化工廠循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果觀察

劉海波　徐榕　劉殿博

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)于節(jié)能技術(shù)的研究應(yīng)用得到了廣泛的提高，都將降低裝置的能耗作為工作的重點(diǎn)，這不僅能夠有效提升產(chǎn)品的利潤(rùn)，增加工廠收入，還能提高工廠的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。循環(huán)水系統(tǒng)作為化工生產(chǎn)中的重要部分，在化工生產(chǎn)中占據(jù)了大部分的能耗。因此，在保證裝置正常運(yùn)行的前提下，降低循環(huán)水系統(tǒng)的能耗，能夠有效提高工廠的經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)工廠的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工廠;循環(huán)水系統(tǒng);能耗

水是一種吸收和傳遞熱量的良好介質(zhì)，因此在化工廠中，常用水對(duì)設(shè)備裝置進(jìn)行換熱處理，從而降低生產(chǎn)設(shè)備的工作溫度，使得設(shè)備能夠正常的運(yùn)行，且?guī)С龅臒崃窟€能進(jìn)行二次的利用，提高工作收益。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要由冷卻塔、水泵、換熱器以及冷卻風(fēng)機(jī)組成。而其中，水泵與冷卻風(fēng)機(jī)的耗能往往是最大的，因此降低水泵與冷卻風(fēng)機(jī)的能耗，能夠有效使得循環(huán)水系統(tǒng)的損耗降低，減少經(jīng)濟(jì)損耗。

1 水泵葉輪切削優(yōu)化和應(yīng)用

葉輪切削是指對(duì)水泵葉輪邊緣進(jìn)行切削，使水泵的出力降低，從而達(dá)到節(jié)能的目的[1]。對(duì)循環(huán)水泵葉輪進(jìn)行切割，通常是由于工廠在初期對(duì)于水泵的選擇不合理，實(shí)際用水量沒(méi)有達(dá)到循環(huán)水泵的出水量，所以需要對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)出水量進(jìn)行控制，這就使得泵出口的壓力較大，產(chǎn)生較高的能耗。而通過(guò)切割葉輪的方法對(duì)水泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行降低從而使得水泵的運(yùn)行功率降低，能夠有效起到節(jié)能的作用。除此之外，還可以換用更高效的葉輪降低循環(huán)水的能耗，從而提高能源的利用效率。

2 更換節(jié)能水泵

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的流量、壓力數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)高效節(jié)能泵，通過(guò)更換更高效的葉輪，從而將原泵體進(jìn)行一同替換，能夠有效提升水泵的效率，改善水泵與系統(tǒng)的匹配度，并對(duì)蝸殼與葉輪的匹配問(wèn)題進(jìn)行了解決，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行有著積極意義。而且對(duì)于水泵的更換能夠適用于大部分的循環(huán)水系統(tǒng)改造，且改造周期短，施工較為簡(jiǎn)便。

節(jié)能水泵能夠有效降低揚(yáng)程，降低泵出口壓力，具有顯著的節(jié)能效果，例如如果一臺(tái)節(jié)能水泵能夠降低每天4000kWh的用電量，每年循環(huán)水場(chǎng)運(yùn)行300天，電價(jià)0.8元，那么一年下來(lái)便能夠節(jié)省：4000*300*0.8=960000元，極大的節(jié)省了工廠的開支。

3 變頻技術(shù)的應(yīng)用

在化工廠的循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用中，常常會(huì)發(fā)生循環(huán)水量大于實(shí)際用量的情況，這就使得能耗被嚴(yán)重的浪費(fèi)，而通過(guò)對(duì)電機(jī)進(jìn)行變頻改造之后，能夠以“按需供應(yīng)”的原則對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)供水量以及水溫，從而使得電機(jī)的能耗大大降低。但由于高頻變壓系統(tǒng)的投入較高，且設(shè)備占據(jù)的占地面積較大，這些因素都使得高頻變壓系統(tǒng)的應(yīng)用受到了限制。

4 更換更高效的葉輪

將原葉輪拆除后更換更高效的葉輪能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，提高水泵的運(yùn)行效率[2]。在對(duì)葉輪進(jìn)行改造前，一般會(huì)對(duì)水泵的壓力以及流量進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)從而對(duì)水泵葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于水泵實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)計(jì)狀態(tài)偏差不大的情況，這項(xiàng)技術(shù)能夠進(jìn)行使用，如果水泵實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)計(jì)狀態(tài)偏差過(guò)大，使得更換的葉輪和蝸殼之間的間隙超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)大幅度的降低水泵的運(yùn)行效率。除此之外，對(duì)于葉輪的更換，有著和葉輪切削相同的施工時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

5 對(duì)水輪機(jī)的改造

改變冷卻塔風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，從而使得原本的電機(jī)驅(qū)動(dòng)改變?yōu)檠h(huán)水回水余壓驅(qū)動(dòng)，對(duì)于冷卻塔風(fēng)機(jī)的電耗有著大幅度的節(jié)省，這項(xiàng)技術(shù)適用于生產(chǎn)裝置能夠產(chǎn)生較大的回水余壓，能夠?qū)鋮s塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的循環(huán)水系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行改造，能夠直接節(jié)省電機(jī)的能耗，因此大部分的化工廠都采用此種技術(shù)。只不過(guò)在利用此項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)考慮如何才能將能量的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最大化，因此水輪機(jī)改造之后冷卻塔的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源是循環(huán)水系統(tǒng)的回水余壓動(dòng)能，而通過(guò)水泵機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，才能產(chǎn)生循環(huán)水系統(tǒng)的動(dòng)能，所以這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是水泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為循環(huán)水系統(tǒng)的回水余壓動(dòng)能，再轉(zhuǎn)化為冷卻塔風(fēng)機(jī)的動(dòng)能，而經(jīng)過(guò)了兩次能量的轉(zhuǎn)化，能量勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，使得轉(zhuǎn)化的效率變低。除此之外，這項(xiàng)技術(shù)的使用還會(huì)使得冷卻塔發(fā)生頻繁的震動(dòng)，從而導(dǎo)致冷卻塔容易受到損壞，使得設(shè)備的維修成本增加，所以在進(jìn)行水輪機(jī)改造的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)將這個(gè)問(wèn)題考慮進(jìn)去，對(duì)成本進(jìn)行計(jì)算。

水輪機(jī)的改造具有節(jié)約電能、避免漏油以及降低了噪聲、漂水污染等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約了電耗的情況下保證了冷卻效果，但是水輪機(jī)的是通過(guò)回水壓力產(chǎn)生運(yùn)行能量，而在但循環(huán)水系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)后回水壓力大大降低，使得水輪機(jī)的應(yīng)用受到了不少的限制。而當(dāng)回水壓力較大時(shí)，雖然會(huì)給水輪機(jī)帶來(lái)運(yùn)行的能量，但這能量的來(lái)源是循環(huán)水泵，這就使得水泵自身的功率損耗較為嚴(yán)重，且給整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)帶來(lái)較大的壓損，所以對(duì)于水輪機(jī)的改造還需進(jìn)一步的完善。

6 結(jié)束語(yǔ)

循環(huán)水系統(tǒng)作為化工廠公共系統(tǒng)的重要組成部分，本身所消耗的能量便在整個(gè)化工生產(chǎn)中占據(jù)較高的比重，因此在確保裝置正常運(yùn)行的前提下，通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)的改造從而降低循環(huán)水系統(tǒng)的能耗成為化工廠的經(jīng)營(yíng)研究重點(diǎn)。對(duì)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，具有較多的節(jié)能措施，而不同的化工廠企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身的項(xiàng)目規(guī)模以及實(shí)際運(yùn)行工況對(duì)節(jié)能措施進(jìn)行選擇，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，促進(jìn)化工廠企業(yè)的高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高凡晴.冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究及運(yùn)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9（1）：157.

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