孟靜

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司設(shè)備能源部 075100）

摘 要：對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，循環(huán)冷卻水在整個(gè)工藝生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，對(duì)生產(chǎn)的運(yùn)行以及設(shè)備的維護(hù)具有舉足輕重的作用。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有較高的能耗，尤其是用電方面，比重較高，因此，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能問(wèn)題備受關(guān)注，是鋼鐵企業(yè)極為關(guān)注的問(wèn)題。本文立足鋼鐵企業(yè)發(fā)展實(shí)際，對(duì)其循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了深入探討，提出了一些建設(shè)性的建議。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 節(jié)能技術(shù)

前言：對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，影響成本的因素較多，雖然原材料價(jià)格、產(chǎn)品銷(xiāo)售等占據(jù)主導(dǎo)地位，但是，能源消耗也產(chǎn)生較大影響，關(guān)乎企業(yè)盈利能力。因此，要注重節(jié)能理念的滲透，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，切實(shí)提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在能耗方面的突出問(wèn)題，需要重視節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，節(jié)省資源，擴(kuò)大節(jié)能措施的應(yīng)用范圍，強(qiáng)化節(jié)能設(shè)計(jì)，在根本上降低水系統(tǒng)的電耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鋼鐵企業(yè)能耗的合理控制，強(qiáng)化節(jié)能減排措施的推行。

1對(duì)鋼鐵企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用概括介紹

對(duì)于鋼鐵企業(yè)的循環(huán)冷卻水而言，主要構(gòu)成為直接冷卻水開(kāi)路循環(huán)水系統(tǒng)以及間接冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。立足間接系統(tǒng)，主要構(gòu)成部分為敞開(kāi)和密閉水處理系統(tǒng)。針對(duì)不同的冷卻水系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)提出差異性的要求，涉及諸多冷卻裝置，如冷卻塔、冷卻器、換熱器等。立足常溫條件，傳統(tǒng)冷卻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)溫度降低的目的，但是，在溫度較高的情況下，循環(huán)冷卻水溫度過(guò)高的問(wèn)題成為困擾鋼鐵企業(yè)的重要問(wèn)題。另外，立足節(jié)能，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中蘊(yùn)含大量技術(shù)，需要進(jìn)行深入分析，切實(shí)提升技術(shù)應(yīng)用效率。

2對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等進(jìn)行變頻改造

在當(dāng)前的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，涉及大量風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備，其處于額定功率下運(yùn)行，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)流量設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)用的是最大風(fēng)量需求設(shè)計(jì)原則，因此，很難形成閉環(huán)的控制，忽視省電要求。另外，在調(diào)控方式、電氣控制等方面都存在不合理的地方。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵的負(fù)載，其設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是滿負(fù)荷工作量，但是，并不是都處于滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能的改善，應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵負(fù)載的控制極具科學(xué)性。發(fā)揮變頻器內(nèi)部PID軟件的作用，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足水壓和風(fēng)壓的恒定狀態(tài)，保證整個(gè)系統(tǒng)的壓力達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，滿足閉環(huán)恒壓控制狀態(tài)，這在根本上大大提升了節(jié)能效率。另外，變頻器能夠滿足大電動(dòng)機(jī)軟起和軟停的目的，降低電動(dòng)機(jī)故障率，設(shè)備使用周期被延長(zhǎng)。這一技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中得到廣泛推廣和應(yīng)用。針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的變頻改造，需要重視對(duì)測(cè)試、變頻器選擇以及使用方面的關(guān)注，以更好地提升改造效率，提高改造效果。首先，在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試的時(shí)候，要結(jié)合改造標(biāo)準(zhǔn)和要求，制定合理的參數(shù)，同時(shí)，構(gòu)建更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試方案，結(jié)合生產(chǎn)工藝進(jìn)行合理組織安排，進(jìn)行具有代表性的多次測(cè)試。其次，對(duì)于變頻設(shè)備類(lèi)型的選擇，要結(jié)合應(yīng)用環(huán)境與背景，對(duì)設(shè)備的各種性能進(jìn)行考量，如速度精度、轉(zhuǎn)矩等，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制模式的明確，保證防護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性。再次，在應(yīng)用變頻器的時(shí)候，需要注意的是在變頻器和電源之間安裝斷路器，目的是避免變頻器發(fā)生故障時(shí)事態(tài)的擴(kuò)大?？傊ㄟ^(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)變頻器的改造，節(jié)能效果十分顯著，對(duì)降低維修、改善等費(fèi)用也產(chǎn)生一定的作用。

3對(duì)熱泵技術(shù)應(yīng)用的介紹

對(duì)于熱泵技術(shù)而言，主要是借助高位能，促使低位熱源流向高位熱源裝置，是當(dāng)前水冷卻系統(tǒng)中能效比較高的制冷和制熱方式。在冬季，水體溫度高于環(huán)境空氣溫度，借助這一時(shí)差有效提升熱泵循環(huán)的蒸發(fā)能力和供暖能效。而在夏季，水體溫度低于空氣環(huán)境溫度，因此，制冷的冷凝溫度降低，冷卻效果突出，整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率得以顯著提升。在實(shí)際的應(yīng)用中，水源熱泵優(yōu)點(diǎn)突出，其主要能源類(lèi)型為清潔可再生能源，有利于水資源的節(jié)約，環(huán)保效果突出，滿足供暖和制冷的雙重需要，改進(jìn)措施相對(duì)簡(jiǎn)單。與此同時(shí)，水溫波動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)較大的變動(dòng)，整個(gè)熱泵機(jī)組的運(yùn)行更加可靠與穩(wěn)定，維護(hù)了系統(tǒng)的高效性與經(jīng)濟(jì)性，維護(hù)費(fèi)用大幅降低，有效延長(zhǎng)了設(shè)備的使用周期。在熱泵技術(shù)應(yīng)用與改善中，需要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，加強(qiáng)試驗(yàn)，重視對(duì)雜水質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的預(yù)處理，制定有效的方案。

4對(duì)冷卻塔水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造的介紹

在鋼鐵企業(yè)中，比較常見(jiàn)的冷卻設(shè)備為冷卻塔。借助水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪風(fēng)機(jī)的替代，優(yōu)勢(shì)十分突出，首先，能夠滿足節(jié)能和節(jié)電的要求。在水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用下，風(fēng)機(jī)部分的耗電為零。其次，能夠達(dá)到環(huán)保和無(wú)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于水輪機(jī)的機(jī)量轉(zhuǎn)換而言，其主要完成的位置是水流道內(nèi)，同時(shí)，不需要電機(jī)和減速機(jī)的支持，有力消除了低頻電磁聲和機(jī)械噪音。再次，凸顯高效性。借助水輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，省去了減速機(jī)，同時(shí)，水流量的變化會(huì)誘發(fā)風(fēng)量的變化，保證穩(wěn)定在合適的氣水比范疇，散熱效果顯著。第四，使用壽命被延長(zhǎng)。對(duì)于水輪機(jī)而言，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)完善。第五，具有相對(duì)安全的運(yùn)行環(huán)境。冷卻塔自身存在漏電、爆炸等潛在危險(xiǎn)，而水輪機(jī)不用電，避免高危環(huán)境作業(yè)，增加了冷卻塔運(yùn)行環(huán)境的安全性。第六，具有較強(qiáng)的適用性，改造費(fèi)用不高。水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造適合于多種冷卻塔，安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)原有結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生破壞，設(shè)備不需要改變，省去大量場(chǎng)地要求，節(jié)約了大量電能和維護(hù)支出。鑒于冷卻塔水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，考慮到鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性需求，在進(jìn)行具體改造的時(shí)候，需要關(guān)注幾個(gè)問(wèn)題，一方面，要考量水輪機(jī)改造之后之后能否適應(yīng)較為惡劣的運(yùn)行環(huán)境；水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)改造之后能否對(duì)循環(huán)水泵的電流產(chǎn)生影響，一旦出現(xiàn)改變，需要進(jìn)行預(yù)防措施的制定；在水輪機(jī)改造中，還要全面考慮冷卻塔中填料的布置情況，重視冷卻塔的規(guī)模以及受力結(jié)構(gòu)等技術(shù)問(wèn)題。在整個(gè)改造中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是冷卻塔水輪機(jī)的改造，要立足水量穩(wěn)定的前提下進(jìn)行。

5冷卻水溫對(duì)鼓風(fēng)汽輪機(jī)真空經(jīng)濟(jì)性影響的分析

對(duì)于鼓風(fēng)汽輪機(jī)凝汽器真空的建立和形成主要分為兩個(gè)組成部分，即機(jī)組的啟動(dòng)和運(yùn)行兩個(gè)階段。在啟動(dòng)時(shí)期，凝汽器真空實(shí)現(xiàn)的目的是抽出凝汽器中的空氣，真空建立的效果主要取決于抽氣器的容量和性能，同時(shí)，也受到真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的制約。在機(jī)組啟動(dòng)之后，一旦氣體排到凝汽器，在冷介質(zhì)的影響下出現(xiàn)冷卻現(xiàn)象，同時(shí)凝結(jié)成水，體積被大大縮小，凝汽器成為真空環(huán)境。真空的形成實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)組危害的有效降低?？茖W(xué)的降低冷卻水水溫能夠提升真空，促使汽輪機(jī)理想的比焓降增大，汽輪機(jī)的效率得到大幅的升高。冷卻水的降低需要大量冷卻塔冷風(fēng)機(jī)的支持，因此，要對(duì)汽輪機(jī)效率與增大冷卻風(fēng)機(jī)用電量之間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的比較。

結(jié)束語(yǔ)：綜上，對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，能源系統(tǒng)備顯綜合性，涉及諸多能源介質(zhì)的使用，因此，要重視對(duì)能源介質(zhì)的平衡，以實(shí)現(xiàn)能源的最佳匹配。要重視對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)部工藝和設(shè)備的節(jié)能改造，在根本上強(qiáng)化對(duì)能源系統(tǒng)全流程的管理。

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