一种冷却水排污发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种供冷装置，尤其涉及一种冷却水排污发电系统。


背景技术：

2.冷却水通过计算浓缩倍数来控制排污量，通过排污将冷却水各主要参数控制在一个合理范围，如电导率控制在1500-1800μs/cm，总碱度(以caco3计)控制在250-350mg/l，氯化物(以cl-计)控制在低于500mg/l。
3.当系统运行后根据计算排污量，打开冷却水快速排污阀，冷却水部分水流从冷却水总管内通过原冷却水排污管排出至室外污水井内，同时补充自来水维持冷却水保有量来维持水质指标在国标范围内。
4.这种直接通过计算手动排污的方式简单直接，但由于冷却水的排污是靠自然重力排放，一旦涉及设计冷却水总管高度达到20米，就会造成以下三方面的问题：
5.①
没有利用到自然设计高度进行动能的回收，不够绿色环保。
6.②
由于总管高度较高，而直接通过原冷却水排污管垂直排下对管道及室外污水井冲击较大。
7.③
单一阀门的设计导致一旦有设施损坏、维修需放空整个系统，水资源浪费严重。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冷却水排污发电系统，改造方式简单、系统可靠、节能效果显著，使用方便、改造价格较低且可以有效降低碳排放，更具有实用性便捷性，性价比高的优点。
9.本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种冷却水排污发电系统，包括冷却水总管和水力发电机，所述冷却水总管和原冷却水排污管相连，所述原冷却水排污管上设置有冷却水快速排污阀，其中，所述原冷却水排污管连接有冷却水排污旁通管，所述冷却水排污旁通管通过所述水力发电机后流入到过渡水池中，所述过渡水池通过水池排水管连接所述原冷却水排污管；所述冷却水排污旁通管和所述水力发电机之间依次设置有手动切断蝶阀和电动调节蝶阀,所述水力发电机的输出通过逆变器和机房照明或蓄电池组电气连接。
10.进一步地，所述冷却水总管和过渡水池的高度差为15-20米，所述水力发电机的日发电量为3.5-4.3kw，流量为30-52m3/h。
11.进一步地，所述电动调节蝶阀为开度0-100％可调节比例阀。
12.进一步地，所述蓄电池组由4组蓄电池串联而成，电压为48v、电流为100ah，功率总量为4.8kw。
13.进一步地，所述冷却水总管的直径为1000mm，所述原冷却水排污管的直径为250mm，所述冷却水排污旁通管的直径为100mm。
14.进一步地，所述过渡水池储水量为4-6m3，所述水池排水管的直径为100mm。
15.本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的冷却水排污发电系统，利用冷却水排污系统改造水力发电系统的方法，改造方式简单、系统可靠、节能效果显著，使用方便、改造价格较低且可以有效降低碳排放，在实用冷却水排污发电中运行功能良好达到设计实用目的，有效利用了冷却水排污管道高差所带来的自然动能，更具有实用性便捷性，性价比高的优点。
附图说明
16.图1为本实用新型的冷却水排污发电系统水路连接示意图；
17.图2为本实用新型的冷却水排污发电系统电路连接示意图。
18.图中：
19.1、冷却水总管；2、原冷却水排污管；3、冷却水快速排污阀；4、冷却水排污旁通管；5、手动切断蝶阀；6、电动调节蝶阀；7、水力发电机；8、过渡水池；9、水池排水管；10、逆变器；11、蓄电池组；12、机房照明。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
21.图1为本实用新型的冷却水排污发电系统水路连接示意图；图2为本实用新型的冷却水排污发电系统电路连接示意图。
22.请参见图1和图2，本实用新型实施例的冷却水排污发电系统，包括冷却水总管1和水力发电机7，所述冷却水总管1和原冷却水排污管2相连，所述原冷却水排污管2上设置有冷却水快速排污阀3，其中，所述原冷却水排污管2连接有冷却水排污旁通管4，所述冷却水排污旁通管4通过所述水力发电机7后流入到过渡水池8中，过渡水池8通过水池排水管9连接原冷却水排污管2；所述冷却水排污旁通管4和所述水力发电机7之间依次设置有手动切断蝶阀5和电动调节蝶阀6,所述水力发电机7的输出通过逆变器10和机房照明12或蓄电池组11电气连接。
23.本实用新型利用冷却水排污系统改造水力发电系统，包括在原冷却水排污管快速排污阀周边新增一根dn150的旁通管，并在旁通管中增加dn150的切断阀(试验过程中可以切换排污管道以保障系统运行不受试验影响)，dn150的比例调节阀。在冷却水水质高于额定指标时打开电动调节蝶阀6、根据试验所得数据标定的开度，通过冷却水总管1与过渡水池8间的20米高度落差所产生的排污冲击力，带动水力发电机7旋转产生电能，同时部分电能供给共360w的机房照明12，部分电能储存在蓄电池组11中，当排污结束后再采用蓄电池组11中的电能重新为机房照明12供电。通过水力发电机7后的排污水通过过渡水池8后由水池排水管9排放至室外污水井内。
24.发电机组选型：在选型中考虑本实用新型实施地点的冷却水总管与地面高差约20米，即所选型机组水头要等于或低于20米，正常情况下冷却水系统单日排污量为100m3左右，而所选负载日消耗电量约为3.24kw，结合所有参数，选型1.5kw水头为20米的发电机组可以完全符合所有现场条件。
25.阀门选型：比例调节阀6需要考虑在试验过程中，找到发电机组最大发电功率所对应的流量、水头所匹配的点，由于阀门的特性就是增加延程管阻，而延程管阻则会消耗水
头，因此选用0-100％可调节比例阀作为排污流量控制阀门。
26.电能系统选型：在选型过程中需配合发电机组功率，一般发电机组逆变主机选型至少是发电机组最大功率的一倍，同时考虑机房照明12的额定电压，最终选型3kw、200vac的逆变器，而蓄电池组11的选型则考虑到发电机组单日最大工作时间为3小时，所发电量最大为4.5kw、同时机房照明12的常规日消耗量为3.24kw，蓄电池组11作为发电机与耗电负载间的储能、放能部件，需要有一定的冗余量，因此最终选择12vdc 100ah的蓄电池，由4组蓄电池4组串联成48v100ah，总量4.8kw的蓄电池组。
27.本实用新型的各主要部件数量选择如下：
[0028][0029]
本实用新型的工作过程和工作原理如下：
[0030]
冷却水排污系统设计中所产生的作用为将冷却水排放掉部分、并补充新水，以此来达到冷却水系统水质符合国标要求的状态，同时冷却水水质达标可以大大的降低冷却水中钙镁离子的浓度，降低冷水机组铜管内壁的结垢情况，降低冷水机组冷凝器小温差，从而提升冷水机组的运行效率。
[0031]
开式循环冷却水系统中所产生的杂质及水质不达标来源一般有两方面，一方面是常规冷却水循环时与空气接触，通过接触产生热交换从而将冷却水中的热量排放出去，而接触的同时也会将空气中的杂质带入到冷却水中。另一方面是热交换的过程中冷却水会不断的蒸发，而蒸发掉的为纯水，而这部分水中的杂质仍保留在冷却水系统中，新补充进来的水虽然杂质含量较少，但并不是完全没有，循环往复就造成冷却水水体中的杂质越来越多。
[0032]
设计中冷却水排污通过计算得出排污量，一般计算方法为浓缩倍数＝排污量/(排污量+蒸发量)其中浓缩倍数根据国标选取为4.0-5.0，蒸发量按照厂家标准取值后乘以计划运行台数及计划运行时间。通过公式计算得出计划排污量后在冷却水循环开始后打开冷却水快速排污阀3启动排污，达到排污计算量后关闭冷却水快速排污阀3。
[0033]
本实用新型利用冷却水排污系统改造水力发电系统，改造方式简单、系统可靠、节能效果显著，使用方便、改造价格较低且可以有效降低碳排放，在实用冷却水排污发电中运行功能良好达到设计实用目的，有效利用了冷却水排污管道高差所带来的自然动能，更具
有实用性便捷性，性价比高的优点。改造后通过冷却水排污旁通管4排水、同时通过水力发电机7消耗了排污时重力所带来的水流冲击，即减少了水流对管网系统的冲击，又将这部分冲击的动能转化为了可回收的电能。
[0034]
同时通过增加手动切断阀5及电动比例调节蝶阀6，即满足了调节流量满足水力发电机7水头及流量平衡点的需求，又可两个阀门互为备用，方便维修时做不排空维修。
[0035]
同时考虑到利用冷却水排污来发电具有集中性，而夜间机房照明又需要持续性，因此配备了0逆变器10及蓄电池组11，将冷却水排污所发电量部分直接用于照明，部分通过蓄电池组11储存。在排污结束后仍可通过蓄电池组11储存的电量通过逆变器10继续供给机房照明12使用。
[0036]
在改造后冷却水排污系统日常排污中，通过断开原冷却水排污管2，采用冷却水排污旁通管4配合水力发电机组7、逆变器10及蓄电池组11来进行能量回收。根据统计，所述水力发电机7日发电量为3.5-4.3kw，基本可满足机房照明12用电需求，按照全年180天运行季计算，全年可回收电能为630kwh-774kwh，全年累计可减少628.1-771.7kgco2排放量。有效利用了冷却水排污管道高差所带来的自然动能，更具有实用性便捷性，性价比高的优点。同时在目前暖通行业碳达峰、碳中和的使用中大部分是在设计阶段通过减少管道弯头、降低延程管阻来缩小设备的设计功率从而减少碳排放，而对于目前已投用的暖通系统，这种利用设计冗余量及高低落差动能来进行能量回收的办法也是针对已投用暖通系统降低碳排放量的一种手段。
[0037]
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

技术特征：
1.一种冷却水排污发电系统，包括冷却水总管(1)和水力发电机(7)，所述冷却水总管(1)和原冷却水排污管(2)相连，所述原冷却水排污管(2)上设置有冷却水快速排污阀(3)，其特征在于，所述原冷却水排污管(2)连接有冷却水排污旁通管(4)，所述冷却水排污旁通管(4)通过所述水力发电机(7)后流入到过渡水池(8)中，所述过渡水池(8)通过水池排水管(9)连接所述原冷却水排污管(2)；所述冷却水排污旁通管(4)和所述水力发电机(7)之间依次设置有手动切断蝶阀(5)和电动调节蝶阀(6),所述水力发电机(7)的输出通过逆变器(10)和机房照明(12)或蓄电池组(11)电气连接。2.如权利要求1所述的冷却水排污发电系统，其特征在于，所述冷却水总管(1)和过渡水池(8)的高度差为15-20米，所述水力发电机(7)的日发电量为3.5-4.3kw，流量为30-52m3/h。3.如权利要求1所述的冷却水排污发电系统，其特征在于，所述电动调节蝶阀(6)为开度0-100％可调节比例阀。4.如权利要求1所述的冷却水排污发电系统，其特征在于，所述蓄电池组(11)由4组蓄电池串联而成，电压为48v、电流为100ah，功率总量为4.8kw。5.如权利要求1所述的冷却水排污发电系统，其特征在于，所述冷却水总管(1)的直径为1000mm，所述原冷却水排污管(2)的直径为250mm，所述冷却水排污旁通管的直径为100mm。6.如权利要求1所述的冷却水排污发电系统，其特征在于，所述过渡水池(8)储水量为4-6m3，所述水池排水管(9)的直径为100mm。

技术总结
本实用新型公开了一种冷却水排污发电系统，包括冷却水总管和水力发电机，所述冷却水总管和原冷却水排污管相连，所述原冷却水排污管上设置有冷却水快速排污阀，所述原冷却水排污管连接有冷却水排污旁通管，所述冷却水排污旁通管通过所述水力发电机后流入到过渡水池中，所述过渡水池通过水池排水管连接所述原冷却水排污管；所述冷却水排污旁通管和所述水力发电机之间依次设置有手动切断蝶阀和电动调节蝶阀,所述水力发电机的输出通过逆变器和机房照明或蓄电池组电气连接。本实用新型利用冷却水排污系统改造水力发电系统，改造方式简单、系统可靠、节能效果显著，使用方便，有效利用了冷却水排污管道高差所带来的自然动能，更具有实用性便捷性。具有实用性便捷性。具有实用性便捷性。


技术研发人员：姜鑫 刘京兵 周永生 尹小梅 徐健
受保护的技术使用者：上海虹桥国际机场有限责任公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/4