淺談循環水系統節能優化

劉國亮，尹桂超，李 凱，時法存，徐金文

(1.中國化工正和集團股份有限公司,山東 東營 257342；2.山東華星石油化工集團有限公司,山東 東營 257342)

空冷和敞開式冷卻循環水系統是目前石油煉化行業主要的生產裝置工藝熱媒介質換熱方式，就節能前景看，循環水系統的節能優化空間巨大。正是由于水的冷卻效果和高性價比，是目前煉油工藝熱媒介質換熱方式的首選。然而隨著日趨嚴格的環保要求和嚴控企業用水量的現實需要，節水減排、提高循環水的重復利用率成為必然。就目前煉油行業循環水系統的運行現狀看，還有很大的節能優化空間，特別是隨著科技的發展，一些新技術的成功應用和生產工藝的調整，均取得了良好的效果。本文對敞開式循環水系統目前的運行狀況進行了分析，并對循環水系統優化方向及工藝調整進行了淺析。

1 目前循環水系統運行存在問題

從目前敞開式循環水系統的運行現狀看，主要存在以下六點問題：

(1)循環水泵的選型問題，循環水泵選型與實際運行不匹配，運行效率低，存在高揚程、低流量的情況，導致裝置循環水系統換熱器的流速偏低，影響換熱效果。

(2)循環水系統存在局部偏流，部分循環水分支管線流速偏低，造成換熱器換熱效果差，多數情況下換熱器循環水走管程，較低的流速容易造成循環水管束中的管路堵塞，形成垢下腐蝕。

(3)循環水系統的水輪機驅動方式一般有兩種，一種是電機驅動，一種是水力驅動，從運行效果上看，目前的兩種驅動方式各有利弊，均有優化空間。

(4)從循環水換熱器打開檢修看，存在結垢、腐蝕等現象，說明循環水水質存在問題，對于形成垢下腐蝕的原因需要徹底分析，對于循環水的加藥配方調整和運行方式需要完善。

(5)循環水系統壓力問題，這是一個綜合性性問題，一般一個循環水系統同時供多套裝置，特別是跨部門公用，對于循環水系統的管理就帶來較大挑戰，如何平衡系統壓差和循環水換熱器管束的流速，帶來很大挑戰。

(6)循環水系統換熱器給、回水溫差問題，在循環水系統中經常會出現不同位置的換熱器換熱溫差有的能滿足設計要求，有的達不到設計要求。

2 系統優化方案

針對循環水系統運行中存在的問題，主要優化措施如下：

(1)循環水泵的運行效率高低對于循環水系統能否實現節能具有重要影響，目前高效節能泵的運行效率在90%以上，循環水系統在機泵的選型上要根據實際需要選擇合適揚程和流量的機泵，同時選用變頻操作，有利于提高循環水泵的運行效率。

(2)針對循環水系統局部偏流問題，可以采取系統整體調整，局部優化，部分之路流速工藝調整，分支路調整，對于經過調整后仍然存在偏流的支路管線，可以考慮加管道泵，必須要經過設計認可。

(3)循環水系統水輪機目前有電機驅動和水力驅動兩種型式，目前很多水利驅動改電機驅動的例子，水力驅動對循環水的回水壓力要求較高，隨著新技術的發展，目前可以通過對改造水輪機進行升級改造、風機葉輪使用高效節能葉片來實現水輪機效率的提高。

(4)循環水水質的好壞對于循環水系統冷換設備有著重要的影響，新建煉油裝置和檢修后開工裝置，按要求應進行清洗預膜，循環水水質必須要達標，要根據水質情況合理控制循環水濃縮倍數，尤其要控制好pH值，控制在7.8～8.3為佳，根據藻類的增長狀況適當投放殺菌滅藻的量，根據掛片腐蝕速率調整緩蝕劑的投放量，在出現介質泄露時，要在第一時間查找出泄漏源迅速切除，減輕因泄漏造成的水質惡化。

(5)循環水系統壓差調整，對于多套裝置共用一套循環水系統的情況，要分裝置進行調整，調整方向保持一致貫通，在循環水的給水管路，所有閥門保持全開，根據冷換設備設計要求的換熱溫度逐臺調整回水手閥，通過控制回水手閥來控制壓力、溫度。

3 預期節能效果

循環水系統的工藝調整是重要的節能優化手段，在系統優化達到最佳的狀況下，再對循環水泵、水輪機及其風扇翅片進行升級改造，方能達到最佳的節能效果。

4 結束語

循環水系統節能優化對于煉油行業的實現節能降耗具有重要意義。通過工藝優化調整，通過新技術對循環水的水質進行實時監測，應用新技術對循環水泵進行升級改造，對水輪機進行改造均能實現良好的節能優化效果。