一种循环水系统的运行诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种循环水系统的运行诊断方法及系统。该方法包括：获取循环水系统的流程图；基于流程图，根据循环冷却水的物性参数和循环水系统的操作参数计算循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差；根据各分支处的流速和温差确定所述循环水系统中需要调节的分支。采用本发明专利技术的方法及系统，能够计算各分支的水力特性，确定循环冷却水系统中需要调试的位置，有针对性地改善循环水系统的水力失调问题，提高了调节循环水系统的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种循环水系统的运行诊断方法及系统
本专利技术涉及循环水系统
，特别是涉及一种循环水系统的运行诊断方法及系统。
技术介绍
大型工业企业中，循环冷却水系统是最重要的公用工程系统之一。但循环冷却水系统庞大复杂，在设计阶段就缺乏精细计算的工具，导致大部分循环冷却水系统的裕量设计偏大，实际耗水量和耗电量很高，致使水泵不能在额定工况下运行，工业循环冷却水的用量约占整个工业用水量的70％～80％，节水意义重大。循环冷却水系统是异程管网，即每个用水分支(装置或设备)的管长和管径，以及距离供水源的距离均不同，因此各分支的水力特性也不同。如图1所示，换热器1-4距离供水源的管长依次增加，循环冷却水的压力沿流向逐渐降低，供水主管路上的各供水支线三通的压力依次降低，而回水支线三通的压力沿流向依次升高。例如换热器1，供水支线距离最近，压力最高；而回水支线距离回水点也最近，但是压力最低。对于换热器4来说，供水支线距离最远，压力最低。如图2所示，上面一条线为供水压力随管长变化的曲线，下面一条线为回水压力随管长变化(供水源为起点)的曲线,上下两条线之间的距离即为资用压力(每个分支供水压力和回水压力的差值称为资用压力，即可以利用的压力)。从上述分析可知，距离供水源最近的换热器1分支的资用压力最大，距离最远的D设备资用压力最小。如果换热器1-4的参数相同，由于资用压力不同，进入换热器1-4的循环冷却水流量也不同。这种由于距离不同，而出现不同流量分布的现象称为水力失调现象。实际的循环冷却水系统比上述示例要复杂得多，大分支下还有小分支，甚至更多的分级，每个分支带的设备不同，循环冷却水需求量不同，使管网的异程问题更加复杂，资用压力也有变化，水力失调问题也变得更加复杂，水力耦合现象使循环冷却水系统的调整难度大大增加。目前，本领域的技术人员调节循环冷却水系统时，只能凭借经验调试各分支的阀门或总阀门，无法判断循环冷却水系统具体哪个位置需要调试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种循环水系统的运行诊断方法及系统，能够计算各分支的水力特性，确定循环冷却水系统中需要调节的位置。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种循环水系统的运行诊断方法，包括：获取循环水系统的流程图；所述流程图用于描述所述循环水系统中各元件的连接关系；基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差；根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支。可选的，所述基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差，具体包括：判断所述循环冷却水是否走管程，若是，则根据管程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据管程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差；若否，则根据壳程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据壳程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差。可选的，所述管程流速公式为：式中，vT为管程内流体流速，GT为管程内流体流量，dT为列管内径，NT为列管数；所述管程温差公式为：式中，TT1为管程进口处的流体温度，TT2为管程出口处的流体温度，HT为管程流体的热量，CpT为管程流体的比热容；所述壳程流速公式为：其中，式中，vS为壳程内流体流速，GS为壳程内流体流量，AS为壳程的流通截面积，LB为折流板间距，DS为壳径；dW为列管外径；pT为列管间距；所述壳程温差公式为：式中，TS1为壳程进口处的流体温度，TS2为壳程出口处的流体温度，HS为壳程流体的热量，CpS为壳程流体的比热容。可选的，所述根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支，具体包括：判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第一预设条件，得到第一判断结果；所述第一预设条件为所述流速大于预设流速阈值且所述温差小于预设温差阈值；若所述第一判断结果为是，则所述当前分支为需要调节的分支；若所述第一判断结果为否，则判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第二预设条件，得到第二判断结果；所述第二预设条件为所述流速小于所述预设流速阈值且所述温差大于所述预设温差阈值；若所述第二判断结果为是，则所述当前分支为需要调节的分支；若所述第二判断结果为否，则判断是否遍历所有分支，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为否，则更新当前分支，并返回步骤“判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第一预设条件”。可选的，所述预设流速阈值为1m/s；所述预设温差阈值为10℃。可选的，在所述根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支之后，还包括：若所述第一判断结果为是，则增加所述需要调节的分支的管路阻力，更新所述循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数，并返回步骤“基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差”；若所述第二判断结果为是，则减小所述需要调节的分支的管路阻力，更新所述循环冷却水的物性参和所述循环水系统的操作参数，并返回步骤“基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差”。一种循环水系统的运行诊断系统，包括：流程图获取模块，用于获取循环水系统的流程图；所述流程图用于描述所述循环水系统中各元件的连接关系；计算模块，用于基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差；诊断模块，用于根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支。可选的，所述计算模块，具体包括：公式选择单元，用于判断所述循环冷却水是否走管程，若是，则根据管程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据管程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差；若否，则根据壳程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据壳程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差。可选的，所述管程流速公式为：式中，vT为管程内流体流速，GT为管程内流体流量，dT为列管内径，NT为列管数；所述管程温差公式为：式中，TT1为管程进口处的流体温度，TT2为管程出口处的流体温度，HT为管程流体的热量，CpT为管程流体的比热容；所述壳程流速公式为：其中，式中，vS为壳程内流体流速，GS为壳程内流体流量，AS为壳程的流通截面积，LB为折流板间距，DS为壳径；dW为列管外径；pT为列管间距；所述壳程温差公式为：式中，TS1为壳程进口处的流体温度，TS2为壳程出口处的流体温度，HS为壳程流体的热量，CpS为壳程流体的比热容。...

【技术保护点】
1.一种循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取循环水系统的流程图；所述流程图用于描述所述循环水系统中各元件的连接关系；/n基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差；/n根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
获取循环水系统的流程图；所述流程图用于描述所述循环水系统中各元件的连接关系；
基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差；
根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支。


2.根据权利要求1所述的循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，所述基于所述流程图，根据循环冷却水的物性参数和所述循环水系统的操作参数计算所述循环水系统各分支处循环冷却水的流速和进出口的温差，具体包括：
判断所述循环冷却水是否走管程，若是，则根据管程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据管程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差；若否，则根据壳程流速公式计算各分支处循环冷却水的流速，并根据壳程温差公式计算各分支处循环冷却水的温差。


3.根据权利要求2所述的循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，
所述管程流速公式为：
式中，vT为管程内流体流速，GT为管程内流体流量，dT为列管内径，NT为列管数；
所述管程温差公式为：
式中，TT1为管程进口处的流体温度，TT2为管程出口处的流体温度，HT为管程流体的热量，CpT为管程流体的比热容；
所述壳程流速公式为：
其中，
式中，vS为壳程内流体流速，GS为壳程内流体流量，AS为壳程的流通截面积，LB为折流板间距，DS为壳径；dW为列管外径；pT为列管间距；
所述壳程温差公式为：
式中，TS1为壳程进口处的流体温度，TS2为壳程出口处的流体温度，HS为壳程流体的热量，CpS为壳程流体的比热容。


4.根据权利要求1所述的循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，所述根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支，具体包括：
判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第一预设条件，得到第一判断结果；所述第一预设条件为所述流速大于预设流速阈值且所述温差小于预设温差阈值；
若所述第一判断结果为是，则所述当前分支为需要调节的分支；
若所述第一判断结果为否，则判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第二预设条件，得到第二判断结果；所述第二预设条件为所述流速小于所述预设流速阈值且所述温差大于所述预设温差阈值；
若所述第二判断结果为是，则所述当前分支为需要调节的分支；
若所述第二判断结果为否，则判断是否遍历所有分支，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果为否，则更新当前分支，并返回步骤“判断当前分支的所述流速和所述温差是否满足第一预设条件”。


5.根据权利要求4所述的循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，
所述预设流速阈值为1m/s；
所述预设温差阈值为10℃。


6.根据权利要求4所述的循环水系统的运行诊断方法，其特征在于，在所述根据各分支处的所述流速和所述温差确定所述循环水系统中需要调节的分支之后，还包括：
若所述第一判断结果为是，则增加所述需要调节的分支的管路阻力，更新所述循环冷却水...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹雁青，
申请(专利权)人：曹雁青，
类型：发明
国别省市：北京;11