一种开式工业冷却水系统能效控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种开式工业冷却水系统能效控制装置，包括控制器及与控制器连接的变频器、供水管温度传感器、回水管温度传感器、压力传感器、压差传感器、电动调节水阀，水轮机，所述变频器连接并用于控制冷却水泵，所述供水管温度传感器、回水管温度传感器分别安装于进出末端换热设备的总管上，所述压力传感器安装于最高处末端换热设备出口，所述压差传感器安装于进出末端换热设备的总管上，所述电动调节水阀安装于冷却塔进水管，所述水轮机安装于冷却塔进水结构与喷头之间。通过采用上述技术方案，本实用新型专利技术可以有效节省冷却塔风机的电耗，减少冷却水飘水损失，提高末端换热设备寿命，提高工艺运行可靠性及稳定性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种开式工业冷却水系统能效控制装置
本技术涉及工业冷却水系统领域，特别涉及一种化工、制药、冶金等行业应用的开式工业冷却水系统能效控制装置。
技术介绍
在化工企业中，工艺冷却水是一项常见且很重要的公用工程系统，其具有系统复杂、用户多、水量大等特点。相应的循环冷却水系统的能耗也非常高，其用水量约占企业总用水量的85%~92%，用电负荷约占企业总用电量的20%~30%。故对化工企业中循环水系统进行节能优化，其效果对企业的节能影响甚大。在制药企业生产中，很多工艺是需要降低温度的，要使用能移走物料热量的流体，通常冷却水进行冷却，例如原料药的生产，需要使用冷却水对发酵用的压缩空气进行冷处理，同时使用冷却水带走原料药发酵产生的热量。在冶金行业，工艺冷水设计烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢生产全流程，能耗巨大，以中小型钢铁厂为例，仅冷却水泵年耗电量就达3亿kWh以上，根据调查，大多数工艺冷却水系统还使用手动操作，即使采用自动控制系统，控制要求和水平也不高，更谈不上节能精确控制。目前，工艺冷却水系统基本使用手动操作，而工艺要求相对严格，很多企业为了不影响工艺生产，在运行冷却水系统时，按照最不利工艺需求运行，势必导致能耗的浪费以及工艺参数的保守运行，例如无论冬夏季保持冷却塔、冷却水泵全开，导致很多时候冷水温度过低，在工艺过程中而又不得不采用加热的方式满足工艺温度要求。特别是对冷却塔安装高度低于末端换热设备的冷水系统，能耗浪费更加严重，很大部分能耗消耗在阀门上，本专利主要针对该种类型进行设计。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种开式工业冷却水系统能效控制装置，以解决开式工艺冷水系统能耗高，冷却水温度控制不了，末端换热设备压力不稳定等问题。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案:一种开式工业冷却水系统能效控制装置，包括控制器及与控制器连接的变频器、供水管温度传感器、回水管温度传感器、压力传感器、压差传感器、电动调节水阀，水轮机，所述变频器为冷却水泵变频器，连接并用于控制冷却水泵，所述供水管温度传感器、回水管温度传感器分别安装于进出末端换热设备的总管上，所述压力传感器安装于最高处末端换热设备出口，所述压差传感器安装于进出末端换热设备的总管上，所述电动调节水阀安装于冷却塔进水管，所述水轮机安装于冷却塔进水结构与喷头之间。优选地，所述水轮机利用水压驱动冷却塔风扇转动装置，用于代替常规电机驱动装置。优选地，所述供水管温度传感器、回水管温度传感器，压力传感器、压差传感器的信号类型均为RS-485通信信号，信号传输距离最远为1200米。优选地，所述变频器为水泵风机专用变频器，通信信号为RS-485信号，通信协议为modbus协议。本装置的利用条件为最高处末端换热设备与冷却塔进水入口处的高差为10米以上开式工业冷水系统。通过实施以上技术方案，本技术提供的开式工业冷却水系统能效控制装置，具有以下技术效果:(I)、可以节省冷却塔风机的电耗；(2)、降低冷却塔碰头处压力，减少冷却水飘水损失，减少冷却水的补水；(3)、降低末端换热设备的压力值，提高末端换热设备寿命；(4)、减少冷却水系统的管路阻力损失，降低冷却水泵的能耗消耗；(5)、精确冷却水供水温度控制，提高工艺运行可靠性及稳定性；(6)综合节能效果在30?40%之间。【附图说明】图1为本技术实施例所述开式工业冷却水系统能效控制装置的结构示意图；【具体实施方式】为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图详细描述本技术提供的实施例。首先对开式工艺冷却水系统组成原理进行说明，如图1所示，经由末端换热器来的冷却水通过冷却塔I进行蒸发冷却换热，把冷却水温度降低，然后经由第一冷却泵2、第二冷却泵3、第三冷却泵4输送到第一末端换热设备5、第二末端换热设备6、第三末端换热设备7进行换热，带走末端换热设备所散发的热量后回到冷却塔进行蒸发冷却降温，然后进入下个循环，由于高差的原因进入冷却塔的水压偏高，此时通过手动阀门8进行调节。本技术实施例针对上述开式工艺冷却水系统进行改进，提供一种开式工业冷却水系统能效控制装置，如图1所示，该能效控制装置包括:水轮机11、第一冷却泵变频器12、第二冷却泵变频器13、第三冷却泵变频器14、供回水压差传感器15、冷却水供水温度传感器16、最高处末端换热设备出口压力传感器17、冷却水回水温度传感器18、冷却塔进水管电动调节水阀20、控制器19，所述第一冷却泵变频器12、第二冷却泵变频器13、第三冷却泵变频器14为冷却水泵变频器，分别连接到对应的第一冷却泵2、第二冷却泵3、第三冷却泵4，所述供水管温度传感器16、回水管温度传感器18分别安装于第一末端换热设备5、第二末端换热设备6、第三末端换热设备7的进出口总管上，所述压力传感器17安装于第一末端换热设备5、第二末端换热设备6、第三末端换热设备7的最高处出口上，所述压差传感器15安装于第一末端换热设备5、第二末端换热设备6、第三末端换热设备7的总管上，所述电动调节水阀20安装于冷却塔I进水管，所述水轮机11安装于冷却塔I进水结构与喷头之间。所述控制器19采集供回水压差传感器15、冷却水供水温度传感器16、最高处末端换热设备出口压力传感器17、冷却水回水温度传感器18的信号，然后控制器19内置能效控制策略的程序对上述参数进行分析计算，对第一冷却泵变频器12、第二冷却泵变频器13、第三冷却泵变频器14、冷却塔进水管电动调节水阀20进行调节控制。所述供水管温度传感器、回水管温度传感器，压力传感器、压差传感器的信号类型均为RS-485通信信号,信号传输距离最远为1200米。所述变频器为水泵风机专用变频器,通信信号为RS-485信号,通信协议为modbus协议。该能效控制装置的水轮机11是用于替换冷却塔风机的电机，替换后由水轮机直接驱动冷却塔风扇转动，无需耗电。该能效控制装置的冷却塔进水管电动调节水阀20，用于调节最高处末端换热设备出口压力，当最高处末端换热设备出口压力高于设定值时开大电动调节水阀，当最高处末端换热设备出口压力低于设定值时开小电动调节水阀；该压力由最高处末端换热设备出口压力传感器17测得，保证该压力的一定的正压值，可以避免末端换热设备压力过低而导致的真空积气问题，同时避免末端换热设备压力过高而导致的水泵输送能量过高以及承压高导致的换热器寿命缩短等问题。该能效控制装置的控制器19对供回水压差传感器15、冷却水供水温度传感器16，冷却水回水温度传感器18等信号进行分析计算对第一冷却泵变频器12、第二冷却泵变频器13、第三冷却泵变频器14进行同步调频控制，从而实现对第一冷却泵2、第二冷却泵3、第三冷却泵4进行同步流量及扬程的控制，节约运行能耗。具体来讲，上述开式工业冷却水系统的节能控制方法如下:通过更换冷却塔风机的电机部分为水轮机11，通过冷却塔I进水管余压驱动水轮机11的水轮转动，从而带动冷却塔风扇的转动；通过检测柜高处末端换热设备的压力与设定值的偏差调节冷塔进水管的电动调节水阀20开度；当末端换热设备有自动调节流量功能时，利用回水管温度传感器18检测值与供水管温度传感器检测值的差值与设定值进行PID调节冷却水泵频率的输出；当末端换热设备没有自动调节流量功能时，利用供回水压差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开式工业冷却水系统能效控制装置，其特征在于，包括控制器及与控制器连接的变频器、供水管温度传感器、回水管温度传感器、压力传感器、压差传感器、电动调节水阀，水轮机，所述变频器为冷却水泵变频器，连接并用于控制冷却水泵，所述供水管温度传感器、回水管温度传感器分别安装于进出末端换热设备的总管上，所述压力传感器安装于最高处末端换热设备出口，所述压差传感器安装于进出末端换热设备的总管上，所述电动调节水阀安装于冷却塔进水管，所述水轮机安装于冷却塔进水结构与喷头之间。

【技术特征摘要】
1.一种开式工业冷却水系统能效控制装置，其特征在于，包括控制器及与控制器连接的变频器、供水管温度传感器、回水管温度传感器、压力传感器、压差传感器、电动调节水阀，水轮机，所述变频器为冷却水泵变频器，连接并用于控制冷却水泵，所述供水管温度传感器、回水管温度传感器分别安装于进出末端换热设备的总管上，所述压力传感器安装于最高处末端换热设备出口，所述压差传感器安装于进出末端换热设备的总管上，所述电动调节水阀安装于冷却塔进水管，所述水轮机安装于冷却塔进水结构与喷头之间。2.如权利要求1所述的开式工业冷却水系统能效控制装置，其特征在于，所述水轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，李光裕，
申请(专利权)人：深圳百时得能源环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：