循环水系统运行方式优化及经济运行

崔锦涛

摘要：在工业领域，循环冷却水系统是重要的冷却系统，在工业生产中应用较为广泛。从目前工业生产来看，循环冷却水系统在设备冷却降温方面起到了积极效果。但是从循环冷却水系统的实际工况来看，水作为主要介质在反复循环中水质容易发生变化，循环冷却水不但会出现水质浓缩、污垢和腐蚀等现象，还会使循环冷却水系统的工作效率下降，进而对循环冷却水系统造成危害。为此，在循环冷却水系统工作中，我们应根据系统运行特点，制定具体措施保证循环冷却水系统能够得到优化，有效改善冷却水水质，保障循环冷却水系统能够高效工作。

关键词：循环水系统；系统优化 ； 工艺优化；经济运行；

中图分类号：C35文献标识码： A

引言：本文简要介绍循环水系统及其重要性，从水质管理以及设备工艺优化等介绍了一些方法和做法，从而提高系统处理效率。

一、循环水系统简介

循环水泵是循环水系统中最重要的设备之一，在热力系统中发挥着至关重要的作用。机组运行中，凝汽器真空的形成主要依赖于循环水泵。停运初期，低压缸的冷却也主要依靠循环水泵来完成。

循环水冷却通常分为密闭式循环水冷却系统和敞开式循环水冷却系统。密闭式循环水冷却系统中，水是密闭循环的，水的冷却不与空气直接接触；敞开式循环水冷却系统，水的冷却需要与空气直接接触，根据水与空气接触方式的不同，可分为水面冷却、喷水池冷却和冷却塔冷却等。

循环冷却水一般占企业用水总量的50%～90%。循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往冷却塔进行冷却。在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。

空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。

在化学水处理行业中，有句行话：“三分药剂，七分管理”。所以，对于一个稳定的循环水系统而言，选择了合理的塔型和水稳配方固然重要，但若管理不善，同样可能使好的设备和水稳配方发挥不了好的作用，保证不了水温和水质，满足不了工艺，甚至设备能耗增加，水冷器短时间结垢腐蚀穿孔，直至停车，后果不堪而言。

二、火力发电厂在消耗大量煤的同时，也需要消耗大量的水资源。

对水循环系统的运行方式进行优化研究，不仅能够节约厂用电，对于水资源的节约来说也具有重要意义。循环水系统的优化运行一直以来都是人们关注的热点话题。但受制于技术和资金等因素，很多电厂在进行循环水量的改变以及维持凝汽器最佳真空等环节上依然存在很大的不确定性。在研究背压变化对汽轮发电机组电功率造成的影响上，目前出现有很多方法，但只有等效热降方法既简便又准确，本文将对此展开研究。随后对凝汽器最佳真空和最佳循环水流量的计算过程进行了修正

1、等效热降方法研究背压变化对汽轮机电功率的影响

在进行凝汽器的最佳真空计算以及确定循环水流量的最佳值过程中，首先需要研究明确汽轮机背压变化对其电功率的影响。在实际的工程计算中使用过很多方法[3]，但经验表明，等效热降法是最为简单和准确的方法。下面对这种方法进行分析。

2、最佳真空和最佳循环水流量确定方法分析

为了增大汽轮机的理想比焓降以及提高其电功率，最直接的办法是提高凝汽器的真空，但是受到设计和实际运行经济性的限制，并非是真空越高越好。对凝汽器中的真空造成影响的因素较为复杂。总起上来讲，要想提高凝汽器的真空，需要适当的增加循环水泵的泵耗。四、循环冷却水系统优化应做好灭藻杀菌工作

循环冷却水系统与其他水处理系统一样，循环水在使用一段时间之后，水质容易变差，并且会出现藻类漂浮物和多种细菌。处于保护循环冷却水系统和优化循环冷却水系统的目的，我们应做好循环冷却水的灭藻杀菌工作。从目前循环冷却水系统的灭藻杀菌工作来看，电解水是主要的灭藻杀菌方式。

电解水过程产生的部分臭氧和过氧化氢对细菌微生物有较强的杀灭作用，电极安装的铜银合金片电解产生的微量铜银离子可以使蛋白质变性。利用这一过程，可以有效去除循环冷却水系统中的藻类和细菌，达到改善循环冷却水系统水质的目的，使循环冷却水的水质能够得到净化，延长循环冷却水的使用时间，保证循环冷却水系统优化取得积极效果。

为此，我们应将电解水作为灭藻杀菌的主要方式，在系统优化中积极应用电解水过程，提高灭藻杀菌效率。

三、循环冷却水系统优化应做好防腐降氯工作

为了保证循环冷却水系统能够正常工作，需要做好冷却水的防腐降氯工作，主要应从以下几个方面入手：

1.电解水过程中部分活性氧和活性氢结合水体中DO（溶解氧）和水分子生成臭氧和过氧化氢，利用臭氧和过氧化氢的特性有效去除水质中的杂质和细菌，保证循环水水质满足使用要求，提高循环水的活性，达到改善循环水水质的目的。

2.热交换器表面由于除垢效应，变得平整光滑，从而防止了垢下腐蚀，在目前循环冷却水系统中，热交换器表面的污垢是处理重点。如果不能及时处理掉表面的污垢，会影响热交换器的正常工作，因此，做好防腐降氯工作是保证热交换器正常工作的重要手段。

3.系统中氯离子由于蒸发浓缩，浓度逐步增大，氯离子对冷却水的水质影响较大。为此，在防腐降氯过程中，应重点降低循环冷却水中的氯离子，主要应采取吸附和中和反应的方式消除循环冷却水中氯离子。

四、设备工艺优化

1.循环水系统变频运行

循环水系统采用高压电机拖动水泵工频运行的方式进行生产，根据所需水量不同，需要靠阀门对系统压力、流量进行控制，电能浪费较大。经技术人员研究，对该水泵进行高压变频器改造，把电机、水泵共同组合成为一体，操作人员根据生产工艺的实际情况设定系统压力期望值，通过变频器闭环控制程序结合DCS模拟采样、控制的方式，跟踪和调整工艺指标，自动运行电机转速，调整系统压力和流量；也可手动设置频率，根据工艺要求运行水泵，从而节约大量电能。根据实测：改造前后每月可节约132480kw/h，节能意义巨大。

2.优化循环水系统管理

公用循环水泵在其变频基础上，其后续单位用水量的多少直接导致水泵频率的高低，高低最高可相差20%，因响应公司节能降耗，避峰用电号召，很多用水设备都是间歇运行，用水量的多少与各岗位员工的责任心有直接关系加强员工责任心意识，就能在停用设备的时候即使关闭循环水阀门从而降低循环水用水量。

为了降低公用循环水泵运行频率，对用水岗位循环水阀门关闭的及时性进行考核并制定了具体考核办法。此举极大地提高了员工岗位责任心，避免了岗位员工对此种现象习以为常，不肯做出改变，通过循环水系统优化管理措施，有效提高了员工责任心和节能减排意识，公用循环水泵频率都有了很大降低，降低循环水泵耗电量。经过方案实施后统计，公用循环水泵频率由原来的95%降低为现在的80%左右，每天节约电耗3000度。

种种措施，目的只有一个，那就是使循环水系统运行达到最优化，使系统处理效率最高，使其运行成本最低，进而真正做到节能减排。

结语：随着我国的工业进程也在不断发展和加速，冷却水在一般的工业生产中占到了百分之八十以上的比例，是工业在发展过程中一个不可忽视的、举足轻重的环节。所以，为了更好更快的发展工业建设，我们就必须先研究好冷却水循环问题。只有做好的了冷却循环水系统的节能工作，我们才能在财政上减少一笔开支；只有做好了冷却循环水系统的应用工作，我们才能真正在实际工作中得到事半功倍的收获效果。

参考文献：

[1]石书雨，于刚，张光.不同判定准则确定循环水系统优化运行的分析[J].热力发电，2008

[2] 聂俊毅；；循环冷却水系统设计过程中的几点体会[J]；科技情报开发与经济；2009