敞開式循環水系統經濟運行淺談

高林 李為

引言：

合理調配循環水泵臺數，大小水泵并聯使用，調整濃縮倍數是該化工廠進行經濟運行，節能降耗的最佳方式。

一、該化工廠循環水運行情況

該廠循環水主要為精餾塔、合成塔、尾氣回收裝置提供循環水，整套循環水系統為敞開式冷卻系統，所有經過換熱裝置的回水均回收至循環水池經過降溫再輸送至用戶。

進行經濟運行前，該廠的循環水泵維持3臺運行，一臺備用，濃縮倍數在2.0以下。每天耗電量1000*24*3=72000KW，每天排污量2100t，兩者每天消耗費用之和占循環水系統總費用的90%以上。

因此對循環水泵系統及合理排污運行的經濟性研究，對于節約廠用電、節約廠用水，提高化工廠運行經濟性具有重要的意義。

二、循環水泵的經濟運行

2.1、循環水泵的經濟運行方式簡述

1）調整水泵的運行臺數及搭配方案。采用循環量大的循環水泵與循環量小的水泵進行并聯使用，或調整同等循環量水泵的開啟臺數。

2）改變管路系統運行特性，該運行方式最常用的方法是節流，即閥門調節。由于它改變了閥門開度，故增加了管路水力損失，運行很不經濟。

3）改變水泵本身特性，最常見的方式為，將工頻運轉通過增加變頻器改變為變頻運行，通過變頻運行來滿足全廠循環水用量無級變化的要求。

三、濃縮倍數

通常循環水的循環率都在95%以上，也即補充水量只有3～5%。提高濃縮倍數不但可以節約用水，也可以減少因排水而流失的藥劑量,同時還可以節約污水處理費用，一舉多得。

該廠現有的循環水系統為例加以說明。循環水系統容量為2.4×104m3/h，循環水量 R 為 1.3×104m3/h，根據：H 蒸發量=R×α ×ΔT×80%

式中ΔT——該廠循環水進出口水溫之差(≈3℃)K——循環水系統的K濃縮倍數α——蒸發因子

H蒸發量=蒸發量 M補水量=補水量 D排水量=排污量

80%為熱負荷百分比，根據廠實際情況采用不同百分比

據此可計算出α=0.0018和K=1.32—2.3時系統所需補水量M、排污量 D、(M/R)%、(D/R)%及節水率(ΔM/R)/ΔK。

同時可依據此公式計算出K=3.0—6.0時所需補水量M、排污量 D、(M/R)%、(D/R)%及節水率(ΔM/R)/ΔK，計算結果見表 3。

以下為該廠12年3月～5月期間的濃縮倍數變化情況，采用電導率法計算。 2012.3.13—1.32；2012.3.21—1.36；2012.3.29—1.8；2012.4.06—2；2012.4.11—2.15；2012.4.20—2.3；2012.5.7—3.0

表1 在不同濃縮倍數值下循環水系統的水量參數計算值

表2 在不同濃縮倍數值(3.0-6.0)下循環水系統的水量參數計算值

很明顯，從3月13日起，該廠循環水濃縮倍數開始從1.32逐步提高至3.0，由于濃縮倍數的提高，補水量從97.7t/h降低至73.8t/h，補水量每小時減少23.9t，排污量減少23.9t。

按照當地市政用水水費（3.45元/t）計算每小時可節約水費23.9*3.45=82.5元，每月節約水費82.5*24*30=59400元

從從表1和表2看出：

①隨著濃縮倍數的增加，冷卻水系統的補充水量M和排污水量D都不斷減少。

②從表3(ΔM/R)/ΔK中，每提高0.5個濃縮倍數所降低的補充水量的百分比［(ΔM/R)/ΔK］隨濃縮倍數的增加而降低，且在低濃縮倍數時，提高K值的補水百分比較明顯；但當K提高到4.0以上時再進一步提高濃縮倍數的話，補水百分比就不太明顯了，同時會影響到水質。如該廠由4.5提高到5.0時，節水量僅占循環水量的0.019%，因此該廠循環冷卻水系統的濃縮倍數控制在3.0～4.0為好。

四、結論

4.1 對于該廠的循環水運行，在不進行變頻暨改的前提下，根據外界用水量合理調配水泵臺數，大大節省電費；

4.2 合理提高濃縮倍數，建議控制在3.0～4.0之間，有助于節省水資源費。

［1］朱月海主編.循環冷卻水 中國建筑出版社，2007年

［2］嚴馮旭東主編.給排水設計手冊第4冊“工業給水處理”.北京中國建筑工業出版社，2002年4月