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1.基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，包括以下步驟：
A.高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)原運行方案參數(shù)確定；
設高爐共有m個部位需要供水冷卻，所有支路出口通大氣，第i支路出口與水泵進水側涼水池水面高差為Hst?i(m)，體積流量為Qi(m3/s)，(i＝1，2，…，m)，設高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)有2級水泵串聯(lián)，第1級供水泵揚程為H1，第2級增壓泵揚程為H2，第1級水泵直接向高爐供水壓力要求較低的n個部位支路供水；第1級水泵與第2級水泵串聯(lián)向高爐供水壓力要求較高的m-n個部位支路供水；
B.高爐各部位熱負荷確定；
C.高爐各部位冷卻水最小需要流量計算；
D.在高爐各部位冷卻水支路出水管上設置調節(jié)閥門，調節(jié)閥門后直接通大氣，調節(jié)閥門能夠調節(jié)各支路的冷卻水流量和系統(tǒng)水泵工況，并能夠保證高爐冷卻水壁腔內水壓為正壓；
E.根據高爐各部位的工作環(huán)境要求，確定冷卻水壁腔內水壓要求；
F.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)不變的變閥優(yōu)化運行方案；
G.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)優(yōu)化減少的變閥優(yōu)化運行方案；
H.根據高爐各部位冷卻水最小需要流量，重新選擇循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵；
I.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)重新優(yōu)化選泵后的變閥優(yōu)化運行方案；
J.比較分析循環(huán)冷卻水系統(tǒng)原運行方案、以及步驟F、G、I循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行方案共計四種運行方案的能耗；
K.高爐各部位冷卻水支路出水管調節(jié)閥門開度調節(jié)。
2.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟A所述高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)原運行方案參數(shù)確定方法為：
對確定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和系統(tǒng)中水泵運行臺數(shù)與方式，聯(lián)立高爐所有部位冷卻水支路的水力平衡方程和供水泵流量-揚程曲線、增壓泵流量-揚程曲線，求解各冷卻水支路的流量、壓力和水泵流量，進而計算整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的能耗；
所述高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)各管段和冷卻水支路阻力系數(shù)已知，聯(lián)立各支路從涼水池、經水泵、被冷卻部位，到支路出口通大氣的能量平衡方程，即需要揚程曲線方程和水泵性能曲線方程組(1)共m+2個方程，求解出系統(tǒng)各冷卻水支路的流量Qi(i＝1，2，…，m)和第1級與第2級水泵揚程，并進而計算確定水泵流量、功率和效率；
式中，后兩式分別為供水泵流量-揚程性能曲線和增壓泵流量-揚程性能曲線； 為系統(tǒng)供水泵總流量；k1為供水泵運行臺數(shù)； 為系統(tǒng)第n+1至第m個部位增壓泵總流量；
k2為增壓泵運行臺數(shù)。
3.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟B所述高爐各部位熱負荷確定方法為：
高爐爐殼表面不噴水時，爐殼散失的熱量與循環(huán)冷卻水帶走的熱量相比很小，忽略不計，高爐各部位熱負荷等于冷卻水帶走的熱流量，即：
Gi＝CmiΔti???(2)
式中：下標“i”表示高爐第i冷卻部位；C為冷卻水的比熱容，J/(kg·℃)，常壓下水的比熱容為4200J/(kg·℃)；m為冷卻水的質量流量，kg/s，冷卻水體積流量為Q＝m/ρ，ρ為水體
3
密度，kg/m；Δt為冷卻水的進出水溫差，℃，m和Δt可以現(xiàn)場測得。
4.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟C所述高爐各部位冷卻水最小需要流量計算方法為：
根據相關設計手冊，高爐各部位冷卻水最大允許進出水溫差如表1所示：
表1?高爐各部位冷卻水最大允許進出水溫差
對高爐某一部位，冷卻水進出水溫差達到最大允許進出水溫差時，該部位冷卻水支路流量為最小需要流量；高爐各部位冷卻水支路最小需要流量為：
5.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟E所述根據高爐各部位工作環(huán)境要求，確定冷卻水壁腔內水壓要求；通過選擇供水泵和增壓泵揚程，控制冷卻水壁腔內水壓最大值滿足要求；冷卻水壁腔內最低水壓不能為負壓。
6.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟F所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)不變的變閥優(yōu)化運行方案為：
對步驟D所述冷卻水各支路出口設置調節(jié)閥門的高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，按照各部位冷卻水支路通過最小需要流量Qi?min(m3/s)，(i＝1，2，…，m)的要求，以各支路阻力系數(shù)Si′(i＝1，2，…，m)為未知量，各支路阻力系數(shù)包括出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)，建立各支路從涼水池、經水泵、高爐冷卻部位到出水管調節(jié)閥門、通大氣出口的能量平衡方程，即需要揚程曲線方程，聯(lián)立水泵性能曲線方程：
式中，Q1min,Q2min,…Qm?min分別為各支路最小需要流量，為已知量，m3/s，k1為供水泵運行臺數(shù)；k2為增壓泵運行臺數(shù)；
求解方程組(4)，求得循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為獲得各支路最小需要流量時各支路需要的阻力系數(shù)Si′(i＝1，2，…，m)；用求解出的各支路阻力系數(shù)Si′分別減去支路原阻力系數(shù)Si，支路原阻力系數(shù)Si不包括出水管調節(jié)閥門阻力，即得到各支路出水管調節(jié)閥門所需要的阻力系數(shù)ΔSi(i＝1，2，…，m)；
求得各支路出水管調節(jié)閥門所需要的阻力系數(shù)ΔSi(i＝1，2，…，m)后，校核各部位冷卻壁腔內冷卻水工作壓力應該在允許范圍內，即：各支路出水管調節(jié)閥門前冷卻壁腔的壓力滿足
如果第k部位冷卻水支路出水管調節(jié)閥門前壓力小于最小要求壓力HPi?min，壓力不能滿足要求，則應該首先確定該部位冷卻水出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)，使該閥前壓力等于最小要求壓力，即：
則，第k支路阻力系數(shù)為
通過調整第k支路出水管調節(jié)閥門阻力，改變第k支路冷卻水流量為Qk(Qk≥Qk?min)，即將方程組(4)中的Qk?min改變?yōu)镼k，看作未知量，將式(7)代入方程組(4)中的第k式，求解方程組(4)，可以得到Si′(i＝1，2，…，k-1，k+1，…，m)和Qk，用式(6)計算出ΔSk，再校核其他支路冷卻水壁腔壓力，直至全部滿足要求；最后，計算確定系統(tǒng)中供水泵、增壓泵的運行揚程，并進而求得供水泵、增壓泵、上塔泵的所有運行參數(shù)及系統(tǒng)能耗。
7.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟G所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)優(yōu)化減少的變閥優(yōu)化運行方案為：
高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)按最不利支路供水要求設計，未考慮變閥優(yōu)化運行，系統(tǒng)總體供水冷卻能力有較大富余；如果系統(tǒng)冷卻水各支路出口設置調節(jié)閥門，則通過計算分析，系統(tǒng)實施基于最大允許進出水溫差的變閥優(yōu)化運行，由于高爐各部位冷卻水支路流量和系統(tǒng)總流量減小，在保證供水流量和壓力的前提下，優(yōu)化減少供水泵、增壓泵和上塔泵的開機臺數(shù)，減小各支路出水管調節(jié)閥門所需要的阻力，達到降低能耗的目的；
對步驟D所述冷卻水各支路出口設置調節(jié)閥門的高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，按照各部位冷卻水支路通過最小需要流量Qi?min(m3/s)，(i＝1，2，…，m)的要求，以各支路阻力系數(shù)Si′(i＝1，2，…，m)為未知量，各支路阻力系數(shù)包括出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)，建立各支路從涼水池、經水泵、高爐冷卻部位到出水管調節(jié)閥門、通大氣出口的能量平衡方程，即需要揚程曲線方程，聯(lián)立水泵性能曲線方程，得方程組(8)，其中，供水泵運行臺數(shù)和增壓泵運行臺數(shù)分別采用優(yōu)化減少后的運行臺數(shù)k1′，k2′；
求解方程組(8)，得高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)供水泵、增壓泵運行臺數(shù)優(yōu)化后各部位冷卻水支路阻力系數(shù)和供水泵、增壓泵揚程；計算各部位冷卻水支路出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)，優(yōu)化減少上塔泵運行臺數(shù)，計算供水泵和增壓泵的流量、功率和效率、上塔泵的流量、揚程、功率和效率以及循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總能耗，并與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)原運行方案即未實施變閥優(yōu)化運行方案的能耗比較。
8.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟H所述根據高爐各部位冷卻水最小需要流量，重新優(yōu)化選擇循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵的方法為：
用式(9)按各部位冷卻水支路出水管未設置調節(jié)閥門或調節(jié)閥門阻力為0、通過最小需要流量，計算各支路需要揚程：
H需i＝Hst?i+Fi(Q1min,Q2min,…Qm?min，Si)；i＝1,2,…,m???(9)
按前n個供水支路中的最大需要揚程MAX?H需i(i＝1，2，…，n)和所有m個供水支路流量之和，重新優(yōu)化選擇供水泵，要求供水泵在高效區(qū)運行；設重新選擇的供水泵揚程為H1；按后m-n個供水支路中的最大需要揚程減去供水泵揚程MAX?H需i(i＝n+1，n+2，…，m)-H1n重新選擇增壓泵揚程H2n，要求增壓泵在高效區(qū)運行；按循環(huán)冷卻水系統(tǒng)最小需要流量重新選擇上塔泵，要求上塔泵在高效區(qū)運行。
9.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟I所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)重新選泵后的變閥優(yōu)化運行方案為：
對步驟D所述冷卻水各支路出口設置調節(jié)閥門的高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，按照各部位冷卻水支路通過最小需要流量Qi?min(m3/s)，(i＝1，2，…，m)的要求，以各支路阻力系數(shù)Si′(i＝1，2，…，m)為未知量，各支路阻力系數(shù)包括出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)，建立各支路從涼水池、經水泵、高爐冷卻部位到出水管調節(jié)閥門、通大氣出口的能量平衡方程，即需要揚程曲線方程，聯(lián)立水泵性能曲線方程，得方程組(10)，其中，采用重新選擇的供水泵和增壓泵流量-揚程性能曲線及設計運行臺數(shù)，求解方程組(10)，確定循環(huán)冷卻水系統(tǒng)重新選泵后為獲得各支路最小需要流量時各支路阻力系數(shù)Si′(i＝1，2，…，m)和供水泵、增壓泵揚程，用求解出的各支路阻力系數(shù)分別減去支路原阻力系數(shù)Si，即得到所需要的各支路出水管調節(jié)閥門阻力系數(shù)ΔSi(i＝1，2，…，m)，并校核調整，保證各部位冷卻水壓力滿足要求；
計算確定重新選擇后的供水泵和增壓泵流量、功率和效率，上塔泵流量、揚程、功率和效率，計算重新選泵后的高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的能耗。
10.根據權利要求1所述的基于最大溫差的高爐冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行與選泵方法，其特征是，步驟K所述高爐各部位冷卻水支路出水管調節(jié)閥門開度調節(jié)方法為：
原系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)不變的變閥優(yōu)化運行、原系統(tǒng)水泵運行臺數(shù)優(yōu)化減少的變閥優(yōu)化運行和系統(tǒng)重新優(yōu)化選泵后的變閥優(yōu)化運行三種方案，按照各自要求的閥門阻力系數(shù)，對照閥門開度-阻力曲線，調節(jié)閥門開度，達到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)變閥優(yōu)化運行和基于變閥優(yōu)化運行優(yōu)化選泵的目的。