淺談循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

劉國亮，尹桂超，李 凱，時法存，徐金文

(1.中國化工正和集團股份有限公司,山東 東營 257342；2.山東華星石油化工集團有限公司,山東 東營 257342)

空冷和敞開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是目前石油煉化行業(yè)主要的生產裝置工藝熱媒介質換熱方式，就節(jié)能前景看，循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化空間巨大。正是由于水的冷卻效果和高性價比，是目前煉油工藝熱媒介質換熱方式的首選。然而隨著日趨嚴格的環(huán)保要求和嚴控企業(yè)用水量的現(xiàn)實需要，節(jié)水減排、提高循環(huán)水的重復利用率成為必然。就目前煉油行業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀看，還有很大的節(jié)能優(yōu)化空間，特別是隨著科技的發(fā)展，一些新技術的成功應用和生產工藝的調整，均取得了良好的效果。本文對敞開式循環(huán)水系統(tǒng)目前的運行狀況進行了分析，并對循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化方向及工藝調整進行了淺析。

1 目前循環(huán)水系統(tǒng)運行存在問題

從目前敞開式循環(huán)水系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀看，主要存在以下六點問題：

(1)循環(huán)水泵的選型問題，循環(huán)水泵選型與實際運行不匹配，運行效率低，存在高揚程、低流量的情況，導致裝置循環(huán)水系統(tǒng)換熱器的流速偏低，影響換熱效果。

(2)循環(huán)水系統(tǒng)存在局部偏流，部分循環(huán)水分支管線流速偏低，造成換熱器換熱效果差，多數(shù)情況下?lián)Q熱器循環(huán)水走管程，較低的流速容易造成循環(huán)水管束中的管路堵塞，形成垢下腐蝕。

(3)循環(huán)水系統(tǒng)的水輪機驅動方式一般有兩種，一種是電機驅動，一種是水力驅動，從運行效果上看，目前的兩種驅動方式各有利弊，均有優(yōu)化空間。

(4)從循環(huán)水換熱器打開檢修看，存在結垢、腐蝕等現(xiàn)象，說明循環(huán)水水質存在問題，對于形成垢下腐蝕的原因需要徹底分析，對于循環(huán)水的加藥配方調整和運行方式需要完善。

(5)循環(huán)水系統(tǒng)壓力問題，這是一個綜合性性問題，一般一個循環(huán)水系統(tǒng)同時供多套裝置，特別是跨部門公用，對于循環(huán)水系統(tǒng)的管理就帶來較大挑戰(zhàn)，如何平衡系統(tǒng)壓差和循環(huán)水換熱器管束的流速，帶來很大挑戰(zhàn)。

(6)循環(huán)水系統(tǒng)換熱器給、回水溫差問題，在循環(huán)水系統(tǒng)中經常會出現(xiàn)不同位置的換熱器換熱溫差有的能滿足設計要求，有的達不到設計要求。

2 系統(tǒng)優(yōu)化方案

針對循環(huán)水系統(tǒng)運行中存在的問題，主要優(yōu)化措施如下：

(1)循環(huán)水泵的運行效率高低對于循環(huán)水系統(tǒng)能否實現(xiàn)節(jié)能具有重要影響，目前高效節(jié)能泵的運行效率在90%以上，循環(huán)水系統(tǒng)在機泵的選型上要根據實際需要選擇合適揚程和流量的機泵，同時選用變頻操作，有利于提高循環(huán)水泵的運行效率。

(2)針對循環(huán)水系統(tǒng)局部偏流問題，可以采取系統(tǒng)整體調整，局部優(yōu)化，部分之路流速工藝調整，分支路調整，對于經過調整后仍然存在偏流的支路管線，可以考慮加管道泵，必須要經過設計認可。

(3)循環(huán)水系統(tǒng)水輪機目前有電機驅動和水力驅動兩種型式，目前很多水利驅動改電機驅動的例子，水力驅動對循環(huán)水的回水壓力要求較高，隨著新技術的發(fā)展，目前可以通過對改造水輪機進行升級改造、風機葉輪使用高效節(jié)能葉片來實現(xiàn)水輪機效率的提高。

(4)循環(huán)水水質的好壞對于循環(huán)水系統(tǒng)冷換設備有著重要的影響，新建煉油裝置和檢修后開工裝置，按要求應進行清洗預膜，循環(huán)水水質必須要達標，要根據水質情況合理控制循環(huán)水濃縮倍數(shù)，尤其要控制好pH值，控制在7.8～8.3為佳，根據藻類的增長狀況適當投放殺菌滅藻的量，根據掛片腐蝕速率調整緩蝕劑的投放量，在出現(xiàn)介質泄露時，要在第一時間查找出泄漏源迅速切除，減輕因泄漏造成的水質惡化。

(5)循環(huán)水系統(tǒng)壓差調整，對于多套裝置共用一套循環(huán)水系統(tǒng)的情況，要分裝置進行調整，調整方向保持一致貫通，在循環(huán)水的給水管路，所有閥門保持全開，根據冷換設備設計要求的換熱溫度逐臺調整回水手閥，通過控制回水手閥來控制壓力、溫度。

3 預期節(jié)能效果

循環(huán)水系統(tǒng)的工藝調整是重要的節(jié)能優(yōu)化手段，在系統(tǒng)優(yōu)化達到最佳的狀況下，再對循環(huán)水泵、水輪機及其風扇翅片進行升級改造，方能達到最佳的節(jié)能效果。

4 結束語

循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化對于煉油行業(yè)的實現(xiàn)節(jié)能降耗具有重要意義。通過工藝優(yōu)化調整，通過新技術對循環(huán)水的水質進行實時監(jiān)測，應用新技術對循環(huán)水泵進行升級改造，對水輪機進行改造均能實現(xiàn)良好的節(jié)能優(yōu)化效果。