焦作煤业（集团）有限责任公司电冶分公司 河南省焦作市 454000
摘要：循环水系统是火电厂重要的辅助系统，它对电厂的安全、经济运行起着举足轻重的作用。基于此，本文对汽轮机冷却循环水系统的节能改造进行了论述。
关键词：汽轮机；循环水系统；节能
在工业发展中，汽轮机组是发展经济的主要机组，这一环节的循环水冷却系统是关键的环节，将冷却水系统进行进一步的优化，有助于促进经济效益的提高，同时在社会发展的今天，我国大力发展节能减排的理念，改善当前现有的冷却水系统具有更加积极的意义。因此，充分科学地使用冷却循环水系统对企业的发展与壮大能起到显著的推动效果。
一、汽轮机简介
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
二、循环水系统节能运行的意义
企业高温产品必须用工业循环水冷却，循环水系统冷量交换中涉及循环水泵组、换热装置等，主要依靠水泵为动力源推动循环水流动，我国循环水用量占工业用水总量的70%。
循环水系统在石化工业等领域是重要的环节，我国工业循环水泵系统普遍存在高能耗，与发达国家相比系统运行效率低20%，推广工业冷却循环水系统节能优化具有重要意义。工业生产中很多半成品需冷却处理投入生产，从焦炉中生产出的焦炉煤气温度高，难以进行提纯，通过工业用水冷却能降低高温焦炉煤气温度，更好地开展生产工作。
冷却是工业生产的重要生产工序，冷却时往往采用水冷却方式，工业用水具有传热效果良好的优点，工业用水来源广泛，可大规模应用到生产工作中，工业用水冷却时，为实现节水理念减少对周边环境的污染，工厂普遍采用循环水方式，水冷却系统存在冷却效率低的问题，需要改进设计降低能耗，以此帮助企业提高经济效益。
三、冷却循环水系统节能改造的可能性分析
循环水系统运行的目的是冷却末端设备，根据冷却水吸收热量与流量及温差成正比的关系，影响冷却的主要因素有末端设备温度、温差、压差及冷却水的温度、温差、流量、压差、外界温度等，对以上因素可控部分进行分析、调整，能达到节能的目的。
首先，设计裕量和使用裕量节能分析。设计时，为保证生产需要，循环水系统必须按系统最大负荷设计，同时按设计规范，增加10％～20％的安全裕量。这种情况下，循环水系统的容量比设计需要高出很多，造成电能的浪费。另外，在实际使用中，泵和风机的调节均是不连续的，且调节比实际反馈的需求量严重滞后。随着生产过程、产量、气温的变化，使系统很难持续维持最大处理能力，这样一来，循环水系统的实际用量往往要低于实供水能力。
其次，通过对现有调节方式的分析来看，在实际运行过程中，由于操作人员不足，因此大部分操作人员都要同时负责多项工作，导致实际用水量无法及时反映到供水岗位，使得水泵长期处于不合理的运行方式，在这样的情况下，运行设备的数量远远超过实际需要。
最后，风机的调节。在冷却循环水系统运行过程中，风机运行调节的依据是循环水的温度，当循环水温度超过32℃的情况下，风机处于运行状态。低于这一温度，则停止运行。在设计中，由于纳入考虑范围的调节指标过少，只有最差工况和最大负荷，因此风机在运行状态下缺乏适当的调节，导致其大部分时间都处于过量运行的状态下。
四、节能优化技术的根本原理
冷却循环水节能优化系统主要是依据水为媒介实施工艺流程中能源的转变。结合研究整体系统中能源转变的效率，应用阀门技术对整体循环系统中单一单位实施体系改善管理，且分析系统的应用效率，明确现阶段系统的能源应用效率，之后结合生产步骤，提出能提升循环水系统中能源应用效率的方案。
冷却循环水系统中引用的技术分为：①明确获取系统内换热设施、泵站等发展信息资源；②改善整体管网的换热网络和建设水利数字模型；③明确研究管网中的水流、阻碍和水泵发展效率；④明确应用节能泵、水力调节均衡设施等相关具备目标性的节能产品。在冷却水循环系统中，操作者可结合阀门管理水泵的水量流动。促使冷却温度能控制在规定范围中，智能阀门一般是长期开放的，并且可智能化调节，在达到控制的过程中还要降低水泵的输出效率，促使机组能有效展现出自身的影响力，以此满足节能的工作需求。
五、目前循环水系统存在的能耗问题
从目前循环水运行的问题看，主要存在的问题总的来说可归纳为两类，一类是循环水动力系统，即循环水泵实际运行与系统不匹配；另一类问题是系统存在能耗高。具体情况为：
1、水泵与整个系统不太匹配，能耗增加；循环水系统管网特性与循环水泵性能不匹配，为了满足系统末端设备用水，增加了管网系统的阻抗，从而造成了额外的能量损失。
2、循环水泵偏离设计最佳工况运行，实际运行效率低，水泵使用时间长，容积损失大，整体系统运行效率低。
3、循环水泵出口阀门、装置回水阀门等没有全开，导致有压力损耗。
4、循环水系统末端用水设备高度不同，从而导致水利不平衡，出现某些用水设备冷却水的显热较低，进而造成换热效率低。
5、循环水水质问题可能导致的结垢、腐蚀增加了系统消耗和系统维护量。
六、循环水系统的节能优化措施
1、局部管网和水力优化，对循环水泵进、出口阀门间管道进行优化调整，通过优化水泵的进、出流态，提高循环水泵的运行效果。
2、工艺调整，对循环水系统管网进行系统优化，循环水换热器根据设计换热温差要求，逐台调整进、出水阀门开度，在保证系统正常生产的前提下，纠正换热设备的流量偏差，使其实际运行工况在设计值要求范围内，以降低循环水消耗量。在一个循环水系统中，所有用水设备保持进水阀门全开，通过控制出水阀门开度来控制系统压差，逐步优化循环水管网系统压差计用水设备的流速，是循环水高效运行的重要调节手段。
3、循环水泵优化，目前针对循环水泵优化升级改造是循环水系统节能改造的重点方向之一，针对水泵运行效率较低的问题，根据原循环水泵的运行工况及系统管路特性，按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循环水系统经济运行原则量身定做适合循环水系统最佳工况的循环水泵，替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵，可有效降低无效能耗，提高输送效率，从而达到最佳的节能效果。
七、预期节能效果
通过局部管网的水力优化、工艺调整，能使循环水系统高效运行，对优化整个循环水系统的给、回水温差具有重要帮助，对提高循环水在管网和换热器管束中的流速同样意义重大。目前大部分循环水系统的换热温差一般在6～8℃，通过局部优化和有效调整，可达到8℃以上的换热温差。通过工艺调整，特别是对不同位置高度的换热器进行局部调整，是保证整个系统高效运行的有效手段。
循环水泵的优化是循环水系统节能优化的最重要手段，特别是循环水泵的电机一般都是高压电机，耗电量大，根据系统工况选择最佳扬程和流量的循环水泵，可提高循环水泵的运行效率，同时大幅度节约用电，从循环水泵改造的成功案例效果看，选用高效节能泵可在原有循环水泵的耗电量上减少约15％～30％的用电量，从而达到节能降耗的效果。
综上所述，循环水系统在石油化工等领域是必不可少的基本环节，电能消耗较大，约占生产过程中总用电量的8％～10％，而我国工业循环水泵系统普遍存在能耗较高的现象。因此，推广冷却循环水系统节能优化技术对行业节能有着重要的意义。
参考文献：
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[2]李伟.循环水系统的优化分析[J].节能技术，2015（05）．
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