循环水系统工艺优化

田,盛

摘要：循环水系统是一种常见而重要的公共工程系统，系统复杂，用户多，水量大，能耗高，节能意义重大。本文将对公共循环水系统的能耗进行分析，并探讨一种循环水系统的节能优化方法。

关键词:循环水系统能耗分析及节能措施

引言

循环水系统是一个非常普遍和重要的公共工程系统，具有系统复杂、用户多、水量大的特点。相应的能耗也很高，其用水量约占企业总用水量的85% ~ 92%，用电负荷约占企业总用电量的20% ~ 30%。在石油化工等领域，循环水系统是必不可少的基础环节，它以水泵为动力源，耗电量很大，约占石油化工生产总用电量的8% ~ 10%[2]。目前，我国石化行业的循环水系统普遍存在高能耗现象。与先进国家相比，水泵效率低5%以上，系统效率低20%以上。在火力发电厂中，循环水泵是主要辅机之一；在凝汽式电厂中，循环水泵的电耗约占厂用电的10% ~ 25%[4]。在冶炼企业中，循环水系统是必不可少的，对产品性能起着决定性的作用。高炉炉墙系统和轧钢系统的循环冷却需要大量的水力动能冷却，此类循环水系统处于高能耗范围。

1循环水系统的发展状况

循环水系统的基本功能是向高低压凝汽器输送冷却水，冷却汽轮机低压缸排出的气体，维持高低压凝汽器的真空状态，保证汽水连续循环。目前，国内外都在加强循环水系统节能技术的研究。研究的主要方向是用水轮机代替电机驱动风机。循环水系统中使用的可替代电机驱动风机的透平有三种，分别是低速混流三维流动模拟设计透平、低速混流补偿设计透平和高速混流透平。第一种涡轮技术水平高，能量利用效率可达90%以上。事实上，为了降低循环水系统的能耗，用水轮机代替电机驱动风机，优化运行方式和运行条件，是今后很长一段时间内的主要节能措施，在许多工业企业得到了应用，并取得了显著的效果。

2循环水系统运行中存在的问题

目前，循环水系统运行中存在许多问题，影响了系统的正常运行，也导致了能耗的增加。首先是泵的选择。目前，一些工业企业在设置循环水系统的过程中，不重视循环水泵的选择，导致水泵与实际运行不匹配，高扬程低流量，循环水系统换热器流量较低，对患者的效果造成负面影响；二是局部偏置电流问题。循环水部分支管流量低导致换热器换热效果差，很多情况下换热器内循环水会走管程。在低流量条件下，容易造成循环水管束管道堵塞问题，还可能造成垢下腐蚀。第三是涡轮驱动的问题。目前循环水系统中水轮机的驱动方式可以分为前面提到的电机驱动和液压驱动，两者各有优缺点，也有一定的优化空间；第四是系统压力的问题。在循环水系统中，压力问题是一个综合性问题。一般来说，单个循环水系统同时被多套装置使用，由不同的部门使用，给系统管理带来一定的困难。如何平衡循环水换热器管束的系统压差和流速是技术人员需要解决的关键问题。第五是水质问题。结合循环水系统换热器的检修分析，很多换热器存在结垢和腐蚀的问题，说明水质比较差。需要分析结垢下腐蚀的原因，优化循环水水质，调整和改进其运行方式，确保循环水系统的稳定运行。第六是温差的问题。在循环水系统中，换热器的进水和回水之间存在相应的温差，可能会出现换热器不同位置的温差能满足需求，有的不能满足需求的情况。

3循环水系统节能优化策略

3.1选择好水泵

循环水泵的运行效率将直接影响循环水系统的节能效果。目前高效节能泵的运行效率一般会超过90%。在循环水系统中选择和使用泵的过程中，技术人员必须根据实际需要确定泵的扬程和流量，并尽量选择变频运行，这将有助于进一步提高循环水泵的运行效率。

3.2关注系统调节

对于循环水系统中的局部流量偏差问题，应做好整体调节和局部优化，通过支路调节和流量过程调节解决局部流量偏差问题。对于调整后仍然存在流量偏差问题的分支旁通管线，可以在适当的位置增加管道泵，但这需要设计师和上级领导的批准，不能盲目增加。

3.3选择驾驶模式

目前，循环水系统中水轮机的驱动方式分为电机驱动和液压驱动。相比较而言，水力驱动在降低能耗方面有一定优势，但对循环水回水压力要求较高。为了更有效地利用它，技术人员需要对水轮机进行升级，并使用高效节能的叶片来促进水轮机的效率。

3.4注意压差调整

技术人员要做好循环水系统的压差调节工作，尤其是多台设备共用同一循环水系统的情况。调节方向应保持一致，循环供水管道中的所有阀门应全开。根据冷交换设备设计要求的参数，逐一调节回流阀，通过回流阀可以有效控制压差。

3.5优化循环水质

循环水的水质会对循环水系统的运行效果产生影响。对于一些新建装置或检修后重新启动的装置，要严格按照相关要求清洗预膜，确保循环水水质达标。循环水的浓缩倍数和pH值要根据水质来控制，特别是pH值，一定要控制在7.8-8.3之间。根据藻类的生长情况，投入适当的杀菌灭藻药物，然后根据挂蚀率。当遇到介质泄漏问题时，需要分析原因，找出泄漏源并迅速切断，以减少泄漏问题造成的水质恶化。

3.6调节系统温差

通过优化局部管网水力，调整工艺，可以在保证循环水系统高效运行的同时，调节整个系统的供回水温差，对提高循环水流速也有积极意义。目前大部分循环水系统的换热温差在6-8左右，经过局部优化调整后，温差可达8以上。采用先进技术调节不同位置和高度的换热器是保证循环水系统高效运行的关键，应引起足够的重视。

结语

总之，在可持续发展的背景下，社会发展对工业行业的节能环保提出了更严格的要求。随着科学技术的快速发展，循环水系统的节能空间可以进一步挖掘和提升。无论是系统优化、工艺调整还是先进设备的使用，对于循环水系统的高效运行都是不可或缺的。必须认识到，循环水系统的节能优化是一个长期的、持续的过程，必须常抓不懈，才能达到预期的节能效果。

参考文献：

[1]刘钧.石化企业循环水系统的节能优化与应用[J].化工管理,2020,(16):45-46.

[2]耿书林,赵延良,张新国,刘铁刚.炼厂循环水系统节能优化方案可行性研究[J].石化技术,2020,27(03):13,48.

[3]薄卫东,杨卫锋,高强,等.循环水系统节能优化探讨[J].山东化工,2020,49(01):89.

[4]刘国亮,尹桂超,李凯,时法存,徐金文.浅谈循环水系统节能优化[J].山东化工,2020,49(04):145.