淺談煉油企業循環水用水網絡優化技術與應用

鞠晨希

摘 要：隨著石化行業不斷地發展進步，加強對循環水系統的研究，提升節水能力是目前最重要的工作內容。本文對現階段煉油企業循環水用水狀況進行簡單分析，根據存在的循環水用水問題提出節水措施，在此基礎上進一步對循環水用水網絡進行優化，進而實際應用到煉油企業中。全面降低煉油企業的用水量，節約水資源，降低煉油企業的成本支出，帶動整個煉油企業進一步發展。

關鍵詞：循環水系統；污水回用；節水措施

中圖分類號：TQ085 文獻標志碼：A

循環冷卻水系統的運行質量直接影響著煉油企業的生產設備裝置的質量和設備整體安全穩定運行。國家的石油化工行業不斷發展進步的同時，也給國家供水系統帶來一定的壓力，煉油企業應該全面開展節水措施，并且對循環水系統進行全面優化，降低煉油過程中所需要的能耗以及減少循環水的用量，實現節能減耗，帶動企業經濟效益的根本目的。

1 煉油企業循環水用水現狀

現階段煉油企業使用的循環水系統大多數為敞開式結構系統，循環水系統所需要的補充水量較多，其中煉油企業在管理方面的缺失和不重視、循環水系統的泄露都是造成煉油企業的水能消耗過多的原因。但是，國家的水資源較為稀缺，對節能減耗、節水環保、產業可持續發展的要求逐漸提高，煉油產業作為國家石油化工的基礎產業，必須加強對循環水系統的研究和管理，將降低循環水系統水量作為重點工作進行研究，全面降低煉油企業循環水系統所需要的補充水量。而優化循環水用水網絡結構是解決用水量的核心問題，煉油企業的循環水系統是由冷卻塔、泵以及其他裝置工藝零件組成，其中循環水的用水網絡結構直接影響著整個裝置循環水以及補充水的用量，通過制定相應的節水措施以及全面完善涌水網絡優化模型，從根本上減小循環水的用量，提出最佳循環水用水網絡結構。

2 煉油企業循環水系統節水措施

通過煉油企業循環水系統的發展現狀，首先要全面降低循環水系統的泄漏率，因為系統中管網泄露是造成循環水系統需要大量補給水量的根本原因之一。某煉油企業安排了相關技術人員對系統圖中的管網定期進行檢查、修補，做到發現問題及時修補，及時預防，對系統的泄漏率進行控制。此外，系統中的風冷塔造成的風吹損失也提高了循環水系統的用水量，某煉油企業對循環水所使用的風冷塔進行全面的改造，將塔身和其中的材料結構進行改變，繼而提高風冷塔的淋水密度，并且加設收水器對出口中攜帶出來的水滴進行回收處理。通過完善風冷塔的系統消耗，全面降低風吹損失系統。煉油企業想要全面開展節水工作，除了要做到上述兩個方面外，還要針對旁濾系統進行控制。

以某煉油企業為例，該企業更換了傳統的旁濾系統，全面引進了新型的流沙過濾系統，進一步降低反水洗耗，讓旁濾系統能夠更好地適應循環水系統，保證水質水量的前提下，提高循環水系統的工作效率。針對污水回用的處理也不能夠忽視，將污水進行凈化處理用再次利用，能夠從根本上達到循環水系統節水的目的，經過試驗后，將污水處理后，會用作為系統補充水，最大程度地降低了循環水系統的用水量，可以真正實際應用到循環水系統的節水工作中。但是這些節水措施，都是對循環水系統存在的問題進行控制，想要從根本上達到煉油企業節能減耗的目的，就要全面優化煉油企業循環水用水網絡，在此基礎上再通過強化管理，提升技術能力等多種手段進行綜合治理，降低循環水系統的補充水量，實現煉油企業循環水系統的穩定節能的運行。

3 煉油企業循環水網絡優化模型

3.1 循環水網絡優化結構設置

煉油企業中水循環系統所需要的水冷器中的冷卻水來自于冷卻塔，也可以是其他水冷器升溫后提供的冷卻水，而水冷器升溫后的冷卻水可以直接排放到冷卻塔中，也可以排放到其他的水冷器中，因此而形成了循環系統，根據循環水系統的水循環原理，在進行循環水網絡優化之前，需要對循環水用水網絡進行設計。只有在充分設計了循環水用水網絡的基礎上，對模型進行進一步的優化設計。煉油企業的技術人員在建立循環水用水網絡的超結構時，要對用水網絡中涉及的結構進行了解，通過相應的算法，對網絡結構進行優化，將數學方法全面引入到模式優化的過程中，通過描述將結構中的設備作為函數，設置相應的目標函數和對整個結構的約束條件進行設計。約束條件中需要全面包括結構中的物質和能量，通過對物質和能量進行限制，繼而建立相應的連接，為模型計算出最為準確的供水路線和供水量。超結構設計和普通的優化設計不同，通過直接添加約束條件和改變目標函數，利用數學方式最為直接獲得超結構用水網絡，繼而在循環用水網絡系統中直接建立起從水源到水井之間的鏈接。

3.2 循環水網絡優化模式設計

根據循環水用水網絡超結構建立的原理，將最大程度地減少循環水用量最為根本目標，進行模型優化。除此之外，設計過程中全面考慮水流量、系統熱量以及水冷器溫度、溫差等影響循環水用水系統的因素，并且結合煉油企業的設備安置現場的實際條件，建立出相應的循環水用水網絡優化數學模型，進而通過計算得出最優的循環水用水網絡結構。將需要考慮的因素作為約束條件，形成函數公式，而現場為實際條件根據季節不同，要求也不同，在夏季開工時，即是全部打開部分水冷器，也不能夠滿足整個系統的換熱負荷。因此在現場條件中，除了要考慮外部溫度環境，也要綜合考慮水冷器的具體能力，想要進一步優化用水網絡結構，還可以對系統中的水冷器所需要循環水的水量進行設置，對上述條件形成的函數模型進行綜合求解，既能夠得出循環水冷卻水量最小，且結構簡單的冷卻水網絡。

3.3 循環水網絡優化實際應用

為了驗證優化模型對循環水所需要水量的控制情況，以某煉油企業為例，收集該企業在循環水用水網絡優化前后的水量變化進行細致觀察，繼而得出網絡優化的實際效果。該企業在優化前循環水系統中使用了10臺水冷器，采用并聯方式進行連接，在10臺水冷器實際應用的過程中，兩臺水冷器的回水溫度較高，不適合和其他水冷器進行循環供水，因此這兩臺水冷器采用新鮮的循環水進行換熱處理，在循環過程中產生的間歇性的消耗循環水情況，進一步增加新鮮循環水的需求量。在對該煉油企進行網絡優化后，該企業的循環水用水網絡每個小時的用水量得到了最大程度的下降，進行計算后，得出在應用優化后的用水網絡，為該煉油企業節約了近40萬的水費。除了該煉油企業，其他煉油企業在應用了優化后的循環水用水網絡后，經過對比計算，每小時節約了150萬噸的循環水，為企業帶來了巨大的經濟效益和節能效果，因此煉油產業全面優化循環水用水網絡，是解決循環水用水量過大的根本措施。

結語

綜上所述，通過針對煉油企業循環水系統中的能耗過大、運營成本較高等問題，綜合考慮循環水系統中的多項因素，在現有的循環水系統之上進行網絡優化，提升煉油企業循環水系統的技術和應有，提升煉油企業的經濟效益和節能效果，并且降低企業需要支付的稅費，保證循環水系統的穩定節能的同時，也提高了煉油企業整體的工作效率，獲得全面的發展。

參考文獻

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