工业企业循环水耗能过大,成本负担过重——循环水节能方案汇总(一)

水泵主要的分析理论在于水泵的两条曲线，分别是性能曲线和效率曲线，由于水泵的真实表现主要受到扬程影响，因此将性能曲线和效率曲线都以扬程为自变量绘出，如下所示：

流量曲线                          效率曲线

对于变速泵，遵循相似原理，曲线如下所示：

以上曲线，含有丰富的信息量，只要充分解读，就能够分析水泵的性能和节能潜力，北京时代科仪的工程师就是采用以上曲线充分挖掘，实现了诸多节能方法的分析过程。

循环水系统的运行具有较多变量，如何准确、快捷分析其节能潜力？北京时代科仪的工程师采用以下两个基本公式对循环水进行分析，获得主要的节能潜力数据：

• 1.2.1 热功率的传递公式

循环冷却水的任务就是将热量带走并散发到空气中去，因此带走热量就是循环冷却水的任务，带走的热量按照热功率来计算，那么热功率为：

其中P为热功率，c为水的比热（常数），Q为水的流量，ΔT为出水和回水的温差，等于进入冷却塔和流出冷却塔的温差。

此公式用于分析流量、温差的相互关系，并考虑气候对散热的影响，作为智能化控制的基础理论。

• 1.2.2 水泵功率的表达式

循环冷却水的代价主要是电能的消耗、水的消耗、清洗维护成本等。

其中水泵电能消耗的为：

其中P功耗为水泵的功耗，Q为流量，h为水泵的扬程，η为水泵的效率。

从这个表达式，我们可以分析减小功耗的途径是：

充分利用或者减小流量Q，

充分利用或者减小扬程h，

提高泵的效率η。

北京时代科仪的工程师通过以上表达式，对节能方法进行分析，以下进行初步解释：

流量Q：由于Q与温差ΔT成反比，那么就应该保证合理的温差，根据气候变化进行准确的流量调节，还要保证冷却塔的散热能力，保证水流进入冷却塔的均衡性，充分利用流量。

扬程h：根据现场不同的特点，可以适当调节扬程h使得运行在最经济状态，对于系统设计不合理的可进行改进，使得泵的入口存在较大扬程从而减少对扬程的需求，敞开阀门使得扬程损失减小，有条件时可采用富裕扬程发电回收等。

水泵效率η：水泵的效率与实际运行状况密切相关，不同工况下水泵的效率可能大幅变动，针对现场实际情况修改水泵的设计或者进行精确的调节使得水泵运行在高效状态非常必要。

经过上述三个过程的优化，循环冷却水系统的实际功耗通常能够显著下降，部分的还可实现节水、减少清洗等效果，但是不同现场的循环冷却水条件各不相同，经过分析后采取的节能手段也不相同，工程师们致力于提供一站式服务，综合手段减少循环冷却水的能耗。

循环水系统一般按照夏季最大水量需求而设计，在日常运行中，流量具有裕量。通过阀门控制，减小水泵的输出流量，达到节能的目的。从水泵的性能曲线中查询，当水泵扬程增大时，流量就会减小，流量减小的幅度大于扬程增大的幅度，从而水泵功耗下降。通过一套自动控制系统，可以控制阀门的开度，实现流量、水温受控，这种具有自动控制能力的阀门称为“智慧阀门”。

阀门控制能够降低水泵的输出流量，但是同时会增大水泵的输出压力，水泵的功耗下降程度没有流量下降明显，其节能效果较为有限，由于阀门具有额外的能量损失，其节能效果仅限于降低水泵功耗的部分，其主要作用在于避免水泵的超载。此种节能方式目前在化工等现场仍然在大量使用，有必要更换成更佳的节能方式。

通常变频器只在一组水泵中的一台配置，实践证明，此种配置不能充分发挥变频器的节能作用，也不能使得水泵运行在高效区间，因此这种方法存在改进的余地。理想的变频配置应是：为每台运行的泵配置变频器，并且等速运行，具体原则可咨询北京时代科仪工程师。