工業冷卻循環水系統的節能優化改進

李強

【摘? 要】近年來，隨著經濟的發展，工業用水量不斷增加，循環冷卻水優化設計對企業的重要性日益凸顯。如何合理利用現有水資源滿足生產成為了一個重要的研究方向。本文從循環水系統中重要的循環泵入手，探討一項新技術，探索解決舊系統問題的方法。目前機械吸水冷卻塔還普遍在我國的生產生活中被廣泛使用。新型的節水除霧冷卻塔主要考慮取消機械吸水冷卻塔，取而代之的是新能源泵。新能源泵的效率與傳統方法相比有較大的提升。

【關鍵詞】工業冷卻;水循環節能;優化設計

引言

隨著我國工業生產規模的不斷擴大和產業升級，節能降耗有效提高了經濟效益，成為企業生產的重要指標。很多企業的循環冷卻水系統存在一定的問題，能耗大，導致企業成本上升，影響企業經濟效益。工業生產過程之中的半成品大多需要經過冷卻處理。工業水作為一種最為常見的冷卻劑，其成本低廉，容易獲取。水力風機冷卻塔和高效節能泵的出現，使得傳統的水冷工藝水平得到了進一步的提升。設備各冷卻器的冷卻效果對循環水系統的能耗影響很大，如水冷卻器。回水溫度過高直接影響循環水系統的能耗，優化可達到節能效果。由于工業水具有可以多長利用，效率高的優點，已成為工業生產過程中一種十分重要的冷卻介質。循環冷卻系統節能優化技術已廣泛應用于工業循環水系統的節能改造。為了有效的分析改進現有的機械式冷卻水循環利用裝置，可以采用多次實驗，控制變量的方式對于不同改進結構對于提升冷卻水循環利用效率的有效程度進行分析。在實際的生產環節之中，可以從循環水泵、換熱器、制冷設備、水循環管道對循環水系統進行分析試驗。可以從不同的角度分析各個不同子系統的效率，達到分析出系統綜合效率的目標。

1水循環系統節能運行的意義

對于高溫產品工業循環水冷卻領域。在我國，再生水占工業用水量的比值連年增加，近年來已經超過50%，在某些行業更是可以達到75%以上。循環水系統中的冷能交換包括循環水泵、熱交換裝置等，推動循環水循環實現冷卻的主要動力原一般都采用水泵這一結構簡單，穩定可靠的動力裝置。

在我國，工業循環水泵系統的能耗水平與發達國家相比任然存在著一定的差距，系統運行效率降低15%-25%，這一數值隨著時間的不斷推移將產生十分巨大的資源浪費，從而體現在終端產品的成本上，使得我國生產的產品成本與外國同類產品相比，成本上不占優勢。循環水系統是石油化工行業的重要環節。這種能耗上的差距對于促進石油化工行業工業冷卻循環水系統的優化和節能具有重要意義。石油化工行業中存在許多半成品冷卻步驟，使得冷卻成為了石油化工產品生產過程中必不可少的一個環節。焦爐煤氣溫度高，凈化困難。而工業水冷可以降低焦爐煤氣的高溫，更好地進行生產工作。制冷是工業生產中的重要生產過程。經常使用水冷卻。工業用水的優點是傳熱效果好。工業用水來源廣泛，可大規模應用。工業用水冷卻后，可節約用水。這樣做是為了減少對周圍環境的污染。工廠普遍使用循環水系統來大幅減少水資源的占用，這對于提高生產效率，降低生產成本來說是十分有益的。水冷系統存在冷橋效率低的問題。通過改進設計可以在一定程度上幫助企業提高經濟效益。

2工業水循環系統節能優化技術原理

工業循環水節能優化技術是根據循環水泵、換熱清管器、制冷設備等工業循環水系統的運行原理，對系統的能源利用效率進行研究、識別和評價。提出了一套系統能源利用效率的工藝優化方案。工業循環水節能優化技術包括系統運行能源利用效率分析、系統能源監控等方面。主要包括對換熱裝置、循環水系統溫度等運行參數的準確采集。專家分析診斷、水力平衡調整等一系列針對性、高效節能產品，優化換熱網絡、流量、泵運行效率。

通過抽水量的協同節能優化控制，控制工業冷卻水循環系統的溫度，實現動態水力和熱平衡，滿足冷卻塔的動態水力和熱平衡，滿足冷卻塔的動態水力和熱力要求。通過優化冷卻塔的冷卻效果，確定需要啟動的泵臺數，最小化泵的出力，最大限度地節約能源，調整泵的規格和特性。

3工業冷卻水循環系統的冷卻方式

常用的流體冷卻方式可分為傳熱冷卻和蒸發冷卻。冷凝是冷卻水與冷卻介質直接接觸，達到降低循環水溫度的效果。例如，在夏天將冰放入水中冷卻水是一種直接的冷卻方式。噴霧冷卻一般采用噴嘴來分散水流，增加空氣的熱交換面積，通過這種方式可以在一定程度上提高熱交換的效果，提升整體冷卻效率。然而在實際直冷生產中，這種方式的冷卻效果往往無法滿足工業化長期生產的需求，還需要增加其他的冷卻手段來輔助提高冷卻效果。間接冷卻法是冷卻水和冷卻介質不直接接觸的冷卻方法，在有特殊制造要求的領域使用較多。汽化冷卻是日常生活中常用的冷卻方式，通過液體的蒸發進行冷卻。在物理學中，汽化潛熱常用于表示液體蒸發引起的溫度變化。在常壓下，每公斤水蒸發的溫差在50℃以上，利用沸水的熱量去除熱源。在實際工作中不可能通過冷卻來達到良好的汽化率。較少的沸水用于蒸發和冷卻。

4循環水冷卻節能優化技術應用

工業冷卻水循環節能優化技術適用于機械及其他相關領域的電動循環水系統及電子、食品、制藥、熱電。大慶某石化水煤氣廠4500m3/h的處理能力，隨著設備的使用年限增加，冷卻效果不斷降低，已經難以滿足實際生產需要。在改造過程中用閉管配水方案替代原有的開放式配水方案，對于配水系統進行了改造，減小了水源的擴散面積。同時通過引入二次回收系統，提高了系統的冷卻效率和冷卻水的利用率。通過循環水系統的優化改造，每年可節約運行費用18萬元。

該系統優化技術在工業循環水系統節能改造中的應用效果顯著，得到了廣泛的應用。目前，我國的鋼鐵、電力、化纖、建筑中央空調、城市供熱等行業已進入大規模推廣應用階段。通過節能改造，與原循環水系統相比，綜合效率達到60%。

某石化公司乙二醇循環水冷單級雙吸離心泵11臺，運行效率低。通過節能技術改造，優化水泵水力設計，在一定程度上提高了泵的總體效率。利用水泵和水設備提高冷卻水系統的效率，同時大幅提高了設備的可靠程度，將設備的平均故障率降低了一個數量級，每小時節能593 kWh，同時提升了系統的可靠性，降低了年平均故障時間。

5結語

在工業循環系統節能中，普遍存在的工業循環水系統能耗高、效率低的技術難題。節約能源明顯，系統運轉噪音低，可不停機維護。循環水系統用電占用電的比例。工藝優化后，可以節約15%-35%的水資源，通過節能優化，使石化行業的直接經濟效益提高約3%-5%。

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