石油化工企业循环水站设计

方婷婷

摘 要：在石油化工企业中，循环水主要用于冷却生产设备和产品。结合循环冷却水系统设计的相关规范，对石油化工企业循环冷却水系统设计过程进行阐述，总结设计过程中的注意事项，以提高设计效率。

关键词：石油化工；循环水系统；设计

在石油化工企业中，循环水系统是保障工艺设备正常运行一个必不可少的系统。近期在参与石油化工企业循环水系统设计的过程中发现，涉及循环水系统设计规范较多，最基本的有《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）、《化学工业循环冷却水系统设计规范》（GB50648-2011）、《工业循环水冷却设计规范》（GB/T 50102-2014）、《石油化工循环水场设计规范》（GB/T 50746-2012）、《化工企业循环冷却水处理加药装置设计统一规定》（HG/T 20524-2006）。规范各有不同侧重，同时也有部分内容重复出现。将各规范进行比较，对石油化工企业循环水系统设计进行如下总结，供参考及批评指正。

1 设计规范的介绍

设计规范主要从5个方面对循环水系统设计内容进行了规定，第一，循环水系统总体设计，主要包括循环水系统划分、循环冷却水装置区的布置，水量设计等；第二，循环水冷却设施设计，主要为冷却塔（含冷却塔水池）设计；第三，循环冷却水水质处理设计；第四，循环水泵房设计；第五，循环水管网及配套设施的设计。

在上述5本规范中，《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）及《化工企业循环冷却水处理加药装置设计统一规定》（HG/T 20524-2006）主要规定了循环冷却水水质处理设计方面的内容；《工业循环水冷却设计规范》（GB/T 50102-2014）主要涉及循环水冷却设施设计内容的规定，《化学工业循环冷却水系统设计规范》（GB50648-2011）及《石油化工循环水场设计规范》（GB/T 50746-2012）较为综合，对5个方面的内容均有涉及。另外，在设计循环水泵房及管网时，还需参照《室外给水设计规范》（GB50013-2006）及《泵站设计规范》（GB 50265-2010）。

在规范使用中，经常遇到规范之间不一致的地方，笔者认为，针对这个问题，应当遵循从严原则，在不大幅增加建设成本的前提下，采用更为安全的设计参数进行设计。

2 设计内容

2.1 水量确定 在GB 50648-2011/ 3.1.4中提到循环冷却水系统的设计水量，按工艺生产装置及辅助生产装置的正常小时用水量计算，按最大小时用水量校核。而GB50746—2012/ 3.2.2中提到，设计水量按最大连续小时用水量之和加上用户可能同时发生的最大间断小时用水量确定。笔者结合近期参与的项目，认为在项目概算阶段，工程量应按最大小时用水量之和确定，在设计过程中，若工艺专业需水量加大，择以最大小时用水量之和进行校核，判断循环水系统设备及管网是否符合设计要求。

2.2 水量平衡计算 此部分内容在各规范中规定基本相同，整理如下。

第一，对间冷开式循环冷却水系统的浓缩倍数（N）的规定，不宜小于5，且不应小于3（新鲜水作为循环水补充水时，浓缩倍数不应小于4.0）。浓缩倍数从3提到5，补充水量及排污水量占循环冷却水量的百分比均降低0.4个百分比，可见每提高一点浓缩倍数，可节约大量水资源并且降低企业排污量。在补充水质已经确定的情况下，提高浓缩倍数的关键在于循环水处理药剂配方。

第二，间冷开式系统补充水量及排污水量主要有以下计算公式。

2.3 排污水量 便于雨水重力流管线交叉，减少埋深。埋地循环水钢制管道应根据土壤性质等进行外防腐处理。

2.4 仪表设置 循环水供水总管应设置压力、温度、流量仪表，当工艺装置水量平衡时，循环水回水总管可不设置流量仪表，但压力及温度仪表必须设置。补充水管、旁滤水管及排污水管应设置流量仪表。吸水池应设置液位计及高低液位报警，并与补充水控制阀联锁控制。大中型冷却塔风机应配套油温、油位、振动检测及报警装置。除以上必须设置的仪表外，设计过程中还有许多宜设置的仪表，循环水系统设计过程中仪表设计越全面，自动化程度越高，企业运行过程中的操作越为简便，这与企业建造投资及运行人员数量都密切相关。但也有几点必须注意，从企业装置运行安全角度出发，一般大型水泵及冷却塔风机需要在现场启动。当吸水池液位过低时，只可发出低液位报警信号，而不可以联锁循环水泵停泵。

2.5 管道布置 在大中型石油化工企业，循环水管网管径往往较大，一般总管考虑地下敷设，大管径压力流管线一般布置在最下，旁流过滤水量按循环冷却水量的2%～5%确定。多沉地区适当提高此值。

3 结论

循环水系统设计是一个复杂的协作过程，需要工艺、电气、仪表等多个专业人员共同参与。循环水系统的合理设计可以减少项目建造及运行投资、减小占地，并辅助工艺设备安全运行，因此在石油化工设计项目中是极为重要的。