冷却循环水系统在酱香型白酒制酒车间的应用效果分析

科技专论.冷却循环水系统在酱香型白酒制酒车间的应用效果分析胡启方贵州茅台酒股份有限公司贵州仁怀564501[摘要]本文分析了茅台酒厂某制酒车间采用不锈钢套管式白酒冷却按 节能系数0.8计算,平均电能消耗0.464 (kW : h)/m'。器，以非循环供水的方式来满足冷却制酒的需求所存在的不足,提出采用供水方式循环水耗电总耗电(kW●h )(kW●h冷却循环水系统对原系统进行改造升级，并给出了改造前后节能效果的对非循环供水0. 7*1007比分析和详细的改造设计方案。该方案通过实际实施，达到设计目标，获得较好的节能效果。循环供水0.7 *8. 880. 464*10052. 21[关键词]冷却循环水;节能减排;制酒车间结论:对比数据，采用循环水后电能消耗降低了25.4%,节能效果明显。1.背景(3) 技术可行性茅台酒厂某制酒车间的白酒生产现采用的是不锈钢套管式白酒冷根据循环水量和温差,计算散热负荷,选用散热能力好的横流式冷却器,需要大量的冷水来满足冷却制酒的需求,冷水流过冷却器后,温却塔双机组合,可以达到要求。根据循环水量和压力要求，相应的泵也度上升即行排放,冷水只用-一次。 且生产所用供水硬度较高，该水在冷属于常 规产品，容易满足。根据四栋厂房布局，回收水箱安装于六栋厂却过程中由于蒸发，接触大气,水质更加恶化,钙镁离子浓度更高，会在房后面就可以利用水 自身重回流。工艺设备_上严重结垢、腐蚀,使换热过程难以顺利进行，加大了冷却水4、系统方案设计的使用量。随着市场的增大,酒厂生产用水量和废水排放量逐年增大，(1) 循环冷却水方案设计原生产冷却水没有合理地循环利用，浪费水资源。因此,对生产冷却水依据系统要求,由换热量根据公式: q=cmOt合理地循环利用,每年可节约大量水资源。这是对国家节能减排政策的q为热量, kJ/s,即kW;积极响应并将付诸行之有效的措施。c为比热,水的比热为4.2 kJ/(kg.K);循环水冷却系统是为生产设备实施水冷却而配置的。以水作为冷m为质量, kg/s;却介质,并循环使用的一种冷 却水系统。冷却系统以水冷却移走工艺介△t为温差, C或K;质或换热设备所散发的热量,冷水流过需要降温的生产设备(常称换热计算流量为100m2/h.湿球温度27.6C时,将进口温度为55C的冷设备，如换热器、冷凝器、反应器)后,温度上升,使升温冷水流过冷却却水降到32C 左右，需要冷却塔散热功率达到2800 kJ/s。设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使循环使用。冷水的用量大按照冷却循环水是否与大气直接接触冷大降低,常可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右。因此，循却，可将冷却塔分为开式冷却塔和闭式冷却环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。循环冷却水使用的目的是塔。 开式冷却塔内空气与水进行充分的接触。能有效地节约水资源、减少热污染。大气中尘埃不断混人水中,造成菌藻滋生;由2.制酒车间冷却循环水系统控制要求于冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污根据长期调研生产数据,最后得出该酱香型白酒制酒车间冷却循垢， 造成管网堵塞;另外系统内只安装普通的环水系统控制的要求为:环境湿球温度28C,一栋生产房冷却水需要过滤装置，不能完全去除这些杂质，导致水的量:为25m'/h,四栋共需要水量100m2/h,冷却前水温55C,冷却后水温电导 率增加,造成管道腐蚀;冷却水经过被冷却设备时温度上升,水中的钙、镁离子溶解度3.可行性分析发生变化会形成水垢。降低了换热效率,影响(1)节水效能分析系统正常工作。所以，敞开式冷却循环水存在根据调研所得数据，系统需求冷却水量为100m'/h,冷却温差水垢、污垢、腐蚀、菌藻.管网腐蚀和浓缩倍数23C。的控制等问题。蒸发水消耗约为循环水量的0.16%/C,即蒸发水消耗-100m?/闭式冷 却塔(也叫蒸发式空冷器或密闭式冷却塔)是将管式换热器h*0.16%/C*23C=3.68m2/h。置于塔内，通过流通的空气、喷淋水与循环水的热交换保证降温效果。为减少管路结垢、抑制微生物生产,控制排污量和补充水量为循环由于 是闭式循环,其能够保证水质不受污染，很好的保护了主设备的高流量的5%，即排污水量-100m3/ h*5%-5m'/h。效运行，提高了使用寿命。在每个窖期的开始时对整个水箱和冷却塔的冲洗--次，需放空水闭式冷却塔按风的流向分为横流箱和冷却塔，按最大量计算(放空前水箱满水),水箱存水60m',冲洗用式冷却塔和逆流式冷却塔，横流式冷0.5m',冷却塔存水2m',冲洗用0.5m',所以共用水63m'。按每轮次生却塔风从两侧进从上方出，风与从下往.产20天、每天16小时折算冲洗用水量=63/(20*16) = 0.2m3/h。下的喷淋水相交,逆流式冷却塔风下进蒸发水量污水排放清水消耗上出，与喷淋水方向相反。与逆流式冷(m' /h)(m°/h)(m° /h)却塔相比,横流式冷却塔具有风机功率100小散水泵功率小噪音低、飘水量小、3.685.8.88可在运行时进行日常维护、可模块化组装、扩容方便等优点。结论:相对于非循环水，采用循环供水后污水排放减少94.8%,清综合以上因素,故本方案选择横流闭式循环冷却水方案，闭式系统(2) 用电效能分析(2)厂房回水管道设计根据泵站与高位水池的距离和高差、流量,测算清水用电约该制酒车间包括4中国煤化工T14个班，8个班组2(kW :h)/m',污水处理由于在下游、耗电可以过忽略,即非循环供水耗走1条总线， 采用DN1IH水处汇聚成1条电约2(kW. :h)/m'。DN160的PR环保供MHCNMHGt水管，完全符合电能消耗= 加压泵30kW+风机11kW*2+散水泵1.5kW*2+过滤器GB/ M318742.1 GB/M318742.2、GB/M318742.3以及GB/ M3172192kW+控制回路1kW= 58kW,循环水量100m'/h,系统采用变频控制，卫 生标准及国家卫生部相关的卫生安全评价规定。PP-R产品具有耐40科技专论冷却盘管自来水冷却缸空气一恒外玉闭式冷却塔. 篮式过滤器32 °C左右全自动过滤器球阀流量计55°C左右缓冲水箱加压泵k闭式系统示意图热、耐压、保温节能、使用寿命长及经济等优点,将逐步取替现有的其态 进行日常维护和记录相关数据，至今没出现任何故障。每到窖期由它种:类水管而成为主导产品。专人负责水箱、冷却塔、过滤器的清洗,供水质量达标。每个冷却灌的循环水溢出管采用DN32的PPR管,在溢出口装有一-(1)冷却效果:根据7轮次酒运行数据可以看出，系统冷却后的水温个DN32的活接球阀,每个班的两个冷却灌溢出管道经DN63变DN32的达到 了设计要求，低于32度。变径接头将水汇总到DN63的回水管里;较远两个班的冷却溢出水又经(2)恒压供水:加压泵出口压力稳定0.51MPa,最远端用水压力高于DN110变DN63.异形接头或变径接头将水汇总到DN110的回水管里:最0.25 MPa,达到了恒压供水的目的。后四个班的回水经DN 160三通、DN160变DN1I0. DN110变DN63变径(3)用水情况:系统在7轮次共补水量1363m',其中包括人为打开冰接头将回水汇总到DN 160总管回流至水箱内，在进人水箱之前进过篮式缸的原溢流口 导致的泄漏、冲渣用水、洗工具等水耗。同车间原未安装过滤器进行除渣,保证回流水质。其中A12- -03. A12- -04. A12- 05三栋循环水的1、 2.7. 8栋生产房本轮次共用水12289m’。厂房地理位置比水箱高,可借用水的压自然回流,而A12-06这栋厂房(4)用电情况:循环系统本轮次电量为5731 (kW .h)。与水箱位置相平，水不宜回流,故在主管上加有一个循环水泵。(5)本轮次系统节约费用计算:按用电费用:单价0.71元/((3)系统全自动控制设计kW :h),水资源费:单价0.05元/m i计,经统计未安装系统生产房用水量系统采用西门子200PLC进行数据处理和控制，实现全自动、无人为12289m'。值守无按键操作。系统节水量: 12289-1363-10926m';a.恒压供水控制:对供水压力进行PID控制，控制变频器调节加压系统节电量: 10926m' x0.7(kW . h)/m2-5731 (kW . h) =1917.2泵转速，使压力稳定于设定值。(kW.h)b.恒温供水控制:对冷却温度PID控制,控制变频器调节风机转系统节约费用: 1917.2 (kW.h) 3x0.71元/( kW.h)+ 10926速，使温度低于设定值。m3 x0.05元/m'=1907.51元。c. 自动启停控制:工人无需操作任何按钮,只需打开/关闭冰缸进(6)节约能源计算:电的折煤系数取0.36Kg标煤/(kW.h)，水的水阀，就可实现系统的启动/停止,实现闲时停机节能。当停止生产,关折煤系 数取0.2429kg标煤/立方米新鲜水。掉冷却缸进水阀时,管道无水流动,压力增大,变频器长时间低频工作系统节约能源量: 10926m2 x0.249kg标煤/立方米新鲜水+1917.2一段时间后， 系统自动进入休眠状态,所有设备停止运行。当打开水阀，(kW. h) x0.36kg标煤/(kW . h)=3410.766kg标煤=3.412吨标煤检测到供水压力低时立即启动加压泵，迅速恢复供水压力。该项目一-栋生产房一 - 个轮次能节约3.412吨标煤,节能效果显著。d.自动水箱液位控制:控制补水阀使水箱水位在- -定 范围内。水箱6、结论水位低于设定值时，打开补水阀。当水箱水位高于设定值时，关闭补水项目经过调研论证、方案设计实施与运行观察,系统实现了制酒车阀。间生产冷却水的降温循环利用,减少废水排放,保证了所有使用班组接e.水箱自动粗过滤:水箱内设置有3mm过滤网和冲洗扫渣装置,定酒冷 却水的供应。完全满足设计需求,并最终达到节能减排的目的。时运行，确保大的杂质不进入水箱。f.管道精细过滤:在主供水管上安装10微米过滤器,滤除大于100微米的杂质，定时冲洗。h.触摸屏 界面:显示系统拓扑图,显示各设备运行状态，显示运行数据，手动操作各设备,设置运行参数等。5、系统运行效益分析中国煤化工设备于2013年5月完成安装和初步调试,单栋投入试运行，在处理作者简介MYHCNMHG好回水过滤除渣等问题后，于2013年7月份完成全部调试，并投入四栋胡启方(1966- ), 男，1994年毕业于杭州轻工业大学机械设计专业，工运行。设备投入运行后，从7月到9月，每天专人到现场查看设备运行状程师，主要从事科技管理、自动控制技术工作。02