摘要：针对电—液执行机构在节能节水方面的技术调整和节水量的论证计算。
关键词：能量守恒原理；柏努利方程
前言
我公司在用的18台电—液执行机构在设计上都为油箱安装了换热盘管，用以通过循环冷却水，带走由叶片泵运转作功而使油箱温度升高的热量，保证油温控制在40℃左右。因此，循环水的用量是很大的。那么，不用循环水能否控制油箱温度呢？对此设想，仪表车间的工程技术人员通过艰苦的钻研、探索，实践、分析、再实践，到投运成功，终于完成了此项目的技术攻关。此项成果的意义是很大的，本文则从节能节水的角度来论证和计算相关理论依据和数据。
1． 节能节水促进技术改造的效果
为实现二十一世纪可持续发展的战略性目标，从哈石化长远发展的角度出发；节约能源，降低成本，缩减排量，已经成为我们每个人的责任；只要大家从我做起，从细节做起，节约每一度电，节约每一吨水，形成良好的节约习惯和工作作风，就能在大的节能降耗方面想到好的办法。仪表车间虽然不是用水“大户”，但是也积极行动起来，开动脑筋，从各个环节做起，抓好节水工作。首先我们从用水量大的催化装置的电液控制机构入手，摸索经验，对18台电液控制机构的油泵和溢流阀刻苦钻研并进行技术调整，经过艰苦的实践、分析、再实践，终于在不用冷却水的情况下，使油箱温度控制在40度。这项实际应用技术研究成果在同行业内，还属首创，不但能节省安装材料及维护费用，节约大量的循环水，而且对滑阀的设计理念、制造工艺能够填补空白和戎余之处。
2．催化装置滑阀分布及配管情况
一层4米平台以下 6台 循环冷却水总管压力4.65kgf。
四层13米平台 8台 循环冷却水总管压力3.55kgf。
十层34米平台 4台 循环冷却水总管压力1.25kgf。
这种统计方法是根据滑阀所处位置，按照平均高度计算，保守型以高点为基准。
一层4米平台以下、四层13米平台循环冷却水总管引出线为采用25mm内径钢管；十层34米平台循环冷却水总管引出线为采用20mm内径钢管，滑阀油箱内为内径12mm镀铬不锈钢圆盘管，出口端就近接地漏无压回水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3. 循环冷却水流量计算公式
遵照能量守恒原理，循环冷却水总管压力下的静压能提供动力，转化为滑阀油箱盘管出口端一定流速下的动能，根据柏努利方程公式：
P1/ρ+V12 /2 = P1/ρ+V22/2 （1）
式中：ρ为冷却水密度，1000kg/m3；
P1为滑阀循环冷却水盘管入口端压力；
P2为滑阀循环冷却水盘管出口端压力，敞口常压为0；
V1为循环水总管引出线前端口流速，全静压能下为0；
V2为滑阀冷却水出口端流速；
因此，上式可以简化为：
P1 =ρ×V22/2 （2）
滑阀冷却水出口端流速V2 =（2 P1/ρ）½
因此，滑阀冷却水出口端流量为
Q = Л/4 ×d2 ×V2 ×ρ×3600 × 10-6（吨/小时）
= Л/4 ×d2 ×（2 P1）½ ×ρ×3600 ×10-6（吨/小时） （3）
4．压力损失计算
根据节流变换原理，上式中，滑阀循环冷却水盘管入口端压力P1 是循环冷却水总管压力P0经过取压阀门变径，压力损失后的剩余的理想压力，实际压力与循环冷却水总管压力P0有直接关系，用公式表达为
P1 = P0 ×（1 – Δp） （4）
上式中，P0为循环冷却水总管来水压力；
Δp为压力损失系数；
压力损失系数根据标准节流变换原理公式计算
Δp =（1- аβ2）/（1+ аβ2） （5）
式中，а为流体相对水的流量系数比，为1；
β为阀后与阀前的变径比；
一层4米平台、四层13米平台的压力损失系数为
Δp1 =（1- аβ12）/（1+ аβ12）
= [1-（12/25）2]/ [1+（12/25）2]
=0.626
十层34米平台的压力损失系数为
Δp2 =（1- аβ22）/（1+ аβ22）
= [1-（12/20）2]/ [1+（12/20）2]
= 0.47
至此，流量公式中的各项因数都已经推导计算明了，计算结果只与循环冷却水总管来水压力有关。
5．流量累积计算：
5．1 一层4米平台6台滑阀每日流量
Q 1= Л/4 ×d2 × [2 P0 ×（1–Δp1）]½ ×ρ×3600 ×10-6 × 24 ×6
式中，Л = 3.14 ρ = 1吨/m3
d = 12mm Δp1 = 0.626
p0 =4 .65kgf
代入上式，Q 1 = 109.25（吨/天）
5．2 四层13米平台8台滑阀每日流量
Q4= Л/4 ×d2 ×[2 P4 ×（1–Δp1）]½ ×ρ×3600 ×10-6 × 24 ×8
式中，Л = 3.14 ρ = 1吨/m3
d = 12mm Δp1 = 0.626
p4 = 3.55kgf
代入上式，Q 1 = 127.32（吨/天）
5．3 十层34米平台4台滑阀每日流量
Q10= Л/4 × d2 × [2 P10 ×（1–Δp1）]½ ×ρ× 3600 ×10-6 × 24 ×4
式中，Л = 3.14 ρ = 1吨/m3
d = 12mm Δp2 = 0.47
p10 = 1.25kgf
代入上式，Q 1 = 44.97（吨/天）
催化装置滑阀循环冷却水每天消耗总量为
Q总 = Q1 + Q2 + Q3
=109.25 + 127.32 +44.97
=281.54（吨/天）
结论
针对与催化装置的不同平台高度的滑阀，我们选择有代表性的设备进行了实际的流量标定，选用的计量器具有转子流量计、50升容量桶、秒表、胶管等。实际标定的流量略大于上述理论公式计算的流量。那么，上述公式计算的流量还是有保守余量的。全年按180天使用冷却水计算，那么每年可节约50677吨循环水.每吨循环水的处理成本0.32元，可节约16216.64元。能够开发出如此节能节水项目，经济效益还是很可观的。
参考文献：
[1]熊德仙、李政学. 《化工测量及仪表》[M]. 北京：化学工业出版社，1991.
[2]乐嘉谦.《 仪表工手册》[M]. 北京：化学工业出版社，2003.
论文作者:郑庆军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/7
标签：冷却水论文; 滑阀论文; 压力论文; 总管论文; 流量论文; 平台论文; 油箱论文; 《基层建设》2019年第15期论文;