摘要：基于最大溫差的高爐冷卻水系統變閥優化運行與選泵方法，屬于工業節能減排技術領域。本發明根據鋼廠高爐爐缸、風口、爐腹、爐腰、爐身各部位冷卻水進出水最大允許溫差，確定各部位冷卻水最小需要流量。在各部位冷卻水支路出水管上設置調節閥門，針對循環冷卻水系統水泵運行臺數不變、水泵運行臺數優化減少和重新優選水泵三種方案，各支路通過最小需要流量，以各支路閥門阻力系數為未知量，聯立各支路能量平衡方程和系統水泵流量?揚程性能方程，求解各支路閥門阻力系數、系統水泵運行參數和系統能耗，并與系統原運行方案比較，在高爐安全可靠前提下，實現循環冷卻水系統變閥優化運行和優選水泵，優選水泵變閥優化運行方案節能效果最為顯著。

【說明】
一、技術領域

本發明設及一種保證高爐各部位循環冷卻水系統支路進出水溫差同時等于(或接 近)各部位最大允許進出水溫差的支路出水管調節閥口阻力計算及優化選累方法，達到節 省循環冷卻水系統運行費用的目的。屬于工業節能減排技術領域。

二、背景技術

隨著國民經濟的快速發展，能源的需求量和消耗量越來越大。目前，我國不僅是世 界第=大能源生產國，更是世界第二大能源消耗國。我國能源利用率低，能源浪費嚴重。

鋼鐵工業作為我國六大高能耗行業之一，能源消耗巨大，節能減排任務艱巨。我國 鋼鐵總產能11.5億噸左右，其中，高爐年產能達到10.4億噸。循環冷卻水系統是鋼廠高爐重 要的配套設施，其運行情況關系到設備的安全、產品的質量和產率及系統能耗。在冷卻水輸 送和冷卻處理的過程中需要消耗大量的電能。據統計，循環冷卻水系統的用電量約占鋼鐵 企業總用電量的20 %~30 %。

高爐爐缸、風口、爐腹、爐腰、爐身各部位，由供水總管分成5條支路供水冷卻，各支 路冷卻水經過冷卻部位后，一般出水通大氣。相關設計手冊要求各部位循環冷卻水支路進 出水溫差不超過允許值。由于各部位冷卻水供水高差及壓力要求差異很大，在循環冷卻水 系統設計和運行時，通常都是按照最不利支路來選擇系統的水累性能參數和臺數，運就造 成了系統各支路不能同時達到最大允許進出水溫差，除最不利支路外的其他部位冷卻水支 路流量過大，進出水溫差遠小于相應部位的最大允許進出水溫差，系統供水能力高于實際 需求，存在過度冷卻，增大了循環冷卻水系統的流量和水累功率，造成能源的嚴重浪費。

三、內容

本發明的目的在于提供一種基于最大進出水溫差的高爐循環冷卻水系統變閥優 化運行與選累方法，本發明通過分析高爐循環冷卻水系統的組成、布局、運行和能耗，在保 證冷卻要求的前提下，對系統實施變閥優化運行，并重新選累，使循環冷卻水系統能耗最小。

鋼廠高爐穩態運行時，高爐爐缸、風口、爐腹、爐腰、爐身各部位 熱負荷一定。對某一部位，隨著支路冷卻水流量減小，進出水溫差增大，而不同部位有最大 允許進出水溫差的要求。當某一支路進出水溫差達到最大允許溫差時，該支路冷卻水流量 為最小需要流量，恰好滿足冷卻要求。本發明首先對高爐循環冷卻水系統原運行方案，聯立方程組求解各支路流量;在高爐循環冷卻水系統各支路出水管上設置調節閥口，針對系統 不換累運行臺數不變、不換累運行臺數優化(減少)與換累(系統供水累、增壓累和上塔累更 換)=種方案，分別聯立方程組，W各支路通過最小需要流量代入，計算各支路需要的出水 管調節閥口阻力，調節閥口開度，滿足阻力要求，統籌協調各支路的流量，在保證各部位供 水壓力的前提下，使各部位冷卻水支路流量同時達到(或接近)最小需要流量(對應各部位 支路最大允許進出水溫差），整個循環冷卻水系統流量最小。其中，循環冷卻水系統換累，按 各支路通過最小需要流量計算各支路最小需要揚程，按各支路最小需要揚程選擇水累，要 求水累在高效區運行。高爐循環冷卻水系統采用離屯、累，離屯、累軸功率隨流量減小而減小。 因此，當循環冷卻水系統流量最小，并依此選累使水累在高效區運行時，系統能耗最小，達 到節能的目的。比較分析循環冷卻水系統原運行方案、不換累運行臺數不變變閥優化運行 方案、不換累運行臺數優化(減少)變閥優化運行方案和換累變閥優化運行方案四種運行方 案的能耗情況。

技術方案包括以下步驟：

1、高爐循環冷卻水系統原運行方案參數確定；

2、對確定的循環冷卻水系統和系統中水累運行臺數與方式；

3、高爐各部位熱負荷的確定；

4、高爐各部位冷卻水最小需要流量計算；

5、在高爐各部位冷卻水支路出水管上設置調節閥口，調節閥口后直接通大氣；

6、根據高爐各冷卻部位的工作環境要求，確定冷卻水壁腔內水壓要求；

7、循環冷卻水系統水累運行臺數不變的變閥優化運行方案；

8、循環冷卻水系統水累運行臺數優化(減少)的變閥優