[发明专利]一种基于装置侧的循环液系统优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于装置侧的循环液系统优化方法。

背景技术

循环液是流程工业最为常用的一种用于冷却或加热工艺物料的系统，最常见的循环液是循环水。该系统一般由用液设备、管网、回用处理设备、循环泵和补液设施组成。工艺流程：循环液从回用处理设备流入循环泵，经循环泵加压后通过管网送入用液设备，在用液设备中与工艺介质进行能量交换后再经管网返回到回用处理设备。在回用处理设备内将其与用液设备交换所得到的能量去除，恢复循环液的初始温度，然后经循环泵加压后供用液设备再次使用，工艺流程见图1。

与该技术相关的传统技术是用在化工厂的循环水场。循环水泵的流量和扬程在设计时一般都留出15%的富裕量，传统的方法是在工厂建成投用后，采取措施取消这部分富余量，达到节约用电的目的。采取的措施一般有两种，一种是对泵进行切削叶轮、更换叶轮、增上变频或换泵的改造，另一种是将现有的凉水塔顶部的电机更换为水力涡轮机，将富裕的水能转换成为动能，达到节约用电的目的。

传统技术在优化前没有对装置内的用液设备进行优化，以及对整个系统进行压力优化，所能得到的节能潜力只有循环泵当前的富裕能力。

循环液是指在供热（冷）方和取热（冷）方之间作为热载体而循环使用，输送热量或冷量的液体。常见循环液有循环冷却水（简称“循环水”）、冷冻水、冷冻液、导热液和低温热水。冷冻水系统的上水温度一般在4-25℃之间；冷冻液的供出温度一般在10℃以下，有些可以达到-50℃；导热油系统一般用于为工艺介质供热，导热液的供出温度一般在120℃以上，有些可以达到300℃以上，采用矿物质作为导热液的系统，其操作温度甚至更高。低温热水一般用于炼油厂和化工厂的余热回收，操作温度一般是上水温度大约50-80℃，换后温度大约90-130℃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于装置侧的循环液系统优化方法。克服只能获得循环泵当前富裕能力的节能量小的问题，集成流量优化和压力优化两个方面的技术。采用系统化方法挖掘出比传统方法更大的节能潜力，从而使优化后的系统可以节约更多的能量。

本发明提出的一种基于装置侧的循环液系统优化方法，所述优化方法包括流量优化、压力优化和机泵节电优化三项内容。所述循环液系统由上水总管1、进口管线2、第一换热器3、出口管线4、换热框架5、回水总管6、凉水塔7、循环水泵8、接力泵10、冷却器11、串级管线12、第二换热器13和第三换热器14组成，其中：所述换热框架5自上而下设置第一换热器3、第二换热器13和第三换热器14，第一换热器3位于顶部，第三换热器14位于底部，凉水塔7的出水口通过循环水泵8连接上水总管1，上水总管1出水分为三路，第一路通过进口管线接至第二换热器13一端，第二路通过进口管线接至第三换热器14一端，第三路通过接力泵10和进口管线接至第一换热器3一端，第一换热器3另一端依次通过冷却器11、串级管线12连接第三换热器14；第一换热器3、第二换热器13和第三换热器14另一端分别通过出口管线4连接回水总管6，所述回水总管6连接凉水塔7；具体步骤如下：

（1）对循环液的换热端进行流量优化

第一换热器3通过串级管线12连接第三换热器14，即将第一换热器3使用过的循环水接到第三换热器14的入口，实现一股循环液在多台换热器中串联流动；实现流量优化。计算工具采用专业流程模拟软件进行模拟计算，得到最优的循环液系统运行参数，所述运行参数包括流量匹配和压力；控制循环液管网上回水温差为6~10℃，管网压力为0.32-0.38MPaG；

（2）实施步骤(1)后，循环液管网的水量减少，整体管网所需的压力也降低，为此实施压力优化，对管网的压力进行降压操作。但对于个别高处的换热器还需保持较高的压力，即对处于换热框架顶部的第一换热器3增设接力泵10，为其进行提压，以降低整个管网的压力；

（3）实施步骤(2)后，整个管网的压力降低之后，循环液泵所需做功减少，则实施机泵节电优化，具体可以降低循环液泵电能消耗，采用切削叶轮、更换叶轮、增上变频或换泵中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述专业流程模拟软件采用Aspen Plus或ProⅡ等。

本发明中，循环液为循环冷却水、循环冷冻水、循环冷冻液、循环导热油、循环导热液等用于加热或冷却作用，循环使用的液体。