石油化工循環水系統漂水問題安全性評價

張傳三

【摘??要】目前企業機械設備冷卻塔，存在問題，尤其是循環水冷卻塔漂水現象嚴重，經過對公司現場結構情況觀察檢測，并對其進行分析，根據實際參數運行情況，找到問題存在原因，對冷卻塔內部機構，改善循環水噴淋高度和對收水器收水情況進行優化調整，在現有循環水冷卻塔設備上，對其進行改造并進行相應的安全評價。

【關鍵詞】機械設備;通風;漂水;改造;冷卻塔

機械通風冷卻塔按風機安裝位置不同可分為機械鼓風式和抽風式塔，抽風式塔的風機安裝在冷卻塔頂部，這種塔的優點是適用于循環水量小，布局緊湊，濕空氣回流小，初期投資小，建設工期短，降溫效率高[1]。出水干球溫度比空氣濕球溫度差小（t2-τ）在3-5℃，自然通風風筒涼水溫差一般>5℃。

但在實際的運行中，會有存在冷卻塔出現較為嚴重的漂水問題。嚴重的漂水現象會造成塔的下風向地面積水，給風機基礎形成積垢，現場鋼結構內件腐蝕非常嚴重，塔內檢修通道、爬梯腐蝕掉落，同時由于循環水含鹽量較高，使用藥劑等原因漂水水滴中夾雜的雜質落到附著物表面形成難以清除的鈣垢和鹽析。

1.冷卻塔運行簡述

我公司化工裝置配套投用循環冷卻塔一套，其循環水量為6000m3/h，2004年擴能改造增加循環水量3000m3/h，系統投用后長期存在漂水現象，并且出現了下風向積水情況，即時在無風無雨情況下積水位置距離水站5-10米，后期針對填料、收水器進行了一次更換，無明顯好轉。在風機正常運行狀態下，風筒內壁有明顯水珠、水線上漂現象。

1.1???冷卻塔運行情況分析

1.1.1?4#冷卻塔配置簡介

循環水量為8000m3/h，單塔設計負荷為2000m3/h。外形尺寸為18×16m*2臺。塔體設計為框架鋼結構機械通風抽風式冷卻塔。

循環水泵型號為20SH-91A，單泵水量Q=210m3/h，揚程H=52m，4開1備運行模式風機型號為LF856II型，設計風量為2760000m3/h。標配2臺風機，根據氣溫調節開停。

1.12?冷卻塔正常運行情況

系統長期滿負荷運行，夏季空氣極端溫度，干球溫度?θ1=31.9℃、濕球溫度θ2=29.2℃??大氣壓力：P=101.4Kpa。選取本年度最熱的一段時間作為樣本，且濕度最高，根據表格數據對其進行統計分析，冷卻塔運行溫濕度對比，從圖中可以看出，用于換熱的冷卻塔上回水溫差在8℃左右，冷卻幅度最高可達11℃，降溫效率η為69.8%。通過GB標準核對，涼水塔本體設計可符合標準要求，理論計算符合，實際監測數據計算得到漂水率約為0.06%，對于標準中0.005%其結果超出12倍。

而根據通風設計風量按照2754300m3/h，風筒直徑為9m。風筒后風速為13.6m/s，計算得出進入填料單位面積風速為2.7m/s，計算可得負荷情況設計符合要求。

2.冷卻塔改造方案

2.1???冷卻塔運行情況

根據現場勘測冷卻塔的外部內部結構，及運行情況，塔體內部結構收水器型號選型情況，加上收水器間距大，選取間距噴頭距離小，在進風風速偏高情況下，收水器效果明顯不好，收水效果下降，此收水器沒有起到良好收水效果。

此塔內結構的不合理性，也是影響結果的很重要的因素之一，塔內噴頭與收水器噴頭距離不夠，噴頭直徑分布在管上，其分布處主管支管材質都為玻璃鋼管道，收水器支架在管道上邊距，造成收水器與噴頭距離之間距離短，這是其直接原因。

發現以上漂水問題，對收水器與噴頭間距過小問題，根據測量情況，提出下降噴頭、太高收水器、同時采用多波功能收水器對漂水問題進行綜合改善。

2.2?具體實施方案

2.2.1?上移收水器支架

抬高收水器200mm，根據現場情況，在分布管上方增設支架，采取螺栓連接和機械加固方法，支架材質采用輕型加固型合金鋼，延管道上方進行支撐，從而防止因增加支撐物而影響塔體負荷和過流風量，抬高200mm后實現收水器與噴頭距離達到600mm以保證上升水汽有充分的撞擊空間，有助于收水器凝結成水汽水滴。

2.2.2??噴頭下移

根據現場勘測噴頭距離填料距離1000mm，通過運行情況，對其噴灑過程進行分析，填料距離大，在水滴下降過程中，收攏情況很明顯，填料的水灑面積過大其落入其中會影響水汽的換熱，縮小填料情況，從而縮小水汽的換熱面積。

根據配管情況，把分配管的噴頭通過管道增長210mm的距離，將噴淋噴頭距離改為700mm，短管采用管箍、螺紋對其緊固。

2.2.3?改良選型

本次擬選用的收水器型號為MWDP型多波雙功能收水器，MWDP型收水器片材含橡塑組份，比普通PVC收水器使用年限長4～5倍。片材厚度大于等于0.7±0.05mm，收水器支撐單點強度大于等于60kg/cm2，片型號選擇為正弦波型號。

2.3???改造后效果分析

2.3.1改造效果圖及運行分析

經過改造后的效果圖如下：

經過以上改造后，通過一定時間的運行漂水現象得到了明顯的改善，由于裝置的改造調整使上回水溫差得到了改善，平均溫差提高了1.5℃，這樣工藝換熱器的降溫情況得到好的運行，換溫效果更加良好，工藝負荷生產情況增加1.5%，生產穩定。

2.3.2改造前后對比分析

根據改造前后的溫度差及補水量進行對比分析后可以看出，上水、回水溫差提高后的理論值比改造前提高了15m3/h主要，但改造后補水量得到了明顯降低，效率得到了較大提高。

3.改造情況及效益分析

3.1???收水器改造投資

按單塔循環水量為3000噸/h的冷卻塔計算，收水器量為288平米/塔（16×18米）。具體投資計算如下收水器改造費用共計總投資14.1萬元，折合單位面積收水器價格為244.79元/m2。

3.2??收水器改造前后運行情況統計：

3.2.1收水器改造前運行情況（以循環量9000m3/h冷卻塔計）

循環水上回水溫差△T=7℃左右，理論補水量為110m3/h，實際由于漂水的原因補水量為150m3/h，同時循環水藥劑使用量為150kg/d，折算循環水運行費用為0.22元/h（包括補水、電費、藥劑使用）。

3.2.1收水器改造后運行情況

循環水上回水溫差△T=8℃左右，溫差的提高給工藝裝置換熱器帶來良好降溫效果和運行條件，使工藝生產車間的運行負荷提高了1.6%。

理論補水量為125m3/h，實際由于漂水的原因補水量為133m3/h，同時循環水藥劑使用量為130kg/d，折算循環水運行費用為0.16元/h（包括補水、電費、藥劑使用）。

3.3收水器改造的效益分析.

結合以上運行情況分析，結合改造費用的統計效益分析如下：補水費用按2.1元/m3、藥劑費用按16元/kg計算節水、節藥費用：（150-133）*2.2?+（150-130）*16?=357.4元/h=313.08萬元/年

工藝裝置負荷提高增加收益為1.5%折合費用為150萬/年。

合計增加效益費用為150+313.08=463.08萬元/年。從以上數據可以得出，企業直接間接效益都得到了提高，從而為企業未來發展奠定了好的基礎。

4.結論

循環冷卻塔漂水問題分析及改造，本次改造成功，達到了積極良好的效果，為公司節水創造性、實用性設計奠定了好的基礎，實現效果設備，防腐等效果明顯改善，尤其對目前化工企業環境污染問題起到了好的作用，節水效率大大提高。同時也為企業間接帶來了好的效益。

參考文獻：

[1]趙昆.火力發電廠循環水泵變頻改造節能探究[J].科技風，2020（05）：198.

（作者單位：山東天弘化學有限公司）