中国石油化工股份有限公司荆门分公司 湖北荆门 448039
摘要：工业循环水节能优化通过建立系统能量平衡现场测试与计算标准，从循环水泵组、管网、换热装置、制冷装置、制冷设备、冷却塔等方面入手，实现了对循环水系统流程各参数的实时监测、系统能效分析与运行优化，使复杂管网的动态水力和热力平衡，提高了工业循环水系统整体能效，实现综合节能的目标。本文介绍了某循环水场的节能优化，提高了工业循环水系统整体能效，实现综合节能的目的。
关键词：工业循环水；节能；优化
近年来,随着水资源的日益紧张,石化企业能源消耗和污染物排放逐年递减，使得“节能减排”任务日益艰巨。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，而我国工业循环水系统也普遍存在能耗较高的现象，运行效率只有50％，与先进国家相比，系统运行效率低20％以上。因此，推广工业冷却循环水系统节能优化技术对行业节能意义重大。[1]
本文对中石化某循环水场中开展的节能改造措施的应用进行分析,在充分依托现有设施基础上,通过一些成熟技术的应用,达到了降低能耗、节约费用的目的,为企业带来了可观的经济效益。
1 概况
中石化某循环水场设计规模17000t/h，共有逆流式冷却塔29间，其中1#--28#塔为8.4X8.4m，处理量500t/h，5#塔为17x17m,处理量为3000t/h，共有冷水泵11台（5#--15#），风机29台。其中5#--9#泵配备电机为550kW，流量2010m3/h，扬程59m；10#泵配备电机为680kW，流量2800m3/h，扬程67m；11#-15#泵配备电机为800kW，流量3420m3/h，扬程71m。由于上游各装置地势位置的差异，选择机泵时扬程存在一定差异，因此，循环水供水系统分为高压区和低压区，高压区冷却水压力值设计控制为0.7MPa,低压区为0.6MPa。
1.1 系统存在的问题
1）工业循环冷却水系统的冷换热备位差高低叁差不齐，而在循环水泵的扬程设计中，为确保冷换热备的用水需求，一般水泵会设计有高于实际需求约30%左右的富裕水头。因此在循环水系统中，用水装置循环冷却水的富裕水力能过高，装置循环冷却水的用量在设计初期是按最大供水量设计的，正常运行状况时，冷却水量低于设计量。
2）单位流量循环水携带热量大小不均衡，能量浪费大，有的水冷器进出口温差很小，低于1℃；有的水冷器采用串级使用冷却水温差又大，高于15℃。
3）水泵运行效率偏低，有的机泵扬程较高，经过叶轮切削后，实际工况偏离最佳工况点。
4）管路、阀门损失过大，泵出口压力与总管压力相差5-10米。
5）冷却塔的冷却作用没有充分体现，进出口温差低。
2 节能改造
2013年循环水场与某能源公司按“合同能源管理模式”签订节能技改项目签订专项服务合同，量身定制一套节能技改方案。
2.1 运行工况标定
节能优化的前提条件是必须保证装置水冷器的安全正常运行。因此在先对装置部分水冷器及管路安装了进出口压力表、温度表，对水冷器运行参数进行实时监测；对循环泵出口压力、总管压力、每间冷却塔进出水温度等参数进行监测，根据标定监测的参数制订改造方案。
2.2 冷却塔优化调整
循环水场的冷却塔回水母管采用环状供水，各装置回水温度不均匀，冷却塔水量及风机开停不均都会导致了出水温度不均。通过对冷却塔的运行状况调整，使冷却塔水量均匀分布，在不增开风机运行台数的情况下，将整体出水温度降低约0.5℃左右。
2.3 高效水泵替代低效水泵
将6#、8#、11#、14#、15#sh型机泵更新为S—GX型机泵；将7#泵叶轮更换为新型高效叶轮。更新改造后的机泵五开一备，基本能满足目前循环水场的正常生产需要。在同等工况下，匹配电机功率降低了约1/3。
2.4 对部分管路及阀门进行了改造
6#、11#泵出口管由DN500改为DN600，6#、7#、8#、11#、14#、15#出口阀门更换为低阻力阀，降低阀阻。主管线改造阀门及管路后，泵出口压力与总管压力基本一致，大大减小了管路阀门的流阻。
2.5 增设变频控制系统
将8#电机更换为变频电机，并增设高压变频调节控制系统，确保供水压力的稳定。
3 效果评价
该项目从2013年5月份开始进行标定监测，至10月底主体工程施工完成投用。在装置负荷未发生改变的情况下，机泵电机电流从438A下降到220A，节电效果比较明显。
通过优化调整，循环水场所供上游装置水冷器运行平稳，2013年冷却塔温差同比下降2.0℃，11月总供水量比去年同期下降了1398t/h；在冷却塔热效率下降的情况下，总供水量减少10%。
全年数据对比，2013年比2012年同期耗电量下降22.3%，电单耗下降0.053KWh/t，耗电量下降约30万KWh，冷却塔温差比同期减少2.71℃。
4 结论
采用工业循环水系统节能技术，可以解决常规工业循环水系统普遍存在的能耗高和效率低的技术难题，且施工比较方便，节能效果显著，可以不停产进行维修，能够创造良好的经济效益。
参考文献：
[1] 汪家铭.工业冷却循环水系统节能优化技术及应用[J]. 石油化工技术与经济,2014,2(1):50-52
作者简介：
刘莉（1977— ），女，工程师，1998年毕业于湖北广播电视大学荆门石化分校化工机械专业，现任中国石化荆门分公司动力部供排水车间炼化设备主管师。
论文作者:刘莉
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/8/24
标签：冷却塔论文; 节能论文; 水系论文; 扬程论文; 装置论文; 工业论文; 水冷论文; 《基层建设》2017年2期论文;