循环水系统高效节能技术

循环水系统高效节能技术

杨洪超 /安然

山东钢铁集团莱芜分公司炼钢厂 271104

摘要：随着国民经济的发展，国家对于能源消耗的控制愈发严格，作为各类工业装置必备配套设施的循环水系统，其节能降耗设计从国家能源消耗控制的需求和业主追求经济运行的诉求两方面都具有十分重要的意义。基于此，对循环水系统高效节能技术进行研究，以供参考。

关键词：循环水系统；高效；节能技术

引言

随着我国能源结构的调整，企业面临的挑战越来越大。企业需要不断创新技术，进行疏水回收、城区供暖等改造，以降低发电煤耗率和水耗率，最大限度控制成本。本文分析了高浓缩倍率循环水运行模式对冷却设备安全状态的影响，以及如何实现循环水节水与循环水设备安全的双赢，探讨了冷却设备的多发缺陷；从全膜法处理循环水的再利用角度分析循环水清洁工程的深远意义；指出企业需合理利用新的水处理技术以做好循环水的清洁工程，实现低成本用水。

1工艺原理及流程

集水池的水经滤网将水中漂浮物拦截后进入吸水池，吸水池中的水经循环水泵连续运转提供给用户，经用户换热后循环温度升高，通过回水管回到循环水池，其中4.0%～5.0%的水被纤维球过滤器过滤后直接进入吸水池，其余回水由于压力达0.10～0.15MPa，直接送到冷却塔顶部，分成各支路喷淋，均匀喷洒到填料从而增大与空气的接触面积达到降温的效果。当风机开启后，大量流动空气从底部向上流动，与填料接触后的循环水接触，两种介质形成逆流。当空气抽走后空间压力下降，部分水分闪发吸热，从而使水温降低，流入集水池，循环水循环利用。

2循环水系统技术优化的必要性

（1）安全生产、稳定运行需要，循环水的生产基本原理是循环冷却水经水泵加压送到换热器与被换热介质逆流接触换热后，吸收热量后温度升高，为了满足工艺要求，温度升高后的水回到凉水塔进行冷却降温。由于循环水系统悬浮物经常超标，导致装置内的换热器经常堵塞，降低了换热器的换热效果。从而直接影响到了装置的整个生产系统的安全生产、稳定运行。（2）节能降耗、提高经济效益的需要，换热器经常泄漏导致装置停车检修次数增多;通过改善循环水水质，既降低了消耗，又节约了大量的生产成本。

3循环水系统高效节能技术及措施

3.1各类进入循环水水塔的水源清洁控制

1）如果长期使用河水等地表水，只做常规日常监测即可。2）对入厂的中水等加强控制。假设电厂和中水厂之间的距离为5~10km，连接中水的管道长度也为5~10km，管段中间会有弯头，存在管道阻力，其一造成入厂后中水母管压力降低，中水母管会混入空气而腐蚀管道；其二中水厂至电厂的阀门不严密（受到中水污蚀）或者中水不使用期间，中水母管内会有断水层，使管道腐蚀；其三中水厂若进行检修，再次投运后虽然中水厂出水化验合格，但中水厂至电厂之间的母管中的污物无法清洗，会直接携带毒性水质进入电厂水塔。严重时会有大量铁锈和微生物菌群进入水塔，腐蚀循环水管壁、换热器内壁、阀门阀芯密封面、管道法兰焊缝、法兰垫片等。因此，应加强对中水、处理过的污水、热疏水的入水监测。3）清洁方案。没有建设中水岛的电厂应放弃使用中水，从根源上降低循环水系统中微生物的含量。有中水岛的电厂应加强对中水的监控，保证循环水水质，并与中水厂协商解决两地之间管道污染的问题，要保证中水出厂水质持久合格。

3.2溴化锂机组的优化方案

（1）溴化锂机组增加3台1500t/h扬程15m内循环泵，并最大化利用原有内循环管路，内循环泵自回水管吸水汇总后供给溴化锂机组，单机组内循环流量由进口调节阀根据循环水出口温度控制。（2）控制原理。在溴化锂机组侧增加内循环泵，提高用水单元温差、降低运行流量。优化后管程流速提高，循环水回水温度升高，换热效率得到改善。（3）公用工程冷冻站溴化锂机组为循环水系统中用水量最大的子系统，与凉水塔距离最近。当冬季循环量较小时最易产生沉积阻塞，机组设计要求循环水供水温度高于28℃为宜，这导致管程流速与系统流量、供回水温差之间的矛盾。增加系统内循环装置，可最大限度解决此矛盾，同时在溴化锂机组系统内循环也可最大限度利用扬程降低原理，减少循环水输送能耗。

3.3循环水泵

机械式通风冷却塔循环水泵的电耗约占整套循环水系统电耗的70%，而循环水泵的投资仅占循环水系统投资的15%，因此如果能有效降低循环水泵的电耗，对整套循环水装置的节能意义重大。循环水泵的电机功率主要取决于流量、扬程和电机的效率。虽然需求流量已经确定，但采用水力效率高的水泵，科学地进行换热器和蓄水池等设备的布设，尽可能地降低水泵扬程，同时考虑用水量季节变化进行合理的泵型匹配，并配置高效能等级的电机，节能空间依然很大。（1）水泵扬程的选择。影响循环水泵扬程的因素有吸水池水静压、管路损失、用水设备布置高度。通过提高吸水池高度、增大管道直径、缩短管路以及降低高点换热器和冷却塔进水管高度的方法，可减小水泵扬程，达到节能的效果。从工艺角度来说，一旦工艺流程选定了，换热器和冷却塔的高度很难调整，因此可考虑将高用水点设备和低用水点设备分开供水，从而选择不同扬程的水泵以节约能耗，但随之带来备泵增加、管网复杂等问题，造成投资增加、运管复杂，可谓有利有弊，需要充分对比评估后才能确定方案。（2）水泵效率和高效电机的选择。在需求功一定的情况下，水泵效率越高则驱动端需要提供的能源就越少，对节能降耗就越有利。例如，对于输出功率要求为500kW的水泵而言，水泵效率为85%时的电机功率应为588kW，水泵效率为75%时的电机功率应为667kW，相差达79kW，按照用电成本0.68元/kWh计算，一年的运行费用相差40余万元。电机的选择方面，根据国家相关标准规范的要求选择高效能电机。以500kW的电机为例，一级能效比二级能效省6%左右，二级能效比三级能效省6%左右，一年可以节约运行费用15万元左右。

3.4技术优化的巩固措施

为了巩固循环水系统技术优化的成果，采取以下措施:(1)对本次技术优化进行总结，并制定了操作规程下发实施，岗位工人严格按照操作规程进行操作;(2)加强工艺指标控制，确保压力、温度等在正常范围内;(3)车间每天要对设备维护及工艺质量进行检查;(4)时常检查水质高度是否正常，鼓风机运行期间要适当调整鼓风量，增加投药量防止管线堵塞，影响生产;(5)每周要对循环水水质进行检测，保证去系统的水质合格;运行中要防止进入水池的回水带油，影响正常运行;(6)冬季要经常检查伴热管线，注意防冻。(7)增设系统旁路试验管，增设系统旁路试验管，通过对每月的挂片分析系统水质发展趋势，从而及时作出调整，使系统的腐蚀、结垢率控制在工艺指标范围之内。

结束语

针对企业循环水系统存在的问题，通过增设溢流槽、加强旁滤池处理效果、加强旁滤池处理效果、更换冷却塔填料等节能技术改造和工艺操作优化措施，根本上改善了循环水水质的运行状况，达到了对循环水充分利用和节能的目的，为公司节约了成本并且创造了经济效益。

参考文献

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