循环系统篇1

1.1改造前的冷却水系统

改造前冷却水系统全部采用水库的水直流供水或以水库为冷却水池循环供水。供水通过地下水泵房8台循环水供水泵将水库水输送到供水闸门井，再通过两根供水母管供给8台汽轮发电机组冷却用水；回水是通过两根回水母管回至明渠，再用10台排水泵将明渠回水送回到水库。在灌溉期，当农灌用水等于或大于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠排往下游农灌水渠。当农灌用水小于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠部分排往下游农灌水渠，部分排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。非灌溉期，全部冷却水经排水明渠排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。

1.2存在的主要问题

原有的进排水系统路径长，进水隧道及管路长约3.5km，排水明渠长5km，已经运行30多年，系统漏损水量较大。特别是5km的排水明渠，蒸发及渗漏损失均很大，导致A发电公司的耗水量远比正常发电用的耗水量大，既浪费了可贵的水资源，又增加了该公司的水费负担。近年随着国家用水政策的变化，水价不断上涨，公司支付的水费也不断上涨。

1.3改造方案

改造后的循环供水系统主要包括一个补给水泵房、两个循环水泵房和两个冷水塔。补给水泵房是在原地下水泵房基础上改造而成，将原来的8台循环水供水泵改造为4台补给水泵，重新敷设两根DN1200补给水母管，废除原来的两根供水母管、明渠及10台排水泵。两个循环水泵房和两个冷水塔均为新建项目，并在每个循环水泵房内分别安装两台轴流式循环水泵。改造后的循环水系统运行方式，由补给水泵房4台补给水泵，通过两根补给水母管，分别作为两个冷水塔的补充水源、5～8号机夏季参混水水源及至1～4号机的DN800补水管。1号循环水泵房向1号循环水母管供水，该母管主要向每台机的1号凝汽器及8号机2号凝汽器供水。2号循环水泵房向2号循环水母管供水，该母管主要向除8号外的每台机的2号凝汽器及8号机3号凝汽器供水。各机组循环水回水，1～4号机回至#1冷水塔；5～8号机回至#2冷水塔。为保证20MW机组夏季冷却水需求，在5～8号机侧新装两台兑水泵，以便在循环水温度过高时使用。

2冷却水系统改造后的经济效益分析

2.1耗水量及水费

A发电公司共安装8台汽轮发电机组，装机容量为1250MW。以项目确定前的2003年为例，则全年机组的利用小时数平均为5547.41小时，全年缴纳水费4217万元，按单价为0.52元/m3计算，相当于耗水量8109.615×104m3。冷却水系统改造后，实测补水流量为0.97m3/s，折合全年（按365天，每天24小时计算）耗水量为3058.99×104m3，按单价为0.52元/m3计算，全年水费为1590万元。与2003年相比节约水费2627万元。

2.2冷却水系统电耗

以项目确定前的2003年为例，全年取排水泵及5号机组循环水泵合计用电量为9456×104kWh，排水站发电量为894.06×104kWh，冷却水系统实际用电8562×104kWh。系统改造后，转三台循环水泵时实测循环水泵耗电量8160kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，转4台循环水泵时实测循环水泵耗电量11640kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，按设计每年5个月4台循环水泵运行，7个月3台循环水泵运行，则改造后每年耗电量为8522×104kWh，改造后每年用电量与2003年相比减少40×104kWh，按税后上网电价0.19689元/kWh计算，每年节约电费7.8万元。

2.3对煤耗的影响

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用小时5500小时计算，在凝汽器端差与2003年保持一致的情况下，在设计工况下7台机组年增加标准煤耗量20607t。标准煤价按2003年的278元/t计算，则改造后每年增加煤耗费用573万元。

3结束语

循环系统篇2

关键词：循环水系统；运行；设计；分析；优化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.133

1系统功能

将过滤后的海水通过循环水管道向常规岛凝汽器及其辅助冷却水系统提供冷却水，并带走凝汽器和辅助冷却水系统的热量。

2系统工作原理及运行

循环水系统采用海水直流供水系统，采用隧洞取水、一机一洞取水方案，每台机组设置独立的循环水泵房，每台机组设置两条排水沟。循环水系统通过两条独立的进水母管分别向三台凝汽器和辅助冷却水系统提供冷却水，各承担50%的循环水流量；辅助冷却水系统由两根循环水支管提供冷却水，各承担100%冷却水流量。

每台机组设置一座循环水泵房，设置三台循环水泵，夏季三台循环水泵同时运行，冬季运行两台循环水泵，另一台循环水泵处于热备用状态。

循环水泵采用立式、单级、底部进水的混凝土蜗壳式混流泵，水泵与电机安装在同一层同一个房间内。水泵的入口、出口布置在不同标高的平面上，海水从水泵的下部吸入，侧面排出，进水底部标高-16.0m，水泵出水管中心标高-10.54m，出口管内径为3000mm。

每台循环水泵出口设置有一台液控蝶阀，循环水泵出口联络管线上设置有4台电动蝶阀。每台机组的汽轮机厂房内设置有12台电动蝶阀，分别布置在凝汽器循环水进、出水管上。

循环水系统采用海水作为冷却水水源。海水经厂外引水明渠、进水构筑物、厂外引水隧洞送至厂区出水构筑物，海水自出水构筑物经过厂内引水隧洞被送至厂内循环水泵房进水间，经旋转滤网清除水中杂物后进入循环水泵吸水池，并通过循环水泵升压后由压力管送到凝汽器等设备。凝汽器等设备的温排水通过冷却水排水沟排至虹吸井，再经循环水联合排水暗沟至排水口海域。

3系统设计过程中遇到的问题及优化方案

（1）循环水泵启、停方式的优化。a）存在问题：两条供水母管三台循环水泵运行，原设计启、停方式复杂。不便于仪控逻辑的设计，降低系统启、停的自动化程度。为了保证凝汽器最佳真空，循环水泵在不同季节工况，运行泵的数量不同。如，夏季工况时三台泵运行，冬季工况时两台泵运行。1#、2#、3#循环水泵启动先后顺序关系到每台泵不同的启动方式。如，集管上没有泵运行采用开阀启泵；为了防止循环水泵在⒍过程中出现倒转，集管上有泵运行时需要关阀启泵。因此，每台循环水泵都存在很多种启动组合。

停泵方式设计阶段考虑了四种情况：夏季工况三台泵运行，某台泵需要停运时，关闭出口液控蝶阀到20%开度，停泵后将出口阀全关。

冬季工况两台泵运行，分集管独立向两个母管供水，某台泵需要停运时，先停泵，再分两个阶段关闭出口液控蝶阀。外部失电工况（厂用电500kV切换200kV成功），考虑到夏季工况需要切除一台循环水泵，出口液控蝶阀根据泵停运后信号自动关闭。外部失电工况（厂用电500kV切换200kV失败），1#、2#、3#循环水泵全部切除。

b）分析：循环水泵启动方式只判断供水集管是否带压。集管不带压，直接采用开阀启泵；集管带压，则采用关阀启泵方式。分析计算表明关阀停泵方式，可以减少对循环水系统流量突减造成的影响，属于最安全、最保守方式，正常停泵方式优化为程序控制关阀停泵。优化过程中同时考虑，循环水泵保护停运类似于失电停运，泵跳停后联锁关闭出口液控蝶阀，防止循环水泵出现倒转，如果单根母管停止供水，还需要打开母管上的虹吸破坏阀。

另外，循环水系统两台泵运行时对联络阀的状态做了明确要求，目的是为了保证凝汽器两侧独立供水，防止出现单台循环水泵给两个母管供水，造成循环水泵过载。

c）优化方案如下：若集管无压，采用开阀启泵；若集管有压，采用关阀启泵；若1#循环水泵停运，则关闭3#和4#联络阀；若3#循环水泵停运，则关闭1#和2#联络阀；若2#循环水泵停运，则关闭1#、2#、3#和4#联络阀。

（2）冬季工况循环水泵“热备用”问题分析及优化

a）循环水泵处于“热备用”的意义：根据原设计，油加热、气囊排气等因素，循环水泵采用冷启动需要2-3小时。核电厂通过二回路最终热阱循环水冷却一回路，导出一回路的热量，确保反应堆安全；冬季工况循环水泵故障跳停后，稳定入口海水液位后（一般10分钟），启动备用泵，减少凝汽器带功率半侧运行的时间，避免凝汽器真空恶化停机。

b）影响循环水泵“热备用”问题的分析：油油温，低于10℃需要投齿轮箱电加热器工作，高于18℃允许启动高压油泵，根据电加热器3×1.5KW以及散热，需要9.5小时；气囊排气时间，气囊密封的作用是在停机检修状态下，对气囊充气以防止海水灌入，在循环水泵启动前需对气囊排气。当气囊排气后管道压力低于0.01MPa时才允许启动循环水泵。排气时间约2分钟；长时间停运的电机启动前先用2500V兆欧表测定U、V、W三相绕组的对地电阻和相间电阻符合条件后才允许启泵。

c）关于“热备用”问题采取的优化措施：齿轮箱电加热器改为4×2kW，冬季工况电加热器逻辑改为油温25℃自动切除。同时还考虑辅助油泵打循环加热油，防止电加热器周围发生局部过热，引起油质劣化；气囊排气管线上设置电磁阀控制循环水泵气囊密封充气和排气，并且安全设计，通过手动阀与电磁阀盘冗余配置；关于电机测绝缘，根据核电站整理做法，备用电机40天测一次绝缘，并得到电机厂家的认可；增加冬季工况一台循环水泵停运后，启动备用循环水泵对循环水液位及系统影响的分析；循环水泵厂家制定冬季工况处于备用状态时循环水泵的保养措施。

优化后的“热备用”循环水泵可以在10分钟启动并向凝汽器供冷却水，带走热量，维持凝汽器真空。

4结论

循环系统篇3

关键词：饮用水冷冻循环水回收洗涤水

一、主要设备简介

1.机组特点

南京韩威南冷集团有限公司LSB560型水冷冷水机组主要由双螺杆压缩机、水冷冷凝器、角形截止阀、干燥过滤器、热力膨胀阀、干式蒸发器和电器控制系统组成，具有高可靠性、高效率、高度自动化和操作简便等特点。该机组可提供5℃-15℃的冷冻水，为粉针制剂生产洁净控制区空调系统冷却提供冷源。水冷冷冻循环水补水水源为饮用水，补水方式为边补边排。

2.机组工作原理

机组是利用卡诺循环原理来实现制冷循环的。制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，用管道将其连成一个密闭系统，内部充注制冷剂（R22）。机组工作时，由蒸发器出来的低温低压蒸汽进入压缩机，由压缩机压缩成高温、高压气体，排入冷凝器，被流经冷凝器的冷却水带走热量。高温高压的气体被冷凝成过冷液体，经过滤器、球阀进入热力膨胀阀被节流减压后，变为低温低压的汽液两相混合物进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂不断蒸发并吸收流经蒸发器的冷冻水中的热量，从而使水温降低，蒸发器内的制冷剂吸热汽化为低温低压蒸汽后，被压缩机吸入，进入下一次循环。如此反复循环，从而达到降低冷冻水温度的目的。

二、改进前系统运行情况

该系统平均每年运行115天，平均补水周期为7天，每次补水量约100吨，年补水饮用水总量约1642吨，补水周期短，饮用水消耗量大，造成该机组运行期间动力成本高。

三、改进措施的制定及实施

1.补水水质考察指标的选定

冷却循环水的检测指标有浓缩倍数（8PPm）、浊度（>15mg/l）、钙离子（

2.可利用水水质考察及补水水源的确定

首先对现有的可回收利用的水进行梳理，确定生产过程中产生的可作为循环水补水水源的水有洗涤废水和饮用水，然后按照补水考察指标进行测试，并与测试结果见下表：

由上表可以看出，洗涤废水和饮用水都可以作为循环水补水的水源，但洗涤废水的水质要优于饮用水。

3.改进实施

（1）进行管路改造，将洗涤废水回收池与循环水进水口进行连接，实现洗涤废水可通过管路流向循环水池。

（2）对操作人员进行培训，将边补边排的补水方式改为先排后补的补水方式，以增加循h水池内剩余应排污水的稀释度。

四、改进实施后的效果

改进前循环水平均补水周期为7天，改进后循环水补水系统最短补水周期为为11天，最长补水周期25天，平均补水周期为14.6天，改进后循环水平均补水周期较改进前延长了一倍。

改进后循环水补水水源全部为回收废水，按每年循环水系统共运行140天、循环水补水周期14.6天计算，每年可节约饮用水959吨。

循环系统篇4

[关键词]DCS；仪表；自动化；循环水；自动加药

中图分类号：TG333.2文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）20-0397-01

概述：在现代化工行业中，循环水系统的正常运行对主工艺生产和设备维护有着重要意义。一般在正式投运之前，必须经过冲洗、酸洗预膜等处理，合格的水质能延长设备的使用寿命，降低能耗。

循环水系统通过管道布置连接集水池、循环水泵、冷却塔、加药设备、软水设备、过滤器等设备（如图1），其每个环节与仪表及自动化息息相关。

一、循环水系统的仪表性能

随着现代技术的提高，仪表的种类和可选性越来越多，如测温有热电偶、热电阻、红外等，测压有膜盒压力变送器等，测流量有电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计、涡轮流量计、插入式流量计、孔板流量计等，测液位有雷达液位计、差压液位计、磁翻板液位计、投入式液位计等。项目设计前期根据现场循环水条件，温度区间，腐蚀情况，工作压力，工作流量，容器体积，检测项目等确定各类仪表的类型，测量方式和测量量程。常用接触式螺纹连接的铠装热电阻测量给水和回水总管的温度，常用膜盒式变送器测量给水和回水总管的压力，常用电磁流量计测量给水和回水总管流量，常用投入式或雷达液位计测量集水池的液位，其中集水池补水时水流波动较大，投入式液位计的探头应放入不锈钢丝网制成的固定护罩内，一方面过滤水池中杂质进入探头影响使用寿命，另一方面，减缓水流对探头的冲击，保证探头数据准确性。除此之外，就地仪表常用的有双金属温度计和压力表等，其中循环水泵进出口常采用耐震压力表，方便现场人员巡检时查看记录。

二、循环水系统的相关设备

设计单位根据项目主工艺和现场实际情况，设计集水池的容量及储存方式，循环水泵的送水量，冷却塔的冷却效率，从而决定设备数量，管道规格及走向，仪表类型及量程。

为方便操作及管理，现场动设备有就地控制和远程控制两种，远程控制由DCS系统根据工艺逻辑联锁控制和DCS手动控制组成，如循环水泵、冷却塔、软水装置中的补水泵、加药计量泵等的控制。加药装置由规定药剂溶液、溶液槽（配搅拌装置）、加药计量泵等组成（如图2）。

由于现场水质不一，规定溶液有多种。补水阀的开关和加药计量泵的联锁由DCS控制，当规定溶液混合后，搅拌并通过加药计量泵加压，随补充水投加到循环水系统。

检测仪，即能够检测水质各项参数，具有4-20mA信号输出到DCS的分析仪。水质检测一般包括电导率、PH值、氯离子、浊度、钙硬度等。一般现场条件限制，化验员每天取一次样品，人工分析，而且取样也往往是集水池表面的循环水，无法真实体现循环系统水质的真实情况。大型项目的循环水系统，就需要不同水层不同位置，多点取样，通过DCS控制不同取样管上的电磁阀，使循环水能够单独的按一定体积一定先后顺序流入样品槽。样品槽根据水质检测要求，内部相互隔开，各种在线分析仪同时检测，分析结果实时传递给DCS系统。最后，DCS控制电磁阀，排空残液，清洗样品槽，等待下一个取样点定量的循环水流入检测。从而降低化验员素质要求，降低工作量，保证测量数据的实时、准确与稳定。

三、循环水系统的DCS系统

确保运行可靠操作维护方便，一般现场采用就地控制和DCS系统控制相结合的原则，重要工艺参数的显示、控制、报警以及各机组的逻辑联锁保护控制均由DCS系统完成。其具有数据采集、控制运算、控制输出（包括顺序和间歇控制等）、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算，以及所有这些信息的组态、调试、打印、诊断、系统下装等功能。系统具有开放性，能够上挂管理网的功能。而且有易操作性、可靠性、可组态性、可扩展性、冗错技术、实时性、经济性、有故障记忆功能和在线调试功能等特点。循环水系统中各仪表和设备的信号进入DCS系统（如图3）。

显示相关数据和状态，当液位不足，工艺要求循环量增加，水质检测超标等。DCS根据工艺要求，对应的控制循环水泵、冷却塔、加药计量泵、补水泵等，从而保证主工艺生产和设备的正常运行。

四、结束语

随着现代技术发展，自动化设计和仪表性能逐渐朝着简易操作、安全可靠、持续监测、动作灵敏、方便维护等方面发展，同时随着近年来行业发展的需要，许多设备对于循环水水质稳定要求也将越来越严格，在实际项目中也越来越受到关注。

参考文献

循环系统篇5

关键词：冷却循环水系统；类型；设计；控制

中图分类号：TU991.41文献标识码：A文章编号：

近年来，我国经济快速发展，工业化程度越来越高，工业用水消耗量也越来越大，为了提高工业用水的利用率，减少水的消耗，循环水系统应用日益广泛。工业冷却循环水系统的设计对于工业的建设起着非常重要的作用，它不仅直接影响企业的用水效果，而且还与经济效益、环保密切相关。本文作者依据多年的工作经验，结合工业循环水系统工艺流程，从以下方面进行设计考虑：循环水系统类型的选择，冷却换热系统的选择，循环泵站布置方式的选择等。

1、工业冷却循环水系统的类型

冷却循环水系统，现在已广泛的应用在大部分生产企业中，根据企业的工艺要求选择安全、合理、经济的循环方式是循环水设计思路之一。本文作者认为，循环水系统可以如下分类：

1.1根据循环方式的不同，可以分为：密闭式系统和敞开式系统。密闭式循环水系统水质一般采用纯水，系统内的循环水与外界基本隔绝，以保证水质，但系统密闭，出现水路堵塞时不易及时发现，容易发生事故。敞开式循环水系统常用于一般设备的间接冷却及作为换热器的冷媒水，通常在设备出口或冷却塔出口泄压，容易观察，及时发现隐患，但水质在泄压处.与外界接触，水质不能保证。在实际工作中，敞开式循环水系统是最普遍采用的循环方式。

1.2根据循环水冷却设备方式的不同，可以分为：内循环系统和外循环系统。内循环系统是指接人设备的水系统，如图1所示，热水泵抽热水池水经过滤器，再通过板换换热后进人车间设备，最后带走设备热量流回热水池。它对水质的要求更高，通常采用纯水，因为在设备内循环，如果出现结垢会对设备造成严重的后果，而且设备每年除垢维修的费用比系绷孟行费用还高，造成了巨大的浪费。外循环系统是指做为冷媒来冷却内循环.系统的，如图1的冷水池的水系统，它由冷水泵抽取通过过滤器，再经板换对热水池的水进行换热后，上冷却塔冷却流回冷水池，该系统的水不通过设备，它对水质的要求相对低些，通常采用自来水。以往我们多数是采用内循环系统，在冷却内循环系统时冷却塔会使水质更脏，需要进行相应的处理才能保证冷却水的水质。现在，企业循环水系统中往往两个系统并用，能最大程度发挥各自优点。

图1冷却水内、外循环系统

1.3循环系统选定后，要对系统的水量、水压、温度进行设计，应慎重考虑供、排水管的压力平衡，并应在进、出水管处采取相应技术措施，以确保系统运行的安全可靠。同时能正确使用管材，选用内壁粗糙系数低的，能够减小系统的阻力损失，避免供水压力的不足。将进、出水水管的管径偏大采用，理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零，阻力主要集中在设备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水，后供水的设备后排水，尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡，供水水量仅随支管管径大小而变化，可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表，可随时根据变化了的工况，对供水状况进行适当微调，并可实测相关数据，以累积经验，满足生产需要。

冷却、换热系统：

既然有内外两个循环系统并用，那它们之间有着必然的联系。如图1所示，外循环系统与内循环.系统在换热器中进行换热，内系统冷却设备，外系统经过冷却设备进行冷却，如此循环不断。两系统通过换热器进行间接换热，所以对换热设备的选择也非常重要。在工程实列中，我们用过板式换热器，效率高，但容易结垢，清洗困难。冷却设备的选择更偏重工艺的要求，如循环水系统流程图所示：在夏季或工艺要求的温度较低时，必须配置冷水机组来配合降温。在冷水机组的选用上，水冷式机组的安全性、可靠性、稳定性要胜过风冷式机组，尤其在北方寒冷地区，但同时增加循环水池和循环水泵，投资造价上又比水冷式的高出许多。

3,循环水泵站：

是维系整个循环系统正常运行的动力系统。它主要配置循环泵、冷却泵。其布置形式、适用条件和特点如表1所示。

表1：循环水泵站布置形式比较

布

泵站布置方式选好后，从设计的角度要考虑泵站的安全、节能等注意以下几个方面：

3.1循环水泵的调速和控制

循环水泵在初选时工况应与实际相匹配，提高水泵运行效率，不浪费。一旦系列变化循环水泵压力和流量都不在工作点上，往往不是在高效率区间工作。同时配置调速装置，根据生产工艺的变化，调节循环水泵的转速，使送出压力和流量满足工艺要求，并使水泵在高效区间工作，尽量避免采取调节闸阀消耗能量，而引起工作.系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液.力稠合器调速和可控硅串级调速等，调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时，循环水工作泵由正常转速和调速状态下配合使用，最好有备用泵以保证系统安全可靠。

3.2设置应急水源(应急电源)

由于循环水一般是高温设备冷却用水，突然的断水对设备来说是严重的损害，甚至导致设备的报废。但是紧急突发状态下，循环水泵临时断电在所难免，故需设置应急水源。应急水必须保证设备用水在规定范围和时间内的用水量，可以由自来水系统配合使用，但必须采取措施保证不污染水源。也可设置高位水箱，出水至少能带走设备热量，保证设备安全。与此配套，还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置，排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施，正常工作时，循环泵供给设备用水，备用水源由阀门控制处在关闭状态;停电时，断水报警系统动作，备用水源开通，即可保证设备安全运行。当然，最好在泵站设置应急电源，可以由发电机发电，在断电时启动以保证循环水泵的正常运转。

4、结束语

冷却循环水系统设计的合理性关系到企业生产的安全稳定和生产效率，也符合当前节约用水的总体要求，对保护生态环境、减少水污染起着非常重要的作用。因此，设计人员在设计的时候要充分考虑技术、成本投入等各方面的要求，进行技术性、经济性、可靠性等方面的评定，来制定设计方案，选用质优、价廉的设备与材料，为企业提供优秀的设计方案。另外，科学的设计方法、严谨的工作态度和严密监控手段也是保证设计方案的重要前提。只有将设计和生产管理相协调，才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。

参考文献

[1]刘曼.工业循环冷却水系统优化运行的研究[D];武汉大学;2005年