工程实例中循环冷却水方案的比较与选择

2012-11-16高兰芳

中国新技术新产品 2012年7期

高兰芳

（康泰斯（上海）化学工程有限公司，上海 200000）

概述

液化天然气，是将天然气净化冷却而成的深冷液体，常压沸点为-162°C，其密度为标准状态下天然气的600多倍，体积能量为汽油的72%，输送和储存十分便利。我国拥有丰富的天然气资源，加快发展我国天然气工业，对缓解我国能源供需矛盾、优化能源结构、改善生态环境、提高人民生活质量、加快城市化建设、保持国民经济持续健康发展，都具有重要和深远的战略意义。目前，液化天然气已成为我国一门新兴的工业而得到迅速发展。本工程即是在此背景下新建的一个液化天然气生产、储存和装运项目。

本工程的装置分为主生产装置、辅助生产装置与公用工程。主生产装置包括处理规模为100x104Nm3/d液化装置区、压缩机厂房等。

本工程的原设计方案采用间冷开式循环冷却水来冷却主生产装置区天然气压缩机出口一级、二级压缩气体，但由于间冷开式循环冷却水排污水量较大，大于该项目环评批复要求的污、废水排放水量要求，因此，业主提请做间冷开式循环冷却水系统、间冷闭式循环冷却水系统的技术、经济比较，为工程的冷却方案的选择提供参考，以期在经济、合理的情况下，尽量减少项目污、废水排放量，满足环评批复要求。

1 冷却系统说明

1.1 间冷开式循环冷却水系统

间冷开式循环冷却水系统是指循环冷却水与被冷却工艺介质在换热器中进行间接传热，并且与大气在冷却水塔中直接接触散热。

该系统的优点是冷却效果好，系统构成简单，维护检修方便，防冻措施简单。

缺点是冷却水在开式系统中循环，与外界直接接触，水质容易被污染，造成冷却水系统结垢、堵塞或腐蚀，使被冷却设备效率降低，寿命缩短，冷却水消耗量大，排污量相对较大。

1.2 间冷闭式循环冷却水系统

间冷闭式循环冷却水系统是指循环冷却水与被冷却工艺介质在换热器中进行间接传热，带走热量；在冷却塔中通过换热盘管，与大气和喷淋水间接散热；循环冷却水总在一个闭式管路中循环，不与大气接触。

该系统的优点是系统中的冷却水为软化水，有效的控制水垢的生成，冷却水在闭式系统中循环，不受外界环境影响而污染，能够保证循环水质不受污染，很好的保护了主设备，提高了使用寿命，且循环水消耗少。但设备造价相较于开式系统高；寒冷地区冬季防冻要求高；由于循环冷却水补充水采用软水或脱盐水，需要考虑软水或脱盐水装置；喷淋水水质受环境影响较大，当环境空气质量差或有大风沙天气发生，则喷淋水需要大比率更换。

2 两种循环冷却水方案的技术、经济比较

2.1 根据项目情况，对两种循环冷却水方案做比较分析

原工程冷却方案采用间冷开式循环冷却水系统，系统设计循环水量为4,000m3/h，供水压力为0.55MPa。在此基础上，请相关厂家做了一个间冷闭式循环冷却水系统的方案。并将两个方案的技术、经济数据列出如下表。

表1 冷却方案技术、经济比较表

2.1.1 两种循环冷却水方案的比较分析结论

根据上述冷却方案的技术、经济比较表，可以得出以下结论：

从做两种循环冷却水方案的技术、经济比较的目的来说，是为了减少废水的排放量，以满足环评批复的要求。但从表1中可以看出，间冷开式循环冷却水系统的循环冷却水排污量为24m3/h，为循环水量的0.6%；而间冷闭式循环冷却水系统的循环冷却水由于是在一个闭式管路中循环，不与外界接触，所以基本没有排污量，但对于外循环的喷淋水，由于其与开式系统的循环水一样，与外界环境接触，因此喷淋水存在排污，排污量为19.26 m3/h，为喷淋水循环水量的0.4%；就排污量而言，间冷闭式循环冷却水系统的排污量相对较小，但两者差距不大，无法满足环评批复的排水量要求。

从工程投资成本来说，间冷闭式循环冷却水系统的设备费即是间冷开式循环冷却水系统的总投资的2.7倍，并且因为需要采用软化水或脱盐水来为循环冷却水补水，需另上一套软化水或脱盐水装置，不经济；从工程运行费用来说，两者吨水运行费用相差不大。

综上所述，为满足该项目环评批复的污、废水排放量的要求，将间冷开式循环冷却水系统改为间冷闭式循环冷却水系统，无论是从排污量上考量，还是从投资、运行费用上考虑，都不经济、合理。因此，针对该项目，不建议采用间冷闭式循环冷却水系统，采用间冷开式循环冷却水系统比较经济、合理，或采用风冷系统。