陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 陕西省榆林市靖边县 718500
摘要：在化工厂的运行中，循环水系统是维持机组正常运行的重要组成部分，同时也是主要耗能的部分，其运行状态直接影响到化工厂经济性。
关键词：循环水；节能；降耗
引言
循环水系统是化工生产中冷却工艺热介质的重要辅助装置，常用的循环水系统是敞开式冷却水系统。在生产过程中，循环水系统的巨大电力消耗在生产成本中占有较大份额，目前循环水系统普遍存在能量使用效率低、能耗高的现象。随着节能环保要求的日益严格和科技的发展，利用现有技术，通过对循环冷却水系统的数据采集、分析和研究，在此基础上根据循环水系统运行工况，量身定做最匹配的节能改造系统优化，对于提高循环水系统利用效率、降低能耗作用明显。本文对循环水系统目前存在效率低系统能耗高的原因进行了分析，并对系统优化方案进行了探讨。
1目前循环水系统运行存在问题
从目前敞开式循环水系统的运行现状看，主要存在以下六点问题：（1）循环水泵的选型问题，循环水泵选型与实际运行不匹配，运行效率低，存在高扬程、低流量的情况，导致装置循环水系统换热器的流速偏低，影响换热效果。（2）循环水系统存在局部偏流，部分循环水分支管线流速偏低，造成换热器换热效果差，多数情况下换热器循环水走管程，较低的流速容易造成循环水管束中的管路堵塞，形成垢下腐蚀。（3）循环水系统的水轮机驱动方式一般有两种，一种是电机驱动，一种是水力驱动，从运行效果上看，目前的两种驱动方式各有利弊，均有优化空间。（4）从循环水换热器打开检修看，存在结垢、腐蚀等现象，说明循环水水质存在问题，对于形成垢下腐蚀的原因需要彻底分析，对于循环水的加药配方调整和运行方式需要完善。（5）循环水系统压力问题，这是一个综合性性问题，一般一个循环水系统同时供多套装置，特别是跨部门公用，对于循环水系统的管理就带来较大挑战，如何平衡系统压差和循环水换热器管束的流速，带来很大挑战。（6）循环水系统换热器给、回水温差问题，在循环水系统中经常会出现不同位置的换热器换热温差有的能满足设计要求，有的达不到设计要求。
2循环水节能优化及技术改造措施
2.1吸收式热泵循环水供
热系统技术为了实现该厂热网循环水供水温度达到80℃以上，尽量多回收3#机组排汽余热，同时保证供热期3#机组安全稳定运行和供热抽汽的需要，确定3#机组以额定抽汽工况为设计工况，此时发电负荷为118MW、工业高压抽汽流量为60t/h、供暖高压抽汽流量为90t/h、供暖低压抽汽流量为60t/h。吸收式热泵回收凝汽器循环水的余热，多余循环水继续上塔冷却。同时，热网循环水在吸收式热泵中从回水温度60℃升温至90℃，凝汽器加热后的热网循环水再通过热网加热器加热，理论上可以加热到120℃以上，然后供向电厂的热用户。溴化锂吸收热泵的供热水温度在70～75℃为最佳，而作为城市供热需要更高的热水温度为80～120℃。在总热负荷一定的情况下，热网加热器加热出水温度越高，其承担热负荷比例将越多，则热泵机组承担负荷比例降低，利用循环水余热量也同时降低。合理分配溴化锂热泵的加热量和热网加热器的加热量，做到最大限度利用余热，这样既能提供温度高的热水，同时保证溴化锂机组工作在高效区，此时可确定热泵机组出水温度为75℃，热网加热器出水为85℃，热网加热器在选型时，可按照满足90℃出水考虑。
2.2对循环水泵运行方式优化
基于季节环境温度及机组接带负荷变化等条件下，对循环水泵运行方式进行研究，利用季节特点以及负荷特点，在保证机组最佳真空前提下，通过修改热工逻辑实现单泵运行，并试验不同运行方式下循环水泵的耗能情况，固化运行方式。实际运行中还应充分考虑负荷变化需要的具体时间，做好节点控制，精细调整，避免出现不必要的损失，降低机组综合厂用电率，主要包括3点。1）机组低负荷运行，凝汽器排汽喉部温度低于34℃（或凝汽器压力低于3.5kPa）时，运行单台高速循环水泵。加负荷过程，凝汽器排气喉部温度高于35℃（或凝汽器压力高于4kPa）时，增启低速泵，保持一高一低循泵运行。减负荷过程，凝汽器排气喉部温度低于32℃（或凝汽器压力低于3.0kPa）时，停低速泵，保持单台高速泵运行。2）2台循环水泵运行，停1台循环水泵前，注意须先解除循环水泵备用，再进行停泵操作，待停循泵停运正常后再投入循泵备用。期间如发生循环水泵跳闸，应立即手动启动备用泵运行。3）A或C循环水泵需计划检修前，应先将B循环水泵由低速改为高速。如A或C循环水泵故障紧急停役，则直接启动B循环水泵保持一高一低循环水泵运行，低负荷仍保持2台循环水泵运行。
2.3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。
2.4对循环水系统运行方式进行优化
设备在丰水期停备时间较长，应提高备用设备利用率。某厂采用闭式循环水系统，循环水泵将从水塔淋下的循环水送至凝汽器水侧，循环水吸收汽轮机的排汽热量后再返回水塔。循环水从设置在水塔上部的淋水盘处落下，冷空气从水塔的下部进入水塔，与循环水逆向流动，起到冷却循环水的作用，在这个过程中如果增加循环水在凉水塔中的冷却面积，可降低循环水入口水温，有利于提高凝汽器真空度，提高机组经济性，优化机组效率。因此通过分析相邻机组循环水系统布置情况，合理进行优化，将相邻机组的2个凉水塔及循环水系统出水管路进行连通，机组一运一备时，2台机组的循环水出水及凉水塔实现联络运行，从而增大循环水出水冷却面积，降低循环水入口温度。
2.5风冷塔水轮机改造
首先切掉电源，在确保各项设备均处于断电的状态下对原风机位置到布水器平台的间距进行精准测量。而后将风机与轮毂拆除，在此之前应注意测量有关数据，并对相应对应位置进行详细记录。明确轮毂内孔等尺寸大小，并将风机电机与减速机等合理拆除。在将布水器对接后，将蝶阀安置在原布水器进口位置上。在此过程中应注意充分考虑到各方面要素，坚持从实际出发，采取不同的措施。而后根据测量得出的具体数值，确定水轮机底座平台的定位情况。最后在一系列施工环节全部完成后，工作人员将设备进行开机调试。
结语
循环水系统的节能优化对于化工行业有着非常重要的意义，因为循环水系统无论是从节水还是节电的效果上看，都是化工化工行业节能降耗、实现降本增效的重要手段。随着日趋严格的环保要求和化工行业的现实需要，节水、节电越来越重要，循环水系统的节能空间巨大，随着科技的发展，循环水系统的节能空间还会进一步挖掘提升。系统优化、工艺调整和高效节能循环水泵的应用，对于循环水系统的高效运行缺一不可。对于循环水系统的节能优化，是一个循序渐进，持续改进的过程，需要常抓不懈，才能不断降低循环水系统的能耗。
参考文献：
[1]钱国平，高宝祥．冷却水循环系统节能改造［Ｊ］．人造纤维，２０１５，４５（３）：１７－２０．
[2]张辉．探索工业循环水冷却工艺的节能减排措施［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１３，２４（２３）：１２－２３．