冷却塔风机的节能及安全控制研究
空调水系统中的冷却塔节能性研究论文
空调水系统中的冷却塔节能性研究论文空调水系统中的冷却塔节能性研究论文摘要：通过分析不同因素对冷却塔冷却能力的影响，从运行过程中节约风机、水泵等能耗的观点出发，总结了利用冷却塔节能的各种实施方法。
室外空气湿球温度，入口水温，及冷却水量的变化都将引起冷却塔冷却能力的变化。
为了用户的最大限度节能，冷却塔的生产厂家在设计与制造过程中应多考虑冷却塔的自控功能，并且提供冷却塔在冬夏两种工况的热工参数。
关键词：冷却塔；温度调节器；节能；冷却塔供冷冷却塔被广泛地应用于制冷空调系统及工业设备的冷却水系统。
对于空调用户而言，冷却塔的功耗在整个空调系统的能耗中也占有一定的比例，而且由于其使用频率高，累计能耗是十分可观的。
从节能的角度讲，我们应当对空调系统中冷却塔的耗能给予同样的重视，系统节能应整体考虑。
为了适应越来越高的节能要求，我们应该分析影响冷却塔冷却能力的因素，从运行过程中节约风机、水泵等能耗的观点出发，找出冷却塔节能的各种实施方法，在能源日趋紧张的今天，是一项十分有意义的工作。
当前，国内外冷却塔的节能研究(以机械通风湿式塔为主)主要集中在以下几个方面：(1)改进冷却塔体的结构，优化冷却塔内部构件的布置，使气、水分布均化，减少阻力，提高效率；(2)改进冷却塔运行方式，减少能耗；(3)高温水在进入冷却塔之前，先进行一定的“预处理”，使水进入冷却塔后能增大与空气的接触面积和接触时间，以达到节水和节能的目的。
1.冷却塔性能在制冷空调系统中，冷却塔起着非常重要的作用。
从热力学方面考虑有3种基本形式的冷却塔：湿式(蒸发式)、干式、湿干混合式。
目前应用较广泛的是湿式(蒸发式)冷却塔。
冷却水通过冷却塔与外界空气同时进行着热量和质量的交换，热量分为显热和潜热两部分。
冷却水通过冷却塔与外界空气同时进行着热量和质量的交换，热量分为显热和潜热两部分。
假若换热量全部为水的.潜热，则冷却水降低6℃，蒸发的水量不及供水量的1/100。
冷却塔的性能与温度范围和接近度有关。
空调系统中冷却塔的节能
1Ξ 引言 在制冷空调系统中 ,冷却塔起着非常重要的作
用 。从热力学方面考虑 ,有 3 种基本型式的冷却塔 : 湿式 (又称为蒸发式) ,干式 ,湿干混合式 。目前应用 较广泛的是湿式 (蒸发式) 冷却塔 。当冷却水通过冷 却塔与外界空气进行换热的同时 ,实际上还进行着 质量的交换 ,因此热量又分为显热和潜热两部分 。 假若换热量全部为水的潜热 ,则冷却水降低 6 ℃所 蒸发的水量不及总供水量的 1/ 100[1 ] 。冷却塔的性 能与温差范围和接近度有关 ,如图 1 所示 。温差范 围是指冷却塔出水与进水之温差 ,它是热负荷的函 数 ,写成关系式为 tout - tin = Q/ ( UA ) 。式中 Q 为冷 却塔的热负荷 ; U 为冷却塔水与外界空气间平均换 热 系 数; A 为 冷 却 塔 有 效 换 热 面 积。 而 接近度是指冷却塔出水温度与空气的湿球温度
更 正
本刊 1999 年第 5 期第 1 页正文第 5 行中“南昌” 应为“西昌”。特此更正并向作者李兆坚和广大读者 致歉 。
《暖通空调》编辑部
Ke yw o r d s c o o l i n g t o w e r , c hi l l e r , a i r c o n d i t i o ni n g s y s t e m , e n e r g y s a vi n g
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暖通空调 HV &AC ·33 ·
国外 技 术 介 绍 空调系统中冷却塔的节能
江苏特灵电制冷机有限公司 底世涛 3 ☆
提要 指出对空调系统中的风机 、水泵等的耗能应给予与制冷机组同样的重视 ,系统节能应 整体考虑 。分析了冷却塔出水温度对系统性能的影响 ,举例说明了不同工况的能耗对比 。
集中空调系统冷却塔的运行管理与节能
电气技术2018年第21期369尽管冷却塔在空调冷换功能中的作用是辅助，可是它对整个冷换系统吸收到的热能进行辐射。
空调系统的制冷能力和的节能效果都是与冷却塔的运行质量有着密切关系的。
强化冷却塔平日里的工作管理，改进凉水塔的运行条件，它对凉水塔和整个空调系统的节约能量起到了关键作用。
1 冷却塔的运行管理措施1.1 提高冷却水质量，维持水系统洁净，降低污垢和藻类微生物的产生自来水常用于冷却水的补充，有时深井水也会被使用。
自来水和深井水都含有以离子形式存在的盐。
经过长时间的操作，这里的盐在墙上和凉水塔上构成水垢。
冷却水有着更适宜微生物和水藻的生长的温度条件，微生物和水藻也会依附在凉水塔填料上。
此外，大多数冷却水系统是开放式，外部环境飘散的粉尘随着水进入到系统里，一些粉尘在凉水塔填料上附着着。
由于上述三个原因，运行一些时间以后，空调系统的冷却水系统，就会有很厚的污垢层形成，对凉水塔风量感应和散热有着非常大的影响。
严重影响凉水塔冷却的效果，使凉水塔电机长期运行，增加了冷却塔电机的能量损耗。
为了改变以上情况，冷却水系统和冷却水质量必须得到严控和严管。
可以采用下述三种对策：（1）冷却水系统配有电子水处理器。
电子水处理方法具有使用成本低、操作简便一系列优点，但不适合南方地区，技术不太熟练等缺点。
（2）药物治疗。
药物治疗是根据水质，定时向冷却水系统中添加灭菌剂和藻类杀菌剂等药物。
药物处理具有良好的灭菌效果，但也存在操作成本高、操作复杂等缺点。
近年来研制了一种自动给药设备，它可以解决药物治疗的繁琐问题。
（3）电子水处理与药物处理联合使用，定期进行污水处理。
该方法吸收了电子水处理和药物处理的优点，主要是电子水处理，辅以药物处理和定期污水排放。
从近年来的实际情况来看，这种方法是处理冷却水的最理想的方法。
既保障了水净化效果和稳定，又能节约运营成本，又有初期投入大的缺点。
1.2 合理控制冷却塔冷却水流量，无需风机运行大部分时间制冷机组在部分负荷情况下运行，根据制冷机组满载工况和最坏工况进行冷却塔设计选型。
冷却塔风机变频控制与节能改造
ＱＦ１
ＰＡ１
ＴＡ１
交流电抗器
ＰＥ
ＲＳ Ｔ
ＱＦ２ ＴＡ２ ＫＭ
ＰＡ２ ＰＥ
ＱＦ３
ＱＦ４
ＤＣ ２４ Ｖ
ＮＬ 控制电源
重，导致电动机和机械设备检修次数较多。
ＰＬＣ
ＡＴＶ６１
Ａｌ１
Ｒ１Ａ
（４）如果要调节风量，只能通过调整电动机台数 Ａｌ
频率设定 ＣＯＭ
运行
Ｒ１Ｃ
Ｒ２Ａ
来进行粗调，导致大部分电能的浪费。 （５）冷却塔风机的电动机保护只能有短路和过负荷
设备管理与改造◆Shebeiguanli yu Gaizao
冷却塔风机变频控制与节能改造
邵建强
（光大环保能源（宜兴）有限公司，江苏 无锡 ２１４２００） 摘 要：在研究冷却塔风机存在问题的基础上对其进行了变频节能改造，介绍了改造方案，并分析了改造的经济性和优点，同时阐述 了改造过程中存在的问题及处理方法。 关键词：冷却塔风机；变频改造；节能
Ｒ Ｓ
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（２）却塔风机运行时不能调节转数，只能以恒定
ＱＦ０ Ｌ１ Ｌ２ Ｌ３
转数运行，不能满足对风量进行精调的要求。
（３）冷却塔风机的电动机容量为 ７５ ｋＷ，额定电流
为 １４１ Ａ，全压起动电流接近 １ ０００ Ａ，不仅造成低压
电气系统波动，而且对机械和电气设备的冲击损伤严
模块，并最终转换为相应的数值（ＢＣＤ 码），通过编好的 ＰＬＣ 程 序，将相应的量和在人机界面上设定的温度值进行比较，得到 一比较参数。ＰＬＣ 输出此模拟信号作为变频器频率给定值（变 频器选用施耐德的 ＡＴＶ６１ 产品，具有过热和过流保护、电源欠 压和过压保护、缺相保护等功能），由变频器控制一台电机的转 速，并根据出水温度的高低，由 ＰＬＣ 控制工频风机的启动，使冷 却塔的回水温度控制在设定的温度上。
冷却塔节能控制系统的设计与应用
冷却塔节能控制系统的设计与应用发布时间：2022-05-12T07:23:37.649Z 来源：《福光技术》2022年10期作者：荆新哲于明明[导读] 冷却塔风机广泛应用于石油、化工、电力和冶金等行业的循环水系统中，其主要作用是将热的工业用水强迫冷却到生产所需的温度，达到水的循环使用，是循环水系统的核心设备和主要的耗能部件。
河南中核五院研究设计有限公司河南郑州 450000摘要：据统计，目前我国建筑能耗约占全国总能耗的1/3，而中央空调系统的能耗又几乎占了建筑能耗的65%，并且还有继续上升的趋势．由此可见，对中央空调系统的能耗进行控制，对提高能源利用效率具有重要的经济效益和社会效益．以变流量运行方式替代定流量运行方式已成为中央空调系统节能的必然趋势。
针对数据中心空调冷水系统在不同运行模式下对冷却塔出水温度的不同要求，设计基于PLC 和变频的冷却塔监控系统；对冷却塔在不同工况下的控制程序进行优化，通过调节冷却水循环水流率、风机运行速率和数量、旁通阀开度，实现对冷却塔出水温度的精确调节，满足空调负荷的前提下降低系统能耗。
关键词：冷却塔；节能控制系统；设计；应用前言冷却塔风机广泛应用于石油、化工、电力和冶金等行业的循环水系统中，其主要作用是将热的工业用水强迫冷却到生产所需的温度，达到水的循环使用，是循环水系统的核心设备和主要的耗能部件。
利用自动控制技术，精确调节冷却塔参数运行在合理区间对节能降耗至关重要。
1、冷水系统1.1系统配置山西移动数据中心冷源采用10kV高压离心式冷水机组、板式换热器加开式冷却塔的冷源系统；每台离心式冷水机组7032kW （2000RT）配套1台板式换热器、1组开式冷却塔。
数据中心冷水系统结构图如图1所示。
每组冷却塔由A、B、C、D共4个开式逆流式冷却塔组成，每台塔配置1个37kW风机、1个12kW电加热器，风机采用变频1拖1控制、附带震动开关保护功能。
电加热器由冷却塔集水盘内水温度控制启停，低温起高温停，在冬季用于防冻，增加低水位防干烧保护功能，集水盘低水位系统进入停机保护。
制冷站冷却塔节能控制优化分析
制冷站冷却塔节能控制优化分析发布时间：2021-10-12T08:45:30.653Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：胡谷庆[导读] 冷却塔作为水冷却的重要设备，在运行时会产生较大的能耗，对其进行节能控制优化，是贯彻节能降耗发展理念的基本要求，同时还能够进一步降低运行成本。
胡谷庆浙江上风冷却塔有限公司 312369摘要：冷却塔作为水冷却的重要设备，在运行时会产生较大的能耗，对其进行节能控制优化，是贯彻节能降耗发展理念的基本要求，同时还能够进一步降低运行成本。
目前制冷站冷却塔节能改造还存在一定的问题，需要从技术角度进行分析，在不影响生产需求的同时，达到节能降耗的目的。
关键词：制冷站；冷却塔；节能优化冷却塔是一种水冷却装置，水在其中流过可以实现热交换与质交换，降低水温，在空调循环水系统以及工业用循环水系统中应用十分常见。
在工业生产中冷却塔运行所产生的能耗非常多，已经成为节能减排设计的重点对象，可根据其运行原理来进行节能改造，实现节能控制优化。
一、制冷站冷却塔控制分析制冷站冷却塔控制比较常见的是通过制冷机组铭牌中冷却水进水温度参数来设定水温度，通过设定值对冷却塔风机频率和启停状态进行控制。
如果温度在设定值之上，风机启动后维持最低频率运行，在温度逐渐升高的过程中，风机的控制频率也相应的提升；而温度逐渐降低达到设定值时，风机的控制频率也会相应的降低，当小于设定值后便会停止运行[1]。
冷却塔的散热量基本上不会受到外界温湿度的影响，但是其决定着制冷机组的制冷量，想要进一步实现节能改造，便需要提高对室外冷空气的利用率，促使制冷机组的制冷量可以提升。
二、制冷站冷却塔节能改造分析冷却塔在不断的运行过程中，如果维护不到位，塔核部位出现比较严重的脏损，以及配水管堵塞，整体的冷却能力便会降低。
在针对制冷站冷却塔进行节能改造时，需要确定是否存在严重老化或者损坏的情况，因为这种情况下出水温度会远低于设计值，会产生更多的运行成本，且需要消耗更好的能源。
浅谈凉水塔风机节能改造
浅谈凉水塔风机节能改造作者：赵俊锋来源：《中国科技博览》2015年第29期中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0007-01随着企业管理逐渐细化，完成产量的同时要求降低能源消耗的成本，才能获得更多的效益。
通过对原有凉水塔风机加装永磁涡流柔性传动调速节能装置，采用改变风机转速的调节方式控制水温，在降低风量的同时使风机高效运行，在满足生产工艺运行的需求，并达到良好的节能（节电）效果。
一、设备运转概况：现有凉水塔风机正常运行时，需要根据季节与水温情况，保证水温满足于工艺要求，即春季、秋季的工况时需要风机以中等负荷的转速运行，风机系统有一定的节能空间；而当室外温度过低时（冬季）水温靠自然的环境温度来进行换热，该工况下电机的节能空间较大；夏季由于气温与水温温差小，既使风机全速工作，水温高于其它季节（制冷机工作），只要能满足水温的要求即可，在这个季节里也可以有一定的节能空间；项目现场由于处于北方地区，昼夜温差较大，上述三种运行状态在夜间运行时，节能效果更明显。
二、永磁涡流柔性传动调速装置工作原理及节能原理：永磁涡流柔性传动调速装置的原理就是遵循磁感应基本定律，即“楞次定律”。
当电机带动导体盘旋转时，导体盘与安装在负载端的永磁盘产生切割磁力线运动，进而在导体盘中产生涡流，该涡流在导体盘周围生成反感磁场，从而带动永磁盘旋转，实现能量的空中传递。
永磁涡流柔性传动调速装置可以很方便地通过调节“气隙”的方式调整负载的转速，来改变电机输出扭矩的大小，实现负载速度的调整。
根据“相似定律”，流量的变化与速度的变化成正比、而功率的变化与速度变化的立方成正比，虽然速度、流量只是发生较小地变化，但功率却发生了较大变化，从而实现了较大的节能效果。
永磁涡流柔性传动装置是通过调节扭矩来实现速度控制，电机输出到导体转子的扭矩和永磁转子输出到负载的扭矩是相等的。
这样，我们可以根据负载实际运行过程中扭矩的大小，来调整电机输出端扭矩。
冷却塔风机的变频控制与节能降耗
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1
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冷却塔节能降耗的探讨
冷却塔节能降耗的探讨摘要：循环冷却水系统是石油、化工行业甚至民用高档建筑能耗的大户，其节能效果对工业企业节能影响甚大。
冷却塔是循环冷却水系统的关键设备，可以通过降低冷却塔的供水扬程，提高冷却塔的热效率实现节能，也可通过对在役老化的冷却塔的改造实现节。
关键词：冷却塔；降耗；淋水填料Abstract: the cooling water circulation system is oil, chemical industry and even civil high-grade building a large family of energy consumption, the energy saving effect of industrial enterprise energy saving effect is great. Cooling towers are circulating cooling water system of key equipment, can reduce the water supply by cooling tower head, improve the thermal efficiency of the cooling tower for saving energy, also can through to in battle aging cooling tower of the transformation of realize section.Keywords: cooling tower; Consumption; Pouring water packing中图分类号：TB08 文献标识码：A 文章编号：循环冷却水系统是石油、化工行业甚至民用高档建筑能耗的大户，其节能效果对工业企业节能影响甚大。
循环水系统一般采用重复循环系统。
冷却塔是循环冷却水系统的关键设备，可以通过降低冷却塔的供水扬程，提高冷却塔的热效率实现节能，也可通过对在役老化的冷却塔的改造实现节能。
制冷站冷却塔节能控制策略优化探讨
制冷站冷却塔节能控制策略优化探讨摘要：在大型交通枢纽中，制冷空调系统的电能消耗约占总能耗的40%，冷却水温度是影响制冷机组效率的关键因素，因此，如何在付出较少代价的前提下进一步降低冷却水温度成为提高制冷机组效率、实现整个制冷系统节能降耗的关键。
关键词：制冷站；冷却塔；节能控制；策略1冷却塔风机优化节能控制系统原理经过实践冷却塔风机的工作能力与外界的气候变化有着很大的关系，具体体现在：一是为了调整出水温度，采取人工调整风机作业以及调整风机角度问题，这样会增加人工劳动量，而且还存在安全隐患；二是频繁的启动冷却塔风机会增加设备故障发生率，尤其是瞬间风机启动会造成电流冲击，造成电能浪费。
基于该问题，需要设计节能控制系统。
冷却塔风机闭环节能控制系统原理：冷却塔出水温度主要是通过风机的风量控制的，而风量大小则是通过转速实现的，因此通过在出水管上安装带有温度传感器的控制设备，实现对水温的自动控制以此实现节能优化控制，比如当出水管的温度高于设定值后，PLC控制变频就会增加风机的转速以此降温，当出水温度低于设定值时，控制器同样就会降低风机的转速以此将出水温度控制在一定的范围内。
2制冷站冷却塔节能控制策略2.1采用模拟手段改善冷却塔流场冷却塔内空气流动时经过的通道十分复杂，如气流经过入口转弯、淋水填料入口与出口的突然收缩和扩大、收水器中气流转折及气液分离、风筒入口和出口的转弯变化等过程.气流的急剧变化使得流动的阻力加大，冷却塔风机静压增大，还有流速的骤变更易引起气流分离等问题.这种现象使得冷却塔耗能增加，塔内风速分布不均匀.比如，模拟研究发现，一定条件下气流在冷却塔流场中的压力比在5～8时，就要设计导流檐，否则入口气流的涡流，有时会造成通过塔壁周围填料的风速仅为整个冷却塔填料平均风速的20%，而这部分填料面积约占整个填料面积的10%～20%.于是这些填料难以充分发挥散热作用，热力性能就达不到设计要求.流场模拟时可以通过模拟流体的流动、换热等物理现象，在较短的时间内预测冷却塔内的流场，为实验提供指导，并为设计提供参考.模拟后通过较少的实验验证，即可获得更为准确的设计依据，使得空气流在冷却塔内的流道合理紧凑，零部件的阻力进一步减小，使冷却塔节能技术的发展更迅速.为了使冷却塔的节能技术得到健康有序地发展，相关机构拟定了节能冷却塔的标准，如CQC3136—2012，使冷却塔节能的量化指标有了评价与遵循的依据.2.2冷却塔风机优化控制系统的实际应用为切实提高冷却塔风机的运行效果，经过论证该系统在企业生产中投入使用，经过安装于调试，该系统可以准确的反映风机的运行状态，具有很好的实际应用效果：一是降低了企业的费用支出，通过应用该控制系统，降低了企业的电费支出，从而提高了企业的经济效益；二是大大提高了风机的运行安全，并且延长了使用寿命，避免了因为传统风机运行簸动较大，而存在的安全隐患，降低了安全事故的发生；三是降低了冷却塔风机的故障发生率，通过应用变频技术可以对风机的运行情况进行及时的了解，从而实现了能源节能化生产，因此具有很好的推广价值。
水动风机冷却塔的应用及节能分析
水动风机冷却塔的应用及节能分析冷却塔风机节能技术正在逐步发展，该项目具有极大的发展优势。
它不仅能够节约企业的生产成本，在生产过程中使得企业效益大大增长，同时也可以起到保护自然环境的作用，降低资源的消耗，遵循节能减耗的原则，对生态的发展具有重要的意义。
本文结合工程实例，对水动风机冷却塔的工作原理、工作特点以及其使用条件和节能的效果进行了分析。
通过介绍某公司一期2×330MW的工程，介绍了其节能改造项目及应用。
标签：水动风机;冷却塔;应用;改造引言：在国内，当前的钢铁企业工业循环冷却水系统运转大部分是运用的机械通风冷却塔。
为了实现通风冷却，电机作为驱动部分，来保证冷却风机的正常运转，在操作过程中会有极大的弊端。
它严重的耗费电能，并且由于故障问题较为严重，因而增加了成本，使得在维护检修过程中支付了较大的费用，得不偿失。
在宣钢主要的工业水系统循环过程中，存在着大约110座机械通风冷却塔。
其中，电耗费每年达到了大约980万元。
因此，为了能够减小成本，实现节约能耗，应当严格的对净环冷却水系统进行改造。
1水动风机冷却塔的工作原理及应用条件混流式水轮机的原理和结构是水动风机冷却塔的核心技术。
通过水利能够带动水轮机旋转，而水轮机与风机相连，其通过功率的输出能够带动它的旋转，进而代替了电机。
传统的电机作为风机的动力来源，冷却水系统又要为水动风机冷却提供了工作动力。
冷卻水系统是水动风机运行的必要条件，在应用过程中，我们要做到及时的对其循环冷却水的能耗进行相应的的观察和分析，对其系统的运转工作状况有稳定的把握，关注水轮机功率的输出，并且能够判断其是否满足了水动风机的轴功率需要[1]。
对于设备，要进行及时的检查和更新，避免设备出现老化现象以及管道结构等出现问题，从而对系统的供水能力造成了严重的危害，也影响了水系统扩容改造的判断。
能够对水轮机进行正确的运用，能够避免上述现象的发生。
它可以对电能进行节约，而且在管网系统中，能够起到一定的调节作用。
冷却塔风机的节能及安全控制研究
冷却塔风机的节能及安全控制研究冷却塔是一种将热水降温的设备，其工作原理是通过风机将热水喷洒在填料上，然后通过风的对流作用将水中的热量带走。
冷却塔风机作为冷却塔的关键部件之一，其节能及安全控制具有重要意义。
本文将对冷却塔风机的节能及安全控制进行研究。
冷却塔风机的节能控制是指通过改进风机的运行方式和控制方法，实现能源的高效利用。
首先，可以通过优化冷却塔风机的运行参数来提高其效率。
例如，合理调整风机的转速和叶片角度，使其在能源消耗最小的情况下达到最佳的冷却效果。
此外，可以在风机的进风和出风口处安装流量调节装置，根据实际冷却需求来控制风机的运行状态，减小能源的浪费。
其次，可以应用变频调速技术对冷却塔的风机进行节能控制。
变频调速技术可以根据实际需要调整风机的转速，减少能耗。
通过变频调速，可以使冷却塔风机在没有冷却负载时降低转速，从而减少能源的消耗；而在冷却负载较重时，可以将风机的转速提高，保证冷却效果。
此外，冷却塔风机的安全控制也是非常重要的。
首先，需要对冷却塔风机进行定期的检查和维护，确保其正常工作。
特别是对于风机叶片的清洁和防腐蚀处理，需要定期检查并采取相应的措施。
同时，还需要对冷却塔风机进行温度、振动和电流等方面的监测，及时发现并解决问题，避免出现安全事故。
其次，可以采用智能化控制系统对冷却塔风机进行安全控制。
智能化控制系统可以对风机的过载、过热等情况进行实时监测和报警，并自动采取相应的措施，保证风机的安全运行。
总之，冷却塔风机的节能及安全控制具有重要的意义。
通过改进风机的运行方式和控制方法，可以实现能源的高效利用；同时，加强对冷却塔风机的检查和维护，并采用智能化控制系统，可以提高风机的安全运行。
这些措施的实施将为冷却塔的运行效果和安全性提供有力的保障。
冷却风机的节能优化与实践
冷却风机的节能优化与实践【摘要】针对冷却风机进行节能优化，由原有的电机带动冷却风机改为水轮机带动，降低了运行能耗，有效节省运行成本，创造可观的经济效益和社会效益。
【关键词】冷却风机；节能；水轮机前言山东莱芜天元气体有限公司现有制氧机组8台套、氧氮液化系统1套，其配套的循环水系统共有3套，分别为四五氧水泵房、六氧水泵房、九十氧水泵房。
由于制氧机组要求连续运行，因此在保证冷却效果的前提下，循环水系统的冷却风机必须不间断运行，年运行时间为8640小时。
因此进行节能优化能够有效降低运行成本，创造可观的经济效益和社会效益。
1 系统概况水冷却塔是水与空气直接接触进行热交换的一种设备，它主要由风机1、工作平台2、进水管路3、播水系统4、出水管路5、水盘6、塔身7、填料8、电机9等组成，它是一种利用水的蒸发及冷空气和热水的热传递带走水中废热的设备。
在水冷却塔内通过播水系统4将热水喷洒成水滴或水膜状，水在填料8中从上向下流动，空气在填料8中由下向上或水平方向流动，在风机1作用下的温度比较低的空气与填料8中的水进行热交换从而达到降低水温的目的。
因此水冷却塔在工作过程中，风机需连续工作促进塔内水与空气进行热交换，而风机是由电机带动，连续工作能耗较大。
2 技术优化情况为解决上述问题，九十氧泵房采用水冷却塔风机动力系统优化的工艺，在原有工艺流程的基础上将电机换成相应型号的水轮机，并对相关管道进行改造，既满足了水冷却塔的工作需求，又降低了风机的运转能耗，从而解决了风机连续工作能耗大的问题。
传统的中水冷却塔风机动力系统一般采用电机9带动，电机主轴与联轴器连接通过联轴器、传动轴13、减速机12驱动风机，水冷却塔工作一般要求风机连续运转，从而造成巨大能耗。
（见附图2、附图3）九十氧泵房水冷却塔风机动力系统优化工艺应用于电机带动的水冷却塔。
优化所需水轮机型号依据电机型号及实际生产需要计算得出，所需管道直径与阀门型号根据实际流量和水轮机参数计算得出。
集中空调冷却塔节能分析与探讨_王日英
２．２ 冷 却 塔 对 冷 水 机 组 性 能 的 影 响 在保 持 冷 水 侧 近 似 不 变 （末 端 负 荷、冷 水 流 量
和 温 差 不 变 ）、冷 水 机 组 正 常 运 行 的 情 况 下 ，理 论 上
冷 却 水 进 水 温 度 越 低 越 好 ，即 冷 水 机 组 的 冷 却 水 进
节 直 接 影 响 冷 凝 器 的 冷 凝 效 果 ，从 而 间 接 影 响 冷 水
机组的性能。图２为冷却水进水温度与冷却塔风 机运行频率的拟合曲线。
图 １ 系 统 负 荷 拟 合 曲 线
图 ２ 冷 却 水 进 水 温 度 拟 合 曲 线
从 图 ２ 可 以 看 出 ，冷 水 机 组 的 冷 却 水 进 水 温 度
由 于 集 中 空 调 系 统 是 个 大 滞 后 系 统 ，为 确 保 数 据 的 稳 定 性 和 准 确 性 ，将 冷 却 塔 风 机 运 行 频 率 每 隔 ３ｍｉｎ改变一次，每 ｍｉｎ采集一次 数 据。 数 据 处 理 时由于前 ２ ｍｉｎ 的 数 据 不 稳 定 故 舍 去，保 留 第 ３ ｍｉｎ采 集 的 数 据，进 行 筛 选、分 析、计 算、整 理 后 得 到３组准确数据。
☆ 王日英，女，１９８８年１２月生，在读硕士研究生 ５１４００４ 广西桂林七星区金鸡路 １ 号 桂 林 电 子 科 技 大 学 研 究 生院 （０）１８３７０９６３９１０ Ｅ－ｍａｉｌ：８４６４７０９７１＠ｑｑ．ｃｏｍ
收 稿 日 期 ：２０１３－１１－１２ 一 次 修 回 ：２０１３－１２－２１ 二 次 修 回 ：２０１４－０２－２０
图 ３ 冷 却 水 进 水 温 度 与 冷 水 机 组 性 能 参 数 拟 合 曲 线
由 图 ３ 可 以 看 出 ，冷 水 机 组 的 冷 却 水 进 水 温 度 越低，冷 水 机 组 的 ＣＯＰ 越 高，在 系 统 冷 负 荷 一 定 （制冷量一定）时，冷 水 机 组 的 运 行 功 率 越 小，负 荷 率 越 低 。 开 １ 台 冷 却 塔 时 ，冷 水 机 组 的 冷 却 水 进 水 温度（２６～２８ ℃）较其他工况下高，相应地，冷水机 组的 ＣＯＰ 最小（５．５～５．９），冷 水 机 组 负 荷 率 最 高 （７３％ ～７７％ ）。 开 ２ 台 冷 却 塔 时 ，冷 水 机 组 的 冷 却 水进水 温 度 在 ２４．３～２５．４ ℃ 之 间，冷 水 机 组 的 ＣＯＰ 在６．１～６．３之间，冷水机组负荷率在６５％～ ６９％之 间；开 ３ 台 冷 却 塔 时 对 应 的 数 据 分 别 为 ２３．７～２４．７ ℃，６．０～６．２，６４％～６９％。以 上 数 据 表明，冷水机组的 冷 却 水 进 水 温 度 并 非 越 低 越 好， 当其下降到 一 定 程 度 时 冷 水 机 组 的 ＣＯＰ 反 而 减 小 ，冷 水 机 组 负 荷 率 也 相 差 很 小 。 这 是 因 为 对 于 冷 水机组来说，冷凝 温 度 有 一 个 低 温 限 值，超 过 该 温 度 低 限 冷 水 机 组 性 能 反 而 下 降 。１ 台 冷 水 机 组 开 ３
暖通空调备考辅导：冷却塔风机的节能及安全控制研究[工程类文档]
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暖通空调备考辅导：冷却塔风机的节能及平安控制研究[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如假设有用,请打赏支持,谢谢!冷却塔风机的节能及平安控制研究1、风机节能控制器的研究提出风机节能控制管理的目的，是实现风机运行闭环自动控制。
根据生产的需要预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温的影响，用温感探头的实测值及时反响出来，最终通过调控降温设备的能耗来稳定供水温度，实现自控节能。
通常认为，变频调速技术是完成上述过程的理想方法。
但变频调速技术在循环水冷却塔风机控制上的运用存在如下局限性和缺陷：①变频调速技术可以做到很高的控温精度，但这在循环冷却水系统却不很重要。
②变频器自身的能量损耗〔平均运行效率缺乏90%〕影响节能效果。
③变速运行造成风扇叶片攻角改变〔迎风角〕，风机脱离工作点运行使效率降低。
④电机脱离额定转速的低速运行，以及转速、扭矩、功耗之间的非线性关系，也使电机的运行效率大为降低。
⑤变频调速系统价格较为昂贵〔每千瓦1000元左右〕，新建工程和老设备改造都需较大投入。
⑥设计上还必需考虑变频调速器运行在某些特定转速时的破坏性共振问题，和变频调速器产生强电磁污染对其它仪表的干扰等问题。
我们根据冷却塔风机往往是以多台并联的机群形式工作，为此提出了根据测量供水温度的变化，自动调节风机的开、停机数量到达控温节能的目的。
这是一种简单易行、费用低廉的控制方法，但它又有别于常规的PID模拟调节方式。
它是一种单变量离散控制闭环调节系统，既要保证有一定的控温精度，又不允许风机频繁启停；既要保证风机能单台工作，又要求多台风机在时间和启停次数上平衡运行。
针对冷却塔风机控制管理中实际遇到的问题，我们提出了温度测量范围、测量精度、显示分辩率、测量上下限、测量校准值、执行周期、温度允差、温度速率允差等共18项根本设计要求进行研发制作，并于1993年3月首次在第三循环水场风机现场试用，该系统命名为KR-933风机智能控制器。
冷却塔风机驱动方式节能改造
冷却塔风机驱动方式节能改造焦作煤业（集团）开元化工有限公司程秉国摘要：循环水冷却塔原有的电动机减速机传动风叶，改造为水轮机为动力，不使用电动机，起到节电效果。
关键词：循环水冷却塔、水轮机、节能。
一、概述为节能减排，省去现有机械通风冷却塔风机配用的电动机，利用循环冷却水的富余能量来推动水轮机带动风机转动，达到风机的设计转速和风量，替代了风机电机。
自2005年起，设计开发研制了第一代水动风机冷却塔专用的双击式水轮机。
由2006年8月研制成功，在应用于机械通风冷却塔的改造中，获得了较好的节能与综合效益，并由2006年9月28日在南京召开“水动风机冷却塔”鉴定会。
鉴定意见第2条为：“利用循环冷却水的富余水头来推动水轮机驱动风机旋转，达到设计转速和风量，省去了风机配用的电动机，属国内外首创；已研制开发成功并应用于冷却塔的小型低速、高效、新颖双击式水轮机处于国内领先，主要经济技术指标达到国际先进水平”，得到专家和用户的好评。
二、改造的目的及意义水动风机冷却塔省去了风机配用的电机及附属设备，对机械通风冷却塔来说是一次大的改革和创新；研究开发应用于冷却塔的水轮机推动风机转动，达到设计转速的新颖小型水轮机本身又是一个创新。
“十二五”计划中继续深化改革的核心是创新，因此小型新颖水轮机的研发和水动风机冷却塔的应用是一个改革创新的过程。
而创新过程具有较高的难度和技术含量，创新就是走前人没有走过的“路”。
循环冷却水（塔）的能耗主要为水泵的能耗和风机配用电机的能耗两部分。
而水泵提升的扬程中，考虑到循环水系统中各种因数，至少存在5m以上（有的高达10多m）的富余水头，在日常运行中这部分富余水头未被利用，白白地浪费了，成了没有做功被损耗的能量；而另一方面为使风机达到设计的转速和风量，需配用电机来带动风机转动，必然增加电耗。
现研制开发的新型小型的水轮机，利用水泵已有的富余水头驱动水轮机旋转，带动风机达到设计的转速和风量而省去配用的电机及附属设备，由于水轮机的使用节省了风机电机及传动装置的能耗，同时提高了传动效率，这就是研制小型水轮机的出发点和目的所在。
冷却塔风机控制2
1 引言在中央空调水冷式机组中，使用循环冷却水是最常用的方法之一。
为了使机组中加热了的水再降温冷却，重新循环使用，常使用冷却塔。
风机为机械通风冷却塔的关键部件，通常都采用户外立式冷却塔专用电机，具有效率高，耗电省，防水性能好等特点。
水在冷却塔滴下时，冷却风机使之与空气较充分的接触，将热量传递给周围空气，将水温降下来。
由于冷却塔的设备容量是根据在夏天最大热负载的条件下选定的，也就是考虑到最恶劣的条件，然而在实际设备运行中，由于季节、气候、工作负载的等效热负载等诸多因素都决定了机组设备经常是处于在较低热负载的情况下运行，所以机组的耗电常常是不必要的和浪费的。
因此，使用变频调速控制冷却风机的转速，在夜间或在气温较低的季节气候条件下，通过调节冷却风机的转速和冷却风机的开启台数，节能效果就非常显著。
冷却水系统能耗是空调系统总能耗的重要组成部分之一。
采用截止阀对冷却水流量进行调节将导致能量无谓的浪费，在部分负荷时固定冷却水流量以及不对冷却塔风机电机进行控制也将浪费大量电能。
如采用微机控制技术和变频调速技术对冷却水系统进行控制节能效果约为30%，具有显著的节能效益。
特别对于宾馆、饭店、商场等工作期较长的集中空调系统以及南方地区空调运行期长的其他建筑物空调系统，采用空调冷却水系统的节能运行系统的投资回收期一般在1～2年，具有非常显著的经济效益。
2 典型的冷却塔风机控制方式在典型的冷却塔风机控制系统中，变频器可以利用内置PID功能，可以组成以温度为控制对象的闭环控制。
图1所示为典型的冷却塔变频控制原理，冷却塔风机的作用是将出水温度降到一定的值，其降温的效果可以通过变频器的速度调整来进行。
被控量(出水温度)与设定值的差值经过变频器内置的PID控制器后，送出速度命令并控制变频器频率的输出，最终调节冷却塔风机的转速。
图1 冷却塔风机变频控制原理图在这里，温度信号给定量通过变频器操作面板的参数进行设定，温度反馈量通过出水管路中的温度检测以4－20mA的电流形式从R口输入(以安川变频器为例)，然后通过设置合理的PI参数(比例增益Kp=80%;积分时间Ki＝30S;采样周期T＝5s;偏差极限10%)就可以获得满意的闭环控制效果。
冷却塔风机系统的节能分析
０
刖 舌
风机变频节能 ， 风机 特 性 曲线 可 以表
示为” ｌ ：
Ｎ ＇２（Ｑ Ｑ Ｓ ２）２ ｏ ＝ Ｓ ， Ｑ２Ｑ Ｎ ）
量 基 本 成正 比 关 系 ， 图 １ 见 。
（ ５）
ｎ ２ ／２ ＝ ｆ ｆ
（） ２
图 １ 变频 调 节 特 性
变频调 节 方法改 变风机运 行性 能 曲
线， 风管阻力未变 ， 如图 １所示。由通风机 相似定律得 ： ｎ ＝加 Ｑ
由公式（ 、 式（ 得 ： ２）公 ３） ｛ ＝／ ２ 诲２Ｑ Ｑ
由 公 式 （ ） 知 ， 量 Ｑ 和 轴 功 率 成 ５可 风 三 次 方 关 系 ， 量 减 小 时 ， 功 率 减 少 非 风 轴 常明显。
石油 、 化工 、 台金 、 电不 可 缺 少 的 冷 却 设 发 备 已广 泛应 用 于 工业 与 民用领 域 ，而对 其
改变风机 电机输入交流 电源 的频率 ， 变 改
电机 转 速 ， 而 改 变 风 机 送 风 量 ， 是 调 从 这
节 能 的 分析 更显 得 尤 为重 要 。 所 周知 ， 众 冷 却塔 风机 系统 是按 照 设 备 所需 的大 容量 冷
却 负 荷 设计 或 选 定 的 ，而 且再 留有 充 足余
节流量的最好 手段。当电源频 率从 变到
时， 电机 转 速 从 ｎ 变到 ｎ， ： ２且
量 。 在没 有 使 用具 备 负 载 随动 调 节 特性 的 控 制 系统 中 ， 无论 季 节 、 夜和 用 户 负 荷 的 昼 怎样 变化 ， 机长 期 固定 在 工频 状 态下 全速 风 运 行 ， 成能 量 的巨大 浪 费。近 年来 由于 电 造
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来源：中国论文下载中心 [ 06-03-11 13:15:00 ] 作者：李毅编辑：studa9ngns
摘要：对冷却塔风机节能及安全控制进行研究，以实现风机运行的节能、安全自动化在线管理，通过对实际使用效果考察表明：该控制系统解决了风机管理上存在的一些难题，实现了风机节能、安全自动化控制。
提高了经济效益和设备可靠度，收到理想效果，也为加强设备的科学管理提供了新的思路。
关键词：冷却塔风机节能
冷却塔风机是循环水系统的核心设备[1]。
北京燕山石化公司炼油厂目前拥有7套循环水装置，循环冷却水总设计处理量为4.665×104t/h；凉水塔风机105台（其中4.7m 98台，8.5m 7台），总装机功率为4060kW，同时开机情况下最大日耗电量达9.74×104kW·h。
就循环水设备管理情况看，无论是从设备的数量、维修工作量、耗电量等哪个方面来讲，冷却塔风机都占有很大比重。
风机台数占车间设备总量的57％，维修工时占总量的60％，电耗占总量的22％。
如何在节能降耗、减少劳动力的情况下来保证设备的长周期运行，必然要应用先进的科学技术及管理方法[2]。
自1993年开始，笔者单位与中科院工程热物理所合作，共同研制开发了风机节能自控和安全自控2套监测系统，即“KR-933型风机节能控制器”、“KR-939型风机安全运行监控器”。
目前该系统已经在循环水车间得到了全面应用，并取得了理想的效果。
1 风机节能控制器的研究
提出风机节能控制管理的目的，是实现风机运行闭环自动控制。
根据生产的需要预先设定供水温度，由气候气象环境对水温的影响、系统换热条件的改变对水温的影响，用温感探头的实测值及时反应出来，最终通过调控降温设备的能耗来稳定供水温度，实现自控节能。
通常认为，“变频调速技术”是完成上述过程的理想方法。
但变频调速技术在循环水冷却塔风机控制上的运用存在如下局限性和缺陷：
①“变频调速技术”可以做到很高的控温精度，但这在循环冷却水系统却不很重要。
②变频器自身的能量损耗（平均运行效率不足90％）影响节能效果。
③变速运行造成风扇叶片攻角改变（迎风角），风机脱离工作点运行使效率降低。
④电机脱离额定转速的低速运行，以及转速、扭矩、功耗之间的非线性关系，也使电机的运行效率大为降低。
⑤变频调速系统价格较为昂贵（每千瓦1000元左右），新建工程和老设备改造都需较大投入。
⑥设计上还必需考虑变频调速器运行在某些特定转速时的破坏性共振问题，和变频调速器产生强电磁污染对其它仪表的干扰等问题。
我们根据冷却塔风机往往是以多台并联的机群形式工作，为此提出了根据测量供水温度的变化，自动调节风机的开、停机数量达到控温节能的目的。
这是一种简单易行、费用低廉的控制方法，但它又有别于常规的PID模拟调节方式。
它是一种单变量离散控制闭环调节系统，既要保证有一定的控温精度，又不允许风机频繁启停；既要保证风机能单台工作，又要求多台风机在时间和启停次数上平衡运行。
针对冷却塔风机控制管理中实际遇到的问题，我们提出了“温度测量范围”、“测量精度”、“显示分辩率”、“测量上下限”、…测量校准值”、“执行周期”、“温度允差”、“温度速率允差”等共18项基本设计要求进行研发制作，并于1993年3月首次在第三循环水场风机现场试用，该系统命名为“KR-933风机智能控制器”。
2 风机安全监控器研究
提出风机安全监控管理的目的，是为了自动检测出振动、油温、油位的变化数值，并进行显示和记录，同时对检测值超限的风机进行报警和停机，以求达到风机安全平稳运行的目的，减少甚至杜绝风机损坏事故的发生。
根据现场管理的实际情况，确定了“风机振动”、“滑油油温”、“减速箱油位”3个参数是保证风机安全最重要的运行参数[3]。
又确定了“测量范围”、“测量精度”、“巡检时间”等共15项设计参数进行研发制作。
该系统于1993年9月在循环水场得到首次试用，命名为“KR-939风机安全监控器”。
该系统运用了多参数组合探头技术、数字指令编码技术和计算机网络管理技术。
三参数组合探头安装于风机减速箱泊尺固定座上，其探杆直接插入滑油中，将减速箱内的油温、泊位及设备振动值直接转换为电信号，并远传至控制室内的风机安全监控器。
每台安全监控器可以用一条四芯电缆挂接8只组合探头，对8台风机的运行参数进行实时监控，同时完成数字显示。
超限报警、超限停机等多相功能。
经过了多次的试验和改型设计，目前已经成功运用于设备生产现场，各项参数达到了预定的设计要求。
3 实现计算机联网控制
上面介绍的两种测控系统，可以通过一条四芯通讯电缆（RS-422标准串行接口）与1台管理计算机连接，计算机可以是通用型PC机或工控机。
当配备相应的组态化监控管理软件（DCS-900软件），即可与多台KR-933、KR-939监控器实现联网控制。
与计算机联网后的风机监控器增加了如下功能：
①同时监控网内所有控制器的测量参数，实现综合管理。
②修改网内各控制器的设定参数。
③根据各控制器运行参数变化实现系统优化管理。
④进行历史数据及图形的记录，帮助分析，方便查询。
4 风机管理研究的效果
自1993年开始北京燕化炼油厂进行风机自控管理试验，取得了良好的效果，主要成绩反应在节能和安全运行两个方面。
4.1 风机运行节电效果明显
以安装了KR-933的第二循环水场为例，使用KR-933节能控制器的节能效果见表1。
如表1所示，最初现场试用KR-933节能控制器的第三循环水场，在1993年风机负荷较重的6，7，8，9这4个月内，耗电量与1991，1992年同期相比，节电量178533kW·h，若以0.45元/(kW·h)计算，这4个月共节约用电费7.92万元；而第三循环水场安装节能控制器的费用只有4.36万元，可见投入的费用只需设备运行几个月就能收回。
目前我厂已陆续在4个循环水场应用了KR-933智能控制器13台，受控风机92台，取得了可观的经济效益。
4.2 保证风机安全运行
经过几年的不断改进，到1998，1999年度，安全监控器的准确率得到了大幅度的提高，其中1999年1月至1999年7月的统计数据表明，系统共报警17次，其中查出设备存在问题的有13台，报警准确率大于76.5％；并且在设备检查过程中，发现了2台具有严重设备隐患的问题，避免了设备的严重毁坏，收到了良好的经济效果。
根据现场经验，处于完好状态下的风机，其油温、油位、振动曲线的特征如下：
①油温曲线：从开、停机时刻起逐渐升、降，约1h左右变成一条近似直线的平滑曲线。
②泊位曲线：无论是否开机，都应近似一条水平的直线。
③振动曲线：开机状态下，围绕一条虚拟的直线作上下窄幅振荡的不规则曲线。
1994年以来，我厂先后在6个循环水场安装了13台KR-939型风机安全监控器，对86台不同类型的风机进行了长期在线监测。
使我厂风机的检修维护由原来的主要依据风机累计运行时间安排大修，变为根据监控器的测量数据来安排检修，使风机的检修维护工作变得更加科学合理。
安装安全监控器后的风机，检修工作量比原来降低了大约30％；同时，多次避免了风机严重毁坏性事故的发
生，几年来，没有发生过任何意外损坏事故，取得了可观的效益。
5 不足之处
5.1 大型风机不适合应用KR-933节能控制器
对于大功率少机组风机的循环水场，由于每开停1台风机，都会对水温产生很大的影响。
因而，应用KR-933风机节能控制器无法正常稳定控制水温。
如第六循环水场共有3台直径8.53m、功率160kW的风机，假设安装风机节能控制器，在设定温度速率允差。
温度允差、执行周期等参数时，必然产生极大的矛盾，很难选择出适当的参数值，最终也达不到节能降耗的目的。
这种情况下的风机管理，比较适合采用自动变频调速系统进行控制管理。
目前也正在进行这方面的准备工作。
5.2 KR-939安全控制系统的油位测量技术还有待改进
目前KR-939安全监控器仍存在不足，其主要问题是油位监测，由于受恶劣条件的影响，较容易出现热丝结垢、滑油含水造成断丝故障。
若探头检修不及时，还需要进行人工上塔巡检实测。
加强风机的科学现代化管理，还应在现有的基础上不断改进。
参考文献：
[1]杨钦，严煦世．给水工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1987．
[2]胡安定．石油化工装置周期运行指南[M]．北京：中国石化出版社，2001．
[3]ISBN7-80043-499，石油化工设备维护检修规程（第九册）[S]．。