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炼化企业循环冷却水系统节水技术黄旭

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：黄旭

[导读] 摘要；炼化企业要充分重视循环冷却系统的节水效果，研发先进的节水技术，利用先进的管理理念和管理模式，开展循环冷却水的能量优化工作，进一步提高厂区的温热利用水平，从而降低能源的损耗，减少装置的负荷程度，更高效地实现节水的目的，加强各类工艺的施工水平，结合工程施工的特点和优势，选择合适的施工工艺和方法，正确处理时代发展带来的机遇和挑战，促进炼化企业与其他供应商之间的沟通和交流，完善系统的使用效果，提高功

        大庆石化公司炼油厂黑龙江大庆
        摘要；炼化企业要充分重视循环冷却系统的节水效果，研发先进的节水技术，利用先进的管理理念和管理模式，开展循环冷却水的能量优化工作，进一步提高厂区的温热利用水平，从而降低能源的损耗，减少装置的负荷程度，更高效地实现节水的目的，加强各类工艺的施工水平，结合工程施工的特点和优势，选择合适的施工工艺和方法，正确处理时代发展带来的机遇和挑战，促进炼化企业与其他供应商之间的沟通和交流，完善系统的使用效果，提高功能的使用效率和使用质量。从而进一步提高炼化企业的循环节能水平，为人类和社会的发展提供有效的保障，推动经济的可持续进步。
        关键词：炼化企业；循环冷却水；节水技术；优化措施
        前言：我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量约为2200m3，不足世界平均水平的四分之一，随着我国经济建设的迅速发展，水资源短缺的问题日益显现，钢铁、石化、电力、石油、纺织、化工等行业的生产厂，无不冷却塔林立，在工业用水中的70~80%是循环水的补充水，以10000m3/h的直流冷却水为例，改用循环冷却水，温降10℃，浓缩倍数N为3，只需240m3/h，若N=5，则需200m3/h，可见节水的巨大成果。同时从上面的数据也可以得出这样一个结论，循环冷却水系统本身的节水取决于浓缩倍数的高低。可见循环水处理得好在工业节水中的重要作用。近些年来，随着工业化的发展和经济社会的进步，工业冷却水的使用已经成为企业发展中的重要组成部分，是炼化企业节水中采取的重要措施，而在这一过程中，循环冷却水系统的补水也成为企业用水需求量最大的一个环节。目前，我国的发展现状下，炼化企业节水的工作主要集中在三个方面，分别是凉水塔的蒸发飞溅、冷却水的补水以及循环水场的排污工作，这三个方面的节水措施需要相关人员加以重视，针对节水过程中出现的各种问题，采取有效的措施及时解决，要归纳提出炼化企业循环冷却水地系统的节水减排措施，还要根据当前的发展状况预测出未来的发展方向，为以后的发展提供良好的基础，充分实现企业循环冷却水的节能减排作用
        1循环冷却水的技术背景与意义
        循环冷却水是工业用水中的用水大项,在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，循环冷却水的用量占企业用水总量的50-90%。由于原水中有不同的含盐量，循环冷却水浓缩到一定倍数必须排出一定的浓水，并补充新水。一台30万KW冷凝机组，循环冷却水量要达到3.3万吨/时左右，假定原水中含盐量为1000mg/L，浓缩倍数为3，那么循环冷却水的浓水排放约在6-8‰左右，即198-264m3/h，同时需补充的新水等于排水及蒸发损失等，补充水量大约为循环水量的2-2.6%，将为660-860m3/h左右，水资源消耗与污水排放的数量是很大的。
        循环冷却水由于受浓缩倍数的制约，在运行中必须要排出一定量的浓水和补充一定量的新水。使冷却水中的含盐量、PH值、有机物浓度、悬浮物含量控制在一个合理的允许范围。对这部分浓水排放进行具体处理回用，具有重要的意义。它不但能提高水的重复利用率，节约水资源，而且能极大的改善循环冷却水的整体状况
        2循环冷却水系统原理
        系统中冷却塔、冷冻主机、冷却泵及冷冻泵应是一一对应开启的，应采用电动阀控制水流，不得让水流经过已停机部分的管道，而影响处理效率。开机的顺序是:电动阀、冷却塔、冷却水泵、冷冻主机、冷冻水泵，停机的顺序则相反，且冷冻机停机要提前半小时。30kW以上冷却水泵应采用软启动，多台并联，最好用变频控制，根据外界环境气候设定调节水泵功率，节能效果更好。冷却塔风机采用双速电机以及酌情适当调整风机叶片角度对于节能降噪有明显效果。
        3节水技术的分析和探讨
        3.1循环冷却水的补水环节
        在国家“十一五”之前，我国炼化企业普遍采用的是新鲜水，在进行循环冷却水系统运作的过程中，这种新鲜水作为一种主要地补水水源，在一定程度上促进了炼化循环水的发展，但补水量比较大，这样极易造成水资源的浪费，还有些企业使用的是蒸汽冷凝水，这种补给资源也具有一定的缺陷，会造成高品质冷凝水的浪费，还会在一定程度上导致热能的散失，并对凉水塔的冷却功能造成危害。

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在“十一五”期间，各个企业都加强对炼化循环冷却水的改造，尤其是对补水水源进行了大范围的优化，对企业的外排污水进行合理的优化，最后作为循环冷却水进行补水，这是一种十分经济的做法，并且具有极强的节水效果，具有很大的积极作用。除此之外，企业还采用机泵直排冷却水来作为循环冷却水进行补水，效果十分显著，虽然其本身具有一定的缺陷，但在实际的运用过程中，排水水质比较好，可以满足冷却设备的的特殊要求，还在一定程度上达到了节水的效果。
        3.2循环冷却水的蒸发飞溅环节
        循环水场的凉水塔在实际的工作过程中，主要是依靠循环回水以及冷空气进行换热过程中产生的蒸发热量传递到空气中，在这个热量蒸发的过程中，蒸发的水量是无法准确计算出来的。当前我国发展现状下，针对凉水塔的蒸发飞溅，具有相应的节水措施。首先，可以采用防结冰降雾类型的节水凉水塔，这种方法就是通过在塔顶或者塔底通过增加高效的空气预冷器来对循环的冷却水进行预冷，这样做的目的是降低换热的负荷，还可以减少循环水在换热的过程中形成过多的水量蒸发以及蒸汽夹带，最终实现节水的目的，但这行技术在我国南方地区并不适宜，经济效果没有突出的优势。另一种方法可以采用凉水塔的蒸发水汽进行回收，这种技术主要是通过设蒸汽冷凝回收装置将水塔顶的蒸汽进行回收，这种方法应用下，回收的效率比较高，还可以作为一级的除盐水进行使用。但这种方法在实际的应用会造成凉水塔的冷却效果或多或少的影响。第三种使用的方法可以通过使用循环冷却水闭式的冷却技术，也就是采用相应的方式进行密闭的冷却，这样就消除了开式循环水系统的蒸发现象，但这种方式的具体使用在我国的炼化企业中的发展还不太明显，还未涉及应用，也只是在电力行业中进行应用。
        3.3循环水场的排污环节
        根据相关系统工程理论，在炼化企业中的最后一个环节就是水系统的回收处理，这种方式是在保证废水最小化的结果上在最后采取的节水措施。要尽可能地降低循环水场的排污，可以采用高效循环水药剂的过程中同时加强自动监测和自动加药的系统，这样可以在一定程度上提高循环水的浓缩倍数，还可以降低相应的补水量。根据我国目前各个企业的发展现状来看，各个企业所用的水源水质以及加工工艺是不同的，因此，企业在使用的循环水药剂的时候也具有不同，但其中的在线监测和自动加药系统可以为每一个企业所使用，这样就可以大大降低企业资源的浪费，提高企业循环水场的补水质量。
        3.4循环水换热网络集成器的优化节水
        在炼化企业的工作环节中，工业水的重复利用率比较高的企业，所使用的循环冷水的量也是比较大的，但在实际的工作过程中，由于循环冷却水的成本比较低，节水效益也是比较小的，因此，炼化企业对于减少循环冷却水的技术优化以及升级并没有引起足够的重视。所以，循环冷却水的换热网络集成优化系统在实际的操作中需要进行有效的提高，针对换热网络中的进出口温度以及相关系数进行有效的核算，这样可以减少循环水总的使用量，最大限度降低循環水场的能耗使用和水的消耗量。循环冷却水具有良好的优势，可以在很大程度上降低蒸发量和飞溅量，还可以起到节约资源，降低系统能耗的作用，达到节能减排的作用。这些优势的存在使得循环冷却水换热网络集成系统在国外的炼化企业中得到广泛的应用和实践，其在国内的发展还需要进一步开展，要实现真正大范围的使用。
        结束语：
        综上所述，我国工业化进程和城市化发展越来越迅速，循环冷却水系统在炼化企业中的作用也越来越突出，尤其是在节能减排的工作中，我们有必要对企业炼化循环冷却水系统的节水技术进行有效的分析工作。本文通过介绍炼化企业循环冷却水系统中各个用水排水环节的特点，然后分析各个循环节系统在实际应用中的主要节水技术和措施，进而提出相应的优化策略，以为后续相关工作的开展奠定坚实的基础和保障，进一步提高节水效果。
        参考文献
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