小型自循環(huán)冷卻系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究

【摘要】大慶油田杏九原穩(wěn)裝置2臺(tái)穩(wěn)后油泵軸承箱原采用直流水冷卻，冷卻后即將冷卻用水排掉，每天耗費(fèi)新鮮水約30噸，此外，由于供水系統(tǒng)壓力較大，每年浪費(fèi)電能約20000kWh。針對(duì)裝置耗水量大、無(wú)法有效回收利用，能耗較高的問(wèn)題，應(yīng)用了NCS微型自循環(huán)冷卻技術(shù)，對(duì)降低裝置運(yùn)行費(fèi)用，降低能耗具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】小型自循環(huán)；冷卻；回收；能耗

天然氣分公司部分生產(chǎn)裝置采用直流水對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻，冷卻后無(wú)法有效回收利用，每天耗費(fèi)大量的新鮮水；同時(shí)，由于供水系統(tǒng)的壓力增加，設(shè)備耗電量增加。為了降低裝置運(yùn)行費(fèi)用及降低裝置能耗，有必要應(yīng)用先進(jìn)的NCS微型自循環(huán)冷卻技術(shù)。為此，在杏九原穩(wěn)裝置進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，取得了較好的節(jié)能節(jié)水效果。

1、微型自循環(huán)冷卻裝置

1.1工作原理

NCS微型自循環(huán)冷卻裝置的結(jié)構(gòu)與工藝流程如圖所示。

系統(tǒng)使用乙二醇水溶液做冷媒，以循環(huán)泵為動(dòng)力，使冷卻液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，采用翅片式散熱器做熱交換器，軸流風(fēng)機(jī)提供自然冷風(fēng)，冷卻液流經(jīng)穩(wěn)后油泵內(nèi)水套對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻，采用PLC自動(dòng)控制對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行操控，裝配變頻器，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整風(fēng)量，達(dá)到供需平衡。

1.2設(shè)備特點(diǎn)

（1）依據(jù)北方氣候條件，充分利用自然冷量，節(jié)約電能。

（2）采用閉路循環(huán)防止循環(huán)液蒸發(fā)，與傳統(tǒng)開(kāi)式冷卻塔系統(tǒng)相比，可以節(jié)約大量水資源。

（3）采用PLC控制系統(tǒng)，設(shè)備自動(dòng)化程度高，降低操作費(fèi)用。

（4）采用乙二醇水溶液做冷卻液，換熱效率高且防凍。

（5）冷卻液自身在設(shè)備中循環(huán)使用，沒(méi)有污染，不會(huì)使管路及換熱器腐蝕或結(jié)垢。

2、應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

2.1工藝流程

原工藝流程不變，新增設(shè)備與原水冷系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，停運(yùn)原水冷系統(tǒng)，原水冷卻系統(tǒng)僅作應(yīng)急使用。

2.2方案設(shè)計(jì)與選型

根據(jù)大慶地區(qū)的氣候特點(diǎn)，采用乙二醇循環(huán)液自然風(fēng)冷卻方式代替原直流水冷卻方式，有效利用大慶地區(qū)自然冷量，全年停運(yùn)直流式水冷卻。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定了NCS自循環(huán)冷卻裝置平面布置。根據(jù)循環(huán)液用量及所需制冷功率，為充分利用自然冷量，最終設(shè)計(jì)選用了型號(hào)為NCS-QL-F03的NCS自循環(huán)冷卻裝置。

3、應(yīng)用效果分析

2013年裝置檢修期間完成NCS微型自循環(huán)冷卻裝置1臺(tái)及配套的工藝管線和配電纜等的安裝。11月16日開(kāi)始試運(yùn)，先后進(jìn)行了流程調(diào)試、設(shè)備考核等過(guò)程，11月19日正式投入運(yùn)行，并完成了項(xiàng)目的考核及試驗(yàn)工作。

3.1冷卻效果考核

冬季投用NCS微型自循環(huán)冷卻裝置，即使不啟動(dòng)風(fēng)機(jī)也可以滿足技術(shù)要求，春秋兩季風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使進(jìn)水溫度控制在15℃以下，制冷效果也可以達(dá)標(biāo)，夏季當(dāng)室外溫度達(dá)到20攝氏度以上需要風(fēng)機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，冷卻效果才可以達(dá)標(biāo)。

3.2能耗效果考核

投用NCS微型自循環(huán)冷卻裝置每年的耗電量約為23000kWh，原有系統(tǒng)運(yùn)行一年耗電量約為40000kWh，每年大約可以節(jié)電17000kWh。

3.3節(jié)水效果考核

投用NCS微型自循環(huán)冷卻裝置每年的節(jié)水量為：

330天×32噸=10560噸/年

3.4運(yùn)行狀態(tài)考核

設(shè)備運(yùn)行72小時(shí)過(guò)程中，對(duì)風(fēng)機(jī)和泵進(jìn)行了檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)異常情況，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，各個(gè)參數(shù)變化符合設(shè)計(jì)邏輯，真實(shí)有效，安全防爆及報(bào)警系統(tǒng)狀態(tài)良好。

4、結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了預(yù)期的效果，在冬季充分利用自然冷量，節(jié)約電能；采用閉路循環(huán)可以節(jié)約大量水資源。該項(xiàng)目具有節(jié)水、節(jié)電、節(jié)約空間等特點(diǎn)，在采用直流水和傳統(tǒng)開(kāi)式冷卻塔系統(tǒng)的冷卻裝置中具有良好的推廣前景。

作者簡(jiǎn)介

代勇，副高級(jí)工程師，1999年畢業(yè)于西南石油學(xué)院，現(xiàn)任大慶油田天然氣分公司工程技術(shù)大隊(duì)副大隊(duì)長(zhǎng).