密閉循環(huán)冷卻供水方式在氯堿化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

卞平官，王中華

（內(nèi)蒙古宜化化工有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 010640）

內(nèi)蒙宜化為解決循環(huán)水補(bǔ)排水平衡問題，進(jìn)一步落實(shí)節(jié)水減排工作順利推進(jìn)，對(duì)燒堿、PVC現(xiàn)有機(jī)封冷卻水方式進(jìn)行改進(jìn)及采用密閉循環(huán)，其中PVC聚合裝置2套、燒堿電解裝置1套。

機(jī)泵機(jī)封冷卻水供水系統(tǒng)是整個(gè)氯堿工序輔助系統(tǒng)比較重要的一環(huán)，針對(duì)機(jī)封冷卻水密閉循環(huán)的方式根據(jù)各機(jī)泵位置壓頭、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等方面綜合考慮供水方式，總的來說傳統(tǒng)水機(jī)封冷卻水技術(shù)供水方式大體分為兩大類：自流供水外排，水泵供水（密閉循環(huán)）兩種方式。但是隨著水利資源的成本越來越高，可用來作為冷卻水源泥沙含量增大，雜質(zhì)增多，水質(zhì)不理想，要利用傳統(tǒng)的冷卻方式，就需要不斷增加濾水器和水處理等設(shè)備來對(duì)冷卻水源進(jìn)行處理，隨之帶來的就是技術(shù)供水系統(tǒng)配置的復(fù)雜，設(shè)備的增加對(duì)聚合裝置的運(yùn)行也帶了一定的難度，也促使設(shè)計(jì)者對(duì)冷卻供水系統(tǒng)進(jìn)行改造和創(chuàng)新。

1 密閉循環(huán)冷卻供水原理

借鑒常用于熱水采暖系統(tǒng)和中央空調(diào)水路系統(tǒng)供水方式，利用脫鹽水代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一次水經(jīng)過各個(gè)機(jī)泵機(jī)封，帶走機(jī)泵運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量，然后經(jīng)過安裝在機(jī)封水循環(huán)泵出口的換熱器，通過循環(huán)水冷卻后，通過水泵再次供給工序的各個(gè)機(jī)泵機(jī)封使用。機(jī)泵技術(shù)供水就在往復(fù)的循環(huán)冷卻中利用流動(dòng)的溫度比較低的介質(zhì)脫鹽水及其含雜質(zhì)低的特性帶走機(jī)泵機(jī)封運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量。

密閉循環(huán)冷卻供水方式在機(jī)泵機(jī)封冷卻水系統(tǒng)首次運(yùn)行前，先通過設(shè)置在高點(diǎn)處（高于各機(jī)泵最高點(diǎn)）的高位水箱將管道內(nèi)充滿進(jìn)過處理后的清潔水，可有效防止水在管道中長(zhǎng)期循環(huán)使用對(duì)管道造成的結(jié)垢、腐蝕、磨損等問題。整個(gè)系統(tǒng)在首次充水之后，僅需要通過高位水箱對(duì)后期機(jī)泵運(yùn)行中損失的水量或滲漏掉的水量進(jìn)行補(bǔ)充，不需要另外增加供水，有利于節(jié)約用水。密閉循環(huán)冷卻水供水系統(tǒng)見圖1。

圖2 密閉循環(huán)冷卻水供水系統(tǒng)

2 密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的組成

密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的配置有：高位水箱、機(jī)封冷卻水循環(huán)水泵、熱交換器、視鏡、纖維棉管道過濾器、冷卻水進(jìn)出管道、閥門、水pH計(jì)、電導(dǎo)率儀及相關(guān)自動(dòng)化元件。

該裝置流程主要為：機(jī)封冷卻水循環(huán)泵將機(jī)封水槽的水經(jīng)過冷卻器保證機(jī)封冷卻水溫度＜40℃，送至各機(jī)泵，回水經(jīng)過回水管道無壓回至機(jī)封水槽。密閉循環(huán)冷卻水組成系統(tǒng)工藝流程示意圖見圖2，工藝流程注意事項(xiàng)如下。

圖2 密閉循環(huán)冷卻水組成系統(tǒng)工藝流程示意圖

（1）改造后的機(jī)封冷卻水總管設(shè)過濾器一個(gè)，并有壓差表，及時(shí)根據(jù)壓差對(duì)過濾器進(jìn)行清理；

（2）改造后的機(jī)封冷卻水設(shè)換熱器一臺(tái)；

（3）改造后的裝置設(shè)2 m3高位水箱一個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)封水泵A、B以及原有流程水源斷水同時(shí)故障時(shí)，向系統(tǒng)補(bǔ)水；

（4）各機(jī)泵機(jī)封冷卻水出口采用螺紋連接、金屬軟管，并設(shè)有進(jìn)出口閥門，便于檢修；

（5）考慮機(jī)封冷卻水水質(zhì)問題，燒堿、PVC補(bǔ)充脫鹽水并適當(dāng)預(yù)留0.2～0.5 t/h的采出量，保證水質(zhì)穩(wěn)定；

（6）單臺(tái)機(jī)泵機(jī)封冷卻水量按照0.5～1.0t/h設(shè)計(jì)；

（7）機(jī)封水管采用不銹鋼管；

（8）在單臺(tái)機(jī)泵機(jī)封冷卻水出口均安裝了視鏡，監(jiān)控各臺(tái)機(jī)泵機(jī)封是否存在泄漏現(xiàn)象，尤其懸濁度較高的介質(zhì)可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，并采取措施，保證機(jī)泵運(yùn)行安全；

（9）裝置設(shè)置高位水箱。高位水箱作為整個(gè)技術(shù)供水系統(tǒng)管路的供水水源也兼起平衡壓力的作用，出水管接在循環(huán)水泵出口附近的供水干管上，為了防止銹蝕，一般采用不銹鋼水箱。高位水箱內(nèi)設(shè)有液位計(jì)、浮球閥、排氣孔及呼吸閥等措施來保證各機(jī)泵的正常運(yùn)行。 需要時(shí)，可通過它投放化學(xué)藥劑，對(duì)冷卻水進(jìn)行水軟化、殺菌等化學(xué)處理。采用密封循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，所需冷卻水的水量只需充滿整個(gè)管道即可，可根據(jù)《空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》來計(jì)算高位水箱的容積，一般機(jī)封冷卻水溫度都在25～40℃，計(jì)算出來的高位水箱容積都比較小，不超過2 m3，比較方便找一個(gè)高點(diǎn)把膨脹水箱固定起來。

3 密閉循環(huán)冷卻水裝置安全儀表聯(lián)鎖

原有機(jī)封水來水保留，設(shè)調(diào)節(jié)閥一個(gè)，改造后的機(jī)封冷卻水總管壓力＜0.1 MPa時(shí)聯(lián)鎖；改造后的機(jī)封冷卻水A、B泵設(shè)互相聯(lián)鎖，A、B泵故障時(shí)，備用泵可以自動(dòng)啟用；在機(jī)封冷卻水管路上安裝pH計(jì)，可以實(shí)施監(jiān)控冷卻水的pH值，以防工藝介質(zhì)泄漏，第一時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)；同時(shí)安裝電導(dǎo)率儀可以根據(jù)電導(dǎo)率判斷工作介質(zhì)水水質(zhì)情況，及時(shí)更換，保證機(jī)封冷卻水清潔度，不損壞機(jī)封。

4 效益分析

目前3套密閉循環(huán)機(jī)封冷卻水系統(tǒng)投用后共計(jì)節(jié)約脫鹽水15 m3/h，按照10元/m3計(jì)算，節(jié)約脫鹽水成本131.4萬元/a；排水按照5元/m3計(jì)算，同時(shí)減少排水折效益65.7萬元/a；同時(shí)脫鹽水站減少濃水排放6 m3/h，折效益26.3萬元/a；3套裝置機(jī)泵功率7.5kW，折電費(fèi)6.89萬元，3套裝置固定投資180萬元，則當(dāng)年收回投資，且凈賺43.4萬元，年效益216.5萬元。

5 結(jié)語

在化工生產(chǎn)中，機(jī)泵冷卻水采用密閉循環(huán)冷卻水技術(shù)供水方式作為一種可持續(xù)發(fā)展、節(jié)水節(jié)能的供水方式，具有很廣闊的應(yīng)用前景，是值得考慮的供水方式，尤其適用于北方缺水地區(qū)。