Спосіб управління роботою оборотної охолоджувальної системи водопостачання

Спосіб управління роботою оборотної охолоджувальної системи водопостачання за рахунок зміни кількості підживлювальної води, який відрізняється тим, що подачу води в систему здійснюють з урахуванням сезонних коливань температури повітря та жорсткості води у джерелі водопостачання у відповідності з залежністю: Z(х,у)=32,1·х0,167(y2-6,3 у+10,78) на 1000 м 3/год оборотної води, де Z - кількість підживлювальної води, м 3/год; х - температура навколишнього повітря, °С; у - загальна жорсткість підживлювальної води, мг-екв/дм 3. (19) (21) 2000084916 (22) 18.08.2000 (24) 16.07.2001 (33) UA (46) 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001 р. (72) Крючков Євген Миколайович, Назаренко Олексій Миколайович, Назаренко Микола Прокопович, Сидоренко Олексій Петрович, Коваленко Володимир Юхимович, Погорілий Петро Іванович, Коньков Володимир В'ячеславович, Тесля Сергій Юр'євич (73) Запорізька державна інженерна академія, UA 40174 регатів не змінюється та, навпаки, збільшується при зменшенні числа обертів насосних агрегатів. Це призводить до зменшення економічності роботи всієї системи. З метою уникнення цього недоліку заявлено спосіб управління процесом роботи системи водопостачання (а.с. № 1675507 від 07.09.1991, БВ № 33, 1991), в якому порівнюють питому спожиту потужність і йдуть шля хом зміни подачі води в бік збільшення насосною станцією з меншою питомою потужністю, та в бік зменшення - з більшою питомою потужністю. Подібний аналіз здійснювати досить важко, трудомістке й, саме головне, реалізація способу відбувається з деяким запізненням у часі, так як розрахунок питомої потужності можна зробити тільки по фактичним даним після деякої тривалості роботи системи. В основу винаходу поставлена задача створення способу управління роботою оборотної охолоджувальної системи водопостачання, у якому з урахуванням додаткових характеристик роботи системи - температури повітря, якості підживлювальної та оборотної вод забезпечується її працездатність та запобігання відкладень в системі, скорочення водоспоживання та скиду стічних вод до водоймища. Для вирішення поставленої задачі у способі управління роботою оборотної охолоджувальної системи водопостачання за рахунок зміни кількості підживлювальної води, згідно з винаходом, подачу підживлювальної води в систему здійснюють з урахуванням сезонних коливань температури повітря та жорсткості води у джерелі водопостачання у відповідності з залежністю: Z(х,у)=32,1·x0,167(y2–6,3y+10,78), м 3/год, де Z – величина підживлення кожні 1000 м 3/год ємності системи, м 3/год; х - температура навколишнього повітря, °С; y - загальна жорсткість підживлювальної води, мг-екв/дм 3. Алгоритм управління способу, згідно з винаходом, враховує взаємний вплив та ступінь впливу факторів - температури навколишнього повітря та жорсткості воді на необхідну її кількість. На фіг. 1 подана графічна інтерпретація математичної моделі у вигляді факторного опису змін параметру оптимізації кількості підживлювальної води залежно від факторів впливу - температури повітря та жорсткості води у джерелі водопостачання, на фіг. 2 - відкрита охолоджувальна система водопостачання, яка складається з чотирьох основних елементів: І - насосної станції підживлювальної води; II - охолоджувача системи (градирня і т.п.) з втратами води на Р1 - випаровування, P2 – краплевинос и Р3 - продувку; III - циркуляційної насосної станції; IV – апарата, що охолоджується (доменна чи мартенівська піч та т.п.). Автоматичне регулювання подачі підживлювальних насосів з урахуванням математичної моделі реалізовано у вигляді наступної блок-схеми: задатчик жорсткості підживлювальної води 1, датчик температури навколишнього повітря 2, витратомір підпитної води 3 та блок нелінійного перетворення 4 дають відповідні імпульси на регулюючий блок 5, компаратор зі змінюваним порогом спрацьовування 6, блок множення 7, схему "І" - 8, суматор 10, виконуючий механізм 11 та регулюючий орган 9. При незабезпеченні необхідних витрат при повному відкритті регулюючого органу 9 автоматично включається додатковий насосний агрегат. Якщо необхідні витрати менші продуктивності насосних агрегатів - один з насосних агрегатів відключається. Спосіб випробуваний на комбінаті "Запоріжсталь" з математичним описом другого порядку роботи охолоджувального оборотного циклу водопостачання ТЕЦ-ПВП, що забезпечує охолоджувальною водою доменні, мартенівські печі та аглофабрику. Ма тематичний опис зроблено з отриманням математичної моделі у вигляді рівняння регресії. З урахуванням значимих коефіцієнтів рівняння регресії вищевказаний опис має такий вигляд: У=3624,3+495Х1+2346,2X2+1495,8Х2 2 де У - параметр оптимізації, кількість підживлювальної води, м 3/год; Х1 - температура повітря, °С, з варіюванням у межах 8-32°С; X2 - жорсткість підживлювальної води, мг-екв/дм 3, з варіюванням у межах від 3 до 4,4 мг-екв/дм 3. Результати досліджень показали (фіг. 1), що необхідні зміни кількості підживлювальної води залежно від температури повітря та жорсткості води у джерелі водопостачання значні від 2343 м 3/год до 8075 м 3/год. В реальних умовах межі цих змін менші, тому що при максимальній температурі повітря неймовірно мати максимальну жорсткість підживлювальної води (в правому верхньому куті факторного опису). При цій температурі повітря жорсткість підживлювальної води, як правило, найменша. Тому на факторному просторі позначені ситуації по сезонам (зима, весна, літо, осінь). Особливо багато необхідно давати підживлювальної води весною, у повінь, коли змив талими водами грунту й порід насичує воду додатковими солями та підвищує її жорсткість (7537 м 3/год). У літній період, коли спостерігається максимальне випаровування, жорсткість підживлювальної води дозволяє мати підживлення в 2 рази менше. Мінімальні кількості продувочних та підживлювальних вод восени (~2500 м 3/гoд). В зимовий період при мінімальному випаровуванні жорсткість підживлювальної води змушує давати на підживлення біля 4000 м 3/год води. Абстрагуючись від ємності конкретної оборотної охолоджувальної системи водопостачання ТЕЦ-ПВП, для якої зроблено математичний опис, та враховуючи лінійний характер зміни величин коефіцієнтів математичної моделі від ємності системи, математична модель узагальнена на об'єм у 1000 м 3/год і виглядає наступним чином: Z(х,у)=32,1·x0,167(y2-6,3 y+10,78), м 3/год, де Z – величина підживлення системи, м 3/год; х температура навколишнього повітря, °С; y – загальна жорсткість підживлювальної води, мг-екв/дм 3. Автоматичне регулювання підживлення насосів залежно від температури повітря та жорсткості води по сезонах року відповідно до встановленої математичної моделі дозволяє зекономити до 12 млн. м 3/рік води тільки по вищезгаданому охолоджувальному оборотному циклу водопостачання - ТЕЦ-ПВП. Переведення решти систем водопостачання на подібне регулювання дозволяє зе 2 40174 кономити до 10% підживлювальної води, що забирається. Крім значної економії свіжої технічної води, при цьому заощаджується електроенергія та запо бігається шкода природі у зв'язку зі зменшенням скиду забруднених вод до водоймища. Фіг. 1 3 40174 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4