化工冷却循环水系统节能及实际应用分析

化工冷却循环水系统节能及实际应用分析

白淋淋

青海盐湖元品化工有限责任公司   青海，格尔木   816000 身份证号码61052719870603231X

摘要：为了全面提高化工冷却循环水系统的节能效果，文章就节能优化的基本原理和方案进行分析。首先，文章针对化工冷却循环水系统节能应用存在的水垢堵塞、腐蚀严重和水藻积累的现象进行研究。随后，在简单探讨化工冷却循环水系统节能优化原理的基础上，结合我国常见的化工企业冷却循环水系统优化对策，分别从交替频率强化、冷却方式多元化、结合方式改变三个方面，提出了冷却循环水系统的节能改进策略。

关键词：化工行业；冷却循环水；节能应用

1、化工冷却循环水系统节能应用状况

1.1水垢堵塞

水垢是化工冷却循环水系统中最为严重的问题。水垢沉淀形成堵塞，形成大量堆积物，导致机器出现故障，受到严重影响。在冷却过程中，机械运转造成水垢堵塞，通过加大旋转速率与频率，使水垢垃圾进行分类排除。

1.2腐蚀严重

在化工冷却水循环系统中受到严重的腐蚀，没有及时对机器进行检查，使机器容易腐蚀无法进行工作。在化工冷却循环系统中，注重对水泵、制冷器等关键性设备的定期检查和漏洞排查。定期填写检查报告，不存在腐蚀严重问题致使机器出现问题，从而浪费资源。

1.3水藻积累

化工冷却系统中，水藻通过快速转动产生大量水藻，使冷却水因水藻积累变得不再符合冷却标准。严重时，还会产生冷却循环水堵塞，破坏系统。不仅如此，水藻的积累，导致循环冷却水变得污浊，没有办法再进行循环利用，从而大大浪费水资源。面对水藻积累问题，还是要加强对关键设备的定期巡查和核查，不再出现漏洞大的问题。

2、节能优化基本原理

工业循环水节能优化技术是按照工业循环水系统经济运行原则，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，进行系统能量利用效率研究与分析，开发系统优化运行数学模型，通过模拟与计算，判别并评价系统当前能量利用效率指标，结合生产工艺要求，提出的一种循环水系统过程能量优化解决方案。该方案对循环水系统流程各参数进行实时监测、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，确保系统流量与管网阻尼极小化，提高工业循环水系统整体能效，实现综合节能的目标。工业循环水节能优化技术由系统运行能量利用效率分析、系统经济运行优化整改、系统能量监测和控制、高效节能产品与制造技术组成，主要内容包括：①循环水系统各换热设备、管网、泵站的压力、流量、温度等运行参数精确采集；②换热网络优化和管网水力优化数学模型建立；③对流量、管网阻力、水泵运行效率等专家分析诊断及优化系统；④水力平衡调节装置、高效节能泵等多种针对性强的系列高效节能产品。在工业冷却循环水系统运行过程中，通过水泵水量和智慧阀门的输配协同节能优化控制，将冷却终端的温度严格控制在设定的区间内。智慧阀门始终处在大开度位置进行实时智能调节，实现了复杂管网的动态水力和热力平衡，使系统流量与管网阻尼极小化。根据冷却水温度的在线检测，对冷却塔的智慧阀门和冷却风机进行优化控制，在自适应满足冷却塔管网的动态水力平衡、热力平衡及高效输配条件下，使各个冷却塔的冷却效果最优化。在实行上述控制的同时，确定水泵组的开机台数和变频的优化控制，使水泵输出功率极小化，机组效率极大化，从而最大程度节电。

3、应用现状

工业冷却循环水系统节能优化技术现已被列入国家发展改革委员会2012年12月26日正式对外公布的第五批国家重点节能技术推广目录中，适用于石油化工、机械电子、钢铁冶金、食品制药、化纤、热电等相关领域中用电力驱动的循环水系统。

3.1中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司

中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司水汽厂处理能力3000m3/h的钢结构大型冷却塔，近年来冷却效果逐年下降，收水器老化变形，使大量的循环水漂出塔外，造成水和药剂大量损失。该厂实施了循环水系统优化技术改造，合理优化生产工艺，采用管式闭路配水取代原设计槽式配水，通过集中配水，减少水源扩散面积，降低循环水漂滴损失率。同时，还采用薄膜点滴混装专利技术，安装了新式多波双功能收水器，可以进行二次收水，使冷却效率、填料强度和抗老化性均得到了较大提高。该项循环水系统优化改造完成后每年可节约运行费用18万元。

3.2中国石化巴陵石化有限责任公司

中国石化巴陵石化有限责任公司己内酰胺事业部第一循环冷却水系统共有单级双吸离心泵9台，均存在着水泵运行效率偏低和耗电量高等问题。采用节能技改方案通过优化水泵水力设计和结构设计及提高制造精度来提高泵效率，同时通过水泵、配套电机、传动装置、管网和用水设备匹配来提高冷却水系统效率，并准确计算出用水设备和流体输送相匹配的最佳工艺点。节能改造后，在维持原来的工况下，每小时节电614.1kWh，每年节约电5.38GWh，节约电费约269万元，节能降耗效果显著。

4、化工冷却水循环系统节能改进和应用措施

4.1交替频率强化

水垢堵塞和水道堵塞是工业冷却循环水系统节能中常见的问题，可以通过交替频率的强化，确保水体自身的污垢承载能力有所提高，保障循环水系统的减排能力得到优化，进一步降低能源资源的消耗数量。此外，冷却循环水系统的交替频率强化能够有效消除堵塞现象，冷却过程中形成的垃圾杂质等因素也能够有效排除。

4.2冷却方式的多元化

工业冷却循环水系统所使用的冷却方法，对于节能效果也会产生一定的影响，大致可以分为直接冷却、蒸发冷却两种。直接冷却是以热量传导规律作为基础直接降低循环水温，可以在水中放入大量的冰块达成冷却目标。但在真实的化工生产环节，因为产品生产始终处于一种不完全状态，无法达成完美的冷却效果。蒸发冷却则是利用冷却液体的蒸发实现降温目标，需要在煮沸的水源中进行液体蒸发，必须提供大量的能源，在具体工作过程中无法通过蒸汽汽化进行温度差降温。

4.3结合方式改变

企业可以在化工冷却循环水系统节能优化的过程中，引入全新技术将直接冷却和蒸发冷却两种方法结合使用，将室内的环境转变为真空状态，确保冷却水能够转化为喷雾，确保高温水水温能够快速下降，在提高化工业生产效率的同时，有效降低成本投入。

总结

总而言之，化工冷却循环水系统的节能优化符合我国可持续发展的理念要求，化工企业在强化系统交替频率解决水管堵塞问题的基础上，综合使用多种冷却方法，并通过结合方式的改变，保证冷却水循环系统能够始终处于稳定的运行状态，提高生产效率并控制生产成本。

参考文献

[1]杨杰,杨志岗,张林.化工企业循环冷却水系统优化改造[J].氮肥与合成气,2022,50(01):47-49.

[2]马健,朱玉,顾红波.工业冷却循环水系统节能与环保探讨[J].节能与环保,2021(12):39-40.

[3]齐乃彬,申引峰.水泥厂循环水池自动化控制系统的优化改造[J].新世纪水泥导报,2020,26(06):65-67.