设计选型过程中大多只考虑了“满足最大换热需求”的基本需求,而在组件设备设计选型与各种换热工况的匹配上缺乏深入研究,这就很容易造成设备运行效率低下,增加运行成本,同时也会浪费很多投资成本。针对上述问题,本文在对循环冷却水系统进行深入分析的基础上,建立了系统的机理模型,然后根据所建模型研究了系统的设计优化,主要工作归纳如下:1、循环冷却水系统设备众多、结构复杂,本文建立了各个组件的机理模型。对于换热器和冷却塔两个核心换热设备,其机理模型复杂,影响因素较多,因此分别分析了这些因素对模型输出的影响,获得对机理模型的进一步了解,研究了其工程设计方法。这些模型为系统的设计优化奠定了基础。2、针对目前循环冷却水系统在设计时存在设备选型不合理的问题,建立...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１密闭式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｃｌｏｓｅｄ?ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??
分浓度会增大。所以敞开式需要补充新水，从而起到稀释作用。补充新水的频率需根据??冷却水盐度值确定。敞开式循环冷却水系统需定期排污，补充的新水量与风吹损失、排??污损失和蒸发损失相等，以维持循环冷却水量平衡［１３＿１５］，其结构如图２．２。??补充水?蒸发损失水量风吹损失水量工艺热流体??—?＾?ｒ?????????????ｒ?冷却水池（?冷却塔?ｋ??换热器?????????????排污水量?空气?空气?工艺冷流体???５循环水泵????图２．２敞开式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｎｅｄ?ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??在敞开式循环冷却水系统中，由于冷却水在冷却塔与空气接触，从而造成微生物和??灰尘等杂志等进入循环冷却水；与此同时，换热器中热媒物料的渗透和空气中二氧化碳??也在影响着循环冷却水水质。因此，需采用多种药剂以控制水质，抑制微生物，组织腐??蚀［１６］。??卩自然冷却池??广冷却池＾??Ｉ？喷水冷却池??ｆ?ｆ喷水式＂］??开放式ｉ点滴式上顧式??冷却设备、?＾自＿风冷＿彳?「点滴式１??Ｌ风筒式Ｓ；膜式逆流式??Ｌ喷水式?Ｊ??“却塔＾?「点滴式）??「鼓风式５５？？才Ｉ逆流式??点滴薄膜式ｆ??Ｌ喷水式?Ｊ??Ｉ机械通风冷却塔乂??点滴式１?＿＿＿??薄膜式ｊ??、抽风式＜??点滴薄獏式１??ｕ水式上逆流式??图２．３分类结构图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－６－??
分浓度会增大。所以敞开式需要补充新水，从而起到稀释作用。补充新水的频率需根据??冷却水盐度值确定。敞开式循环冷却水系统需定期排污，补充的新水量与风吹损失、排??污损失和蒸发损失相等，以维持循环冷却水量平衡［１３＿１５］，其结构如图２．２。??补充水?蒸发损失水量风吹损失水量工艺热流体??—?＾?ｒ?????????????ｒ?冷却水池（?冷却塔?ｋ??换热器?????????????排污水量?空气?空气?工艺冷流体???５循环水泵????图２．２敞开式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｎｅｄ?ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??在敞开式循环冷却水系统中，由于冷却水在冷却塔与空气接触，从而造成微生物和??灰尘等杂志等进入循环冷却水；与此同时，换热器中热媒物料的渗透和空气中二氧化碳??也在影响着循环冷却水水质。因此，需采用多种药剂以控制水质，抑制微生物，组织腐??蚀［１６］。??卩自然冷却池??广冷却池＾??Ｉ？喷水冷却池??ｆ?ｆ喷水式＂］??开放式ｉ点滴式上顧式??冷却设备、?＾自＿风冷＿彳?「点滴式１??Ｌ风筒式Ｓ；膜式逆流式??Ｌ喷水式?Ｊ??“却塔＾?「点滴式）??「鼓风式５５？？才Ｉ逆流式??点滴薄膜式ｆ??Ｌ喷水式?Ｊ??Ｉ机械通风冷却塔乂??点滴式１?＿＿＿??薄膜式ｊ??、抽风式＜??点滴薄獏式１??ｕ水式上逆流式??图２．３分类结构图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－６－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械通风冷却塔热力性能提升改造[J]. 寇月琴,贾玲君. 工业用水与废水. 2014(04)
[2]鼓风式机械通风冷却塔空气动力特性数值模拟研究[J]. 李红莉,赵顺安. 中国水利水电科学研究院学报. 2013(03)
[3]循环冷却水系统节能方案设计实践[J]. 张琳. 有色冶金节能. 2013(01)
[4]浅谈钢厂给排水处理系统[J]. 付志林. 中国西部科技. 2011(25)
[5]密闭式工业循环冷却水系统设计[J]. 赖雪怡. 工业用水与废水. 2011(03)
[6]遗传算法研究现状与应用[J]. 陈红梅,朱若寒. 科技信息. 2011(18)
[7]变频技术在钢厂循环水处理节能改造中的应用[J]. 袁显能. 科技风. 2011(05)
[8]离心水泵变频调速节能机理分析[J]. 钱宏琦,陈海虹,周洁. 贵州大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]钢铁企业循环冷却水系统节能设计探讨[J]. 金亚飚. 冶金能源. 2009(01)
[10]机械通风逆流冷却塔节能降耗设计实例[J]. 唐燕忠. 硫磷设计与粉体工程. 2006(01)
博士论文
[1]公用工程和工艺过程综合优化的研究[D]. 吴现力.中国海洋大学 2013
[2]超大型冷却塔内气液两相流动和传热传质过程的数值模拟研究[D]. 郑水华.浙江大学 2012
[3]板式换热器传热传质实验与理论研究[D]. 李冠球.浙江大学 2012
[4]火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D]. 王玮.华北电力大学（北京） 2011
[5]逆流机力通风冷却塔工艺性能的研究[D]. 胡连江.天津大学 2009
[6]过程系统工程综合方法及其求解策略的研究[D]. 张慧平.北京化工大学 2000
硕士论文
[1]循环冷却水系统的优化设计[D]. 王宁.青岛科技大学 2013
[2]降低循环冷却水系统操作费用的优化研究[D]. 龙德晓.青岛科技大学 2010
[3]一种基于种群簇的多种群遗传算法[D]. 王梅冬.大连理工大学 2009
[4]板式换热器换热和压降的性能研究[D]. 曾伟平.上海交通大学 2009
[5]自然通风湿式冷却塔数值模拟与结构优化[D]. 蒋波.华北电力大学（河北） 2009
[6]过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法[D]. 李兆华.浙江大学 2008
[7]关于钢厂含油浊循环水除油技术的研究[D]. 胡浩.南京理工大学 2005
[8]板式换热器传热与流动分析[D]. 曲宁.山东大学 2005
[9]工业循环冷却水系统优化运行的研究[D]. 刘曼.武汉大学 2005
本文编号：3214470
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１密闭式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｃｌｏｓｅｄ?ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??
分浓度会增大。所以敞开式需要补充新水，从而起到稀释作用。补充新水的频率需根据??冷却水盐度值确定。敞开式循环冷却水系统需定期排污，补充的新水量与风吹损失、排??污损失和蒸发损失相等，以维持循环冷却水量平衡［１３＿１５］，其结构如图２．２。??补充水?蒸发损失水量风吹损失水量工艺热流体??—?＾?ｒ?????????????ｒ?冷却水池（?冷却塔?ｋ??换热器?????????????排污水量?空气?空气?工艺冷流体???５循环水泵????图２．２敞开式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｎｅｄ?ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??在敞开式循环冷却水系统中，由于冷却水在冷却塔与空气接触，从而造成微生物和??灰尘等杂志等进入循环冷却水；与此同时，换热器中热媒物料的渗透和空气中二氧化碳??也在影响着循环冷却水水质。因此，需采用多种药剂以控制水质，抑制微生物，组织腐??蚀［１６］。??卩自然冷却池??广冷却池＾??Ｉ？喷水冷却池??ｆ?ｆ喷水式＂］??开放式ｉ点滴式上顧式??冷却设备、?＾自＿风冷＿彳?「点滴式１??Ｌ风筒式Ｓ；膜式逆流式??Ｌ喷水式?Ｊ??“却塔＾?「点滴式）??「鼓风式５５？？才Ｉ逆流式??点滴薄膜式ｆ??Ｌ喷水式?Ｊ??Ｉ机械通风冷却塔乂??点滴式１?＿＿＿??薄膜式ｊ??、抽风式＜??点滴薄獏式１??ｕ水式上逆流式??图２．３分类结构图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－６－??
分浓度会增大。所以敞开式需要补充新水，从而起到稀释作用。补充新水的频率需根据??冷却水盐度值确定。敞开式循环冷却水系统需定期排污，补充的新水量与风吹损失、排??污损失和蒸发损失相等，以维持循环冷却水量平衡［１３＿１５］，其结构如图２．２。??补充水?蒸发损失水量风吹损失水量工艺热流体??—?＾?ｒ?????????????ｒ?冷却水池（?冷却塔?ｋ??换热器?????????????排污水量?空气?空气?工艺冷流体???５循环水泵????图２．２敞开式循环冷却水系统??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｎｅｄ?ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??在敞开式循环冷却水系统中，由于冷却水在冷却塔与空气接触，从而造成微生物和??灰尘等杂志等进入循环冷却水；与此同时，换热器中热媒物料的渗透和空气中二氧化碳??也在影响着循环冷却水水质。因此，需采用多种药剂以控制水质，抑制微生物，组织腐??蚀［１６］。??卩自然冷却池??广冷却池＾??Ｉ？喷水冷却池??ｆ?ｆ喷水式＂］??开放式ｉ点滴式上顧式??冷却设备、?＾自＿风冷＿彳?「点滴式１??Ｌ风筒式Ｓ；膜式逆流式??Ｌ喷水式?Ｊ??“却塔＾?「点滴式）??「鼓风式５５？？才Ｉ逆流式??点滴薄膜式ｆ??Ｌ喷水式?Ｊ??Ｉ机械通风冷却塔乂??点滴式１?＿＿＿??薄膜式ｊ??、抽风式＜??点滴薄獏式１??ｕ水式上逆流式??图２．３分类结构图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－６－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械通风冷却塔热力性能提升改造[J]. 寇月琴,贾玲君. 工业用水与废水. 2014(04)
[2]鼓风式机械通风冷却塔空气动力特性数值模拟研究[J]. 李红莉,赵顺安. 中国水利水电科学研究院学报. 2013(03)
[3]循环冷却水系统节能方案设计实践[J]. 张琳. 有色冶金节能. 2013(01)
[4]浅谈钢厂给排水处理系统[J]. 付志林. 中国西部科技. 2011(25)
[5]密闭式工业循环冷却水系统设计[J]. 赖雪怡. 工业用水与废水. 2011(03)
[6]遗传算法研究现状与应用[J]. 陈红梅,朱若寒. 科技信息. 2011(18)
[7]变频技术在钢厂循环水处理节能改造中的应用[J]. 袁显能. 科技风. 2011(05)
[8]离心水泵变频调速节能机理分析[J]. 钱宏琦,陈海虹,周洁. 贵州大学学报(自然科学版). 2010(05)
[9]钢铁企业循环冷却水系统节能设计探讨[J]. 金亚飚. 冶金能源. 2009(01)
[10]机械通风逆流冷却塔节能降耗设计实例[J]. 唐燕忠. 硫磷设计与粉体工程. 2006(01)
博士论文
[1]公用工程和工艺过程综合优化的研究[D]. 吴现力.中国海洋大学 2013
[2]超大型冷却塔内气液两相流动和传热传质过程的数值模拟研究[D]. 郑水华.浙江大学 2012
[3]板式换热器传热传质实验与理论研究[D]. 李冠球.浙江大学 2012
[4]火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D]. 王玮.华北电力大学（北京） 2011
[5]逆流机力通风冷却塔工艺性能的研究[D]. 胡连江.天津大学 2009
[6]过程系统工程综合方法及其求解策略的研究[D]. 张慧平.北京化工大学 2000
硕士论文
[1]循环冷却水系统的优化设计[D]. 王宁.青岛科技大学 2013
[2]降低循环冷却水系统操作费用的优化研究[D]. 龙德晓.青岛科技大学 2010
[3]一种基于种群簇的多种群遗传算法[D]. 王梅冬.大连理工大学 2009
[4]板式换热器换热和压降的性能研究[D]. 曾伟平.上海交通大学 2009
[5]自然通风湿式冷却塔数值模拟与结构优化[D]. 蒋波.华北电力大学（河北） 2009
[6]过程综合的混合整数非线性规划嵌套式求解方法[D]. 李兆华.浙江大学 2008
[7]关于钢厂含油浊循环水除油技术的研究[D]. 胡浩.南京理工大学 2005
[8]板式换热器传热与流动分析[D]. 曲宁.山东大学 2005
[9]工业循环冷却水系统优化运行的研究[D]. 刘曼.武汉大学 2005
本文编号：3214470
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