化工业中循环水系统节能节水措施

化工业中循环水系统节能节水措施

周瑜,韩尚伟,孙军,赵广坤,王世超

中国石油独山子石化公司公用工程部 新疆 维吾尔自治区 833600

摘要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。现阶段我国循环水用量已经占据化工业总用水量70%，能耗占比也超过70%，且排放循环冷却废水量较大，极大影响企业运行成本，成为能源主管部门和生态环境主管部门关注的重点问题。“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”是国家做出的重大战略决策，行业在这一决策背景下将面临重大挑战。目前，我国行业冷却循环水系统普遍存在能耗高、污染物排放量大等问题，因此做好化工业冷却循环水系统节能与环保工作便显得极为迫切。本文就循环水系统节能展开探讨。

关键词：化工业冷却循环水系统；节能；环保

引言

锅炉循环水的生产基本原理是锅炉循环冷却水经水泵加压送到锅炉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。由于锅炉循环水系统悬浮物经常超标，导致锅炉装置内的换热器经常堵塞，降低了换热器的换热效果。从而直接影响到了锅炉装置的整个生产系统的安全生产、稳定运行。

1.循环水系统技术优化的必要性

（1）节能降耗、提高经济效益的需要。换热器经常泄漏导致锅炉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。（2）安全生产、稳定运行需要。锅炉循环水的生产基本原理是锅炉循环冷却水经水泵加压送到锅炉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。由于锅炉循环水系统悬浮物经常超标，导致锅炉装置内的换热器经常堵塞，降低了换热器的换热效果。从而直接影响到了锅炉装置的整个生产系统的安全生产、稳定运行。

2.循环水系统节能措施

2.1通过改善循环水进水水质降低能耗及减少排污量

我国企业循环水主要采用化工业自来水厂，其特点为水质含盐分高、价格偏低、易结垢，目前已有部分企业采用生活自来水水源用于循环水系统。以某聚氯乙烯生产企业为例，该企业采用生活自来水水源用于冷却循环，补水水质中电导率及盐分浓度较低，电导率基本小于70μS/cm，较低的电导率及盐分可有效减少管道腐蚀及结垢现象，降低能耗，延长设备使用时间，同时提高冷却温度控制的精确性，循环水浓缩倍数可达到8～9倍，大幅降低了循环冷却废水排放量，有效降低企业的污水运行成本以及污染物总量购置成本。

2.2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。假设企业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；其二中水厂至企业的阀门不严密（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，但中水厂至企业之间的母管中的污物无法清洗，会直接携带毒性水质进入企业水塔。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。没有建设中水岛的企业应放弃使用中水，从根源上降低循环水系统中微生物的含量。有中水岛的企业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。

2.3利用闭路循环水系统促进冷却循环水系统节能和环保优化

利用闭路循环水系统促进冷却循环水系统节能和环保品质，即发挥闭路循环水系统冷却水无法与外部直接接触的优势，可切实规避空气中杂质进入循环水系统内部。以某循环水场闭路循环改造为例，该水场原本有开始凉水塔，处理量4000m3/h，占地规模为720m2，框架结构由钢筋混凝土组成，其中风机直径达到8m，风机功率为180kW，冬季时的进塔水温为16℃，到夏季便达到40℃，冬季出塔水温为12℃，夏季出塔水温达到33℃。开式凉水塔运行期间，水质整体相对偏差，换热性能也较弱，严重影响装置正常运转效率，故障风险无法预控，尤其夏季时，热效应对周边区域生态也产生较大不良影响。经过闭路循环水系统改造后，结垢问题明显改善，水质得到有效优化同时，夏季进出塔水温也得到不同程度的降低，进一步促进了该系统装置稳定运行效益，节约能耗同时达到保护周边生态环境的目的。

2.4循环水系统运行时水质异常的清洁控制

（1）使用新型阻垢剂，基本可保证凝汽器换热管道不发生腐蚀结垢的情况。（2）循环水管道支管段经常有异常发生，主要表现为腐蚀穿孔问题：一是水平布置的高空或地埋的小口径管道有漏点；二是氢气冷却器回水细口径管道有漏点、法兰焊缝腐蚀。由于大部分循环水取样监测主要以“浓缩倍率”指标为主，在凝汽器循环水回水母管上设一个取样点，并同时监测碱度、COD、pH值等，基本上不在开式水泵至各个辅机换热器之间管段、各辅机回水调门之前的管段上增设测点。（3）清洁方案。一旦发现循环水支管段存在发生危险状态的趋势，漏点变多，法兰焊缝有漏点，阀门卡涩严重，必须立即实施进、回水支管段的监测方案并长期执行。通过化学监测分析出内部存在泥垢的冷却器，停机时进行拆除清洗，在没发生腐蚀穿透之前恢复冷却器换热效率。将浊度和COD等指标引入循环水回水支管段的监测，也可在循环水进水支管段安装微型极化装置起到杀菌的作用。（4）系统停运时的保护。目前，机组调停次数多给技术人员带来新的挑战，因为“流水不腐，户枢不蠹”，循环水系统停运的保护措施变得至关重要，有水有氧气在管道内就会慢性腐蚀。每个企业的情况不同，换热器运行切换方式不同，没有固定的清洁方案，这也是循环水治理的最大难点。流动的循环水可以进行换水保证水质，但停运循环水的放或留是未来循环水治理的重点。

2.5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）每周要对锅炉循环水水质进行检测，保证去锅炉系统的水质合格；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。

结语

节水要结合设备使用情况，寻找最优用水方式。坚持运用先进的分析仪器、科学的思路和有效的控制方式，提高用水效率。节能与设备安全方面，要开拓思维，对设备进行风险预控分析，保证设备运行的可靠性。做好循环水清洁工程，企业间互相学习借鉴，交流循环水节水和检修技术，创新化学监督技术，进一步降低企业用水成本。

参考文献

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