工业循环水系统现状分析和系统解决方案

1、工业循环水系统节能优化运行技术简称WECS杭州哲达科技股份有限企业王耀坤1页工业循环水系统特点循环水系统现实状况与存在问题WECS基本原理与技术方案WECS系统配置与关键设备WECS应用业绩与运行效果汇报内容第2页工业循环水系统四大特点（以钢铁企业为例）应用面广包括烧结、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，仅水泵年耗电量就达3亿度以上 第3页工业循环水系统四大特点（以钢铁企业为例）自动化程度较低大多使用手动操作，即使采取自动控制系统，控制要求和水平也不高，缺乏有效管理。节能空间巨大循环水系统做为生产辅助系统，只要能满足冷却设备温度要求即可，在控

2、制技术与管理上比较粗放，节能潜力巨大(节能空间20%以上）第4页现有循环水系统组成泵站：水泵、电机阀门：手动阀、机械自力式调整阀等终端冷却设备：高炉炉壁、风口小套、热交换器等冷却塔：逆流式冷却塔循环水泵站阀门(管网)冷却塔终端冷却设备工业循环水系统现实状况第5页循环水泵站阀门(管网)冷却塔终端冷却设备工频+全手动阀门调整各终端配水量 变频恒压定流量供水节能泵+变频恒压定流量供水现有循环水系统操作方式工业循环水系统现实状况第6页循环水泵站阀门(管网)冷却塔终端冷却设备PLC或数字仪表对泵站总管水压、流量及泵出口阀门开度数据进行监视或简单控制可能有还对系统中主要数据进行历史统计循环水控制系统现实状

3、况工业循环水系统现实状况第7页1：管网复杂、耦合度高，手动阀门难以确保冷却终端之间水力平衡， 不能按照终端需求进行水量合理输配。现有循环水系统存在问题第8页现有循环水系统存在问题2：水泵大多工频或恒压变频运行，现场经过手动阀门调整常造成阀门处于大阻尼工作点，使得管网能量损失过大。第9页现有循环水系统存在问题3：没有依据现场工况改变、对水泵开机台数、运行效率和供水量进行节能优化控制，造成能耗增加。第10页现有循环水系统存在问题4：没有依据气温改变和水量改变，采取自动调整伎俩对冷却塔开机台数、每台冷却塔效率进行优化。第11页WECS基本原理 WECS 是一个新型工业循环水系统节能优化运行技术。它是

4、依据流体力学与热交换原理，分析工业循环水系统能量输配与交换效率，并采取先进控制方法与智慧阀门技术，对工业循环水系统中水泵、阀门与管网、终端设备、冷却塔等单元进行综合优化控制，提升工业循环水系统整体能效，到达综合节能目标。WECS (Water Energy Conservation System) 第12页冷却水循环系统示意图经过水泵水量和智慧阀门优化控制，将冷却终端温度严格控制在设定区间内。智慧阀门一直处于大开度位置进行实时智能调整，使管网阻尼极小化。依据冷却水温度在线检测，对冷却塔智慧阀门和冷却风机进行优化控制，使各个冷却塔冷却效果、效率最优化。 循环水泵站阀门(管网)冷却塔终端冷却设备W

5、ECS基本策略第13页在实施上述三项控制同时，确定水泵组开机台数和变频优化控制，使水泵输出功率极小化，从而到达节电最大效果。在总结节能优化运行基础上，可对水泵规格特征进行调整和改造，以到达水泵机组能效优化配置。循环水泵站阀门(管网)冷却塔终端冷却设备WECS基本策略冷却水循环系统示意图第14页WECS技术方案现实状况：普通阀门、简单监控改造：智慧阀门结合高级优化控制智慧阀门能够实现每个末端冷却设备流动参数测量、流量分配与能量调整一体化控制。依据冷却终端设备工况改变，智慧阀门运行模式可进行智能化切换，实现节能控制。利用冷却温度最优控制软件，经过对终端冷却设备负荷分析，实现输配能效与终端设备能效连

6、续优化。1.冷却终端设备温度优化控制第15页现实状况：普通手动阀调整,管网系统 无法实现高效输配。改造：采取智慧阀门实现输配 节能控制。对智慧阀门控制管网进行高级设定，经过阀门开度合理化，提升输配能效。当管网冷却水使用量随机改变时，支管对应水流量也将自动适应改变、到达按需分配。在线计算分析管网各个单元冷/热负荷，进行输配能效优化分析，实现技术节能、管理节能与行为节能一体化。2.管网阀门自动调整WECS技术方案第16页现实状况：普通手动阀，简单监控。改造：智慧阀门实现冷却塔 最正确冷却控制依据气候条件、系统所需冷却水流量和各个冷却塔冷却容量，确定冷却塔开启台数。经过智慧阀门对各个冷却塔水流量进行

7、优化分配，使得各个冷却塔冷却效果整体最正确。利用冷却塔负荷分析和风机特征曲线，实现冷却风机最优节能控制。3.冷却塔优化控制WECS技术方案第17页现实状况：水泵单机运行效率和 系统能效低。改造：智慧阀门结合变频调整 和水泵机组优化运行技术， 实现供水量极小化。利用智慧阀门处理流量输配平衡问题以及管网阻尼过大问题，经过变频技术，可降低水泵输出功率。依据水泵特征曲线，利用智慧阀门结合变频技术，对水泵机组进行优化控制，使水泵运行在高效区。4.泵节能控制WECS技术方案第18页经过D水量降低,经过智能温度平衡阀及D最正确冷却容量计算,确定D开机台数与流量分配,提升冷却效率。在C正常投运时,逐步降低B流

8、量。C阀门开度将会开大,到达一定开度时B流量不再降低,从而降低了系统中冷却水用量。B开度减到一定开度时,A降频降低水泵出水量，使B处于较大开度。降低耗电量,减小阻力损失WECS技术方案单回路系统第19页依据终端用水情况：流量按需分配管网阻力优化 依据负荷改变,动态调整流量管网动态平衡依据管网流量改变：采取变频与机组优化运行技术,到达能效最优只需在新增终端冷却设备前加装智慧阀门，自动实现管网平衡。寻找循环水最正确出塔温度、冷却塔与换热用户合理匹配方式，使风机和水泵总电耗最小.WECS技术方案多回路系统第20页循环水泵站阀门(管网)终端冷却设备冷却塔智慧阀门智慧阀门智慧阀门水泵变频与台数优化控制软

9、件管网阻力优化匹配软件冷却温度最优控制软件冷却塔优化运行软件综合能耗监控及管理系统维修及事故预防检测系统WECS系统配置WECS系统平台变频、切削第21页WECS关键设备基于嵌入式软件、传感技术、智能控制器、调整阀与执行机构机电一体化新一代阀门装置。含有压力、流量、压差、温度、温差、能量等管道流体参数智能测量、智能控制和网络通信集成功效。以最小阻力实现压力无关型智能流动。智慧阀门 第22页如图所表示，利用智慧阀门优化管网输配特征后，水泵运行内效率可提升10%左右。经过模拟计算表明，利用智慧阀门结合变频技术，优化输配特征后水泵运行工况点偏移，尽管输出功率增加了10%左右，但电机输入功率反而下降到

10、93%。WECS关键设备智慧阀门 利用智慧阀门结合水泵变频和系统能效优化技术，能够显著改进水泵与管网特征良好匹配，提升设备能效与系统能效。第23页WECS 应用相关业绩与运行效果石油化工：辽宁化学工业企业、上海石化股份有限企业、扬州石油化工厂、福建金纶石化、镇海炼化化纤工业：沈阳化纤厂、江西合成纤维厂、青岛崂山化纤厂、湖南湘潭化纤厂、江苏三房巷集团、杭州红山化纤厂区域供热：西安陕鼓生活区、新疆西部热力、新疆玛纳斯热力.纺织工业：陕西第九棉纺厂、浙江康大轻纺集团企业、青岛第二棉纺厂 、印尼三宝隆纺织企业 .电子工业：Philips Array (ShangHai) Factory、上海中芯国际SMIC .医药工业：上海新先锋制药、上海雷允上制药、浙江九州药业、浙江青春宝药业有限企业 相关业绩第24页WECS 应用相关业绩与运行效果地铁车站：武广高铁、福州南站、郑州火车站、苏州地铁、深圳地铁、杭州萧山国际机场、江苏无锡机场.商业建筑