化工生產(chǎn)中循環(huán)水優(yōu)化節(jié)能淺談

李文強

摘 要：在化工生產(chǎn)中，如何降低循環(huán)水系統(tǒng)的能耗，進行優(yōu)化調(diào)整，提高循環(huán)水系統(tǒng)的利用效率，有著有非常重要的意義。本文主要以我公司為例，介紹我公司在循環(huán)水優(yōu)化調(diào)節(jié)方面的一些措施，為化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化提供相應(yīng)參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化;能耗

在化工裝置的循環(huán)水系統(tǒng)中，一般運行的循環(huán)水泵均為大機大泵，流量小的每小時幾千方，大的幾萬方，而平時的季節(jié)或氣溫的不同、工藝的調(diào)整都可能造成循環(huán)水供應(yīng)和裝置的需求不匹配的，造成能源的浪費，此時如果循環(huán)水泵沒有變頻調(diào)節(jié)的話，總會造成一定的浪費。那么如何優(yōu)化調(diào)節(jié)呢？如何既能達到節(jié)能的目的又能夠滿足生產(chǎn)需要？有很多方法，如：在設(shè)計上可以采用高效的換熱器，運行上風(fēng)機改進為水輪機，或者改造采用更加負荷自身運行工況的循環(huán)水泵，又或者驅(qū)動電機采用變頻調(diào)節(jié)的形式，等等。這些措施都會在循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能運行中起到很好的作用。

1 循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化措施

目前，對于化工裝置循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化主要從以下方向的節(jié)能優(yōu)化措施：一方面，風(fēng)機的改進：將電動風(fēng)機部分改造為水輪機，利用水的動能推動水輪機的運轉(zhuǎn)驅(qū)動風(fēng)機;另一方面是循環(huán)水泵的優(yōu)化：針對水泵運行效率較低的問題，根據(jù)原循環(huán)水泵的運行工況及系統(tǒng)管路特性，按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟運行原則，量身定做適合循環(huán)水系統(tǒng)最佳工況的循環(huán)水泵，替換目前處于不利工況、低效率運行的水泵可有效降低無效能耗，提高輸送效率達到最佳的節(jié)能效果。第三是及時的工藝調(diào)整：對運行中的循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。循環(huán)水換熱器根據(jù)設(shè)計換熱溫差要求，逐臺調(diào)整進、出水閥門開度，在保證系統(tǒng)正常生產(chǎn)的前提下，糾正換熱設(shè)備的流量偏差，使其實際運行工況在設(shè)計值要求范圍內(nèi)以降低循環(huán)水消耗量。

2 我公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的措施

我公司根據(jù)以上的幾點分別對正在運行中的循環(huán)水系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而有效的降低了循環(huán)水系統(tǒng)的運行費用。下面簡單介紹一下我公司在循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化的效果。

首先，介紹一下我公司的循環(huán)水系統(tǒng)：為了更加合理的調(diào)節(jié)循環(huán)水的溫度，我公司根據(jù)不同裝置對水溫的不同需求將循環(huán)水系統(tǒng)分為高溫循環(huán)水與低溫循環(huán)水兩個系統(tǒng)，正常運行中高溫循環(huán)水一般需要一臺800kW的水泵，而在夏季高溫高濕的環(huán)境下，一般需要增加一臺400kW的循環(huán)水泵以滿足工藝需求。低溫循環(huán)水系統(tǒng)一般需要2臺400kW的循環(huán)水泵。在優(yōu)化運行時，我公司首先將高溫循環(huán)水泵的部分風(fēng)機改為了水輪機驅(qū)動，在春、秋、冬季基本能做到不開電動風(fēng)機而滿足工藝需求，有效節(jié)約了每臺45kW的風(fēng)機的運行費用，節(jié)能效果非常顯著。

另一方面，對低溫循環(huán)水泵優(yōu)化設(shè)計，量身定做了適合循環(huán)水系統(tǒng)最佳工況的循環(huán)水泵，適當降低泵的揚程，提高泵的流量，直接停運一臺400kW的低溫循環(huán)水泵，極大的降低了低溫循環(huán)水系統(tǒng)的電耗。而高溫循環(huán)水系統(tǒng)，我們增加一臺132kW的備用泵，以備在水量不足的夏季提供補充。

在我公司的日常生產(chǎn)中，我們經(jīng)常檢查，關(guān)閉生產(chǎn)車間部分備用或不運行的換熱器和循環(huán)水側(cè)閥門，而使用中的設(shè)備，在滿足生產(chǎn)需求的前提下盡量減少循環(huán)水的使用，以此降低循環(huán)水泵運行電流。如：某年9月18日，在對高溫循環(huán)水的優(yōu)化調(diào)節(jié)中，高溫循環(huán)水泵有用功率由669kW降低至655kW;10月17日，對循環(huán)水系統(tǒng)再次優(yōu)化調(diào)節(jié)，高溫循環(huán)水泵有用功率由656降低至642kW;均有不同程度的降低。另外，在部分裝置檢修時，協(xié)調(diào)檢修車間及時關(guān)閉循環(huán)水總閥，以降低循環(huán)水量，降低機泵運行電流，節(jié)能降耗。通過對循環(huán)水系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)整，有效的降低了循環(huán)水系統(tǒng)的運行費用。

3 不同季節(jié)采用不同的調(diào)節(jié)方式

季節(jié)對循環(huán)水系統(tǒng)的運行影響較大，在春、秋、冬季循環(huán)水溫度相對較低時，主要控制循環(huán)水泵的總出口流量來達到節(jié)能的目的。但在夏季，環(huán)境溫度與濕度均較大，水的蒸發(fā)量降低，循環(huán)水溫度較高，裝置需求的循環(huán)水量增大，單臺水泵不能滿足生產(chǎn)需求。在生產(chǎn)中，以往的經(jīng)驗為了控制循環(huán)水泵的出口壓力達到指標，通過控制循環(huán)水回水總閥來控制循環(huán)水的上水壓力，但這樣導(dǎo)致循環(huán)水上回水壓差較低，各個換熱器可調(diào)節(jié)余地較小，不能合理調(diào)配不同換熱器的循環(huán)水量的需求。所以我公司在每年夏季，均需在氣溫較高濕度較大的一段時間內(nèi)增開一臺循環(huán)水泵，滿足裝置的需求。針對這一情況，我公司通過多次調(diào)整，最終實現(xiàn)了全開循環(huán)水回水總閥，而將循環(huán)水在各個換熱器節(jié)流，最大限度增大循環(huán)水總上水回水的壓差，合理調(diào)配循環(huán)水，與調(diào)整前相比，循環(huán)水泵雙泵運行時間顯著減少，有效達到了節(jié)能的目的。

我們明白，泵做的功的大小與該泵輸送的流量與揚程成正比，換熱器的換熱效率與介質(zhì)溫度差與流速成正比。日常循環(huán)水的調(diào)節(jié)中，主要遵循合理控制循環(huán)水溫度與在此溫度下泵的出口流量、壓力。在日常生產(chǎn)中，我們都會對當時的氣溫，循環(huán)水進、出口總閥的開度，現(xiàn)場干濕度，運行中的循環(huán)水電流的大小，風(fēng)機的開啟個數(shù)等這些循環(huán)水系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)做詳細的記錄，并且在對循環(huán)水系統(tǒng)進行大的優(yōu)化調(diào)節(jié)后，也會進行前后對比，這些運行中的包貴經(jīng)驗數(shù)據(jù)都會對以后的正常生產(chǎn)中循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)提供寶貴的指導(dǎo)。再一方面，我公司注重對循環(huán)水用水總量的統(tǒng)計，對比循環(huán)水泵的輸送能力，如可能則切換為小功率循環(huán)水泵。經(jīng)統(tǒng)計，某年我公司132kW高溫循環(huán)水泵運行時間114h，相比上年227h同比減少運行時間113h;而400kW高溫循環(huán)水泵運行時間221h，相比上年453h同比減少232h，取得了比較可觀的節(jié)能效果。

4 結(jié)束語

循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化無論是從節(jié)水還是節(jié)電的效果上看都是石化化工行業(yè)節(jié)能降耗、實現(xiàn)降本增效的重要手段。隨著日趨嚴格的環(huán)保要求和節(jié)能降耗的要求，現(xiàn)實需要節(jié)水、節(jié)電越來越重要，能耗較大的循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能空間巨大。隨著科技的發(fā)展，循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能空間還會進一步挖掘提升，對于循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化是一個循序漸進持續(xù)改進的過程，需要常抓不懈。如何更加合理調(diào)配循環(huán)水，兼顧生產(chǎn)的穩(wěn)定與節(jié)能，還有許多值得我們探索的地方。

參考文獻：

[1]錢國平，高寶祥.冷卻水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能改造[J].人造纖維， 2015，45（3）：17-20.

[2]段國武，循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運行[J].科技視界，2013 （24）：271-272.

[3]汪家銘.工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟，2004，30（1）：50-52.

[4]薄衛(wèi)東，楊衛(wèi)鋒，高強，徐金文，劉曉海.循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化探討[J].山東化工，2020（01）.