YB／T 4962-2021  高炉循环冷却水系统能耗限额与能效等级

泵和风机的系统，即为系统运行水泵配套电动机输人电功率和运行风机配套电动机输入电功率之和，如 果采用变频器，则采用电动机前的变频器输人功率计算。输人电功率可采用功率表直接测得，也可以测 得电流、电压和功率因素通过计算得到。 水泵配套电动机输入电功率，其值等于水泵能量损失、电动机能量损失、供回水管路能量损失、进出 水高差能量损失与变频器能量损失之和，

4.4高炉循环冷却水系统能效等级

高炉循环冷却水系统能效等级划分如表1所示。

表1高炉循环冷却水系统能效等级划分

2018标准规范范本4.5高炉循环冷却水系统能效限定值

高炉循环冷却水系统能效限定值为表1中所对应的能效等级3级指标下

高炉循环冷却水系统能效限定值为表1中所对应的能效等级3级指标下限值

4.6高炉循环冷却水系统节能评价值

高炉循环冷却水系统节能评价值为表1中所对应的能效等级2级指标下限值，大于等于此值均为节 能值。

4.7高炉循环冷却水系统节能先进值

高炉循环冷却水系统节能先进值为表1中所对应的能效等级1级指标下限值，大于等于此值均为先 进值。

5.1控制高炉各部位冷却水进出水温差范围

各部位冷却水进出水温差应在允许范围内，在保证冷却要求的前提下，减小冷却水流量，达到减小循 环冷却水系统供水泵和上塔泵功率的目的

过现有高炉循环冷却水系

现有高炉循环冷却水系统符合下列要求 在满足供水要求的前提下，优化减少系统供水泵、上塔泵的开机台数，从而减小供水流量减小

水泵运行功率； 如果在5.1.2a)的基础上，高炉仍有部位冷却水流量偏大，则在各部位冷却水支管回水管上设置 调节阀门，控制各支路流量在允许范围内，减小系统流量和功率； 按高炉各部位需要供水流量计算需要供水扬程，如果系统供水泵扬程偏高超过40%，则考虑采 用变频调速优化运行，或按照需要流量和扬程重新选用合适的水泵机组，以减小回水支管阀门 调节阻力，减小水泵运行扬程，提高水泵机组运行效率，进一步减小系统运行功率。

5.1.3对新建高炉循环冷却水系统

5.2减小循环冷却水系统管路水力损失

5.2.1通过技术经济比较，循环冷却水系统供水干管、回水干管采用经济管径。 5.2.2在允许的前提下，适当减小循环泵房及冷却塔到高炉的距离。 5.2.3合理选择水泵扬程，或采用变频降速运行，减小因减小阀门开度减小流量而引起的管路阻力损

5.3减小循环冷却水系统净扬程

过散开式高炉循环冷却水系 ，以充分利用高炉回水 .减小上塔泵系统净扬程：适当拾高冷 以减小供水泵系统净扬程

5.4合理选用循环冷却水系统水泵机组

5.4.1对供水泵，应根据高炉供水区的需要流量和扬程，选择效率高、高效区宽、参数匹配度高、可靠耐 久性能好的水泵机组。水泵机组在系统内运行时，流量、扬程应符合要求，保证水泵在高效区范围内运 行。 5.4.2对上塔泵，选择设计流量应稍大于供水泵运行流量。实际运行时，根据需要调节上塔泵出口阀门 开度，达到供水流量与上塔流量的平衡。

A.1系统回路阻力水头损失

附录A （资料性） 高炉循环冷却水系统各部分能量损失计算

附录A （资料性） 高炉循环冷却水系统各部分能量损失计算

高炉循环冷却水系统回路阻力水头损失由管道阻力水头损失和换热设备阻力水头损失两部分组成。 其中，管道阻力水头损失又可分为沿程阻力水头损失和局部阻力水头损失。 沿程阻力水头损失用h表示，单位为米水柱（mH,O)。圆管有压流的沿程阻力损失用式（A.1)计算，

式中： 入 沿程阻力系数； l—管长，单位为米(m)； d—管内径,单位为米(m); 管内平均流速，单位为米每秒(m/s)； 重力加速度，单位为米每平方秒（m/s）。 其中管内平均流速按式(A.2)计算

式中： 沿程阻力系数； 管长，单位为米(m）； 管内径，单位为米(m)； 管内平均流速，单位为米每秒(m/s)； 重力加速度，单位为米每平方秒（m/s） 其中管内平均流速按式(A.2)计算：

Q管内冷却水流量，单位为立方米每秒(m/s)。 局部阻力水头损失用hm表示，单位为米水柱（mH,O)，按式（A.3)计算：

局部阻力系数是一无量纲量，主要与边界变化状况有关，其值大多数情况下需通过实验确定 青况下的局部阻力系数可通过查阅相关资料获得，常见附件的局部阻力系数如表A.1所示。

表A.1常见附件的局部阻力系数

YB/T 49622021

管道阻力损失h为沿程阻力损失与局部阻力损失之和，按式（A.4)计算：

S——管路阻力系数,单位为平方秒每五次方米(s /m),为常数。

系统需要扬程，按式（A.5)计算：

hi=h:十hm=SQ

H=H.+h=H.+SQ .................(A. 5

H一系统净扬程，单位为米(m）。 注1：对高炉冷却水回水直接进人冷却塔的开式循环冷却水系统，供水泵系统净扬程为冷却塔处的喷淋点与水泵 进水冷水池水面的高差。 注2：对高炉冷却水回水出口通大气，再依靠重力流到热水池的散开式循环冷却水系统，供水泵系统净扬程为高炉冷 却水回水通大气出口与水泵进水冷水池水面的高差；上塔泵系统净扬程为冷却塔喷淋点与上塔泵进水热水池水面的高差。 注3：对密闭式高炉循环冷却水系统，高炉冷却水一次回路供水泵系统净扬程为零，供水泵扬程等于回路阻力；用于 冷却高炉回水热水的二次散开式回路供水泵系统，其净扬程仍采用散开式系统方法计算，

A.3水泵效率、能量损失

水泵效率按式(A.6)计算：

PpgQH Op (A.6 P

式中： P。水泵有效功率，单位为瓦(W); P.—水泵轴功率，单位为瓦(W)； —水体密度，单位为千克每立方米(kg/m)； Q一一水泵流量，单位为立方米每秒(m/s）； H——水泵扬程，单位为米水柱(mH2O)。 当水泵流量在最优工况时，水泵效率最高；当水泵流量偏离最优工况时，水泵效率下降，偏离越多，效 率下降越多。水泵能量损失按式（A.7)计算：

最小需要流量运行，而且要求此时水泵在高效区运行

A.4水泵配套电动机效率、能量损失与节能途径

电动机效率按式（A.8)计算：

P。 电动机输出功率，单位为瓦（W)，当水泵与电动机采用直接传动时，即为水泵轴功率，即P。=P，

P:一—电动机输人功率，单位为瓦（W），为电动机输人电功率，当采用变频器时则为变频器输 率减去变频器功率损失。 电动机能量损失按式（A.9)计算：

A.5传动装置效率与能量损失

高炉循环冷却水系统通常采用卧式离心泵，采用卧式电动机联轴器直联传动，传动效率为100 量损失。

变频器能量损失为变频器输入功率与输出功率之差，用式（A.10)计算：

A.7供回水管路能量损失

水泵供回水管路输水时产生水头损失，造成能量损失，其损失功率用式（A.11)计算

=1 式中： m 水泵供回水回路管段数量，同一管段流量相同； Qa——第i管段流量，单位为立方米每秒(m/s); h—第i管段水头损失，单位为米水柱(mHzO)； S:—第i管段阻力系数，单位为平方秒每五次方米(s/m5)

2—水泵供回水回路管段数量，同一管段流量相同； Qa——第i管段流量，单位为立方米每秒(m/s); h—第i管段水头损失，单位为米水柱(mHzO)； S：第i管段阻力系数，单位为平方秒每五次方米（s/m5）

对散开式循环冷却水系统，系统净扬程能量损失用式（A.12)计算 AP=ogQH

APj=pgQH +c.c........o.coo ...（A.12)

式中： Qa一水泵出水管通大气出口流量，单位为立方米每秒(m"/s)。 若系统具有多个通大气出口，则系统净扬程能量损失为所有通大气出口净扬程能量损失之和。对密 闭式循环冷却水系统，系统净扬程为零。

A.9系统水泵机组总能耗

循环冷却水系统水泵机组总能耗等于水泵能量损失、电动机能量损失、供回水管路能量损失、进出水 高差能量损失与变频器能量损失之和，即为水泵配套电动机输入电功率，若采用变频调速，其值为水泵机 组前变频器输入功率。水泵机组总能耗按式（A.13)计算：

P;=gQ(H+SQ) T7.7m 7

式中： %——水泵效率； n——传动效率； m——电动机效率； %—变频器效率。 注1：对高炉冷却水回水直接进人冷却塔的开式循环冷却水系统，系统水泵机组总能耗为所有运行的供水泵机组 能耗之和； 注2：对高炉冷却水回水出口通大气，再依靠重力流回热水池的散开式循环冷却水系统，系统水泵机组总能耗为所有 运行的供水泵机组能耗与上塔泵机组能耗之和； 注3：对密闭式高炉循环冷却水系统，系统水泵机组总能耗为所有运行的一次循环回路供水泵机组能耗与用于冷却 高炉回水热水的二次散开式回路系统供水泵机组能耗之和

A.10冷却塔风机效率与能量损失

冷却塔风机效率按式(A.14)计算：

式中： Pe——风机有效功率,单位为瓦(W); P— 风机轴功率，单位为瓦（W)； pt——风机全压，单位为帕斯卡(Pa); Q一风机风量，单位为立方米每秒(m/s)。 当风机风量在最优工况时，风机效率最高；当运行偏离最优工况时，风机效率下降，偏离越多，效率下 降越多。风机能量损失按式(A.15)计算：

由式(A.15)可以看出，要使风机

A.11冷却塔风机配套电动机效率与能量损失

冷却塔风机配套电动机效率与能量损失计算方法与A.4水泵配套电动机效率与能量损失计算方法 相同，

A.12冷却塔风机机组总能耗

系统冷却塔风机机组总能耗为所有运行的风机机组能耗之和，其值等于所有风机机组输人电功率 （如果设置变频器，则为变频器输入电功率）之和

A.13循环冷却水系统总能耗

循环冷却水系统总能耗等于系 与风机机组总能耗之和。

YB/T4962—2021

速值。流速仪直接测取 ，水泵流量按式(B.1)计算：

—过流断面平均流速，单位为米每秒(m/s)； A一一过流断面面积，单位为平方米（m）。 B.1.2当系统未设置测流装置时，优先选用超声波流量计在线测量水泵流量，直接读取流量数据，运行 状态安装，测量误差小于1%。 注1：根据管径选择合适的超声波探头。 注2：根据超声波流量计操作说明选择前后直管段长度符合要求的断面作为测量断面。 注3：根据超声波流量计操作说明设定管道外径、壁厚、水温等参数。 注4：按照操作要求安装超声波流量计并进行测量，从超声波流量计显示屏上直接读取质量流量。 B.1.3循环冷却水系统的水泵流量测量方法及不确定度见表B.1。

注1：根据管径选择合适的超声波探头。 注2：根据超声波流量计操作说明选择前后直管段长度符合要求的断面作为测量断面。 注3：根据超声波流量计操作说明设定管道外径、壁厚、水温等参数。 注4：按照操作要求安装超声波流量计并进行测量，从超声波流量计显示屏上直接读取质量流量。 .1.3循环冷却水系统的水泵流量测量方法及不确定度见表B.1

表B.1水泵流量测量方法及不确定度

B.2高炉各部位冷却水流量测定

1高炉各部位冷却水腔流量测定，常用仪器设备与测定方法同B.1 2散开式循环冷却水系统可在回水支管处安装水表，计取一段时间内的冷却水累积体积，计算按

式中： Q 被测管道流量，单位为立方米每秒(m/s)； △V——测试时间段水表读数的增加值，单位为立方米(m")； 测试时间段时长，单位为秒（s）。

该方法测量精度为士2%。

B.3.1系统净扬程测定。对散开式系统，系统净扬程为水泵供水管通大气出口相对于进水池液位的高 差。进水池水位可直接测量读取或采样。测量水位常用仪器有：水尺、浮子式液位计、力式数字水位传感 器。水尺水位测量误差控制在10mm以内。浮子液位计误差为5mm～10mm。水位传感器测量误差 为1mm。 B.3.2水泵扬程测定。具备条件情况下按照GB/T3216进行。现场测定时，测量水泵进口断面和出口 断面压力，由式（B.3）计算水泵扬程：

B.4输水管道流动阻力系数测定

4.1测定输水管道阻力系数，需测定管道进出口断面流量、压力，测定方法见B.2和B.3， 4.2由式（B.4)计算确定管道输水阻力系数

B.5高炉各部位冷却水腔阻力系数测定

高炉各部位冷却水腔阻力系数测定方法同B.4.

B.6高炉各部位冷却水进出水温度测定与温差计算

B.6.1循环冷却水系统测温优先选用接触式温度仪表，通过管道上安装压力表的导压管或现场开孔将 测量仪器探头伸人管道中，测出准确的水温，其测量精度达士0.5%。 B.6.2用接触式温度计测量散开式系统进水温度时，直接测量冷水池水温。测量出水温度时，温度计探 头插人与大气相通的回水口，测量时保证测量探头附近无空气流动。 B.6.3测量封闭管道内或现场无法开孔的管道内冷却水温度时，可选用非接触式红外测温仪测量管道 外壁温度，其误差与管道材料及周围环境有关 B.6.4高炉各部位冷却水进出水温差按式（B.5)计算

B.7高炉各部位冷却水冷却去除热量测定

3.7.1高炉第i部位由冷却水单位时间去除热量按式(B.6)计算： g:=cpQ:At B.

式中： c——水的比热容，单位为焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))； Q:第i部位冷却水流量，单位为立方米每秒(m/s)； △t:一第i部位冷却水进出水温差，单位为摄氏度（℃)。 B.7.2冷却水温度测量选用接触式测温仪或红外线测温仪，其测量要求见B.6。

B.8水泵配套电动机输入功率测定与电动机效率、水泵效率计算确定

1水泵配套电动机输入功率测定。当系统配电柜显示电动机运行参数时，可直接读取电动机有 或直接读取电压、电流、功率因数等参数锅炉标准规范范本，按照式（B.7)计算电动机输入功率：

P; —电动机输入功率，单位为瓦（W)； U —电源线电压，单位为伏特（V)； I一电源线电流，单位为安培(A)； cosp——电动机功率因数。 B.8.2当系统配电柜不具备显示详细电参数条件时，可选用电流电压法测量电动机输人功率，如采用手 持式或便携式电力测试仪。电流电压法测量时直接读取线路中所连电流表、电压表、功率因数表读数，电 机输人功率计算同式（B.7），其测定误差为士2%。 B.8.3当系统配电柜不具备显示详细电参数条件时，可选用双功率表法测量电动机输入功率。双功率 表法测定电动机输入功率，为两功率表读数之和，其测定功率误差为士1%。 B.8.4电动机效率与水泵效率计算：

[p=P;·n [nm= nm(op)

风机配套电动机输入功率测定与电动机效率、风机

.....(B. 9 7mP

B.9.1风机配套电动机输入功率测定及电动机效率计算同B.8。

9.1风机配套电动机输入功率测定及电动机效率计算同B.8。 9.2风机效率测定时，需测定风机风量及全压，其测量方法及要求按照GB/T1236执行。 9.3风机效率计算同式（A.14）

风机配套电动机输入功率测定及电动机效率计算同B.8。 风机效率测定时，需测定风机风量及全压，其测量方法及要求按照GB/T1236执行。 风机效率计算同式（A.14）。

防雷标准规范范本附录C （资料性） 高炉循环冷却水系统能效等级评价与节能实例