鄧鳴

摘? ?要：近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)用水量增大，在企業(yè)中循環(huán)冷卻水設(shè)計優(yōu)化十分重要，如何利用好現(xiàn)有水資源對系統(tǒng)設(shè)計提出了新的要求。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)，針對老系統(tǒng)的問題探討解決辦法。目前循環(huán)水系統(tǒng)多數(shù)使用傳統(tǒng)機力抽風(fēng)式冷卻塔，水能風(fēng)機冷卻塔主要靠循環(huán)水回水余壓帶來壓力，節(jié)水消霧型冷卻塔主要考慮消除機力抽風(fēng)式冷卻塔中蒸發(fā)水量，達到節(jié)能的效果，減少對周圍環(huán)境的影響。新興節(jié)能水泵效率達到85%，水能風(fēng)機冷卻塔及高效節(jié)能水泵新技術(shù)出現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計有很大的促進，裝置的各冷卻器冷卻效果對循環(huán)水系統(tǒng)能耗有很大的影響，如水冷器回水溫度過高等，直接影響循環(huán)水系統(tǒng)能耗，對其進行優(yōu)化可以達到良好的節(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

中圖分類號：TQ085? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0089-02

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)不斷升級發(fā)展，節(jié)能降耗能有效提升經(jīng)濟效益，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)中存在一定問題，能耗較大，導(dǎo)致企業(yè)成本提升，影響企業(yè)經(jīng)濟效益。隨著科技的不斷進步，不少產(chǎn)品生產(chǎn)半成品需要進行冷卻才能加工，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，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，通過建立系統(tǒng)能量平衡現(xiàn)場測試，從循環(huán)水泵組，換熱裝置，制冷設(shè)備等方面入手，實現(xiàn)對循環(huán)水系統(tǒng)流程參數(shù)的實時監(jiān)測，使復(fù)雜管網(wǎng)的動態(tài)水力熱力平衡，實現(xiàn)綜合節(jié)能目標(biāo)。

1? 水循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能運行的意義

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，主要依靠水泵為動力源推動循環(huán)水流動，我國循環(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)，我國工業(yè)循環(huán)水泵系統(tǒng)普遍存在高能耗，與發(fā)達國家相比系統(tǒng)運行效率低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，難以進行提純，通過工業(yè)用水冷卻可以降低高溫焦?fàn)t煤氣溫度，更好地開展生產(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，工業(yè)用水來源廣泛，可以大規(guī)模應(yīng)用到生產(chǎn)工作中，工業(yè)用水冷卻時，為實現(xiàn)節(jié)水理念減少對周邊環(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題，需要改進設(shè)計降低能耗，幫助企業(yè)提高經(jīng)濟效益。

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，進行系統(tǒng)能量利用效率研究，判別評價系統(tǒng)能量利用效率指標(biāo)，提出過程能量優(yōu)化解決方案。實時監(jiān)測循環(huán)水系統(tǒng)流程參數(shù)，系統(tǒng)能運行優(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，溫度等運行參數(shù)精確采集。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，對流量，水泵運行效率等專家分析診斷，水力平衡調(diào)節(jié)裝置等針對性強的系列高效節(jié)能產(chǎn)品。

工業(yè)冷卻水循中通過水泵水量的輸配協(xié)同節(jié)能優(yōu)化控制，將溫度控制在設(shè)定區(qū)間，實現(xiàn)動態(tài)水力熱力平衡，根據(jù)冷卻水溫度在線監(jiān)測優(yōu)化控制冷卻塔智慧閥門，在滿足冷卻塔動態(tài)水力熱力平衡條件下，使冷卻塔冷效果最優(yōu)化，確定水泵組的開機臺數(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)，實現(xiàn)系統(tǒng)流程桉樹實時監(jiān)測，運行優(yōu)化，實現(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，通過機械通風(fēng)裝置增強空氣流速，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。直接冷卻實際生產(chǎn)中往往降溫效果不理想，無法滿足實際生產(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)要求場合。

蒸發(fā)冷卻是生活中常見的冷卻方式，通過液體蒸發(fā)實現(xiàn)降溫冷卻。物理學(xué)中，對液體蒸發(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，實際工作生產(chǎn)中無法獲得良好的氣化比降溫，很少使用沸水進行氣化降溫。

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)改委第五批國家重點節(jié)能技術(shù)推廣項目，適用于機械電子，食品制藥，熱電等相關(guān)領(lǐng)域電力驅(qū)動循環(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)計槽式配水，減少水源擴散面積，采用薄膜點滴混裝專利技術(shù)，可以進行二次收稅，使得填料強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)約運行費用18萬元。

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到60%，兩種典型工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)技術(shù)改造情況見表1。

中石化巴陵石化公司己內(nèi)酰胺循環(huán)水冷卻系統(tǒng)有單級雙吸離心泵9臺，村水泵運行效率低等問題，采用節(jié)能技術(shù)改造方式，優(yōu)化水泵水力設(shè)計提高制造精度提高泵效率，通過水泵，用水設(shè)備配備提高冷卻水系統(tǒng)效率，計算用水設(shè)備的最佳工藝點，在維持原來工況下每小時節(jié)電614kWh，年節(jié)約電費269萬元。

5? 結(jié)語

采用工業(yè)循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，可以借機工業(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3%的直接經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 連艷娥.冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化及應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2018，25（2）：188.

[2] 楊俐運.一種冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能評估的參數(shù)測定方法[J].上海節(jié)能，2017（11）：634-637.

[3] 姚玉田，俞澤科，林高燦.淺談工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015（17）：156，158.