工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化改進(jìn)

鄧?guó)Q

摘? ?要：近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)用水量增大，在企業(yè)中循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)優(yōu)化十分重要，如何利用好現(xiàn)有水資源對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的要求。本文從循環(huán)水系統(tǒng)中重要的循環(huán)水泵入手，論述新興的技術(shù)，針對(duì)老系統(tǒng)的問(wèn)題探討解決辦法。目前循環(huán)水系統(tǒng)多數(shù)使用傳統(tǒng)機(jī)力抽風(fēng)式冷卻塔，水能風(fēng)機(jī)冷卻塔主要靠循環(huán)水回水余壓帶來(lái)壓力，節(jié)水消霧型冷卻塔主要考慮消除機(jī)力抽風(fēng)式冷卻塔中蒸發(fā)水量，達(dá)到節(jié)能的效果，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。新興節(jié)能水泵效率達(dá)到85%，水能風(fēng)機(jī)冷卻塔及高效節(jié)能水泵新技術(shù)出現(xiàn)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)有很大的促進(jìn)，裝置的各冷卻器冷卻效果對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)能耗有很大的影響，如水冷器回水溫度過(guò)高等，直接影響循環(huán)水系統(tǒng)能耗，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化可以達(dá)到良好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)冷卻水循環(huán)? 節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TQ085? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0089-02

隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)發(fā)展，節(jié)能降耗能有效提升經(jīng)濟(jì)效益，成為生產(chǎn)中的重要指標(biāo)。目前大多數(shù)公司在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中存在一定問(wèn)題，能耗較大，導(dǎo)致企業(yè)成本提升，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。隨著科技的不斷進(jìn)步，不少產(chǎn)品生產(chǎn)半成品需要進(jìn)行冷卻才能加工，冷卻中經(jīng)常使用工業(yè)用水作冷卻劑，工業(yè)用水具有可重復(fù)利用率高等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)生產(chǎn)冷輕工藝的主要冷卻媒介，探討工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行有利于提升工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能水平，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造，通過(guò)建立系統(tǒng)能量平衡現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，從循環(huán)水泵組，換熱裝置，制冷設(shè)備等方面入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)流程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使復(fù)雜管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)水力熱力平衡，實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能目標(biāo)。

1? 水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的意義

企業(yè)高溫產(chǎn)品必須用工業(yè)循環(huán)水冷卻，循環(huán)水系統(tǒng)冷量交換中涉及循環(huán)水泵組，換熱裝置等，主要依靠水泵為動(dòng)力源推動(dòng)循環(huán)水流動(dòng)，我國(guó)循環(huán)水用量占工業(yè)用水總量的70%。

循環(huán)水系統(tǒng)在石化工業(yè)等領(lǐng)域是重要的環(huán)節(jié)，我國(guó)工業(yè)循環(huán)水泵系統(tǒng)普遍存在高能耗，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比系統(tǒng)運(yùn)行效率低20%，推廣工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化具有重要意義。工業(yè)生產(chǎn)中很多半成品需冷卻處理投入生產(chǎn)，從焦?fàn)t中生產(chǎn)出的焦?fàn)t煤氣溫度高，難以進(jìn)行提純，通過(guò)工業(yè)用水冷卻可以降低高溫焦?fàn)t煤氣溫度，更好地開(kāi)展生產(chǎn)工作[1]。

冷卻是工業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)工序，冷卻時(shí)往往采用水冷卻方式，工業(yè)用水具有傳熱效果良好的優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)用水來(lái)源廣泛，可以大規(guī)模應(yīng)用到生產(chǎn)工作中，工業(yè)用水冷卻時(shí)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)水理念減少對(duì)周邊環(huán)境的污染，工廠普遍采用循環(huán)水方式，水冷卻系統(tǒng)存在冷橋效率低的問(wèn)題，需要改進(jìn)設(shè)計(jì)降低能耗，幫助企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。

2? 工業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)原理

工業(yè)循環(huán)水可節(jié)能優(yōu)化技術(shù)是按工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行原則，從循環(huán)水泵組，換熱豬臟治，制冷設(shè)備等方面入手，進(jìn)行系統(tǒng)能量利用效率研究，判別評(píng)價(jià)系統(tǒng)能量利用效率指標(biāo)，提出過(guò)程能量?jī)?yōu)化解決方案。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)水系統(tǒng)流程參數(shù)，系統(tǒng)能運(yùn)行優(yōu)化，提高工業(yè)循環(huán)系統(tǒng)能效。

工業(yè)循環(huán)水節(jié)能優(yōu)化技術(shù)由系統(tǒng)運(yùn)行能量利用效率分析，系統(tǒng)能量監(jiān)控，制造技術(shù)組成。主要包括循環(huán)水系統(tǒng)換熱設(shè)備，溫度等運(yùn)行參數(shù)精確采集。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，對(duì)流量，水泵運(yùn)行效率等專家分析診斷，水力平衡調(diào)節(jié)裝置等針對(duì)性強(qiáng)的系列高效節(jié)能產(chǎn)品。

工業(yè)冷卻水循中通過(guò)水泵水量的輸配協(xié)同節(jié)能優(yōu)化控制，將溫度控制在設(shè)定區(qū)間，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力熱力平衡，根據(jù)冷卻水溫度在線監(jiān)測(cè)優(yōu)化控制冷卻塔智慧閥門，在滿足冷卻塔動(dòng)態(tài)水力熱力平衡條件下，使冷卻塔冷效果最優(yōu)化，確定水泵組的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，使水泵輸出功率極小化，最大程度節(jié)能，調(diào)整改造水泵的規(guī)格特性?；谖锫?lián)網(wǎng)智慧閥門技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流程桉樹實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，運(yùn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能診斷[2]。

3? 工業(yè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)冷卻方式

目前業(yè)態(tài)流體冷卻方式可分為熱傳式冷卻與蒸發(fā)式冷卻，直接冷卻是冷卻水直接與冷卻介質(zhì)接觸，達(dá)到循環(huán)水溫度降低效果。如夏天在水中投入冰塊降低水溫是直接冷卻方式。工業(yè)直接冷卻大體分為噴霧冷卻與薄膜冷卻，使用填料增大傳熱面積，通過(guò)機(jī)械通風(fēng)裝置增強(qiáng)空氣流速，噴霧冷卻方式通常采用噴嘴分散水流，提升空氣的傳熱面積。直接冷卻實(shí)際生產(chǎn)中往往降溫效果不理想，無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。間接冷卻是冷卻用水與冷卻物質(zhì)不直接接觸的冷卻方式，適用于有污染釋放的液體或特殊生產(chǎn)要求場(chǎng)合。

蒸發(fā)冷卻是生活中常見(jiàn)的冷卻方式，通過(guò)液體蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)降溫冷卻。物理學(xué)中，對(duì)液體蒸發(fā)氣化產(chǎn)生的溫度變化通常用氣化潛熱表示。常溫常壓下，水氣化潛熱為2257kj/kg，每10%的水氣化產(chǎn)生溫差在50℃以上，采取沸水方式排除熱源產(chǎn)生熱量，實(shí)際工作生產(chǎn)中無(wú)法獲得良好的氣化比降溫，很少使用沸水進(jìn)行氣化降溫。

4? 冷卻循化水節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

工業(yè)冷卻水循環(huán)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)被列入發(fā)改委第五批國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣項(xiàng)目，適用于機(jī)械電子，食品制藥，熱電等相關(guān)領(lǐng)域電力驅(qū)動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)。大慶石化公司水氣廠處理能力3000m3/h，冷卻效果逐年下降，大量循環(huán)水漂出塔外，采用管式閉路配水取代原設(shè)計(jì)槽式配水，減少水源擴(kuò)散面積，采用薄膜點(diǎn)滴混裝專利技術(shù)，可以進(jìn)行二次收稅，使得填料強(qiáng)度與冷卻效率大大提高。循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造后年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用18萬(wàn)元。

工業(yè)冷循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用效果顯著，廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目，很多石化企業(yè)處于大范圍推廣應(yīng)用階段，在鋼鐵，電力，化纖，樓宇中央空調(diào)，城市供熱等行業(yè)中得到應(yīng)用。相比原有循環(huán)水系統(tǒng)，節(jié)能改造后綜合效率達(dá)到60%，兩種典型工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)技術(shù)改造情況見(jiàn)表1。

中石化巴陵石化公司己內(nèi)酰胺循環(huán)水冷卻系統(tǒng)有單級(jí)雙吸離心泵9臺(tái)，村水泵運(yùn)行效率低等問(wèn)題，采用節(jié)能技術(shù)改造方式，優(yōu)化水泵水力設(shè)計(jì)提高制造精度提高泵效率，通過(guò)水泵，用水設(shè)備配備提高冷卻水系統(tǒng)效率，計(jì)算用水設(shè)備的最佳工藝點(diǎn)，在維持原來(lái)工況下每小時(shí)節(jié)電614kWh，年節(jié)約電費(fèi)269萬(wàn)元。

5? 結(jié)語(yǔ)

采用工業(yè)循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，可以借機(jī)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在的高能耗低效的技術(shù)難題，節(jié)能效果顯著，系統(tǒng)運(yùn)行中噪音低，可不停產(chǎn)維修，按循環(huán)水系統(tǒng)用電量占電耗的8%，優(yōu)化技術(shù)后節(jié)能30%，節(jié)能優(yōu)化可為石化工業(yè)增長(zhǎng)3%的直接經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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